基于参数优化的JTC补偿电容容值估计与故障识别 被引量：2

1

作者 王世林 王钟锐 +2 位作者 陈光武 周鑫 李鹏 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期909-920,共12页

为满足“十四五”规划中提出的安全发展要求,针对无绝缘轨道电路中补偿电容故障识别困难、工作状态难以监测的问题,基于电磁场理论与传输线理论,建立了模拟轨道检测车技术的联合仿真模型,对补偿电容的工作状态进行分析并依据分析结果进... 为满足“十四五”规划中提出的安全发展要求,针对无绝缘轨道电路中补偿电容故障识别困难、工作状态难以监测的问题,基于电磁场理论与传输线理论,建立了模拟轨道检测车技术的联合仿真模型,对补偿电容的工作状态进行分析并依据分析结果进行故障识别与定位。首先,提出一种“相关性中心频率比”的适应度函数,以解决变分模态分解需要预先设置模态个数与惩罚因子的问题;其次,改进蜣螂优化算法,并利用改进后的算法对变分模态分解的参数进行寻优;最后,利用优化参数对仿真数据进行变分模态分解,以能量为特征进行特征提取,根据每个补偿电容的作用区域的能量特征来表征相应补偿电容的工作状态,得到区段中每个补偿电容的特征与容值大小的关系曲线,拟合后得到补偿电容容值估计公式,并利用轨道电路真实数据进行了验证。结果表明,改进算法较未改进的算法及其他主流优化算法,具备更快的收敛速度和更好的寻优结果,补偿电容容值估计值与实际数据的绝对误差仅为2.7μF,故障电容识别准确率达96.6%。研究结果表明,本文所提方法在检测车这一技术环境下,可以为现场补偿电容故障识别与容值估计提供了较为可靠的参考。 展开更多

关键词 补偿电容 容值估计 变分模态分解 有限元模型 改进的蜣螂优化算法

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航空发动机机匣数控加工参数研究 被引量：1

2

作者 张新运 王泽箫 +2 位作者 曹岩 董建 耿楠 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第8期9-15,共7页

航空发动机机匣作为发动机的主要零部件,通常选用高温合金毛坯加工而成,铣削力等评价指标将严重影响此类零件的加工效率以及加工质量。首先,通过研究机匣的加工工艺,应用DEFORM-3D软件对材料为镍基合金GH4169的机匣粗铣加工过程进行了... 航空发动机机匣作为发动机的主要零部件,通常选用高温合金毛坯加工而成,铣削力等评价指标将严重影响此类零件的加工效率以及加工质量。首先,通过研究机匣的加工工艺,应用DEFORM-3D软件对材料为镍基合金GH4169的机匣粗铣加工过程进行了铣削仿真分析,以铣削力为评价指标,通过仿真分析,得到不同铣削参数下铣削力的变化规律。其次,针对仿真结果进行方差分析,得出不同指标对铣削力的影响大小,根据仿真结果对参数进行拟合,建立机匣铣削加工过程中铣削力预测模型。最后,运用遗传算法进行算法寻优,得到一组最优的铣削参数,为机匣实际加工提供指导依据。 展开更多

关键词 机匣加工工艺 有限元仿真 预测模型 算法寻优

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局部贴敷阻尼层空间管路有限元建模及贴敷位置优化 被引量：1

