基于AiNet的仿真优化加速/求解器研究

提出一种基于神经网络的仿真优化加速／求解器模块，该模块作为笔者开发的仿真优化系统(SimOpt)的一个有机组成部分，以一种新的基概率神经网络(AiNet)作为核心引擎，通过训练和学习过程替代仿真模型进行结果评估，从而大大提高了仿真优化的速度。     

基于RBF神经网络的复杂曲面反求数据修补

复杂曲面反求过程中,原始数据的缺损直接影响3D网格模型逼近目标曲面的精度.介绍了基于RBF神经网络开发的复杂曲面反求数据自动修补系统,应用以Matlab为平台开发的仿真模块对数据修补过程进行了仿真.结合曲面反求设计实例对基于RBF神经网络的数据修补系统进行了实验验证和分析,获得良好的效果.     

基于RBF神经网络的复杂曲面反求数据修补

复杂曲面反求过程中,原始数据的缺损直接影响3D网格模型逼近目标曲面的精度。介绍了基于RBF神经网络开发的复杂曲面反求数据自动修补系统,应用以Matlab为平台开发的仿真模块对数据修补过程进行了仿真。结合曲面反求设计实例对基于RBF神经网络的数据修补系统进行了实验验证和分析,获得良好的效果。     

双足机器人基于ADAMS与Matlab的联合仿真

为提高双足机器人设计的效率与可靠性,建立基于虚拟样机技术的仿真系统.在ADAMS中建立双足机器人的机械动力学模型,利用Matlab中的Simulink工具箱建立控制系统,通过ADAMS与Matlab的接口ADAMS/Controls模块,实现双足机器人基于ADAMS与Matlab的联合步行仿真.虚拟样机联合仿真方法面向多领域,可避免复杂的人工建模和求解过程,仿真逼真且接近实际系统,为双足机器人物理样机的研制提供依据.     

一种新型LED显示屏阵列式插件机同步送料机构运动仿真与参数优化

采用了UG Motion的辅助运动仿真分析方法,在仿真系统运动过程的基础上,详尽分析了该模块内部的运动约束关系,提出了系统运动优化目标,进而求解了系统时序最优安排,并根据求解结果,对驱动凸轮部件进行了动力学相关参数优化,为系统在设定工况下能按较佳的运动和动力特性工作提供了保证.     

基于信息优化的加工过程神经网络控制

为了提高加工过程生产率和保证加工精度,以加工过程的恒切削力控制作为研究对象,将信息论原理和神经网络智能控制理论应用于加工过程控制,以信息熵作为加工过程智能控制系统的性能测度能统一各级性能指标,将神经网络作为加工过程控制输入和系统输出的信息传输通道,确定了神经网络基于信息优化的目标函数,推导出了信息优化的三层BP神经网络学习算法,提出了恒力切削过程中基于信息优化的神经网络控制系统框架.通过加工过程的仿真实例证明,与传统自适应神经网络控制方法相比,基于信息优化的神经网络控制方法收敛精确,速度快,振荡小,系统超调量小,具有较好的综合性能.研究结果为信息理论应用于加工过程控制提供了有效途径.     

基于神经网络的直接优化控制

提出一种直接优化求解控制量的轨迹跟踪控制策略，无须知道系统的先验知识，基于神经网络在线实时辨识，反复迭代求解已知跟踪轨迹的一步最优控制量。几组非线性系统的仿真表明该算法具有简捷快速，适应面宽的特点。     

复杂系统可靠性冗余优化的量子粒子群算法研究

由于复杂系统可靠性函数常常具有非线性的特点,因此如何确定复杂系统各单元冗余数,设计既满足可靠度要求、又使系统成本最小是冗余优化问题中的难点.针对复杂系统的特点,提出了基于量子粒子群算法的求解方法.根据数学模型,详细探讨了量子粒子群算法在系统的可靠性优化计算中应用的可行性,并给出了基于粒子群算法的可靠性的求解策略,同时对桥式系统的可靠性优化设计问题进行分析计算.仿真表明,该算法具有较强的局部搜索能力,与其他方法相比,该算法有较高的搜索效率,能够找到更优的解.最后验证了该算法在复杂系统可靠性优化中的可行性和有效性.     

