响应建模法在改进产品设计中的应用

本文指出双重响应曲面方法的一些局限性,介绍了响应建模法在参数设计中的应用及其优点,也指出了响应建模法与双重响应曲面方法的联系。本文还通过一个实例说明响应建模法能从试验数据中获取更多的信息。我们认为响应建模法能在改进产品的参数设计起到重要作用,具有一些双重响应曲面方法不能替代的优点。

用单一表进行响应建模的方法在感性设计中的应用

顾客之间不一致的个体特征可能导致不同顾客对同一产品的感性评分之间存在显著的变差,从而很可能存在部分顾客对产品的感性很不满意。针对该问题,在感性设计过程中考虑顾客群体的异质性,引入质量工程中的一种稳健性设计方法来设计感性产品,不仅使该产品大体上符合顾客群体的感性意象,而且使不同顾客对同一产品的感性反应的波动降到最小乃至消除。具体步骤为:首先,提出"感性距离"的概念,用以量化产品的感性质量;然后,将产品的各项感性参数作为控制因子,将顾客之间不一致的个体特征视为噪声因子,将感性距离作为响应变量,应用单一表进行响应建模的方法,求得产品感性参数的稳健设置。以手机的感性设计为例,对上述方法进行了实际应用。

数据库营销响应建模的一种新的数据挖掘方法

提出了一个新的响应建模方法,这种方法更好地识别出那些对营销活动积极响应的客户,可以在数据挖掘的常用的有指导学习算法中实现,可通过逻辑回归的例子实现此方法。

跑步机不同坡度下人体颈部动力学响应建模分析

跑步机的不同坡度会直接造成使用者颈部压力,但是采用传统方法进行人体颈部动力学响应建模,对各个力学参数解析的准确性较低,参数辨识性能不好,提出基于力学驱动传感探测技术的跑步机不同坡度人体颈部动力学响应建模方法。采用力学驱动传感探测技术进行力学参数采集,构建跑步机不同坡度人体颈部的运动学模型;结合不同坡度下跑步机人体的动力学模型进行驱动应力学分析,建立不同载荷和不同坡度下的人体颈部动力学响应模型;根据跑步机不同坡度人体颈部力学参数辨识结果进行柔性空间的动力学响应建模;通过跑步机不同坡度人体的关节力矩和触觉传感信息进行参数融合,实现人体颈部动力学响应建模优化。仿真结果表明,采用该方法进行人体颈部动力学响应建模对各个力学参数解析的准确性较高,参数辨识性能较好,可以根据不同坡度进行跑步机的自适应调节,提高了人机交互能力。

基于响应曲面建模和模糊灰色关联分析的高质高效铣削协同优化研究

高端智能制造的发展对加工过程运行决策提出了优化需求,为了实现优质高效的铣削加工,文中集成响应曲面法、模糊综合评价法和灰色关联分析方法,针对表面粗糙度和材料去除率进行了多目标协同优化建模及铣削参数优选研究。基于响应曲面法设计了铣削试验,将表面粗糙度和材料去除率通过模糊综合评价法处理后输入灰色关联分析系统,采用熵权法分配权重后生成单一响应目标即灰色关联度,建立面向灰色关联度的二次回归模型,进行工艺参数优化分析。结果表明:响应目标回归模型显著不失拟,模型运行可靠。进给速度和轴向切深对灰色关联度有显著影响,而主轴转速和径向切深对灰色关联度影响不显著,其中,进给速度对灰色关联度的影响最大,进给速度分别与轴向切深和径向切深的交互作用明显。优化方法有效平衡了最小表面粗糙度和最大材料去除率,最优参数解:主轴转速为7 620 r/min,进给速度为400 mm/min,轴向切深为0.04 mm,径向切深为0.40 mm,相应的灰色关联度比响应曲面试验最优参数的灰色关联度提高了15.74%,证明了该方法的有效性和可行性。

融合筒体振动的球磨机系统瞬态响应建模研究

提出了一种融合筒体振动的球磨机瞬态响应建模方法。首先,以筒体振动表征料位,基于现场动态响应特性试验,分别研究了不同输入扰动作用下系统的阶跃响应特性;其次,在数据平滑基础上,基于最小二乘法辨识算法获得了球磨机系统在稳态工作点附近的传递函数矩阵;最后,根据多变量控制的回路配对原理,计算耦合回路的相对增益序列,分析了系统的耦合配对问题,为进一步研究系统的控制方法提供了指导和依据。