3

作者 李家鑫 王栋 孙伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期147-157,共11页

为了降低处于服役阶段的航空发动机管路的有害振动,描述了一种在管体表面局部贴敷黏弹性阻尼层对管路进行减振的方法,主要包括阻尼层-空间管路系统动力学有限元建模及阻尼层贴敷位置优化。在建模上,基于ANSYS平台建立了满足寻优算法调... 为了降低处于服役阶段的航空发动机管路的有害振动,描述了一种在管体表面局部贴敷黏弹性阻尼层对管路进行减振的方法,主要包括阻尼层-空间管路系统动力学有限元建模及阻尼层贴敷位置优化。在建模上,基于ANSYS平台建立了满足寻优算法调用的阻尼层-空间管路参数化有限元模型。同时,整个模型引入了两种阻尼,分别是卡箍的支撑阻尼和黏弹性阻尼层的材料阻尼。在贴敷位置优化方面,创建了以阻尼层贴敷位置为设计变量、以1阶最大共振响应最小为优化目标的优化模型,并给出了采用遗传算法对该优化模型进行求解的流程。最后进行了实例研究,用搭建的贴敷阻尼层空间管路试验系统校验了所创建的阻尼层-空间管路分析模型的合理性。在此基础上,执行了阻尼层位置优化,获得了在可移动范围内使共振响应最小的阻尼层贴敷位置方案,并通过与5种随机方案的数值比较证明了优化结果的合理性。 展开更多

关键词 黏弹性阻尼层 空间管路 有限元建模 贴敷位置优化 遗传算法

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基于PSO-GRNN的大跨桥梁有限元模型修正方法 被引量：3

4

作者 周红利 周广东 +1 位作者 刘凯凯 奚佳欢 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1489-1495,共7页

为了对大跨桥梁的有限元模型进行高精度修正,提出了一种基于粒子群算法-广义回归神经网络(PSO-GRNN)的方法.该方法采用广义回归神经网络(GRNN)来描述有限元模型输出与待修正参数之间的复杂非线性映射关系,利用粒子群(PSO)算法对GRNN的... 为了对大跨桥梁的有限元模型进行高精度修正,提出了一种基于粒子群算法-广义回归神经网络(PSO-GRNN)的方法.该方法采用广义回归神经网络(GRNN)来描述有限元模型输出与待修正参数之间的复杂非线性映射关系,利用粒子群(PSO)算法对GRNN的光滑因子进行优化.采用一座大跨钢箱梁悬索桥的有限元模型对提出的修正方法进行了验证.研究结果表明:经过PSO优化后的GRNN能够更加准确地描述频率-待修正参数之间的非线性关系,预测误差显著减小;相比于误差反向传播(BP)神经网络方法,GRNN方法和PSO-GRNN方法修正后的频率误差更小;由于PSO的优化,PSO-GRNN方法修正后的频率误差进一步减小,最大误差不超过5%;基于PSO-GRNN的修正方法可广泛用于各种大跨桥梁有限元模型的修正. 展开更多

关键词 大跨桥梁 有限元模型 模型修正 广义回归神经网络 粒子群算法

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大跨斜拉桥基于遗传算法的传感器优化布置方法 被引量：21

5

作者 刘宇 毕丹 李兆霞 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期825-829,共5页

以润扬大桥斜拉桥为研究对象,分析了基于遗传算法的加速度传感器优化布置实施的过程,包括传感器布设位置的编码以及控制参数、目标函数和评价指标的选取.探讨了遗传算法目标函数类型、需要监控的振型数量等因素对优化布置方案的影响,提... 以润扬大桥斜拉桥为研究对象,分析了基于遗传算法的加速度传感器优化布置实施的过程,包括传感器布设位置的编码以及控制参数、目标函数和评价指标的选取.探讨了遗传算法目标函数类型、需要监控的振型数量等因素对优化布置方案的影响,提出了Gramian矩阵行列式值、MAC矩阵非对角元均方根、MAC矩阵非对角元最大值、Gramian矩阵元素和以及模态应变能这5种可行的优化布置方案评价指标,分析了多目标函数优化布置方法与单目标函数方法相比的优越性.研究结果表明,Gramian矩阵行列式是较优越的目标函数,并建议采用Gramian矩阵行列式值、MAC矩阵非对角元均方根和MAC矩阵非对角元最大值作为布点方案的评价指标.利用基于环境激励的斜拉桥现场测试数据对以上计算得到的优化布置方案和结论进行了验证. 展开更多

关键词 遗传算法 加速度传感器 有限元模型 优化布置 斜拉桥

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大跨度桥梁模型修正方法研究 被引量：5

6

作者 刘纲 杨溥 +1 位作者 侍刚 岳笛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期19-22,共4页

