基于传感器数据融合的倾斜角度测量方法研究

倾斜角度的测量精度直接决定了状态控制系统的工作效果。在单一传感器测量倾斜角度的研究基础上,探讨了传感器数据融合技术用于倾斜角度测量的方法。首先分析基于加速度计和陀螺仪测量倾斜角度的原理,并研究加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性;然后根据加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性选定互补滤波器作为数据融合的方法;最后选定量子粒子优化群(QPSO)算法作为互补滤波器的参数寻优方法,并对比量子粒子优化群算法和粒子群优化算法的参数寻优效果。实验结果表明,互补滤波器可以在广泛频域范围内准确测量倾斜角度值,并且量子粒子群优化算法相对于粒子群优化算法具有更好的参数寻优效果。     

基于函数型神经网络的机械参数软测量模型研究

以机械工程中无法用传感器直接测量或测量十分困难的动态参数为研究对象，采用函数型连接神经网络理论建立软测量模型，解决了两个具有因果性质被测物理量之间函数关系的计算问题，为不易直接监测的机械参数提供了一种间接测量的新方法。液压打桩锤冲击力和塔式起重机力矩实测研究证明该方法可行、可靠。     

基于混沌电路的高精度重量测量系统设计

提出一种基于参数敏感性的混沌测量电路,应用于重量测量系统.其特点是直接将重量映射为二进制代码,从而避开了放大器和A/D转换器等中间环节对重量测量精度的制约和影响,大大提高了重量测量系统的精度和分辨率.分析了混沌重量测量原理,研究了相应的混沌电路实现方法,设计了以DSP作为控制器的混沌重量测量系统.理论计算和实验数据都表明,该重量测量系统精度高,方法可行.     

大型复杂零件反求软件开发及功能实现

在大尺寸复杂零件反求设计实际应用过程中,往往需要正向设计软件能够直接处理点云数据而逆向设计软件能够直接进行参数化实体造型。针对这一实际工程需要,对点云数据获取与预处理、多视测量与数据拼接、复杂曲面特征提取与重构等理论和方法进行研究,以VC++6.0为开发工具,借助UG/OPENAPI平台开发了RETOOL反求系统;该系统可内嵌于UG NX系统,实现了正向设计软件能够直接处理点云数据的功能;以风机叶片等零件为应用实例详细阐述了RETOOL系统用户界面、点云数据获取、特征点提取和特征曲线拟合等模块开发过程。     

微波传感阵列差值测量特性的研究

传统的微波阵列成像系统采用直接测量接收天线信号的方式,其测量数据动态范围广,参数灵敏度差异大,信噪比特性较差,这些不足限制了成像质量的进一步提高.针对这一问题,提出了一种测量天线对信号差值的测量模式.文中对16天线传感阵列的差值测量模式进行了理论分析和基于有限元方法的仿真实验.分析和实验结果表明,差值测量模式可显著提高测量数据的幅度值,改善数据的信噪比特性,同时还能够均衡参数灵敏度差异,减小测量数据动态范围,降低对数据采集系统精度的要求,提高微波阵列成像系统性能.     

油水界面测量与计算

精确测量原油储罐油水界面是石油开采加工工艺过程的基本要求,油水界面测量技术在石油化工过程系统工程研究中占有十分重要的位置。首先介绍了油水界面测量技术的研究现状,分析了每一种测量技术的测量原理和技术应用,并从技术原理、测量方式和计算方法 3个方面对15种油水界面测量技术进行了对比总结;其次重点探讨了油水界面计算方法,提出按照直接读数、关键参数、矩阵数据和图像分析4个方面总结油水界面计算方法,并对其所用算法研究进展进行分析和对比;最后对油水界面测量技术下一步发展做了展望,预测了油水界面测量技术在混合模式技术原理、非接触式测量方式、高精度测量过程、多维数据计算方法和智能化信息系统建设平台等5个方面的发展方向和技术难点。     

复杂曲面的三坐标测量机采样参数选取

为了提高复杂曲面零件测量精度,研究三坐标测量机若干采样参数对复杂曲面离散数据法向偏差的影响。文章以采样间隔和测量直径两组采样参数为研究对象,先通过理论分析两组采样参数对复杂曲面测量精度的影响,然后通过实验方法研究两组采样参数对复杂曲面法向偏差的影响,最后对实验数据进行统计分析,得到复杂曲面法向偏差图。研究结果表明:采样间隔和测球直径越小,曲面法向偏差越大,越能够反映曲面实际轮廓,提高了测量精度,保证了测量结果的准确性。     

