一种基于数学模型的鲁棒设计新方法及软件实现 被引量：4

1

作者 张瑞红 檀润华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第10期948-951,共4页

提出公差设计的最小偏差数学模型 ,与参数设计的最小灵敏度法一起构成了一种基于数学模型的鲁棒设计新方法 ,并完成了该方法的软件实现 .当产品的干扰变量与其目标值发生偏移时 ,运用该方法得到的设计变量公称值及其公差在保证产品质量... 提出公差设计的最小偏差数学模型 ,与参数设计的最小灵敏度法一起构成了一种基于数学模型的鲁棒设计新方法 ,并完成了该方法的软件实现 .当产品的干扰变量与其目标值发生偏移时 ,运用该方法得到的设计变量公称值及其公差在保证产品质量的前提下 ,可以最大限度地扩大公差带的范围 ,降低成本 .最后 ,以三杆构件系统的鲁棒设计为例 。 展开更多

关键词 数学模型 鲁棒设计 设计变量 干扰变量 CAD 机械设计 软件

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微分演化算法在桁架形状优化中的应用 被引量：9

2

作者 唐和生 王兆亮 薛松涛 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期42-50,106,共10页

为了获得全局最优和解决具有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架形状优化问题中2类不同设计变量耦合给优化带来的困难,将1种新型智能优化算法——微分演化(Differential Evolution,DE)应用于桁架结构的形状优化问题中。给出了... 为了获得全局最优和解决具有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架形状优化问题中2类不同设计变量耦合给优化带来的困难,将1种新型智能优化算法——微分演化(Differential Evolution,DE)应用于桁架结构的形状优化问题中。给出了考虑节点坐标和截面面积两类不同性质的设计变量的桁架结构优化的数学模型,并对几个经典的桁架结构进行优化,将所得结果与其他优化算法结果进行了比较。数值结果表明了DE算法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行桁架结构的形状优化设计。 展开更多

关键词 微分演化 全局最优 形状优化 桁架结构 数字模型 变量耦合

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水平井变密度射孔优化设计模型 被引量：11

3

作者 李华 陈德春 孟红霞 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期363-368,共6页

针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密... 针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密度射孔优化设计模型。研究结果表明,通过优化水平井变密度射孔密度分布,可有效地调节水平井生产流体流入剖面,防止底水脊进;变密度射孔可减少射孔的数量,降低射孔成本及射孔对套管的损害程度;初始孔密、原油黏度以及是否射穿污染带等影响变密度射孔孔密分布;初始孔密较大时,射孔密度的变化较大;原油黏度较大时,射孔密度的变化较小;已射穿污染带时射孔密度的变化大于未射穿污染带时射孔密度的变化。同时,初始孔密和原油黏度对井底流压和孔眼压降也有较大的影响。 展开更多

关键词 变密度射孔 数学模型 优化设计 流入剖面 流体流动压降 水平井

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飞机三级式发电机调压系统滑模变结构控制方法研究 被引量：2

4

作者 李玉忍 梁波 +1 位作者 张智慧 逯九利 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期195-199,共5页

论文在分析飞机三级式发电机组成结构和工作原理的基础上,利用坐标变换,根据发电机运动方程,在MATLAB环境下建立了飞机发电机整体系统的仿真模型。从滑模变结构控制理论出发,提出了一种基于滑模变结构的调压系统设计方法,并在Simulink... 论文在分析飞机三级式发电机组成结构和工作原理的基础上,利用坐标变换,根据发电机运动方程,在MATLAB环境下建立了飞机发电机整体系统的仿真模型。从滑模变结构控制理论出发,提出了一种基于滑模变结构的调压系统设计方法,并在Simulink环境下对其进行了仿真。仿真结果证明所建立模型和所使用的方法是正确的、可行的。 展开更多