液压系统通用仿真中优化模块的研究与应用

阐述了液压系统仿真优化技术的特点和优化算法的选择.通过分析基于参数误差积分和遗传算法的液压系统参数优化在液压系统仿真软件ZJUSIM中的应用,详细阐述了该优化模块的原理和开发流程,并对实例进行了仿真优化.通过将优化后的仿真曲线与实验曲线和目标曲线进行比较,验证了该优化模块能快速有效地找到系统元件的优化参数,缩短系统设计仿真的周期.     

基于递阶遗传算法优化神经网络的研究

基于递阶结构的遗传算法可以同时对神经网络进行拓扑结构优化和权重的求解,具有较高的学习效率。针对HGA在优化神经网络过程中的一些参数,如适应度函数、交叉概率和变异概率等做了一些研究,并且比较HGA与一般遗传算法、BP算法的区别,把HGA和BP2种算法结合起来优化神经网络,最后给出仿真实例。     

基于VB的喷气织机主喷嘴结构尺寸优化

基于VB软件,将喷气织机主喷嘴内部流场建模、流场仿真计算、设计变量与优化目标关系的拟合以及遗传寻优等6个模块进行集成,开发了针对主喷嘴结构尺寸的自动优化设计平台。分析表明:喷嘴芯外端径向距离、喷嘴芯内孔半径、锥形套高度、环形气室径向高度和喉部长度对纱线所受牵引力影响较为显著;纱线在优化后的主喷嘴内部流场中所受牵引力较优化前提升了10.6%,并通过3D模型打印及优化前后的实验测量、分析,验证了优化结果的正确性,提高了主喷嘴的引纬效率。     

[绿色设计]基于Vericut的机床能耗建模与仿真

为实现数控加工制造过程的能耗预测与仿真,采用比能耗法建立了基于Vericut Force模块的机床能耗模型,并结合UG CAM模块与Vericut Force模块搭建了CAD-CAM-ECS能耗仿真平台,实现零件在加工过程中能耗的仿真。结果表明,基于Vericut中过程毛坯（IPW）条件的机床能耗模型可有效预测零件在加工过程中的机床能耗状态,CAD-CAM-ECS能耗仿真平台可实现加工过程能耗仿真并准确映射能耗高的设计特征,为零件的设计及工艺的优化提供依据。     

一类微扑翼驱动机构的双重建模与仿真

微扑翼飞行器是一个多学科交叉的研究领域，驱动机构的设计与制作是其中的关键环节。针对单曲柄双摇杆类型的驱动机构，首先建立了其相关参数的数学模型，然后用Visual C＋＋等软件开发了驱动机构设计计算模块。最后在ADAMS环境下建立了此类型驱动机构的仿真模型，并进行了运动学仿真，所得参数曲线与相应的数学模型曲线完全一致，验证了参数数学建模的正确性。本文工作为同类型驱动机构的设计与优化提供了理论基础，对其他类型的驱动机构也有很好的借鉴意义。     

汽车起重机起升机构优化设计软件的研制

本文介绍了适合于各个吨位汽车起重机起升机构的优化设计软件ＨＡＣＯＤ。该软件由优化设计模块、运动仿真模块和用户界面生成模块组成，在优化设计模块中，对减速器分别进行了单目标、多目标和模糊优化设计。     

齿轮成形磨削砂轮廓形优化研究

砂轮廓形优化对齿轮成形磨削精度和效率的影响至关重要。从齿轮端面建立了完整齿廓数学模型,其中非渐开线过渡部分采用圆弧曲线,利用无瞬心包络法求解了磨削一个齿槽的完整砂轮廓形,推导了左右固定弦齿间点解析式。调整了砂轮安装角以改变砂轮与工件的左右齿面的接触线形状和位置,使左右更对称;调整了固定弦齿间点在齿面上的位置,使之靠近分度圆,接触线分布集中,发散小。基于线性加权和法建立了多目标优化模型,以磨削效率高、左右接触线对称、单齿接触线长度最短为优化目标,利用MATLAB开发优化程序对砂轮廓形进行了优化。通过实例计算验证了调整砂轮安装角和固定点位置对砂轮廓形优化的有效性。     

