基于滚动时域估计方法的智能小车循迹控制

针对智能车路径跟踪的准确性与快速性要求,提出了基于滚动时域估计(MHE)方法的优化控制策略。首先从俯视的角度,建立了智能车的平面动态数学模型;为了拓宽智能车的视野,提高其路径识别的准确性,通过利用车载CCD摄像设备获取目标道路信息,并以此为基础提出了滚动时域循迹控制策略;基于滚动时域估计方法,将对小车控制量的估计问题转化为固定时长的优化问题,避免了计算量随时间不断增大,使得在线处理系统约束问题成为可能;试验中,通过获取的目标道路信息同时计算横纵坐标,并控制小车跟踪前方25 cm处开始的一段弧形轨迹。试验及研究结果表明,该设计方案是合理并可行的,为进一步提高智能车循迹控制性能奠定了基础。     

静态知识化制造环境下航空发动机装配车间周期性自进化研究

针对静态知识化制造环境下的航空发动机装配车间,研究了知识化制造系统自进化问题,采用滚动时域方法实现了该装配车间的周期性自进化。根据问题的特点,建立了系统在每个决策时刻的静态子问题的数学模型,提出了基于初始决策方案的滚动规则,进而给出了一种求解自进化问题的两阶段算法。针对所建立的数学模型,设计了一种具有双层结构的遗传算法(BiGA)。最后通过仿真验证了模型和算法的有效性和可行性,并分析了滚动窗口和滚动步长的大小对生产性能的影响。     

面向航空发动机装配车间知识化制造系统自进化

针对存在缺件情况的航空发动机装配车间,研究了知识化制造系统自进化问题。采用事件和周期混合驱动型自进化机制,结合滚动时域法实现车间自进化。基于生产特点提出一种滚动规则,用于各决策时刻选取工序进入滚动窗口,建立了每个决策时刻系统中静态决策问题的数学模型,并给出了自进化问题的求解算法。针对模型设计了一种遗传—变邻域搜索算法进行求解。通过仿真实例对算法的性能进行了分析。实验数据表明,自进化在提升系统生产性能方面发挥了重要的作用。     

基于MADM的多UCAV空战态势威胁评估

在综合考虑了UCAV态势威胁指数和空战能力指数的基础上,建立了威胁评估模型;采用层次分析法(AHP)对威胁权重进行了计算,提出了一种定性与定量相结合的多属性决策(MADM)方法,分别采用逼近于理想排序法(TOPSIS)和直接线性加权法进行了威胁评估和排序;最后给出了具体的仿真算例。计算结果表明,模型考虑的更加全面,算法层次清晰,计算快捷,可以实现高效的多UCAV空战威胁评估。     

基于博弈论的雷达抗干扰决策分析

针对雷达抗干扰样式多样性、难识别性的问题,论文分析了雷达对抗中的对抗博弈关系,研究了雷达信号与干扰信号之间的博弈模型和协同对抗决策方法,给出了详细的推理分析和函数求解方法,建立了雷达抗干扰的决策模型,求解出盈利矩阵的两种方法,基于求解出的盈利矩阵结果,获得雷达最佳抗干扰的两种策略。通过计算与仿真分析,得到了基于博弈论的雷达抗干扰决策策略,获得盲信息下的雷达策略,盲信息下的干扰盈利以及调整后的干扰盈利,结果验证了利用博弈论分析雷达抗干扰决策的可能性,为雷达对抗的博弈论证及装备改进提供了的理论支持。     

迭代学习控制器在注塑机液压控制系统中的应用

考虑到传统注塑机的迭代学习控制中存在的初始偏移大,实时控制误差较大,以及受到各种噪声和干扰影响等问题,该文引入了滚动时域优化迭代学习控制器(RHILC),并且将其应用于注塑机注射机构液压控制系统中.试验与仿真结果表明,滚动时域优化迭代学习控制器的应用能够很好地提高注塑机的注射速度,并且能很好地解决上述诸问题.     