关键词 同步发电机 滑模控制 变结构控制 数学模型

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直升机纵向系统鲁棒滑模控制律设计 被引量：3

5

作者 卢京潮 陈伟 詹漫漫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期269-273,共5页

在建立系统全包线T-S模糊模型的基础上,基于系统品质要求和可测状态约束条件,采用参数鲁棒设计方法,确定反馈控制参数的可用集合,实现等效控制律,相应确定系统的滑模面参数,给出了直升机纵向控制系统的全包线滑模控制律设计结果。仿真... 在建立系统全包线T-S模糊模型的基础上,基于系统品质要求和可测状态约束条件,采用参数鲁棒设计方法,确定反馈控制参数的可用集合,实现等效控制律,相应确定系统的滑模面参数,给出了直升机纵向控制系统的全包线滑模控制律设计结果。仿真结果显示,系统具有较强的抗外界干扰能力,动态品质满足指标要求,表明文中提出的设计方法可行且有效。 展开更多

关键词 直升机 T-S模糊模型 参数鲁棒设计 滑模变结构控制 控制律设计

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车辆座椅悬架自适应模糊PID控制及仿真 被引量：10

6

作者 陈学文 张衍成 +2 位作者 张玉蛟 杨威勇 邵鹏生 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第5期776-780,共5页

为提高车辆座椅悬架减振性能,建立了简化的三自由度车辆座椅悬架模型,结合模糊控制与PID控制理论提出了座椅悬架自适应模糊PID控制方法。该方法中以座椅垂直振动速度的误差为控制参量设计了PID控制器,将座椅垂直振动速度误差及误差变化... 为提高车辆座椅悬架减振性能,建立了简化的三自由度车辆座椅悬架模型,结合模糊控制与PID控制理论提出了座椅悬架自适应模糊PID控制方法。该方法中以座椅垂直振动速度的误差为控制参量设计了PID控制器,将座椅垂直振动速度误差及误差变化率作为模糊控制器的输入变量,利用模糊控制规则对PID控制器参数进行在线自调整。以C级路面白噪声随机信号为输入,利用MATLAB/Simulink对自适应模糊PID控制器进行了仿真。结果表明:相对于不加控制和PID控制的座椅悬架系统,自适应模糊PID控制方法可以明显改善座椅质心处的垂直振动加速度。 展开更多

关键词 座椅悬架 自适应模糊PID控制 设计 白噪声 仿真

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机床主轴非概率可靠性模型的区间分析方法 被引量：1

7

作者 胡志鹏 蒋占四 +2 位作者 高兵兵 冯建国 刘丹萍 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期1834-1837,共4页

考虑到不确定性因素,将机床主轴设计中的参数看作区间变量,应用非概率可靠性理论,建立了机床主轴基于区间分析的非概率可靠性模型,给出了多区间变量非线性函数的非概率可靠性度量方法,提出了基于主轴扭转强度和挠度的可靠性度量指标。对... 考虑到不确定性因素,将机床主轴设计中的参数看作区间变量,应用非概率可靠性理论,建立了机床主轴基于区间分析的非概率可靠性模型,给出了多区间变量非线性函数的非概率可靠性度量方法,提出了基于主轴扭转强度和挠度的可靠性度量指标。对XH2320/4机床主轴进行分析结果表明:所提出的区间分析方法在实际工程中的可行性。 展开更多

关键词 机床主轴 不确定性分析 区间变量 可靠性 区间分析

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结构模糊随机优化设计的数学模型 被引量：1

8

作者 哈明虎 乔忠 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 1999年第4期317-319,共3页

讨论了结构模糊随机优化设计数学模型的建立问题。给出了模糊随机优化设计模型的具体方法，并说明了经典结构优化设计模型、模糊优化设计模型是该文所建模型的特例。

关键词 结构优化设计 模糊随机变量 数学模型 工程设计

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直线弧面蜗杆减速器的可靠性优化设计及研究 被引量：1

9

作者 张鄂 马作孝 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期421-423,437,共4页

以直线弧面蜗杆（即直线型环面蜗杆）减速器为研究对象，综合运用了可靠性设计理论和优化设计方法，建立了可靠性优化设计数学模型及其计算公式，探讨了蜗杆减速器设计中随机变量与确定变量同时存在的可靠性计算处理方法，并给出了计算... 以直线弧面蜗杆（即直线型环面蜗杆）减速器为研究对象，综合运用了可靠性设计理论和优化设计方法，建立了可靠性优化设计数学模型及其计算公式，探讨了蜗杆减速器设计中随机变量与确定变量同时存在的可靠性计算处理方法，并给出了计算实例。其结果表明了可靠性优化设计的可行性和实用性。 展开更多

