基于改进的粒子群算法在WSN节点定位中的研究

如何能够减小无线传感中的节点定位误差一直都是研究的热点。提出一种基于改进的粒子群优化算法以修正DV-Hop误差的传感器节点定位方法,通过分析粒子间距离、双变异因子和权重设置改进了粒子群算法,改进后的粒子群算法减少了未知节点与锚节点间距离的估计误差。仿真实验表明,相对于DV-HOP算法,本文的算法可以有效地提高传感器节点定位精度。     

一种改进的粒子群算法在WSN中的定位研究

针对无线传感网中的节点定位问题,采用RSSI测距技术测量未知节点之间的距离,并采用粒子群算法进行优化,针对粒子群算法的不足,首先通过引入动态扰动因子和惩罚函数提高算法的性能,其次采用距离误差修正和修正定位误差模型来优化节点定位的效果。通过仿真实验将所提算法与基本粒子群算法进行比较,结果表明所提算法在算法的收敛性能和定位精度上取得了比较好的效果,提高了节点的定位效果。     

混沌量子粒子群算法在模型修正中的应用

混沌粒子群算法和量子粒子群算法在一定程度上改进了标准粒子群算法的搜索质量,但两者仍存在收敛速度慢、易陷入局部极小等问题。混沌量子粒子群算法将混沌搜索机制引入量子粒子群算法,提高了搜索效率和计算质量。用粒子群算法、混沌粒子群算法、量子粒子群算法和混沌量子粒子群算法对一平板结构进行模型修正,结果表明,混沌量子粒子群算法具有较高的搜索效率和避免陷入局部最优的能力,修正后的模型比单独采用混沌或者量子粒子群算法具有更高的修正精度。     

基于改进PSO算法的GMA迟滞模型参数辨识

使用改进的粒子群优化算法辨识Jiles-Atherton模型参数。针对J-A模型对超磁致伸缩致动器(giant magnetostrictive actuator,GMA)迟滞特性建模中磁化参数互相嵌套难以辨识的特点,改进磁滞模型并建立了考虑超磁致伸缩材料磁机耦合特性的动态磁滞模型;为了克服普通粒子群算法实际求模型参数时计算量大,运行时间长的缺点,提出基于粒子群算法和遗传算法的改进算法--带交叉因子的粒子群优化算法,将模型仿真所求的磁化强度和实验测得的磁化强度的差值的平方作为适应度函数,并结合最小二乘法思想对J-A模型的几个参数进行辨识;最后,在Matlab 7.0上进行仿真,给出了模型辨识后的结果。在不同预压力和驱动频率下的仿真结果与GMA已有实验数据进行对比,验证得出辨识后的模型可较好地与实验数据拟合,磁致伸缩位移误差在5%以内。     

一种基于粒子群优化的非线性系统辨识方法

针对单入单出离散时间非线性动态系统提出一种辨识方法.该方法采用带误差修正的改进泛模型作为非线性系统的结构模型,模型中的时变特征参量及误差修正系数采用粒子群（PSO）算法优化,优化后的模型可以逼近非线性系统.该方法简单、易于实现.通过对Box-Jenkins煤气炉数据等非线性被控对象的仿真研究及对模型的分析,表明了所提出算法的有效性.     

基于跳距与改进粒子群算法的DV-Hop定位算法

针对DV-Hop定位算法定位精度不高的问题,提出一种带改进的权重平均每跳距离与改进的粒子群算法以改进经典DV-Hop算法。一方面,提出跳距误差与估计距离误差的加权平均值,修正原始的平均每跳距离。另一方面,采用分段的指数、对数递减权重改进粒子群的权重;同时,结合人工鱼群位置更新的优点来改进粒子群算法的位置更新。用改进的粒子群算法求解未知节点坐标,以提高定位精度。实验仿真表明,该算法的定位精度和稳定性与其他算法相比有明显的改善。     

多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真

蜂窝夹层板广泛的应用在航空航天领域，蜂窝夹层板的动力学特性分析是一重要的课题。由于蜂窝板是一种结构型材料，无法直接给定其物理参数，因此该文首先研究了蜂窝板的三明治等效模型，应用该等效模型对蜂窝板夹芯进等效计算，得到了等效物理参数。利用这些参数建立了多夹心层蜂窝板的有限元模型，完成了不同算例在不同边界条件下的振动仿真，得到了各阶模态频率和振型的可视化仿真结果。将仿真结果与解析解对比说明，等效模型是合理的，且能很方便地处理多夹心层蜂窝板，可进一步推广至其他多夹心层蜂窝板结构的分析当中。     

