基于差分进化算法的减速器齿轮参数优化设计

根据上海道路循环工况,利用载荷的随机连续性和20CrMnMo材料的低载强化特性进行减速器齿轮有限寿命的轻量化设计。基于线性损伤理论,分别计算编制载荷谱和连续载荷谱在低载强化效应下的疲劳损伤,将疲劳损伤约束在一定范围内为选取条件,以齿轮体积最小为优化目标,建立了齿轮有限寿命的轻量化优化模型,通过差分进化算法求解得到优化后的齿轮参数。实验结果表明,设计的模型可快速准确优化齿轮参数,在采用连续载荷谱和考虑低载强化效应时,优化的齿轮参数最小。优化的模型可移植性好,可直接迁移到其他变速系统零件的轻量化设计。

车轴滚齿加工工艺参数GA-BP模型NSGA-Ⅱ优化

研究了高速条件下的滚齿工艺参数设置与优化方面的工作,采用新的非支配遗传算法NSGA-Ⅱ设计了相应的优化数学模型,优化达到最低能耗以及最长的刀具使用期限,再以遗传反向传播算法(GABP)神经网络为目标设置预测模型并建立适应度函数,完成迭代优化后获得匹配滚齿工艺的Pareto最优条件。研究结果表明:这里预测模型经过5次循环计算后,均方差为10-5,得到0.000425的最优值,推断上述网络满足良好的稳定性。刀具寿命误差相对后者降低16%,降低了36%的能量损耗,发现GABP算法具备更优收敛能力。Pareto解集获得了比相近加工样本集更优的性能,因此采用多目标优化模型可以确保加工能耗和刀具使用寿命同时达到最佳状态。该研究对提高的滚齿加工工艺参数以及提高机加工效率具有很好的实际应用价值。

基于改进LSSVM算法的柔性飞机起落架智能半主动控制技术

提出了基于改进LSSVM算法的柔性飞机起落架智能半主动控制技术。充分考虑柔性飞机结构振动模态,构建飞机起落架智能半主动控制力学模型。根据半主动控制起落架结构,采用剪枝算法构造最小二乘支持向量机优化函数,使控制过程具有稀疏性。计算双气室缓冲器的气体弹力、油孔液压阻尼力和轮胎压力,分析飞机落下、滑跑在动力学模型中的非线性动力学特征。构造起落架二次型性能指标函数,用线性二次型调节器设计起落架最优控制结构,导出最优控制律。由实验结果可知:该技术在缓冲距离为0.25 m时功量达到最大为0.9×10^(5)N,与实际着陆功量控制效果一致;最大位移为0.47 m,仅与实际存在最大为0.01 m的误差,使飞机在平衡位置减少振动响应,保持飞机起落稳定。

考虑协作度的双人异步并行拆卸序列规划

为降低飞机运营中维修成本,减少拆卸时间,使双人拆卸更加灵活、高效,提出协作度概念,建立了考虑协作度的双人异步并行拆卸序列规划模型。使操作者在优先约束下产生的闲置时间加入另一操作者进行协作。设计适用的算子编码、解码方案以及进化规则,提出了适用于模型求解的遗传-粒子群算法;最后以起落架拆卸为例,在MATLAB软件上进行算例验证,与文献方法进行对比,计算结果表明采用考虑协作度的双人异步并行拆卸序列耗时更短,本文建立的模型可有效减少民航业大量的维修工作在拆卸中所耗时间,降低人力成本。

基于Gear算法的无线传感器网络路由协议研究

无线传感器网络路由协议设计与传统的无线ad hoc网络有很多不同.介绍了无线传感器网络的体系结构,分析了几种典型的路由协议,对基于位置的Gear算法路由协议进行了研究,为未来无线物联网络的建设提供了参考.

