基于VPT高速电梯性能分析及动力学参数优化

高速电梯在水平和垂直方向的振动是影响舒适感的主要因素。为了提高舒适型并缓解振动和冲击对电梯内部仪器的影响,对电梯振动的动力学参数进行了优化。通过虚拟样机技术(virtual prototype technology,简称VPT)在虚拟样机中完成对高速电梯运行过程中速度和加速度的仿真分析;运用灵敏度分析法,分别通过固有频率分析和信号频域分析对影响电梯系统垂直和水平方向的振动动力学参数进行了优化。仿真结果显示,优化后的电梯系统垂直方向的振动加速度由原来的1.12 m/s2降为1.04 m/s2,轿厢水平方向的振动加速度小于0.1 m/s2,使垂直和水平方向的振动加速度最大幅减小,提高了电梯的乘坐舒适感,为高速电梯系统的优化设计与研发提供一条有效途径。     

基于VPT高速电梯性能分析及动力学参数优化

高速电梯在水平和垂直方向的振动是影响舒适感的主要因素。为了提高舒适型并缓解振动和冲击对电梯内部仪器的影响,对电梯振动的动力学参数进行了优化。通过虚拟样机技术(virtual prototype technology,简称VPT)在虚拟样机中完成对高速电梯运行过程中速度和加速度的仿真分析;运用灵敏度分析法,分别通过固有频率分析和信号频域分析对影响电梯系统垂直和水平方向的振动动力学参数进行了优化。仿真结果显示,优化后的电梯系统垂直方向的振动加速度由原来的1.12m/s2降为1.04m/s2,轿厢水平方向的振动加速度小于0.1m/s2,使垂直和水平方向的振动加速度最大幅减小,提高了电梯的乘坐舒适感,为高速电梯系统的优化设计与研发提供一条有效途径。     

高速湿式离合器低带排转矩参数优化设计

为了降低湿式离合器高速工况下产生的带排转矩,以某履带车辆湿式离合器为研究对象,在传统低速带排转矩模型中引入并计算了等效半径,推导了含径向槽湿式离合器高速工况下的带排转矩计算模型;建立了以离合器3个工况参数、摩擦片5个结构参数为设计变量,以最小带排转矩为优化目标的优化设计模型,基于鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm,WOA）对目标函数进行求解,优化后带排转矩减小了35.6%;并利用Simulink建立了目标函数的动态响应模型,对优化结果进行验证。结果表明,所设计优化方法有效,可为湿式离合器的结构设计和参数优化提供参考。     

电梯滚动导靴横向隔振性能分析与优化

为研究高速电梯滚动导靴的水平隔振性能,采用理论建模与仿真结合的方法完成了对轿厢系统的横向振动分析.首先对电梯横向振动的原因及振动评价指标进行分析;然后对轿厢系统进行简化,建立导靴-1/4轿厢系统2自由度水平动力学模型,进而基于ADAMS进行了电梯水平振动仿真,并对比仿真与理论计算结果,分析了电梯轿厢的水平振动特性;最后...     

高速电梯多自由度水平动态特性及其仿真的研究

电梯水平动态特性对高速运行的电梯有较大影响。文中通过对高速电梯轿厢水平振动的分析,将影响电梯水平振动的导轨不平顺度、导轨的弯曲与导靴自身缺陷等重要因素转化为导轨对导靴的接触力,同时考虑到导轨长度接头方向工作过程的激励力,建立了高速电梯轿厢多自由度水平振动模型。然后,再通过MATLAB仿真得到高速电梯轿厢水平振动的动力学模型曲线,与实际测得电梯轿厢水平振动曲线有较高的吻合度,由此证明该模型方法的可行性和实用性。     

高速电梯水平振动的鲁棒控制

为了研究高速电梯的水平振动,基于刚体动力学理论,建立电梯轿厢水平振动的空间动力学模型.为了消除参数不确定性及外扰作用的影响,应用Lyapunov方法,分别针对轿厢的平动和转动设计位置鲁棒控制器和姿态鲁棒控制器.其中应用位移、速度和加速度反馈和Lyapunov方法设计位置控制律;应用输入/输出反馈线性化和Lyapunov方法设计姿态控制律.仿真研究表明,所设计的控制器有较好的性能,在参数不确定性和扰动存在的情况下,能有效降低电梯的水平振动.     

