基于高维拉格朗日插值法的三坐标测量机测量误差建模

目前对三坐标测量机测量误差建模的研究,常见的是低维模型,多元模型很少有学者探讨。本文仔细研究了从一元到二元的拉格朗日插值公式推导过程,找出了推导规律——降维思想,并利用该思想类推出了多元高阶拉格朗日插值公式。将该公式应用于三坐标测量机误差建模领域,取得了较好的建模效果。     

求解机组组合问题的改进混合整数二次规划算法

混合整数二次规划(MIQP)算法求解机组组合问题具有全局优化能力,但是针对大规模优化问题,其计算速度和计算精度将受影响.文中提出了求解机组组合问题的改进MIQP算法.该算法的核心思想是引入了松弛和解耦2种改进策略.通过求解松弛整数变量的二次规划模型,首先获得机组组合的下界空间,然后再通过拉格朗日解耦算法获得机组组合的上界空间,进而在上下界确定的寻优空间内采用MIQP算法进行再优化.不同测试算例表明,改进的MIQP算法快速且有效,可以降低优化问题的复杂度,显著减少计算时间.     

一种基于信息熵的专家随机挑选算法

为合理、公平地从备选库均匀抽取评审专家,根据专家挑选规则引入信息熵测度作为体系中专家挑选的有序度量,依据规则建立基于信息熵的计算约束条件,利用极大熵理论构造专家挑选概率分布函数,并利用拉格朗日算子计算专家挑选的全概率分布,从实际备选库抽取真实的专家挑选数据进行计算实验,年度专家挑选结果呈现随机性质,证明该方法能克服常规随机发生器的周期自相关性,实现专家的均衡挑选。     

绝对节点坐标列式流体单元建模方法及在液体晃动问题中的研究

计算流体力学的建模方法主要采用欧拉描述,而多体系统动力学的建模方法主要采用拉格朗日描述。与欧拉描述关注于流过空间固定点或固定体积上的流场状态不同,绝对节点坐标列式流体单元采用拉格朗日描述,能够跟踪流体物质点,建立流体与多体系统的统一描述。该文在绝对节点坐标列式流体单元方法基础上,提出和完善单元建模理论,并使用绝对节点坐标列式流体单元实现了对流体系统的建模,并首次将绝对节点坐标列式流体单元应用于液体晃动分析,初步验证了理论的正确性和可行性。仿真结果表明,在单元数量较少情况下,绝对节点坐标列式流体单元可以满足晃动计算需求。     

新型弹载压电舵机驱动器方案设计及力学分析

为了同时增大压电双晶片驱动器的输出位移和输出力矩,并提高弹药内部的空间利用率,提出一种新型弹载后屈曲预压缩压电双晶片(Post-buckling pre-compression, PBP)舵机驱动器方案。该驱动器通过压电双晶片的层叠来增大驱动器设计空间,再利用一组角位移连杆放大机构来调整其设计空间,进而达到同时增大输出位移和力矩的目的。对驱动器建立了测量输出力矩的静力学数值模型以及端部带有舵面的刚柔耦合拉格朗日动力学方程及其有限元模型。通过静力学分析、强度校核以及瞬态动力学分析,得到数值结果和有限元结果,两者总体符合程度较好。静力学结果表明,新型PBP驱动器较原PBP驱动器同时增大了输出转角和力矩,设计空间增大了80%以上,并且在最大输出力矩情况下,各部件满足强度要求;动力学结果给出了驱动器机构内部的能量传输及分配特性,以转动惯量为1×10^-2 kg·mm²舵面作为驱动对象时,控制带宽可达到300 Hz,明显优于普通微型伺服舵机。因此所设计的方案可以为以内部空间狭小、高控制带宽为特征的各类微小飞行器(Micro aerial vehicle, MAV)舵机驱动器的研制提供参考。     

基于非牛顿流体本构方程的熔喷纤维直径预测

为从理论上精确预测熔喷纤维的直径并揭示其成纤机制,立足于拉格朗日方法的熔喷珠链模型,引入PTT、UCM、Giesekus和Rouse-Zimm这4种非牛顿流体本构方程,分别预测了纤维在气流场中的受力与直径变化。结果表明:采用不同的非牛顿流体本构方程计算获得的纤维黏弹力不同,由此导致模拟结果具有明显差异;纤维的最终直径受到内外应力差和凝固点位置的影响,内外应力差越大,纤维细化速度越快,凝固点距离喷丝孔越远,纤维具有更加充分的空间拉伸,更容易产生较细的纤维;采用UCM非牛顿流体本构方程模拟获得的纤维最粗,而采用Giesekus非牛顿流体本构方程模拟获得的纤维最细;采用Giesekus非牛顿流体本构方程的珠链模型获得的预测结果与实验结果更相符。     

一种考虑时间关联约束的安全经济调度解法

针对有时间关联约束的一类安全经济调度问题,以机组输出功率速率约束为例,建立Dantzig-Wolfe分解的主从优化问题及其迭代机制来求解。主问题是仅计及时间关联约束的优化问题,从问题是按研究期间所划分时段数构成若干静态子优化问题。主问题在由从问题确定的解空间内寻优;从问题依据主问题解所对应的拉格朗日乘子来修正其目标,以间接松弛时间关联约束。在给出主从问题交替求解收敛条件及其论证基础上,提出了详细的计算方法和特殊问题的处理手段。5机系统、IEEE 24节点系统和IEEE 118节点系统的计算和分析表明,文中方法能有效解决带有时间关联约束的一类安全经济调度问题,具有对大规模系统实际应用的前景。     

计及广域测量信息的状态估计错误参数识别与修正

因电网元件参数可能随工作环境变化而改变、遥信量在干扰下可能出现错误,需要对状态估计中的错误参数进行识别和修正。根据当前监控与数据采集（SCADA）系统和广域测量系统（WAMS）量测共存的状况,引入WAMS量测求得的功率残差和零注入节点功率残差,与SCADA量测残差一起构成拉格朗日函数,由优化理论得出参数误差与各残差的灵敏度关系,从而进一步识别和修正错误参数。所述方法不仅避免了增广参数估计维数高的问题,还利用了高精度的相量量测信息。在标准测试系统上的仿真结果验证了方法的有效性。     

前列腺针刺机器人的动力学建模与仿真研究

针对六自由度前列腺针刺机器人动力学问题,以设计加工的一款新型串联前列腺针刺机器人为对象,对前列腺针刺手术机器人的穿刺过程进行了研究。首次采用了RCM调姿和针刺单位作动的定义,在把单位作动等效成挠动的情况下,建立了机器人等效动力学模型;用拉格朗日方法求得了机器人动力学方程,并利用ADAMS和Matlab软件进行了动力学仿真分析与方程验证,得到了针尖点的运动曲线和各关节的动力学特性曲线。研究结果表明:机器人各关节动力学方程解析曲线与仿真曲线相关系数分别对应为0.4、0.75、0.50、0.74和0.74,吻合程度良好;并以此为基础,对机器人的动力元件进行了选型与校核。     

空间3-UPS并联机构关节约束反力分析

针对空间机构系统关节力计算复杂,对3-UPS并联机构关节约束反力进行力学分析,在考虑拉格朗日乘子与空间机构约束反力关系的情况下,基于拉格朗日增广法计算了该空间并联机构的关节反力,同时用牛顿欧拉法对其计算结果进行验证,通过Adams软件与Matlab软件联合仿真,并将两种计算结果进行对比分析.结果表明,两种方法计算所得该...