一、机械系统动力优化设计的自适应混合遗传算法（论文文献综述）
张磊[1]（2020）在《电磁主动隔振系统建模与控制方法研究》文中认为大型设备和精密仪器在运行时,产生的振动不仅会对周围环境造成影响,还会降低自身性能。为了保证设备和仪器的正常运转,各种隔振系统和振动控制方法已经被开发出来用于振动控制。电磁主动隔振系统因为刚度和阻尼可变、可控性灵活、控制方法多样、响应速度快等优点近年来得到重点关注,开始应用于机械加工装备、精密仪器和机械系统等领域。本文在查阅和分析国内外相关研究现状的基础上,对电磁隔振系统的内部元件优化与系统设计、非线性分析与建模、电磁隔振系统控制策略、多隔振单元并联的电磁隔振系统控制问题进行了深入研究。论文的主要工作如下:（1）基于COMSOL仿真软件,对隔振元件设计进行了参数优化,在对常见的主动隔振系统模型进行分析的基础上,设计了一种简单、合理的电磁主动隔振系统结构。基于COMSOL仿真数据和实验数据,建立了电磁隔振系统中电磁力与线圈电流和间隙之间的非线性关系。针对电磁隔振系统的控制模型建立困难问题,根据电磁力与控制电流和间隙的关系,结合隔振单元的力学过程,提出了基于数据和机理的建模方法。为了验证提出的建模方法的有效性,应用常规PID控制器对电磁主动隔振系统进行仿真和实验。仿真和实验结果验证了隔振系统建模方法的有效性和主动控制的可实现性。（2）提出了一种基于等效刚度和阻尼系数的控制方法,根据隔振系统动态性能指标的期望范围,计算得到电磁力的等效刚度系数和阻尼系数的范围,并利用遗传算法在该范围内计算最优的等效刚度和等效阻尼系数,从而避免PID控制器的参数整定问题。通过拟合电磁力与线圈电流和间隙之间的非线性关系表达式,从而建立线圈电流与等效刚度和阻尼系数之间的关系,实现控制线圈电流满足隔振系统动态性能指标的目的。此外,为了实现电磁隔振系统的变参数控制,减小系统的最大超调量和振荡次数,借助分段控制思想,提出了基于分段等效刚度和阻尼系数的控制方法,实现在每个控制时刻采用最优的控制参数,解决系统时域性能中超调量和稳定时间的冲突。仿真和实验结果表明,基于等效刚度和阻尼系数的控制方法可以获得较为理想的系统动态性能指标,而基于变参数控制的分段等效刚度和阻尼系数的控制方法不仅可以减小系统的稳定时间,还可以保证电磁隔振系统和负载具有平稳性。（3）以电磁隔振系统的状态空间表达式为基础,提出了基于线性二次型调节器和协同小生境遗传算法的电磁隔振系统控制方法,实现隔振单元控制电流的优化控制目的。针对LQR控制器中目标函数的权值取值问题,提出利用协同小生境遗传算法计算最优参数,通过计算目标函数得到最优控制电流。为了实现电磁隔振系统的时变控制,在每个控制时刻根据实际情况获得不同的最优控制参数,进一步提高最优控制器的性能,提出了基于滚动时域控制和协同变染色体长度遗传算法的电磁隔振系统控制方法。针对RHC控制器中目标函数的参数取值问题,提出了一种基于协同变染色体长度的遗传算法,利用染色体的长度来代表并优化预测水平和控制水平,染色体的大小来代表并优化位移变化量以及电磁力的权重。根据得到的最优权值矩阵,求解目标函数获得每个时刻的最优控制变量。仿真和实验以及与状态反馈控制方法的对比仿真验证了所提出的主动控制方法均可以有效地控制振动,使电磁隔振系统和被隔振体具有平稳性。（4）针对单个隔振单元隔振范围和隔振力受限问题,设计了多隔振单元并联的电磁隔振系统,并提出了多隔振单元并联系统的LQR和RHC控制器。对于多隔振单元并联系统的LQR和RHC控制问题,根据建立的多隔振单元并联的电磁隔振系统模型,将多单元控制性能指标转换为目标函数,并分别利用协同小生境遗传算法和协同变染色体长度遗传算法对目标函数中的权值矩阵进行优化。仿真和实验结果表明基于所提出的目标函数的主动控制方法对可以有效地控制振动,保证多个隔振单元在受到扰动后具有相同的运动轨迹,使多隔振单元并联的电磁隔振系统和被隔振体保持平稳性,减小耦合振动对双隔振单元并联系统的影响。
范衠,朱贵杰,李文姬,游煜根,李晓明,林培涵,辛斌[2]（2021）在《进化计算在复杂机电系统设计自动化中的应用综述》文中指出复杂机电系统设计自动化是知识自动化的一个重要分支,在机器人系统设计、高档数控机床设计、智能装备系统设计等方面具有重要的研究意义和应用价值.本文对进化计算在复杂机电系统设计自动化中的应用进行了综述.首先,介绍了几种常用进化计算方法及其优点;其次,对进化计算在电子系统、微机电系统和复杂机电系统三个领域的设计自动化进行了较为系统且全面的总结.然后,以一类典型的复杂机电系统—机器人系统的设计自动化为代表,对进化计算在机器人系统设计自动化的研究发展进行了讨论.最后,针对进化计算在复杂机电系统设计自动化中存在的共性关键问题进行了讨论与展望.
