基于多目标混合遗传算法的变幅三铰点优化

以变幅油缸，转台，吊臂受力最小，基本工作臂长度最短为液压伸缩臂式起重机变幅三铰点机构设计的多重优化目标，建立优化设计的数学模型。利用MATLAB遗传算法工具箱求解寻求问题的最优解，多目标优化的处理采用混合遗传算法。     

双柔性支撑板快速伺服刀架优化设计及测试

设计了一种基于双柔性支承板的快速伺服刀架用于金刚石车削加工非回转对称微结构表面,并对其性能进行了测试。根据约束条件推导了刀架柔性支承板的刚度解析表达式,同时给出了柔性板上最大Von Mises应力的计算公式。根据快速伺服刀架设计指标,优化了柔性支承板的结构参数,并根据上述结构参数,加工得到了快速伺服刀架。最后,搭建了快速伺服刀架控制系统,测试了它的静态及动态特性。测试结果表明,设计的快速伺服刀架的刚度为53 N/μm,最小运动分辨率为3 nm,工作行程可达20 μm。另外, 它的稳态跟踪误差小于4 nm,开环带宽为2 kHz,一阶固有频率可达3 kHz。测试结果不仅验证了所述设计方法的正确性,也表明采用双柔性支承板结构是设计高刚度、高精度微位移机构的一种有效方法。     

基于GIS及改进微分进化算法的变电站选址研究

针对变电站选址的优化问题,对以往变电站寻址的方法、过程进行了总结,提出了一种以地理信息系统(GIS)为基础,将改进后的微分进化算法引入到变电站的选址中去。将投资费用与年运行费用的最小值作为目标函数,通过利用改进后的微分进化算法确定了变电站的位置和容量。基于模糊评判理论,对变电站选址中涉及到的地理信息因素进行了处理,形成了变电站选址适用地块图层。研究结果表明,改进微分进化算法在迭代过程中,可以有效提高搜索效率,并结合适用地块产生个体的新位置,使个体落在可建区域内,这样既能保证最优解在可建区域内,又能使站址满足经济、地理等方面的科学性与实用性要求,进而获取更为合理的变电站优化选址。     

基于改进差分进化的起重机主梁优化设计

基于改进差分进化算法提出一种起重机主梁结构的快速优化设计方法.将疫苗接种的思想应用于差分进化,加速优良模式的繁殖,修复被交叉、变异破坏的模式,从而加快收敛速度.引入超变异算子维持种群的多样性,提高全局寻优能力.实验结果表明,新算法计算量小,收敛速度快,全局寻优能力强.     

基于层次分析法的行星齿轮传动多目标优化设计

传统的行星齿轮优化一般仅从最小体积出发,其最优解并未考虑对机构其他参数的影响.通过分析行星齿轮机构的多种性能指标,包括外形尺寸、体积、齿面接触强度和齿根弯曲强度,从机构总体最优出发建立模型,采用层次分析法进行多目标优化.结果表明该模型能有效的满足设计要求.     

快速刀具伺服分数阶PID控制仿真的研究

利用分数阶PID控制,提出了一种新的快速刀具伺服(FTS)跟踪控制方法,以改善FTS的控制性能。根据差分进化算法,讨论了分数阶PID控制器的参数整定;通过数值仿真,考察了该方法的可行性和有效性。针对FTS的轨迹跟踪,根据响应时间、跟踪精度等指标,详细比较了分数阶PID控制与传统PID控制的性能。仿真结果表明,分数阶PID控制器的阶跃响应时间约为5×10-7s,是PID控制响应时间的42%,对频率为1 kHz,幅值为1μm的正弦信号的跟踪误差约为6 nm,是PID跟踪误差的50%,验证了基于分数阶PID控制器实现FTS轨迹跟踪控制的可行性和优越性。     

高频高精快刀伺服系统优化

研制了一款高频响、高精度及大驱动力的压电驱动型快速刀具伺服(Fast Tool Servo,FTS)装置,采用广义圆锥线拟合的柔性铰链构造新颖的柔性机构,通过对称布置的结构消除柔性刀架工作过程中在非期望运动方向的耦合误差,并对机构的运动学特性进行了综合建模.综合考虑装置行程和固有频率的设计目标,基于改进的BP神经网络优...     

