航空连接件冲锻成形工艺模拟及优化

采用有限元模拟方法,对圆环形航空连接件成形工艺进行仿真模拟,从3种不同成形工艺方案中选择最佳方案,对所选工艺方案进行冲锻工艺参数优化,研究冲头截面尺寸对凸台成形效果的影响。结果表明,采用单一冲头完成弯曲和凸台的成形,冲头截面尺寸在长宽方向均向外偏置0．15mm时成形效果最好,最佳;中头截面尺寸为5．3mm×2．15mm。采用上述截面尺寸的冲头成形出的零件,实验验证符合使用要求。     

基于LuGre模型的气缸摩擦力特性研究

为满足高精度电-气比例/伺服控制系统设计时基于模型的摩擦力补偿需要,基于LuGre模型建立气缸的动态摩擦模型.搭建了一个新型的气缸摩擦力测试台,通过测量活塞匀速运动时摩擦力与活塞速度的关系辨识了模型中的静态参数;针对在时域估计模型动态参数存在诸多困难,提出将活塞的运动方程在平衡点附近线性化,通过测量活塞位移和驱动力之间的频率响应函数来间接估计动态参数值.测试了气缸在不同腔内压力下的摩擦力特性,结果表明：库伦摩擦力、最大静摩擦力和黏性摩擦系数与压力近似成线性关系,而Stribeck速度和模型动态参数基本不受气缸两腔压力变化影响.正弦变化力激励下的活塞位移计算曲线和实验结果对比表明,参数估计准确,该模型能很好的描述气缸的摩擦力特性.     

基于ANSYS的锻造液压机工作缸缸体可靠性分析

考虑随机不确定性因素的影响,对50 MN三梁四柱式锻造液压机工作缸缸体进行可靠性分析。通过ANSYS/APDL参数化设计语言,建立缸体三维参数化模型;根据应力-强度干涉原理,建立缸体可靠性模型;将缸体的几何参数、载荷及屈服强度等参数设为服从一定分布规律的随机变量,运用ANSYS/PDS模块,采用Monte-Carlo模拟技术,对其进行可靠性仿真,给出了缸体的可靠度数值;通过灵敏度分析,探讨了各不确定性变量对缸体可靠度的影响规律。     

Adaptive robust control for electrical cylinder with friction compensation using modified LuGre model

The position tracking control problem of an electrical cylinder in the presence of dynamic friction nonlinearities in its transmission process is addressed in this paper. First, a torque decou- piing approach is proposed to formulate the dynamic model. Secondly, to compensate the friction in the case of servo motion, a modified LuGre model is designed to make a continuous transition be- tween a static model at a high speed and a LuGre model at a low speed to avoid instability due to dis- cretization with a finite sampling rate. To accelerate the speed of estimating time-varying parame- ters, a fast adaption law is proposed by designing an attraction domain around a rough value related to the load force. Finally, a discontinuous projection based adaptive robust controller is synthesized to effectively handle parametric uncertainties for ensuring a guaranteed robust performance. A Lya- punov stability analysis demonstrates that all signals including tracking errors have the guaranteed convergent and bounded performance. Extensive comparative simulations with sinusoidal and point- point tracks are obtained respectively in low and high speeds. The results show the effectiveness and the achievable control performance of the proposed control strategy.     

沥青混合料黏弹性参数的改进识别

伯格斯(Burgers)模型已被广泛用于分析沥青混合料黏弹性蠕变性能,但模型参数识别时,分段时刻的确定还存在主观性较强等缺点。针对沥青混合料伯格斯模型参数的识别问题,从伯格斯模型参数识别的原理出发,提出了一种最优时域分段识别方法。基于最小识别残差平方和原则,确定了伯格斯模型参数分段识别的最优分段时刻。通过理论推导与试验验证该方法具有普遍的适用性和稳定性,同时识别精度更高,可以准确识别沥青混合料的黏弹性模型参数,进而可以更精确地评价沥青混合料的蠕变变形性能。     

水下航行器动力电池建模与参数识别

水下航行器能否顺利的完成指定的任务,达到设计的航程、航速,依赖于其中高效的动力电池,因而建立合理的电池模型对于研究动力电池的性能,保证水下航行器的运作而言有着非常重要的意义．本文根据锂离子电池的特性,从电池电化学角度分析,建立了电池的等效电路模型．通过实验方法对电池模型中的各个参数进行了辨识,并与实验数据进行了对比,验证了所建模型的可靠性．     

基于混合遗传算法的机器人改进摩擦模型辨识

为了解决机器人运动过程中库伦+黏性摩擦模型不能真实反映关节摩擦的非线性特性的问题,采用改进Stribeck摩擦模型对机器人关节摩擦进行建模,提出基于混合遗传算法与余弦轨迹的模型参数辨识方法. 采用不同的余弦轨迹对机器人关节进行激励,利用已知的机器人动力学方程确定关节摩擦力矩,从而建立机器人关节速度与关节摩擦力矩之间的映射关系,并利用模拟退火混合遗传算法对摩擦参数进行辨识. 为了验证所提方法的有效性,以多关节串联型机器人为研究对象,进行摩擦参数辨识实验. 实验结果表明,与传统的库伦+黏性摩擦模型相比,改进的Stribeck摩擦模型可以减少17.7%~33.6%的关节力矩计算误差,并能够进一步提高机器人动力学模型的准确性.     