基于振动响应的一般平面机构动平衡方法

针对一般高速机构的动平衡问题,提出了一种普遍适用的基于振动响应的动平衡优化方法。与传统动平衡方法不同,该方法直接以降低振动响应为目标。通过频域内的振动响应分析,构造了系统的广义激振载荷向量和广义振动特征矩阵,建立了一个以构件质量参数为设计参数、以机座振动响应为目标函数的动平衡优化模型。     

立式振动磨关键结构参数的多目标优化设计

以获得立式振动磨最佳粉碎效果为目的,建立了立式振动磨参数化仿真模型,采用拉丁超立方方法生成样本数据,构建了立式振动磨响应面近似模型且其精度达到可接受水平。以振动强度、撞击力最大,研磨介质体积最小为目标函数,采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对响应面近似模型进行多目标优化设计,得到Pareto最优解集和Pareto前沿图,为立式振动磨结构设计和参数选择提供理论指导。最后,通过立式振动磨的优化算例说明了该方法的有效性。近似模型方法能提高优化效率,且该研究也为其他复杂模型的设计优化问题提供了一种方法。     

超高速电梯振动状态远程监控系统的设计

基于压电传感器和多通道动态信号解调仪,设计了超高速电梯振动状态远程监控系统.这一系统利用光纤链路将压电振动加速度传感器所检测的振动数据长距离传输至数据中心,构成远程监控网络.在设计中,利用线性弹簧-阻尼系统构建超高速电梯的水平振动模型,并开发相应的数据采集和软件分析系统.通过试验表明,这一超高速电梯振动状态远程监控系统的重复性、稳定性良好,能够实现实时响应,可以对振动进行快速傅里叶变换分析,计算得到各阶谐振频率和幅度,试验结果与理论预期一致.     

基于近似模型的高速列车头型多目标优化设计

为改善高速列车气动性能,建立一套高效的多目标气动优化设计方法,对流线型头型进行多目标气动优化设计。建立高速列车流线型头型三维参数化模型,并提取5个优化设计变量;为减少优化设计时间,利用最优拉丁超立方设计方法在优化设计空间中进行均匀采样,利用计算流体力学方法获得对应于各个采样点的气动载荷,利用Kriging代理模型构建优化设计变量和气动载荷之间的近似模型;利用多体系统动力学方法计算气动载荷作用下的高速列车轮重减载率;以气动阻力和轮重减载率为优化目标,利用多目标遗传算法NSGA-II对高速列车流线型头型进行多目标优化。优化设计变量和优化目标均呈现收敛的趋势,采用Kriging近似模型优化计算的Pareto前沿与采用CFD（Computational fluid dynamics,CFD）优化计算的Pareto前沿较为接近。优化后高速列车的气动阻力最多可降低3.27%,轮重减载率最多可降低1.44%,气动阻力最优的头型与轮重减载率最优的头型的主要差异在于中部辅助控制线的变化,前者向内凹,后者则向外凸。     

基于GABP和改进NSGA-Ⅱ的高速干切滚齿工艺参数多目标优化决策#br#

针对高速干切滚齿过程中的工艺参数优化决策问题,提出一种基于加工工艺样本预测和多目标遗传优化算法的工艺参数优化决策方法。基于实际加工工艺样本集,以改进的多目标遗传算法（improved NSGA-Ⅱ）为主体模型,以最大刀具寿命、最小加工能耗为优化目标,以加工质量、加工时间为约束条件,利用遗传反向传播算法（GABP）神经网络建立关于加工优化目标的预测模型,将其作为多目标优化模型的适应度函数;通过DBSCAN算法获取待优化滚齿工艺问题的相似样本集,建立多目标优化问题输入区间;构建面向待优化滚齿工艺问题的多目标优化模型,迭代搜索最优工艺参数集。     

高速电梯动态气动特性研究及井道结构优化

针对高速电梯动态运行过程中的气动力学问题,对电梯的动态运行特性及井道结构进行了研究及优化。以高速及超高速电梯的动态运行过程为分析对象,采用弹性光顺结合网格重构方法完成了动态网格生成,模拟计算了电梯动态运行过程中复杂的湍流气动特性,重点给出了动态运行过程中产生气动阻力的规律;以轿厢阻力、流场压强等为优化参数,进行了井道结构的优化设计;通过建立不同的井道结构计算模型,分析了不同阻塞比、开口比等参数对轿厢动态运行特性的影响规律。研究结果表明:加速过程结束时电梯轿厢所受空气阻力最大,阻塞比每提高10%,可增加3倍的轿厢阻力;在实际安装时开口比宜取0.25及以上。     

立式磨机减速器模态—振动联合优化分析

针对目前立式磨机传动系统模态优化和结构系统振动优化很难联合开展的现状,以立式磨机减速器齿轮箱结构系统尺寸参数和传动系统尺寸参数为设计变量,以减速器齿轮箱的固有频率避开系统特征频率和箱体振动最小为目标函数,箱体体积、箱体等效应力和综合位移为约束条件,以多目标优化理论为基础,将模态优化和振动优化进行加权处理,在ANSYS中构建了模态—振动联合优化有限元模型,采用先零阶后一阶的优化方法进行迭代求解。优化结果表明,优化后系统固有频率与特征频率的接近率为20.7%,同时振动水平减小了28.4%,联合优化的优化效果良好,研究工作可为多目标联合优化提供方法借鉴,同时对减振降噪实际工程应用也有重要的参考。     

