基于NI虚拟样机技术的环片叠装控制系统的运行仿真

利用包含SoftMotion运动控制模块的LabVIEW软件和具有机械建模功能的SolidWorks软件建立了环片叠装系统的虚拟样机。在完成系统设计之后,搭建硬件设备之前,在Labview环境中利用SoftMotion模块编写系统控制程序,对所设计的系统进行性能仿真,并提出了基于布尔控件"属性-值"节点的程序执行方法,实现了对重复动作任务的运行仿真。本文以环片叠装系统为例进行了基于NI虚拟样机技术的研究,实现了对环片叠装虚拟样机系统的仿真控制,并把优化后的虚拟样机转化为物理样机。运用机械设计与控制仿真相结合的技术,加快了由虚拟样机到物理样机的转化,缩短了设计周期,降低了设计风险。     

三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动的动力学研究

在Pro/E软件系统下建立完整的三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星减速器虚拟装配实体模型,并基于ADAMS软件环境,对模型进行虚拟样机试验验证;建立了准确的动力学分析模型;完成了几种工况条件下虚拟样机的仿真计算;并结合样机工作性能与动力学测试,完成虚拟模型的实验室验证。     

基于高精度测量仪的2K-V型减速器虚拟样机的建立

主要基于高精度测量仪测绘数据进行数据整理,导入CAD三维软件中进行三维实体建模,综合考虑了零件的加工误差、制造误差、轮齿表面粗糙度等因素,为研究产品的性能、单一零件产品质量、零件之间误差对传动精度影响打下基础。通过高精度测量仪测绘数据,分析整理数据,导入三维建模软件,建立考虑误差因素2K-V型减速机虚拟样机模型,同时建立相对理想的虚拟样机模型,通过计算对比验证,最终验证考虑误差虚拟样机的正确性和可行性,为后续2K-V型减速器动力学研究,提供一种可行的建模思虑和方法。     

基于离散时间贝叶斯网络的复杂机械系统重要度计算方法

为了对复杂动态系统部件进行有效的重要度分析,在构建基于事件树-动态故障树(ET-DFT)的概率安全评价模型的基础上,把ET-DFT模型映射为离散时间贝叶斯网络(DTBN),给出各静态和动态逻辑门向DTBN转化的方法以及各逻辑门条件概率表的计算方法。利用DTBN节点的独立性和双向推理功能,给出ET-DFT分层模型FV、RRW、BM和RAW等重要度的计算方法。数控机床液压系统应用实例的分析验证结果表明,基于离散时间贝叶斯网络的复杂机械系统重要度计算方法既能有效得到元件在各时间区间内的重要度,又能准确求出系统故障时各元件在各时间区间的故障概率以及某元件在某时间区间故障时各节点的故障概率。     

面向复杂机电系统虚拟样机技术研究综述

为了使复杂机电系统虚拟样机替代物理样机并提高复杂机电产品设计的质量和效率,综述了复杂机电系统虚拟样机若干关键支撑技术的研究进展和目前存在的问题,主要包括虚拟样机定义、建模技术、多领域仿真、多学科设计优化、系统集成方法以及模型管理,探讨了复杂机电系统虚拟样机技术及其发展方向。为复杂机电系统虚拟样机设计奠定了研究基础。     

基于Rhapsody的飞控系统虚拟样机设计环境

为支持飞行控制系统虚拟样机设计,克服物理样机制造周期长、代价高、效率低的缺点,研究了飞行控制系统虚拟样机设计环境体系结构,集成Rhapsody,Matlab/Simulink,VC++,Doors和Oracle5个商业软件,设计了4层次结构的飞行控制系统虚拟样机设计环境,分别为元素模型设计层、虚拟部件设计层、虚拟样机集成层和调度管理层。另外,基于构建的设计环境设计了某微型飞行器的飞控系统虚拟样机,并对设计模型进行协同仿真验证。设计结果表明,该设计环境能够支持不同粒度的飞控系统虚拟样机设计,提高了飞控系统设计效率,支持各类飞行器控制系统虚拟样机的设计。     

基于虚拟样机技术的双足步行机器人联合动力学仿真

为了提高双足步行机器人仿真系统与真实环境之间的相似度,结合物理样机在ADAMS中定义虚拟样机的机械特性,构建基于ADAMS和Matlab的交互式联合仿真系统.仿真结果为建立物理样机控制系统提供依据,避免了不恰当控制策略对物理样机的损伤.     