基于改进蚁群算法的伺服机械手臂路径规划

针对基本蚁群算法在机械手臂的工作平台较小、障碍物与目标物体的尺寸相差不多时存在的局限性,提出了基于改进型蚁群算法的伺服机械手臂的路径规划.探讨了栅格划分大小对路径规划速度和精度的影响,改进了蚁群算法的局部信息素更新方法,扩大了蚂蚁的视野域范围.实验结果表明:改进型蚁群算法能在较短时间内寻找出较优的路径,实现了机械手臂运动过程中躲避障碍物的功能,提高了全局搜索性能.     

基于改进蚁群算法的伺服机械手臂路径规划

针对基本蚁群算法在机械手臂的工作平台较小、障碍物与目标物体的尺寸相差不多时存在的局限性,提出了基于改进型蚁群算法的伺服机械手臂的路径规划.探讨了栅格划分大小对路径规划速度和精度的影响,改进了蚁群算法的局部信息素更新方法,扩大了蚂蚁的视野域范围.实验结果表明:改进型蚁群算法能在较短时间内寻找出较优的路径,实现了机械手臂运动过程中躲避障碍物的功能,提高了全局搜索性能.     

基于改进蚁群算法的伺服机械手臂路径规划

针对基本蚁群算法在机械手臂的工作平台较小、障碍物与目标物体的尺寸相差不多时存在的局限性,提出了基于改进型蚁群算法的伺服机械手臂的路径规划.探讨了栅格划分大小对路径规划速度和精度的影响,改进了蚁群算法的局部信息素更新方法,扩大了蚂蚁的视野域范围.实验结果表明:改进型蚁群算法能在较短时间内寻找出较优的路径,实现了机械手臂运动过程中躲避障碍物的功能,提高了全局搜索性能.     

基于改进双归档进化算法的多目标动态软件项目调度

项目需求变化和开发人员流动使得软件项目管理具有动态性的特征.鉴于此,建立了包含持续时间、项目成本、调度鲁棒性和调度稳定性的多目标动态软件项目调度模型,并提出一种改进的双归档进化算法.双归档进化算法在优化多目标约束问题时可以同时平衡收敛性、多样性和可行性.但随着目标维度增加,双归档进化算法的性能会下降.本文提出的改进算法...     

压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构设计

压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限,本文采用二级杠杆放大机构,设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构,实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消除了机构的寄生位移。基于伪刚体模型和拉格朗日原理对机构进行了动力学建模,综合行程和固有频率性能优化了机构参数并进行了有限元仿真和实验验证。机构等效刚度和固有频率的理论模型和有限元仿真结果误差分别为6.4%和1.6%,验证了理论模型的有效性。实验结果进一步表明,所设计的快刀伺服机构可实现100μm的输出行程同时具有730 Hz的固有频率,验证了所设计机构用于快刀伺服加工的有效性。系统的闭环跟踪实验也验证了系统良好的跟踪性能。     

Multi-objective stability control algorithm of heavy tractor semi-trailer based on differential braking

Rollover and jack-knifing of tractor semi-trailer are serious threats for vehicle safety,and accordingly active safety technologies have been widely used to reduce or prevent the occurrence of such accidents.However,currently tractor semi-trailer stability control is generally only a single hazardous condition (rollover or jack-knifing) control,it is difficult to ensure the vehicle comprehensive stability of various dangerous conditions.The main objective of this study is to introduce a multi-objective stability control algorithm which can improve the vehicle stability of a tractor semi-trailer by using differential braking.A vehicle controller is designed to minimize the likelihood of rollover and jack-knifing.First a linear vehicle model of tractor semi-trailer is constructed.Then an optimal yaw control for tractor using differential braking is applied to minimize the yaw rate and lateral acceleration deviation of tractor,as well as the hitch articulation angle of tractor semi-trailer,so as to improve the vehicle stability.Second a braking scheme and variable structure control with sliding mode control are introduced in order to achieve the best braking effect.Last Fishhook maneuver is introduced to the active safety simulation and the active control system effect verification.The simulation results show that multi-objective stability control algorithm of semi-trailer could improve the vehicle stability significantly during the transient maneuvers.The proposed multi-objective stability control algorithm is effective to prevent the vehicle rollover and jackknifing.     

