螺旋油楔动压轴承的优化设计

应用多目标优化技术，对该螺旋三油楔动压轴承的结构参数进行了研究；采用极小－－极大优化方法有效地解决了动压轴承各分目标函数相互矛盾的问题，开发了一种用于轴承优化的交互式多目标优化程序系统。     

电磁轴承的H∞鲁棒-模糊控制器设计

电磁力非线性,转子的动态特性复杂性及模型参数不准确是电磁轴承控制器设计不可回避的问题.考虑了电磁轴承气隙、励磁电流、转速、温度对电磁力影响及转子动态性能复杂性和模型参数摄动,结合T-S模糊模型利于解决非线性特点及H∞鲁棒控制方法抑制扰动强鲁棒性特点,设计了H∞鲁棒-模糊电磁轴承控制器.实验表明:采用H∞鲁棒-模糊控制器,电磁轴承系统具有较好的动态性能和鲁棒性能,削弱了电磁力非线性、转子的动态特性及系统参数摄动对系统性能的影响.     

电磁轴承的力学特性

本文导出了主动型电磁推力轴承的承载能力、刚度、阻尼和稳定区域的解析表达式并对其进行了无量纲化计算，以ＰＤ和ＰＩＤ控制为例推导出调节参数与轴承设计参数、偏置电流的关系式和各种静、动力学特性曲线，为进一步研究多自由度控制的电磁轴承转子系统的动力学性能打下基础．本文的研究方法和部分结果也适用于电磁径向轴承．     

电磁轴承支承特性的主动可控性研究

以PID控制的主动电磁轴承系统为基础,给出了电磁轴承支承特性理论表达式的参数构成,分析了比例、积分、微分控制参数和控制时滞对电磁轴承支承特性的影响,并通过针对性的实验,对电磁轴承支承特性的可控性及控制关系进行定量分析。实验结果表明:控制时滞决定了电磁轴承的支承特性是否与激振频率有关;控制算法中的积分项主要影响低频区等效阻尼的正负,对等效刚度的影响基本可以忽略;系统的固有频率和差动结构会使电磁轴承的等效刚度和等效阻尼值有所减小。     

电磁轴承支承特性分析及优化调节

为了使电磁轴承系统具有更好的悬浮稳定性,同时又能保持良好的支承性能,提出了一种电磁轴承支承特性优化调节的数值解析方法。以电磁轴承支承特性基本理论为基础,从电磁轴承系统稳定性和稳定裕度的角度出发,定量研究了支承特性的调节与系统稳定性的关系,并着重分析了系统时滞对支承特性调节的影响。实验结果表明:通过该优化调节方法调节电磁轴承支承特性,系统转子的振幅较小;加时滞模块的电磁轴承系统功率谱幅值明显大于不加时滞模块的系统。这表明该方法有效,时滞对系统支承特性的调节有阻碍作用。     

电磁轴承系统中的功率放大器

就电磁轴承系统线性和开关功放各主要参数的设计方法及这些参数与电磁轴承系统的关系作一讨论,提出了设计中的一般原则和注意事项     

瞬变电磁法双参数优化小波降噪效果研究

小波基和阈值函数是直接影响小波去噪效果的重要参数,为进一步改善小波降噪方法在瞬变电磁法数据处理中的效果,在分析软、硬阈值降噪特点的基础上,分别采用自适应优选小波基和重构阈值函数的方法,实现对小波降噪方法的双参数优化。结合数值仿真,对瞬变电磁法感应电动势衰减曲线分别加入10 dB和20 dB的随机噪声,利用不同小波基和阈值函数对瞬变电磁法数据进行降噪处理,证明了小波降噪时需要同时优选合适的双参数才能达到理想的降噪效果。选择信噪比和最小均方根误差作为小波降噪效果评价标准,其中信噪比越大及最小均方根误差越小,表明降噪效果越好。分别将软阈值函数与db3小波基组合降噪方法和双参数优化降噪方法应用于瞬变电磁法探测烧变岩富水性的数据处理中,随机选择10个测点进行对比,前者信噪比平均值为101.117 5,最小均方根误差为0.074 2;后者信噪比平均值为117.067 7,最小均方根误差为0.033 6,表明双参数优化降噪效果更好。结合直流电阻率法探测结果和钻孔验证情况,进一步证实了双参数优化后小波降噪方法在瞬变电磁法数据处理中具有较好的应用效果。研究表明：双参数优化后的小波降噪方法能同时提高瞬变电...     

以电磁轴承支撑挠性转子的鲁棒控制器设计

研究了含有参数不确定性的以电磁轴承支撑挠性转子的鲁棒H∞控制器，折衷考虑转子系统的外激励干扰衰减和转子系统参数摄动，将参数摄动转化为外扰动输入，建立了以电磁轴承支撑挠性转子H∞标准模型．数值仿真表明：建立的H∞标准模型合理；采用H∞控制设计的电磁轴承主动控制系统，能够有效的抑制参数摄动引起的扰动和持续的外激励干扰．     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

隐函数求解法在单供气孔静压气体球轴承参数优化中的应用

摈弃不可压缩流简化,在已知承载力的条件下,以最大静刚度为设计准则,建立了显含单供气孔静压气体球轴承3个结构参数和隐含轴承刚度的隐式方程。利用隐函数的导数及矩阵的正定性,讨论了隐函数极值存在的条件。在约束条件中加入了小孔节流器的实现条件、稳定性工作条件及加工制造限制条件等。编制MATLAB程序求解了隐函数极值及其对应的轴承结构参数取值,计算结果与使用不可压缩流简化得到的显式刚度方程的优化参数完全一致。     

