基于关键链多项目鲁棒调度

为提高关键链项目调度解的鲁棒性,以鲁棒性指标最大化和多项目工期最小化为目标,提出基于关键链的多项目鲁棒性调度模型。在求解模型方面,为打破优先规则的局限,求解得到解的鲁棒性和质量鲁棒性均较优的关键链调度方案,提出一种关键链多项目调度混合优化算法,通过遗传算法寻找活动的优先权列表,结合基于优先权的关键链多项目调度算法,生成关键链多项目调度计划。通过算例验证并与其他算法进行比较,验证了所提模型和算法的有效性。     

集成化车间作业计划动态关键路径编制算法

针对单件小批生产加工装配式制造的特点,结合车间作业计划与物料需求计划的集成化管控需求,提出了基于生产过程网络图的动态关键路径作业计划编制算法.算法按照零部件加工装配过程中的工艺顺序和装配关系,将计划期内订单的形成过程抽象化为生产过程网络图,并将物料需求计划映射为网络图中的节点,进行生产能力控制和加工装配约束.以生产过程网络图为作业计划编制的对象模型,以订单的交货期为依据,采用倒排的方式,通过动态寻找网络图中的关键路径来确定车间作业计划顺序和资源分配.通过某密封产品生产企业机加车间生产计划编制的实例,证明了该算法能快速有效地在有限生产能力条件下编制高效可行的车间作业计划,保证作业计划与物料需求计划的一致性.     

传感器网络层级结构路径覆盖控制方法

针对路径覆盖节点控制策略问题,利用路径覆盖的特点,提出了一种基于层级结构的节点覆盖控制方法.通过对节点感知监测目标的先后顺序,在保障不丢失监测目标的前提下,建立了节点层级模型和关联模型,设计了以开启节点数目和均衡能耗为优化目标的覆盖控制策略.仿真结果表明,该方法较基于冗余节点的覆盖控制方法,可以有效地改善节点的能耗效率,从而起到提高网络服务质量,延长网络寿命的目的.     

多种路径形式组合的柔性针二维路径优化

针对斜尖柔性针在二维组织中的路径优化问题,首先引入了针的Unicycle运动学模型,并利用旋量理论和指数积方程计算了运动学正解,从运动学的角度证明了穿刺直线路径的可行性。基于运动学模型,分析了柔性针穿刺路径的形式,考虑入针姿态的优化,提出了采用多种路径形式组合的路径优化算法,建立了优化目标函数。在有无障碍两种情况下分别对针的穿刺路径进行了优化计算和仿真研究。仿真结果证明,采用该算法能有效地绕过障碍,准确达到靶点,并保证路径最优。在通常临床情况下,最优路径一般为控制度为2的包含直线形式的路径。
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球头铣刀铣削球面的表面形貌建模与仿真研究

基于齐次坐标矩阵变换原理和矢量运算法则,建立了工件坐标系下球头铣刀扫掠面的数学模型,基于Z-MAP法设计了球形表面形貌的生成算法,利用该算法对球头铣刀分别采用3D环绕法和放射加工法这两种典型走刀路线加工凸球面,并对加工后的表面形貌进行了仿真,通过分析对比仿真结果,发现3D环绕法更有利于减小表面粗糙度。同时,仿真结果和试验结果具有较高的吻合度,表明该仿真方法是可靠的,可以用于实际生产中球头铣刀铣削球面表面形貌的预测。     

基于A*算法和人工势场法的移动机器人路径规划

针对复杂非结构化环境下移动机器人的路径规划问题,提出了将全局与局部规划算法相融合的路径规划方法。首先,对传统A*方法进行了有效的改进,新的A*算法能够完成机器人的路径规划任务,利用二次A*搜索方法得到了优化后的路径点,缩短了移动机器人的行驶路径。进一步,动态切点法可以有效地对已规划路径进行平滑处理;然后,综合考虑路径和环境的情况,采用改进的人工势场方法对移动机器人进行了局部路径规划,通过增设虚拟子目标的方法解决局部极小值问题,利用自适应步长调节算法对移动机器人的步长进行了动态优化;最后,针对不同场景,利用数值仿真将该算法与传统算法进行比较,结果表明该算法在不同环境路径规划的问题上具有一定的先进性和优越性。     

非球面磁性复合流体抛光路径误差分析与仿真

针对光学系统中对非球面元件的精度要求,设计了直线光栅式的抛光轨迹,并用磁性复合流体以这一抛光轨迹抛光非球面。根据抛光轨迹和非球面方程计算出每个抛光点的坐标;根据抛光点坐标和抛光头的抛光姿态计算出对应的抛光头中心点的坐标;建立相邻两抛光点的弓高误差模型,仿真出弓高误差模型并分析弓高误差的变化规律;根据弓高误差变化规律,用等弓高误差变步长控制算法实现弓高误差的一致性,提高加工质量。     

真空环境下小孔节流式静压气体轴承流场特性与轴承性能分析

以真空环境下具有排气系统的圆盘形简单孔式节流静压气体轴承为研究对象,忽略过渡流,将流场分成黏性流和分子流区域,利用基本流动方程,推导出黏性流转变为分子流的临界半径,计算转变位置处的临界压力,纠正了前人在相关研究中部分计算式推导和分析结果错误。在此基础上,研究了临界半径和临界压力之间的相互制约关系,气流通道、气腔压力、气腔大小等对临界半径和临界压力的影响,润滑气体分子直径、质量和温度对特征压力影响和对气腔压力的约束,给出了提高轴承性能需着重考虑的因素,为真空下静压气体轴承的性能计算和设计参数优化提供了参考。     

基于典型栅格地图的代价地图改进方法

针对具有多种路况的复杂环境,提出了一种基于栅格地图的代价地图构建方法。改进方法分别从移动机器人可通过安全性和可通过消耗性2方面对普通的布尔栅格地图进行改进。首先,建立以机器人与障碍物距离为变量的递减代价函数和以不同路况能耗占比为变量的代价函数;然后,根据2种代价函数确定每个栅格的代价值;最后,将生成的2种代价地图融合,得到改进地图。以A*算法为例,修改其估值函数以适应新的地图,通过仿真实验对比传统地图和改进地图下的路径规划情况。实验结果表明,相对于传统的栅格地图,改进地图下规划出的路径始终保持着距离障碍物的安全距离,并且对不同价值的道路进行了选择与规避,有效地保证了移动机器人在运动过程中的安全性,并且根据实际情况考虑了能耗代价改变了路径选择,实现了多路况复杂环境下的路径规划,验证了地图改进方法的可行性。     

光学电压传感器互易性光路研究

提高光学电压传感器光路中光波相位差传输稳定性的关键是对系统光路寄生干扰相位差的抑制。为此研究了一种基于晶体材料Pockels效应,并结合sagnac光路结构形成的光学电压传感器,在分析该光路结构互易性机理基础上,提出了将系统光路改为使用熊猫型保偏光纤和低双折射旋转光纤相结合的形式以消除光敏感电路段产生的模式相位差,从而提高了传感器光路互易性。建立了系统光路温度场与热应力数学模型,利用有限元仿真研究了外界环境温度对其相位差传播产生的影响特性,得到外界温度每增加1℃,光路双折射平均减小2.275 21×10~(-7)。基于此,对该互易性光路进行了实验研究,实验表明:温度对测量结果最大影响为1.733 9%/℃,当环境温度上升10℃时,相比光路全采用熊猫型保偏光纤,传感器测量准确度从6.008%提高至1.53%;当温度上升20℃时,准确度从52.016%提高至8.13%。可初步证明该互易性光路的可行性。