带反向预测及斥力因子的改进粒子群优化算法

针对传统粒子群算法在求解高维空间中复杂多峰函数时容易陷入局部最优的问题,提出带反向预测和斥力因子的改进粒子群优化算法。算法通过引入反向预测因子改进速度更新方式,以降低粒子在运动过程中产生惰性而出现早熟收敛的概率,并给出带斥力因子的位置修正策略,使粒子均匀分散于搜索空间,从而避免陷入局部最优。实验分析表明,在对高维空间中复杂多峰函数进行优化求解时,改进的粒子群优化算法较传统粒子群算法更加优越。     

基于灰色粒子群神经网络的航天器参量预测

针对航天器精确预测与健康管理的需求,将粒子群算法、灰色理论与神经网络的优势相结合,提出了一种灰色粒子群神经网络组合参量预测方法,实现了灰色模型、粒子群算法、神经网络模型的优势互补.针对某卫星南帆板输出电流参量的预测实例,采用总平均绝对误差、总平均绝对百分比误差、总均方根误差3个预测结果评价指标,对灰色粒子群神经网络模型、粒子群神经网络模型、灰色模型和残差修正灰色模型的预测结果进行了比较,结果证明灰色粒子群神经网络模型的预测精度较高,在航天器参量预测领域具有很好的应用前景.     

基于模型参考的纵向控制增稳系统优化设计

研究了应用模型参考的纵向控制增稳系统的优化设计,并应用于某型运输机纵向控制增稳系统的设计中.首先根据飞机纵向等效系统模型给出了参考模型的形式,之后根据一级飞行品质的要求给出了参考模型的参数选取方法和步骤.然后使用粒子群优化算法优化设计了基于模型参考的控制增稳系统.最后提出利用粒子群优化算法的时域等效拟配方法进行等效系统拟配和飞行品质评价.仿真结果表明,设计得到的控制增稳系统可以同时满足时域的、一级飞行品质的和鲁棒性的设计要求,证明了优化设计方法的有效性和高效性.     

悬臂式蜂窝夹层板的非线性动力学建模及分析

蜂窝夹层结构因其良好的力学特性,在众多工程领域具有非常广泛的应用.本文建立了悬臂边界条件下,蜂窝夹层板的动力学模型并研究其非线性动力学行为.选取文献中更加接近实体有限元解的等效弹性参数公式对蜂窝芯层进行等效简化,得到六角形蜂窝芯的等效弹性参数.基于Reddy高阶剪切变形理论,应用Hamilton原理建立悬臂式蜂窝夹层板在受到面内激励和横向激励联合作用下的偏微分运动方程.然后利用Galerkin方法得到两自由度非自治常微分形式运动方程.在此基础上,通过对悬臂式蜂窝夹层板进行数值模拟分析系统的非线性动力学.结果表明面内激励和横向激励对系统的动力学特性有着重要影响,在不同激励作用下系统会出现周期运动、概周期运动以及混沌运动等复杂的非线性动力学响应.     

高速列车浮式地板振动响应有限元分析

针对采用试验方法开发高速列车浮式地板耗时耗力,且试验规模小,不能反映整车的振动效果的问题,基于有限元法进行高速列车振动响应分析.对三明治夹芯理论、蜂窝板理论和等效板理论进行比较,确定采用等效板理论数值模拟某浮式地板中的蜂窝板;利用橡胶材料的超弹性理论拟合橡胶材料参数;建立完整模型模拟实际工况下浮式地板的振动响应,得到浮式地板的隔振效果.结果表明此浮式地板的隔振效果约为90%,满足设计要求.     

格栅夹层板抑振性能研究

为了有效降低铺板与圆柱壳体耦合结构中因铺板振动而引起的壳体振动,提出了以格栅夹层板作为一种铺板结构.以格栅夹层板安装于带有端板的圆柱壳体上作为研究模型,采用有限元软件对格栅夹层板的抑振性能展开了仿真分析,讨论了格栅结构参数对其抑振效果的影响,并实验验证了格栅夹层板的抑振效果.仿真和实验结果一致表明：格栅夹层板能有效降低圆柱壳体的振动响应,尤其是在中高频段抑振效果显著；格栅的结构参数对抑振效果影响规律比较复杂,格栅夹层的上层面板采用阻尼较大的材料利于提高其抑振效果.     