基于SURF的快速图像匹配改进算法

针对传统SURF算法在图像匹配中使用固定阈值提取的特征点不均匀、匹配正确率低以及时间复杂度高的问题,提出一种基于SURF算法的快速图像匹配改进算法。首先,通过对Hessian矩阵行列式值分布的统计分析,提出一种阈值自适应方法来提取更有效的特征点;然后采用四叉树方法对所提特征点进行均匀化以降低误匹配率,并提出一种划分深度自适应的方法对四叉树算法进行改进,防止四叉树过度划分;最后,本文首次将BEBLID二进制描述子与改进SURF算法相结合,利用基于机器学习的采样模式对特征点构建具有强描述性的二进制描述子,在提升匹配正确率的同时加快匹配速度。实验结果证明,本文所提算法在Mikolajcyzk图片数据集测试中的匹配正确率比传统SURF算法高9.7%～27.0%,算法速度比SURF提高了50%以上。对比SIFT、SURF、BRISK、ORB算法,本文所提改进算法具有更优的鲁棒性和实时性。     

基于改进粒子群算法的PID-CMAC控制器设计

小脑关节模型网络具有计算简单、学习速度快等特点,设计PID和CMAC的复合控制器既能够发挥PID控制器鲁棒性强的特点,又能够利用CMAC学习获取的知识根据输入的变化快速地做出响应,并能够提高控制系统的抗干扰能力.本文采用改进的粒子群算法对PID的控制参数进行优化,并在此基础上设计了一种新型的PID-CMAC复合控制器,通过仿真试验表明,该控制策略能够提高整个系统的控制品质.     

Multi-objective optimum design of TBR tire structure for enhancing the durability using genetic algorithm

Journal of Mechanical Science and Technology - This paper is concerned with the multi-objective optimization of the structure of TBR (Truck and bus radial) tire by making use of Genetic algorithm...     

基于改进蛙跳算法的多目标选择性拆卸序列规划方法

为提高产品再制造拆卸效率与收益,提出基于多目标改进蛙跳算法的多目标件选择性拆卸序列规划方法.首先优化拆卸信息建模方法,利用紧固件约束矩阵和结构件约束矩阵,构建产品拆卸信息模型并构造可行解;以拆卸时间最小化和拆卸收益最大化为目标,以多目标件价值为导向构建一种新的多目标选择性序列评价方法,同时构建多目标件选择性拆卸序列规划...     

快速伺服刀架迟滞特性的Preisach建模

使用压电陶瓷作驱动元部件的快速伺服刀架是一种新的加工手段。本文介绍了基于Preisach模型的快速伺服刀架迟滞特性建模方法。作为快速伺服刀架的驱动元部件,压电陶瓷微位移器自身的迟滞、蠕变等非线性特性严重影响了快速伺服刀架的动态性能。为了精确建立快速伺服刀架的迟滞模型,给出了Preisach模型的数字表达方式,通过一系列实验测得的数据证明快速伺服刀架系统具有一致特性与擦除特性,满足Preisach模型的两个必要条件,最后在实验数据的基础上建立了基于Preisach模型的迟滞特性模型。实验表明,该迟滞模型可以很好地预测快速伺服刀架的迟滞位移曲线,其预测误差不超过0.65 μm。     

改进二进制差分进化算法在配电网络重构优化中的应用

以降低配电网损耗为目标,在对差分进化算法进行二进制化改造的基础上,对其重要的控制参数进行了自适应优化改进,并将其应用到配电网重构中,通过对IEEE33节点配电网络算例的仿真计算以及与标准遗传算法(GA)和差分进化算法(DE)计算结果的比较,表明改进后的算法通过网络重构有效地降低了网损,并具有较高的计算效率和可行性。