基于多值测试的诊断策略优化生成

研究了多值输出测试条件下的诊断策略优化生成问题,把该问题形式化为一个最优多值与或决策树的搜索问题,然后将已有的基于二值测试的优化算法(信息增量启发式算法)同多值逻辑相结合,提出了包括多值输出测试和非对称测试的故障诊断策略优化生成算法,最后应用测试案例验证了该算法的有效性.结果表明,本方法对二值或多值测试以及非对称测试均适用,可以获得诊断精度和测试费用的理想权衡.     

大型复杂系统测试序列优化

为解决现有优化方法测试时间长、不能快速生成决策树等问题,提出Limited Bottom-Up方法.在决策树根节点对影响较大的首步测试进行优化选择,同时将复杂系统的大规模问题转化为规模较小的子集;对故障子集采用自下而上的方法牛成测试序列.试验结果表明,该方法有效降低了计算复杂度,缩短了测试时间,为大型复杂系统的可测性设计与分析提供了一种高效算法.     

双层过道布置问题的混合整数规划模型及启发式求解方法

针对布局活动中为节约用地成本设施被迫布置在多层空间的情况,提出双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数规划模型。该模型考虑了设施在两层空间的布置优化,且不同层设施之间存在物流交互,交互通道为放置在过道最左边的货梯。针对该问题,提出一种基于C2Opt邻域搜索的启发式算法,同时引入inversion程序产生扰动,采用倒置的方式重新排列当前设施序列,以避免算法陷入局部最优,并设置了最优设施序列的记忆功能,以保留邻域搜索过程中的精英解。基于建立的混合整数规划模型,运用Lingo软件对28个测试问题(9~49个设施)进行了精确求解,进而应用所提启发式算法对所选测试算例进行测试,并与3种启发式算法的求解结果进行对比,结果表明所提启发式方法在求解质量和计算时间上均有良好表现。     

基于Petri网和模拟退火遗传算法的并行测试研究

针对自动测试系统中并行测试任务调度复杂、难以优化的问题，提出了一种Petri网技术和模拟退火遗传算法相结合的任务调度优化算法。首先为并行测试系统建立时间Petri网模型，然后将激发的变迁序列集作为并行测试任务调度路径。为了得到最优路径，引入模拟退火遗传（GASA）算法进行搜索。在搜索过程中，将能激发的变迁序列作为染色体，进行选择、交叉和变异。为了防止算法出现收敛过早，陷入局部最优解的现象，还要对个体进行模拟退火操作，最后得到测试完成时间最短的任务调度序列。     

基于并行模拟退火算法求解时间依赖型车辆路径问题

为提高传统串行模拟退火算法求解时间依赖型车辆路径问题的效率,提出一种并行模拟退火算法。该算法首先使用前向插入启发式算法生成初始解,在主从式并行模拟退火算法框架下使用4种邻域搜索法对初始解进行优化。采用Figliozzi测试数据库(包含56个测试问题,顾客数均设定为100)对算法性能进行测试,结果表明在不同时间依赖型行驶函数情形下,当使用6个线程时,并行模拟退火算法相对于传统串行模拟退火算法可以得到近似于5倍的加速比,且均能在较快时间内得到比Figliozzi算法更优的解。因此,并行模拟退火算法能有效地求解时间依赖型车辆路径问题,并且可以灵活地扩展解决其他车辆路径问题和组合优化问题。     

基于模块软件系统的测试资源分配研究

基于串-并联模块软件系统,研究了单元测试中测试资源分配问题。同时考虑系统可靠性和软件费用,提出一种带约束的多目标优化模型,针对标准粒子群算法收敛速度慢、容易陷入局部极小等缺点,给出了一种杂交粒子群算法。该算法利用迭代局部搜索算法的邻域搜索及其扰动机制进行详细局部搜索并跳出局部最优解,采用“回飞机制”处理约束条件,求解近似最优解。最后通过实例与遗传算法比较,结果表明该方法能有效地分配测试资源,在提高软件测试质量的同时降低软件费用。     

一种基于知识的测试系统开发环境的研究

阐述了一种根据测试目标的需求,利用基于知识的方法,建立测试算法和测试仪器知识库,通过对知识的推理和搜索,自动生成测试系统的硬件平台、测试方案及测试软件.该方法为提高测试系统的组建效率,建立面向测试对象和测试需求的自动测试系统平台提供了一种有效的途径.     

分层顺序测试优化方法研究

针对复杂层次系统的故障隔离问题.提出了一种分层顺序测试优化方法.首先基于层次系统故障与测试之间的关联关系,以及故障与不同层级可更换单元的隶属关系,结合故障的先验概率与可用测试成本,构造了层次系统故障隔离问题的数学描述模型;然后以信息增益为启发策略,提出了一种准多步前向搜索算法,实现了不同隔离级的测试顺序优化.经某型卫星电源系统试验验证结果表明,该方可显著提高层次系统的故障隔离效率.     