基于随机子空间的同步发电机参数辨识方法

从同步发电机建模的角度出发,针对传统的同步发电机参数辨识方法存在辨识精度低、抗干扰能力差的不足,提出了随机子空间的同步发电机参数辨识方法.将采集到定子电流信号构成Hankel矩阵,经矩阵QR分解和特征值分解（SVD）,得到系统矩阵的特征值,进而得到定子电流中直流分量和基频分量的衰减系数,再通过最小二乘拟合得到各分量的幅值和相位,从而实现同步发电机的参数辨识.通过仿真验证了该方法的有效性.     

80MN快速锻造液压机工作缸及机身静力分析

利用SolidWorks对80 MN速锻造液压机工作缸和机身结构进行了三维实体建模,并运用有限元分析软件ANSYS Workbench对其进行了静力分析,计算出了其不同工况下的位移和应力分布云图,分析总结了机身结构设计的力学特点,为其结构的进一步优化设计提供了依据。     

Adaptive high precision position control of servo actuator with friction compensation using LuGre model

Adaptive control of servo actuator with nonlinear friction compensation is addressed.LuGre dynamic friction model is adopted to characterize the nonlinear friction and a new kind of sliding-mode observer is designed to estimate the internal immeasurable state of LuGre model.Based on the estimated friction state,adaptive laws are designed to identify the unknown model parameters and the external disturbances,and the system stability and asymptotic trajectory tracking performance are guaranteed by Lyapunov function.The position tracking performance is verified by the experimental results.     

Research on parameter identification of BCH codes

In order to solve the problem of the blind recognition of BCH codes,a novel method for fast detection of the BCH parameter identification based on the Statistical significance is presented. Some analytical models for BCH codes are proposed by analyzing the distribution of BCH code roots.The check matrix is constructed by using the obtained length and code roots of BCH codes with the help of completing shortened codes.Finally the BCH generator polynomial can be calculated directly by simplification of matrices in the finite field. Simulation results illustrate that given the high BER BCH encoded data sequence, the recognized coding parameters are correct by comparing prior conditions, which validates the accuracy of the proposed method.     

基于观测器摩擦补偿的机电系统高精度控制

针对机电作动系统在低速阶段摩擦非线性明显且同时存在其他干扰,易导致系统跟踪精度、稳定性下降这一问题,设计基于非线性观测器摩擦补偿的自适应鲁棒控制器. 针对摩擦非线性,利用LuGre摩擦模型描述系统的摩擦现象,提出非线性观测器对模型的内部摩擦状态进行观测. 针对系统摩擦系数、转动惯量及其他不确定性参数,设计参数自适应律进行估计. 利用前馈补偿的方法,对摩擦非线性和参数不确定性进行补偿,设计鲁棒项克服系统的其他扰动. 利用Lyapunov稳定性定理证明了提出的控制器在存在扰动的情况下可以实现系统的有界稳定性. 实验结果表明,提出的控制器具有较高的控制精度与较强的鲁棒性,跟踪精度较传统的PID控制器提高了一个数量级.     

基于参数辨识的异步电动机温度在线监测方法

提出了一种基于参数辨识技术的异步电动机定转子温度在线监测方法，即首先辨识异步电动机定转子电阻，随后根据金属电阻与其温度之间具有严格线性关系这一原理，计算异步电动机定转子温度，进而实现在线监测。数字仿真及实验结果证明该方法是正确可行的，其突出优点是仅根据异步电动机定子电压、定子电流及有功功率即可实现定转子温度在线监测，而不必使用温度传感器。同时，为了避免使用转速传感器，应用ＢＰ神经网络确定了异步电动机定子电压、定子电流、功率因数角与其转子转速之间的映射关系。基于参数辨识技术的异步电动机定转子温度在线监测方法简捷实用，可集成于异步电动机状态监测与故障诊断系统，无需任何额外的硬件投资，同时，软件开销也很有限。     

改进的输出误差法用于不稳定飞机参数辨识

为解决输出误差法在不稳定飞机参数辨识过程中的数值发散问题以及初值依赖问题,设计了一种结合神经网络、粒子群优化算法以及Levenberg-Marquardt算法的系统辨识方法。首先,为解决输出误差法的数值发散问题,以神经网络拟合待辨识系统的动力学特性。不同时刻的飞行试验数据用于训练神经网络,训练好的网络可以直接对下一时刻的运动状态进行预测,从而避免对不稳定运动方程的求解。其次,基于粒子群优化算法搜索Levenberg-Marquardt算法中的最佳阻尼因子,并以改进的LM算法替代输出误差法中的高斯-牛顿算法。接下来,改进的LM算法与训练好的神经网络结合得到了一种新的参数辨识算法。最后,基于不稳定飞机的闭环仿真飞行试验数据对提出的算法进行了验证。研究结果表明:与传统的最小二乘法和人工稳定的输出误差法的估计结果相比,所采用的算法具有更高的估计精度;同时,所提出的算法中可以随机选取待辨识参数的初值,克服了输出误差法对参数初值的依赖。本文的研究成果可以直接用于其他不稳定非线性动力学系统辨识领域,经过修改后还可以用于其他非线性优化领域。     

