冷弯成形过程的样条有限条方法仿真与应用

为了实现金属冷弯成形过程这一复杂的几何与材料双重非线性问题的数值仿真,在有限元方法与传统的有限条方法基础上,针对位移函数、位移-应变关系和坐标转换矩阵等基本列式进行了改进,建立了基于修正的拉格朗日方法的弹塑性大变形样条有限条方法,较好地处理了边界条件、不同构形下场量转换等问题.建立的对象模型与理论计算列式有效结合,成功实现了冷弯成形的全过程模拟.通过实例计算与分析,表明仿真结果可以表征成形过程中相关因素的影响程度,可为辊型设计提供一定的理论依据.     

准球形爆炸成形弹丸形成过程的仿真计算与实验验证

利用仿真计算和脉冲X光摄影实验相结合的方法研究了准球形爆炸成形弹丸的形成过程.通过对不同药型罩外曲率半径、壁厚参数的正交仿真计算,获得了形成准球形爆炸成形弹丸的结构参数,并根据动能最大准则确定了准球形爆炸成形弹丸的优化方案.数值仿真结果与实验结果吻合较好.研究结果对准球形爆炸成形弹丸的应用和工程设计有一定的指导意义.     

一种改进的协同优化过程研究

在分析协同优化过程基本流程的基础上,针对现有过程中系统级协调算法计算量大、容易发散等缺点,提出了动态罚因子算法,该算法计算量小,优化效率高。采用正交试验设计选取初始设计向量,加快了优化收敛速度。用经典函数和齿轮减速箱优化问题对改进后的优化过程进行测试,算例结果验证了改进措施的有效性。     

无线网络衰落和损耗的建模与仿真研究

为了考察多径衰落、路径损耗和阴影衰落效应对无线网络性能的影响并对其进行准确模拟,建立了多径衰落和阴影衰落的数学和仿真模型,设计了阴影衰落效应的计算方法,优化了路径损耗指数的使用。并以OPNET软件为仿真平台进行了建模和仿真实验,仿真结果从数值上表现了多径衰落、路径损耗等效应对采用IEEE 802.11a/b/g系列标准的无线网络的吞吐率和时延等性能的具体影响,增强了无线网络仿真的准确性和合理性。同时,新模型的加入也提升了仿真平台的功能。     

基于代理模型的翼型多目标集成优化设计

针对翼型优化中直接使用计算流体力学方法计算量大的问题,提出了一种基于代理模型的翼型多目标优化设计方法.使用形函数线性扰动法描述翼型外形,求解N-S方程获得翼型气动参数.采用Pareto多目标遗传算法进行优化,使用代理模型降低计算量,通过优化集成,实现优化过程自动化以提高设计效率.算例结果表明,本方法能有效降低计算成本,缩短设计周期,提高设计质量,具有一定实用价值.     

差异演化算法在热连轧工作辊温度仿真中的应用

针对热连轧工作辊温度仿真计算,给出了忽略热载荷在时域内初始相位差的轴对称模型。通过对模型特点的分析,指出忽略热载荷在时域内初始相位差的轴对称模型实际是一种三维仿真模型,并根据此仿真模型建立了变步长计算温度场的有限差分方程。由氧化铁皮厚度的线性函数来近似表示工作辊与轧件等效换热系数,由喷射区水冷换热系数和喷射区之间的水冷系数计算得到工作辊与冷却液等效换热系数。针对差异演化算法后期收敛速度下降,甚至有时会陷入局部最优点的缺陷,提出根据种群聚集度来动态调整缩放因子,同时引入求解域内的均匀变异操作。并用改进后的差异演化算法对两种等效换热系数进行了优化。仿真结果与实测结果规律一致,证明忽略热载荷在时域内初始相位差的轴对称模型经差异演化算法优化参数后能准确预报工作辊的温度场。     

带卷夹钳的设计与仿真分析

以分析力学为基础对某夹钳进行了理论设计，提出了夹错初始工作阶段的动态反馈过程，得出了夹钳可靠运行的条件，并借助C^＋＋对理论计算获得的核心技术参数进行了优化。以ADAMS为平台对该夹钳建立了虚拟样机，通过仿真分析，验证了设计机构的实用性和理论设计的正确性，为同类产品的改进设计提供了参考。     

空投设备缓冲气囊的优化设计

利用LS-DYNA对缓冲空投设备的气囊进行仿真计算,模拟其缓冲过程。同时利用遗传算法对气囊的排气孔面积、初始充气压力和排气压力进行优化。优化后的结果对空投实验具有很好的指导意义,可以减少气囊设计实验次数从而降低实验的成本。     

UWB信道下的TH-PPM多径多址解调性能分析

分析了超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统在信道同时存在多径、多址干扰,及加性白噪声条件下的相干解调性能,给出了TH-PPM调制在高斯近似下的相干解调BER(biterrorrate)解析公式,分析了采用S-Rake接收下的BER性能,给出了解析表达式。为验证解析式的有效性,对比了系统仿真与解析数值计算的结果。并通过IEEE多径信道模型CM1~CM4、Rake插指数、不同的多址用户数等方面,详细分析和计算了TH-PPM的BER性能,给出了性能曲线。获得的结果为UWB室内高速多址通信系统的设计提供了依据。     