多工步板料成形问题的多步反向模拟法

提出一种新的多步反向模拟法,该方法建立在虚功原理的基础上,为提高计算精度,采用弹塑性材料模型。提出一种适用于多步反向模拟法的本构关系,可以充分考虑弹 / 塑性变形状态、加载 / 卸载状况。提出一种“双截面线法”来快速获取中间构型,可以充分考虑塑性变形对构型的影响。提出一种快速接触搜索算法来实现中间构型各个节点在约束滑移面上的移动,采用全局搜索和局部搜索策略相结合的方法,加快搜索速度。理论成果已经在自主开发的板料成形反向模拟软件InverStamp/Multi-step模块中实现。在盒形件多步拉深实例中,坯料轮廓、等效应变分布等计算结果与基于ls-dyna的增量法模拟软件Dynaform计算的结果十分吻合,验证了多步反向模拟法相比于一步反向模拟法的优势。     

基于最大故障特征信息量准则的故障搜索策略

针对利用故障树搜索故障时路径不惟一的问题,研究利用诊断树进行故障搜索的策略。利用信息论中自信息和熵的概念,给出了故障特征信息量的定义,介绍了故障特征信息量的计算方法。制定系统的故障搜索策略时,首先选择故障特征信息量最大的特征进行测试。根据对故障特征的测试顺序建立诊断树,然后按照诊断树搜索系统故障。利用这种方法,可以根据前一个故障特征的状态来决定下一步测试或检查的内容,使故障搜索策略具有自适应特性,实现系统故障的动态和快速搜索。     

LOOK-AHEAD ALGORITHM FOR VELOCITY CONTROL BASED ON PARAMETERIZED CURVE INTERPOLATOR

To avoid suffering gouge and transient overshooting in high speed cutting machining, a novel parametefized curve interpolator model with velocity look-ahead algorithm is proposed. Based on a prearrangement step interpolation algorithm for parameterized curves and considering high curvature points, parameterized curve tool path is divided into acceleration segments and deceleration segments by look-ahead algorithm. Under condition of characteristics of acceleration and deceleration stored in control system, deceleration before high curvature points and acceleration after high curvature points are realized in real-time in high speed cutting machining. Based on new parameterized curve interpolator model with velocity look-ahead algorithm, a real cubic spline is machined simulativly. The simulation results show that velocity look-ahead algorithm improves velocity changing more smoothly.     

参数曲线柔性加减速前瞻控制算法

针对参数曲线插补的特点,使用S形加减速和三角函数加减速相结合的柔性加减速方法对参数曲线的插补路径进行前瞻控制。在规划前瞻速度过程中,首先根据加工曲线的曲率变化自适应地将前瞻距离分为曲率上升段和曲率下降段。在对前瞻路径进行S形加减速规划时,遇到路径上曲率频繁变化段,为了减小计算量,采用三角函数加减速的方法对速度进行重新规划。这样,在满足机床加减速要求的同时降低了系统计算负荷。仿真结果和实例表明,该算法能够适应复杂曲线的变化,满足高速高精度插补的要求。     

小线段高速加工的速度模型研究和实现

针对数控插补中离散化进给速度控制的特点，导出了在直线加减速情况下的小线段长度和轨迹形状误差对进给速度的约束条件；完善了小线段高速加工速度衔接数学模型，形成了能实际应用的工程化方法，该方法以给定的最大预处理段数为条件，根据小线段路径的具体形状和长短、速度变化的平滑性和位置误差精度的要求，求解出离散化的进给速度值。同时提出了在指令进给速度实时变化的情况下进给速度的求解方法。仿真结果表明，此数学模型及离散速度的求解方法能实现进给速度的高速衔接，从而大大提高加工效率。     

三次均匀B样条曲线高速实时插补研究

为满足复杂曲线高速和高精度的加工要求,研究了具有轨迹预读功能的三次均匀B样条曲线速度规划和插补算法.提出了"重叠拼接法",实现了相邻两条B样条曲线段的光滑连接;推导了插补钳制速度的计算公式,保证了加工精度,满足了系统的动态响应能力.在引入"规划单元"概念的基础上,将速度规划和插补设计成B样条曲线插值、规划单元划分、速度规划、规划单元插补四个并行计算的线程,解决了三次均匀B样条曲线高速加工的插补实时性问题.最后,在GT100数控系统中验证了算法的有效性.     

