混沌最小二乘支持向量机的短期风功率预测

结合混沌的相空间重构理论和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的优点,提出了一种基于混沌LS-SVM风功率预测方法,利用误差评价函数形成反馈机制,通过误差反馈建立参数合理的风功率预测模型。通过对实际数据的仿真,结果表明,该文所提出的混沌LS-SVM预测模型有较好的非线性拟合能力,有较高的预测精度。     

基于相空间重构的半导体制造系统日产出预测

半导体制造系统的生产作业计划与调度优化困难、可行性较低的现状,对半导体制造系统的日产出预测提出了需求。在对预测研究现状进行分析的基础上,针对半导体制造系统的日产出时间序列体现的非线性的确定性而又类似随机的特点,提出一种基于混沌相空间重构的蚂蚁—神经网络模型的预测方法。混沌相空间重构理论用于日产出时间序列的重构;神经网络用于日产出预测模型的构建;蚂蚁算法用于神经网络预测模型的权值和阈值参数的训练。通过某企业的实际生产数据进行测试,并与传统的预测方法比较,证明了该预测方法的有效性。     

基于G-P算法关联维数齿轮系统相空间吸引子数值特性

为有效刻画齿轮系统相空间吸引子结构的数值特性,建立了直齿轮系统含间隙与综合传动误差的非线性动力学模型,基于G-P算法推导了等间隔的齿轮系统吸引子关联维数计算公式。对周期运动和混沌运动吸引子,采用Lyapunov指数与关联维数等手段定量表征其数值特性,利用Poincaré截面法定性分析了混沌吸引子的演化和迁移进程。通过关联维数对阻尼比和综合传动误差变化下的混沌吸引子演化行为进行了追踪刻画,结果表明,吸引子结构越复杂则关联维数越大,系统振动越敏感,混沌吸引子关联维数值介于整数1和2之间,具有分数维特征。     

基于相空间重构的制造系统混沌研究

针对制造企业的生产效率时间序列体现的非线性的确定而又类似随机的特点,提出了基于相空间重构的制造系统的混沌研究方法。利用互信息法和CAO氏方法分别确定最佳延迟时间和最小嵌入维数,利用生产效率时间序列对制造系统相空间重构,通过Grassberger-Procac-cia算法和小数据量方法计算关联维数和最大Lyapunov指数这两个非线性特征量,结果表明制造企业在运行过程中出现混沌现象。     

基于混沌动力学的凌空手势识别

鉴于传统的手势动作识别算法可能会因手势速度幅度的变化及不准确的特征提取而降低准确率,拟采用混沌理论的非线性动力模型构建思想,探索凌空手势内在的混沌运动特性,建立基于混沌动力学特征的识别算法。通过离散观察嵌入Leapmotion的头戴式显示器所获得的手指轨迹,假设一个特定类型的混沌动力学系统可以模拟手势动作模型,从而基于相空间重构法建立由混沌特征因子组成的特征矩阵用于分类识别。在连续字母手势识别实验中对假设进行了验证,所提方法的最高准确率可以达到96.6%。     

混沌RBF神经网络对配变电系统气体传感的智能化预测

配电变站处在高压的运行环境下,保障环境中的气体质量非常重要。于是先构建阵列式传感器监测系统对配电变站气体进行监测,然后提出相空间重构的混沌RBF神经网络对其建立预测模型,提前做好安全监管措施。对传感器采集的的气体先用C-C法优化得到延迟时间τ和嵌入维数m,进而优化重构的相空间,然后再采用Lyapunov指数判断气体具有相空间混沌特性,对相空间重构进行混沌分析,有效地展示混沌吸引子动力学特性,通过吸引子相图反映出其混沌特性。通过重构后的吸引子训练径向基RBF神经网络进行训练和预测。通过对比RBF神经网路,发现混相空间重构的混沌RBF在这个预测中比RBF神经网路预测的精度更高。     

旋翼振动监测信号的演化分析与损伤跟踪方法

为获得一种对损伤敏感而对正常状态扰动不敏感的旋翼损伤观测信号、解决直升机旋翼在飞行状态下的损伤监测问题,研究了旋翼在重构相空间中的损伤演化特性并提出一种新的损伤跟踪方法。该方法首先应用嵌入技术将旋翼气弹有限元模型产生的振动监测信号重构到维数更高的相空间中,采用非线性Volterra级数建立旋翼基准状态预测模型,以基准状态预测结果与实测相轨迹之件的差异作为状态预测残差,在多个邻域内对其统计平均形成一个损伤观测特征向量;然后,应用奇异谱分解方法从损伤观测特征向量的时间序列中提取出桨叶损伤演化的维度和趋势信息,采用双指数平滑方法建立损伤演化趋势预测模型并估计出桨叶损伤故障剩余寿命。采用桨叶损伤模型和旋翼气弹模型仿真数据验证了所提方法的可行性和有效性。结果表明:该方法能充分利用监测信号的非线性特性在高维相空间中重建系统动力学本质,以不同的时间尺度来观测系统的演化特性;具有损伤模式自动识别能力,可用于难以事先确定系统损伤演化模型或维数信息的场合。     

