铲式玉米精密播种机仿真及虚拟设计研究

为了克服传统播种机在地表覆盖和免耕条件下开沟播种中存在的问题，将铲式成穴器与倾斜圆盘勺式玉米精密排种器组合设计成铲式玉米精密播种机。在对铲式成穴机构成穴机理进行理论分析的基础上，实验研究了成穴器参数对成穴质量的影响，建立了穴孔长度、穴孔宽度和穴距与成穴器参数间关系的回归方程，并通过计算机仿真技术模拟分析了打穴铲的运动规律，为成穴器的设计提供了依据。通过实验研究建立了排种器排种质量与参数间关系的数学模型，并对参数进行了优化。利用Pro／E建模和装配，对铲式播种机进行了虚拟设计，并采用ADAMS对其工作过程进行了动态仿真。进而采用神经网络优化技术，确定了播种不同玉米种子时播种机的优化参数，为铲式玉米精密播种机的设计提供了系统的理论和方法。     

桁架结构振动的主动模糊控制中主动杆数目与位置优化

研究了采用自适应模糊控制器抑制桁架结构振动时的主动杆数目与位置优化问题.通过定义输入能量相关矩阵优化了主动杆的数目.基于主动杆的控制能量配置准则,给出了主动杆优化配置的模型.研究基于整数编码的遗传算法用于大型离散体中的作动器组合优化问题.最后针对挠性空间智能桁架结构的振动控制仿真,使用基于整数编码的遗传算法(GAs)优化主动杆位置.结果表明对于采用自适应模糊控制律的离散体结构振动控制是行之有效的.     

基于元建模的移动Ad Hoc网络性能优化

针对移动Ad Hoc网络性能优化过程中的仿真模型精确性与仿真模型运行效率之间的矛盾,提出了利用相关向量元模型来拟合网络仿真模型并进行优化的解决方法.重点研究了元建模方法中的实验设计方法、元模型拟合方法、模型验证与评估等关键技术.利用适度精确的元模型替代仿真模型进行设计空间探索和多目标优化,实验结果表明,基于元模型的优化可以成功应用于移动Ad Hoc网络等复杂系统建模、分析与优化,有效提高此类计算密集过程的计算效率.     

排障器结构强度与螺栓连接强度校核

为对排障器的结构静强度、疲劳强度、螺栓连接强度进行全面的安全性评估，根据排障器结构特点，建立排障器结构仿真模型，采用数值计算方法对排障器结构进行静强度、疲劳强度分析。根据排障器与车体的安装方式，提出一种适用于提取排障器螺栓工作载荷的仿真方法，采用VDI 2230对螺栓强度进行校核。结果表明排障器强度满足设计要求。     

金属/水冲压发动机进水道工作特性

研究优化冲压发动机性能,针对水下航行器动特性改善问题,为了深入对金属/水冲压发动机进水道工作特性动态规律变化进行了解,提出建立水力特性三维数值模型.运用模型对一种运用于超空泡航行器的水冲压发动机复杂进水道内流场行了数值仿真研究.分析航行器航行速度和深度的增大,进水道流量系数增大,总压恢复系数减小;航行器攻角增大,流量系数减小,总压恢复系数减小.仿真证明超空泡航行器速度、深度及航行器攻角对金属/水冲压发动机给水效率和压力损失的影响机理.可为进一步研究水冲压发动机特性提供了参考.     

DC-DC功率变换器中非线性现象的仿真研究

DC-DC开关变换器中蕴涵着丰富的非线性现象,混沌与分岔在变换器中存在着一定的产生机理和表现形式.对两种基本拓扑结构DC-DC变换器Boost、Buck的非线性现象进行了仿真研究,建立了两种变换器的离散迭代映射模型和精确开关模型,经过数字仿真,验证了存在于DC-DC变换器中的分岔和混沌现象.对闭环控制Boost变换器,深入分析了采用离散迭代模型和精确开关模型后仿真结果的差异及原因.所采用的数值仿真方法为DC-DC变换器的电路参数优化提供了理论工具.     

一种基于离散Morse理论的优化模型及其应用

根据Forman 的离散Morse 理论的特点, 提出一种基于离散Morse 理论的优化模型. 该模型在3 维及以上空间点构建离散Morse 函数进行最优化, 得到了问题的最优解或近似最优解. 同时, 证明了所构建的函数确实是复形上的离散Morse 函数. 利用4 个典型的测试函数进行仿真实验, 结果表明了该模型的有效性, 且该模型尤其适用于解决大数据量的优化问题. 从聚类的过程即目标函数的优化过程这一角度考虑, 尝试将优化模型应用于聚类分析. 仿真实验结果表明, 所提出的算法能较好地划分数据点重叠区域的聚类形状, 验证了所提出算法的可行性和有效性.     

基于状态空间MPC的无人机无人车联合运动控制

针对四旋翼无人机无人车联合运动缺乏对系统成员姿态约束的问题,研究了一种基于模型预测控制(MPC)的分布式联合运动控制方法.基于虚拟结构法,使用虚拟领航者策略,以虚拟领航者提供参考轨迹及参考速度,分别在各无人器平台上转换成各自所需的预测时域信息,结合推导的各无人器的状态空间模型滚动优化实现预测控制.限定四旋翼高度方向运动状态与偏航角,构造以俯仰角、横滚角与重力加速度乘积为位置运动输入的状态空间模型,将无人机内环姿态控制约束加入位置运动,增强飞行稳定性.改良无人车状态空间模型,增加速度信息得到可提供位置速度追踪的增广状态空间模型,增强运动追踪能力.仿真表明在满足无人器姿态约束条件下,能够保证联合运动的位置速度精度.     

气吸式排种器排种性能影响因素的试验研究

采用均匀设计的方法进行了气吸式排种器排种大豆质量影响因素的试验研究,考察了排种器排种盘转速和真空室压力与性能参数之间的关系,建立了粒距合格率、漏播率与重播率与影响因素之间的数学模型,获得了回归方程和最优结构参数。对于该气吸式排种器排种盘转速和真空室压力的最优化值分别为0.58r.s-1和0.003MPa,对气吸式排种器的设计具有指导意义。     

基于迭代学习的离散线性时变系统故障诊断

针对一类离散线性时变系统的故障诊断问题,提出一种新的故障检测与估计算法.该算法通过引入虚拟故障构建离散故障跟踪估计器,在选取的优化时域内,利用估计器输出和系统实际输出产生的残差信号,采用迭代学习算法来调节虚拟故障,使虚拟故障逼近系统中实际发生的故障,从而达到对系统故障诊断的目的.该方法不仅能检测出系统不同类型的故障,还可以实现对故障信号的精确估计.仿真结果验证了所提出方法的有效性.