陈宇[3]（2019）在《坦克行进间发射动力学分析及优化研究》文中提出现代战争形式的逐渐改变使得新一代坦克的射击精度、炮口动能、机动能力和使用条件均发生了较大的变化。随着弹丸穿甲威力的提高,发射载荷、炮口动能和炮口动量均显着增大,火炮的振动特性更加凸显;另外为了适应高机动性的要求,减轻坦克重量并提高坦克的行驶速度,尤其是行进间射击时的行驶速度使得路面对坦克的激励急剧增大。这些都使坦克及火炮的非线性动力学规律越趋复杂,加剧了坦克机动性与行进间射击精度的矛盾。现有的设计理论和方法已难以破解这种矛盾,迫切需要开展高机动条件下坦克行进间射击的非线性动力学响应规律及总体性能优化研究。本文以此为背景,以提高坦克行进间射击精度为目标,基于多体系统动力学、有限元方法、智能控制方法、接触碰撞理论及现代优化算法等对坦克行进间射击机电液耦合动力学建模方法、高速机动条件下非线性因素影响规律及综合行驶工况条件下的坦克炮结构优化等进行了系统深入的研究。分析了某坦克多体系统的拓扑结构,基于一定简化和假设,结合射击时的实际受力和运动情况,建立了某坦克行进间射击多体系统动力学模型。利用有限元柔性体技术描述身管的弹性变形;分别通过非线性弹簧阻尼模型和间隙旋转铰模型表征身管与前后衬瓦间及耳轴与轴承间的接触碰撞关系;参照我国路面不平度分级标准,采用谐波叠加法重构了不同等级的考虑左右履带不平度相干性的三维路面不平度模型。通过数值计算获得了坦克行进间发射动力学规律,并进行了初步的试验验证。基于多学科协同仿真方法建立了垂向稳定控制系统与坦克机械系统耦合动力学模型。通过机电一体化仿真软件Amesim建立了垂向稳定器的液压子系统模型,在MATLAB/Simulink中建立了垂向稳定器的PID（Proportion Integration Differentiation）控制子系统模型,利用多体系统动力学软件Recur Dyn建立了坦克机械系统模型,有效提高了坦克行进间射击过程的数值计算精度。在此基础上,引入自适应鲁棒控制方法设计了新的坦克垂向稳定器控制器,通过与传统PID控制器的控制效果相比较,验证了所设计控制器的优越性。此外,研究发现坦克行进间耳轴中心角位移与炮口中心角位移并不相同,提出将炮口中心角位移作为误差补偿信号,大幅提高了传统以摇架为稳定目标的坦克垂向稳定器的综合稳定效果。分析了弹丸膛内运动过程中的受力情况。提出了一种基于间隙圆柱副模型的弹炮刚柔耦合建模方法,引入对微小间隙更具有适应性的基于L-N模型改进的含非线性刚度系数的法向接触力模型,以描述弹炮间接触力的非线性特性。在此基础上,分析了坦克行进间射击弹丸膛内运动时期身管的动态弯曲及弹炮耦合作用对火炮振动的影响规律。并进一步分析了高速机动条件下,坦克系统非线性现象尤为严重时,坦克行进间车体振动、身管动态弯曲、炮口响应及弹丸运动规律,为新一代高机动、高精度坦克总体设计提供理论支撑。以弹丸出炮口时扰动为优化目标,提出一种综合行驶工况条件下坦克行进间射击高维多目标优化方法。结合坦克行进间发射弹炮耦合动力学模型、分片拉丁超立方设计方法及BP（Back Propagation）神经网络方法构建坦克行进间射击火炮振动的代理模型。基于代理模型,采用遗传算法和潜在最优加点准则,对综合行驶工况条件下坦克行进间射击火炮振动问题进行序列近似优化,在可接受的计算成本范围内,得到了满足实际需要的兼顾各优化目标的优化解,提高了综合行驶工况条件下坦克行进间射击的射击精度。
孙逸[4]（2019）在《基于概率密度演化法的零件与系统动态可靠性研究》文中研究指明在机械零件与系统的可靠性计算中,由于机械设备的输入载荷、失效模式、结构特征函数等都在时间、空间和强度上存在相当大的随机性,使得最终输出的结果（包括可靠性预测）可能产生不可预知的跃动,即非线性状态。而非线性方程是非常难以求解的,这为机械零件与系统的可靠性计算工作带来了巨大的挑战与难度。所以,将非线性问题作为考量对于可靠度计算的研究发展非常重要,也是非常必要的方向。本文从机械零件多次载荷作用下的动态可靠度研究出发,结合概率密度演化理论,提出一种新的机械零件动态可靠度计算模型,并基于此讨论了一种新的机械系统可靠度计算方法,之后对系统在多种因素下的安全和风险评估以及冗余算法优化等问题进行了考察。论文的主要工作如下:1.回溯了国内外对机械可靠性研究的历史,论证了本文提出问题与所用根据的合理性。基于已有的机械零件的动态可靠度模型,结合概率密度演化理论（PDEM）,提出了可用于分析非线性系统下的动态可靠度计算模型,并采单边差分法对偏微分方程进行了数值计算。2.传统方法计算机械系统的可靠度,一般效仿电子元件可靠度计算,根据电子系统的连接逻辑将每个零件进行简单的计算,这种方法忽视了机械零件失效相关的客观存在,与工程实际并不相符。本文立足于Copula相关性理论,提出了一种将零件之间失效相关纳入系统可靠性考量的计算模型。3.由于复杂装备系统多是典型的由电子、机械、控制部分集成的系统,有结构件、电子元件、控制元件和电气设备等单元组成,因此该类系统可靠性计算必须考虑到各方面的耦合性。本文将采用层次分析法（AHP）对复杂系统进行分层结构化处理,并建立多层级可靠性评价体系,以便设计师更有效地识别系统薄弱环节、合理区别对待每个单元及其影响并开展可靠性优化设计工作。4.冗余设计通过增加备用零件以达到提升系统可靠性的目的,是一种操作便捷,成本相对低廉的设计思路。理论上,随着备用零件的增加,系统失效率可以无限接近于零,但是作为经济生产工具,严格控制其成本、安装体积和重量也十分重要。上述问题可以简化为“带边界条件的多目标算法优化”问题,随着优化目标的增多与动态环境的日趋复杂,优化结果的准确性将面临考验。本文将在机械系统冗余设计的基础上,利用粒子群算法、遗传算法、模拟退火法等智能算法,提出一种旨在寻求更准确结果的新型算法。
廖映华[5]（2019）在《含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性及动态可靠性研究》文中提出随着浅层煤炭资源的枯竭,煤矿开采正向1千米以下的深部延伸,开采的危险系数显着提高,热害、冲击地压、煤与瓦斯突出、透水、矿压、煤层自燃等灾害不仅增加了采煤的难度,也提高了开采成本。迫切需要采用无人化智能开采技术让矿工远离危险和恶劣的作业环境,提高煤炭开采效率,达到“无人则安、减灾提效”的目的。然而要实现无人化智能开采代替人的采煤劳动,必须首先保证智能采煤装备能够在复杂工况下长期连续可靠地作业,这就需要解决重载采煤装备可靠性及高性能传动技术。采煤机截割部作为完成割煤作业的核心装置,它的性能直接影响煤层截割效率和重载采煤装备可靠性。传统的截割部摇臂齿轮箱采用直齿或斜齿传动,承载能力和功率传递密度低,使得摇臂齿轮箱笨重,容易引起摇臂变形,导致摇臂齿轮箱传动系统误差增大,啮合条件恶化,加速了截割部摇臂齿轮箱失效。为了确保摇臂具有足够的刚度,摇臂变形控制在许可范围内,达到提高采煤机寿命和可靠性的目的,论文利用人字齿轮和行星传结构紧凑、功重比大的特点,提出了一种包含一级行星传动的多级人字齿轮传动在重载冲击工况下实现采煤机截割部齿轮箱的轻量化和高性能传动,并重点对这种新型的多级人字齿轮箱在随机载荷作用下的动力学特性和可靠性开展了较全面深入的研究。因此,论文主要研究内容如下:1.复杂工况下含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动力学模型及动力学特性分析根据人字齿轮啮合原理,综合考虑齿面摩擦、轴承变形、啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙以及行星级均载等因素的影响,建立含行星传动的多级人字齿轮传动的平移-扭转动力学模型。通过Monte Carlo和数值计算法求解随机载荷作用下多级人字齿轮传动系统的动力学特性,获得各齿轮的弯曲和接触应力随机过程,以及各轴承的接触应力随机过程。在此基础上,研究系统外部载荷、内部激励等因素对动力学性能的影响规律,探索改善多级人字齿轮箱的工作性能和提高其可靠性有效措施。2.考虑失效相关性的含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠度模型与分析根据疲劳损伤原理建立零件强度退化计算模型得到传动系统零部件的强度随机过程。