An equivalent layer sandwich panel model

An equivalent layer method for modeling sandwich panels with thin laminated composite facings and honeycomb cores is presented. It avoids the need for separate face sheet and core representations. The equivalent layer is given Mindlin plate behavior and it reproduces the face sheet midsurface strains and displacements, while matching the strain energy and work of external loads. The equivalent layer also matches the eight resultants of stress in the sandwich panel. This article starts with a derivation of the sandwich panel strain energy and the inherent bending, stretching, and transverse shearing stiffnesses. It is then shown that the available equivalent layer stiffness parameters can be used for exact matching if the sandwich has a special neutral surface. Therefore, the equivalent layer can be used for linear or geometrically nonlinear analyses for in-plane and out-of-plane loads. Examples are given illustrating two general types of sandwich panels for which exact equivalence is possible. Included are equivalent layer linear response calculations using finite element computer code ADINA.     

聚焦换能器的研制和在超声特征成像中的应用

为了提高对层状复合金属材料缺陷的成像分辨率,需要用高灵敏度的聚焦换能器.针对我们研制的(F-San)全自动超声特征成像系统,用钛酸铅做压电晶片,不同颗粒度的钨粉做声透镜和背衬的主要材料,研制了主频为10～20MHz宽带窄脉冲聚焦换能器,并用光学法拍摄了主频为10MHz的换能器的超声波声场在水中的聚焦过程及焦斑大小.在对层状复合金属材料检测时,缺陷的成像分辨率达0.5 mm.     

双层薄膜型超材料夹层板的多带隙设计

本文将薄膜型声学超材料结构与格栅夹层板结构相结合,发展了一种双层薄膜型超材料夹层板结构.采用有限元方法,建立薄膜型超材料夹层板结构模型,并分析其带隙产生机理.在单层薄膜型超材料夹层板结构的基础上,提出了相同质量与不同质量的双层薄膜型超材料夹层板结构,将其产生的局域共振带隙与单层薄膜型超材料夹层板结构进行对比分析.结果表明,相较于只含单层薄膜结构的夹层板,具有相同振子质量的双层薄膜型超材料夹层板结构,可以有效拓宽带隙范围.不同质量双层薄膜型超材料夹层板结构,可以增加带隙数量.如果改变谐振器质量块的粘附位置,结构的不对称性会使双层薄膜型超材料夹层板产生多个局域共振带隙,且位置相近的带隙可能合并为较宽的带隙.     

粘弹性夹层圆板自由振动的理论解

研究了粘弹性夹层圆板的自由振动特性.基于经典弹性薄板理论和Kelvin-Voigt粘弹性本构方程,建立了粘弹性夹层圆板振动控制方程.采用分离变量法导出了粘弹性夹层圆板的自然频率及振型解析表达式,计算了固支和简支粘弹性夹层圆板的自然频率,并与有限元计算结果进行比较;讨论了粘弹性夹层圆板的夹心层比率对自然频率及衰减系数的影响.研究表明：（1）随着夹心层厚度的增大,系统频率先增大后减小,高阶时该趋势表现更为明显;（2）随着夹心层厚度的增大,衰减系数一直增大,高阶时该趋势表现更为明显.     

点阵多孔金属夹芯板振动特性分析及优化设计

采用空间桁架结构分析的网架结构连续化方法对点阵多孔金属夹芯板的夹芯层桁架进行了连续化处理,即,将夹芯层桁架等效为连续介质,并分别推导了金字塔型、四面体型、kagome型和4杆型点阵多孔金属夹芯板的抗弯刚度和等效剪切刚度．然后,应用分解刚度法推导了四边简支条件下点阵多孔金属夹芯板的固有振动频率公式,并与有限元计算结果进行了对比,表明所得公式具有较高的精度．最后,研究了夹芯板单胞结构尺寸对固有振动频率的影响,以夹芯层高度和桁架杆截面尺寸为设计变量,以第一阶频率最大化为目标对夹芯板进行了优化,优化后的夹芯板振动频率得到了明显提高．     

X形夹芯激光焊接夹层板碰撞性能分析

基于传统加筋板架设计出一种新的能量吸收单元——X形夹层板,用Dytran分析X形夹层板在低速冲击载荷作用下的碰撞损伤特性;通过分析结构的极限撞深、碰撞力及能量吸收等结果,与传统加筋板进行比较分析,评估夹层板的耐撞性能;同时分析不同结构型式和结构尺寸参数(蒙皮板厚度、夹芯层壁厚、夹芯层高度及夹芯层的夹角等)对夹层板结构耐撞性能的影响.