基于层叠式残差LSTM网络的桥梁非线性地震响应预测

提出了一种基于层叠式残差长短时记忆神经网络(residual long short-term memory neural network,ResLSTM)的数据驱动建模方法,实现桥梁非线性地震响应预测。该方法利用长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络在长序列回归中的优势,并采用残差连接结构降低深度神经网络中的梯度回传难度,提高了有限数据下的深度网络预测性能。同时,通过采用层叠式序列结构,降低深度神经网络隐藏层节点数目,进一步提升深度神经网络的预测精度。随后,通过两跨预应力混凝土连续梁桥与组合梁斜拉桥的数值算例对该方法进行验证。神经网络的训练样本与测试样本均源自桥梁有限元模型的增量动力分析结果。此外,采用该方法成功预测了美国Meloland Overpass桥的地震响应,并与历史监测数据进行对比验证。结果表明:ResLSTM网络是一种鲁棒性良好、计算效率高的非线性地震响应预测方法,能够利用少量数据快速准确地预测桥梁结构在地震作用下的动力响应,在桥梁抗震性能评价中具有重要的应用潜力。

基于改进交互验证策略的序贯响应面建模方法

序贯响应面建模方法通过渐近地增加样本量实现响应面模型拟合精度与计算成本的折衷,因此,再采样策略的选取成为序贯响应面建模应用的关键问题。文中分析极大极小距离策略和交互验证策略存在的问题,提出基于改进交互验证策略的序贯响应面建模方法。最后,通过实例说明,改进交互验证策略可有效减小拟合响应面模型的样本量,降低计算成本,节约计算资源。

新时代研究生系统建模与响应课程教学改革探索与实践

对标新时代研究生教育改革对人才培养提出的新要求,结合系统建模与响应课程的综合性、学科交叉性特点,以多学科融合工程应用为目标开展教学改革。通过对教学内容的重塑和递进探究式教学方法设计,从知识创新与实践创新的角度提升课程知识点的高阶性和挑战度。课程的教学改革有效提高了研究生的科研创新能力,为机械类研究生培养和相关专业的教学改革提供了参考。

基于微元法的高精度系统响应矩阵建模

系统响应矩阵是以矩阵形式表征的从激励到响应的数值化关系。由于绝大多数正电子发射成像的重建算法都包含正投影和反投影的计算步骤,系统响应矩阵精度是研究者普遍关心的重要因素之一。通过对系统响应矩阵进行微元法建模,提高了系统响应矩阵的精度。数值结果显示,随着微元的尺寸变小,64点微元正投影的信噪比提高了100倍以上1,6线微元反投影的信噪比提高了7个数量级。

基于响应曲面建模的LS频段VCO优化设计

提出了一种采用响应曲面(RSM)协同优化压控振荡器(VCO)的功耗、相位噪声的方法。以差分耦合LC-VCO电路为实验设计对象,在电路结构上增加级联交叉耦合负阻管结合外部电流镜偏置,改进了相位噪声和功耗性能。在此基础上,建立VCO性能的响应曲面模型,优化并选取最佳电路设计参数的组合,获取最佳性能。基于TSMC CMOS 65nm、1.8VRF工艺的实验结果表明,优化后的VCO各项性能指标均显著提升。该VCO的调谐范围达2.377GHz~2.583 GHz,即206MHz,相位噪声为-113.44dBc/Hz@1MHz,功耗低至0.66mW,FoM值达184.27 dBc/Hz。该LS频段VCO适用于WiFi、物联网等无线通信中射频收发集成电路。

DC/DC变换器小信号建模与补偿网络设计

DC/DC变换器小信号建模是研究和分析其稳定性和瞬态响应的主要手段之一。针对单端正激变换器在一个周期内开关管导通和关断两种工作状态,建立了连续工作模式下的平均状态方程;建立小信号模型设计并仿真控制环路的幅频特性和相频特性;优化设计DC/DC变换器控制环路的补偿网络以提高系统的稳定性和瞬态响应,最后通过仿真和实验进行了验证。

海上风力发电机组变桨系统建模与仿真

随着风力发电技术的不断进步,海上风力发电机组的仿真和控制朝着精细化的方向发展,发电控制算法对变桨系统的模型也要求越来越严格,但由于变桨系统自身的复杂性,变桨系统模型往往采用简化的一阶系统代替。本文从实际变桨系统的角度建立了详细的变桨系统模型,模拟了变桨系统的实际工作情况,得到了增加时间延迟和电流、速度限幅后的控制模型,并通过Matlab/Simulink建模与简化模型进行了对比仿真研究,得到了实际变桨系统的响应特性,有利于风电机组控制算法的优化,避免因变桨系统响应滞后导致的风轮超速和传动链振动。