根据应力-强度干涉理论建立了应力和强度为随机过程的单一和多失效模式下的零件可靠度模型。采用相关系数来表示失效模式间的相关关系,根据失效模式间相关系数大小将多级齿轮系统的失效模式分成多个失效无关的失效模式组,建立含行星传动的多级人字齿轮传动的动态可靠度模型,求解随机载荷作用下采煤机截割部摇臂齿轮箱动态可靠度,研究多级齿轮箱内部激励、零部件强度和动态力的分布参数的时变性、以及齿轮箱零件失效模式的相关性对可靠度的影响规律,为后续可靠性优化设计奠定了基础。3.含行星传动的多级人字齿轮箱动态可靠度灵敏度模型与分析根据动态可靠度模型中系统参数与可靠度之间的关系,由?R?（?Xi）（其中R为可靠度,Xi为某个设计参数,且Xi∈X,X为设计参数向量）推导出可靠度随系统参数变化的可靠度灵敏度函数,采用矩法或重要抽样法等数值方法进行求解,获得构成齿轮箱的齿轮和轴承的可靠度灵敏度,分析相关参数对可靠度的影响规律,找出对可靠度有显着影响的参数,为后续可靠性优化设计提供依据。4.含行星传动的多级人字齿轮箱多目标可靠性优化含行星传动的多级人字齿轮箱的结构复杂,设计参数多,常用于工况复杂,功率大的场合。为了保证系统可靠性、改善动力学特性,实现轻量化,降低制造成本和资源消耗,以传动比、各级齿轮的齿数、模数、齿宽、啮合角、螺旋角等为设计变量,以动态性能、可靠度、可靠度灵敏度和传动件体积为优化目标,以强度,人字齿轮平行轴传动啮合条件,人字齿轮行星传动的齿轮数和行星传动的传动比条件、同心条件和装配条件等为约束条件,建立多级人字齿轮箱可靠性优化模型。借助MATLAB多目标遗传算法函数求解可靠性优化模型获得多级人字齿轮箱的优化设计参数。根据优化参数和动力学模型计算优化后的动态特性,将其与优化前的动态特性进行对比,验证优化模型的正确性。5.含行星传动的多级人字齿轮箱的动态特性测试与分析依据含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性的测试原理和数据采集需求,提出采煤机摇臂多级人字齿轮箱动态特性测试试验平台的总体方案。基于相似性原理确定试验平台的性能参数并搭建多级人字齿轮箱动态特性测试试验平台,开展多级人字齿轮箱的动态特性测试试验研究,完成在恒转速阶跃载荷、冲击载荷和随机载荷作用下的动态特性测试,以及随机载荷作用下,不同服役时间多级齿轮箱动态特性测试及概率统计特征分析,验证提出的多级人字齿轮传动系统的动力学模型和动态可靠性理论的正确性。
张炳寅[6]（2019）在《直线电机进给系统机电耦合特性仿真分析及应用》文中指出进给伺服系统是数控机床的重要组成部分,作为数控系统中精密的位置跟踪与定位系统,其运动精度和定位精度直接影响最终的加工精度和加工质量,直线电机进给伺服系统具有较高的定位精度并且能够实现高速进给,故广泛应用在各类高速高精密进给场合。由于直线电机进给系统取消了中间传动环节,推力谐波和切削力等外部干扰直接作用于电机动子上,对外部扰动更加敏感,同时直线电机的推力波动等非线性因素直接影响其运动精度。直线电机进给系统是一个典型的复杂机电系统,输出的进给位移、速度和加速度不仅会影响机械系统的动态特性,也会影响伺服系统的动态特性,而伺服输出力特性的变化作用到机械环节,又会影响机械系统的动态特性。本文以直线电机进给系统为研究对象,对其机电耦合模型建立、特性仿真分析及实验进行研究,取得如下成果:（1）在分析永磁同步直线电机结构及工作原理基础上,采用拉格朗日麦克斯韦方程及能量守恒建立直线电机进给伺服进给系统刚柔-机电耦合数学模型;（2）采用ADAMS建立直线电机进给伺服系统机械结构刚体模型,然后通过有限元分析ANSYS生成关键部件的模态中性文件,将模态中性文件导入刚体模型且替换部分相应刚体部件,并考虑了关键部件的弹性变形、工作台结合面参数等非线性因素,建立了直线电机进给系统机械结构刚柔耦合模型;（3）在分析直线电机控制原理基础上,采用MATLAB/Simulink工具箱建立控制仿真模型,并采用非线性自适应遗传算法对三环PID控制参数进行优化;（4）运用ADAMS/Controls模块与MATLAB/Simulink构建了直线电机进给系统刚柔-机电耦合仿真模型,并对其控制参数影响直线电机进给伺服系统运动精度的规律进行仿真分析;另外采用非线性自适应遗传算法对该刚柔-机电耦合仿真模型的控制参数进行优化,对比分析了三种情况下（未优化、优化电机控制系统控制参数、优化刚柔-机电耦合模型的控制参数）阶跃响应和正弦响应,发现采用非线性自适应遗传算法对刚柔机电耦合模型控制参数进行优化后,系统控制效果更好,且系统的稳定时间较短、超调量也最低,同时正弦信号响应曲线峰值无超调,响应速度也较快。（5）实验研究了不同工作台负载对直线电机进给系统动态位移响应的影响以及不同进给速度下工作台的俯仰振动和扭摆振动,结合直线电机进给伺服系统机电耦合模型的仿真结果对模型有效性进行验证。本文建立的直线电机进给系统刚柔-机电耦合模型为研究其机电耦合机理,同时为高速高精密进给运动应用提供理论基础。
刘岩[7]（2018）在《基于变分模态分解与奇异谱分析的往复压缩机典型故障预示研究》文中进行了进一步梳理往复压缩机作为石油、化工等行业的关键设备,在发生事故时所造成的巨大经济损失和人员伤亡的灾难性,决定了对其开展诊断的必要性。本文以往复压缩机滑动轴承磨损和气阀类典型故障为研究对象,从振动信号自适应分解处理的角度,深入分析故障机理与振动信号的响应关系、信号自适应分解的尺度特征、多重分形谱特征分析、关键部件性能衰退评估指标选择和混沌动力学预测模型适用性等问题,将变分模态分解（VMD）与多重分形谱分析相结合,从非线性信号精细化分析角度,基于往复压缩机振动信号对典型故障进行特征提取与模式识别,并通过建立奇异谱参数指标,对往复压缩机滑动轴承运行状态进行评估与预示研究,结合2D12型往复压缩机典型故障与运行周期,提出了一套完整的故障状态评估与预示方法。主要工作如下:往复压缩机滑动轴承故障因其隐蔽性和振动传递路径的复杂性,对其进行有效诊断十分困难。为提高较难识别的十字头滑履和连杆小头轴承间隙故障诊断准确率,结合VMD算法原理,并考虑算法在带通滤波中表现出的故障分离能力,通过分析振动响应与故障响应的关系,寻找敏感测点以提升信号可辨识性和采样一致性。从状态间特征可分性角度引入多重分形广义谱理论,采用瞬时频率与互相关信息结合的准则优选VMD分解个数,以变阶数整数寻优观点提取各状态模态分量的广义谱特征向量。在故障模式识别中,从不同模态分解层次的特征差异角度,分别引入了支持向量机法和建立在“层分”思想的增量学习K近邻模型（IKNNModel）法,通过故障模拟和实测数据分析与比较,证实优化的非监督分类IKNNModel算法有较好的适应性。VMD与多重分形广义谱相结合所提取的特征向量具有较好可分性,实现了敏感测点轴承故障特征的有效识别。气阀类故障是往复压缩机典型的多发性功能故障,多类型故障间的因果关系与微弱差异造成了故障类别间辨识的困难。考虑振动响应的高度非线性和波动表现,从阀片常见故障机理与振动信号波动特征的响应关系角度出发,提出了基于VMD与多重分形去趋势波动分析（MFDFA）的气阀故障征兆识别方法,VMDMFDFA算法以最大相关最小冗余法（mRMR）统一各故障的VMD分解模态,结合奇异谱分析构造6维特征向量,基于分形分析提取各状态主模态的奇异谱特征值,并通过主分量分析提升模态间谱向量差异,降维的同时增加故障特征的类间可分性和鲁棒性。在模式识别中引入二叉树支持向量机和基于深度学习的卷积神经网络算法,证实了卷积神经网络适用于谱向量识别的同时,通过试验数据验证了VMDMFDFA法对不同气阀故障具有较高的识别准确率。压缩机滑动轴承故障的高风险性和严重危害性,决定了以其为对象开展设备性能衰退与评估预测研究的重要性;同时,设备故障表现出的状态与过程共存的本质特征决定了故障预示研究应涵盖设备全寿命周期。基于VMD与多重分形分析方法,结合奇异值分解（SVD）和核模糊C均值聚类（KFCM）技术,引入分形奇异谱参数评估的思想,建立了基于奇异谱参数的评价指标与状态分类算法模型;通过VMD法保留主模态并构造连续截断型重构矩阵,应用SVD信噪分离原理,结合中心差商法降维求逆,提升故障间奇异谱参数指标的稳定性,以KFCM算法训练形成各状态谱参数聚类中心,经压缩机轴承故障模拟试验,优选谱参数,并结合模糊二叉树支持向量机算法实现滑动轴承磨损程度的分类识别和性能衰退状态评估。寿命预测是故障评估的延伸,并丰富了故障预示的内涵,往复压缩机典型故障诊断方法、预测与评估技术共同构成设备寿命周期分析。针对预测模型适应性和非线性系统初始敏感性,以多重分形奇异谱为预测参数,提出了基于最大预测可信尺度的改进K邻近动态预测模型;将信息熵饱和原理引入最大预测可信尺度,提高了预测结果的可信度,基于不同模态分量谱参数构建相空间重构型动态建模域,使预测模型反映复杂系统动力学演化的实时性特征,并突出各模态成分对预测的独立影响,通过拟合回归和误差分析验证了预测模型的有效性。
