基于模糊控制的机器人控制精度优化方法与技术研究

针对机器人在磨抛零件过程中由于PID无法在线实时调参导致控制精度不高的问题,本文采用“语言类”智能控制手段——模糊控制对机器人操作过程进行优化控制,从而达到提高机器人控制精度和提高实时性的目的。

基于多类型计算重写的浮点表达式精度优化方法

表达式重写是精度优化领域的新兴方法,其核心思想是在不改变表达式精度类型的前提下,将其变换为语义上等价的表达式以尝试提升精度。然而,面对庞大的变换规则和变换空间,如何选取合适的变换策略成为了重写方法的问题所在。针对上述问题,提出了一个基于多类型计算重写的浮点表达式精度优化方法,支持包括函数计算、四则运算的表达式,并实现了表达式重写工具exprAuto。区别于其他精度优化工具侧重于对子表达式的替换,exprAuto更注重对表达式运算顺序的变换。exprAuto在对表达式化简和数学变换后,通过多项式变换获取不同的计算顺序,并尝试减少运算次数以提升精度,最终生成一个包含不同计算顺序的等价表达式集合,通过排序筛选和误差检测从中选出最终的精度优化结果。文中选取41个FPBench标准集中的表达式和18个常见数学函数的近似多项式作为测试用例,在经exprAuto优化后,所提方法相比原式最大误差降低了45.92%,平均误差降低了34.98%;针对其中的18个近似多项式,相比原式最大误差降低了58.35%,平均误差降低了43.73%。实验结果表明,exprAuto可以有效提升表达式尤其是多项式的精度。

基于递推子空间的机组数字孪生模型预测精度优化方法

由于机理分析的简化假设条件或设备实际运行中参数特性偏移等因素,导致机理建模不可避免存在模型误差。针对该问题,提出一种基于递推子空间的火电机组数字孪生模型预测精度优化方法。分析机组关键设备的运行机制,结合典型工况小样本数据,建立火电机组的全设备多工况非线性动态机理模型,确保数字孪生系统模型具有较好的可解释性与泛化性能;基于递推子空间辨识方法,建立预测精度优化模型并实时进行在线更新,补偿机理模型产生的误差,提高整体模型的预测精度,保证数字孪生模型的高保真性。仿真实验验证了所提方法的有效性。

基于G&L-HHO的光束指向精度优化算法

指向精度是光束控制领域最核心的指标之一,指向精度的高低直接决定了光束控制器性能的优劣。为了解决液晶相控阵受制作工艺限制会造成较大光束偏转角度误差、指向精度下降等问题,本文提出一种基于改进哈里斯鹰(HHO)的光束指向精度优化算法。首先,对影响因素进行分析,选取合理的器件参数。随后,采用哈里斯鹰算法对液晶相控阵进行光束指向精度优化。最后,鉴于哈里斯鹰算法容易陷于局部最优值的难题,本文设计了兼顾全局与局部并优策略的哈里斯鹰算法(G&L-HHO)。在全局优化策略方面,选择柯西分布函数增加初始种群多样性,提高算法的全局搜索效率;在局部优化策略方面,采用自适应余弦加权因子,多方面增强哈里斯鹰算法的寻优性能。仿真实验对比结果表明,本研究提出的G&L-HHO算法将归一化精度误差由100数量级优化为10^(-4)数量级,并大幅降低了归一化精度误差波动幅值。本研究显著提高了光束指向精度,并具有收敛精度高、收敛速度快、鲁棒性强等优点。

基于加工精度优化的机械加工工艺研究

分析了加工精度与零部件质量之间的紧密关系,详细探讨了机械加工存在的问题,并提出相应的解决方案。通过对加工参数的优化选择、刀具与夹具设计的改进以及加工过程的监测与反馈控制,全面提升了机械加工的加工精度和零部件的质量。

基于加工精度优化的新型数控机械加工进刀工艺研究

针对数控机械加工进刀工艺存在的精度不高、效率低下等问题,提出一系列创新解决方案,如高精度定位控制下的非线性进刀轨迹规划、基于热变形补偿的智能自适应进刀算法以及多轴联动协同下的高效低损进刀策略,以有效提高复杂曲面加工的精度和效率,减轻刀具磨损。实验结果表明,提出的新型进刀工艺能够显著改善加工表面质量,提高加工精度,缩短加工周期,为高性能数控加工技术发展提供新思路。

一种大数据驱动的机床组群互学习精度优化方法及验证

数控机床目前急需解决效率提高和精度保证的问题,传统数控机床难以精确、全面地预测和优化各种加工工况下的误差。提出一种通过应用制造大数据来提高数控机床组群整体性能的新思路和实现方法,使机床组群能够以单台机床无法实现的速度进行学习和精度优化,研究制造过程数据的特点和表征方法。实验表明:大数据模型驱动下的机床组群互学习精度优化加工方法,加工精度和表面质量明显优于普通传统数控加工方法,实现了数控铣削的高效高质量加工。

