基于动态自适应LS-SVM的数控机床热误差建模研究

热误差是造成切削加工工件精度低的重要因素,研究机床热误差是提高加工精度的有效措施。为此,综合考虑最小二乘法(LS)、支持向量机(SVM)和动态自适应算法的优势情况下,提出了一种基于动态自适应LS-SVM的数控机床热误差建模方法。为构建热误差模型,以数控机床XK713进行试验,通过温度和位移传感器分别获取机床温度值与主轴变形量,同时通过动态自适应算法,参数能够被优化,以及对所采集的数据进行最小二乘支持向量机建模,从而可得该数控铣床热误差模型。通过与LS热误差建模方法进行对比分析,结果表明:所提出的热误差模型的精度远优于LS模型。该方法为机床热误差建模的研究和应用奠定了基础。     

基于模糊-PID的FDM设备温度控制系统设计与实现

对熔丝沉积成型设备温度控制系统的设计提出了采用可控硅和温控器相结合、同时使用模糊-PID相结合的控制算法。实践证明,在熔丝沉积成型设备中采用该策略所设计的温度控制系统可以大大减少初始化升温过程的过渡时间,同时还能有效地保证温度控制的稳定和精确,为成型工艺的改进和零件质量的提高提供了基础。     

基于DMC算法的单晶炉热场温度控制系统

介绍了以AT89C51单片机为核心的单晶炉热场温度控制系统的组成及工作原理.研究了动态矩阵控制(DMC)算法在单晶炉热场温度控制系统中的应用.给出了系统的硬件与软件设计的实现方法.研究表明,与PID控制结果相比较,应用动态矩阵控制算法能使系统具有更好的控制性能.     

基于模糊PID在饼干生产线温度控制的研究

针对温度控制过程中很大的时滞性和很强的环境性干扰,用一般的PID控制方法不能很好地满足要求,兼容模糊规则策略调节PID可以很好的解决这个问题。采用MATLAB仿真研究,组成一个基于模糊-PID控制的温度调节系统,应用结果表明,该控制具有良好的动静态性能,适应性强等特点。     

基于变风量空调系统机组部分的建模研究

在简单介绍变风量空调(VAV)系统的基础上,通过多元线性回归原理建立机组部分的静态模型,并对静态模型进行验证;最后用最小二乘法建立动态模型.     

基于遗传算法的单晶炉热场温度控制系统

介绍了以AT89C51单片机为核心的单晶炉热场温度控制系统的设计与实现方法,提出了一种基于遗传算法的PID参数寻优方法。仿真研究结果表明,系统具有良好的控制性能。     

基于实时反馈的机床热误差在线补偿模型

为建立一种能够适应机床不同工况且具有准确预测能力的热误差补偿模型,提出一种基于限定记忆递推最小二乘法辨识热误差模型参数的机床热误差预测建模方法。该方法随着机床工作状况的改变,根据实时反馈的温度和热误差数据,采用递推方法对模型参数进行即时修正,使热误差模型能够及时跟踪机床系统的热特性变化,实现以较高的预测精度对机床热误差进行补偿。通过数控车床主轴轴向热误差辨识建模及补偿实验可以看出,限定记忆递推最小二乘法比一步最小二乘法辨识精度有较大提高,最大残差值减小了52.3%,标准差减小了67%。实验结果表明,利用该方法进行机床热误差模型参数辨识具有较高的预测精度和鲁棒性,有效可行。       

非最小相位系统自适应模型逆技术研究

针对非最小相位系统中的轨迹跟踪控制问题,基于非最小相位系统的闭环注入体系结构,对非最小相位系统的前馈控制器设计方法、模型逆技术以及自适应控制进行了研究。首先,采用非最小相位零点忽略技术、零相位误差跟踪控制技术和零幅度误差跟踪控制技术设计了系统的前馈控制器,并对3种模型逆技术进行了分析;在此基础上针对系统中非最小相位零点的偏移问题,采用遗忘因子最小二乘法实现了前馈控制器的自适应;最后进行了仿真和试验。研究结果表明:相对于使用零相位误差跟踪控制技术和非最小相位零点忽略技术,采用零幅度误差跟踪控制技术设计的前馈控制器能够更有效地提高非最小相位系统的跟踪精度,系统的轨迹跟踪误差分别减少了61.45%和56.27%;使用自适应算法能够实现对系统参数变化的自适应控制,提高了系统的抗干扰性能。     

基于虚拟仪器的板形模式识别系统研究

介绍了气动板形检测辊的板形信号检测原理,详细阐述了普通多项式最小二乘法、正交多项式最小二乘法和基于欧氏距离的模糊模式识别法,利用虚拟仪器LabVIEW软件开发了基于上述三种方法的板形模式识别系统。通过气动板形仪在线测试了300型可逆冷轧机板形张力信号,并对张力信号进行了模式识别。实验表明：该板形模式识别系统具有良好的稳定性和有效性,良好的图形交互界面和实时测试性能为板形闭环控制提供了方便。     

基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。     

基于ANSYS的调节阀温度场分析

基于ANSYS有限元分析软件.采用热流耦合与单独温度场两种分析方法,对调节阀的温度场进行模拟分析.结果表明,调节阀温度场分布相差不大,阀杆最高温度相差为7℃左右.通过对调节阀温度场的数值模拟,提出了降低执行机构温度的有效途径.     

