基于DDPG的振动台控制参数整定方法

三参量控制是地震模拟振动台的底层控制算法,其参数整定过程中涉及的参数多,传统的参数整定方法存在效率低、过程繁琐等问题。为了提高整定效率和准确性,提出一种基于确定性策略梯度(DDPG)算法的振动台三参量控制参数整定算法。此方法通过将振动台三参量控制系统作为强化学习环境,利用DDPG算法对系统的状态-动作-奖励数据进行学习和训练;训练好的智能体则可以输出最优的控制参数,然后将整定完成的控制参数放在实际振动台系统模型中进行测试。结果表明:DDPG算法可以有效优化振动台控制性能,提高试验结果的准确性和可靠性,具有实际应用价值。

单口轮放策略下借道左转交叉口优化设计

针对高峰时段交叉口左转车流大、部分相位空放及部分出口道闲置问题,从相位优化和出口道资源最大化利用出发,分析单口轮放预信号设置时间和交通流不对称性,研究交叉口应用单口轮放—借道左转优化方案和不同信号配时方案后,交叉口车均延误、排队长度改善情况。以兰州市天水路—东岗西路交叉口为例,通过VISSIM仿真建模,比较优化前后交叉口各项指标优劣。结果表明:设置优化方案后,高峰时段该交叉口车辆平均延误、平均排队长度分别减少了44.91%、50.61%,平峰时段车辆平均延误、平均排队长度分别降低了40.91%、48.42%;采取Webster配时方法和多目标信号配时优化方法皆可优化信号配时方案,多目标信号配时优化方法优于Webster配时方法。在交通流不对称性明显的交叉口,单口轮放策略优于对称放行。研究成果为城市道路交叉口交通管理和控制提供一定的设计参考。

考虑多场耦合作用的航空薄辐板齿轮热处理后辐板车削变形研究

薄辐板齿轮拥有质量轻、结构与受力相匹配等诸多优点,常应用于航空航天等重要场合。然而,薄辐板齿轮本身的刚度较小,工艺过程复杂且涉及应力场、温度场等多个物理场的耦合作用,难以对其进行精确变形及加工精度的控制与预测。以薄辐板齿轮件为研究对象,针对齿轮辐板的热处理及车削加工工艺过程,建立了零件的工艺参数与其应力场间的映射模型,并通过试验验证了该模型的正确性;基于该模型,分析了不同的工艺参数、工艺路线以及零件的装夹方式等对航空薄辐板齿轮辐板的热处理后车削加工变形的影响,明确并优化了导致零件产生变形的主要因素。

考虑转弯半径的错位交叉口信号控制方法

针对城市道路错位交叉口几何线形及交通组织的特点,考虑转弯半径对交叉口车辆运行的影响,通过VISSIM仿真软件建立了错位交叉口几何参数与运行参数的关系模型,提出了两种适用于错位交叉口的信号控制方案,并以长沙市曙光南路-劳动中路-曙光中路形成的错位交叉口为研究对象,通过VISSIM软件进行仿真验证与对比分析。研究结果表明:行驶速度和饱和流率随交叉口转弯半径的增大而增大;行车延误随交叉口转弯半径的增大而减小;对于近距离错位交叉口,对饱和流率进行折减后采用协调控制可以减少车辆的平均延误,提高交叉口的通行能力和服务水平。

基于PC-Crash的大型车辆转弯盲区预警控制模型仿真研究

大型车辆在转弯的时候,前后车轮的运动轨迹并不一致,形成内轮差,车子的后半部分车轮对弯道内侧的行人及车辆产生巨大的威胁。针对大型车辆转弯盲区智能预警系统的控制模型开展仿真研究。首先PC-Crash仿真软件构建车辆模型,选取车辆轴距和转弯半径参数进行转弯行驶内轮差影响规律仿真分析,当转弯半径和轴距对内轮差影响的变化规律如下:随着转弯半径的增大,半挂汽车转弯的内轮差逐渐减小;随着轴距的增加,半挂汽车转弯的内轮差逐渐增大的变化规律。然后利用PreScan仿真试验确定车辆不同转弯角度的转弯盲区以及相应的车载雷达探测角度,并建立转弯角度-内轮差-雷达探测角度模型方程,用于大型车辆转弯盲区智能预警方案设计,以降低或消除汽车在转弯行驶时行车安全风险。