GEAR算法在随机轨道模型计算中的应用

本文对随机轨道模型中颗粒相常微分方程组的刚性问题进行了分析，结果表明：当采用常规算法如四阶Runge－kutta法求解方程组时，方程组的刚性是导致某些情况下计算发散或计算时间过长的原因。为此，本文将适用于求解刚性方程组的Gear算法应用于随机轨道模型的计算中，取得了良好的效果．

基于Gear算法的一个符号化仿真系统设计原理

控制系统仿真是研究控制系统不可缺少的技术手段 ,其核心问题是求微分方程组与代数方程组的联立数值解 ,即求数值积分。微分方程组的数值解法很多 ,其中Gear算法最适合控制系统仿真 ,它稳定性好 ,是一种变阶变步长的预报校正型的多步方法。基于Gear算法设计了面向框图、微分方程、状态方程对象的仿真程序 ,其输入设计为符号化的参数输入方式 ,并给出了应用实例。

基于模糊区域宽松距离的改进GEAR传感网络均衡算法

传感节点的有效选择对无线传感网络通信有着重要影响。在分析传统的GEAR传感节点分配算法基础上,提出基于模糊区域宽松距离的改进GEAR传感网络均衡算法。运用一种基于节点模糊区间划分,伴随节点运用一种宽松距离的方法进行逼近,依靠得到的模糊节点可靠性隶属度函数,完成对节点的最终选择,从而避免传统GEAR节点分配算法中单纯依靠地理位置与能量开销等先验知识进行节点选择的弊端。实验验证该方法的通信能量消耗曲线趋势要低于传统GEAR算法,能有效调节传感网络的拥塞。

基于FPGA的电动舵机滑模控制系统

电动舵机是现代无人机飞控系统的关键组成部分。针对传统电动舵机系统抑制干扰能力差、跟踪精度低、响应速度慢的问题,提出一种改进优化的自适应滑模控制(SMC)算法。首先,在进行系统建模和实验平台搭建时考虑了外界扰动和摩擦间隙等非线性问题,以此为基础设计了新的滑模面函数;其次,通过重新设计切换控制函数,使舵面偏转角度更加准确,有效的提高了系统的跟踪精度;最后,在系统中引入一阶低通滤波器,有效的消除了控制量抖振问题。并通过FPGA芯片实现了该算法,设计实验加以验证。实验结果表明,与传统PID算法相比,改进的滑模控制算法具有较强的抑制干扰能力和较快的动态响应速度,跟踪误差也有明显的下降。由此可见该算法在解决电动舵机的非线性问题方面具有较强的优势,基本满足舵面偏转的精准控制需求,在无人机产品的生产实践中具有较强的实际应用价值。

基于压力角的摆线针轮齿廓曲线优化方法

根据摆线针轮传动理论,提出一种基于压力角的齿廓优化方法。将摆线针轮齿廓分为工作段与非工作段,区分影响工作段压力角的因素为修形参数与设计参数,讨论两类参数对压力角的影响,以此两类参数为设计变量,以工作段平均压力角为目标函数,以运动与润滑要求确定边界条件,对RV⁃550E型减速器摆线轮进行优化设计。结果表明,此方法使算例的工作段平均压力角降低了4.14%,使单齿啮合过程的压力角最大值降低了1.35%,优化前后接触齿对最大Mises应力下降了20.77%,发生位置由摆线轮转移至针轮,模型质量减小了9.38%,在确保无根切现象的同时能获得良好的组合修形效果。

改进蒲公英优化算法的有限缓冲区流水车间调度

针对考虑缓冲区容量限制和机器加工档位的流水车间调度问题(FSSP_LBMPG),建立了有限缓冲区绿色流水车间数学规划模型,模型以最小化最大完工时间和最小化加工能量消耗为目标函数,将缓冲区容量纳入约束,通过合理选择机器的加工档位达到协调加工速度和加工能耗的效果.针对问题模型特点,提出了一种改进蒲公英优化算法(IDOA),算法首先根据调度问题的特点设计了双层实数编码机制表示问题的解,通过引入一种初始化机制,提高初始解质量和求解效率.算法迭代过程中,设计了实数交叉策略和变邻域搜索策略,弥补了原始蒲公英算法局部搜索能力较差的缺点,提高了改进算法的开发能力.最后通过设计案例上的对比实验,表明所提改进措施能有效增强算法性能,也验证了算法的有效性和鲁棒性.