提出一种通用有限元程序和数学软件相结合的大跨度桥梁有限元模型修正方法。根据摄动理论,将原优化问题转化为求解一系列灵敏度不变的优化子问题,从而方便简单地实现大跨度桥梁的模型修正。数值模拟及采用静、动态实测数据对石板坡长江... 提出一种通用有限元程序和数学软件相结合的大跨度桥梁有限元模型修正方法。根据摄动理论,将原优化问题转化为求解一系列灵敏度不变的优化子问题,从而方便简单地实现大跨度桥梁的模型修正。数值模拟及采用静、动态实测数据对石板坡长江大桥复线桥进行模型修正的结果表明,该方法不但具有可行性,还能大大降低计算工作量,修正后的模型可以作为后续计算的基准模型。 展开更多

关键词 大跨度桥 有限元模型 模型修正 优化

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基于热叠加模型的叠层3D多芯片组件芯片热布局优化研究 被引量：12

7

作者 梁颖 黄春跃 +1 位作者 阎德劲 李天明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2520-2524,共5页

叠层三维多芯片组件(3D Multi-Chip Module,MCM)芯片的位置布局直接影响其内部温度场分布,进而影响其可靠性.本文研究了叠层3D-MCM内芯片热布局优化问题,目标是降低芯片最高温度、平均芯片温度场.基于热叠加模型并结合热传导公式,选取... 叠层三维多芯片组件(3D Multi-Chip Module,MCM)芯片的位置布局直接影响其内部温度场分布,进而影响其可靠性.本文研究了叠层3D-MCM内芯片热布局优化问题,目标是降低芯片最高温度、平均芯片温度场.基于热叠加模型并结合热传导公式,选取芯片的温度作为评价指标,确定出用于3D-MCM热布局优化的适应度函数,采用遗传算法对芯片热布局进行优化,得出了最优芯片热布局方案,总结出了可用于指导叠层3D-MCM芯片热布局设计的热布局规则;采用有限元仿真方法,对所得的热布局优化结果进行验证,结果表明热布局优化结果与仿真实验结果一致,本文所提出的基于热叠加模型的MCM热布局优化算法可实现叠层3D-MCM芯片的热布局优化. 展开更多

关键词 叠层三维多芯片组件 遗传算法 热布局优化 热叠加模型 有限元分析

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直齿圆柱齿轮有限元模态模型修正 被引量：7

8

作者 张昌福 褚志刚 +1 位作者 叶方标 冉恩全 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第12期1738-1742,共5页

在对直齿圆柱齿轮结构动力学特性进行准确可靠的分析时,有限元模态模型的准确性至关重要。将初始有限元模型计算的固有频率和试验模态测量的固有频率进行对比,以ANSYS优化设计模块为基础,将有限元模态模型修正问题转化为求解直齿轮固有... 在对直齿圆柱齿轮结构动力学特性进行准确可靠的分析时,有限元模态模型的准确性至关重要。将初始有限元模型计算的固有频率和试验模态测量的固有频率进行对比,以ANSYS优化设计模块为基础,将有限元模态模型修正问题转化为求解直齿轮固有频率计算值与试验值的相对误差绝对值和的最小值问题。计算结果表明,有限元模态模型修正后前6阶固有频率最大相对误差由2.99%降为1.24%,显著提高了直齿轮有限元模态模型的精度且为有限元模态模型提供了相应的阻尼特性,保证了进一步的动力学特性预测分析的准确性。 展开更多

关键词 有限元 模态分析 模型修正 固有频率 优化设计

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基于集成仿真技术的曲轴结构优化方法研究 被引量：9

9

作者 蒋元广 张保成 左正兴 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期61-63,共3页

提出了一种实用的利用成熟有限元分析平台和多学科设计优化软件进行结构优化的方法。以四缸发动机曲轴为例,采用IDEAS、VC++、iSIGHT软件构建了一个曲轴结构尺寸优化软件集成系统,实现了曲轴结构优化的整个流程,并对程序控制的实体模型... 提出了一种实用的利用成熟有限元分析平台和多学科设计优化软件进行结构优化的方法。以四缸发动机曲轴为例,采用IDEAS、VC++、iSIGHT软件构建了一个曲轴结构尺寸优化软件集成系统,实现了曲轴结构优化的整个流程,并对程序控制的实体模型参数化修改、集成框架以及连续二次规划法(NLPQL)等进行了探讨。 展开更多