基于VERICUT的数控车铣加工中心仿真技术

数控车铣加工中心是一种集车床和铣床功能于一体的高效加工设备,广泛应用于制造业。为了提高加工效率和减少加工误差,首先介绍数控车铣加工中心的基本原理,分析其在制造业中的重要性。然后,针对数控车铣加工中心的复杂加工过程,介绍VERICUT仿真软件的功能,重点探讨基于VERICUT的数控车铣加工中心仿真技术的研究方法,通过建立数学模型和仿真算法,将加工过程中的各种因素考虑在内,实现对加工过程的全面仿真。经过实践证明,通过应用仿真技术,可以有效提高加工效率,降低加工成本和风险。

基于迭代反馈调参的伞翼飞行器无模型自适应控制方法研究

针对伞翼飞行器强非线性特点,本文使用基于数据驱动的控制方法——基于迭代反馈调参的无模型自适应控制方法(IFT-MFAC)设计伞翼飞行器控制系统,该方法在构建过程中仅利用系统的输入和输出数据,不需要构建动力学模型。本文首先介绍了无模型自适应控制方法(MFAC)的构建过程,并进行了简洁的稳定性分析,然后采用迭代反馈调参方法对无模型自适应控制方法的两个步长因子进行迭代调参。为验证该方法的控制效果,对IFT-MFAC与PID控制、主动抗干扰控制(ADRC)和MFAC进行了一系列仿真对比,结果显示,IFT-MFAC控制器在复杂环境下的控制效果更好,尤其是在随机扰动环境下对折线轨迹的跟踪效果。

干线协调控制下适用左转待转区的信号配时研究

基于MAXBAND方法量化相序对相位差的影响,依据不同相序下的相位差与行程时间的关系构建绿波带在最小协调相位内的偏移模型,在保证干线协调控制效果的条件下,进一步明确干线交叉口适用左转待转区的绿信比范围,并结合武汉市解放大道上两个连续设置左转待转区的交叉口进行案例分析.结果表明:在该方法获得的左转待转区适用范围内,交叉口均设置lag-lag相序相较于未全部设置lag-lag相序的情况平均带宽增加6.67%,平均排队长度与平均行程延误分别降低6.73%和15.03%.

对称式移位左转交叉口优化设计与仿真

为了解决传统交叉口左转与直行车辆存在的交通冲突问题,提出了1种改进的移位左转交叉口的设置方法.综合考虑对称式移位左转交叉口的运行性能,进一步分析了交叉口预信号与主信号之间的协同控制关系,设计对称式移位左转交叉口的渠化模型,改进双向控制移位左转交叉口的相位方案,构建了计算优化模型,其中包括DLT专用车道长度,左转车辆存储车道长度、左转渐变段长度.运用VISSIM软件进行仿真,利用石家庄市某交叉口收集的数据进行验证,分别从车辆平均延误、停车次数、排队长度3个方面对移位左转方案进行效用分析.实验结果表明:采用双向控制的对称式移位左转交叉口与原交叉口相比,排队长度降低57.79%,平均延误降低49.86%,停车次数降低40.14%,提高了交叉口总体通行效率,获得较好的安全效益和通行效益.