一类刚性常微分方程组初值问题中Gear算法的应用

本文以 Gear算法理论为基础 ,将其推广为适用于变维 ,初始值分段加入的一类刚性常微分方程组的数值计算 ,并将其应用于有前置分流回路的线圈炮系统方程 .计算结果表明 ,Gear算法及其推广对此类刚性常微分方程组的计算是适宜的与有效的 .

麻雀搜索算法优化的外啮合齿轮泵泄漏量预测

预测齿轮泵泄漏量的变化趋势有助于定量分析其性能退化过程。变分模态分解(Variational Modal Decomposition, VMD)方法对齿轮泵原始泄漏量数据进行变分模态分解,得到本征模态函数IMF,提出一种结合麻雀优化算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)和长短期记忆神经网络(Long-Short Term Memory, LSTM)的模型,建立VMD-SSA-LSTM模型预测齿轮泵泄漏量的变化情况,并对每一个分量进行单独预测,最后将预测结果进行叠加,获得完整的预测结果。通过对比不同时间段预测结果可知,VMD-SSA-LSTM模型较单一的LSTM模型预测结果的平均相对误差最高可减小25.2%,能够完成对泄漏量的有效预测。研究结论可为齿轮泵性能衰退的定量预测提供理论支持。

基于随机森林算法的动车组传动齿轮修形研究

动车组齿轮传动过程中存在齿轮啮合冲击,加剧了齿轮箱的振动,影响齿轮箱服役安全。为此,文章在SIMPACK中建立了含有齿轮传动系统的某动车刚柔耦合动力学模型,搭建了SIMPACK-ISIGHT仿真平台,计算了传动齿轮最佳修形参数,研究了其对齿轮箱振动的优化效果。以齿轮箱在动车速度为200 km/h、250 km/h、300 km/h和350 km/h时的振动加速度均方根值为响应进行了试验设计,试验结果表明,齿轮修形参数的变化对齿轮箱垂向振动加速度影响较大,而对横向振动加速度影响较小。基于随机森林算法建立代理模型,采用NSGA-Ⅱ算法调用代理模型进行了齿轮修形参数的寻优计算,将齿轮箱垂向振动加速度均方根值减小量作为优化率,以各速度下优化率的加权平均值为优化目标。优化结果表明:齿轮修形对各速度时的齿轮箱垂向振动加速度均方根值均有所优化,随着速度增加齿轮修形对齿轮箱垂向振动的优化效果逐渐变差。最后,以平均分配权重所得的齿轮修形参数为例,对比齿轮修形前后齿轮箱垂向振动加速度的变化。计算结果表明:在时域上,齿轮修形后各速度时的齿轮箱垂向振动加速度的幅值有所减小;在频域上,齿轮箱各速度时的垂向振动加速度在齿轮啮合频率处的幅值大幅减小,平均减小量为65.01%。

基于强化层次模糊熵的柴油机故障诊断方法

针对多尺度模糊熵(multi-scale fuzzy entropy,简称MFE)算法中多尺度化过程采用滑动均值滤波器导致原始信号高频信息丢失的问题,提出强化层次模糊熵方法(enhanced hierarchical fuzzy entropy,简称EHFE),用于表征原始信号中富含的高低频故障模式信息。结合萤火虫算法优化支持向量机(firefly algorithm optimized support vector machine,简称FAOSVM),提出一种基于EHFE和FAOSVM的柴油机故障诊断方法。柴油机试验数据对比分析表明:相比于现有方法,所提出方法能够充分表征柴油机故障信号富含的模式信息,并且能够有效识别柴油机正时齿轮故障,识别精度达到99.6%,在极小样本下也能达到较好的识别精度。

磁阻式磁力齿轮多目标优化设计

结合磁阻式磁力齿轮工作原理及传动性能的分析,以提高电磁转矩和降低转矩脉动为目标进行优化设计。首先,通过田口实验设计方法筛选出对设计目标影响较大的因素,再采用响应面法得到反映优化参数与优化目标之间函数关系的数学模型。然后,进行基于多目标白鹭群优化算法的多目标优化设计,选出最优参数组合。最大输出转矩提高了7.76%,转矩脉动降低了28.76%。最后,通过有限元仿真验证了优化算法的有效性和可靠性,为磁阻式磁力齿轮的设计提供参考。

