动态环境下基于混合迭代的耦合集求解方法

针对产品开发过程中存在的耦合迭代情况,建立了动态环境下基于混合迭代的耦合集求解模型。该模型考虑了任务执行工期的不确定性、任务输出分支的不确定性和资源分配的不确定性对项目完成时间和开发成本的影响,通过引入一个资源分配矩阵K,采用任务返工概率矩阵和任务返工量矩阵确定任务的执行状态和返工工作量。最后,通过实例仿真计算项目的时间和成本的分布。计算结果表明,资源不确定性对耦合集执行时间和开发成本有很大的影响,对资源进行重新分配有利于减少任务执行时间,降低开发成本。     

基于设计结构矩阵的耦合任务迭代重叠建模和分析

为优化产品开发过程,把重叠引入耦合过程的研究中。以高斯消去算法为基础,给出了在两任务耦合情况下,确定耦合任务上、下游关系的方法。在建立信息修改比率参数数学描述的基础上,充分考虑到过程重叠时分别由任务返工和并行通讯所产生的时间消耗,结合高斯消去法和耦合任务的迭代特性,给出了两耦合任务迭代情况下开发时间的数学模型。最后,用工程实例验证了该数学模型,并分析了模型中部分参数的特性。     

基于内部迭代的耦合任务集求解方法

针对并行迭代模型中的工作转移矩阵模型存在的缺陷,从任务迭代时间、信息传递的不完备特性以及迭代次数的有限性等方面进行了修正,建立了改进的并行迭代模型,进而结合遗传算法,求解多阶段模式下耦合集的最优执行工期和成本。用该模型求解两个产品开发过程的耦合任务集,验证了其有效性,并进一步分析了影响耦合集工期和成本的因素。     

工程迭代设计中产品族开发过程的研究与建模

为了在工程迭代设计中减少新产品开发的提前期,提出了一种基于设计结构矩阵的产品族开发过程模型.在该模型中,基于设计参数间的依赖关系建立设计结构矩阵,并运用路径搜索算法将其整理为包含耦合子矩阵的解耦矩阵.对于其中的耦合子矩阵,运用基于马尔可夫链的串行迭代模型计算设计总时间,并运用基因算法优化排序.运用迭代设计的并行模型识别出对耦合关系贡献大的设计模态和设计参数,根据设计模态模块化设计参数,而对耦合关系贡献小的设计参数进行标准化.最后,将设计参数层的标准化和模块化映射到零件层,建立相应的产品族结构,以汽车离合器的设计为例阐述了该过程模型的有效性和应用前景.     

基于不确定性的复杂产品开发迭代过程优化设计

产品开发通常涉及需求、约束、资源等众多不确定因素,因此采用数字设计结构矩阵中概率数值表示任务之间不相等的关联关系,并基于数字设计结构矩阵的过程分析,计算不同过程序列的执行时间,求得最小时间的过程排布.同时采用仿真算法,获得过程执行最大到最小时间段内执行时间的概率分布.以某导弹系统性能分析过程为例,说明了复杂产品开发过程建模和过程执行顺序优化的可行性.     

复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代量计算

以汽车发动机开发为例,基于设计结构矩阵对发动机开发过程进行了建模与分析;对产品开发过程中的结构特征描述,复杂产品的实体单元之间的依赖关系的管理,系统结构的模块化聚类,以及识别和优化设计迭代等方面进行了研究;对发动机开发任务进行了模块化聚类,并运用基于定量参数的分析变换模型计算了在发动机设计过程中各个任务所引起的依赖性设计迭代总量。实际开发项目应用表明,复杂产品结构的模块化聚类及设计迭代计算能有效降低发动机产品开发决策中的复杂性。     

基于设计结构矩阵变更的设计过程动态规划

在分析传统设计结构矩阵的基础上,将设计结构矩阵扩展为动态设计结构矩阵和静态设计结构矩阵,动态设计结构矩阵连接了设计过程,静态设计结构矩阵用于设计过程的规划,通过映射来实现两者的连接.设计活动改变时,变更动态设计结构矩阵并映射到静态设计结构矩阵,对静态设计结构矩阵进行重构得到设计活动优化的执行序列并实现其动态规划.以某天文望远镜的关键部件设计过程为例,说明了该方法的可行性和实用性.     