全液压制动系统的仿真分析与试验

介绍了全液压制动系统的工作原理。通过分析全液压制动系统各组成模块,建立了全液压制动系统的AMESim模型,并对蓄能器充液阀的充液特性及制动系统的动态响应等特性进行了仿真研究。仿真与试验结果的对比分析证明:液压制动系统的制动性能完全能够满足工程上的制动需求。

可控翼伞系统的滑翔与稳定性分析

可控翼伞系统在飞行器回收领域有广阔的应用前景。本文就可控翼伞系统建立了六自由度数学模型,并用该模型对40m^2可控翼伞系统的滑翔和稳定性进行了仿真计算和分析,研究结果对可控翼伞系统设计和实验有一定参考价值。

基于位置控制的液压操纵负荷系统

从理论上分析了基于位置控制的液压操纵负荷系统的力感模拟原理,阐明了力感模拟效果的影响因素为位置控制回路的带宽、综合刚度及操纵力引起的位置扰动。在理论分析的基础上,借助计算机仿真方法,阐述了根据模拟对象的特性和仿真精度确定位置控制回路的带宽和综合刚度的方法,并提出了设计原则。指出位置控制回路的带宽应等于10倍仿真模型的转折频率,在满足二自由度系统模拟单自由度系统的模拟精度要求下,综合刚度应取3～10倍的液压弹簧刚度。通过时域和频域的计算机仿真证明了本文设计方法的可行性,仿真结果也证明了理论分析的结果是正确的。

插装式单向溢流阀特性

介绍了一种具有直接检测特性的插装式单向溢流阀,该插装阀具有调压偏差小、控制压力精度高的特性。为了研究其调压特性机理,重点对溢流过程进行了理论分析,建立了其传递函数,定性地分析了影响其性能的关键参数;并利用AMESim软件建立了该插装阀的HCD仿真模型,定量地分析了关键参数对插装式单向溢流阀动态特性与稳态性能的影响。研究结果表明:直接检测特性形成了级间负反馈,有效降低了稳态调压偏差;调整环形缝隙有助于改善溢流阀的动态特性,而调整顶杆端面面积有助于改善溢流阀稳态特性;该结构类型的单向阀有助于补油。

拖拉机自动导航摩擦轮式转向驱动系统设计与试验

针对农机导航系统中使用传统拖拉机前轮转向驱动子系统机构复杂、装卸不便等问题,设计了一种摩擦轮式转向驱动系统。摩擦轮式转向驱动系统主要由驱动装置和相匹配的自适应模糊转向控制器组成。驱动装置采用平行四连杆机构以实现工作模式的快速切换,使用夹持固定方式实现便捷装卸。搭建了试验台架以获取摩擦轮驱动装置的滑移特性数据。同时设计适用于该驱动装置的自适应模糊转向控制器,基于液压系统离散传递函数和滑移特性数据建立了驱动系统递推仿真模型,采用该仿真模型构建遗传算法参数优化器对控制器参数进行在线优化。进行了仿真模型验证试验、遗传算法参数优化器性能对比试验和驱动系统性能试验,结果表明:仿真模型与实际系统基本一致;经过遗传算法参数优化后控制器阶跃响应上升时间减少15%,稳态误差达到3%标准所需调节时间减少29%,消除了振荡现象;所设计驱动系统的20°阶跃响应平均绝对稳态误差为0.197°,平均上升时间为2.0 s,稳态误差达到3%标准的平均调节时间为2.4 s,拖拉机前轮控制效果良好。应用试验表明驱动系统能基本满足拖拉机配套2BFQ-6型油菜精量联合直播机机组自动导航作业要求。

基于双切圆寻线模型的农机导航控制方法

针对油菜直播机组导航作业中田头换行、转弯等直线跟踪之间的衔接控制问题,设计了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航的双切圆寻线模型控制方法。对初始偏差较大时拖拉机的寻线路径进行了定量分析,获得最优寻线路径的几何关系,依据该关系构建控制决策方法。所建决策方法根据拖拉机位姿状态选择相匹配的控制方程组,计算获得前轮转角以实现导航控制。进行了双切圆寻线模型参数仿真优化和性能与适应性仿真试验。使用该模型控制器进行拖拉机路面导航试验,结果表明:当行驶速度为0.7 m/s,拖拉机与目标直线初始横向偏差为7 m,初始航向偏角为90°时,控制器横向偏差响应的超调量不超过3%,上升时间小于14 s,调节时间不大于19 s,较纯追踪模型方法的超调量和调节时间更小;田间和路面试验结果表明:该模型控制方法对2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航作业过程中的对行播种起始位姿调整和套行作业自动转弯操作具有指导价值。