关键词 内燃机 曲轴 有限元 结构优化 软件集成 连续二次规划法

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和声搜索算法在结构有限元模型修正中的应用 被引量：3

10

作者 杜永峰 李万润 +1 位作者 李慧 唐少玉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第5期106-110,共5页

首次将和声搜索算法(harmony search algorithm,HSA)引入结构健康监测领域,并成功应用于结构有限元模型修正.首先介绍和声搜索算法的基本原理及其主要计算步骤;其次将结构有限元模型修正转化为一优化问题,建立目标函数,利用和声搜索算... 首次将和声搜索算法(harmony search algorithm,HSA)引入结构健康监测领域,并成功应用于结构有限元模型修正.首先介绍和声搜索算法的基本原理及其主要计算步骤;其次将结构有限元模型修正转化为一优化问题,建立目标函数,利用和声搜索算法求解该优化问题,得到结构修正后的有限元模型;最后通过对5层剪切型框架模型进行仿真模拟,验证该方法在结构健康监测领域应用的可行性.拓宽和声搜索算法的应用范围,为结构健康监测提供另一种思路. 展开更多

关键词 和声搜索算法 有限元模型修正 优化

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结构模型修正的遗传算法方法研究 被引量：4

11

作者 张瑞云 曹双寅 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期23-25,29,共4页

讨论实际工程中结构理论模型与实际模型的区别和模型修正的方法,研究遗传算法的基本理论,指出其可用于结构模型的优化修正。将结构振动理论和遗传算法相结合,提出用遗传算法进行结构模型修正的思路和方法,并进行具体实现。最后用一个实... 讨论实际工程中结构理论模型与实际模型的区别和模型修正的方法,研究遗传算法的基本理论,指出其可用于结构模型的优化修正。将结构振动理论和遗传算法相结合,提出用遗传算法进行结构模型修正的思路和方法,并进行具体实现。最后用一个实例对这一方法进行验证。 展开更多

关键词 工程结构 有限元模型 模型修正 遗传算法

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利用改进粒子群算法优化ERT有限元模型 被引量：7

12

作者 肖理庆 王化祥 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第5期1581-1584,共4页

为了提高电阻层析成像正问题计算精度,鉴于不同拓扑结构有限元模型对应的正问题计算精度不同,针对电阻层析成像有限元模型优化的特点,提出一种改进粒子群算法。该算法借鉴区间算法与轮盘赌选择生成粒子初始位置,并在算法迭代过程中采取... 为了提高电阻层析成像正问题计算精度,鉴于不同拓扑结构有限元模型对应的正问题计算精度不同,针对电阻层析成像有限元模型优化的特点,提出一种改进粒子群算法。该算法借鉴区间算法与轮盘赌选择生成粒子初始位置,并在算法迭代过程中采取改进精英策略以克服算法早熟收敛。仿真实验结果表明,新算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,满足电阻层析成像有限元模型优化的要求,可有效提高正问题计算精度。 展开更多

关键词 电阻层析成像 正问题 有限元模型 粒子群算法

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基于改进遗传算法的汽车永磁起动机优化设计 被引量：2

13

作者 王欣利 张千帆 程树康 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1135-1138,共4页

针对电机的优化设计是一个复杂的、有约束、多变量优化问题,为了提高优化效率和收敛速度,使电机成本降低,结构更紧凑,采用了改进的遗传算法,将永磁起动机的原始方案直接加在初始种群中,并对交叉概率和变异概率采用了随着适应值变化进行... 针对电机的优化设计是一个复杂的、有约束、多变量优化问题,为了提高优化效率和收敛速度,使电机成本降低,结构更紧凑,采用了改进的遗传算法,将永磁起动机的原始方案直接加在初始种群中,并对交叉概率和变异概率采用了随着适应值变化进行自适应调整的方法.在适应值的计算过程中,为了提高计算准确度,2D有限元模型被用来计算永磁起动机的参数和性能.根据优化结果研制了新的样机,实验结果表明:通过优化,在满足各项性能要求和约束的前提下,降低了电机的成本. 展开更多