CNC齿轮测量中心上盘形凸轮测量方法研究

研究了直接在CNC齿轮测量中心上检测凸轮并评定误差的方法和理论。在凸轮工件型面上直接采集测量数据,用三次样条插值函数拟合测头中心轨迹,通过测头半径补偿和凸轮从动轮数据转换,得到凸轮升程曲线,运用最小条件法评价凸轮升程误差。此方法具有测量过程简便、测量效率高、计算精度高、应用性广等优点,适用于以CNC齿轮测量中心为检测设备的自动加工系统。     

赖氨酸发酵过程关键参数的模糊神经网络逆软测量研究

针对微生物发酵关键生物量参数(基质浓度、菌丝浓度和产物浓度)难以直接测量的问题,以赖氨酸发酵过程为研究对象,采用基于"虚拟子系统"的模糊神经网络逆系统软测量方法对关键生物量参数进行在线估计.假定在发酵过程内部存在一个以不可直接测量参数为输入,直接可测参数为输出的"虚拟子系统",并建立 "虚拟子系统" 的数学模型.再构造"虚拟子系统"的模糊神经网络逆系统,将逆系统串接在"虚拟子系统"后构成复合伪线性系统,得到动态软测量模型,实现不可直接测量参数的在线估计.实验结果表明:该方法能很好地实时估算赖氨酸发酵过程关键参数,为进行赖氨酸发酵过程补料优化控制打下良好的基础.     

由测量数据点直接生成刀位轨迹的方法研究

随着激光测量、三坐标测量技术的发展,对测得的数据点直接进行刀位规划和加工,在计算速度、加工可靠性以及加工效率方面比传统加工方式有了较大的提高。本文对基于测量数据的刀位轨迹生成技术的研究状况进行了概括和总结,阐述了直接由点云数据生成刀位轨迹的关键技术,并指出了各种方法的优缺点。     

分件供送变螺距螺杆的建模与仿真

给出了四段组合式变螺距螺旋线的数学模型,提出了一种绘制变螺距螺杆螺旋槽的解析作图法,并通过Mat-lab开发了绘制螺旋槽的图形用户界面,利用Pro/E的扫描混合功能,构造了变螺距螺杆的三维实体模型,并通过AD-AMS进行了运动仿真分析,证明了设计的变螺距螺杆与供送件不会发生干涉,运行平稳,仿真结果与理论数据相吻合,验证了模型建立的正确性。为今后变螺距螺杆的设计提供了理论依据。     

基于支持向量机和顺序前项选择算法的PNN风电机组液压变桨的故障诊断

针对液压变桨距系统的强耦合、非线性,以及液压变桨距故障发生原因复杂、故障单一造成的定位问题,该文提出基于支持向量机和顺序前项选择算法的概率神经网络诊断方法。首先,选取SCADA数据的特征值为输入,桨距角为输出,利用支持向量机进行模型的回归,得出桨距角输出的预测值;接着,将测量值与预测值带入顺序前项选择算法,挖掘和发现特征与故障之间的关系,评估各特征之间的重要性,并选出最好的一组特征集合;最后,建立变桨距概率诊断模型,将所选的数据送到故障诊断模型进行训练,再用所选数据进行测试,定位出变桨距系统的故障原因。实验分析表明:基于支持向量机和顺序前项选择算法的概率神经网络液压变桨距故障诊断方法可以有效地分辨出不同故障,并且诊断的精确度得到了提高。     

产品级参数化建模技术研究

针对目前产品级参数化存在的主变量太多、无法重用参数化零件库的不足,提出了采用零件编码封装零件主变量作为唯一描述零件的实例,并运用自下而上的建模方法,在零件库基础上,构建产品模型.进而对产品模型进行编码,封装产品级主变量,并以链式数据结构传递变量值,驱动产品模型,实现产品级三维参数化建模.最后以模架为应用对象,验证了上述的有效性和实用性.     

基于超市商务智能的数据挖掘应用模型设计

数据挖掘是商务智能中经常使用的一项重要技术，为在超市商务智能中使用数据挖掘技术，首先应从数据挖掘对象分析入手，然后确定数据挖掘目标变量，再根据决策类型选择数据挖掘技术、选择挖掘数据、验证挖掘模型，最后完成数据挖掘应用模型的设计。     

基于曲面拟合调速型液力偶合器力矩特性数学模型的研究

建立调速型液力偶合器力矩特性数学模型是分析和计算机械系统动态响应的关键。提出了建立调速型液力偶合器力矩特性数学模型的原理并构建了包括工作机构在内的整个系统的原理图。根据已知的力矩特性曲线，分析了利用双三次曲面拟合来创建传动系统所有工况点数据的原理和方法。利用Matlab软件构造了YOTGC调速型液力偶合器力矩系数的三维数据面，拟合结果与原数据相一致。该方法有效地解决了根据有限数据或曲线求解相同范围内的所有工况点数据的难题。     

