复式行星齿轮传动系统综合动力学模型及振动特性研究

建立了复式行星齿轮传动综合动力学模型,模型考虑了各构件的平移和扭转振动及静态传递误差。系统分析了复式行星齿轮传动系统的固有振动特性,研究了其固有频率的带状分布特点,根据中心构件及行星轮的振动特点,将系统振型分为三类,即中心构件平移-行星轮随机振动模式、中心构件扭转-行星轮相同振动模式、中心轮静止-相邻行星轮反向振动模式。     

基于增量谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动力学

建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统纯扭转动力学模型。运用增量谐波平衡法对系统运动微分方程组进行求解,得到系统的基频稳态响应。研究了时变啮合刚度、外部激励、齿侧间隙等参数的变化对系统动力学特性的影响。研究结果表明,间隙的存在使得复合行星齿轮系统的频响曲线出现了幅值跳跃与多值解等典型非线性特征,系统参数的共同作用使得复合行星齿轮系统出现了丰富的非线性动力学行为。利用本文的方法可以获得系统任意精度的近似解,为控制系统的振动与噪声,实现复合行星齿轮传动系统动态设计奠定基础。     

风电齿轮箱两级行星齿轮传动系统的非线性动力学特性

考虑风电齿轮箱两级行星轮系传动系统各齿轮副的时变啮合刚度、综合啮合误差和齿侧间隙等非线性因素的基础上,建立了广义坐标下增速齿轮箱两级行星齿轮传动系统的动力学模型,采用变步长Gill积分法对该模型进行求解;采用分岔图、相图、FFT频谱图、poincaré截面图及最大Lyapunov指数图分析了激励频率和啮合阻尼比对系统振动响应及分岔特性的影响。结果表明:系统在多种非线性因素的耦合作用下会表现出丰富的非线性动力学行为,随着激励频率的增大,系统在混沌运动、拟周期运动和倍周期运动之间切换和变化,且退出混沌的方式多为倒分岔;在保证系统传动效率的前提下适当提高系统的啮合阻尼比,能够明显弱化和抑制系统的混沌运动,减小其振动幅度,对提高系统的稳定性具有一定的作用。     

整车传动系统参数优化的自适应蝗虫优化算法

为提高优化整车传动系统参数的效果,提出一种基于自适应蝗虫优化算法（Adaptive Grasshopper Optimization Algorithm,AGOA）的整车传动系统参数优化新方法。AGOA在蝗虫优化算法（Grasshopper Optimization Algorithm,GOA）的基础上,引入余弦自适应策略,对调控系数线性递减的方式进行了调整,实现了算法全局和局部搜索能力的平衡,增强了算法的寻优能力。以机械式传动系统为例,在建立整车传动系统参数的优化模型的基础上,进行了参数的AGOA优化。结果表明,基于AGOA优化参数后,油耗和连续换挡加速时间降低,最高车速得到提升。     

改进多尺度符号动力学信息熵及其在行星变速箱特征提取中的应用

针对行星变速箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,提出一种新的特征提取方法——改进多尺度符号动力学信息熵。在传统的符号动力学信息熵原理的基础上,通过改进传统方法的符号化过程,在考虑条件概率情况下计算信息熵,并引入多尺度概念,使得所提特征具有更大优势。最后求解行星变速箱故障模拟试验台采集到的三种状态下的振动信号改进多尺度符号动力学信息熵,并基于提出的特征评价指标对改进多尺度符号动力学信息熵、时频熵、排列熵、样本熵等特征的计算结果进行了对比。结果表明,该方法能够有效的提取行星变速箱运行状态特征,具有更高的敏感度。     

摆线钢球行星传动系统参数振动特性研究

摆线钢球行星传动系统为多自由度的参数振动系统,其时变啮合刚度激励会对系统的动态特性产生较大影响。该文首先综合考虑时变啮合刚度及轴承支承刚度等影响因素,建立了摆线钢球行星传动系统的平移-扭转耦合动力学模型,并推导出系统的动力学方程。然后将动力学方程转换为正则模态方程,并利用多尺度法对系统进行动力稳定性分析,推导出系统的组合共振频率及稳定性条件。最后利用摄动法计算出系统的稳态响应。研究结果表明:当偏心轴的输入转速接近和型组合共振频率时,系统将发生参数共振;当偏心轴的输入转速接近差型组合共振频率时,系统总是稳定的;系统的稳态响应中包含多种组合频率成分,并表现出多频响应叠加的特性。     

