面向订单设计型企业的制造执行系统的研究

制造执行系统是面向车间的管理信息系统,它填补了上层计划管理系统和底层的工业控制之间的信息"鸿沟".在面向订单设计型企业中实施制造执行系统,可以加强企业迅速响应客户需求的能力.分析了面向订单设计型企业的特点,在此基础上归纳了面向订单设计型企业对制造执行系统的要求.提出了一种适合面向订单设计型企业的制造执行系统功能模型.利用UML技术,抽象出制造过程的基本类,为以面向过程的思想开发制造执行系统提供参考.     

智能制造系统AGV小车及缓冲区容量仿真优化

具有MHS(material handling system)的智能制造系统AGV(automated guided vehicle)小车及缓冲区最大容量配置优化,属于典型的非线性整数规划问题。由于约束无法用封闭形式表达,因此较难获得问题的精确解。为此,本文提出了仿真优化的方法以获得问题的近似解。首先,对AGV小车及缓冲区最大容量配置优化问题进行了描述;其次,基于Em plant平台建立了具有MHS的智能制造系统仿真模型;然后,基于不同的优化目标,提出了3种仿真优化方法;最后,通过仿真试验对上述3种方法进行了分析与比较。分析表明,本文提出的方法及优化结果,可为企业配置AGV小车及缓冲区最大容量提供决策支持。     

基于路段时间窗考虑备选路径的AGV路径规划

针对自动化集装箱码头基于卸箱任务的自动导引车（automated guided vehicle,AGV）路径规划问题,结合最优路径数学模型、路径搜索方法和时间窗,提出了一种基于路段时间窗的AGV路径规划方法。首先,在给AGV下派任务的基础上,用最优路径数学模型为AGV规划出最短路径;其次,用路径搜索方法搜索AGV的备选路径,在路径长度相同的情况下,按照路径中转折次数确定备选路径优先级,转折次数少的备选路径优先级高;最后,在各AGV最短路径下,设置各个路段的时间窗,时间窗无重叠则表明AGV无冲突,对于时间窗重叠的路段,采用在原路径上插入时间窗或者在备选路径上插入时间窗的方法,再进行时间窗重叠测试,若还存在重叠的,则继续调整至最终实现多AGV的无冲突路径规划。为了验证方法的有效性,以8台AGV分区同时工作为例,用实例证明所提出的路径规划方法的避碰效果。结果显示该方法能为多台同时工作的AGV规划出一条无冲突优化路径,并且用时较短;在试验中发现选择在备选路径上插入时间窗的方法效果更好。研究表明所提方法能有效实现AGV的避碰,提高AGV利用率和自动化集装箱码头的运作效率。     

RTD振荡特性的模拟与研究

为解决共振隧穿二极管(RTD)振荡功率的提高受到稳定性限制的问题,利用高级设计系统(ADS)电路仿真,研究了RTD分别与RLC(电阻、电容、电感)、HEMT(高电子迁移率晶体管)及HBT(异质结双极晶体管)构成的大信号振荡电路,分析了其负阻、双稳特性产生振荡的机理,探索了RTD的连接器件对RTD特性的调制作用.研究表明,振荡电压(或电流)的峰值与谷值之差越大,输出电压(或电流)的振荡幅度就越大,且比单纯增大RTD结面积来增大输出功率的做法有更好的稳定性,据此有望解决功率受限的问题;RTD连接的器件对R TD特性的调制作用与连接方式有关,通过改变连接方式可以扩大RTD在射频收发系统中的应用.     

