摘要：为了避免汽车车身设计后期的反复修改,开发了车身结构概念设计系统(VCD-ICAE)的多目标优化模块,设计了以车身结构刚度和模态为设计目标的多目标优化算法,可实现在车身质量不增加的前提下提高车身总体结构性能,从而为概念设计阶段实现车身轻量化提供依据,节约时间和成本。最后结合具体车型的概念设计过程,对该车身进行了多目标优化设计,提高了该车身的弯曲刚度、扭转刚度、一阶弯曲频率和一阶扭转频率,验证了多目标优化模块的有效性和正确性。

摘要：采用进化算法求解复杂卫星舱布局问题时,算法容易陷入局部最优,且干涉计算复杂度高,计算耗时长.为提高对复杂解空间的搜索能力,基于协同进化算法,将问题分解为若干子问题求解;为减少计算耗时,子问题求解时采用了一种设计变量的变粒度策略.称上述方法为变粒度合作式协同进化算法(CCEA-CFG).卫星舱布局优化数值实验表明,与目前常用的几种布局求解算法(遗传算法、协同进化算法以及遗传/粒子群算法(QPGP))相比,CCGA-CFG(基于GA的CCEA-CFG)具有较好的计算质量、计算效率和计算鲁棒性.

摘要：针对产品色彩设计中消费者对于色彩意象表达存在的模糊性、不确定性等问题,建立考虑色彩意象不明确的产品色彩模糊优化设计。将用户决策信息不完全明确情况下的产品色彩设计这一实际应用问题转化为一个给定解空间的最优解的模糊搜索问题,建立产品色彩的模糊设计模型;采用粒子群算法对该模型进行求解,从而得到优化的一系列产品色彩方案解;由设计用户从中进行最满意方案解的选择,由此可得到符合消费者真实意象需求与偏好的产品色彩设计方案。通过工程机械产品的色彩设计实例,验证该方法能够有效改善产品色彩智能搜索阶段所遭遇的不确定问题;与传统产品色彩智能设计方法相比,有效提高产生满意解的概率,从而提高产品色彩设计的成功率。

摘要：为了提高某竖向电动伺服加载系统的动态加载性能与力加载精度,针对加载过程中出现的非线性摩擦造成的“平顶”现象和间隙造成的动态响应延迟问题,分别采用基于遗传算法辨识的LuGre摩擦模型和死区间隙模型描述非线性现象。在此基础上,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的RBF神经网络滑模控制(RBF-SMC)策略。将ESO观测到的摩擦间隙等总扰动引入到滑模控制中进行补偿控制,并利用RBF神经网络实时调节滑模控制趋近律的切换增益抑制SMC控制器的抖振现象。仿真结果表明,所设计的基于扩张状态观测器的RBF神经网络滑模控制器相比于PID控制器具有更好的加载精度,并能有效地抑制“平顶”现象和降低间隙死区动态响应延迟。

摘要：为解决SU-8胶微电热驱动器在工作过程中存在平面外运动的问题,提出了一种具有铜-SU-8胶-铜三层对称结构的新型SU-8胶V形微电热驱动器。采用刚度矩阵方法建立了包含被驱动结构刚度的微电热驱动器力学模型,并针对一种柔性微夹钳,利用该模型对微电热驱动器进行了几何参数设计。利用Ansys仿真软件对所设计微驱动器进行了分析,仿真结果验证了所建模型的合理性。提出了一种新的MEMS加工工艺来制作三层结构微电热驱动器,并测试了它的性能。结果表明,实验结果与仿真结果相差不大,在150mV驱动电压下,所设计微驱动器温度仅升高约32.93°C,并对微夹钳产生约2.5μm的输入位移,使微夹钳产生126μm的钳口距离改变量。微驱动器仅消耗大约30.35mW的功率,钳口的平面外运动小于500nm。最后,利用微电热驱动器驱动的微夹钳成功地对一个长1.2mm,宽135μm,厚50μm的SU-8胶材料微型零件进行了微操作实验,实验证明了微驱动器实际性能基本满足设计要求。

摘要：以单片机和上位PC微机为控制核心,设计并构建了利用超磁致伸缩棒开发的超磁致伸缩执行器的计算机闭环控制系统,完成了相应的软硬件设计.结合所开发的超磁致伸缩微位移执行器的结构建立了传递函数模型,针对微位移执行器控制系统进行了数字PID控制器设计,通过实验得出,在不降低其相对稳定性情况下数字控制系统的精度提高,为进一步提高超磁致伸缩执行器的精度、改善整个系统的动态特性奠定了基础.