王飞[8]（2018）在《主被动混合隔振与可调频动力吸振技术研究》文中研究表明机械噪声是潜艇中低速航行时的主要噪声源。传统的被动控制技术无法在保证体积、重量、尺寸满足工程要求的情况下,提供有效的低频振动控制。主动控制或半主动控制通过振动抵消或者结构自适应变化可以有效控制低频振动。本文针对舰艇典型动力设备和管路系统的低频振动传递,开展主被动混合隔振和可调频动力吸振技术研究,旨在降低动力设备和管路系统传递到甲板和壳体的振动,具有明确的工程应用背景。本文的主要研究内容及创新点如下:（1）基于海尔贝克磁阵列设计的主被动混合隔振器,对于相同的作动力需求,具有体积小、重量轻、功耗低的特点。经测试每单位电流可产生300N作动力,与理论计算结果一致。单频激振试验表明主被动混合隔振的隔振效果比被动隔振高11dB。设计研制的数字功率放大器,解决了模拟功率放大器体积庞大、沉重且散热严重等问题。（2）针对WD618柴油机振动特性,提出了自适应前馈控制策略,研究了分布式前馈控制硬件系统。经实际应用环境下的柴油机隔振试验验证,在1000Hz频率范围内被动隔振降低基座振动10dB,主被动混合隔振可使基座振动在70Hz以下频段进一步降低4dB,甲板振动在100Hz以下频段进一步下降7dB。（3）采用三向动力吸振理论设计管路系统可调频动力吸振器,具有结构紧凑、拆装方便、功耗低、可调频范围宽等优点,经振动台扫频测试,设计的吸振器在X、Y、Z三个方向的可调频率范围分别为40Hz、17Hz和50Hz。根据管路系统减振特点设计的具有自学习能力的吸振器自适应调频控制方法,既能在整个系统运行周期内保证调频精度,又能大幅降低因工况变化吸振器自适应调频所需的时间。（4）针对潜艇典型管路系统,研制自适应调频控制系统和控制方法,经单频激励和实际工况下试验验证,管系振幅最大线谱的吸振效果为6dB;对其它线谱的吸振效果最大为9dB;在降低管系振动的情况下,也可有效降低壳体振动,其中250Hz线谱振动的控制效果达到15dB。
高新科[9]（2015）在《双层隔振非线性系统的最优阻尼半主动控制研究》文中研究指明双层隔振系统是一种旨在通过双层结构,实现逐级减振的隔振系统。大量的工程减振系统可以利用该系统建立动力学模型。该减振系统的应用范围十分广泛,如用于潜艇上的浮筏隔振系统,用于汽车悬架的减振系统等。同时,按照其减振对象来分还可以分为力隔振和位移隔振等。在振动控制领域,根据外部对隔振装置输入能量的大小,振动控制分为被动、主动和半主动三种。目前应用中的双层隔振非线性系统装置的中间隔振元件主要是由阻尼特性固定不变的被动元件组成。这就在一定程度上限制了整个隔振装置的隔振效果,使其只能对某一段频域范围内的激励信号有着好的隔振效果,而对于其他频域范围内的激励信号隔振效果就不是很明显了。研制出阻尼特性可以改变的阻尼器件来安装在隔振装置上及设计控制仿真算法,使系统在所受到的外界信号激励下,能够按照所设计的控制策略来调整阻尼器可控屈服阻尼力的大小,使隔振装置的隔振效果得到进一步的提高。电流变器件通过控制电场的强度来调节输出阻尼力,因此可以充当智能机电控制系统中连接电气单元和机械单元的良好媒介。隔振试验台和控制系统是实现控制方法和检验电流变器件性能的关键设备。双层隔振系统中,电流变智能阻尼器是一个非线性环节。由于构成系统的各种元器件都要受到最大能力的限制,各种部件都会出现饱和现象,执行器的饱和非线性是半主动双层隔振系统的一个典型特征。因此双线性系统的控制器也受到阻尼大小范围的约束。在半主动阻尼控制研究方面,前人解决了线性建模问题最优解的搜索问题,但是,对于双线性系统的模型并没有进行最优解的搜索工作。因此,对双线性系统的研究前景诱人。本项目研究成果在潜艇、其他舰船、汽车、高端机床、抗震建筑等方面都有巨大的应用前景和社会、军事价值。论文的主要工作是设计不同的控制策略对双层隔振非线性系统进行研究,并对带有智能阻尼器的双线性隔振系统进行仿真和实验研究,达到期望的隔振效果。创新点有:第一、针对双层隔振非线性系统阻尼曲线存在无法求解的缺陷,提出综合利用推广变分法原理,引入脉冲函数,使用最速下降法求解减振性能指标泛函的变分导数,获得了工程实际中不可导曲线的最优解。第二、提出了基于最优控制和半主动控制的最优阻尼半主动联合控制方法,使用该方法来调整智能阻尼器可控屈服阻尼力的大小,使减振装置的低频段减振效果得到明显提高。本文研究在（单频、双频、多频、高频）正弦信号、随机信号、冲击信号、混合信号激励下最优阻尼半主动控制的隔振效果。主要针对五种不同的控制方法,包括:最优阻尼半主动控制、天棚阻尼半主动控制、最优被动阻尼控制、最大被动阻尼和最小被动阻尼控制。仿真实验表明:最优阻尼半主动控制对冲击信号的减振效果优于对随机信号的减振。最优阻尼半主动控制在上述五种控制方法中效果最好。第三、提出基于双线性阻尼控制系统模型的智能减振控制策略来适应不同频段外部激励频率的变化,扩大了减振频率范围。最后,结合力隔振试验平台和控制系统,运用最优阻尼半主动控制律控制隔振器的阻尼力变化进行实验研究。实验结果表明,最优阻尼半主动控制可以有效改善力隔振系统的隔振性能。
孙永[10]（2008）在《改进遗传算法在机械优化设计领域的应用进展》文中进行了进一步梳理遗传算法具有比传统优化方法更易于解决优化问题的能力,传统遗传算法与其他算法相结合的研究而形成的诸多改进遗传算法,在不同领域获得了广泛的应用并有了长足的发展。在论述了遗传算法应用于机械优化设计的优势以及改进遗传算法的研究趋势后,以改进的遗传算法应用于机械优化设计的典型范例,就近几年来在机械优化设计中的应用发展,计算精度改进及前景作了必要的讨论。
二、机械系统动力优化设计的自适应混合遗传算法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、机械系统动力优化设计的自适应混合遗传算法（论文提纲范文）
（1）电磁主动隔振系统建模与控制方法研究（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 主被动隔振系统研究现状 |
| 1.2.2 电磁隔振系统结构研究现状 |
| 1.2.3 主动隔振系统建模研究现状 |
| 1.2.4 隔振系统控制方法研究现状 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 电磁隔振系统元件优化与建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁隔振系统元件的优化设计 |
| 2.2.1 电磁隔振系统元件的形状优化 |
| 2.2.2 电磁隔振系统元件的参数优化 |
| 2.3 电磁隔振系统模型分析 |
| 2.4 电磁隔振系统的结构设计与建模 |
| 2.4.1 电磁隔振系统的结构设计 |
| 2.4.2 电磁隔振系统的建模 |
| 2.4.3 基于数据建模和PID控制器的仿真分析 |
| 2.4.4 基于数据建模和PID控制器的实验分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于等效刚度和阻尼系数的主动控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 隔振系统非线性关系和动力学方程 |
| 3.2.1 电磁隔振系统非线性关系 |
| 3.2.2 电磁隔振系统动力学方程 |
| 3.3 基于等效刚度的主动控制方法 |
| 3.3.1 系统动态性能指标 |
| 3.3.2 等效刚度系数优化 |