任意载荷作用下轴承寿命的计算

依据套圈滚道控制理论,讨论了在任意载荷作用下轴承中滚动体的负荷分布、运动状态以及轴承寿命计算等问题,并编制了计算机程序。在基本方程的求解中,提出了新的计算方法,使得求解时对初始点的要求大为降低,且收敛性较好。     

基于S7-1200PLC和时域分析的工业机器人移动轨迹最优化规划方法

受到规划算法的影响，导致工业机器人协同规划过程的平均求解耗时较高。因此，提出基于S7-1200PLC和时域分析的工业机器人移动轨迹最优化规划方法。针对工业机器人的实际工作环境，提取轨迹规划约束条件，并依托于S7-1200PLC，设计轨迹跟踪控制器，参数化预测时域内的工业机器人移动轨迹控制增量，建立滚动时域轨迹规划算法，结合滚动规划框架，得到最优的工业机器人移动轨迹最优化规划序列。实验结果表明：所提出的最优化规划方法协同规划求解耗时，相比其他两种方法，分别降低了51.52%和60.25%。     

铁路道岔轮轨非赫兹滚动接触算法对比与分析

为研究不同轮轨非赫兹滚动接触算法对道岔轮轨滚动接触行为的影响,以转辙器部件为例,建立能够考虑尖轨和基本轨相对运动的轮轨滚动接触模型,对比分析Kalker三维滚动接触理论、Kik-Piotrowski、Ayasse-Chollet和Sichani四种非赫兹滚动接触算法在求解轮轨法向和切向接触行为时的计算精度和效率。结果表明,与Kalker三维滚动接触理论相比,采用Sichani方法在求解道岔轮轨法向和切向接触行为时的计算精度最高,最大计算误差均在10%以内,而由于条带理论自身的缺陷,在轮轨纯自旋蠕滑情况下,Sichani方法求解切向接触应力最大值的计算精度有所下降,计算误差为30%左右;采用Kik-Piotrowski方法的计算效率最高,Ayasse-Chollet和Sichani方法次之,Kalker三维方法所需的计算时间最长。综合计算精度和效率,Sichani方法是求解铁路道岔轮轨滚动接触行为较为合理的接触模型。     

基于微分博弈的多机器人追逃策略研究及仿真

在深入研究博弈论原理的基础上,将微分博弈策略应用于多机器人追逃问题中。在基于微分博弈的追逃问题分析过程中,将追捕者与逃逸者分别视为存在博弈的对抗双方。根据不同的环境信息对当前追逃状态进行建模分析与求解。仿真研究表明,在无障碍区的追逃过程中微分对策的纳什均衡解对于追逃者双方都是最优的。     

低碳偏好下产业集群能源共享的微分博弈策略

在消费者低碳偏好下，考虑能源共享带来的低碳效应，借助微分博弈理论研究了产业集群能源共享策略问题。运用HJB方程分析了集群核心企业和配套企业在集中式决策、分散式决策以及引入成本分担契约的Stackelberg博弈3种决策情形下，双方各自的均衡策略、系统总利润以及能源共享协同效应随时间变化的最优轨迹。通过比较3种博弈结果发现，集中式决策下的能源共享协同效应、双方利润以及系统总利润都最高，Stackelberg博弈优于分散式决策，成本分担契约可以实现整体利益的协调。最后，通过数值仿真验证了理论推导结果，并分析了消费者低碳偏好和政府能源低碳补贴对产业集群能源共享的作用机制，为政府和企业决策提供了理论依据。     

基于ANSYS的涵道风扇无人机模态分析

涵道风扇无人机是一种新型的无人机,近年来发展很快,其优越的悬停性能为民用侦查提供了很大的方便。首先建立涵道无人机计算模型,然后利用有限元分析软件ANSYS对模型进行模态分析。根据求解结果改善已设计的机械结构,并且为涵道风扇无人机控制方案的制定提供数据支持。     

无人机飞行航迹预见控制技术研究

在分析现行无人机飞行航迹的基础上,从改进飞行航迹的控制方法入手,利用数字预见控制理论的技术和方法优化无人机飞行航迹,解决现行无人机航迹控制系统的固有缺陷,由此建立无人机航迹优化模型并进行仿真分析.对于提高无人机的战场机动能力和快速反应能力具有重要的军事应用价值.     

不确定知识化制造环境下航空发动机装配车间滚动自进化

针对产品装配次数不确定且装配组的调整时间与工序间排序相关的航空发动机装配车间,对不确定环境下知识化制造系统(Knowledgeable manufacturing system,KMS)的自进化问题进行研究。采用事件和周期混合驱动型的自进化机制,结合滚动时域方法实现航空发动机装配车间自进化,并给出一种可行的滚动规则。建立系统在各个决策时刻的静态决策子问题的数学模型,并针对该模型提出一种具有双层结构的遗传算法进行求解。在下层的混合型遗传算法中,给出一种直接解码算法,并引入了变邻域搜索算法,以增强局部搜索的能力。通过仿真对算法的性能进行了测试,此外,试验数据表明执行自进化操作的系统具有较好的生产性能。尤其是对于更敏感于自身调整的系统,自进化操作发挥的作用更大。     

