机构多目标优化与博弈决策设计

对机构多目标设计的优化和博弈两种方法进行了比较,说明采用博弈方法得到的设计变量解,其客观性和可信度高,同时具有稳定性。博弈设计方法能够应用于机构多目标设计。     

基于TRIZ理论的马铃薯联合收获机机架设计与分析

某大型马铃薯收获机的机架强度不足、焊接点易于断裂.为提高机架可靠性,基于TRIZ理论对机架进行改进设计.首先,针对收获机工作时所存在的机架焊接点断裂问题进行了总结,利用TRIZ理论中的“冲突解决原理”对机架前段的方管连接薄弱部分进行了改进升级;其次,运用ANSYS18.0软件对机架进行了强度分析;最后,在强度分析的基础上,对改进前后的机架进行了疲劳分析.结果表明：改进后的机架设计合理,疲劳寿命为1×10⁶次,最小安全系数大于1,能满足机架的疲劳要求.该研究结果对大型块茎类收获机机架的改进设计提供了参考.     

水平圆盘式苗间锄草装置的多目标优化设计及仿真

为获得理想的苗间机械锄草效果,在建立了机械锄草齿运动轨迹数学模型的基础上,结合农艺对机械锄草参数的限定及要求,建立了多目标优化模型,并利用Matlab7.0优化工具箱得到最优解。以作业速度、锄草齿数目、锄草齿在圆盘上均布半径和圆盘转速4个主要参数的最优组合为设计基础,通过Pro/E软件进行实体建模与仿真,验证了多目标优化设计的正确性,为大型中耕除草机的设计提供了理论依据。     

小麦联合收获机清选机理分析与优化试验

针对小麦联合收获机作业过程清选损失和籽粒含杂率"双高"的问题,开展小麦联合收获机清选作业参数优化试验,探究整机清选装置作业参数对清选损失率和籽粒含杂率的影响规律,确定清选作业参数的最优组合。基于气流场籽粒运动分析,建立了风筛清选系统的试验模型;对清选筛振幅、清选筛频率、风机风速和气流方向角4个参数进行了单因素试验和响应面回归试验,结果表明:风机风速是影响籽粒含杂率的显著影响因素,振幅、频率是影响清选损失率的显著影响因素。采用响应面试验方法,应用Design-Expert建立了清选损失率和籽粒含杂率的回归数学模型,获得了最佳工作参数如下:清选筛振幅为31 mm、清选筛频率为4 Hz、风机风速为12 m/s、气流方向角为26°。最佳参数组合的试验结果如下:籽粒含杂率为0.476%,清选损失率为0.438%,与理论计算的相对误差分别为7.8%和6.4%。     

青饲玉米收获机械切碎装置参数优化试验

针对青饲玉米收获机械作业能耗大、切碎质量差的问题,利用自制青饲玉米收获机切碎试验台开展作业参数优化试验,分析作业参数对作业能耗和切碎质量的影响规律。以切碎比能耗、标准草长率为主要性能指标,切碎装置转速、喂入速度和喂入倾角为试验因素,设计单因素试验,确定各试验因素的较优水平区间;通过正交试验,建立各因素与指标之间的数学回归模型,探究各因素对指标的影响规律。试验结果表明:切碎比能耗最小时的最优作业参数组合如下:切碎器转速为1 005 r/min,喂入速度为4 m/s,喂入倾角为8.4°;标准草长率达到最高时的最优组合如下:切碎器转速为1 200 r/min,喂入速度为3.5 m/s,喂入倾角为8.5°。综合优化得到影响切碎作业性能的综合最优组合如下:切碎器转速为1 200 r/min,喂入速度为4 m/s,喂入倾角为8°。田间验证试验表明:切碎比能耗相对误差为5.23%,标准草长率相对误差为3.15%,最优作业参数综合表现良好,且回归模型可靠。     

信号配时与交通设计协同优化

提出一种信号配时与交通几何设计、相位相序设计协同优化的思想。以太原市桃园路口为例进行分析设计,建立了以停车延误、停车次数和通行能力为目标的信号配时优化模型,采用罚函数粒子群优化算法（PSO）同时优化绿灯时间和信号周期,使二者达到最佳匹配。最后通过Vissim仿真的结果对比来验证此方法的合理性及有效性。     