孔穴圆柱齿轮钻孔参数的优化计算

基于ANSYS有限元分析软件,建立了孔穴圆柱齿轮接触分析的五齿接触模型,实现了基于APDL语言齿轮三维有限元网格的自动生成。以齿根弯曲疲劳主应力最小为优化目标,将ANSYS软件的计算结果采用响应面法拟合为二次多项式,对钻孔参数进行优化,其分析结果对圆柱齿轮的结构设计和改进提供了必要的参考数据。     

基于模式搜索算法的结构被动控制系统参数优化研究

提出减震结构被动控制系统优化分析数学模型,结合优化模型特点与主要优化算法的数学原理,选取模式搜索算法进行结构减震被动控制系统参数优化分析。通过编制目标函数程序,实现了Matlab模式搜索工具箱与Ansys减震模型的接口。多峰值函数的极值求解过程印证了模式搜索工具箱在解决该类优化问题时的有效性,而框架减震模型参数优化分析过程表明了优化程序的可行性以及优化结果的准确性,最终不同地震波下的优化分析结果证明了优化程序在减震结构参数优化中的稳定性。     

多源随机激励系统的参数灵敏度分析

采用虚拟激励法,多次利用状态空间解耦、Kronecker代数及矩阵微分理论等,推导出多源随机激励下响应均方根的参数灵敏度表达式,并将其应用于汽车平顺性分析。根据理论计算的灵敏度大小及工程实际要求,选取优化变量,对轻型货车整车模型进行了平顺性优化     

弹性飞机的混合 最优PID控制器参数优化

基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差,这就需要设计的控制器具有较强的鲁棒性。为此,以某弹性飞机12阶模型为例,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合 最优PID控制器的参数优化。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了闭环系统跟踪误差 范数的一种简化计算方法用于 优化指标的计算。最后基于差分进化算法进行了混合 最优PID控制器的参数寻化。仿真结果表明,与 混合灵敏度控制器相比,优化得到的混合 最优PID控制器具有更强的鲁棒性,能同时镇定参数和非参数两种不确定性。对弹性形变模态也有较好的抑制作用,刚性模态也取得了很好的响应效果。     

复杂机械结构动力学参数优化设计

目的提高大型复杂结构动力学参数修改的准确性和效率。方法以某大功率发动机的缸盖为对象,首先以实测的固有频率为基准,通过比较有限元计算的固有频率和实测频率,找出误差较大的频率项,接着通过灵敏度分析法找出对该频率较敏感的参数,最后用设计参数修改方法对该参数进行优化设计和修正。结果经过动力学修改后的缸盖的固有频率计算值更接近于试验值,能够满足工程使用要求。结论结合设计参数法和灵敏度分析法修改后的有限元模型能够比较准确地反映结构的动态特性,可提高结构动力学修改的效率。     

区间参数结构动力优化的改进方法

针对区间参数结构,提出一种改进的动力响应的区间优化方法。由于区间优化问题一般要比确定性优化问题的求解复杂得多,因此,通过优化结构动力响应区间值的上界,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题。为了得到结构动力响应更加准确的区间值,把结构动力响应Taylor展开式中的一阶导数也看成区间的,这样得到的区间值能近似包含精确值。在区间优化方法中,设计变量的中值和半径都被选为优化变量,可以得到比传统确定性优化方法更多的优化信息。把该方法应用于典型刚架结构,优化结果表明,区间优化方法不仅能得到与传统优化方法大致相当的设计变量最优值,还能得到实际问题中当设计变量取不到最优值而有微小变化时,目标函数值的一个变化范围。     