基于粒子群算法的滑阀节流槽优化设计

基于Fluent流场仿真分析软件,在定压差条件下,对带有单U形、斜U形以及V形基本节流槽的滑阀阀口开度-流量特性开展了研究,并将其与试验结果进行了对比验证,得出了U形类槽口随着阀口开度的增加流量梯度减小、斜U形类槽口随着阀口开度的增加基本保持不变、V形类槽口随着阀口开度的增加流量梯度增大的结论。基于上述研究,利用粒子群优化算法,得到满足定压差条件下阀口开度-流量特性要求的节流槽优化尺寸,并通过实例验证了优化结果。     

Shape optimization of mobile phone folder module for structural strength

The mobile phone has become thinner even while its functionalities are ever increasing. Therefore, the importance of structural design to prevent structural failure is of increasing importance. To address this situation, a systematic optimization approach for shape design of a mobile phone folder module is utilized in this research. The structural strength and the exactness of the folder module assembly are considered as performance requirement of the optimization problem. Five shape parameters of the folder module assembly are used as design variables. In this research, the finite element method (FEM) is used to acquire the structural strength of the folder module assembly, and the morphing technique is applied to change the shape of the finite element (FE) model. However, manually performing the morphing and FEM for the simulation model is complex and time consuming especially for a model with complicated shape such as the mobile phone. Therefore, shape optimization involving FEM is known to be very difficult task for actual industrial applications. To overcome this deficiency, two types of approaches are applied in this research. First, process integration and design optimization (PIDO) technology is applied to integrate and automate the analysis processes needed for evaluating structural performances. In addition, a metamodel that can substitute for expensive simulation is employed for the optimization process. From this research, an optimum design for the folder module of a mobile phone enhancing the structural strength is acquired. In addition to the optimum solution, a metamodelbased shape optimization procedure which is applicable to practical engineering problem is established.     

Octree-based NC simulation system for optimization of feed rate in milling using instantaneous force model

An octree-based (numerical control) NC simulation (Oct-OAC) system developed for end milling has two major applications: (1) NC verification and (2) optimization of the cutting parameters, viz., spindle speed, N (s^?1), and feed rate, f (ms^?1). Oct-OAC has a geometric modeling module to simulate the geometry of material removal process. Every object in the machining environment such as cutter, instantaneous workpiece, swept volume, etc. is stored as octree, an inexact representation of solid. Using this module, one can predict the geometry of the material removed at any instant of time and update the geometry of the blank subsequently. Optimization of cutting parameters using Oct-OAC is achieved through optimization module using a mechanistic model for computation and prediction of the cutting forces at any instant. The basic input for this module is the geometry of the contact surface between the cutter and workpiece which comes from the geometric modeling module using an octree-based solid modeler. It is through this contact surface that the cutting forces are passed from the workpiece onto the cutter and vice versa. The mechanistic modeling module can predict the instantaneous cutting forces from the instantaneous contact geometry and other process parameters like material combination of cutter–workpiece, parameters defining cutter geometry, and current cutting parameters such as N and f. Using this prediction, it will modify the cutting parameters for maximizing the material removal rate. This way, the mechanistic modeling module does what an adaptive controller will do with the help of force sensing. Therefore, the NC program optimization done using the Oct-OAC system is actually off-line adaptive control.     

基于AMESim的电液伺服系统仿真与优化研究

AMESim是法国IMAGINE公司开发的高级工程系统仿真建模环境，为机械、液压、控制等工程系统提供一个较完善的综合仿真环境。目前该软件已广泛地被GM、Ford、LG、ZF、Bosch等公司采用，成为在汽车、液压和航空航天等研发部门的理想选择。文章首先介绍了AMESim软件的功能与特点，以典型的电液伺服控制系统为例，探讨了基于AMESim的液压系统建模与仿真的方法，研究了基于AMESim／DesignExploration模块和AMESim／matlab接口对AMESim仿真系统进行优化设计的方法，并给出了仿真与优化的结果。利用此方法，借助于AMESim所提供的多领域软件接口．可方便实现大型机电液一体化系统的联合仿真与优化研究．