深水钻机集成监控系统可靠性冗余优化

深水平台钻机集成监控系统(DSDR-IMCS)采用冗余方法提高可靠性,但存在费用、重量、体积等增加的问题。对DSDR-IMCS进行分析,建立一种适于DSDR-IMCS的可靠性冗余优化配置模型,提出一种基于模拟退火算法的PSO-GA混合算法对模型进行求解,该方法将PSO算法收敛快和GA算法全局收敛性好的优点相结合,引入模拟退火优化机制,并对PSO算法产生的新粒子群进行修正。结果表明,本文算法既可加快运算速度,降低计算强度,提高搜索效率,又可避免收敛过快陷入局部极大而降低全局搜索能力,且得到的优化结果更好,为DSDR-IMCS可靠性分析和设计提供参考。     

高炉铸铁冷却壁结构优化

采用正交试验和数值模拟方法对高炉炉身下部冷却壁主要结构参数进行优化,对优化前后的冷却壁温度场进行计算。结果表明,冷却壁热面最高温度的影响因素中影响程度从大到小依次为:水管直径、水管间距、水管中心线距冷却壁热面距离、壁体厚度,其中水管直径、水管间距和水管中心线距冷却壁热面距离为显著因素;最优冷却壁结构参数组合为:水管直径60mm、水管间距180mm、水管中心线距冷却壁热面距离120mm、壁体厚度220mm,优化后的冷却壁较优化前的冷却壁冷却性能有较大幅度的改善。     

基于执行器能量消耗的并联机器人优化

并联机器人在执行任务过程中的能量消耗特别严重,为此本文以其3个主动执行器的电能消耗最小化为目标对3-RRR平面并联机器人进行尺度优化。在3-RRR机构运动学分析的基础上推导出机构的逆运动学方程,分析了3-RRR机构常见的4种工作模式。采用粒子群算法确定3-RRR机构的连杆和平台质量的最优值。根据优化结果进行仿真和对比分析,结果表明,在4种工作模式下,优化后执行器的力矩值均较小,消耗的电能得以降低,其中工作模式2的性能最佳,在执行相同的轨迹跟踪任务时,其执行器跟踪误差收敛较快,消耗的能量最少。     

深井长距离大断面回采巷道支护方案优化

为解决文家坡煤矿4101首采工作面长距离大断面回采巷道顶板下沉量大、钢带变形严重以及帮部破碎扩容显著等围岩失稳带来的支护质量差甚至支护失效现象,采用钻孔窥视仪对巷道进行布孔观测和工程类比法对原支护方案进行优化。结果表明:采用优化方案后,顶板下沉量从600 mm降低到100 mm,并且钢带受剪切变形显著减少;巷道尺寸收敛现象为50~100 mm,低于优化前的300 mm.为避免巷道变形严重,在监测监控基础上增加支护强度是合理可行的。     

一类微生物发酵过程的优化

研究了甘油生物歧化为1,3-丙二醇过程的优化.首先给出了使目的产物1,3-丙二醇浓度最大的稳态优化模型,然后基于MATLAB和1st Opt软件,构造了可求其最优解的混杂优化方法,取得了较好的应用效果.     

油膜附水滴润滑技术下进给量和进给速度对车削不锈钢的影响

使用油膜附水滴切削液(oil-on-water,OoW)对不锈钢进行连续切削试验。研究不同进给量和进给速度下,工件表面粗糙度和刀具寿命变化规律。对试验数据进行回归分析,建立有关刀具寿命和工件表面粗糙度的经验公式。根据所得到的经验公式针对刀具寿命进行优化。试验结果表明,刀具寿命随着进给量和进给速度的增大而减小,表面粗糙度随着进给量的增大而增大,随着进给速度的增大而减小。     

某越野型拖挂式房车行驶稳定性分析与优化

为了解决某越野型拖挂式房车在蛇形行驶时出现较严重的横向摆振现象,建立牵引车-拖挂式房车多体动力学模型,利用试验样车的稳态回转和蛇形行驶试验对模型的准确性进行验证,分析房车质心位置、轮轴到铰接点距离、弹簧刚度、轮胎侧偏刚度、房车质量等参数对房车行驶稳定性的影响,改进试验样车并进行试验验证。结果表明:减小房车质心到铰接点距离、质心高度、房车质量,增大房车轮轴到铰接点距离、弹簧刚度、轮胎侧偏刚度,有利于房车行驶稳定性;优化后横摆角速度峰值由24. 4(°)/s下降到17. 1(°)/s,房车侧倾角峰值由2. 52°下降到1. 76°,房车行驶稳定性增强,减轻了蛇形行驶时的横向摆振现象,为拖挂式房车的结构设计提供了理论依据。     

基于交叉口时空需求度的可变导向车道自适应控制方法

为解决因路口各流向分布不均衡导致的拥堵状况,以设有可变导向车道的交叉口为研究对象,建立了基于路口实时交通状况的可变导向车自适应控制模型。其主要包括路口信息采集和可变导向车道自适应控制,根据各进口需求度不同,确定可变导向车道属性及相应的信号配时方案。并借助MATLAB、VISSIM等软件对优化模型进行验证。结果表明:与固定导向车道控制方案相比,在时段3~时段6期间采用可变导向车道自适应控制,路口车均延误和最大排队长度降低2. 67%~42. 96%和14. 26%~66. 71%;设有可变车道的进口道,其直行方向通行能力在时段3和时段6分别提高18. 35%和15. 81%。而左转最大排队长度降低66. 71%和14. 26%,说明采用可变导向车道自适应控制能有效缓解道路拥堵,提高路口时空资源利用率。     

响应面优化算法在被动式低能耗建筑设计中的应用

被动式低能耗建筑设计过程计算量大,涉及变量多,不同变量间关系错综复杂,传统方法无法获取复杂变量的最优解集,不能保证被动式低能耗建筑设计不同目标函数达到最优。为此,将响应面优化算法应用于被动式低能耗建筑设计中。将最大化舒适度、最小化耗能率作为被动式低能耗建筑设计的目标函数。通过拉丁超立方实验设计方法,获取被动式低能耗建筑设计优化问题的设计空间;在设计空间中随机抽样。在此基础上,通过最小二乘法拟合建立响应面模型。利用遗传方法对拟合响应面模型进行改进和更新处理,直至达到收敛,保证被动式低能耗建筑设计达到低能耗率、高舒适性的目的。实验结果表明,响应面拟合准确性高,将响应面优化算法应用于被动式低能耗建筑设计中,发现其能够有效降低能耗,提高舒适性,和其他方法相比有更好的优化结果。     

基于改进鸡群算法的PID参数整定

PID参数整定一直是控制工程研究的热点,利用传统的方法整定参数得到的系统性能往往较差,为解决PID参数整定问题,提高系统性能,提出一种基于改进鸡群算法(CSO)的PID参数整定方法。改进鸡群算法的目的是提高鸡群算法的收敛速度与精度,增强算法跳出局部最优的能力,4个标准测试函数的测试结果验证了改进的有效性。利用改进鸡群算法对4类典型工业过程的PID参数进行整定,以时间乘绝对误差积分函数(ITAE)为优化目标,Matlab仿真结果表明：通过改进鸡群算法整定PID参数得到的系统性能比传统的Z-N参数整定法以及Matlab遗传算法(GA)工具箱参数整定得到的系统性能有很大的提高。