基于交叉簧片式铰链的变弯度机翼机构设计

为了研究机翼弦向连续变弯度的设计问题,提出由柔性后缘机构与刚性连杆驱动机构组成的机翼变弯度设计方案以及建模分析方法. 基于交叉簧片式柔性铰链设计机翼机构构型. 采用链式梁约束建模方法,建立柔性后缘机构的理论力学模型,得到其受力和变形的关系,并利用有限元仿真对理论力学模型进行验证. 在力学模型的基础上,采用NSGA-II多目标遗传算法优化机翼机构的相关尺寸参数,提升机翼的气动特性. 经优化,机翼巡航阶段的升阻比提升1.09%,起降阶段的升力系数提高2.54%. 经实验验证了设计的变弯度机翼机构变弯度的精度和变弯度的范围.     

基于改进SVM响应面法与NSAG-Ⅱ的多功能救援属具抱抓机构优化设计

为提高救援速度,研制一种集钳碎、剪切及抱抓为一体的新型多功能救援属具,节省救援作业中切换不同属具的时间,提出了改进的径向基核函数与梯度算法优化的加权最小二乘支持向量机(weighted least squares support vector machine,WLS-SVM)响应面法建立抱抓机构高精度的近似模型.在近似模型的基础上以抱抓机构最大等效应力、最大变形量和质量为性能指标,引入非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)进行多目标优化设计.为提高NSGA-Ⅱ算法的种群多样性和搜索能力,对精英策略、交叉算子和变异算子进行改进,应用NSGA-Ⅱ算法与改进算法对抱抓机构的优化问题进行求解.最后,通过径向坐标可视化(radial coordinate visualization,Rad Viz)将高维空间的Pareto解集可视化至二维平面并选出最满意方案进行比较.实验对比表明:改进算法的Pareto解集分布更加均匀、最满意方案的目标值更小,能在保证属具抱抓机构可靠性的情况下,有效地进行轻量化设计.     

轻质多材料动力电池包箱体选材与优化

通过多种材料并用与结构合理设计的途径实现了动力电池包箱体的结构轻量化。首先,建立了系统多材料选材与优化流程方法,基于水平分析的试验设计并利用极差与方差分析选择多材料;然后,采用RBF近似模型拟合,MIGA遗传算法优化系统结构。最后对某实例车型动力电池包箱体改进设计。结果表明:多材料箱体刚度、模态提升显著,并减重8.72 kg,相比原结构减重率达47.3%,验证了系统多材料选材与优化方法的有效性,可为提升电池包箱体结构可靠性与轻量化水平提供参考。     

车辆主动悬架与电动助力转向系统协同优化

将主动悬架和电动助力转向系统的集成设计问题纳入多学科设计优化框架,实现多目标协同优化。建立了带有LQG控制器的主动悬架模型和电动助力转向模型,充分挖掘其耦合关系,对相关系统参数进行集成化处理并构建协同优化计算模型。基于多学科设计优化的思想,将复杂的集成设计问题转化为一个两级优化问题,让子系统分别承担各自学科的优化任务,同时通过系统级约束来协调子系统间的不一致性。优化结果表明,集成系统性能指标均有所提高,不仅行驶平顺性指标得到较好改善,而且低速转向更轻便,主动悬架作动器作用力也显著降低。     

中心支轴式喷灌技术在种植马铃薯中的应用研究

为探究中心支轴式喷灌机推广应用效果,在原州区白河村喷灌项目区,对喷灌工程建设技术和示范区运行管理进行了深入调查,对喷灌马铃薯的用水量、产量进行监测研究,在田间对喷灌均匀度、土壤水分进行定点观测.结果表明,在宁夏南部高扬程灌区,应用中心支轴式喷灌技术种植马铃薯具有较好的适应性.     