关键词 遗传算法 汽车 永磁起动机 优化设计 有限元模型 交叉概率 变异概率

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基于结构动力修改的桩基检测方法 被引量：3

14

作者 孙国 顾元宪 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期688-692,共5页

采用结构动力修改技术研究桩身损伤检测,将其转化为在一定约束条件下拟合桩顶频响函数的优化问题,用遗传算法加以求解。文中给出的数值模拟试验和工程应用实例,显示该方法能在较大范围内可靠地反演出桩身横截面积、桩长、波速等参数,达... 采用结构动力修改技术研究桩身损伤检测,将其转化为在一定约束条件下拟合桩顶频响函数的优化问题,用遗传算法加以求解。文中给出的数值模拟试验和工程应用实例,显示该方法能在较大范围内可靠地反演出桩身横截面积、桩长、波速等参数,达到检测桩身缺陷的目的,实现测试和分析一体化,使桩基检测易于进行并且结果实用可靠。 展开更多

关键词 桩 结构动力修改 遗传算法 有限元 模型验证

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高刚度轻质量的机床床身优化设计方法研究 被引量：7

15

作者 孙晓辉 丁晓红 +1 位作者 王师镭 蔡戈坚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第10期1461-1465,共5页

针对某型外圆磨床的床身结构,根据有限元分析的结构分析结果改进其结构缺陷,采取降低导轨过渡壁高度、设计独立液压箱、改变支承位置等措施,在提高床身刚度的同时减轻了床身质量。对于改进后的床身结构,以多工况下加权应变能之和最小为... 针对某型外圆磨床的床身结构,根据有限元分析的结构分析结果改进其结构缺陷,采取降低导轨过渡壁高度、设计独立液压箱、改变支承位置等措施,在提高床身刚度的同时减轻了床身质量。对于改进后的床身结构,以多工况下加权应变能之和最小为目标进行拓扑优化设计,得到床身内部加强筋板的最佳分布形式,再以试验设计(DOE)作为灵敏度分析的方法筛选出对床身质量和应变能影响关键的尺寸变量,构建以床身质量最小为目标的尺寸优化数学模型,以序列二次规划算法(SQP)完成最终的尺寸优化。优化结果显示,优化后新床身的刚度较原床身提高了2.49倍,质量减少22.14%,实现了高刚度、轻质量的床身优化设计。 展开更多

关键词 结构分析 拓扑 灵敏度分析 刚度

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复合材料天线罩多学科优化 被引量：4

16

作者 乔玉 周光明 刘伟先 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期476-480,共5页

为缩短天线罩设计周期、提升天线罩综合性能,提出了一种复合材料天线罩多学科优化方法。对优化变量、优化目标及约束进行了分析,建立了天线罩优化数学模型,提出了以电性能为目标,力学性能为约束的优化方案。分别选取了口径积分-表面积... 为缩短天线罩设计周期、提升天线罩综合性能,提出了一种复合材料天线罩多学科优化方法。对优化变量、优化目标及约束进行了分析,建立了天线罩优化数学模型,提出了以电性能为目标,力学性能为约束的优化方案。分别选取了口径积分-表面积分法和有限元法计算天线罩电性能和力学性能,并以多岛遗传算法为优化方法,建立了多学科优化流程。选择算例进行了优化分析。结果表明:优化过程在确保力学性能要求的基础上成功地提升了电性能,验证了优化方法的可行性。 展开更多

关键词 天线罩 多学科优化 多岛遗传算法 透波系数

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基于遗传算法的液压机上梁交互式结构优化 被引量：7

17

作者 刘星 陆宝春 +1 位作者 田先春 蒋淮同 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期27-31,共5页