顺序迭代开发过程建模与仿真

为有效地管理和改进产品开发过程,提出了一种基于奖赏马尔科夫链的顺序迭代过程定量模型.该模型与已有的顺序迭代过程模型不同的是,模型中的返工影响因子不仅作用于直接返工任务的持续时间,而且作用于该返工任务的后续任务,即作用于返工任务的整个剩余时间.一个任务在每个阶段的返工量随着迭代次数的增加而逐渐减少.考虑了不同任务引起的同一任务返工量的不同.为估计开发过程的期望时间,建立了过程时间估计的分析模型和仿真模型,给出了仿真计算算法.以软件测试过程为例,给出了过程时间估计的分析和仿真实验结果,并与其他已有模型进行了对比分析.最后,讨论了模型估计结果产生偏差的可能原因.     

支持设计过程仿真的逻辑迭代结构模型及其仿真

针对现有设计结构矩阵不能完整地表达产品开发过程中存在的复杂信息迭代关系,从而造成基于该模型的开发过程仿真结果的不确定性大和开发过程时间的控制难、导致产品开发计划延误的缺陷,提出一种有利于表达产品开发过程中复杂信息迭代关系的逻辑迭代结构树模型,将过程中迭代间所具有的逻辑关联作为过程模型中的重要迭代规则,以改进传统模型中由于信息不完善而造成的过程仿真偏差;建立基于逻辑迭代结构树网的设计过程仿真模型,开发相应的设计过程仿真软件,并以摩托车制动器产品的开发过程仿真为例进行了验证.结果表明新方法能更加全面有效地表达影响产品开发进度的各种因素,减少传统方法中由于模型信息不完善产生的结果失真,进一步提高产品开发过程分析与评价的准确性,有利于提高企业产品开发计划的可实施性.     

反馈控制式高速旋转接头的研制

高速旋转接头一般采用间隙密封,而密封间隙会由于外界干扰发生变化,间隙变小可能使固定件与旋转件直接接触,导致磨损加剧,寿命降低.间隙变大会导致泄漏增加.所设计的高速旋转接头采用了静压反馈控制密封间隙,使固定件与旋转件在工作时不受外力干扰,保持密封问隙恒定,只产生粘性的液体摩擦,减小了摩擦和磨损,延长了高速旋转接头的使用寿命.     

A new approach to design of a dynamic output feedback stabilizing control law for LTI systems

We present a new state-space approach to construct a dynamic output feedback controller which stabilizes a class of linear time invariant systems All the states of the given system are not measurable and only the output is used to design the stabilizing control law In the design scheme, however, we first assume that the given system can be stabilized by a feedback law composed of the output and its derivatives of a certain order Beginning with this assumption, we systematically construct a dynamic system which removes the need of the derivatives The mam advantage of the proposed controller is regarding the controller order, which may be smaller than that of conventional output feedback controller Using a simple numerical example, it is shown that the order of the proposed controller is indeed smaller than that of reduced-order observer based output feedback controller     

基于变区域激活的分布式设计资源动态调度方法

针对分布式环境下设计资源动态调度问题,提出一种基于变区域激活的任务调度机制。引入信任度、可靠性、负载率、复杂度等概念,运用基于有序加权平均算子的多属性决策方法定义变区域激活任务选人原则。采用离散粒子群算法,给出分布式设计资源动态调度问题的数学描述和粒子适应度计算方法,为防止扰动事件引起调度失败,设计了局部更新变区域平移策略,通过粒子进化和变区域平移,实现分布式设计资源动态调度序列的快速求解,进而提高了设计资源的重用效率和准确性。以数控机床整机方案设计、整机精度、刚度设计资源调度为例,对上述方法的有效性和可行性进行了验证。     

