摘要：针对硬脆材料切削系统中对加工精度的极高要求,设计了一套基于压电陶瓷为驱动、以柔性铰链为传动和支撑的高精度微调平台。分析了该机构的调平原理,采用三点调平法对所设计的平台进行分析和处理,并进行了运动轨迹讨论。采用ABAQUS软件对平台进行有限元仿真,并进行调平试验验证,将仿真、试验与理论分析结果进行对比,证明了调平原理和方法的可行性。

摘要：随着露天矿生产计划问题规模的扩大,生产计划求解的难度急剧增加,传统求解方法难以在合理时间范围内获得高质量的解。针对以上问题,根据矿床开采过程中的特点,设计了一种具有惩罚的凝聚层次聚类算法(agglomerative hierarchical clustering algorithm with penalties,AHCP)与二进制入侵式杂草算法(binary intrusive weed algorithm,BIWO)相结合的方法来求解大规模露天矿生产计划问题。首先采用AHCP算法对块状矿床模型进行块体聚类处理,然后将聚合体作为对象建立0-1整数规划模型,并使用BIWO算法对其进行求解。实验结果表明,AHCP算法可以显著地提高BIWO算法求解大规模露天矿生产计划问题的能力。在保证解的质量的前提下,可将问题的整体求解时间缩短近90%。

摘要：为研究十字加劲的放置形式对钢板剪力墙结构抗震性能的影响,采用试验和数值模拟的方法对三组单跨两层的平齐端板连接框架-钢板剪力墙结构进行了滞回性能分析,内嵌钢板的形式分别为无加劲、纵横放置十字加劲和对角斜向放置十字加劲钢板墙.对比分析了在低周往复荷载作用下三种不同加劲形式钢板剪力墙的破坏模式,滞回性能、延性、承载能力和耗能等整体性能,以及墙板变形模式、拉力带发育度等墙板局部性能.结果表明:加劲肋的设置减轻了结构滞回曲线的捏缩程度,推后并降低了墙板由呼吸效应产生的噪声和震颤,提升了钢板墙的使用性能.对角斜向放置加劲试件屈服承载力较其余两试件更高,但极限承载力、最终耗能和延性均劣于纵横放置加劲试件.由于放置方向的变化,对角加劲肋破坏较纵横加劲肋更早,肋板较早退出工作,使得对角加劲试件最终退化为无加劲试件,设计时应予以注意.

摘要：为实现伺服压力机的柔性化加工,在建立的基于轨迹规划理论的伺服压力机柔性工艺Bezi-er曲线数学模型中,按照冲裁、拉深等工艺的加工要求,优化设计了非线性多变量多约束的Bezier曲线.以拉深工艺为例,构建其Bezier曲线的非线性目标函数和约束条件,采用变容差遗传算法优化设计得到了满足工艺要求的最佳输入和输出柔性加工曲线.通过实例验证了该建模方法的有效性,为不同伺服压力机的工艺曲线设计提供了一种可行的解决方案.

摘要：针对2个异步电机安装在2个不同质体上的振动系统在部分参数条件下不能同步运转或同步相位差不满足设计要求的问题,提出采用主从控制结构和滑模控制算法对异步电机进行矢量控制,以使振动系统实现0或π相位差的同步运转。首先,基于拉格朗日方程建立了振动系统的运动微分方程,并推导了其固有频率的表达式。然后,设计了振动系统异步电机的控制器,并分别证明了其稳定性。最后,在MATLAB/Simulink环境中建立了振动系统的机电-控制仿真模型,开展了自同步和控制同步仿真并进行了对比。结果表明:所设计的控制器可使振动系统实现0或π相位差的同步运转。研究结果可为双异步电机驱动双质体振动系统的研制提供参考。

摘要：密肋壁板结构是一种节能抗震型建筑结构体系,有着很好的推广应用前景.然而,作为一种新型结构体系还存在着很多不完善的地方,特别是在全寿命质量控制研究方面尚属空白.从密肋壁板结构的全寿命质量控制角度出发,综合考虑了项目策划、实施及运营三个阶段的相互联系,对密肋壁板结构质量控制的关键性问题进行了探讨,重点对设计及施工阶段的质量控制问题进行了比较详细的介绍.研究与分析表明:密肋壁板结构采用的是装配整体式施工方法,就单项工程而言,墙板的型号及外形尺寸对于后期工程的施工质量、工作效率以及工期等都有着至关重要的作用.因此,从全寿命周期的角度出发,在设计阶段对墙板的外形和型号进行优化设计及控制尤为重要.在工程施工阶段,提高施工人员素质和质量意识,制定合理可行的施工方案及关键技术控制目标(包括墙板的吊装就位、连接构造等),对保证工程质量具有十分重要的意义.