悬臂梁式压电振动换能器的稳健设计

悬臂梁式压电振动换能器是一种新型的供电装置,从田口稳健设计的经验方法出发,结合悬臂梁式压电振动换能器的理论模型,以换能器的4个结构参数为优化参数,设计了以输出平均功率和工作频带宽度为优化目标的稳健优化设计方案.以Matlab/Simulink仿真模型作为稳健设计中设计参数与设计目标的纽带,并通过M文件编程,实现稳健设计的自动化.采用内外正交表交叉计算,优化目标的信噪比,通过对优化目标信噪比的方差分析,得到一组最优设计参数.将该组数据对应的换能器与单目标最大的典型参数对应的换能器性能进行对比,表明该组参数下,换能器有较好的工作特性.     

高速角接触球轴承优化设计

运用球轴承拟静力学设计分析方法,引入“套圈滚道控制假说”,建立了高速角接触球轴承多目标函数的优化设计模型和优化算法,采用分层序列和目标综合的方法,开发了高速角接触球轴承优化设计和绘图软件,并获得了７１８、７１９、７（１）０、７（０）２四个系列共计１１３个型号轴承的优化主参数。     

仿真数据驱动的长期服役电梯导轨故障迁移诊断方法

现有的电梯导轨故障诊断研究存在水平振动分类数据稀缺,训练和测试数据集分布差异较大等问题。提出了一种仿真数据驱动的长期服役电梯导轨故障迁移诊断方法。首先构建电梯轿厢的水平动力学模型,将不同类型的导轨故障激励作为系统输入进行仿真,获得丰富的轿厢水平异常振动数据;然后融合残差网络和卷积注意力机制来提取故障特征,采用子领域自适应方法实现无监督场景下源域与目标域条件分布的对齐;最后使用不同工况下的电梯水平振动数据作为目标域对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法在无监督跨域场景下具有较高的故障诊断精度,为解决长期服役电梯的故障数据稀缺问题提供了参考。     

基于混沌粒子群算法的电梯混合能源系统控制优化

电梯混合能源控制优化是对电梯、太阳能、蓄电池、超级电容等设备间的能量交换进行控制优化。根据电梯系统的特点,在满足电梯所需能量的前提下,以电网所需的耗电量最小为优化指标,建立电梯的混合能源优化目标函数。其中目标优化函数中的变量如0-1等非连续的开关变量,其混合能源管理优化过程是非线性变参数优化问题,难以用普通的解析方法进行计算。采用混沌粒子群算法的智能求解策略,通过对某电梯的仿真,验证了模型和算法的有效性。     

新型高速液压缸内缓冲装置及其特性的研究

针对高速液压缸在高速运动中存在强烈冲击问题,提出了一种新型高速液压缸内缓冲装置,并对其缓冲机理进行了分析。通过选择节流孔数量、孔径以及分布位置作为设计变量,以相应位置的理想节流面积与实际节流面积的差作为目标函数,采用MonteCarlo算法作为优化方法,经过一系列的寻优迭代,从而获得了优化后的缓冲结构参数。在AMESim中构建了其系统仿真模型,基于仿真模型分析了关键参数对缓冲性能的影响规律。研究结果表明该缓冲装置缓冲过程平稳且缓冲过程时间短,能够满足高速液压缸的缓冲要求。     

基于响应面模型的手性超结构固有频率灵敏度分析及多目标优化

韧带型手性超结构是新型的负泊松比缓冲减震材料,四韧带手性结构是其中结构较为简单且减震效果较好的一种。但振动在衰减的过程中,材料过低的固有频率极容易产生低频共振,造成结构破坏。因此减震性能要求材料尽可能实现轻量化的同时提高其固有频率。降低质量和提高固有频率两个目标具有一定冲突,需要对四韧带手性结构进行结构参数多目标优化,获得最优的结构参数组合。通过有限元分析和中心复合试验设计方法（CCD）构建出四韧带型手性超结构关于质量和固有频率的响应面代理模型。基于响应面代理模型计算出手性超结构各重要参数的灵敏度数值,获得对固有频率和质量影响较大的结构参数。最后以高灵敏度响应的结构参数作为优化变量,固有频率和质量作为优化目标,运用优化设计方法和多目标遗传算法计算出四韧带型手性超结构参数的最优解。基于响应面模型的多目标优化设计方法为减震降噪的新材料的优化提供了设计思路和参考。     

高速电梯水平振动主动控制研究

针对高速电梯的水平振动问题,开发了一种电梯液压主动导靴。在介绍其工作原理的基础上,给出了液压主动导靴以及电梯轿厢的数学模型,并设计了模糊控制器。仿真研究表明,所设计的电梯液压主动导靴与被动导靴相比,有较好的性能,能够有效地降低电梯的水平振动。