| 3.3.3 基于等效刚度系数的控制框图 |
| 3.3.4 基于等效刚度系数的仿真结果 |
| 3.4 基于等效刚度和阻尼系数的主动控制方法 |
| 3.4.1 系统动态性能指标 |
| 3.4.2 参数优化和控制框图 |
| 3.4.3 基于等效刚度和阻尼系数的仿真结果 |
| 3.4.4 基于等效刚度和阻尼系数的实验分析 |
| 3.5 基于分段等效刚度和阻尼系数的控制方法 |
| 3.5.1 分段策略 |
| 3.5.2 基于分段等效刚度和阻尼系数的控制框图 |
| 3.5.3 基于分段等效刚度和阻尼系数的仿真分析 |
| 3.5.4 基于分段等效刚度和阻尼系数的实验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于状态空间和协同遗传算法的主动控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统状态空间描述 |
| 4.2.1 基本定义 |
| 4.2.2 隔振系统状态空间表达式 |
| 4.2.3 离散化 |
| 4.3 基于LQR和协同小生境遗传算法的控制方法 |
| 4.3.1 线性二次型最优控制 |
| 4.3.2 小生境遗传算法 |
| 4.3.3 协同算法 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.3.5 实验分析 |
| 4.4 基于RHC和协同变染色体长度遗传算法的控制方法 |
| 4.4.1 滚动时域优化 |
| 4.4.2 协同变染色体长度遗传算法 |
| 4.4.3 仿真分析 |
| 4.4.4 实验分析 |
| 4.5 仿真对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多隔振单元并联的电磁隔振系统控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多隔振单元并联的电磁隔振系统结构设计与建模 |
| 5.2.1 双隔振单元并联系统的结构设计与建模 |
| 5.2.2 三隔振单元并联系统的结构设计与建模 |
| 5.3 双隔振单元并联的电磁隔振系统控制方法 |
| 5.3.1 基于LQR和 NGA的双隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.3.2 基于RHC和 CGAVLC的双隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.4 三隔振单元并联的电磁隔振系统控制方法 |
| 5.4.1 基于LQR和 NGA的三隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.4.2 基于RHC和 CGAVLC的三隔振单元并联系统控制方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
（3）坦克行进间发射动力学分析及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 坦克稳定器 |
| 1.2.2 弹炮耦合模型 |
| 1.2.3 火炮发射动力学 |
| 1.2.4 火炮结构动力学优化 |
| 1.3 坦克行进间发射动力学分析与优化研究的技术挑战 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 坦克行进间发射动力学建模与数值计算 |
| 2.1 某坦克结构拓扑分析 |
| 2.1.1 坦克结构组成 |
| 2.1.2 坦克多体系统建模基本假设 |
| 2.1.3 坦克多体系统结构拓扑分析 |
| 2.2 坦克多体系统的动力学建模 |
| 2.2.1 构件建模 |
| 2.2.2 约束建模 |
| 2.2.3 载荷建模 |
| 2.3 路面不平度建模 |
| 2.4 数值计算与初步验证 |
| 2.4.1 多体系统动力学模型 |
| 2.4.2 数值计算与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 坦克垂向稳定器机电液耦合动力学建模与分析 |
| 3.1 坦克垂向稳定器的工作原理 |
| 3.2 坦克行进间机电液耦合动力学建模与分析 |
| 3.2.1 液压子系统建模 |
| 3.2.2 控制子系统建模 |
| 3.2.3 机电液耦合动力学建模 |
| 3.2.4 数值计算与分析 |
| 3.3 坦克垂向稳定器自适应鲁棒控制建模与分析 |
| 3.3.1 自适应鲁棒控制原理 |
| 3.3.2 坦克垂向稳定器控制结构改进 |
| 3.3.3 坦克垂向稳定器自适应鲁棒控制算法 |
| 3.3.4 数值计算与分析 |
| 3.4 控制器炮口误差信号补偿建模与分析 |
| 3.4.1 坦克行进间炮口振动分析 |
| 3.4.2 炮口误差信号补偿建模 |
| 3.4.3 数值计算与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 坦克行进间射击弹炮刚柔耦合影响分析 |
| 4.1 弹丸膛内运动的受力分析 |
| 4.1.1 重力和重力矩 |
| 4.1.2 燃气作用力 |
| 4.1.3 弹丸前定心部和炮膛间的作用力 |
| 4.1.4 弹带和炮膛间的作用力 |
| 4.1.5 弹丸受到的和外力及力矩 |
| 4.2 弹炮刚柔耦合非线性建模 |
| 4.2.1 接触碰撞的判断 |
| 4.2.2 法向接触力计算模型 |
| 4.2.3 接触摩擦模型 |
| 4.2.4 含间隙弹炮刚柔耦合动力学建模 |
| 4.3 数值计算与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高速机动条件下坦克行进间发射动力学分析 |
| 5.1 高速机动条件下的激励源分析 |
| 5.1.1 路面不平度激励 |
| 5.1.2 液压缸控制力 |
| 5.1.3 射击载荷 |
| 5.1.4 其它激励源 |
| 5.2 坦克车体振动分析 |
| 5.2.1 车体线振动 |
| 5.2.2 车体角振动 |
| 5.3 坦克垂向稳定器稳定效果分析 |
| 5.3.1 PID控制器 |
| 5.3.2 自适应鲁棒控制器 |
| 5.4 弹丸膛内运动身管动态弯曲分析 |
| 5.5 弹丸膛内运动时期弹丸及炮口扰动特性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 综合行驶工况条件下坦克行进间射击火炮结构优化 |
| 6.1 坦克行进间射击火炮结构优化方法 |
| 6.1.1 代理模型方法 |
| 6.1.2 试验设计方法 |
| 6.1.3 序列近似优化 |
| 6.2 综合行驶工况条件下坦克行进间射击火炮结构优化问题描述 |
| 6.2.1 优化目标数学模型 |
| 6.2.2 设计变量及约束 |
| 6.2.3 优化数学模型 |
| 6.3 坦克行进间射击火炮结构序列近似优化流程 |
| 6.3.1 基于多体动力学模型的训练样本库构建 |
| 6.3.2 基于BP神经网络的代理模型建模 |
| 6.3.3 模型验证和评估 |
| 6.3.4 优化解及实际响应计算 |
| 6.3.5 样本点更新 |
| 6.4 优化结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）基于概率密度演化法的零件与系统动态可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 动态可靠性的基本概念 |
| 2.1 应力-强度干涉模型与可靠度的定义 |
| 2.2 多次随机载荷下的动态可靠度 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于概率密度演化理论的动态可靠性研究 |
| 3.1 概率密度演化理论 |
| 3.1.1 概率守恒原理 |
| 3.1.2 经典概率密度演化方程 |
| 3.1.3 基于概率密度演化法求零件的动态可靠度 |
| 3.1.4 演化方程的数值计算 |
| 3.2 算例 |
