基于状态空间理论的机械系统运动方案基因符号演算法

目的研究机械系统基本变换单元的特征,求解能与结构设计无缝集成的机械系统运动方案.方法基于机械系统状态空间理论将基本变换单元的组成要素——运动副作为其符号基因,提出了基本变换单元的基因符号表达方法以及基本变换单元间的基因组合运算方法.结果构建了机械原理运动方案的符号表达模型,简化了机械原理运动方案的符号表达,方便获得其符号方案的多个结构变体方案.结论该方法解决了原理运动方案的语义表达难以实现与结构方案设计融合的难题,获得了既便于计算机运算,又保证完整方案设计信息的多种方案.     

机构运动的变换式进化设计

现有的基于几何约束关系的CAD系统不能很好地解决面向方案设计的机构运动模型表示这一问题，为此提出了一种新的基于功能语义的运动进化建模方法.以功能单元的定义实现机械产品功能运动约束的抽象表达，研究了在机械产品运动进化建模过程中功能语义的表达、功能运动约束的进化模式以及机构运动综合技术.建立了功能运动约束与机构组合约束间的进化关系，实现了由语义层向几何约束层传递运动意图.将功能语义与运动功能综合求解的变换式进化过程相结合，实现了对设计者功能意图的映射转化.结合企业具体应用将上述理论应用于实际产品开发中，取得了良好的效果     

基于元胞机的大型机械构件生产车间柔性调度求解

运用元胞自动机求解大型机械构件生产车间柔性调度问题.根据大型机械构件生产车间作业 调度的特点, 建立基于由工位元胞、缓存元胞、工件粒子及自组织演化规则即作业调度规则构成的 元胞自动机的柔性调度仿真模型.演化规则包括工位选择规则、工件排序规则和任务触发规则.设 计各规则的程序图, 通过算例说明模型的演化过程中元胞及粒子的状态属性值的变化过程.以某大 型燃气轮机部件生产车间为背景, 通过仿真模型求解某月镗铣区的作业调度方案, 比较现实方案, 验证元胞机在求解大型机械构件生产车间柔性调度问题中的有效性.     

机械系统运动与结构方案可视化集成设计方法

目的提出新的设计理论和方法,实现运动方案与结构方案设计的无缝集成.方法研究建立了用于机械系统方案设计的状态空间理论和基因符号设计方法,应用软件VC＋＋6.0和SQL Server2000编制了辅助设计师完成设计方案构思与求解的可靠适用的计算机辅助方案设计可视化系统软件.结果实现了方案设计信息向下游细节设计的有效传递,保证了方案设计信息的完整性和继承性;并能够快速获得大量原理运动方案和装配结构方案.结论通过实例验证了理论与方法及软件的有效性,开阔了设计师的设计视野,提升了机械产品创新设计能力,丰富了方案设计理论与方法.     

基于规则的机械运动功能方案生成方法

为提高机械产品运动功能方案设计效率，提出基于规则的功能方案生成方法.依据机构运动学原理建立功能方案生成规则，包括创成规则和择优规则两类.计算机能够根据创成规则自动生成多个新的备选功能方案，并且保证这些功能方案符合设计需求.为减少备选功能方案的数量，提高设计师的决策效率，计算机依据功能方案的择优规则从多个备选功能方案中选择少数优先度较高的功能方案供设计师参考.上述方法已经在机械产品设计中得到了应用.实际应用结果表明，该方法可以提高设计师生成运动功能方案的效率和获得更具创新性的功能方案.     

复杂产品设计方案联合变权群决策方法

针对产品方案设计决策中评价指标权重不确定性及难以满足均衡评价的问题,提出基于VIKOR的产品方案联合变权群决策方法.考虑专家个体对评价指标权重差异引起的不确定性,结合联合分析和变权理论估计评价指标重要度.将群决策评价指标总体效用值矢量看作评价指标常权矢量,专家个体的评价指标权重矢量看作状态变权矢量,给出变权平均值及群决策联合变权方法,得出评价指标重要度.考虑方案评价中多粒度语言评价值及均衡性,将统一粒度二元语义和群决策联合变权方法融入VIKOR分析,构建基于多粒度语言的VIKOR群决策方法.以数控机床运动方案评价为例,说明了该方法的有效性和可行性.     

