实验设计与模拟相结合用于IC优化设计的TCAD工具

鉴于PC机广泛普及和使用方便,在PC机上建立起实验设计与模拟相结合用于IC优化设计的TCAD工具。利用已有的工艺模拟软件SUPREM、器件模拟软件MINIMOS及电路模拟软件PSPICE,完成了响应表面拟合、SPICE模型参数提取及数据转换等程序,形成一个可以进行工艺、器件及电路分析和优化设计的TCAD工具,并用于研究实验设计方法在IC优化设计中的应用。     

改进的满意度函数法在多响应优化中的应用

满意度函数法是最常用的多响应优化方法，但该方法没有考虑响应的变异性、相关性和参数估计的不确定性，针对这些问题提出了改进的满意度函数法对其进行改进，该方法将响应方差-协方差结构和预测方差结合到满意度函数中．实例分析表明，与传统满意度函数相比，用该方法进行优化得到的响应的方差和预测方差分别降低了5．6％和6．2％，满意度函数的方差降低了7％，说明优化结果比较可靠．因此，用该方法进行优化能得到比传统满意度函数法较好的结果，且对模型的预测能力和响应的波动都具有稳健性．     

固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度模型

表面粗糙度是衡量工件加工质量的重要判定指标。通过分析磨粒的形貌特征,对固结垫表面的有效磨粒进行识别,建立固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度模型。开展了不同粒径和不同压力条件下的固结磨料研磨蓝宝石的实验研究,对比分析了不同粗糙度模型下实验和模拟结果。结果表明:采用图像识别方法能够精确测算固结磨料垫表面的有效磨粒数,采用图像识别技术测算的表面粗糙度数值与实验结果更为接近,利用该模型能够有效预测固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度,对于设计工艺路线及优化工艺参数具有重要意义。     

高速走丝电火花线切割加工工艺建模方法研究

为了实现对高速走丝电火花线切割加工工艺效果的预测,以脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流及工件厚度为输入参数,以切割速度和表面粗糙度为输出参数,分别用非线性回归分析法和BP神经网络技术建立了工艺模型,并对两种模型的预测结果进行了比较。结果表明,两种模型均能反映线切割机床的加工工艺特性,可用于对给定切割条件下切割速度和表面粗糙度的预测,但神经网络模型具有更高的预测精度。     

基于数值模拟和回归正交设计的AA5754铝合金温成形回弹特性

以圆筒温拉深切环实验为基础,采用数值模拟与回归正交试验相结合的方法,建立铝合金温成形过程中板料成形初始温度、摩擦因数、压边力、凹模圆角半径和凸凹模间隙与回弹之间的回归模型,得出各工艺参数对制件回弹的影响规律,确定最优工艺参数组合。通过回归模型进行回弹预测,并与相同工艺条件下4种温度的实验结果和数值模拟结果进行比较。研究结果表明:回归模型显著性明显,拟合度高,预测结果具有较高的可信度。     

基于模糊数学评价植物乳杆菌发酵复合果蔬汁工艺

利用模糊数学感官评价方法评价发酵复合果蔬汁饮料的品质，研究了发酵时间、发酵 温度、果汁添加量、接种量等参数对感官综合品质的影响，并采用响应面法优化植物乳杆菌发酵复 合果蔬汁饮料工艺条件。通过回归模型预测得到乳酸菌发酵复合果蔬汁的最佳工艺为发酵温度 31 ℃，发酵时间24 h，接菌量3%，果汁添加量50%，在此工艺条件下发酵复合果蔬汁感官得分为 80.33分，样品中的菌落数达到2.56×1010 CFU/mL。响应面优化法和模糊数学品质评价用于植物 乳杆菌发酵复合果蔬汁的制备评价真实可靠，本研究可为植物乳杆菌发酵复合果蔬汁的制备及工 业化提供科学的数据参考。     

