筒状贮箱自动喷涂装置控制系统设计

针对大型筒状贮箱表面喷涂涂层质量要求高、曲面喷涂困难等问题,提出了一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的自动喷涂装置控制方案。喷涂装置设计了驱动筒状贮箱回转的A轴,驱动喷枪空间运动的X、Y、Z轴,驱动喷枪摆动的C轴及机架等。控制系统采用西门子PLC、FM357-2位置控制模块与Wincc flexible组态软件,开发了喷涂主控程序及定位模块的NC程序,研究了人机交互程序及控制点计算的脚本程序,控制了X、Y、Z、A、C轴的运动,从而实现了对贮箱筒段的螺旋线式喷涂和对箱底曲面的等距线式喷涂。研究结果表明,筒状贮箱自动喷涂控制系统能够适用于不同尺寸贮箱的自动喷涂,可控参数多,人机交互友好。与传统手工喷涂方式相比,采用该自动喷涂系统能够降低工人劳动强度,提升生产效率与喷涂质量。     

筒形贮箱自动喷涂设备的结构设计与研究

针对目前筒形贮箱人工手动喷涂效率低、喷涂不均,油气挥发对人体造成伤害等问题,提出了一种筒形贮箱自动喷涂解决方案,研究设计了筒形自动喷涂设备的机械结构。采用滚轮架结构及齿轮传动实现了筒形贮箱的支撑与回转运动,采用齿轮齿条驱动结构实现了喷枪水平方向与竖直方向的运动,采用双同步带直线驱动结构实现了喷枪径向运动,采用RV减速机器实现喷枪回转运动。本机械结构具有运动平稳、速度快、精度高等优点,满足了筒形贮箱的筒段及前后箱底的自动喷涂工艺要求。     

内燃机车自动驾驶优化算法与控制策略的研究

基于列车动力学方程为基础,以能耗、准时性、精确停车以及舒适度为优化指标建立了列车自动驾驶的多目标优化模型,其优化算法采用遗传算法,控制策略基于一种实时速度校正的计算方法。为验证算法有效性,选用了一种具体的采用内燃机的列车自动驾驶实际算例,利用遗传算法对采用列车自动驾驶的多目标优化模型进行优化以得到列车运行目标曲线,并实施自动驾驶控制。基于MATLAB平台的仿真结果表明,在相同条件下,本文设计的遗传算法和控制策略具有较佳的性能。     

基于多目标动态规划的电热丝自动布线方法研究

针对柔性薄膜加热器电热丝布线过程繁琐,研究一种自动布线方法,能基于动态规划算法划分电热丝的排布阶段并对每一阶段做出布线决策,通过多目标优化获得电热丝在指定区域中的最大排布量及最优排布间隙,生成最优布线策略,并实现布线图的自动绘制。该布线方法能有效提高布线效率,降低布线误差,保证布线质量。     

基于非线性规划的间歇反应过程动态优化算法

采用对数障碍法和外点法将实际间歇反应过程中的约束条件转化为惩罚项生成新的目标函数,将有约束优化问题转化为无约束优化问题;采用非线性规划算法中的操作变量参数化方法,将操作变量的最优解转化为操作变量子函数的线性组合,将无限维最优解问题转化为有限维权值向量的最优估计问题;同时应用Lyapunov理论设计一种动态迭代优化算法,重点讨论了采样时间的取值对优化算法收敛性的影响.最终用于解决靛蓝生产中碱熔间歇反应过程中过程参数的最优分布,从而提高目标产物的最终收率和降低生产成本等.通过碱熔间歇反应动态优化问题作为实例进行仿真试验,实验结果表明所述算法的有效性和可靠性.     