考虑接触摩擦的金属捻线捻制成形过程计算机模拟

建立了捻线捻制成形过程中的接触摩擦模型，采用小球分裂算法和Augmented Lagrangian法进行接触搜索和接触力计算。提出钢丝绳捻制成形计算机模拟的系统模型，系统能够生成可被ANSYS直接调用进行非线性分析的APDL，数据文件。对钢丝绳一次捻制成形过程进行了模拟计算。研究结果表明，非零自扭转系数较自扭转系数取值0．0时，相应的法向接触压力和摩擦接触应力的值较大，且接触应力沿螺旋线呈条状分布；非零摩擦系数与无摩擦条件相比，相应捻制加工应力应变的值较大，且自扭转系数等于1．0时，线截面内的剪应力最小，塑性区对弹性区的制约较小，弹性恢复较大；考虑摩擦时钢线表面的轴向残余应力计算结果比无摩擦条件下的计算结果更接近实验结果。     

利用航向舵减横摇控制研究

介绍利用航向舵减横摇的基本原理，建立船舶横向运动的系统模型及测量模型，基于有理谱理论，利用最小二乘法建立船舶受扰力及力矩的成形滤波器及状态方程，利用卡尔曼滤波对扩展系统状态进行最优估计，以二次型性能为指标构造随机最优控制律。在典型航行工况下进行了系统仿真，仿真结果表明，该方法可取得明显的减摇效果，其中减横摇效果可达70％以上，减艏摇效果可达50％以上。因此该方法具有一定的实用价值。     

导弹滚转驾驶仪设计中的滑模控制方法研究

提出了一种滑模变结构滚转驾驶仪的设计方法。采取主反馈比例切换控制策略,在控制器的设计过程中引入了模型的参数不确定性,根据滑模存在条件和参数变化范围导出控制器参数。仿真分析表明变结构驾驶仪比经典滚转驾驶仪具有更好的鲁棒性。     

辊形测量中采样策略的研究

采用误差分离技术,在均匀采样的前提下进行辊形测量。本文对辊形测量中的采样策略做了深入的研究。采样策略包括采样点数的选择和传感器间距的设定。不但从理论角度,应用概率论方法求得了采样点数的大小范围,还考虑了后续滤波处理时参数设定对采样点数的影响。在设定传感器间距时,从曲线插值和统计分析这两个方面进行了综合考虑。最后得出了最优的采样策略。     

卫星滚动角误差对星载SAR距离向DBF影响

在研究星载SAR距离向数字波束形成实现宽测绘带原理的基础上,分析卫星滚动角误差对星载SAR宽测绘带距离模糊的影响,主要是天线波束中心在距离向移动造成的,并使用零陷展宽技术展宽距离向天线方向图零陷宽度,有效地减弱卫星滚动角误差带来的影响,从而减小距离模糊,提高宽测绘带的成像质量.仿真结果表明了分析的正确性.     

BTT导弹滚转通道无抖振滑模控制研究

提出了一种基于舵机动态特性的BBT导弹滚转通道无抖振滑模控制方法。考虑到舵机的动态特性具有滤波性能,采用二阶终端滑模控制策略设计了舵机控制指令,利用舵机的滤波特性得到连续的实际控制,并在设计过程中充分考虑了导弹气动参数和舵机模型的不确定性。仿真结果表明,本方法明显消除了控制信号的抖振,并具有良好的鲁棒性。     

基于L2增益控制律的船舶横摇抑制研究

根据单框架控制力矩陀螺动力特性,设计船舶横摇抑制装置,建立一船舶随机波浪干扰下横摇运动与控制力矩陀螺耦合非线性动力学方程,采用输入输出线性化技术及反步控制方法,设计抑制船舶横摇的非线性L2增益控制器,在控制律中引入陀螺进动恢复力矩项,将进动角约束在一定范围内,从而避免控制装置力矩输出奇异性的发生。通过对实船横摇运动数值仿真,研究表明所提出的船舶非线性横摇抑制装置具有优良的减摇性能,修正后的L2增益控制器对船舶随机波浪激励具有良好的抗干扰能力和抑制陀螺输出奇异能力。     

船舶破舱横摇数学模型及理论分析

船舶在航行过程中有可能发生船体破损以至船体进水的情况。因此,应该考虑船舶的抗沉性和应对措施,使船舶在一定程度损伤后仍具有足够的航行能力。在对船舶对称破舱的情况进行分析的基础上,采用槽型水舱理论建立了船舶破舱后横摇的数学模型,并对不同破舱水位和流动阻尼情况下的船舶横摇特性作了仿真和分析。最后根据船舶破舱数学模型,讨论并给出了船舶破舱情况下系统的绝对稳定条件。     

基于误差反传小波神经网络的船舶横摇时间序列预报

结合小波分析和神经网络的特点，建立了应用于船舶横摇运动时间序列预报的误差反传小波神经网络结构并给出了算法。作者利用多输入、单输出小波神经网络预报模型进行了仿真，取得了良好的仿真效果。此方法不仅可应用于横摇运动时间序列预报，亦可用于纵摇、艏摇的时间序列预报。     

基于LQG/LTR的重型半挂车主动侧倾控制仿真分析

针对重型半挂车的侧倾稳定性问题,建立了八自由度的车辆模型,并以LQR主动侧倾控制方法为基础,提出了一种基于回路传输恢复技术(Loop Transfer Recovery:LTR)的LQG主动侧倾控制算法。设计各个车速下LQG/LTR局部状态反馈控制器,并进行了阶跃转向工况下车辆的仿真。仿真结果表明:LQG/LTR主动侧倾控制算法有效提高了重型半挂车的侧倾稳定性。