电火花电解复合加工最佳电参数的选择

本文采用正交试验设计方法对电火花电解复合加工工艺进行实验研究,用二次模型和指数模型(转化为线性模型)相结合获得了数学模型,用优化方法对最佳工艺指标进行预测,效果令人满意。     

电火花加工工艺效果建模

研究了电火花加工（ＥＤＭ）技术的加工机理。以峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔、抬刀时间和加工时间为输入参数,并以加工速度和表面粗糙度为输出参数,分别用神经网络技术与非线性回归技术建立了ＥＤＭ工艺模型。经过实验数据的比较,认为这两种模型均能较精确地预测出给定条件下的加工速度和表面粗糙度,反映了该机床的加工工艺规律。其中,利用神经网络建立的模型具有更高的预测精度。     

氢原子在Si（111）－7×7表面上吸附与脱附的模拟分析

本文根据Ｓｉ（１１１）－７×７表面结构的ＤＡＳ模型，从微观上分析了氢原子在这种表面上的吸附与脱附行为，揭示了二级脱附的指数前因子与温度的关系，对不同的表面初始覆盖度，导出了新的脱附方程，在计算机上用这个方程进行模拟，得到了与实验结果一致的模拟脱附谱。     

主轴回转误差的动态数据模型研究

从车床切削过程的动态模型出发，分析了用动态数据系统（ＤＤＳ）方法建立主轴回转误差模型的理论基础，直观，深入地展示了模型建立的条件和实质，进一步对实测的多组主轴回转误差信号，建立了ＡＲ模型。通过模型的预测误差研究，验证了模型和文中理论分析的正确性，本文结论可用于实时误差补偿系统中，为主轴回转误差的建模和预测方案设计提供依据。     

响应曲面法优化粉煤灰合成沸石去除氟离子的工艺条件

为了分析和预测粉煤灰合成沸石的最佳合成条件，以及探讨合成产品对氟离子的去除效果，采用Box-Behnken响应曲面法进行试验研究，以氟离子去除率为响应值，应用Design Expert 8.0软件对试验进行设计，对试验结果进行分析。研究表明最佳优化条件为：灰碱比1∶2,熔融温度570℃,煅烧时间2 h,晶化时间8 h。对此条件进行获取与验证，结果表明真实的去除率平均值为60.06%与预测值仅差2.981 7%。研究证明通过响应曲面法模拟得到的优化条件预测效果良好，且最佳条件下合成的沸石除氟性能优异。     

用人工神经网络技术解析色谱重叠峰

用模拟数据和实验数据研究了人工神经网络（ＡＮＮ）方法用于解析色谱重叠峰的可能性，以二甲苯异构体及丙酮－异丙醇重叠峰为例对网络结构进行了优化，提出了两种简单易行的采集数据的新方法和模拟非正态数学模型，结果表明，对不易分开的组分，只要训练集及测试集条件一致，大部分实验数据预测结果满意，用这种方法对色谱峰进行定量，结果可靠，避免花费大量时间寻找谱分离最佳条件。     

分数阶累加的离散GM(2,1)模型与应用

[目的]为解决传统二阶单变量灰色预测模型GM(2,1)对某些序列存在预测精度不高的问题.[方法]在GM(2,1)的基础上,引入分数阶累加算子并利用离散灰色模型的建模原理,提出了 一种基于分数阶累加的离散GM(2,1)模型(FDGM(2,1)).[结果]给出了 FDGM(2,1)模型可用于预测的时间响应式和还原式.为达到最优的预测性能,建立了以平均相对模拟误差最小为 目标的优化模型,并给出了确定模型最优阶数的方法.最后用一个数值模拟实验和一个应用实例对新模型进行检验.[结论]结果表明,新模型比其他常用模型具有更高的模拟预测精度,是有效且实用的.     