摘要：针对机床支承件制造及工作过程中的不确定因素对其性能的影响问题,提出了以支承件静态刚度和重量为目标的稳健性优化设计方法。采用区间不确定性和稳健性设计方法构建了不确定性因素影响下的稳健性多目标优化问题的目标函数。以某立式铣削加工中心支承件立柱为例,选择机床切削点载荷作用下的位移和立柱重量为优化目标;通过分析立柱特征尺寸对目标函数的灵敏度确定优化变量;选取立柱密度、弹性模量及切削载荷为不确定变量;利用支持向量机方法构建了目标函数对优化变量和不确定变量的响应模型。利用隔代遗传算法和非支配排序遗传算法求解立柱多目标优化问题。对比分析了立柱不确定性优化和确定性优化设计结果,表明其在重量降低的前提下,刚度得到明显提升,且稳健性提高40%。

摘要：考虑获知SU-8胶的光弹性性能有利于拓展其在微纳米领域中的应用范围,本文设计了材料应力光学系数显微测量光路,完成了SU-8胶应力光学系数的测量实验。首先,基于光弹性原理设计了测量光路,推导了求解应力光学系数的计算公式;然后,根据所设计的光路搭建了应力光学系数显微测量实验装置,在SU-8胶试样光弹性条纹的单个半级数范围内进行了单向拉伸实验;最后,利用Matlab提取实验照片组中光强值信息,得到了不同拉力下透过SU-8胶试样的单色光光强值,计算求解出了SU-8胶的应力光学系数。实验结果以及测量公式计算显示,SU-8胶的应力光学系数为(3.007±0.149)×10–11 m2/N,大于光学玻璃等材料的应力光学系数,也远大于二氧化硅等MEMS领域常用材料的应力光学系数。实验结果可为以SU-8胶为材料,通过光弹性原理进行微力测量的微探针、微夹钳等的设计与制作打下基础。

摘要：给出液压元件功能知识表达数学模型.将液压控制元件的自身结构与使用方式相结合,定义能量特征状态基本变换单元为系统方案设计的最小功能选择单元.构建了基本变换单元输入输出间的定量关系方程,通过对该方程的定性特征化处理抽象出特征状态变换方程,并将特征状态变换方程的系数矩阵作为基本变换单元功能知识的定性数学表达.归结了常用基本变换单元,形成了基本变换单元功能知识表达库和相应的特征状态变换矩阵.构建了单动作液压子系统综合模型,并给出相应的矩阵分解算法与特征运算规则,最后结合具体实例阐述了基本变换单元功能知识表达模型在系统方案设计中应用的有效性.

摘要：盘形滚刀是全断面岩石掘进机中的重要组成部件,其失效将直接导致掘进效率迅速下降。在传统滚刀系统动态特性研究和滚刀结构基础上,设计了一种滑动轴承支撑的新型滚刀结构,采用滑动轴承进行径向回转支撑,刀体两侧对称安装两套推力滚子轴承以提高滚刀整体的强度和轴向刚度,进而以此新型滚刀结构为基础,建立了新型滚刀轴-侧向动力学理论模型。以17寸滚刀为例,与传统滚动轴承支撑的滚刀进行动态性能对比分析,动力学仿真结果表明:新型滚刀和传统滚刀的垂向最大位移分别为0.075 mm和0.217 mm,振动位移幅值降低了65.4%;侧向最大位移分别为0.010 7 mm和0.018 6 mm,振动位移幅值降低了42.3%。新型滚刀结构减振效果十分明显。