基于随机回收和有限库存的逆向供应链决策分析

针对逆向供应链成员企业库存容量有限的问题,构建了由制造商和回收商构成的二级逆向供应链模型。综合考虑制造商再制造率、回收商努力程度和政府奖惩补贴等因素,分别讨论了Stackelberg博弈和集中式决策下双方的决策行为,其中Stackelberg博弈考虑制造商和回收商分别租用第三方库存两种情况。通过算例分析了决策变量和第三方库存设施对逆向供应链各企业收益的影响。研究结果表明:在第三方库存条件一定时,集中式决策优于Stackelberg博弈;在分散式决策下,与回收商负责租用第三方库存相比,制造商租用第三方库存可使各方决策更优,并能使供应链整体效益更高。     

基于蚁群算法的供应链滚动优化决策方法

针对钢铁供应链最终客户的需求不确定性,提出了一种将蚁群算法与滚动优化算法相结合的供应链优化决策方法,旨在满足最终客户不确定性需求的同时降低成本。通过实施滚动优化策略,来减少需求不确定性导致的决策失误。在优化模型中考虑了采购规模和生产规模对单位成本的非线性影响。为求解滚动优化中的非线性优化问题,通过将成本等效为路径的长度,将决策变量的候选解等效为城市,从而把决策优化问题转化为蚁群路径寻优问题。在每次静态优化中,优化算法根据历史数据和反馈信息来确定优化决策变量。针对一个包括供应商、生产商、零售商和最终客户的供应链对象进行了仿真研究,结果表明了所提方法在克服需求不确定和模型非线性方面的有效性。     

大规模作业车间多瓶颈调度算法

针对大规模作业车间调度问题,提出一种基于滚动窗分解的多瓶颈调度算法.该算法基于关键路径法进行多瓶颈机器的识别,沿时域将大规模调度问题分解为多个子问题进行求解.在子问题创建过程中,提出负荷均衡分布的规则,使得各工件在各子问题中的负荷均匀分布,以实现算法求解过程的稳定性;在子问题的求解过程中,遵循约束理论中瓶颈机主导非瓶颈机的原则,采用瓶颈工序最优化调度、非瓶颈工序采用分派规则快速调度的调度策略,提高算法的求解效率;通过相邻子问题间的工序衔接再优化过程,以及全局解评价子问题染色体适应度值策略,有效避免了子问题分解创建和求解过程的局限性,提高了算法的求解质量.仿真结果表明,该算法具有较佳的求解效率和质量.     

角接触球轴承姿态工程分析

角接触球轴承滚动体姿态角的求解历来是一较难处理的问题 ,通常采用Jones的滚道控制理论计算 ,或者采用Gupta和Harris的两种动力学理论求解。实践中人们发现滚道控制理论用于高速较为有效 ,中低速则存在较大问题 ,而两种动力学理论由于非常复杂以及其中一些力学因素难以确定 ,至今在实际应用中仍很少被采用。本文为角接触球轴承有关一般转速问题的求解提供了一个简捷且较为确切的分析工具。附图 6幅 ,参考文献 6篇     

磁悬浮万向飞轮在卫星姿态机动中的应用

针对基于磁悬浮万向飞轮的高轨卫星姿态机动控制问题,建立磁悬浮万向飞轮和卫星的姿态动力学方程,通过磁悬浮万向飞轮转子的偏转控制实现卫星滚动和偏航轴的姿态机动。由两个磁悬浮万向飞轮反向安装,组成双轮控制构型,实现整星零动量控制。仿真结果表明,在双磁悬浮万向飞轮系统控制下,卫星在20 s内可实现5°的姿态机动,所需要的框架角为3°;当磁悬浮万向飞轮达到最大框架角6°时,卫星可实现12°的姿态机动。分析磁悬浮万向飞轮在低轨卫星中应用的前景,为实现卫星的快速机动和快速稳定控制提供新的思路。     

基于滚动调度的模具热处理车间负荷控制算法

针对模具热处理车间生产难以有效控制这一实际问题,提出一种基于负荷控制理论的生产计划与控制方法.建立模具制造车间三层负荷控制模型,并针对热处理车间,分析其负荷控制的关键问题,给出一种考虑负荷动态均衡性的热处理任务转序决策方法;构建以交货表现和设备利用率为双目标的优化调度模型;应用离散事件仿真原理和折衷规划理论,建立一类基于周期和事件驱动的混合滚动调度求解算法,并分析该算法的时间复杂度;以所提算法为基础,开发热处理车间生产计划系统,通过该系统计算得到多组目标函数权重下的算法调度结果,进一步分析不同权重对算法的影响,并同时与其他几类算法的调度结果进行对比分析,说明所提算法的实用性和有效性.