基于混沌时间序列的云工作流活动运行时间预测模型

针对线性时间序列方法无法有效预测云工作流活动的运行时间的问题,提出一种基于混沌时间序列的云工作流活动运行时间预测模型.该模型利用相空间重构理论和径向基函数神经网络实现对非线性时间序列的预测.相空间重构理论能够有效刻画云工作流活动的运行时间因受系统性能、网络状况等多种因素影响而呈现的非线性特征;径向基函数神经网络能够有效预测混沌时间序列.模拟实验分别考虑了计算密集型的科学工作流和实例密集型的商务工作流的情况.实验结果表明,无论长周期活动还是短周期活动,混沌时间序列模型明显优于其他有代表性的活动运行时间预测方法.     

基于高维空间流形变化的设备状态趋势分析方法

以机械设备的运行状态为研究对象,提出一种基于高维空间流形变化的趋势分析方法.该方法将一维时间序列重构到高维相空间中,利用相点邻域的切空间信息逼近流形的局部几何结构,从而得到描述流形变化的切方向矩阵;通过多向主元分析方法对不同状态下的流形切方向矩阵进行计算,获得各个状态的权重得分,从而实现对设备状态变化的趋势分析.对混沌信号添加幅值大小不同的冲击进行数值仿真试验,与LYAPUNOV指数、近似熵等传统非线性分析方法相比,该方法能够更有效地描述系统状态变化的过程.将该方法应用于轴承外圈故障的振动信号分析中,成功地刻画了轴承疲劳劣化的趋势.     

[可靠性建模及试验技术]基于元动作模块的多轴数控机床精度分析

为充分发挥多轴数控机床大数据的价值，降低运动精度的预测难度，提出了基于元动作模块的精度分析方法。采用多体模型描述机床运动系统的结构和运动关系，利用旋量理论和微分方法推导了用于运动精度评价的坐标误差模型；规划了多轴数控机床大数据驱动的精度分析的结构框架，并重点论述了以元动作模块为基本组成单元的分布式元动作数据库的构建方法，该方法充分发挥历史大数据和实时动态数据的价值，保证了机床运动系统的仿真和精度预测的稳定性与准确性。通过对五轴联动加工中心的刀具运动系统的实例分析，验证了精度分析方法的简便性和适用性。     

Precision design for machine tool based on error prediction

Digitization precision analysis is an important tool to ensure the design precision of machine tool currently.The correlative research about precision modeling and analysis mainly focuses on the geometry precision and motion precision of machine tool,and the forming motion precision of workpiece surface.For the machine tool with complex forming motion,there is not accurate corresponding relationship between the existing criterion on precision design and the machining precision of workpiece.Therefore,a design scheme on machine tool precision based on error prediction is proposed,which is divided into two-stage digitization precision analysis crucially.The first stage aims at the technology system to complete the precision distribution and inspection from the workpiece to various component parts of technology system and achieve the total output precision of machine tool under the specified machining precision;the second stage aims at the machine tool system to complete the precision distribution and inspection from the output precision of machine tool to the machine tool components.This article serves YK3610 gear hobber as the example to describe the error model of two systems and basic application method,and the practical cutting precision of this machine tool achieves to 5-4-4 grade.The proposed method can provide reliable guidance to the precision design of machine tool with complex forming motion.     

数控技术全面支持高速复合机床精度的提升

文章概括了保证数控机床精度的三个层面的问题：支撑刚度,导向精度和定位精度与刚度。从上述三个方面,重点介绍了数控技术链的各技术环节对实现大连科德数控有限公司KDL1550FH立式车铣复合加工中心和KDW4200FH卧式铣车复合加工中心高速高精度控制的作用。     

五轴铣削加工精度预测系统开发研究

五轴联动数控加工运动复杂,影响零件加工精度的误差因素很多,针对目前五轴加工误差模型比较单一,还没有将多个误差因素综合考虑起来进行分析及预测的现状,提出了基于多体系统理论建立工艺系统综合误差模型的统一方法,详细研究了工艺系统综合误差模型的计算机映射方式,基于VS2010与OpenGL开发了具有可视化交互界面的五轴铣削加工精度预测系统,可在加工前对零件的加工精度进行预测。实际切削加工试验证实了该系统对零件加工精度预测的准确性和有效性,表明基于多体系统理论的精度预测方法是可行的。     

Dynamic characteristics of an NC table with phase space reconstruction

The dynamic properties of a numerical control (NC) table directly interfere with the accuracy and surface quality of work pieces machined by a computer numerical control (CNC) machine. Phase space reconstruction is an effective approach for researching dynamic behaviors of a system with measured time series. Based on the theory and method for phase space reconstruction, the correlation dimension, maximum Lyapunov exponent, and dynamic time series measured from the NC table were analyzed. The characteristic quantities such as the power spectrum, phase trajectories, correlation dimension, and maximum Lyapunov exponent are extracted from the measured time series. The chaotic characteristic of the dynamic properties of the NC table is revealed via various approaches. Therefore, an NC table is a nonlinear dynamic system. This research establishes a basis for dynamic system discrimination of a CNC machine.     