基于ADAMS和Simlink的车辆转弯制动ABS联合仿真

车辆转弯制动是一种常见的危险工况。首先基于ADAMS建立了整车动力学模型,并在不施加任何控制时针对转弯制动工况进行仿真分析,结果出现侧滑、甩尾现象,车辆极不稳定。因此在MATLAB/Simlink中设计了基于滑移率的ABS模糊控制系统,结合ADAMS中的整车动力学模型,建立了ADAMS和MATLAB/Simlink联合仿真模型,并进行了转弯制动工况下的仿真。结果表明,ABS控制能极大地改善车辆在转弯制动下的稳定性。

翼伞系统线目标归航方法

针对运载火箭助推器或子级无控坠落地面落点散布较大的情况,提出一种翼伞系统的线目标归航方法。建立了矩形边界下的归航计算模型,对点目标归航和线目标归航两种方法进行了收缩区域分析;对翼伞归航能力、落区散布边界特征对归航性能的影响进行对比分析,得到了相应的归航策略,并提出在较大散布区域下设置多个着陆区域的工程解决方案;建立动力学和操纵控制模型,对线目标归航过程进行了仿真。结果表明,所提方法对工程有一定的参考价值。

北京奥林匹克中心演播塔TMD风振控制

以北京奥林匹克中心演播塔为工程背景,研究了调频质量阻尼器(TMD)对高耸电视塔在强风作用下风振响应的振动控制.将该塔的三维空间模型简化为二维模型;基于随机振动理论,利用M.Shinozuka方法对该塔的脉动风荷载进行数值模拟,得到了脉动风荷载时程曲线;在此脉动风荷载作用下,SAP2000三维空间模型的计算结果和二维模型的计算结果相吻合,而且利用二维模型进行计算,大大节省了时间;以该塔顶层的风振响应为优化目标,对TMD的参数进行了优化研究.结果表明,该塔的风振响应超过了规范的容许值,设置TMD后该塔的风振响应有明显的减小;在TMD最优参数下,该塔的风振位移响应和加速度响应的减振率分别为43.1%和29.5%;TMD对该塔的风振响应有明显的控制作用.

磁流变力矩传动装置的有限元仿真及试验

针对磁流变液的流变和相变双重特性进行了研究,阐述了其流变原理。通过ANSYS有限元数值方法对力矩传递模型进行了仿真分析,在此基础上,采用SG-MRF2035型号的磁流变液,研制出了间隙为1.5mm的磁流变力矩传动装置样机,并通过搭建的测试平台对样机进行了力矩输出性能试验。试验结果表明:该装置能够输出柔顺可控力矩,为磁流变液的广泛应用开辟了一条新途径。

交叉口左转交通流两种组织方式的延误计算模型

为给交叉口交通组织设计提供理论依据,研究了直接左转和右转-前行-掉头两种左转交通流组织方式下的交叉口整体延误特性.在韦伯斯特延误模型、可插入缝隙理论的基础上,通过数学推导,建立两种交通流组织方式下的车辆平均延误模型,以及左转交通组织方式的判别模型.研究结果表明,以交叉口整体延误为优化目标,当左转流量小于某个阈值时,右转-前行-掉头方案较优;反之则直接左转方案更为合理;判别阈值与左转和对向车流流量的相对关系有关.文中还选取典型十字交叉口为分析对象,进行延误参数的理论计算,同时通过VISSIM仿真获取仿真延误参数.结果表明,理论计算与仿真结果基本一致,所提出的模型具有较高的准确度和可靠性.