摘要：作用在实际结构上的冲击荷载往往是相当复杂的,冲击荷载形式对结构动力屈曲有较大影响。对双参数冲击荷载作用下的弹性压杆动力屈曲进行研究,采用等价矩形脉冲对荷载进行简化。分别对理想的和初始几何缺陷的弹性压杆冲击屈曲进行分析和计算,并以两端简支和两端固定轴心压杆冲击屈曲作为算例,初步揭示了冲击荷载形式对轴心压杆动力屈曲的影响规律,获得了有价值的结论。

摘要：多用户MIMO系统中,基站已知具有有限误差的信道状态信息时,基于信干噪比限制下的广播信道预编码的鲁棒性设计可行性差,为此提出基于信漏噪比限制下的预编码设计方案.将信漏噪比限制下的最小化发射总功率的设计转化为一组半正定优化的问题进行求解,并依据各个用户当前信道条件动态指定每个用户的信漏噪比的要求,从而增强了采用凸优化方法进行设计的可行性.针对信道状态信息误差较大的情况,提出使用一个基于最小均方误差准则的信道矫正矩阵来减少误差矩阵的范数,从而更有效地使用提出的预编码设计方案.仿真结果显示,本方案的误码率性能对信道信息误差具有鲁棒性,与基于信干噪比的类似方案相比较,本方案可获得最优解的概率更高,有更好的误码性能.

摘要：在预制构件实际生产过程中,通常一个订单中包含多个工件。为满足客户交货期和方便管理,来自同一订单的工件需要连续生产,就需要解决订单间调度与订单内调度的联合优化问题(JOP_IOSIOS)。该问题是比传统流水线调度问题更为复杂的问题,是典型的NP-hard问题。为解决该问题,通过对工序约束、订单间、订单内约束等的深入分析,基于准时制生产模式,以最小化总提前和拖期惩罚费用为目标建立了混合整数规划模型。鉴于问题的复杂性,基于分解与协同进化框架,提出一种有效的协同进化混合遗传—离散差分进化算法(CoHGA-DDE)。其主要思想是首先构造订单间调度种群和订单内调度种群,然后对两个种群分别采用离散差分进化策略和遗传进化策略,并通过两个种群之间的交互作用来提高各自性能。为验证协同进化框架和CoHGA-DDE的有效性,设计了协同进化遗传算法(CoGA)、协同进化离散差分进化算法(CoDDE)、遗传算法(GA)、离散差分进化算法(DDE)、和迭代贪婪(IG)算法。对不同规模订单进行测试,计算结果显示,与GA,DDE和IG相比,协同进化方法具有更好的求解质量和鲁棒性,而在协同进化方法中,CoHGA-DDE具有最好的求解质量和鲁棒性。与实际预制生产过程中常用的启发式方法相比,CoHGA-DDE具有显著的平均改进率,有望降低生产成本、提高准时交付率和保证施工进度。

摘要：针对掘进设备远程控制中存在的设备决策能力低,掘进效率不高,安全隐患大等问题,提出了一种数字孪生驱动的掘进机器人决策控制方法。通过分析对比当前数字孪生技术在煤矿领域的研究情况,设计了数字孪生驱动的掘进机器人决策控制系统体系框架,包含物理空间、虚拟空间、孪生数据、规划层、控制层、执行层6个模块,以实现虚拟样机自主规划决策,远程控制物理样机同步运动的目的。首先,结合虚拟现实技术研究了非结构化环境下的局部避障策略,建立掘进机器人运动控制模型与传感观测模型,利用激光雷达将巷道中的障碍物在虚拟环境中进行重建,采用Ray-Col方法进行机器人与障碍物之间的碰撞检测,为机器人的路径规划决策奠定基础;其次,结合深度强化学习技术研究了基于虚拟智能体的全局路径规划方法,提出了基于改进PPO算法的Muti-PPO算法,通过奖惩机制建立掘进机器人虚拟智能体,并在Unity3D平台中进行训练,训练结果表明Muti-PPO算法相比于PPO算法、SAC算法,平均奖励值分别提升了13.82%与11.31%;标准差分别下降了17.85%与16.81%;最高奖励值分别提升0.14%与0.43%,其性能在3种算法中达到最优;最后,搭建决策控制平台,将虚拟空间中产生的决策指令发送至物理样机的末端执行器,通过物理样机传感器数据驱动虚拟样机同步变化。根据系统的规划决策、双向映射与远程控制功能,设计路径规划试验与虚实同动试验对其进行验证。路径规划试验结果表明,在3种不同复杂程度的工况下,虚拟智能体路径规划结果与目标点的误差在1.2 cm以内,且能够将控制信息传输至物理空间中,远程控制机器人运动;虚实同动试验结果表明,在掘进机器人运行过程中,虚拟样机与物理样机保持同步运动,两者在巷道中的位姿均保持一致。该方法实现了“数据驱动、双向映射、碰撞检测、自主决策、人机协作”的无人化决策控制新模式,为掘进设备的智能化提供了新的思路。