功能齿廓曲面展成运动的精密闭环数控技术研究

基于锁相混频技术 ,提出了用于机床“内联系”传动链误差测量数据处理的一种新型细分技术和新型零误差双闭环硬件插补同步控制方案。开发了功能齿廓曲面展成运动的全闭环数控电轴传动链和同步控制系统 ,并成功用于Y38A型滚齿机的数控化改造。传动链精度的测量结果和实际功能齿廓曲面加工精度测试表明 :该新型细分技术和零误差双闭环硬件插补同步控制原理是正确的 ,开发的功能齿廓曲面创成运动闭环数控系统具有可操作、插补速度快、精度高、实时性好等特点     

数控加工轨迹运动控制建模及仿真研究

为了减小刀具运动轨迹与工件几何曲线的误差，提出将传统的位置；垃制改为物理运动规律控制，即建立数控机床的运动模型，分析被加工轮廓的曲线方程、加工工艺运动要求与刀具加工运动的合成或分解关系，推导出轨迹运动方程组（即运动规律）。提出了基于运动规律控制的轨迹实现方法，推导出相应的公式，提出了范数误差公式。根据轨迹运动方程组编制了仿真程序，用计算机仿真不同规律的轨迹运动，用图形直观地表示运动参数变化和轨迹的运动过程，以分析轨迹的几何精度。实验和仿真证明了该方法是可行的、高效率的动态控制方法。     

曲线物理规律控制代替位置控制的研究

为了提高精度,简化控制,取消插补运算,提出用运动规律控制代替位置控制。假定工作在理想状态,建立数控机床运动的物理模型,根据运动学原理和几何学原理研究轨迹的几何参数,运动参数,规划参数之间的关系,写出轨迹运动微分方程组。将轨迹函数、规划运动参数代入轨迹运动微分方程组,可以计算出各坐标轴的瞬态运动参数,即运动参数代表的运动规律,一条轨迹的位置点有无穷多个,但规律只有一个,用运动规律控制运动,运算简单,没有原理误差。按运动规律控制的方法是最简捷、最全面的。经过试验和仿真,证明曲线物理规律控制方法是比位置控制更简单、更全面的方法。     

大模数多线蜗杆车削的误差控制与工艺保证

数控龙门铣床是大型高精度的重型工作母机，是重型机械制造行业不可或缺的专业机床。其数控铣头减速部分对传动的平稳、噪声有着极为严格的技术要求。为此，应利用现有机床设备并通过对设备的几何精度和工作精度的调整加大精切循环次数，规范精密车削工艺规程，确保蜗杆分线精度高标准。     

基于ADAMS五轴联动数控机床的可视化仿真

将可视优化设计与概念设计相结合,提出了基于概念设计的数控机床可视化设计流程。以某五轴联动数控铣床为研究对象,应用所提出的概念设计流程,对其整体结构进行设计,提出3种不同的设计方案,并结合ADAM S软件对每种方案进行运动学仿真研究,得出刀具的运动轨迹,获得最理想的五轴联动数控铣床布置形式,证明了可视化设计与概念设计相结合的可行性。     

A control strategy with motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC machine tools

The advanced manufacture technology requires that multi-axis coordinated motion computer numerical control (CNC) machine tools have the capability of high smoothness and high precision. At present, the study of the motion smoothness mainly concentrates on the acceleration and deceleration control method and the look-ahead process of velocity planning in the interpolation stage. The control strategy of the contouring error mainly focuses on tracking error control, cross-coupling control, and optimal control. In order to improve the motion smoothness and contouring precision for multi-axis high-speed CNC machine tools, a multi-axis modified generalized predictive control approach was presented in this paper. In the control strategy, the estimation models of tracking error, contouring error, velocity error, and acceleration error were structured separately. A new improved quadratic performance index was proposed to guarantee the minimum of these errors. Generalize predictive control was also introduced, a multi-axis generalized predictive control model was deduced for motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC system, and an approved multi-axis generalized predictive controller based on the model was designed in this paper. The proposed predicted control approach was evaluated by simulation and experiment of circular, noncircular, and space line trajectories, respectively. These simulative and experimental results demonstrated that the proposed control strategy can significantly improve the motion smoothness and contouring precision. Therefore, the new position control method can be used for the servo control system of multi-axis coordinated motion CNC system, which increases motion smoothness and machining precision of CNC machine tools.