基于多精度规划窗口的无人机航迹规划方法研究

航迹规划是无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)任务规划系统的核心部分之一,其主要任务是结合战场环境等约束条件,寻找一条安全系数高、满足任务需求且飞行代价小的UAV最优飞行航迹。基于现有蚁群优化(ant colony optimization,ACO)算法,在其并行能力基础上提出一种多精度规划窗口方法。该方法在初始航迹基础上,进一步针对局部飞行环境特点,自动配置局部规划窗口、规划精度和规划参数,并行地开展多精度窗口航迹调整,可在较短时间内优化出一条适应战场环境的飞行航迹。仿真分析表明,不同战场环境下所需的算法参数配置、规划精度各有不同,通过多精度规划窗口的优化与调整,最终飞行航迹可适应不同战场环境,且具备较好的规划效率与精度。

基于CSO-LSSVM模型的选择性激光烧结成型工艺参数优化

成型收缩是影响选择性激光烧结技术(selective laser sintering,SLS)制件精度的关键因素,而工艺参数对材料烧结情况和收缩变形程度有着明显影响,因此选择合理的参数组合对减小精度误差和改善成型性能质量有着重要意义。为降低SLS成型件工艺参数优化试验成本,文章开发了一种名为CSO-LSSVM成型精度预测模型用于工艺参数的预测。该模型的设计思路是:首先,通过Sine映射、非线性切换因子和针孔成像反向学习等3种改进策略全方面协调增强了蛇优化器(snake optimizer,SO)的收敛精度和寻优速度,接着,将改进后的蛇优化器(chaotic multi-strategy enhanced snake optimizer,CSO)与最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)结合,整定关键核函数参数,提高模型预测精度和泛化能力。为验证CSO-LSSVM模型的有效性和优越性,利用Matlab软件在真实数据集基础上将其与LSSVM、BP(back propagation)神经网络以及极限学习机(extreme learning machine,ELM)模型进行对比。结果表明:文中所提方法具有更高的预测精度,其误差评价指标均方根误差、平均绝对百分比误差和平均绝对误差分别为0.5462、9.4877、0.4017。该模型可为SLS成型加工提供最优工艺参数,有效指导加工。

精度可控的边界表示模型网格生成

针对边界表示模型生成的面网格模型存在的误差大、分辨率高和不水密的问题,提出针对计算机辅助设计(CAD)实体模型的保精度网格生成算法.算法通过同步生成对齐共边点对保证网格的水密性;利用连续表征设计网格目标边长,以生成高精度、低分辨率的网格.与现有的开源网格生成软件相比,算法能用更少的网格面片数生成精度更高的网格,且网格质量与其相当.

高频单站定位误差特性分析及精度优化构想

从降低高频单站定位误差、提高系统整体性能角度出发,系统性地分析了高频单站定位误差源——电离层虚高、测量仰角和方位角——对定位误差影响的规律。基于误差特性分析结果,提出了优化定位精度的构想:一是通过选择合理的电离层模型,并基于探测数据进行实时修正来提高电离层虚高准确度;二是通过选择优质测向体制和天线场地、研究基于电离层斜向探测等技术的测向校正方法来提高测向准确度;三是应用迭代算法用以克服方法近似所带来的误差。通过方法可行性,论证了优化构想和电离层斜向探测技术对提高高频单站定位精度的重要意义。

产品装配精度优化模型研究

针对目前装配精度优化中存在的准确性和效率问题,提出了一种新的产品装配精度优化模型。该模型针对软硬约束下的组成环公差,采用蒙特卡罗法模拟组成环实测尺寸值计算各组精度设计方案的装配精度及装配成功率,与加工成本一起作为各组精度设计方案的评价指标,并通过模糊综合评价方法确定优化目标。利用遗传模拟退火优化方法,可以在产品设计阶段的装配精度分配和装配精度优化方面,获得接近最优解的装配精度设计结果。应用一个实例验证了该优化模型可以在少量提高加工成本的前提下,大幅度提高产品装配精度。

射频通信信号传输精度优化处理仿真研究

对射频通信信号传输精度进行优化,可以有效削弱射频通信非平稳信号的影响。对通信信号传输精度的优化,需要对信号进行分层处理,然后对信号进行小波滤波,完成对通信信号传输精度的优化。传统方法组建信号尖端点的隶属度函数,得到各个信号点的尖端程度,但忽略了对信号进行小波滤波,导致传输精度优化效果不理想提出基于平滑先验的射频通信信号传输精度优化方法。结合平滑先验理论组建射频通信信号观测模型,估计原射频通信信号中的趋势项,并结合射频通信信号中趋势项的频率范围,得出标准化参数取值,利用多分辨率分析对消除趋势项的信号进行分层处理,对射频通信信号进行小波滤波,以此为依据完成对射频通信信号传输精度优化。实验结果表明,所提方法能够有效提高射频通信信号传输精度。