基于元动作单元的数控机床运动精度映射

为使数控机床精度设计有定量的理论数值供参考,从运动的角度出发,建立了基于元动作单元的数控机床运动精度映射模型. 采用“功能(Function)-运动(Motion)-动作(Action), FMA”的结构化分解方法得到元动作单元,并结合多体系统理论对数控机床拓扑结构进行了描述；运用旋量理论对数控机床误差建模,建立数控机床空间运动误差模型,并用螺旋理论得到空间运动误差综合值；以制造成本、空间运动误差螺距及其大小为设计准则,构建了运动精度映射模型,并应用NSGA-Ⅱ遗传算法对数控机床运动精度进行映射. 对某国产加工中心进行运动精度映射求解,说明了该模型的可行性和有效性.     

产品方案设计约束模型及其演化博弈算法求解

针对产品方案设计这一有约束的系统求解问题,通过分析产品方案设计在概念与特性上与约束满足问题(CSP)的相似性,将方案求解问题映射到CSP中来表示方案设计,对应CSP中的变量、变量的域和约束集建立产品方案设计CSP模型.采用演化博弈算法求解CSP模型,将方案设计求解问题的搜索空间映射为博弈的策略组合空间,将评价函数映射为博弈的效用函数.通过主体的顺序最优反应达到均衡状态,并不断对均衡状态施加扰动再重新恢复均衡,从而搜寻到更优的均衡状态,最终达到对应于全局最优解的Pareto最优均衡状态.以透平膨胀机的方案设计为例验证了所提理论和方法的可行性和有效性.     

基于潜在语义分析的文档检索设计方法

文档检索系统围绕如何基于语义层面进行检索来展开研究.基于关键词匹配的检索系统不能处理多词一义的情况,针对此问题设计了基于潜在语义分析的文档检索系统.首先改进了文档一词矩阵单元值的计算过程,调整了传统高频词与低频词在权重上的线性关系,利用Sigmiod函数对权重做平滑处理,使其更符合文档中词的权重;其次利用潜在语义分析结合多维尺度分析算法,优化计算文档在语义间的距离.实验结果显示,能有效在语义上聚类文档,完成查询语句与文档集之间的相似度检索计算.     

集装箱码头装卸混合调度模型

为提高集装箱码头作业效率,建立装卸混合调度模型,并设计两阶段禁忌搜索算法的求解方法:通过禁忌搜索算法决定进口集装箱的堆存位置;基于堆存方案执行另一禁忌搜索算法,获得集卡的优化调度方案,然后再决定装卸桥作业顺序、计算装卸总作业时间,且将结果反馈到第一阶段的搜索过程,通过两阶段搜索过程的反馈优化装卸调度.算例表明,两阶段禁忌搜索算法可以获得满意求解结果;与装卸分别调度相比,装卸混合调度模型可以提高集卡利用效率.     

基于语义PROMETHEE的产品设计方案群体多准则求解

为了使产品设计方案评价和决策过程充分考虑决策者偏好特征,并避免模糊决策信息的失真,提出基于语义PROMETHEE的设计方案求解支持方法.定义了度量决策者偏好程度的权偏好函数和语义偏好函数,分别改进了传统PROMETHEE方法偏好函数在选型和数据处理上的局限性.对单一类型和区间类型的多粒度自然语义混合决策信息采用不同的语义变换模式,均转化为等效的二元语义类型作为语义偏好函数的保真信息输入.在此基础上,运用语义PROMETHEE方法的基本原理进行产品设计方案群体多准则求解.以停车设备的方案优选为例验证了本方法的可行性.     

云服务模式下设计方案的优选决策方法

针对云服务模式下设计方案在多目标优选决策过程中未能充分考虑到用户多元化和差异性的需求问题,提出结合质量功能配置和粗糙集理论的设计方案优选决策方法. 该方法在分析云服务模式的基础上,引入用户参与的设计决策过程方式和模糊评价机制,对用户需求进行聚类分析和智能转化. 建立面向用户需求的设计方案评价指标体系,对网络化协同设计过程中的设计方案评价指标的重要度进行准确量化. 遵循科学性与系统性相结合的原则,提出云服务模式下设计方案优选决策三阶模型. 结合粗糙集理论和粗糙逼近理想解法,对该模型进行求解. 以云服务平台上的游艇设计方案为例,验证该方法的有效性和可行性.     