感应电机转子磁链自适应观测及参数辨识

为了在现代异步电机高性能调速系统中实现磁链的准确观测，提出了一种基于模型参考方法的自适应转子磁链观测器.在电机运行过程中，以电机为参考模型，以观测方程为可调系统，建立了一个模型参考自适应系统(MRAS)，对电机的转子磁链进行了实时观测，并对电机参数进行了在线辨识.设计了电机参数的自适应律，证明了磁链观测器的收敛性.仿真结果表明，当电机参数未知或者电机参数变化时，观测器能够准确观测电机的转子磁链；在电机的激励电压满足持续激励的条件下，观测器能够快速准确地辨识出电机参数.     

地震动反演及参数识别的广义统计平均法

针对结构参数未知条件下的地震动反演或基底输入未知时的结构系统参数识别问题进行研究.依据地震作用的力学性质可以转化为一类关于估计输入的修正条件，并考虑到动力方程中的相对量与测量中的绝对量之间的关系，依据统计平均的思想，具体讨论了地震动反演及参数识别的广义统计平均法的实现步骤，形成新的迭代过程.该迭代过程在给出识别参数的同时，也反演得到了地震动时程，其核心意图是将地震动的影响计入测量信息中去.理论分析及算例表明了该算法的可行性、有效性、实用性、稳定的收敛特性和良好的反演效果.     

直升机非线性模型结构和参数鲁棒辨识方法

提出了一种能有效地对直升机模型进行辨识的鲁棒选择模型的新方法．通过分析数据矩阵模型判定方法,采用U—D分解方法以避免行列式的复杂计算,提高了计算效率．通过估计D阵元素的取值区间,得到了观测量不确定部分带来的模型辨识判据的误差上下界．依此判据,将候选模型按照重要程度逐个选取．参数估计采用了加权最小二乘算法,按照上界不等式对估计误差的协方差阵进行了估计,得到了鲁棒辨识的新算法．为了便于工程应用,给出了鲁棒辨识算法的收敛条件．根据飞行试验结果对直升机悬停、前飞模型和参数进行辨识的结果表明,新方法可以得到工程上满意的结果．     

用于系统能效动态评估的异步电机参数辨识

为了能够有效地利用等效电路法对电机系统能效进行实时的动态评估,提出一种将递推最小二乘法与模型参考自适应法相结合的异步电机参数在线辨识方法,实时获取异步电机参数,并利用等效电路完成电机能效动态评估。以一台5.5 kW异步电机为例进行了仿真与实验研究,结果表明,提出的电机参数辨识方法能够准确辨识电机参数,且具有计算量少、准确度高以及较好的动态跟踪辨识性能;利用参数辨识方法获取电机参数,运用等效电路法评估出电机的能效水平,并与实测效率进行对比,进一步验证了文中提出的异步电机参数在线辨识方法的正确性与可行性。     

Numerical and experimental evaluation on methods for parameter identification of thermal response tests

Several parameter identification methods of thermal response test were evaluated through numerical and experimental study. A three-dimensional finite-volume numerical model was established under the assumption that the soil thermal conductivity had been known in the simulation of thermal response test. The thermal response curve was firstly obtained through numerical calculation. Then, the accuracy of the numerical model was verified with measured data obtained through a thermal response test. Based on the numerical and experimental thermal response curves, the thermal conductivity of the soil was calculated by different parameter identification methods. The calculated results were compared with the assumed value and then the accuracy of these methods was evaluated. Furthermore, the effects of test time, variable data quality, borehole radius, initial ground temperature, and heat injection rate were analyzed. The results show that the method based on cylinder-source model has a low precision and the identified thermal conductivity decreases with an increase in borehole radius. For parameter estimation, the measuring accuracy of the initial temperature of the deep ground soil has greater effect on identified thermal conductivity.     

Control algorithm for vehicle height adjustable system of hydro-pneumatic suspension based on LuGre model

In order to control the vehicle body position precisely, 1/4 nonlinear mathematical model of hydro-pneumatic suspension is established, and the influence of the frictional force in a hydraulic cylinder is analyzed. The friction characteristics are described based on the LuGre model when the piston of a hydraulic actuator is operated at a low speed. Due to the fact parameters of the friction model are effected by the system condition, an adaptive friction compensation (AFC) controller is designed through the Backstepping method, and a dual-observer has been implemented to estimate the friction state. The global asymptotic convergence of a closed-loop system is proven by the Lyapunov theorem. The simulation results show that the positional accuracy of the adaptive friction compensation yiedls a significant improvement in the vehicle height adjustment as compared to the PID control, demonstrating the effectiveness of the adaptive fiction compensation method in the vehicle height adjustable system of the hydro-pneumatic suspension.