基于ANSYS的CPU散热片的散热及温度场分析

利用ANSYS对CPU芯片散热片进行了对流和辐射热分析,并对其进行了温度场模拟试验和热传递的数值计算,比较三者的差异可知在散热片的散热过程中,辐射散热是不容忽略的,从而为散热片的设计和制造提供了可靠的依据。     

Hybrid Control Strategy for Thermal Cycling of PCR Based on a Microcomputer

Abstract

In the polymerase chain reaction (PCR), the reference temperature profiles of thermal cycling must be tracked rapidly and precisely so as to amplify DNA in samples, strictly following the exponential function of 2ⁿ (n: thermal cycles) as quickly as possible. For this purpose, a model based hybrid controller to follow up setpoint changes is developed which is easily implemented with a microcomputer ADuC834 for its simple configuration and low cost of computation. The hybrid control strategy combines feedforward, feedback, and Bang‐Bang actions to achieve better setpoint response and steady state behavior. Based on the steady state model of the thermocycler, the feedforward action serves as the model predictive control for each setpoint, while the feedback controller is used as the local control action to accelerate ramp rates and reduce the tracking errors. The model of the thermocycler is identified with step response data at different operation regions. Experimental results demonstrate that, besides the improvement of the tracking accuracy, both the rise time and the decay time of each thermal cycle have been reduced significantly with the hybrid control strategy, compared with the conventional PID. Therefore, improved efficiency and accuracy of the polymerase chain reaction is achieved.     

滚动轴承的温度场和热变形分析

基于传热学和摩擦学理论,建立了滚动轴承相应的稳态温度场和热变形的三维热分析有限元模型,运用ANSYS分析了处于热平衡状态的滚针轴承、圆锥滚子轴承的温度和热变形,为研究滚动轴承的热变形和游隙问题提供了参考和依据。     

管道在热流状态下的温度场和应力场有限元研究

以传热学和有限元理论为基础,建立起了管道的有限元模型,计算出了管道在热流状态下的温度场和应力场,为管道的设计和维护提供理论依据。     

人工气候室的温度控制策略研究

针对人工气候室温度控制中的大滞后、惯性、不确定性等问题,研究了它的控制策略,并应用新型的免疫控制器,实现了人工气候室的温度调节,解决了人工气候室的大滞后、惯性、不确定性等问题,使得人工气候室温度控制的过渡过程,实现了较小的超调和较快的响应速度.     

柴油机燃油系统电磁阀闭合始点及反馈控制策略

高速电磁阀是柴油机电控燃油喷射系统的关键部件,其闭合时间的精确评估直接影响喷射定时和喷油量的控制精度.以电控组合泵电磁阀为研究对象,通过建立由磁路、电路和阀芯动力学模型组成的电磁阀机理模型对电磁阀闭合过程进行研究.利用电磁阀闭合前后磁阻变化率突变的特性,设计出适合于电磁阀闭合时刻的检测的电路驱动逻辑,使电磁阀驱动电流曲线在闭合时刻呈现明显的转折点.在此基础上,始点识别算法通过对驱动电流进行监测实时提取电磁阀闭合时刻信息,燃油喷射控制策略依据该闭合始点的信息对燃油喷射进行实时反馈控制,修正实际电磁阀控制定时和控制脉宽,以消除电磁阀特性引起的喷油差异.试验结果表明,改进后的电路驱动逻辑能使电磁阀闭合始点在其驱动电流上表现出清晰的特征,始点识别算法能根据该特征精确地检测出电磁阀的闭合时刻,配合燃油喷射始点反馈控制策略可以消除因电磁特性引起的各缸喷油量不均匀的问题,从而提高燃油喷射的控制精度.     

烧结机台车体温度场及热应力数值模拟

针对某厂烧结台车主梁失效的问题,借助ANSYS有限元软件,采用间接热力耦合的方法,建立了台车主梁数学模型。根据热传导理论与热弹性理论,模拟其在工作状态下各部位的温度、热应力变化过程。结果表明,烧结台车主梁最高温度区域随烧结时间变化,在烧结开始至600 s左右最大值出现在梁的中心位置,在600s后最高温度区域出现在梁的侧边,台车主梁最高温度达到279℃;热应力极值点一般出现在距中心面最远的位置,最大热应力达到27.6 MPa。通过与测试值的对比验证了仿真结果的可靠性,表明采用有限元方法模拟台车体温度及应力场的变化过程是有效的。     

基于热网络法的行星减速器温度场研究

通过对行星减速器中的齿轮、轴承等摩擦副的生热分析以及对减速箱整体的传热分析,借助热网络法,获得行星减速器工作过程中的温度场数据.分析热源与各节点热量的产生和传递关系,确定减速器中的最高温度及其所在位置,探索实际工作过程中由于温度上升、热栽荷集中而导致齿轮齿面、轴承中滚动体和滚道表面胶合的原因,揭示其发热机理,预测系统的...