基于知识的齿轮减速器传动方案智能设计

为解决机械系统传动方案的综合评价及优化难以高效评判的问题,采用模糊层次分析法和遗传算法相结合的评价方式,获取适合机械系统的最佳传动方案,并通过齿轮减速器传动方案设计作为验证实例。基于模糊层次分析理论综合评价法确定权重及量化评价指标,通过遗传算法选择传动方案并对其进行评价,最后进行决策并输出最佳传动方案。通过该方法构建了齿轮减速器传动方案智能设计系统模型,通过对知识的获取、推理机制和控制策略输出传动方案的总体设计并对其进行优化决策,以输出符合要求的最优齿轮减速器传动方案。利用MATLAB图形用户界面设计框实现了基于知识的齿轮减速器传动方案智能优化与决策系统的设计开发,通过搭建优选系统建立了各模块之间的逻辑关系,实现了信息输入和方案输出的功能。以齿轮减速器的设计为例,通过验证和分析,能有效地对方案进行评价和优选,证实该系统的可用性、合理性。

齿轮成型铣刀的数控磨削砂轮轨迹算法研究

加工齿轮成型铣刀时,易出现砂轮磨损、干涉等问题,增加了制造难度。针对齿轮铣刀精密制造需求,提出一种齿轮成型铣刀磨削轨迹算法。定义齿轮成型铣刀前刀面、顶后刀面、内后刀面、外后刀面的结构参数,构建了4个坐标系并分析了相应的转换矩阵,建立前刀面直线刃线、内切刃线、外切刃线的参数化数学模型;考虑齿轮成型铣刀的内外切齿的分布情况,针对不同的磨削工艺选用适应的砂轮进行加工,采用坐标变换矩阵描述砂轮运动方式,借助运动学原理推导了基于工件坐标系的砂轮磨削位姿的计算方法。基于VC++环境开发了相应的算法并进行仿真加工和实际加工,以验证所提算法的有效性。

融合改进Canny与RCF的齿轮零件边缘检测算法

随着智能制造的发展,齿轮作为工业常用零件,其边缘检测对于确保零件质量具有关键意义。传统的Canny边缘检测算法对弱边缘信息丢失较为严重,不能满足高精度的测量要求。为了提高测量精度,提出了一种基于改进Canny与RCF融合的方法。算法先通过RCF网络对齿轮边缘进行检测,然后将Canny算法得出的结果与改进RCF网络检出的关键边缘进行融合得到最终边缘。实验结果表明,改进的算法对于齿轮的边缘检测的精度和抗噪性有更好的效果。

Design and Analysis of Power and Transmission System of Downhole Pure Electric Command Vehicle

Electric vehicles use electric motors, which turn electrical energy into mechanical energy. As electric motors are conventionally used in all the industry, it is an established development site. It’s a mature technology with ideal power and torque curves for vehicular operation. Conventional vehicles use oil and gas as fuel or energy storage. Although they also have an excellent economic impact, the continuous use of oil and gas threatened the world’s reservation of total oil and gas. Also, they emit carbon dioxide and some toxic ingredients through the vehicle’s tailpipe, which causes the greenhouse effect and seriously impacts the environment. So, as an alternative, electric car refers to a green technology of decarbonization with zero emission of greenhouse gases through the tailpipe. So, they can remove the problem of greenhouse gas emissions and solve the world’s remaining non-renewable energy storage problem. Pure electric vehicles (PEV) can be applied in all spheres, but their special implementation can only be seen in downhole operations. They are used for low noise and less pollution in the downhole process. In this study, the basic structure of the pure electric command vehicle is studied, the main components of the command vehicle power system, namely the selection of the drive motor and the power battery, are analyzed, and the main parameters of the drive motor and the power battery are designed and calculated. The checking calculation results show that the power and transmission system developed in this paper meets the design requirements, and the design scheme is feasible and reasonable.