拖拉机用装卸装置的设计与试验

以提高农业重量物装卸机械化程度为目的,试制了拖拉机用3自由度液压装卸装置,该装置比传统装载机增加了一个自由度。构建了由计算机控制电磁比例方向流量控制阀的控制系统。针对装置的运动方式进行了分析,并对液压驱动性能和末端装卸装置回转轴的轨迹追踪性能进行了试验研究。建立了电磁比例方向流量控制阀的输入电压与液压缸伸缩速度的线性模型,试验结果表明:控制系统能实现良好的轨迹追踪性能。     

基于尿素选择催化还原系统的氨覆盖率非线性降维观测器设计

针对尿素选择性催化还原(urea-SCR)系统氨覆盖率状态变量不可测量问题,在输入-状态稳定性理论(ISS)框架下设计了一款降维观测器。为保证观测器误差动态的鲁棒性,将温度、废气流量传感器测量等模型误差看作外部扰动,在ISS理论框架下进行了分析。为了提高观测器对噪声的鲁棒性并减少估计的静态误差,本文通过线性矩阵不等式(LMI)和凸优化得到了尽可能小的观测器增益。在enDYNA精确发动机模型的FTP75测试循环下进行了瞬态仿真,与普通的机理观测器对比表明,本文提出的降维观测器对外界干扰和参数不确定性具有更强的鲁棒性。     

便携式扭转变形实验仪的设计与实验

文章设计制作了一种结构简单、易于操作的便携式扭转变形实验仪,该实验仪利用加载力臂施加外力偶矩,采用百分表读数,既可用于实验,又可用于课堂教学.经过实验验证了在剪切比例极限内,扭转角与扭矩成正比,并计算出了实验材料的切变模量,数值证明其与理论值非常接近。     

冬季供热温度测量控制器设计

论述了冬季供热温度测量控制器设计与制作.通过测温电路采集室内温度,根据用户设定的温度改变脉冲阀的开关状态,从而控制通过暖气片的热水流量,达到控制室内温度的目的;由RS485接口与主机进行通信,传递温度、时间信息.     

化学综合性实验的设计与探讨

根据我院综合与设计性实验的课程设置情况,提出玉米须黄酮、多糖的提取、鉴别与含量测定为主题开设的综合设计性实验,此实验的开出不仅可以提高学生在有机化学、分析化学、天然药物化学、药物分析等方面的综合实验技能,将理论与实践有机地结合起来,巩固了课堂所学的理论知识,同时还可以培养学生科研创新的意识并能很好的利用废物。     

转挂式农村生活用炉的设计与实验

转挂式生活用炉是集烧饭、烧水、带暖气、烘箱、挂烤、吸排油烟为一体的针对农村或部分城镇非直接供暖居民使用的具有干净、卫生、多功能、省煤、加热速度快等优点的家庭生活用炉。实验比较发现，对同类燃煤型生活用炉每日可节约用煤40％(约6kg标准煤)，加热速度提高2.2倍，室内温度可达到31℃，采暖面积可提高到260m^2。     

实验成绩信息管理系统的设计

利用Visual Basic 6.0软件开发出一个实验成绩信息管理系统.分别对该系统的总体规划、体系结构、功能模块设计和实现的功能等进行了介绍.应用该系统进行实验成绩管理,既能保证成绩登记、计算快速准确,也能方便查询成绩,输出成绩报表,进行成绩统计分析和电子存档等.     

磁悬浮作动器的串级PID控制设计与试验

为提高主动隔振系统的稳定性和改善系统的控制质量,利用系统辨识得到磁悬浮作动器控制通道的数学模型并设计相应的串级比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制器:系统的内环为加速度环,主要控制隔振台的加速度;系统的外环为位移环,使隔振台回到中心位置并调节加速度控制器的参考值。利用一阶系统理论分析串级PID控制的动态性能,通过在Matlab中建立串级PID仿真控制模型验证理论结果,利用单自由度试验平台设计串级PID控制系统,对比试验和仿真加速度传递率,分析加速度控制效果。试验结果表明:采用串级PID控制方法,控制对象在1~25 Hz频段内的衰减幅度为-22.5~-2.2 dB,实现了有效的振动控制。