二维流状态下液体静压轴承的性能分析和优化设计

本文应用有限元法,对二维流状态下液体静压轴承的性能进行了理论分析,建立了数学模型,通过与一维流状态下轴承性能的对比,用实验证实了二维流理论适用范围广。在此基础上,对带有动压效应的小孔节流液体静压轴承以温升为目标函数进行了优化设计,得出了满意的结果。     

液体动压滑动轴承设计的数值计算

将数值计算理论应用到液体动压滑动轴承的设计中,并借助计算机求解。设计中可灵活改变轴承参数,以便分析、比较,择优选取。     

磁力轴承控制器的PID参数单纯形法寻优

主动磁力轴承通常采用PID控制，但由于磁力轴承具有高度的非线性，传统的PID参数整定方法往往效果不佳。采用线性规划中面向多变量寻优的单纯形法对PID参数进行寻优，并采用改进的ITAE性能指标对响应性能进行评价，给出了详细的寻优步骤。Matlab环境下的仿真结果表明，经单纯形法进行参数寻优后的PID控制器可以较好地实现转子的快速起浮和稳定悬浮。     

动静压轴承的研究

本文阐述了建立在润滑理论基础上的动静压轴承基本理论及相应的 CAD方法。在理论分析中,讨论了油膜“空穴”现象的影响。编制了动静压轴承特性计算和设计程序,介绍了实验方法并将测试结果与理论解加以比较,证实了理论分析的正确性。有关的理论分析为下一步的研究及设计应用提供了理论依据。     

高精度动静压油膜轴承设计方法研究

针对高精度动静压油膜轴承的设计方法进行了研究,对影响轴承性能的主要参数（包括：油腔数目、油腔结构形状、节流器参数、供油压力等）进行了分析,提出了相应的设计方法,并采用MATLAB软件对高精度动静压油膜轴承的油膜性能进行了数值解算,实现了油膜压力场的三维仿真.     

基于变权综合型目标函数的调速系统优化设计

介绍一种双闭环调速系统优化设计方法,提出变权综合型目标函数,并以此为基础采用遗传算法实现对调速系统参数的优化设计.给出优化设计模型,并进行了实例仿真和分析.仿真结果和分析表明,该方法有效解决了对性能指标有特殊要求的调速系统的参数选择问题,选择的参数具有综合最优的特点.     

基于概率的柔性铰链机构的优化设计

研究了具有随机参数的平面柔性铰链机构的位移放大和刚度性能的优化问题．从概率统计角度出发，将各设计参数看作随机变量，建立了基于概率的柔性铰链机构优化设计模型，并用Monte Carlo模拟法得到了柔性机构性能及一些约束函数的均值和方差，优化设计求解采用Lagrange乘子法，利用分布函数法将模型中的可靠性约束等价处理为常规约束形式，通过优化设计得到了优化设计向量．根据所得优化设计向量分别得到了机构性能的计算结果，结果表明，当设计参数分散性变大时，优化设计结果偏于保守。     

渤海某平台磁流变智能阻尼隔振控制

目的 研究了利用主动变阻尼控制系统优化方法设计磁流变智能阻尼隔振平台结构，为实际工程利用磁流变阻尼器为结构减振设计提供方法。方法 采用ANSYS软件提供的结构刚度矩阵庞大，不易进行半主动和主动控制系统设计，根据ANSYS有限元分析提炼出简化计算模型，基于主动最优控制设计方法，设计了磁流变阻尼隔振系统，进行了冰激振动和地震动作用下的磁流变阻尼智能振动控制反应分析．结果 该平台半主动磁流变阻尼隔振体系对导管架端帽处最大位移和甲板处最大加速度均有很好的控制效果，隔振层位移满足采油工艺要求．结论 主动最优控制设计方法是一种很好的设计方法，具有广泛的应用前景；对于平台结构半主动磁流变智能阻尼隔振体系是较好的控制方案．     

采用Gabor滤波器的轴承状态监控方法

针对滚动轴承状态监控中最优共振频带难确定的问题,提出一种新的寻优方法和目标函数,可快速准确地定位共振频带,提取状态信息.通过两步网格搜索法,以包络稀疏性为目标函数,对Gabor滤波器参数寻优;然后对振动信号进行滤波并得到信号包络;最后运用包络自相关谱抑制噪声,突出运行状态信息.用仿真信号和实际信号对该方法进行了验证,结果表明,该方法能准确判明轴承运行状态.     

基于遗传算法的锅炉对流受热面优化设计

为优化结构以降低锅炉制造成本,建立以关键结构参数作为决策变量的锅炉对流受热面优化设计模型.提出采用遗传算法进行锅炉对流受热面优化设计的方法,实现完成既定传热任务而减小传热面积的优化目标.选择整数编码形式,并引进变量约束条件、显式函数约束条件和隐式函数约束条件来控制对流受热面结构参数并保证性能指标.利用锅炉设计案例库,采用案例检索与随机生成相结合的方法产生设计方案的初始群体,有效结合设计经验与遗传算法的搜索功能.采用均匀交叉与算术交叉相结合的交叉操作,以及均匀变异产生新个体.采用比例选择与精英保存结合法促进遗传算法向全局最优方向发展.计算结果表明：该方法适用于锅炉对流受热面结构优化设计,能够有效提高设计质量.