| 3.3 系统的动态可靠度模型 |
| 3.3.1 Copula相关性理论 |
| 3.3.2 演化模型下的混合Copula系统动态可靠性 |
| 3.4 算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于AHP的动态可靠性方法与冗余优化算法研究 |
| 4.1 层次分析法 |
| 4.1.1 层次分析法的层次构造 |
| 4.1.2 相对重要度指标 |
| 4.2 算例 |
| 4.3 冗余优化算法 |
| 4.3.1 可靠性冗余分配 |
| 4.3.2 基本粒子群优化算法 |
| 4.3.3 权重改进型粒子群优化算法 |
| 4.3.4 混合型粒子群优化算法 |
| 4.4 算例 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性及动态可靠性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 人字齿轮传动系统动力学特性研究现状 |
| 1.2.1 人字齿轮平行轴传动系统动力学特性研究现状 |
| 1.2.2 人字齿轮行星传动系统动力学特性研究现状 |
| 1.3 机械可靠性的发展历程及研究现状 |
| 1.3.1 机械可靠性的发展历程 |
| 1.3.2 机械零部件可靠性的研究现状 |
| 1.3.3 机械系统可靠性的研究现状 |
| 1.3.4 机械可靠性试验的研究现状 |
| 1.4 人字齿轮传动系统可靠性的研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容及技术路线 |
| 2 复杂工况下含行星传动的多级人字齿轮传动系统动力学特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动力学模型 |
| 2.2.1 人字齿轮副的啮合力 |
| 2.2.2 人字齿轮副的摩擦力及摩擦力矩 |
| 2.2.3 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的运动微分方程组 |
| 2.3 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的内部激励分析 |
| 2.3.1 啮合刚度激励 |
| 2.3.2 制造和安装误差引起的啮合误差激励 |
| 2.4 内外部激励对含行星传动的多级人字齿轮传动系统动力学特性的影响 |
| 2.4.1 内部激励随机性对系统动力学特性的影响 |
| 2.4.2 外部激励对系统动力学特性的影响 |
| 2.5 内外部激励对系统动态力的统计特征的影响 |
| 2.5.1 内部激励随机性对系统动态力的统计特征的影响 |
| 2.5.2 外部激励对系统动态力的统计特征的影响 |
| 2.6 齿轮和轴承应力随机过程 |
| 2.6.1 齿轮和滚动轴承的动态应力 |
| 2.6.2 齿轮和轴承随机应力过程 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 含行星传动的多级人字齿轮传动系统动态可靠性建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑强度退化的零件强度的计算模型 |
| 3.3 单一失效模式下机械零件的动态可靠度 |
| 3.4 多失效模式下含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠度 |
| 3.5 考虑失效相关性的含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠度 |
| 3.6 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠性分析 |
| 3.6.1 齿轮和轴承的强度随机过程 |
| 3.6.2 齿轮或轴承在单一失效模式下的动态靠性 |
| 3.6.3 各失效模式之间的相关系数及失效模式分组 |
| 3.6.4 含行星传动的多级人字齿轮传动系统动态可靠性及其影响因素分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 含行星传动的多级人字齿轮传动系统动态可靠度灵敏度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 动态可靠度灵敏度预测模型 |
| 4.2.1 随机摄动矩法动态可靠度灵敏度预测模型 |
| 4.2.2 Monte Carlo重要抽样动态可靠度灵敏度预测模型 |
| 4.3 多级人字齿轮传动系统可靠度灵敏度分析 |
| 4.3.1 强度影响因素的可靠度灵敏度分析 |
| 4.3.2 应力影响因素的可靠度灵敏度分析 |
| 4.3.3 考虑失效相关性齿轮系统的可靠度灵敏度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 含行星传动的多级人字齿轮箱的可靠性优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含行星传动的多级人字齿轮箱可靠性优化模型 |
| 5.2.1 设计变量 |
| 5.2.2 优化目标及目标函数 |
| 5.2.3 约束条件 |
| 5.2.4 含行星传动的多级人字齿轮箱可靠性优化数学模型 |
| 5.3 含行星传动的多级人字齿轮箱可靠性优化模型的求解方法与结果分析 |
| 5.3.1 基于遗传算法的可靠性优化模型的求解方法 |
| 5.3.2 多目标权重系数与优化结果 |
| 5.3.3 优化结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 含行星传动的多级人字齿轮箱的动态特性测试试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 含行星传动的多级人字齿轮箱动态特性测试试验台 |
| 6.3 含行星传动的多级人字齿轮箱动态特性测试及结果分析 |
| 6.3.1 恒转速阶跃载荷作用下的动态特性测试及结果分析 |
| 6.3.2 恒转速冲击载荷作用下的动态特性测试及结果分析 |
| 6.3.3 恒转速随机载荷作用下的动态特性测试及结果分析 |
| 6.4 不同服役时间含行星传动的多级人字齿轮箱的动态特性测试及概率统计特征分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 论文总结与展望 |
| 7.1 论文的主要工作总结 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 后续研究工作与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）直线电机进给系统机电耦合特性仿真分析及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源、研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 直线电机进给伺服系统的机械特性研究现状 |
| 1.2.2 直线电机进给伺服系统控制方法的研究现状 |
| 1.2.3 直线电机进给伺服系统性能优化方法研究现状 |
| 1.2.4 直线电机进给伺服系统机电耦合特性研究现状 |
| 1.3 研究内容及章节安排 |
| 第二章 直线电机进给系统刚柔机电耦合建模理论研究 |
| 2.1 永磁同步直线电机的结构及原理 |
| 2.2 机电耦合理论方法研究 |
| 2.2.1 永磁同步直线电机基本方程 |
| 2.2.2 拉格朗日麦克斯韦方程 |
| 2.3 直线电机进给伺服系统机电耦合模型的建立方法 |
| 2.3.1 直线电机进给伺服系统动力学方程的建立 |
| 2.3.2 直线电机进给伺服系统机电耦合动力学方程 |