很多结构优化问题的数学模型并不存在或难以求解,传统优化方法难以对这类问题进行准确寻优,需要使用交互式结构优化方法。针对基本遗传算法的缺陷,提出了一种改进型遗传算法。以700T铸造式液压机上梁(简称上梁)为例,建立结构优化模型和... 很多结构优化问题的数学模型并不存在或难以求解,传统优化方法难以对这类问题进行准确寻优,需要使用交互式结构优化方法。针对基本遗传算法的缺陷,提出了一种改进型遗传算法。以700T铸造式液压机上梁(简称上梁)为例,建立结构优化模型和遗传算法模型。以上梁的最大变形和最大等效应力为约束条件,以重量为目标函数,基于有限元法和改进遗传算法对上梁进行了交互式结构优化设计。优化结果使上梁变形基本保持不变,最大等效应力降低5.87%,同时使上梁减重12.09%。 展开更多

关键词 液压机上梁 交互式结构优化 改进遗传算法 有限元法

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平面两自由度全柔顺微运动并联机构的拓扑优化设计 被引量：3

18

作者 朱大昌 宋马军 李雅琼 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第10期15-18,共4页

首先分析了平面两自由度全柔顺并联机构的微运动学;然后在此基础上建立该机构的拓扑优化模型,运用OC算法对所建立的模型进行求解;最后运用有限元软件对所建立的三维模型进行仿真。得出通过拓扑优化得到的平面两自由度全柔顺并联机构可实... 首先分析了平面两自由度全柔顺并联机构的微运动学;然后在此基础上建立该机构的拓扑优化模型,运用OC算法对所建立的模型进行求解;最后运用有限元软件对所建立的三维模型进行仿真。得出通过拓扑优化得到的平面两自由度全柔顺并联机构可实现x和y两个方向的微运动,且与同构型的传统并联机构运动相似,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 全柔顺并联机构 拓扑优化模型 OC算法 有限元软件 微运动

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基于遗传算法的直线感应电机帽型次级结构参数优化设计 被引量：12

19

作者 吕刚 刘素阔 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期107-113,共7页

为了提升直线感应电机的性能,在考虑直线电机所特有的横向和纵向边缘效应的情况下,建立了帽型次级直线电机的等效电路.确定帽型次级的优化变量后,得到推力、效率、功率因数和单位次级重量的解析表达式和多目标优化函数模型.通过遗传算... 为了提升直线感应电机的性能,在考虑直线电机所特有的横向和纵向边缘效应的情况下,建立了帽型次级直线电机的等效电路.确定帽型次级的优化变量后,得到推力、效率、功率因数和单位次级重量的解析表达式和多目标优化函数模型.通过遗传算法求解,在次级宽度的约束条件下,实现了推力、效率、功率因数和单位次级重量等量的优化计算.建立复合次级和帽形次级3-D FEM模型,将解析优化与有限元仿真进行对比,证明了优化方法的易用性. 展开更多

关键词 直线感应电机 优化设计 等效电路 遗传算法 3-D有限元模型

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压电智能悬臂梁结构振动主动控制仿真 被引量：1

20

作者 王二成 赵亚军 马晓雨 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第2期180-182,共3页

为了提高LQR最优控制方法对压电类智能结构的振动控制效果,推导了表面离散分布压电元件的柔性悬臂梁结构的驱动和传感方程以及梁的弯曲振动方程,用模态分析方法对方程进行解耦和模型降阶,建立控制系统的状态空间方程。利用有限元分析方... 为了提高LQR最优控制方法对压电类智能结构的振动控制效果,推导了表面离散分布压电元件的柔性悬臂梁结构的驱动和传感方程以及梁的弯曲振动方程,用模态分析方法对方程进行解耦和模型降阶,建立控制系统的状态空间方程。利用有限元分析方法来衡量压电元件对梁固有特性的影响,对状态空间方程的自振频率和振型函数进行修正,得到更为精确的数学模型。通过一悬臂梁的LQR最优控制仿真实例表明,经过模型修正后的最优振动控制效果更好。 展开更多

关键词 LQR最优控制 压电 模型修正 有限元分析

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