PI参数自动寻优控制器设计

针对传统比例-积分-微分(PID)控制器参数整定困难的问题,提出一种新型比例-积分(PI)参数自动寻优控制器(SPO).先确定PI参数的取值范围,按一定取值间距建立PI参数的查找表;针对反馈跟踪控制的3个性能指标,包括上升时间、超调量和稳态误差,分别根据查找表的参数进行轮询式测试,建立3个独立的性能评价数据库;根据满意度函数映射和自动规则产生算法,将3个评价数据库分别用函数表示;为了综合考虑3个性能指标,使系统控制的整体性能达到最佳,引入了价格函数;最后通过基于层截面颗粒度分析的图形算法,寻找出最优的PI参数.在原子力显微镜(AFM)上的实验证明,本控制器能自动寻找出适合当前系统状态的最优PI参数,可避免由于人为经验因素对扫描成像造成的影响,从而取得更好的扫描图像.     

支架结构建模中设计参数的修正与优化

为降低某支架有限元建模的参数设置误差。根据有限元模态和实验模态结果,建立模态频率残差向量。应用灵敏度分析法,从结构12个设计参数中选取了3个弹性模量和3个密度参数作为修正量。以模态频率残差向量和参数修正量构建目标函数,并采用优化算法行求解。修正后的有限元模态与实验模态具有高度的一致性,表明修正后的支架有限元模型能够准确地反映结构特性,同时也验证设计参数修正方法的有效性和可行性。     

履带急救车非线性减振系统动态性能优化

针对履带急救车非线性减振系统在随机激励下的动态性能优化问题,首先提出了一种基于改进的分块增维精细积分法和NSGA-Ⅱ算法的多目标参数辨识方法,对履带急救车非线性减振系统进行了参数辨识;然后,应用Sobol’法分析了减振系统各物理参数对系统输出的全局灵敏度;最后,应用遗传算法对减振系统进行了动态性能优化。结果表明：经过优化,担架台垂向振动加权加速度均方根值由原来的0.5210m/s2下降为0.4183m/s2,降幅达19.7%,减振系统动态性能得到了明显改善。     

带形状参数曲线的最优参数取值问题研究

带形状参数的曲线中所带形状参数的取值通常是一个区间,但在实际问题中往往需要确定形状参数的最优取值,以使得曲线具有良好的光顺性.针对这一问题,首先基于曲线的光顺准则建立了一个求解带形状参数曲线最优参数取值的通用数学模型,然后给出了利用遗传算法求解该模型的具体步骤,最后以两类带形状参数的曲线为例验证了所提出方法的有效性.     

基于遗传算法和梯度算法的桁架结构动力学形状优化

本文提出了一种基于遗传算法和梯度算法的桁架动力学形状优化方法 ,该方法综合了梯度算法的快速收敛与遗传算法的全局搜索能力。算例表明了本文方法的有效性和工程适应性。     

某多用途货车传动系扭振试验分析与优化

某多用途货车加速行驶时,在发动机转速1200 r/min～1500 r/min范围内,传动系出现明显振动,影响整车NVH品质.针对此问题在传动系关键节点处加装传感器,对车辆6个前进挡在加速工况下进行扭振测试,由数据处理获得传动系各部位的角加速度振幅随发动机转速变化的关系.分析获得各部位振动的主要阶次,确定发动机2阶激励...     

新型3PUPaR并联机构运动学分析与多目标优化

目的 针对传统PID在对包装运输液压顶升系统控制中参数难以整定的问题,使用多种群遗传算法(MPGA)对参数寻优。方法 采用多种群遗传算法,将算法与常规PID控制相结合。对液压系统进行分析,建立起液压系统的数学模型,将其运用到算法优化后PID控制策略的被控对象中。同时,与一般遗传算法优化后的参数进行仿真对比,考察多种群遗传算法对PID控制策略优化的有效性。结果 仿真结果表明,多种群遗传算法优化后的参数能使被控对象很快地收敛于稳态。整个系统响应速度快、稳态误差小、超调量小,而一般的遗传算法得到的参数陷入局部最优,无法在较短时间内得到全局最优解。结论 所提出的优化算法对PID参数整定有良好的效果,能满足系统的控制要求。