参数曲线的自适应实时前瞻插补算法

为实现数控加工中进给速度的平滑过渡,减少速度急剧变化时对机床的冲击,提出了一种参数曲线的实时前瞻插补算法。该算法根据加工弓高误差要求自适应地调整进给速度,同时找出速度敏感点。通过把前瞻距离分成两部分的方法,分析速度敏感点,找出最佳的加减速控制点,避免相邻速度敏感点间加减速过程的互相干涉,提早进行加减速控制,防止速度的急剧变化,从而在满足加工精度的同时也满足了机床的加减速性能。通过RT-Linux软数控下的实例,表明该算法能够适应曲线的各种变化,验证了其可行性。     

A universal velocity profile generation approach for high-speed machining of small line segments with look-ahead

Usually a complex contour-machining program generated by CAD/CAM systems composes a lot of small line segments. The intelligence of look-ahead is key to meeting the demand of high speed and high accuracy in the machining of these line segments. By now most researchers just utilize the simplest trapezoidal velocity profiles to deal with the look-ahead problem. Also the number of look-ahead line segments in most commercially available CNC systems is fixed, which cannot make full use of CNC processors. Therefore, a universal velocity profiles generation approach and corresponding optimal look-ahead algorithm based on dynamic back tracking along a doubly linked list are proposed in this paper. Two novel strategies, one for reducing feed rates fluctuation and the other for reducing move errors that come from digital integration and accumulated computation, are also presented. By using the proposed look-ahead techniques, arbitrary velocity profiles having the desired acceleration and deceleration characteristics for the movement of a lot of small line segments can be generated efficiently. Thus, the machining productivity can be dramatically increased without sacrifice of accuracy. The results of simulations and experiments showed the proposed approach was feasible and effective.     

Generation of velocity profiles with speed limit of each axis for high-speed machining using look-ahead buffer

An efficient look-ahead algorithm to generate velocity profiles is presented in this paper. Algorithm allows for a nonzero starting point velocity and end point velocity of every line segment to increase machining productivity. The paper considers the intelligence of look-ahead to achieve faster machining speed, along with required accuracy. Speed limitation of a specific axis and the direction change of an axis are newly added to the constraints of the velocity profile problem. This paper solves graphically the problem of generating velocity profiles and derives the equations for representing the velocity profile. A method to manage the look-ahead buffer is also proposed. To generate velocity profiles using the look-ahead buffer, three phases are proposed. Phase 1 determines the velocity conditions such as the maximum velocity, starting point velocity and end point velocity. In phase 2, velocity profiles are generated independently. Phase 3 handles the change of the start or end point velocity. This phase 3 is repeated until all adjacent point velocities are the same. The proposed method was utilized in the manufacturing field to engrave aluminum tire molds. It was demonstrated that this method contributes to an increase of the machining accuracy and a reduction of the production time.     

A look-ahead and adaptive speed control algorithm for high-speed CNC equipment

A novel look-ahead and adaptive speed control algorithm is proposed. The algorithm improves the efficiency of rapid linking of feedrate for high-speed machining and avoids impact caused by acceleration gust. Firstly, discrete S-curve speed control algorithm is presented according to the principle of S-curve acceleration and deceleration. Secondly, constraints of linked feedrates are derived from several limits, including the axis feedrate and feed acceleration limits, the circular arc radius error limit, and the machining segment length limit. With these constraints, the optimal linked feedrate is sought to achieve the maximum feedrate by using look-ahead method. Since the actual ending velocity of machining segment equals to the corresponding optimal linked feedrate, speed control of each segment can be executed. Finally, the proposed algorithm is implemented in a pipe cutting CNC system, and experimental results show that the proposed algorithm achieves a high-speed and smooth linking feedrate and improvements in productivity and stationarity.     

视觉导航智能车辆横向运动的自适应预瞄控制

车道保持系统中车辆横向运动控制应模拟驾驶员的横向操纵行为,驾驶员根据前方道路曲率及车辆速度适时调节预瞄距离,以获得理想的路径跟踪性能。首先,以车辆二自由度动力学模型及车辆道路几何位置关系为基础,建立车-路横向动力学模型。其次,基于单点预瞄最优曲率模型设计侧向加速度PD跟踪控制器,联立车-路横向动力学模型构建横向控制闭环系统,分析预瞄距离、车速、道路曲率的变化对系统响应的影响。最后,设计模糊控制器对预瞄距离进行模糊选择以提高车辆横向控制精度和减小侧向加速度,采用遗传算法对模糊规则进行优化以使横向控制系统性能达到最优。试验表明,相对固定预瞄控制方法,自适应预瞄减小了车辆侧向加速度,且道路跟踪的方向偏差和距离偏差均得到减小。