基于GA-BP算法的超声波测量精度优化研究

针对复杂环境下超声波传感器测量系统测量精度问题,以罐体油位测量为例,提出一种基于神经网络遗传算法的超声波传感器测量精度优化模型,实现超声波油位测量系统的非线性误差校正。仿真结果表明,该方法可以减小超声波传感器本身结构和外界因素的干扰,提高测量精度。

乒乓球视频战术分析的C4.5算法精度优化

基于传统C4.5算法还存在精度不高、速度不快等问题,本文针对乒乓球视频战术分析对传统C4.5算法进行优化,并且在此基础上,构建一个有关乒乓球视频战术的模型。此类模型不但可以运用信息增加效益,还可以将关联规则作为辅助条件,针对实验研究所得的技术进行质量评价,并对其候选属性进行优化,而且通过Jaccard系数(计算样本相似性与分散性的一个概率)优化乒乓球视频离散集合,减少数据产生的重复误差。为进一步改进C4.5算法的精度优化对乒乓球视频战术分析产生的效果,本文设计了一个仿真实验,在此实验中发现,与传统C4.5算法相比,优化后的C4.5算法的精度在击球力度、击球手法、旋转角度上都要高出许多。

数控机床精度优化设计的研究现状

数控机床的空间运行精度是衡量其性能的重要指标之一,精度设计则是数控机床自主创新的重要环节。通过综述现有几种主要的误差建模方法,论述了各种灵敏度分析方法的特点,基于数控机床的组成结构,分别对数控机床的平动轴和旋转轴的误差检测和辨识方法进行归纳和分析。总结了现有建立数控机床整体精度的优化模型和精度优化分配研究情况,系统分析了数控机床精度优化设计中存在的问题,并探讨了其未来研究方向。

双滚柱少齿差行星传动齿形综合与精度优化

围绕精密机械装备对精密传动的需求,针对双滚柱少齿差行星传动进行齿形综合研究和精度优化设计.利用曲面单参数的包络方法建立中心轮和行星轮的共轭齿廓方程,对齿廓方程进行曲率分析,提出利用圆形滚柱作为行星轮齿的可行性.再根据齿廓曲率半径的极值确定出圆形滚柱行星轮齿的中心,建立圆形滚柱行星轮齿的齿形方程.为保证传动精度,建立双滚柱少齿差行星传动的齿形优化模型,采用粒子群优化算法,得到满足设计条件的齿形参数优化结果.对优化结果进行传动误差分析,验证双滚柱少齿差行星传动作为精密传动的可行性.

环形移动装置的精度分析与优化研究

针对环形焊缝自动焊接装置中移动装置存在的低精度、高成本等问题,将精度可靠性的评价方法应用到移动装置的精度分析与优化中。基于多体系统理论建立了移动装置的误差模型,采用蒙特卡洛法对移动装置的运动误差进行了精度分析。以精度分析中误差敏感度的分析结果为基础,建立了以移动装置制造成本最低为优化目标、以满足精度可靠性设计要求为性能约束的移动装置精度分配优化模型,利用多岛遗传算法与蒙特卡洛法相结合对移动装置的误差源进行了精度分配优化设计。研究结果表明,移动装置经过优化后,精度可靠性达到设计要求,且与经验设计相比,制造成本降低19.1%,为环形移动装置的加工制造提供了依据。

叶片磨床的几何误差建模与精度分配优化

基于多体系统理论和坐标变换方法,构建某叶片数控磨床的几何误差模型。在此基础上,建立其精度分配优化目标函数,使用MATLAB遗传算法对各误差参数进行优化。优化后大多数经验设计变量值得到不同程度的放大,磨床的制造成本得以降低,且优化值均满足预定加工精度,有效地平衡了磨床的加工精度和经济性能。

束搜索算法的精度优化研究

启发式爬山搜索算法能高效地实现搜索剪枝,求解实际问题时,能在庞大的假设空间中,找到最优或近似最优解,束搜索算法保持了爬山搜索算法的高效剪枝特性,同时能有效减小爬山搜索收敛到局部最优解的风险,人工智能领域广泛采用束搜索策略。对于宽度为k的束搜索,由于只维持有限的k条搜索路径,提高束搜索算法的搜索精度,重在这k条路径的选择上,但如何选取这k条路径,作者未见描述相关方法的资料,目前多数算法是在每一搜索步选取具有最大启发式性能量度值的k个候选作为进一步搜索的入口。论文简要讨论了束搜索算法,提出了几种合理的候选选取方法以及避免单亲填满的思想,并在UCI测试数据库上进行了对比实验,给出了实验结果。