发动机叶片电解加工变间隙阴极修正法

为了提高叶片电解加工的精度,提出变间隙阴极修正方法,建立该方法数学模型,分析加工间隙与阴极修正量的对应关系,通过在型面误差中代入间隙补偿量来修正阴极。提出阴极沿型线修正量的计算公式和插值逼近的试验方法。结合自行研制的新型叶片电解加工机床,进行了叶片电解加工阴极修正的试验,通过变间隙修正方法修改阴极。试验过程中阴极经过3次计算机修正,可使叶片电解加工精度提高到0.05 mm,表明该阴极修正方法合理有效,数学模型与试验情况吻合。     

质量相关的回转窑故障诊断

针对水泥烧制过程工艺复杂,各变量数据之间存在强耦合关系的特点,提出了偏最小二乘(partial least squares,PLS)算法结合贡献图分析的方法,应用到回转窑系统中进行故障诊断。该文选取质量变量,建立过程变量和质量变量之间的回归关系,构建PLS模型实现通过过程变量数据对质量变量数据的预测。设置一定置信度的控制限,对超过控制限的故障进行报警。通过相对贡献图方法找出对故障贡献最大的变量,分析故障原因。仿真结果表明,该方法可以及时检测到影响水泥品质的故障并确定故障原因。     

高强钢变模量随动强化本构模型匹配与解耦标定策略研究

高强钢通过微观组织调控获得高强度,但不同牌号高强钢微观的不均匀变形和微观诱导塑性机理不同,使得高强钢卸载及反向加载行为更加复杂,并且牌号间差异增大,为此给出模型自适应匹配及参数解耦匹配的系统化策略,实现了高强钢回弹精确预测。首先建立幂函数和指数函数混合硬化模型,基于混合模型给出自由弯曲加载的弯矩平衡方程和曲率约束方程,基于变模量模型构建截面弹性弯矩的积分方程,基于加载和卸载解析模型建立逆向识别卸载参数的子优化模型。确定变模量线性随动强化、变模量非线性随动强化模型和含边界面的变模量随动强化模型的匹配策略。基于自由弯曲、单向拉伸和拉压试验数据,确定相应本构的子优化模型参数的优化次序,最终形成本构匹配及其参数解耦标定的系统化策略,并基于Fortran语言开发标定程序库。建立U形弯曲件和弧形弯曲件预测模型,分别对DP980和DH980两种高强钢不同应变水平下的识别结果及回弹预测结果进行对比分析,验证了解耦标定策略不仅提高了不同牌号数据的相关度,而且大幅度提升了同一牌号下的模型精度和稳定性,为基于数据的材料性能统一自辨识方法研究奠定了基础。     

基于多系统联合仿真的变负荷工况下往复压缩机动态特性研究

针对往复压缩机在气量调节工况下因多系统耦合、多参数关联导致工作模型复杂,对压缩机动态特性分析难度大的问题,本文提出了针对气量调节系统与压缩机的多系统联合仿真的建模方法,首先建立独立的调节系统各模块工作模型,利用不同模型对接端口完成子系统模型之间的数据交互,融合压缩机工作模型构建了变负荷工况下往复压缩机工作特性分析模型,...     

变幅载荷下填充型天然橡胶疲劳试验与预测方法研究

以填充天然橡胶哑铃型圆柱试件为研究对象,进行不同应变比R与变幅载荷下的单轴疲劳试验,并分析变幅载荷对疲劳寿命的影响。以应变幅值为损伤参量,建立基于应变比R=0的等效应变幅值统一疲劳寿命预测模型,利用该模型预测所有应变比工况下的疲劳寿命,其预测值与实测寿命的偏差在2倍分散因子以内;对不同应变比R、载荷水平、加载顺序与停顿时间等变幅载荷下的疲劳寿命进行单轴疲劳试验,基于Miner线性损伤法则预测变幅载荷下的疲劳寿命,和实测寿命相比其偏差都落在2倍分散因子以内;对哑铃型试件进行随机载荷疲劳试验,通过雨流统计和不同应变比R下的统一疲劳寿命预测模型计算其总寿命,预测结果和实测结果最大误差在34%以内。验证了Miner线性损伤法则在填充型天然橡胶疲劳寿命预测中的普适性,所建立的不同应变比R下的等效应变幅值统一疲劳寿命预测模型可用于橡胶隔振器的前期耐久评估。