关键词 直线弧面蜗杆 减速器 可靠性优化设计 数学模型

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非全包裹超空泡航行体建模与反演变结构控制 被引量：1

10

作者 李洋 刘明雍 +1 位作者 张小件 彭星光 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期215-221,共7页

超空泡航行体动力学系统存在高度非线性及多变量耦合等问题,非全包裹超空泡使其受力更为复杂,给控制系统设计造成诸多困难。针对超空泡航行体的以上特点,开展了对非全包裹超空泡航行体控制系统的研究,在通过受力分析建立其动力学模型基... 超空泡航行体动力学系统存在高度非线性及多变量耦合等问题,非全包裹超空泡使其受力更为复杂,给控制系统设计造成诸多困难。针对超空泡航行体的以上特点,开展了对非全包裹超空泡航行体控制系统的研究,在通过受力分析建立其动力学模型基础上,设计了超空泡航行体的反演变结构控制器,并证明了系统稳定性。仿真结果验证了该控制器对超空泡航行体稳定航行及跟踪控制的有效性。 展开更多

关键词 非全包裹 超空泡航行体 建模 反演变结构控制

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液压混合动力挖掘机回转能量回收系统的设计和控制 被引量：2

11

作者 胡均平 刘振 +1 位作者 李科军 何二春 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期1908-1913,共6页

为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(CPR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的... 为了解决挖掘机在回转阶段的能量回收再利用问题,基于压力共轨(CPR)液压混合动力技术设计了一个采用两个蓄能器的闭式回转制动能量回收系统。考虑到气体温度与热传递对蓄能器工作状态的影响,建立了系统的数学模型。为了提高回转制动的平稳性,减少回转装置的能量损失,设计了自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制。在Matlab平台上对系统进行仿真,结果表明:自适应模糊滑模控制器有较好鲁棒性、稳定性,可平稳控制回转装置;采用该系统可消除压力共轨系统二次元件之间的压力扰动,能够实现高达49.8%的再生能量用于驱动回转系统,比同吨位的液压挖掘机节能16.7%。 展开更多

关键词 能量回收 液压混合动力 自适应模糊滑模控制 挖掘机

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基于健壮设计原理的产品设计方法研究 被引量：1

12

作者 吴琨 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期80-83,共4页

分析了健壮设计理论及其模型的建立,并结合黑箱子模型进行功能简化,在健壮模型中找出性能参数、设计参数和噪声参数。论述了健壮设计模型的构造,进而分析了健壮设计的设计哲学。提出了在健壮设计理论指导下如何指导实际的设计,在实际设... 分析了健壮设计理论及其模型的建立,并结合黑箱子模型进行功能简化,在健壮模型中找出性能参数、设计参数和噪声参数。论述了健壮设计模型的构造,进而分析了健壮设计的设计哲学。提出了在健壮设计理论指导下如何指导实际的设计,在实际设计中如何分析其功能模型,找出影响其性能的噪声变量,对其外在的设计变量进行选择和变更,设计出性能稳定的健壮性产品。 展开更多

关键词 健壮设计 黑箱子模型 噪声变量 设计变量

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控制鼓式制动器力矩波动的研究

13

作者 王宣锋 梁迎春 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第7期131-133,共3页

根据实际生产现状,提出了鼓式制动器的制动力矩计算公式,并针对制动器力矩波动的生产实际问题,对其制动力矩进行了稳健设计。指出造成制动力矩波动的主要干扰变量是制动鼓圆心与制动蹄转动中心的距离和摩擦片摩擦系数。

关键词 鼓式制动器 力矩波动 稳健设计 干扰变量

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离散自抗扰变结构末制导律设计

14

作者 崇阳 张科 +1 位作者 吕梅柏 仝希 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期244-249,共6页