轻武器虚拟样机有效性研究

虚拟样机是否有效是虚拟样机技术应用的关键问题之一.为了更准确地评价轻武器系统虚拟样机的有效性,运用相似理论和综合评价方法,从定性和定量两个方面对虚拟样机的可信度判定进行了深入研究.定性分析了轻武器系统虚拟样机和物理样机的相似特征,定量给出了虚拟样机和物理样机相似度的计算,其中确定权重时采用了客观赋值的方法.并以单兵自卫武器虚拟样机为例,验证了上述方法的正确性.这种虚拟样机的有效性研究对轻武器装备的设计和制造具有指导意义.     

机器人用RV减速器传动精度测试与虚拟样机仿真

采用光栅法对日本RV-40E减速器进行传动精度的测试,并采集数据得到RV-40E减速器系统传动误差曲线,基于动力学分析软件ADAMS建立机器人用RV减速器的虚拟样机;综合考虑间隙、加工误差、装配误差、弹性变形等因素,对所建立的虚拟样机进行仿真分析,得到机器人用RV减速器的传动误差曲线,对比仿真结果与实测结果,验证和修改所建立的动力学模型,为机器人用RV减速器虚拟样机仿真研究奠定基础。     

液压机械综合传动系统虚拟样机建模与研究

本文以某履带车辆多段式高功率密度液压机械综合传动系统为研究对象,基于虚拟样机技术,综合运用CAD/CAE等多种软件,建立整个传动系统的三维虚拟样机模型,并对其各种动态特性进行仿真研究。首先应用MSC.ADAMS软件建立系统机械传动部分的虚拟样机模型,然后应用AMESim软件建立液压传动部分的仿真模型,并将各子系统在AMESim中集成为整个系统的多领域仿真虚拟样机模型。并针对所建立的离合器、行星排、液压泵马达等仿真模型进行初步的运动学和动力学仿真,验证所建立虚拟样机模型的正确性。     

Bayesian nonlinear structural equation modeling for hierarchical validation of dynamical systems

This paper presents a new Bayesian nonlinear structural equation modeling approach to hierarchical model assessment of dynamic systems, considering uncertainty in both predicted and measured time series data. A generalized structural equation modeling with nonlinear latent variables is presented to model two sets of relationships in multivariate hierarchical model assessment, namely, the computational model to system-level data, and low-level data to system-level data. A hierarchical Bayesian network with Markov Chain Monte Carlo simulation and Gibbs sampling is developed to represent the two relationships and estimate the influencing factors between them. A Bayesian interval hypothesis testing-based method is employed to quantify the confidence in the predictive model at various levels. The effect of low-level data on the model assessment at the system level is identified by Bayesian inference and factor analysis. The proposed methodology is implemented for hierarchical model validation of three dynamic system problems.     

测量不确定度评定研究现状及进展

介绍了测量不确定度的起源,以及国内外的发展过程,对目前国际上存在的五种测量不确定度评定模型的特点进行了对比。综述了由ISO等七个国际组织联合发布的GUM中测量不确定度评定方法的研究现状和进展。另外介绍了不同于GUM的测量不确定度评定方法和标准不确定度的灰色评定、模糊评定、信息熵评定、贝叶斯评定以及基于神经网络的间接评定等非统计评定方法。     

Structural damage alarming using auto-associative neural network technique: Exploration of environment-tolerant capacity and setup of alarming threshold

With the intention of avoiding false-positive and false-negative alarms in structural damage alarming using the auto-associative neural network (AANN) technique, two issues pertaining to this technique are addressed in this study. The first issue explored is the environment-tolerant capacity of the AANN. Efforts have been made to seek a generalization technique to enhance the environment-tolerant capacity. First, a baseline AANN model is formulated using the conventional training algorithm. Generalization techniques including AIC and FPE, early stopping, and Bayesian regularization are then investigated, resulting in three new AANN models. Their environment-tolerant capacity is evaluated as per their capability to avoid false-positive and false-negative alarms. The other issue addressed is the setup of alarming threshold, with intent to reduce the uncertainty in AANN-based structural damage alarming. A procedure based on the probability analysis of the novelty index is proposed for this purpose. First, the novelty index characterizing the intact structure is analyzed by the Kolmogorov-Smirnov goodness-of-fit test to obtain its best-fit continuous probability distribution. A confidence interval is then defined in consideration of the compromise between type I and type II errors. The alarming threshold of the novelty index is consequently set at the upper limit of the confidence interval. The above explorations are examined by using the long-term monitoring data on modal properties of the cable-stayed Ting Kau Bridge. The capability to eliminate false-positive alarm is verified by using unseen testing data which were not used in formulating the AANN models, while the capability to alleviate false-negative alarm is examined by using simulated data from the ‘damaged’ bridge with the help of a precise finite element model. The study indicates that the early stopping technique performs best in improving the environment-tolerant capacity of the AANN, and the alarming threshold set by the proposed procedure helps to reduce the uncertainty in AANN-based structural damage alarming.     