基于虚拟环境的机械结构动态设计方法的研究

本文研究基于虚拟环境的机械结构动态设计的方法,在虚拟环境中实现结构的动态设计和性能分析,及时发现设计中的薄弱环节,降低机械产品的试验成本,最终提高了机械设计总体水平和产品市场竞争力。     

Active vibration control of a structure with output feedback based on simultaneous optimization design method

Recent advances in the field of control theory have enabled us to design active vibration control systems for various structures. In many studies, the controller used to suppress vibration has been synthesized for the given mathematical model of structure. In these cases, the designer has not been able to utilize the degree of freedom to adjust the structural parameters of the control object. To overcome this problem, so called “Structure/ Control Simultaneous Optimization Method” is used. In this context of view, this paper is concerned with the active vibration control of bridge towers, platforms and ocean vehicles etc. Simultaneous design method is used to achieve optimal system performance. Here, a general framework for the simultaneous design problem of output feedback case is introduced based on LMI (Linear Matrix Inequality). The simulation results show that the proposed design method achieves desirable control performance.     

Non-singular terminal dynamic surface control based integrated guidance and control design and simulation

In this paper, a novel cascade type design model is transformed from the simulation model, which has a broader scope of application, for integrated guidance and control (IGC). A novel non-singular terminal dynamic surface control based IGC method is proposed. It can guarantee the missile with multiple disturbances fast hits the target with high accuracy, while considering the terminal impact angular constraint commendably. And the stability of the closed-loop system is strictly proved. The essence of integrated guidance and control design philosophy is reached that establishing a direct relation between guidance and attitude equations by “intermediate states” and then designing an IGC law for the obtained integrated cascade design model. Finally, a series of simulations and comparisons with a 6-DOF nonlinear missile that includes all aerodynamic effects are demonstrated to illustrate the effectiveness and advantage of the proposed IGC method.     

Robust control design for a wheel loader using and feedback linearization based methods

The heavy equipment industry is building more and more equipment with electro-hydraulic control systems. The existing industry practices for the design of control systems in construction machines primarily rely on classical designs coupled with ad-hoc synthesis procedures. Such practices produce desirable results, but lack a systematic procedure to account for invariably present plant uncertainties in the design process as well as coupled dynamics of the multi-input multi-output (MIMO) configuration. In this paper, two H_∞ based robust control designs are presented for an automatic bucket leveling mechanism of a wheel loader. In one case, the controller is designed for the base plant model. In another case, the controller is designed for the plant with a feedback linearization control law applied yielding improved stability robustness. A MIMO nonlinear model for an electro-hydraulically actuated wheel loader linkage is considered. The robustness of the controller designs are validated by using analysis and by simulation using a complete nonlinear model of the wheel loader linkage and hydraulic system.     

基于设计模板的产品快速配置设计方法研究

针对现有配置设计中客户需求与实际配置结果存在的差异,提出了利用设计模板实现产品快速配置的设计方法.为规范客户需求描述,在建立客户需求模型的基础上,以需求指标及其权重在模板定义域范围内对相似实例进行匹配.产品的静态拓扑结构、约束关系和动态信息传递关系用有向图来表达,并将有向图分解为子图的形式来表示产品的多层结构关系.用图论和基于规则推理方法实现了产品的快速配置,并对配置结果进行客户满意度评价.以小型农业作业机产品为例,验证了配置设计方法的可行性.     

基于虚拟样机技术的加工中心动力学建模

在ADAMS／View软件环境下,建立了某加工中心多柔体动力学模型,并进行了机床样机箱体、刀具之间的虚拟试验,得到机床的前四阶的固有频率。通过对相同条件下的机床样机箱体、刀具之间试验测试得到的结果比较,验证了机床仿真模型的准确性。