针对未来导弹拦截高速大机动目标高精度制导的需要,为使导弹制导系统具有良好的鲁棒性和精确性。提出了一种离散自抗扰变结构末制导律。首先利用自抗扰控制器中跟踪微分器具有的良好滤波特性,对被噪声污染的视线角速率信号进行滤波。其... 针对未来导弹拦截高速大机动目标高精度制导的需要,为使导弹制导系统具有良好的鲁棒性和精确性。提出了一种离散自抗扰变结构末制导律。首先利用自抗扰控制器中跟踪微分器具有的良好滤波特性,对被噪声污染的视线角速率信号进行滤波。其次通过扩张状态观测器实时估计目标加速度。最后采用了一种基于幂函数趋近律的离散变结构制导律,幂函数趋近律能够有效减弱变结构控制系统中切换函数抖动问题。因此这种离散自抗扰变结构末制导律能够有效克服量测噪声和目标加速度不确定对制导系统的影响。通过对机动目标进行仿真,结果表明该方法可以对输入噪声滤波且对目标加速度实时估计,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 制导律 自抗扰 变结构

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变循环发动机模态转换建模及控制规律设计方法研究 被引量：15

15

作者 郝旺 王占学 +2 位作者 张晓博 周莉 王靖凯 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期72-81,共10页

为了实现变循环发动机快速可靠的模态转换,发展了变循环发动机模态转换过渡态模型及控制规律设计方法。在变循环发动机动态数值仿真程序的基础上,针对模态选择阀与涵道引射器这两个模态转换过程中的关键变几何部件,建立了高精度的气流... 为了实现变循环发动机快速可靠的模态转换,发展了变循环发动机模态转换过渡态模型及控制规律设计方法。在变循环发动机动态数值仿真程序的基础上,针对模态选择阀与涵道引射器这两个模态转换过程中的关键变几何部件,建立了高精度的气流突扩局部损失模型。首次提出了可考虑模态选择阀堵塞对发动机性能影响的模态选择阀堵塞模型,消除了由于模型不精确造成的模态转换参数波动。在建立的变循环发动机数学模型的基础上,提出了基于直接推力控制技术的模态转换控制规律设计方法,考虑了变循环发动机的8个可调参数,采用差分进化算法对模态转换过程进行了优化。结果表明,本文提出的模态转换控制规律设计方法可以实现变循环发动机快速平稳的模态转换,双外涵转单外涵的参数变化规律与单外涵转双外涵的参数变化规律基本类似,推力在0.6s就稳定在目标推力值,其余参数大多在1.4s之后才趋于稳定。本文提出的变循环发动机模态转换控制规律设计方法还可应用于常规航空发动机的加/减速过渡态控制规律设计中。 展开更多

关键词 变循环发动机 模态转换 数学模型 差分进化算法 控制规律设计

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基于空间矢量控制策略实现的有源电力滤波器的建模与分析 被引量：7

16

作者 李满 钱平 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第15期87-93,共7页

有源电力滤波器(Active Power Filer)的数学模型对于控制器设计及交直流能量传递分析具有重要意义。针对目前广泛使用的并联型APF主拓扑结构建立数学模型,并在此基础上使用一种不定频滞环SVPWM电流控制策略。详细分析并建立了三相三线制... 有源电力滤波器(Active Power Filer)的数学模型对于控制器设计及交直流能量传递分析具有重要意义。针对目前广泛使用的并联型APF主拓扑结构建立数学模型,并在此基础上使用一种不定频滞环SVPWM电流控制策略。详细分析并建立了三相三线制APF数学模型,给出了控制器设计方法。经仿真与实验验证表明,建立的并联型有源电力滤波器的数学模型是正确的,其控制策略具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 有源电力滤波器 控制器设计 不定频滞环 空间矢量 数学模型

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变电网运行条件下虚拟同步发电机鲁棒控制参数设计 被引量：20

17

作者 吴鸣 吕志鹏 +5 位作者 秦岭 宋振浩 孙丽敬 赵婷 许骥 高娟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期3743-3753,共11页