无线传感器网络能效模型的量化评价与优化

为解决面向工业实时控制的无线传感器网络在性能和能量效率的平衡问题,提出了一种能效模型的量化评价和优化设计方案．该方案通过引入反馈控制的思想,运用层次分析法构建基于服务质量约束的能效模型评价方法,采用加权和的综合量化指标权重计算服务的可用性;在此基础上,给出了基于效用函数的优化模型并设计了一种多度量目标优化算法．仿真结果表明,该方法能对网络协议进行调整优化满足有限能量条件下的服务质量约束,保证数据传输可靠,降低能量消耗,延长网络生存时间．     

机构自动化概念设计模型的研究

设计模型的建立是机构概念设计的关键。作者在本文中提出了运动状态向量表示法，它将复杂运动方案的设计简化为运动功能匹配和约束检查的求解过程，由此建立起计算机能够识别的机械运动方案设计模式，为机构概念设计奠定了基础。     

基于模型检测技术的语义Web服务自动组合

提出一种以OWL-S和模型检测技术为基础的Web服务自动组合方法,通过时间自动机建立语义Web服务的模型,能够刻画接口和过程交互的语义信息,并且能够表达复合用户需求。利用对应的模型检测工具,可以实现高效的自动组合。仿真实验证明,该方法有效地提高了服务组合的效率及质量,同时在状态空间的表示和维持方面具有显著的优势。     

电机驱动力矩受限的旋转倒立摆保代价控制

针对电机驱动力矩受限的单级旋转倒立摆系统,提出了一种基于T-S模糊模型同时考虑控制输入约束的保代价控制方法,导出了求解状态反馈控制器的充分条件。该控制问题最后归结为求解一个LMI优化问题。在Quanser公司生产的旋转倒立摆系统中应用的实验结果表明本文所提方法是有效的。     

基于云模型元胞自动机的图像边缘检测方法

针对基于模糊或元胞自动机的图像边缘检测方法所存在的问题,提出了一种新的基于云模型元胞自动机的图像边缘检测方法。采用方向信息测度与边缘有序性度量作为边缘特征信息,将这些信息作为输入进行云推理,利用推理结果对方向信息测度信息和边缘有序性度量信息进行精确反馈,最后通过元胞自动机的自动演化得到图像边缘。试验表明,本文算法具有很强的细节边缘检测能力,是一种实用、高效的图像处理算法。     

考虑产品故障特征的目标选择性拆卸序列规划

针对实际拆卸过程中产品质量的不确定性和模糊性问题,特别是产品普遍存在的故障问题,对拆卸序列方案选择的影响,提出了考虑产品故障特征的目标选择性拆卸序列规划方法.为便于表达产品拆卸信息,构建了拆卸混合图模型;通过提取产品故障特征,构建了产品故障矩阵,并运用专家意见法推导了零部件故障特征与拆卸模型元素的关联度矩阵;为更新拆卸混合图模型,运用模糊三角函数确定了零部件故障特征对拆卸模型元素的影响度,并根据影响度和专家阈值对拆卸模型元素与拆卸信息进行修正以得到故障拆卸混合图模型;最终,基于产品的故障拆卸混合图模型结合拆卸序列优化算法生成了最优的拆卸序列方案.本文以涡轮减速器为例对所提方法进行了验证,结果表明该方法更切合实际的拆卸过程,较好地解决了产品故障对拆卸造成的模糊影响,极大地提高了拆卸序列方案的可行性和拆卸效率,降低了拆卸的盲目性,案例证明所提方法对于解决拆卸序列规划问题更切实有效.     

Chinese text semantic representation for text classification

Text representation based on word frequency statistics is often unsatisfactory because it ignores the semantic relationships between words, and considers them as independent features. In this paper, a new Chinese text semantic representation model is proposed by considering contextual semantic and background information on the words in the text. The method captures the semantic relationships between words using Wikipedia as a knowledge base. Words with strong semantic relationships are combined into a word-package as indicated by a graph node, which is weighted with the sum of the number and frequency of the words it contains. The contextual relationship between words in different word-packages is stated by a directed edge, which is weighted with the maximum weight of its adjacent nodes. The model retains the contextual information on each word with a large extent. Meanwhile, the semantic meaning between words is strengthened. Experimental results of Chinese text classification show that the proposed model can express the content of a text accurately and improve the performance of text classification. Compared to Support Vector Machines, Text Semantic Graph-based Classification can improve the efficiency by 7.8％, reduce the error rate by 1/3, and show more stability.