基于仿真的半导体自动物料搬运系统调度优化

利用Arena仿真软件对半导体制造中的Intrabay系统进行了仿真建模,根据关键因子和等待比例两个变量将系统状态分为三种情况,利用遗传算法与仿真模型结合来确定两个变量的阈值和三种系统状态下各自采用的调度规则,实现系统的动态调度。仿真实验表明,所确定的调度规则比使用静态调度最长等待时间规则获得了更好的性能指标。     

高精度预测SOC的混合电动车电池管理系统的研究

研制了新型的电动汽车蓄电池组管理系统,该系统在提高采集监测电流、电压、温度等信号精度的基础上,采用了放电率、温度、自放电及容量老化等补偿的安时积分模型的估计,并考虑了自调整,从而可以以较高的精度预测电动汽车的电池荷电状态(SOC).     

具有非同等并行AGV柔性流水车间的排队网建模与分析

针对具有多台自动导向小车的物料运输系统,需重点考虑其可跨多层且路径随机的特性。首先,根据自动小车可能的驻留点、运输路径和任务类型分解出多种不同的场景,计算其发生的概率;其次,采用两矩法描述节点的服务时间和分布类型,提出混合排队网模型分析系统的各项性能指标,并通过迭代算法进行近似求解;最后,设计集有效性和准确性验证为一体的三维仿真实验平台,将不同方法的求解结果进行对比分析,其结论可为该类物流系统的设计人员提供关于资源配置和路径规划等方面的优化建议。

     

电动汽车牵引无限变速器的传动特性研究

设计了用于电动汽车传动系统的牵引无限变速器(TIVT).在分析其基本结构和工作原理的基础上,系统地分析了其核心部件的运动学和动力学特性,建立了传动比、滑动率、传递转矩和传动效率的数学模型,进而利用仿真软件ADMAS对其主要传动特性进行了分析研究和数值计算.结果表明,当输入转速不变时,输出转速随操纵环摆动角的变化而变化;当动力传动部件之间纯滚动或滑动率较小时,牵引无限变速器的传动效率较高,合理的设计可使传动效率达到99%.以某型号纯电动汽车为计算实例,其它条件完全相同时,匹配TIVT的电动汽车续驶里程较原车增加8.8km.     

无人机被动音频探测和识别技术研究

为解决近场空域低、慢、小旋翼无人机的安全威胁,提出基于音频信号分析的无人机探测识别方法。该方法采用改进流程和参数的梅尔频率倒谱系数(Mel-Frequency Cepstral Coeffi-cients,MFCC)和其一阶差分作为无人机音频的特征参数,结合提出的多距离分段采集法,通过训练高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM),建立多特征的无人机音频\"指纹库\",最后用特征匹配算法实现无人机的探测和识别。实验结果表明,所提出的方法在典型郊区环境中可实现150 m距离内无人机的探测和识别,识别率达到84.4%。     

车联网情境下提升新手驾驶员信心的交互策略研究

目的在车联网中,人作为控制和平衡人—车—环境的核心,同时也是整体系统的不安全因素之一。本文旨在深入探索新手驾驶员的驾驶特征,挖掘痛点和需求,有针对性地提出交互策略,帮助新手驾驶员改善交互体验,提升驾驶信心。方法通过心理学定量研究的方法收集相关数据,结合定性分析得出人车交互特质,绘制用户旅程,并提出符合驾驶特征的交互策略。结论结合心理学、用户研究的人车交互策略,对于新手驾驶员的实际训练具有一定的指导作用,对于车联网下的道路安全具有重大意义。     

Impact of scaling on the DC/RF thermal behavior of SiGe HBTs for high-frequency applications

The temperature influence on both DC and RF performance of advanced silicon–germanium heterojunction bipolar transistors is analyzed in the temperature range from 300 to 380 K over different technological nodes. Accurate results are obtained by simulating increasingly scaled transistors through a deterministic solver of the Boltzmann Transport Equation based on the spherical harmonics expansion of the distribution function. In particular, the impact of scaling on the key performance metrics is quantified by determining the DC current gain and cut-off frequency, as well as estimating the junction temperature rise at the current corresponding to the maximum cut-off frequency. It is shown that in scaled devices the electrical behavior is less temperature sensitive, which is desirable for high-speed and high-density integrated circuit applications. Furthermore, it is found that the power reduction due to lateral scaling might weaken self-heating effects, which should be in principle exacerbated by the higher current densities and thermal resistances.     

