辊弯成形过程仿真与参数优化

采用动力显式弹塑性有限元方法对U型钢辊弯成形过程进行仿真,分析了成形过程中应力、应变的分布演化特性,获得了弯曲角增量、机架间距对辊弯成形过程的影响规律,计算结果与实验结果有较好的一致性。基于数值模拟,对辊弯成型轧辊辊径进行优化设计。通过正交模拟实验获取计算结果样本,进而建立轧辊辊径设计目标函数的响应面模型,最终获得辊径优化设计结果,优化后辊弯成形板带截面上的纵向应变差显著降低,改善了成形性能。     

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.     

基于动态路径规划的物流仿真控制技术

针对传统的静态路径规划与车间复杂的物流网络不一致的问题,提出了基于动态路径规划的物流仿真控制技术.通过对物流运行过程的分解,建立了基于物流的装载、运输和卸载等动作传感器触发的物流仿真控制逻;利用轨道选择规则和工件选择规则,实现了物流运行的调度控制;以轨道交叉点的计算为基础,利用Dijkstra算法实现了最短路径计算;通过在动态传感器中加入路径规划算法,实现了基于动态路径规划的物流仿真控制.最后通过建立物流仿真模型,验证了上述方法的有效性.     

基于Sallen-Key滤波器的数字高斯成形方法的仿真

详细阐述了一种指数信号数字高斯成形技术的计算机仿真方法.首先,以Sallen-Key滤波器为基础,建立了指教输入信号和高斯输出信号之间的数学关系模型.该模型是一个二阶微分方程.其次,模型解算过程中利用数值微分算法得到一个数值递推解通过计算机仿真该数值递推解实现了指数信号的数字高斯成形.最后,将成形模型应用于实际核脉冲信号分析系统中,通过计算机仿真确定了成形参数.     

冷连轧机系统中过程优化计算机的建模与仿真

介绍了冷连轧系统中过程优化计算机的仿真设计与实现。通过分析仿真原型系统的特点,对仿真原型系统进行了模块化分解,并将软件再工程的方法运用于仿真的软件设计以及建模过程中,这是具有一定意义的模型化方法的扩展。根据设定值计算系统的抽象,建立了相应的基于有限自动机的多模型集成仿真模型。     

运载火箭导航计算子系统建模与仿真

以国产CZ系列运载火箭为研究对象，在分析火箭导航计算子系统数学模型的基础上，建立导航计算系统的仿真模型并进行了全数字仿真。先将子系统分解成一系列功能相对独立的模块。如地球引力加速度计算模块、速度计算模块、位移计算模块等。采用MATLAB／Simulink对这些功能模块建立仿真单元模型，然后再进行仿真单元模型的集成。构建出运载火箭导航计算子系统的仿真模型，输入该型号运载火箭实际飞行中采样得到的加速度计输出信号进行仿真验证，得到的速度与位移变化仿真结果与实际情况基本相符，证明仿真模型建立正确、方法采用得当、有效。     

分形网络与复杂空间解集的算法转换模型

空间上看来简单的问题在时间上可能导致非常复杂的计算问题,而时间上的计算问题一旦在空间上采用某种有序划分,复杂过程又可以约化为简单的处理程序.分形思想为这类有序划分提供了可取的思路.借助分形思想和“分而治之“的策略,可望将复杂问题的“穷尽处理法“变为“有限选择法“,从而找到虽非最优但可满意的解决方案.以经典的TSP为例,提出空间系统复杂计算问题的处理方法,这种方法有助于实现指数算法与多项式算法的实用转换过程.     