| 2.4 直线电机进给伺服系统刚柔耦合的动力学方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 直线电机进给系统刚柔-机电耦合模型建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直线电机进给伺服系统刚柔耦合模型建模方法 |
| 3.2.1 直线电机进给系统机械结构刚体模型建立 |
| 3.2.2 直线电机进给伺服系统刚柔耦合模型建立 |
| 3.3 直线电机进给伺服系统控制模型建立 |
| 3.3.1 电流环传递函数 |
| 3.3.2 速度环传递函数 |
| 3.3.3 位置环传递函数 |
| 3.3.4 直线电机进给伺服控制系统模型 |
| 3.4 遗传算法整定控制参数 |
| 3.4.1 遗传算法 |
| 3.4.2 基于自适应遗传算法优化控制参数 |
| 3.4.3 仿真及结果分析 |
| 3.4.4 优化结果 |
| 3.5 直线电机进给系统刚柔—机电耦合模型建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 直线电机进给伺服系统机电耦合特性仿真分析 |
| 4.1 控制参数对直线电机进给系统伺服性能仿真分析 |
| 4.1.1 电流环控制参数对进给系统伺服性能影响 |
| 4.1.2 速度环控制参数对进给系统伺性能影响 |
| 4.1.3 位置环增益对进给系统伺性能的影响 |
| 4.2 遗传算法优化刚柔机电耦合模型控制参数 |
| 4.2.1 应用遗传算法优化刚柔机电耦合模型PID控制参数 |
| 4.2.2 仿真及结果分析 |
| 4.3 直线电机进给系统机电耦合动态特性仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 直线电机进给系统动态特性测试 |
| 5.1 实验平台构建 |
| 5.2 不同负载下直线电机进给系统工作台动态位移测试实验 |
| 5.3 不同进给速度下工作台俯仰、扭摆振动测试实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于变分模态分解与奇异谱分析的往复压缩机典型故障预示研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 往复压缩机故障振动信号特性分析 |
| 1.3 论文相关研究方法国内外研究概况 |
| 1.3.1 非平稳信号自适应分解方法研究现状 |
| 1.3.2 非线性信号定量描述方法研究现状 |
| 1.3.3 故障模式识别的智能化方法研究现状 |
| 1.3.4 时间序列非参数模型预测方法研究现状 |
| 1.4 主要研究内容和框架 |
| 第二章 基于VMD与 MGS的轴承间隙故障诊断方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于VMD_MGS的轴承间隙故障诊断方法 |
| 2.2.1 变分模态分解算法 |
| 2.2.2 VMD分解与参数选择 |
| 2.2.3 特征提取方法 |
| 2.3 轴承间隙故障类型与信号采集 |
| 2.3.1 轴承磨损故障分类 |
| 2.3.2 信号采集与敏感测点 |
| 2.4 往复压缩机轴承间隙故障诊断实例 |
| 2.4.1 轴承故障模拟与算法分析 |
| 2.4.2 特征识别与比较 |
| 2.4.3 轴承间隙故障诊断 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于VMD与 MFDFA的气阀故障诊断方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 气阀故障与波动特征 |
| 3.2.1 气阀常见故障 |
| 3.2.2 振动信号波动特征 |
| 3.3 基于VMD_MFDFA的气阀故障特征提取方法 |
| 3.3.1 多重分形奇异谱 |
| 3.3.2 特征提取方法 |
| 3.4 往复压缩机气阀故障诊断实例 |
| 3.4.1 参数设定与比较 |
| 3.4.2 故障模拟与识别验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于MSS与 KFCM的往复压缩机轴承性能衰退评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SVD降噪与MSS指标 |
| 4.2.1 SVD矩阵重构结构 |
| 4.2.2 SVD与奇异值选择 |
| 4.2.3 MSS参数评估指标 |
| 4.3 基于KFCM的压缩机轴承间隙故障分类 |
| 4.3.1 KFCM聚类算法 |
| 4.3.2 特征向量与算法流程 |
| 4.4 往复压缩机轴承性能衰退评估实例 |
| 4.4.1 模拟故障与特征增强 |
| 4.4.2 聚类分析与特征指标 |
| 4.4.3 轴承性能衰退评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于预测可信尺度的混沌时间序列非参数预测方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 预测方法与相空间重构 |
| 5.2.1 系统状态预测方法与适用性 |
| 5.2.2 系统演化与相空间重构 |
| 5.3 基于最大预测可信尺度的系统预测 |
| 5.3.1 预测可信时间尺度模型 |
| 5.3.2 相空间重构型KNN预测 |
| 5.3.3 基于MSS的时变预测模型 |
| 5.4 往复压缩机预测实例 |
| 5.4.1 预测时间与参数分析 |
| 5.4.2 预测实例与方法评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 发表文章与成果目录 |
| 致谢 |
（8）主被动混合隔振与可调频动力吸振技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 主动控制的研究现状 |
| 1.2.1 主动控制技术的应用研究进展 |
| 1.2.2 控制算法与作动器的研究进展 |
| 1.3 管路振动噪声控制的研究进展 |
| 1.4 隔振的研究进展 |
| 1.4.1 被动隔振的研究进展 |
| 1.4.2 半主动隔振的研究进展 |
| 1.4.3 主动隔振的研究进展 |
| 1.5 吸振的研究进展 |
| 1.5.1 被动吸振的研究进展 |
| 1.5.2 自适应吸振的研究进展 |
| 1.5.3 主动吸振的研究进展 |
| 1.6 论文研究框架 |
| 1.6.1 需要解决的问题 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 基于海尔贝克磁阵列的主被动混合隔振器研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 主被动混合隔振器设计 |
| 2.2.1 主被动混合隔振设计对象 |
| 2.2.2 方案设计 |
| 2.3 主被动混合隔振器性能测试 |
| 2.3.1 弹簧刚度测试 |
| 2.3.2 电阻与电感测量 |
| 2.3.3 静止作动力测试 |
| 2.4 主被动混合隔振器单频隔振性能分析 |
| 2.4.1 被动隔振性能测试 |
| 2.4.2 被动与电涡流阻尼隔振性能测试 |
| 2.4.3 主被动混合隔振性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于自适应前馈控制的主被动隔振系统设计与实现 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 自适应前馈控制方法 |
| 3.2.1 主动隔振单元的前馈控制 |
| 3.2.2 控制器的数字实现 |
| 3.2.3 控制滤波器的最优调整 |
| 3.2.4 LMS算法和RLS算法 |
| 3.3 自适应前馈控制算法研究 |
| 3.3.1 LMS算法的仿真分析 |
| 3.3.2 RLS算法的仿真分析 |
| 3.3.3 基于遗传算法对Leak-LMS算法的改进 |
| 3.4 高性能分布式前馈控制器设计 |
| 3.5 数字功率放大器设计 |
| 3.5.1 数字功放的硬件设计 |