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)不仅能够主动参与电网的功率调节,还可以增加电力系统等效惯性和阻尼,从而改善电力系统稳定性。着重研究了变电网运行条件下VSG的鲁棒控制参数的设计问题。首先,分析了LC型VSG简化为... 虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)不仅能够主动参与电网的功率调节,还可以增加电力系统等效惯性和阻尼,从而改善电力系统稳定性。着重研究了变电网运行条件下VSG的鲁棒控制参数的设计问题。首先,分析了LC型VSG简化为L型的截止频率约束条件,并在此基础上建立了VSG的小信号模型,得出功率环解耦需要满足的相角裕度约束条件;然后,遍历所有电网工况下满足截止频率和相角裕度约束的控制参数(J,Dp)和(K,Dq)选择范围,以得到交叠区域,即鲁棒稳定区。最后,采用Matlab/Simulink仿真软件搭建一台10kVA的VSG仿真模型,并仿真验证了理论分析的正确性。研究表明,VSG的稳定性受电网电压的严重影响,且电网电压越高,系统越难稳定;所设计的鲁棒控制参数,能够确保VSG在整个电网运行条件下始终稳定。 展开更多

关键词 虚拟同步机 参数设计 鲁棒 小信号模型 变电网条件

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机械链传动设计数学模型的建立及其优化设计 被引量：5

18

作者 杨善亮 郑惠强 《中国工程机械学报》 2005年第1期8-11,共4页

机械链传动采用常规方法设计比较复杂,存在工作量大且不能取得最优解等缺陷.据此引入优化设计方法对机械链传动进行设计.在简要介绍优化设计基本概念的基础上,建立了链传动设计的数学模型以及介绍运用的方法.

关键词 链传动 数学模型 优化设计 目标函数 设计变量 约束条件

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改进模糊PID控制在八磁极径向电磁轴承中的应用 被引量：3

19

作者 姚迪 王建文 刘园 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期1381-1387,共7页

以具有解耦作用的八磁极径向AMB为研究对象,基于对象的离散模型设计了常规数字PID控制器使系统稳定。考虑到实际AMB系统具有一定的不确定性,且常规PID对于非线性、结构参数不确定、被控对象受外部影响较大的系统,其控制性能往往不够理想... 以具有解耦作用的八磁极径向AMB为研究对象,基于对象的离散模型设计了常规数字PID控制器使系统稳定。考虑到实际AMB系统具有一定的不确定性,且常规PID对于非线性、结构参数不确定、被控对象受外部影响较大的系统,其控制性能往往不够理想,设计了具有参数在线调整功能的模糊PID控制器。由于模糊PID的变量基本论域在实际的控制过程保持不变,一定程度上降低了控制的精度,为此进一步设计了基于比例缩放思想的改进模糊PID控制器。仿真结果表明:改进模糊PID控制相较于其他控制方法具有更好的控制性能。 展开更多

关键词 电磁轴承 数字PID 模糊控制 变论域

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基于推力矢量/水舵复合的超空泡导弹变结构控制研究 被引量：1

20

作者 余晨菲 林鹏 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期805-810,共6页

为研究水下超空泡导弹在巡航段的稳定控制,提出了对导弹的俯仰、偏航和滚动通道均进行控制。从超空泡导弹受力的特殊性出发,提出一种按通道分配指令的推力矢量/水舵复合的控制策略,在此基础上推导其面向控制系统设计的数学模型,应用变... 为研究水下超空泡导弹在巡航段的稳定控制,提出了对导弹的俯仰、偏航和滚动通道均进行控制。从超空泡导弹受力的特殊性出发,提出一种按通道分配指令的推力矢量/水舵复合的控制策略,在此基础上推导其面向控制系统设计的数学模型,应用变结构控制理论设计控制器并进行数学仿真。仿真结果表明,航迹和姿态参数均可满足快速性、稳定性和鲁棒性的设计要求。 展开更多

关键词 超空泡导弹 巡航段 推力矢量/水舵复合控制 变结构控制

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