有限体积法仿真金属锻造过程及其关键技术

研究了三维有限体积法(FVM)在金属锻造成形过程仿真中的基本算法，及其关键技术。得到了该方法的控制方程，给出了动态边界跟踪、摩擦力边界的施加等关键技术的处理方法。然后运用该技术对一个典型的连杆锻造的预锻和终锻过程进行了仿真。详细分析了成形过程中各个阶段的变形量、应力等物理量的分布情况，以及整个过程中模具的载荷情况。研究说明有限体积法是一种适用于金属锻造加工仿真的高效数值模拟技术。     

制造过程仿真中的大变形技术研究

针对制造过程仿真中大变形问题的特点,依据“物理行为计算模型 虚拟现象生成系统”的VR仿真新思路,提出一种基于变换函数的大变形实现与控制算法。该算法与真实物理规律相结合,实现制造过程大变形(大位移和大转动)的实时仿真。并通过船用曲轴制造过程中毛坯锻造过程的物理仿真,验证了算法的可行性和高效性。     

基于实际生产过程的FMS多任务可靠性仿真用户界面的实现

仿真方法是分析FMS可靠性的一种十分有效的方法和工具,可用于系统发展的不同阶段.由于受仿真语言、建模工作者、应用环境等限制,仿真方法在FMS可靠性研究中难以得到广泛的应用.本文首先简要介绍基于实际生产过程的FMS多任务可靠性仿真方法;然后,采用面向对象的思想和编程方法,建模仿真并实现了基于实际生产过程的FMS多任务可靠性仿真的用户界面.该用户界面具有建模方便、易学,修改模型快捷,界面友好,工作量少,生成的源程序可靠等优点.它为FMS的可靠性仿真提供了一条从模型到仿真源程序方便转换的捷径,对仿真方法在FMS可靠性研究中的广泛应用起了推动作用.该用户界面已应用于北京和长春FMS试验中心.     

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。     

改进分布估计算法在热轧生产调度中的应用

在热轧生产调度数学模型的基础上,提出一种改进的基于小生境技术的分布估计算法。采用Hebb学习规则来更新概率模型,增强了小生境之间以及整个群体间的相互学习能力。在对新种群采样时,引入了一种竞争选择机制,使得父代中的优秀个体在进化过程中得以保留,从而保证了进化持续有效的进行。为将该算法用于热轧生产调度,设计了一种新的解码方式,并采用某钢厂实际生产数据进行仿真实验,验证了算法的有效性。     

基于改进PSO算法的连铸二冷过程优化仿真

连铸小方坯二冷过程优化是在实现二维传热建模和数值求解的基础完成的。冶金准则的多目标性,模型数值离散化大的计算量以及凝固相变存在引起模型求解的非线性,导致传统优化方法搜索效率低下。采用粒子群算法优化连铸二冷过程。为加强局部搜索能力,引入混沌序列对陷入局部极小点的惰性粒子重新初始化,在迭代中产生局部最优解的邻域点,帮助惰性粒子逃离束缚并且快速搜寻到最优解。仿真结果表明,改进的PSO算法有更好的搜索效率,取得了较好的效果。     

Wang-Mendel模糊模型控制规则的提取及应用

针对如何利用系统的模糊模型设计模糊控制器,提出以系统的模糊规则库为基础,提取模糊规则中的信息获得控制规则的方法。以钢铁工业中连续退火炉的加热炉为对象进行了仿真,首先提取描述对象输入-输出映射关系的模糊规则组成完备规则库,并以此为基础提取控制规则补偿输出偏差。仿真结果表明能够达到期望的效果。     

Fuzzy Modeling of Non-Uniformly Sampling Nonlinear Systems Based on Clustering Method and Convergence Analysis

The studying motivation of this paper is that there exist many modeling issues of nonuniformly sampling nonlinear systems in industrial systems. Based on multi-model modeling principle,the corresponding model of non-uniformly sampling nonlinear systems is described by the nonlinear weighted combination of some linear models at local working points. Fuzzy modeling based on multimodel scheme is a common method to describe the dynamic process of non-linear systems. In this paper, the fuzzy modeling method of non-uniformly sampling nonlinear systems is studied. The premise structure of the fuzzy model is confirmed by GK fuzzy clustering, and the conclusion parameters of the fuzzy model are estimated by the recursive least squared algorithm. The convergence perfromance of the proposed identification algorithm is given by using lemmas and martingale theorem. Finally, the simulation example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