| 3.5.2 性能测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 主被动混合隔振效果的综合试验验证 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 典型安装环境下柴油机振动特性分析 |
| 4.2.1 验证试验环境 |
| 4.2.2 振动特性分析 |
| 4.3 不开启主动控制时的隔振性能分析 |
| 4.4 柴油机声激振特性分析 |
| 4.4.1 测量柴油机声激振的原因 |
| 4.4.2 采集柴油机噪声 |
| 4.4.3 声激振特性分析 |
| 4.5 柴油机主被动混合隔振性能研究 |
| 4.5.1 测试方法 |
| 4.5.2 测试结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 管路三向可调频动力吸振技术研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 管路三向可调频动力吸振器设计 |
| 5.2.1 管路动力吸振理论 |
| 5.2.2 管路三向可调频动力吸振器设计方法研究 |
| 5.3 管路三向可调频动力吸振器控制系统设计 |
| 5.3.1 控制器设计 |
| 5.3.2 控制方法研究 |
| 5.4 吸振器调频性能测试分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 管路三向可调频动力吸振的试验验证研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 验证试验环境 |
| 6.3 单频激励下吸振效果测试 |
| 6.3.1 测试方法 |
| 6.3.2 测试结果分析 |
| 6.4 实际工况下吸振效果测试 |
| 6.4.1 测试方法 |
| 6.4.2 测试结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的学术成果 |
（9）双层隔振非线性系统的最优阻尼半主动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 双层隔振 |
| 1.2.2 隔振控制 |
| 1.2.3 半主动控制 |
| 1.2.4 双线性系统 |
| 1.2.5 最优阻尼 |
| 1.2.6 饱和非线性 |
| 1.3 文献总结 |
| 1.4 主要工作与总体框架 |
| 第二章 智能阻尼双层隔振非线性系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动力学模型的建立 |
| 2.3 参数优化 |
| 2.4 系统频域响应 |
| 2.5 系统时域响应 |
| 2.5.1 随机信号隔振效果 |
| 2.5.2 冲击信号隔振效果 |
| 2.6 智能阻尼器 |
| 2.6.1 智能阻尼器控制电压的推导 |
| 2.6.2 隔振系统非线性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 双层隔振非线性系统最优阻尼半主动联合控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 隔振效果目标函数 |
| 3.3 双线性系统 |
| 3.4 半主动控制约束 |
| 3.5 智能阻尼最优控制理论的应用 |
| 3.5.1 在双线性模型上运用推广的变分法原理 |
| 3.5.2 数值求解 |
| 3.6 间断算法探讨 |
| 3.6.1 非实时间断处理算法 |
| 3.6.2 实时间断处理算法 |
| 3.7 不可导、不连续、间断点情况下极大值原理的应用 |
| 3.7.1 泛函分析 |
| 3.7.2 泛函微分方程和常微分方程问题的求解 |
| 3.7.3 最优控制中不可导、不连续、间断点问题探讨 |
| 3.8 在双线性模型上应用半主动控制策略 |
| 3.8.1 天棚阻尼控制 |
| 3.8.2 单频激励下半主动阻尼控制策略的比较 |
| 3.9 利用凸包技术对非线性饱和项进行线性化处理 |
| 3.9.1 凸包技术 |
| 3.9.2 对非线性饱和项进行线性化处理 |
| 3.10 利用Lyapunov函数稳定性理论,求解LMI凸优化问题最优解 |
| 3.10.1 反馈控制器设计和吸引分析 |
| 3.11 本章小结 |
| 第四章 双层隔振非线性系统隔振效果研究及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单一频率正弦信号激励下的响应 |
| 4.2.1 单频激励下力传递率分析 |
| 4.2.2 单频激励下频域分析 |
| 4.2.3 单频激励下时域分析 |
| 4.3 双频正弦信号输入下隔振效果 |
| 4.4 多频正弦信号输入下隔振效果 |
| 4.5 冲击信号输入下五种阻尼控制隔振效果研究 |
| 4.6 双线性系统减振效果分析 |
| 4.6.1 随机信号激励下的响应 |
| 4.6.2 冲击信号激励下的响应 |
| 4.7 混合信号激励下的隔振效果研究 |
| 4.7.1 冲击和正弦混合信号激励下隔振效果研究 |
| 4.7.2 随机和正弦混合输入信号下隔振效果研究 |
| 4.7.3 随机和冲击混合信号激励下隔振效果研究 |
| 4.8 最优阻尼半主动控制策略在参数摄动时的鲁棒性 |
| 4.9 非线性阻尼隔振控制GUI系统开发 |
| 4.10 本章小结 |
| 第五章 双层隔振非线性系统实验研究 |
| 5.1 实验设备 |
| 5.1.1 电流变液阻尼器 |
| 5.1.2 力隔振试验台 |
| 5.2 试验台测量系统 |
| 5.2.1 传递率测量原理 |
| 5.2.2 测量系统结构 |
| 5.3 无隔振器状态下传递率测量试验与结果分析 |
| 5.4 优阻尼半主动控制双层隔振非线性系统单阻尼孔阻尼器实验 |
| 5.5 双阻尼孔阻尼器双层隔振非线性系统特性实验研究 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文清单 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目情况 |
| 攻读博士学位期间主持完成的项目 |
| 攻读博士学位期间参与发明专利情况 |
| 致谢 |
（10）改进遗传算法在机械优化设计领域的应用进展（论文提纲范文）
| 1 遗传算法应用于机械优化设计的优势 |
| 2 改进遗传算法的研究进展 |
| 3 改进遗传算法在机械优化设计中的应用 |
| 4 结语 |
四、机械系统动力优化设计的自适应混合遗传算法（论文参考文献）
- [1]电磁主动隔振系统建模与控制方法研究[D]. 张磊. 武汉大学, 2020(03)
- [2]进化计算在复杂机电系统设计自动化中的应用综述[J]. 范衠,朱贵杰,李文姬,游煜根,李晓明,林培涵,辛斌. 自动化学报, 2021(07)
- [3]坦克行进间发射动力学分析及优化研究[D]. 陈宇. 南京理工大学, 2019(01)
- [4]基于概率密度演化法的零件与系统动态可靠性研究[D]. 孙逸. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [5]含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性及动态可靠性研究[D]. 廖映华. 重庆大学, 2019(01)
- [6]直线电机进给系统机电耦合特性仿真分析及应用[D]. 张炳寅. 河北工业大学, 2019
- [7]基于变分模态分解与奇异谱分析的往复压缩机典型故障预示研究[D]. 刘岩. 东北石油大学, 2018(01)
- [8]主被动混合隔振与可调频动力吸振技术研究[D]. 王飞. 中国舰船研究院, 2018(05)
- [9]双层隔振非线性系统的最优阻尼半主动控制研究[D]. 高新科. 上海交通大学, 2015(03)
- [10]改进遗传算法在机械优化设计领域的应用进展[J]. 孙永. 云南农业大学学报, 2008(01)