响应面法优化微波修复萘污染土壤工艺参数的研究

为了探究石油污染土壤微波修复最适宜的工艺参数，选取石油污染土壤中典型的半挥发性有机物萘（naphthalene，NAP）为目标污染物，以模拟萘污染的土壤为供试土壤，采用微波（f=2.45 GHz）对其进行修复。在单因素试验基础上，采用响应面法Box-Behnken实验设计，以NAP去除率为响应值，建立了以微波功率、辐照时间、土层厚度和土壤含水率为影响因子的二次多元回归模型。结果表明：模型经方差分析（ANOVA）结果达到极显著水平，其中微波功率的影响最为显著；得到最佳的工艺参数为微波功率768 W、辐照时间19 min、土层厚度3.2 cm、含水率16%，此条件下NAP去除率为97.3%；验证实验结果NAP去除率为97.0%，与模型预测结果仅偏差0.31%。利用响应面法优化的微波修复NAP污染土壤的工艺参数合理可行，研究结果可为微波土壤修复技术的工业化应用提供数据支持。     

复杂结构件端铣加工过程仿真及表面误差预测

针对复杂结构件端铣加工变形问题,用理论与实验相结合的方法进行端铣加工过程仿真及误差预测.用实验方法对修正的端铣切削力理论模型进行验证,将理论计算与有限元方法相结合,采用加工过程离散与载荷等效的方法将瞬态切削载荷动态施加于工件的有限元模型上,应用热-力耦合分析方法,模拟复杂结构件的端铣加工过程,预测工件被加工表面变形误差.实验及仿真结果验证了所提出的仿真预测方法的可行性与有效性.     

一种青霉素发酵过程补料优化的新方法

将青霉素发酵工艺与最优控制算法相结合，提出一种二步优化法优化青霉素发酵过程．用该方法得出的优化结果指导青霉素发酵工业生产实际过程取得了满意的效果，证明用本方法求得的优化结果可弥补生化过程动力学模型的一些不足，寻求出较适合工业生产实际的优化结果，     

基于样本信息的振动能量采集系统的响应预测

文章提出了一种基于非线性能量采集系统响应过程信息的响应概率密度函数预测方法。首先，利用Euler-Maruyama方法得到随机系统响应的样本信息，进而获得响应样本的高阶中心矩信息。其次，基于最大熵原理和高阶中心矩信息，将响应过程的概率密度函数的预测问题转化为求解多目标函数的优化问题，并利用多目标粒子群优化算法获得概率密度函数的表达式。最后，以三种不同结构势函数的振动能量采集系统的高阶中心矩信息为例，得到了相应系统在高斯白噪声激励下的概率密度函数的表达式，并用直接蒙特卡洛数值模拟验证了结果。     

基于响应面模型与遗传算法的机床立柱优化

针对机床立柱优化问题,提出了一种将响应面模型与遗传算法相结合的优化设计方法。采用拉丁立方试验的设计方法,在设计空间中抽取样本点并进行数值模拟,建立了立柱最大变形、一阶固有频率及质量的响应面模型。利用遗传算法对响应面模型进行优化,得到了Pareto最优解集。实验结果表明:与原先的设计方案相比,优化后的立柱质量减轻了7.2%,最大变形量和前六阶固有频率有不同程度的改善。该文所提出的方法较适用于机床及类似复杂结构的参数优化设计。     

高温环境下容器内液化气的热响应分析

介绍了采用数值模拟技术预测高温环境下容器内液化气热响应的基本方法，并给出了模拟结果与实验结果的比较与讨论。结果表明模型能较好地预测高温环境下容器内液化气的热转换机理。     

镀锌钢板点焊过程的有限元模拟

采用ANSYS软件对镀锌钢板点焊过程进行数值模拟．该模拟过程对镀锌层的存在，特别是对接触电阻的影响给予了重视，建立了轴对称2-D模型，采用热、电耦合计算方法，输入不同焊接条件，得到最终的温度场分布图，并算出熔核直径．将得到的有限元模拟结果与实验结果相对照，发现两者较为吻合．该有限元程序可以用于焊点质量预测以及电极磨损下的焊点质量初步预测，作为焊接参数设置及焊接质量判断的辅助依据，其结果可部分替代实际生产中的焊点破坏试验．