分流组合模挤压过程的有限元分步模拟

基于刚粘塑性有限元法,在模拟过程中采用分步模拟的方法,对有限元网格进行分步重划分和步长的分步设置,并提出了解决体积损失问题的补偿方法,在Deform-3D有限元软件上实现了薄壁复杂截面铝型材的分流组合模挤压成形过程的三维数值模拟。分析了铝合金口琴管挤压过程中的金属的流动和变形行为,获得了速度场、温度场、应力场和应变场的分布图,数值模拟结果与理论分析结果吻合较好。结果表明:采用有限元分步模拟可以在保证模拟精度的前提下大幅缩短模拟运算时间,是模拟薄壁复杂截面铝合金空心型材挤压成形过程的有效方法。     

虚拟维修中的虚拟人移动仿真

虚拟维修是近年来提出的一个新概念,并在维修性分析、维修训练等领域得到广泛的应用。为了解决维修过程仿真中的维修人员仿真问题,提出了一个分阶段的虚拟人移动仿真方法,采用随机运动规划方法生成虚拟人躯干及头部的无碰撞路径,利用运动捕获数据和运动变形来实现对四肢运动的仿真。在运动规划中引入了姿态转移图的概念,实现了虚拟人移动过程中多种姿势之间的自然转化。采用基于运动变形的方法消除了虚拟人上肢和环境中其他物体的碰撞现象,提高了仿真真实性。

Abstract：

Virtual maintenance is a new concept introduced in the last few years,and has been broadly used in maintainability analysis and maintenance training.In order to solve the virtual human simulation in maintenance process simulation,a multi-stage virtual human locomotion simulation method was proposed.The free collision path of virtual human torso and head was planned by a probabilistic motion planner.And the motion of arms and legs was simulated using motion captured data and motion warping.A new concept of pose transition graph was introduced in order to implement natural pose transition in locomotion simulation.In motion optimization,a method based on motion warping was proposed to avoid the possible collision between virtual human arms and other objects in the environment.     

基于可接受性标准的复杂产品仿真系统在线评估框架

针对当前复杂仿真系统评估的滞后性问题,提出了基于可接受性标准(Acceptability Criteria,AC)的仿真在线评估方法。通过定性和定量AC到指标的映射模型来建立评估指标体系;引入指标集和评估函数,提出了仿真评估流程有限自动机七元组模型,给出仿真流程到评估自动机的映射关系和基于数据驱动的状态转移机制,实现评估过程自动化执行过程;基于上述成果设计了在线评估工具,通过案例验证了在线评估方法的有效性,表明该方法能够有效解决仿真系统评估滞后性问题。     

面向主体的协同产品开发过程动态仿真

为了研究设计人员在协同产品开发过程中的行为以及过程管理中的典型问题,首先基于复杂适应系统（complex adaptive system,CAS）和多主体系统（multi-agent system,MAS）理论建立了面向主体的协同产品开发过程动态仿真集成模型,该集成模型主要包括4大部分：设计主体,管理主体,环境对象（任务、资源和产品信息）以及动态仿真系统的功能模型.其次,介绍了动态仿真系统的 开发方法,并对仿真流程、类的封装及各主要函数的调用过程进行了详细的描述;最后,对某摩托车发动 机开发项目进行了仿真实验研究.仿真结果表明,面向主体的动态仿真能为协同产品过程管理提供科学 和量化的决策依据,同时,为该过程中人员的行为研究提供了一种新的思路.     

交通拥堵发生时车道非同态性变化的仿真分析

交通系统的状态转移是一个正负反馈交替发生作用的过程。首先提出了同态度量指标、时空盖异度指标等新概念用于定性判断交通系统的状态，并在此基础上，建立了一组变参数线性方程用以描述交通系统状态转移的正负反馈交互进代的过程，最后以某城市环路一个路段发生交通拥堵的过程为实例，仿真分析了交通拥堵发生时车道非同态性变化的过程，仿真结果表明提出的模型能较好地反映车道非同态性变化的实际情况。