基于嵌入式技术的电气系统便携式故障检测仪

将基于嵌入式技术的PDA和虚拟仪器技术应用于工程机械电气系统的现场检测与故障诊断中,介绍了检测仪的检测方案,阐述了检测仪的功能及软件的设计与实现.该检测仪由PDA、背夹和NI-4050组成,可以对工程机械的电路和电子元器件进行检测,可将检测数据进行记录并上传回服务器,供维修专家做出进一步的诊断处理.检测仪可以广泛应用于工程机械和车辆的电控系统中,大大提高了电控系统故障的检测与诊断能力.     

基于多模态数据全信息的概率主成分 分析故障检测研究

针对工业过程复杂的数据分布特性,本文提出了一种基于局部近邻标准化(LNS)的概率主成分分析(PPCA)故障检测方法(LNSPPCA)来解决由于过程数据的多模态特性和不确定性所引起的故障检测效果不理想问题。首先,通过LNS解决数据多模态问题,使标准化后数据尽可能的服从单一高斯分布,然后,使用PPCA方法从概率的角度对数据进行分析,能够考虑到数据的随机性,从而更真实的描述数据,提取更加全面有价值的信息,有效的在复杂的数据分布过程中对故障进行检测。因此,LNSPPCA方法可以有效提高多模态过程复杂数据分布的工业过程故障检测能力。利用数值例子和TE过程进行应用实验,并将测试结果与主成分分析法(PCA)、PPCA方法进行对比,验证了LNSPPCA方法的有效性。     

集成环境下数控机床虚拟样机的建造与实现

分析了虚拟样机技术的优势和特点,研究了数控机床虚拟样机技术的实现策略.将数控机床划分为有机关联的单学科系统模型,分别由不同学科专家在支撑软件上并行建模,实现在集成环境下数控机床虚拟样机的建造与实现.     

基于分布式智能的齿轮箱监测和诊断原型系统设计

为提高智能诊断系统解决复杂问题的能力,基于分布智能思想、面向对象的方法和信息融合技术,构造齿轮箱装置监测和诊断的原型系统。该系统是一个定性知识与定量知识相结合的多属性、多任务、多目标的不确定性信息处理系统。状态监测任务由基于多网络协同推理的方法完成,采用特征融合和时空判决融合技术提高推理效率。故障诊断时,针对不同诊断要求,采用常规诊断和基于多专家组合的精密诊断。     

基于虚拟仪器技术和PDA的工程机械液压系统检测仪

将基于嵌入式技术的PDA、虚拟仪器技术和故障诊断技术应用于工程机械液压系统的现场参数检测与故障诊断中，介绍了参数检测仪的功能结构，阐述了检测仪的功能设计与实现。该检测仪由集成加栽闯的液压传感器、转速传感器、SCC信号调理箱、数据采集卡、PDA以及计算机组成，可以对液压系统的常见故障特征参数进行采集、记录和现场故障诊断，并可将记录信息上传回计算机或服务器，供维修专家作出进一步的诊断处理。检测仪可以广泛应用于工程车辆、机械和船舶等的液压系统中，大大提高了液压系统故障的检测与诊断能力。     

一种基于区间数聚类的RSSI-D估计方法

在无线传感器网络定位的距离估计方法研究中,普遍假设到达信号强度(received signal strength indicator,RSSI)与对应通信距离的对数成线性关系,但是该假设在实际无线通信环境下几乎不能满足.针对此问题本文提出一种基于区间数聚类的RSSI-距离(RSSI-D)估计方法(distance estimation method using interval data clustering,DEMIDC),首先利用区间数表示方法结合实际定位环境中RSSI数据的统计信息表示RSSI的分布区域,然后针对不同环境中RSSI不确定性程度不同,分别采用基于区间数软聚类和硬聚类的方法对RSSI-D进行估计.最后采用3种典型通信环境下真实的RSSI测量数据完成的实验结果表明,该方法具有较高的距离估计精度,同时具备一定的实用价值.     

Pro/E和ADAMS环境下基于虚拟样机技术的机床设计与仿真

运用了虚拟样机技术,在Pro/E和ADAMS环境下进行机床的设计,先利用Pro/E软件建立机床三维模型,然后在ADAMS环境下建立机床的虚拟样机仿真模型并进行仿真分析,从而进行结构的优化,通过样机检验和用户的使用证明,运用虚拟样机技术设计机床,提高了设计质量和效率。