动态系统模型验证的多元响应分析

摘要： 针对模型验证中多元动态响应分析问题,提出了基于改进的响应误差评估(Enhanced Error Assessment of Response Time Histories, EEARTH)方法与层次分析(Analytic Hierarchy Process, AHP)法的多元响应分析方法.采用EEARTH方法并结合动态时间规整,分析了物理试验与仿真数据动态时间响应曲线上重要特征的差异,并转化为统一的0～100%的EEARTH评分.采用AHP并利用领域专家知识以确定3个EEARTH评分的重要程度,以及各响应量对最终AHP EEARTH评分的影响权重,从而获得多元动态系统模型验证的整体评分.对某车型的驾驶员乘员侧约束系统的实例研究表明,该方法能有效实现复杂多元动态系统的模型验证.     

彩色CAD系统颜色体系相互转换的数学模型

提出了一个用于色彩 ＣＡＤ的颜色体系之间相互转换的数学模型．该模型可以实现颜色坐标在孟塞尔ＨＶＣ空间与计算机色彩显示ＲＧＢ空间之间的转换。转换的运算比较简单，因此转换速度快。文章还对转换的误差作了分析。     

测试样本空间变化对贝页斯常规及补集规则权重评估影响的分析

为降低防火墙文本分类计算的误码率,研究基于贝页斯模型的防火墙测试系统的运行效率,提出将贝页斯模型视为线性模型的观点,分析测试样本空间变化对模型不同集合规则权重的影响,建立了有误差补偿功能的MNB分类器数学模型,实验仿真验证了贝页斯多项式数学模型的可行性,确定了MNB分类器内贝页斯多项式数学模型特征变量与目标文本内部个性词汇的对应关系.      

基于刀具法向基准的奥利康准双曲面齿轮精确建模与验证

基于奥利康制准双曲面齿轮切齿原理和加工方法,分析了三面刀刀头的结构和安装位置,提出了基于刀具NS(neutral surface)平面法向基准下刀盘数学模型的建立方法。在此基础上,推导了奥利康制准双曲面齿轮的加工机床坐标系,建立了成形法大轮和展成法小轮的齿面数学模型,整理了一套基于三面刀盘奥利康制准双曲面齿轮精确化建模流程。通过齿面模型得到的数学齿面与通过KIMOS软件得到的45点齿面进行对比和实际接触印痕与理论接触印痕对比两种方法进行齿面验证。结果表明:大小轮推导齿面与实际齿面齿线和几何形貌基本一致,小大轮齿面基本重合;小轮凹面最大误差位于小端偏齿顶处,其值为0.007 5 mm,大轮凸面最大为0.002 3 mm;KIMOS计算的理论轮齿接触分析(TCA)、轮齿承载接触分析(LTCA)印痕与有限元计算印痕的位置方向基本一致,验证了齿面的正确性。     

供热单元热量检测的数学模型分析

根据目前要改变民用供热系统方式的需要，本文建立了一个系统散热检测的数学模型，并对模型的合理性及检测误差进行分析.应用最小二乘法求出回归曲线，并根据回归曲线提出设计方案.     

按最小圆柱包络法评定空间直线度误差

建立了按最小圆柱包络法评定空间直线度误差的非线性数学模型，通过误差分析，证明了该数学模型不宜进行线性化处理．提出了空间直线度误差的最小条件判别准则及用计算机评定空间直线度的方法；给出评定空间直线度误差的实例     

CNC 系统中空间抛物线的五坐标迭代插补法

建立了任意空间抛物线的数学模型和五坐标的编程模型,提出了空间抛物线的迭代插补方法及旋转坐标和线性坐标的插补方法,推导出速度误差、弓高误差和旋转坐标误差的误差估计公式,实例分析表明,该方法具有较小的速度误差和轨迹误差．     

基于3次样条插值的数控机床几何与热复合定位误差建模

通过分析机床整个温升直到热平衡的误差数据,总结误差分布的数学规律,将热误差和几何误差分离,运用基于压紧样条条件下的3次样条插值算法,以线性拟合后的余差为建模数据,建立了数控机床几何与热复合定位误差数学模型.实验结果表明,该数学模型能很好地拟合数控机床定位误差曲线,补偿后数控机床定位精度提高了80%以上.该方法可运用于不同时刻或不同机床温度下的机床定位误差补偿,建模原理明了、过程快速,模型适用性好.     

时变大惯量速度同步控制系统

为了保证粗纱的质量，新开发的FA－425型粗纱机计算机控制系统，必须使锭翼和卷绕2台电机在起动、运行和停止全过程中严格保持速度同步。为此，对该系统的数学模型和负载特性进行了研究，通过计算机仿真，提出了多种有效的控制方法和人工智能技术。在该系统中采用了2个速度闭环控制系统，并将其同步误差反馈，实现了双电机的速度同步控制；同时，通过CCD光电传感器将粗纱张力实时反馈到专家控制器，从而保持纱的张力处于某一给定的范围之内。生产应用表明，新型FA－425粗纱机当锭翼最高转速为1400r/min时，在起动、运行和停止阶段锭翼和卷绕两个电机的速度同步误差小于5％。     

基于反步算法的静止无功补偿器控制

建立静止无功发生器的数学模型,分析该数学模型的特点.采用外环为PID控制,内环为反步控制算法的双闭环控制结构设计非线性系统的反步控制器,并证明了该系统的稳定性.仿真试验表明,所提出的控制策略具有较好的暂态和稳态性能.     