航天员出舱牵引构型设计与结构响应性能评估

针对航天员出舱过程所用安全绳锁挂频繁的问题,进行了安全高效的航天员出舱牵引系统构型设计,可作为太空行走的辅助导向装置。基于材料结构弹塑性力学方程与含应变耦合项的热传导方程,推导结构热力响应可计算数学模型,利用Newmark方法以及Crank-Nicolson数值格式分别对热弹性方程和热传导方程进行时间域上的离散,构造金属结构响应无条件稳定隐式有限元格式,搭建了温度场与位移场相互影响热力耦合有限元算法(FEM)性能评估软件系统,以此对牵引系统的导轨进行热力耦合数值计算,得到在太阳辐射外热流载荷作用下具有较强抗变形能力的结论。计算了航天员采用牵引系统出舱时对导轨产生的拉力,并借助ANSYS Workbench对导轨进行静力学求解,验证了该牵引系统具备结构强度可靠性,可为空间站建设舱外作业平台提供重要理论分析依据与设计参考。

卫星监测任务仿真的序贯试验设计方法研究

针对卫星监测任务仿真试验在复杂试验空间中无法兼顾样本点数量和模型精度的问题,提出一种基于点密度和局部非线性度的卫星仿真试验混合序贯试验设计方法。使用Voronoi划分描述离散点分布密度,借助泰勒展开式及样本点邻域梯度信息衡量非线性度,将两者组合计算综合指标,对样本点进行排序,进而添加新的样本点,直到满足停止准则。仿真结果表明:相比均匀设计和拉丁超立方设计,序贯试验设计方法在函数算例上可以在较少样本点的情况下达到停止准则。在仿真系统数据上,误差指标RMSE分别提高44.88%和38.77%,MAPE分别提高47.07%和37.4%。序贯试验设计方法相较于传统试验设计在样本点采集上可以有效降低采样数量,提升模型精度。

面向新型电力系统的频率安全研究综述与展望

随着电力系统低碳化转型的进程加速,我国电网正向着以“高比例新能源”和“高比例电力电子设备”为特征的新型电力系统转型。新能源出力的波动和电力电子设备的大规模接入,既显著增加了系统的不平衡功率冲击,又削弱了系统的频率支撑能力,给频率安全带来了严峻挑战。从频率安全的建模、分析和控制3个角度出发,首先介绍了电力系统频率响应的4种模型:全系统详细模型、线性化模型、单机等值模型、人工智能模型。然后对电力系统频率安全指标及其量化评估方法、影响因素进行评述。最后从“源-荷-储”及其协调控制等方面分析了频率安全的控制手段并介绍了频率紧急协调控制系统,并对建模、分析和控制3个方面分别提出展望。

以计量化学潜因回归分析对有机合成作响应面优化的新方法(英文)

研究开发了CEDOS（Chemometrics—basedExperimentalDesignandOptimizationSystemforOrganicSynthesis，计量化学试验设计与优化有机合成系统）。它借助潜因回归算法如偏最小二乘（PLS）、主成份回归（PCR）等技术及试验设计与优化方法对有机合成进行响应面优化，获得良好结果。

智能电网“源–荷”协同调度框架及实现

区别于传统发电调度,从柔性负荷响应建模、分层分级发用电协同调度和协同调度评估分析3个方面对＂源–荷＂协同调度系统进行详细讨论和阐述。介绍了协同调度系统的主要运行流程,设计了系统软件架构和硬件配置思路。在智能电网调控系统（D5000）上完成＂源–荷＂协同调度软件的研发,并在我国某省级电网得到示范应用。＂源–荷＂协同调度可显著提升间歇性新能源消纳能力、降低常规火电机组的日峰谷差和煤耗,并有助于降低电网调度的成本。

跨声速风洞现代试验设计方法应用研究

针对单变量风洞试验方法存在试验结果表达不直观、试验效率低、忽略变量间交互作用等缺点,在2.4m×2.4m跨声速风洞开展了现代试验设计方法应用研究。分析了试验区间划分、数据量确定、数据点分布等试验设计重要环节,开展风洞试验获取了各试验点的气动系数,建立了试验数据的响应面模型,并通过查看额外试验点是否落入模型95%置信区间的方式评价了所建立模型的拟合精度。结果表明,本文提出的MDOE风洞试验方法仅需传统方法20%的数据量,吹风时间仅占传统方法的50%,同时在试验结果表达、更多响应值的提供、交互作用体现等方面更有优势。

Modeling and optimization of low-grade Mn bearing ore leaching using response surface methodology and central composite rotatable design

The application of leaching process to extracting Mn from a low-grade manganese ore was investigated using a software based design of experiments. Four main parameters, i.e. sulfuric acid concentration, oxalic acid concentration, time and temperature were considered in a central composite response surface design. The recoveries of Mn and Fe were selected as response of design. The optimum conditions under which the Mn and Fe recoveries were the highest and the time and temperature were the lowest were determined using statistical analysis and analysis of variance （ANOVA）. The results showed that Mn and Fe recoveries were 93.44% and 15.72% under the optimum condition, respectively. Also, sulfuric acid concentration was the most effective parameter affecting the process. The amounts of sulfuric and oxalic acid were obtained to be 7% and 42.50 g/L in optimum condition and the best time and temperature were 65 min and 63 ℃.