基于概率地图的工业机器人路径搜索优化算法

为解决机器人在装配、焊接、喷涂等工业生产中的路径规划调试时间长、效率低等问题,提出一种新的基于概率地图的路径搜索优化算法。该算法首先利用混合包围体层次树碰撞检测算法的优势,在每两个采样位姿点间选出无碰撞的局部路径;然后,在获取始末点位姿信息后,引入A*算法搜索全局路径;最后采用提出的路径优化算法对搜索得到的全局路径进行优化。以此实现只需给出运动初始点与目标点,算法就能自动搜索出一条无碰撞的全局优化路径。仿真和机器人实体实验表明该算法适用于工业机器人的路径搜索,所得机器人运动路径简短,并有效地避开障碍物。     

基于轨迹-传热耦合模型的温度场特性研究

以喷涂机器人工具中心点(Tool Center Point,TCP)及等离子热源中心点的位置一致性为结合点,利用FLUENT中的UDF模块加载TCP实时位置和等离子体射流以及高温粒子热源数学公式,构建了机器人运动轨迹与等离子喷涂过程传热行为之间的耦合模型,并通过仿真实验研究了特定机器人轨迹在基体表面形成的温度场分布情况。     

圆锥滚子轴承接触应力数值求解与凸度优化

在系统介绍有限长线接触滚动轴承接触应力求解理论的基础上,编制MATLAB求解程序对圆锥滚子轴承的接触应力和变形进行求解,并举例对程序的可行性进行验证。其次,针对工程对数凸度曲线应用于圆锥滚子轴承的凸度优化中出现的滚子小端应力大于大端应力的情况对工程对数曲线进行改进,最后举例进行了验证,结果显示滚子和滚道接触应力沿滚子长度方向的分布更加均匀。     

某消声器插入损失有限元计算及优化

以插入损失为评价指标,基于ANSYS和Matlab软件,采用根据插入损失定义模拟安装消声器前后排气系统出口声压得到插入损失的方法(直接模拟法),以及采用求解消声器传递矩阵四端子参数得到插入损失的方法(间接模拟法),对某型号消声器A的插入损失进行有限元计算,并对结构进行改进。通过实验验证计算结果的可靠性。结果表明:直接模拟和间接模拟两种有限元分析方法均可有效预测插入损失,改进后的消声器B的插入损失有一定的提高,证明了插入损失的有限元分析在消声器设计制造过程中的可行性。     

考虑可再生能源随机性的孤岛微网容量优化配置方法

针对孤岛微网中分布式电源出力存在随机性的问题,提出一种考虑随机性的微网容量优化配置方法.首先对微网内部随机性因素进行建模,利用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟的方法获取随机性出力电源出力与负荷功率;在此基础上,以经济性为主要目标,综合协调可靠性和环保因素,考虑电力平衡等约束,建立微网容量优化配置数学模型,采用遗传算法进行求解,并对结果进行敏感性分析.对某海岛地区微网进行案例分析,结果表明该方法实用有效,且约束条件对求解过程和最终方案的影响较大.     

预应力混凝土管桩后注浆器的研制与应用

针对目前预应力混凝土管桩后注浆器仅能单独实现桩底或桩侧注浆、结构形式不合理等问题,进行了后注浆器的设计与优化,并将研制的后注浆器应用于工程。设计了3种结构形式的注浆器,通过分析将要达到的注浆效果和结构形式,优选结构一进行优化。利用ANSYS有限元分析软件,优化了结构一的配筋率,验算了注浆通道的强度和刚度。通过现场应用表明,研制的注浆器性能稳定可靠,能够显著提高单桩竖向抗压极限承载力,对提高管桩性价比具有很好的效果。相比于其他注浆器,该注浆器首次实现由压力控制桩底—桩侧联合注浆,能够防止浆液回流,确保桩底、桩侧的注浆量。     

外钳式管道坡口机定圈的有限元分析及结构优化

外钳式管道切割坡口机是油气集输与抢险作业的重要设备,而定圈是外钳式管道切割坡口机的核心部件,其截面形状及大小是影响外钳式管道坡口机可靠性和便携性的关键因素。为此,采用现代设计手段,建立了定圈的三维计算模型,并按照设备在工作中的受力情况进行有限元分析,对不同截面形状和面积的定圈进行结构对照优化。结果表明:合理的定圈截面形状不仅可有效提高定圈的刚度,增加设备的可靠性,同时还能减小定圈重量,提高携带性能。     

响应面法优化超声波辅助提取柚叶多酚的工艺研究

以柚叶为原料,采用响应面法优化超声波辅助提取柚叶多酚的工艺,在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken试验设计,对影响柚叶多酚提取率的提取温度、超声功率、液料比、超声时间等工艺条件进行优化,建立了提取各因素与柚叶多酚提取率的二次多项式模型。结果表明,超声波辅助提取柚叶多酚的最佳工艺条件为:提取温度63℃、超声功率245 W、液料比(m L/g)25、超声时间28 min,柚叶多酚提取率为29.14 mg/g,与模型预测值(29.42 mg/g)相比,其相对误差为0.95%,验证了该模型的有效性。     

双酶酶解11S球蛋白的工艺优化研究

以大豆分离蛋白为原料,采用等电点冷沉法提取11S大豆球蛋白,选用碱性蛋白酶、胃蛋白酶对11S大豆球蛋白进行双酶酶解。以水解度为指标,考察酶添加量、温度、p H和时间对酶解液水解度的影响,通过单因素试验和正交试验得到最佳水解工艺条件。在单酶水解的基础上,组合碱性蛋白酶和胃蛋白酶,按照分步水解的方式对11S大豆球蛋白进行复合酶解,得到的最优参数为:胃蛋白酶在温度35℃、p H 3.0、酶添加量1 500 U/g的条件下水解1 h,碱性蛋白酶在温度50℃、p H 10、酶添加量12 000 U/g的条件下水解5 h,得到的11S球蛋白酶解物水解度为19.65%,比碱性蛋白酶单酶水解时高14%。     

大规模定制下纺织服装供应链订单决策优化

在大规模定制环境下,纺织服装供应链成员间通过协作对客户订单进行决策及处理。考虑到纺织服装供应链采用模块化与定制化相结合(MTS+MTO)的生产方式,通过对纺织服装生产企业和供应商的利润函数分析,基于Nash均衡建立非合作策略下的纺织服装供应链订单决策一般模型。在此基础上,讨论纺织服装供应链成员间协商合作的情形对订单决策进行Pareto优化。分析表明,通过订单决策优化可确定最优定价和最佳交货期,在满足客户需求的同时为纺织服装供应链企业带来最大化利润。