求解带AGV柔性作业车间调度问题的改进灰狼算法

针对带AGV的柔性作业车间调度问题,以最小化完工时间为目标,考虑AGV在装载站、机器、卸载站之间的有效负载时间和空载时间,构建了数学规划模型。其次,提出一种有效的灰狼算法进行求解,基于该问题特征,设计机器选择、工序排序和AGV搬运的3段编码,有效地保证每个个体均可产生可行解;灰狼算法中改进了关键参数a和E设定方式,有效平衡了算法的勘探能力和局部搜索能力;为进一步提升算法跳出局部最优解的能力,该算法融合了领域搜索等方法。最后,案例测试结果表明,改进灰狼算法在求解带AGV柔性作业车间调度问题中具有优越的性能。     

虚拟MEMS加工工艺建模、实现与系统验证

利用虚拟现实技术对MEMS加工工艺进行仿真,并将其引入设计环节,最终可以解决MEMS生产中设计与加工脱节的问题。MEMS加工工艺的核心是工艺模型。首先,在深入分析单步MEMS加工工艺的基础上给出了规则描述的工艺模型,其次,利用专家系统技术实现了系统。进一步用一种全新的器件微流量泵的工艺设计和虚拟加工过程验证了系统的可扩充性。     

自动驾驶汽车车外人机交互界面设计研究

目的通过自动驾驶汽车车外人机交互界面设计研究与实践,为自动驾驶汽车车外人机交互界面设计提供指导。方法从文献研究出发,以汽车车外人机交互界面设计案例分析入手,分析了驭势科技\"城市移动空间\"、百度—红旗L4级自动驾驶乘用车、Semcon微笑概念汽车和梅赛德斯奔驰F015概念车的车外人机交互界面设计,并从中总结了汽车车外人机交互界面设计要素,包括位置、技术、文本、图形、色彩、拟人等关键要素,并通过车外人机交互界面设计实践与评估、语料分析等方法,总结了汽车车外人机交互界面的设计要点。结论自动驾驶汽车车外人机交互界面设计要点,即简单明确性、熟悉性、一致性和互动舒适性,对于设计实践具有重要指导意义,本研究与实践能够为行人提供可用的汽车车外人机交互界面。     

基于自适应神经模糊的磁流变阻尼器非参数化建模

磁流变阻尼器具有很强的非线性特性,准确描述磁流变阻尼器输入、输出之间的非线性关系,对提高磁流变减振系统的控制精度,保持控制系统稳定性,具有重要意义。针对经典参数化建模存在的大量参数辨识和计算复杂问题,采用自适应神经模糊系统理论,根据磁流变阻尼器实验模型,建立了磁流变阻尼器非参数化模型。它包括两个自适应神经模糊子系统,分别对特定电压下,磁流变阻尼器输入、输出关系以及电压变化导致的阻尼力输出等级进行描述。研究表明：基于自适应神经模糊理论的磁流变阻尼器非参数化模型,能以很高的精度逼近磁流变阻尼器实验模型,真实反映磁流变阻尼器的非线性特性。由于非参数化模型的计算工作量大大减少,有利于实现磁流变减振系统的精确与快速控制。     

应用蜜蜂繁殖进化型粒子群算法求解车辆路径问题

为了提高粒子群算法求解车辆路径问题时收敛速度和全局搜索能力,将蜜蜂繁殖进化机制与粒子群算法相结合,应用到CVRP问题的求解。该算法中,最优的个体作为蜂王与通过选择机制选择的雄蜂以随机概率进行交叉,增强了最优个体信息的应用能力;同时,随机产生一部分雄蜂种群,并将其与蜂王交叉增加了算法的多样性。实例分析表明该算法具有较好的全局搜索能力,验证了该算法的可行性。