龙门刨床泵缸系统特性及爬行临界条件

建立了Ｂ２２８Ｙ液压龙门刨床液压系统主回路的数学模型，分析、评价了该系统的动态特性品质，指出了误差过大的问题，并提出了增加伺服阀的改进意见。确定了刨床工作台产生爬行现象的临界条件，提出了防止爬行的措施。     

基于动态补偿神经网络误差修正的广义预测控制

本文采用权值可在线调整的动态补偿神经网络(动态BP网络)对模型预测误差进行拟合,从而显著提高了基于线性模型的非线性广义预测(GPC)的预测精度,增强了算法的鲁棒性。仿真实验证明了该算法的有效。     

数控车床两轴联动系统空间误差建模技术

利用齐次变换对数控车床两轴联动系统的几何误差进行了系统分析,根据小溜板坐标系的不同建立方法分两种情况分析了整个建模过程,论述了两轴间的正交误差对空间误差的影响,建立了两轴联动系统空间误差的数学模型,并利用该数学模型计算出某台数控车床两轴联动系统的空间误差.该分析方法可应用到其他机器设备空间误差的建模中.     

一类非线性系统的模糊可靠控制器设计

基于T-S模糊模型,从正常闭环系统的可靠性问题入手,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究一类非线性系统的模糊可靠H∞控制器设计问题.首先,对前期已有的结果进行了描述和比较,然后给出了T-S模糊系统的数学模型,并以线性矩阵不等式(LMI)的形式提出了系统模糊可靠H∞控制器存在的充分条件和控制器设计方法.所设计的模糊可靠H∞控制器的设计方法简明,使得故障闭环系统二次稳定,满足H∞性能指标,便于应用.数值例子验证了结论的正确性和控制器设计方法的有效性.     

基于人机工程的矿井通风系统可靠度数学模型

长期以来,可靠性研究对象被局限在"机",事实上很多事故是由人的差错造成的。为了解决这一问题,本文从理论上进行了基于人机工程的矿井通风系统可靠度数学模型研究。利用人的失误分析技术(ANTHEANA)定量确定人的可靠度;从风量、有毒有害气体浓度、温度、粉尘(煤尘)浓度四个方面考虑,确定了矿井通风系统可靠度数学模型;从功能结构上确定了人—矿井通风系统可靠度数学模型。     

基于backstepping方法的柴油机urea-SCR系统控制设计

为实现urea-SCR系统较高的NOx转化率以及较低的氨逃逸, 提出一种面向控制的urea-SCR(urea SelectiveCatalytic Reduction)模型,设计了一种基于backstepping技术的非线性控制器。将模型参数误差看作外界的干扰输入, 并在输入到状态稳定性框架内分析了该闭环系统的稳定性。同时, 研究了基于一种配有urea-SCR系统的精确enDYNA模型, 并在ECE(Economic Commission for Europe）瞬态测试循环条件下进行了测试。该控制器能调节参数可变的非线性系统, 跟踪理想的氨覆盖率, 适用于轻型车辆配备的urea-SCR系统。与传统的PID(Proportion Integration Differentiation)控制器控制效果对比实验表明, 基于backstepping控制器降低了氨逃逸量且具有更好的鲁棒性。     

数控机床定位误差的软件补偿

提出了基于“华工I型”数控系统数控机床的定位的软件补偿方法,该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点,使定位误差补偿的位置可随机设定,建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型,在XK713加工中心上进行了补偿实验表明,采用本补偿方法能使机床的定位误差减小70%汉上。     

基于人工智能负载估计系统的磁浮列车垂向振动主动控制

提出了基于人工智能负载估计系统的磁浮列车悬浮系统主动控制方法。给出单点悬浮数学模型,并基于劳斯-赫尔维兹判据证明该模型开环不稳定;考虑负载特征和实时悬浮变化,利用多层人工神经网络对悬浮系统控制量的输出进行主动控制;采用非支配排序遗传算法(NSGA)对系统参数进行优化。结果表明:所提出的控制方法具有较好的鲁棒性,在较大负载扰动时仍然能够保持相对较小的误差。     

连续工况下基于PID+LQR算法的自动驾驶车辆横纵向耦合控制

为提高自动驾驶车辆的路径跟踪精度,针对自动驾驶车辆横纵向耦合控制问题,提出了带有前馈控制的PID+LQR联合控制策略。首先,利用二自由度车辆动力学构建路径跟踪误差数学模型,制定横纵向控制流程。随后,设计了用于横向控制的LQR控制器和用于纵向控制的PID控制器,将横纵向控制器进行整合,使得车辆在接收到决策规划系统给出的期望指令后可以进行跟踪行驶。借助CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,在连续工况下对该控制策略进行测试。结果表明,提出的横纵向耦合运动控制策略可以控制车辆沿着规划的轨迹行驶,且可将跟踪误差控制在较小的范围内。     

电磁流量计矩形波励磁的信号模型研究

由于传统矩形波励磁模型未兼顾传感器磁路系统和励磁系统的影响,忽略了信号采样过程,因而无法建立符合实际的矩型波励磁流量信号模型。基于励磁电流的一般方程,提出了一种矩形波励磁模型,该模型建立了磁感应强度与磁路系统、励磁系统的数学关系,进而量化了微分干扰和同相干扰。在该励磁模型基础上,模拟电磁流量计对实际信号的采样过程,进一步提出了矩形波励磁的流量信号模型,并给出了模型参数的辨识方法。从流量信号仿真、模型基本参数辩识、零点漂移预测及基本误差估计4方面进行模型验证。仿真与实验结果表明,在DN50传感器上,其零点漂移预测的最大误差为1．48 mm／s,基本误差估计的最大偏差为0．270％。