基于动态规划的液力机械自动变速传动(HMPRT)自动换档控制策略

针对外界负载变化比较剧烈的轮式装载机等工程车辆采用传统液力机械自动变速器时,面临着效率偏低、油耗较大的问题,提出在轮式装载机上应用新型回流式液力机械自动变速传动(Hydraulicmechanicalpowerrefluxtransmission,HMPRT)系统。装载机需要通过换档来适应复杂的作业要求,所以结合HMPRT调速特性制定基本换档规律。考虑到装载机等工程车辆常在已知典型的工况下进行作业,同时为避免基本换档规律的动力性和经济性模式的来回切换,降低驾驶员的工作量,采用动态规划建立HMPRT换档规律的优化设计方法。该方法首先根据装载机常用作业工况的特点及HMPRT的换档特性,确定DP控制参数,以燃油消耗作为代价函数,并且增加惩罚函数,用来避免产生频繁换档现象。研究结果表明,采用动态规划提出的换档规律时,与最佳动力性换档规律相比燃油消耗降低3.5%,与最佳经济性换档规律相比换档次数减少33.3%。综合考虑了典型作业工况,在保证动力性和经济性的同时,避免了频繁换档。     

基于产品全生命周期的RoHS符合性优化研究

在对企业进行产品设计和开发时所面临的RoHS法规和生产成本等约束的研究后提出了PLM的优化框架以及在此框架基础上结合0/1整数线性规划建立起优化模型,不仅利用Matlab和Linso软件对层次分析法和0/1整数线性规划进行求解,而且通过实例对优化模型进行验证.目的是企业在符合相关法规和成本限制的条件下使零部件选配和产品设计最优.     

基于遗传算法的可重构制造系统多零件流水线构形优化

获取各生产周期内的最优和K-1个次优(K优)多零件流水线构形是可重构制造系统运行阶段的一个重要优化问题.给定各零件的工序优先图、工序和工位操作的关系以及各工位操作的町选设备,多零件流水线构形优化问题即为确定工作站数量、各工作站内并列放置机床的类型和数量以及选择和分配各零件的工位操作,以最小化构形的资本成本.为获得K优构形,首先放宽现有模型对上位操作分配的限制,建立了构形优化问题的0-1非线性规划模型,扩展了可行解空间.随后提出一种面向可行工位操作分配的遗传算法,从可行解空间中快速获取K优解.案例研究表明,该方法能获得优于现有模型最优解的解,同时也验证了所建模型和优化方法的有效性.     

基于GPRS的配电网动态无功优化控制策略研究

配电网无功优化控制是解决配电网电能损耗大、电压水平低这一问题的有效手段,采用动态无功优化求解时一般按照各节点全天短期预测负荷曲线合理分段优化,即将动态无功优化控制转化为多时段静态无功优化问题.针对现有配电网实际负荷的不规则变化会给该优化方法带来无功过补偿和欠补偿的问题,提出了一种基于实测负荷数据和预测负荷数据的动态无功优化混合控制策略;为了提高配电网无功优化的计算速度,使优化算法更好地适用于实际在线环境,引入了序优化理论框架,采用了改进的禁忌搜索算法作为无功优化算法;通过对34节点配电系统进行了算例分析.研究结果表明,该控制策略和优化算法在实用性、可行性和计算速度等方面均有良好表现.     

火箭贮箱箱底充液拉深成形工艺的多目标优化

充液拉深成形技术能实现大型贮箱箱底的整体成形,然而成形件的质量受到许多工艺参数的影响。针对大型贮箱整体箱底构件充液拉深成形的起皱和破裂缺陷,以预胀压力、液室压力、压边力、压边圈圆角半径等工艺参数为研究对象,建立多目标优化模型。对贮箱箱底成形过程进行模拟,在此基础上,使用拉丁超立方采样法获得样本数据。采用克里金插值法(Kriging)和径向基函数(Radial basis function, RBF)建立工艺参数和质量指标之间的代理模型。利用NSGA-III算法和粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)确定了贮箱箱底达到目标(壁厚减薄率最小、破裂趋势最小、法兰边起皱最小、起皱趋势最小)时的最优工艺参数。最后通过实验验证了方法的有效性和结果的准确性。     

基于网络规划的继电保护系统的可靠性动态优化

在继电保护系统设计中,结合网络规划的可靠性动态优化设计的原理和方法,对优化设计模型和求解过程进行了全面的论述。在充分提高继电保护系统可靠度的前提下,又使继电保护系统的生产费用尽量低,使两者同时达到最优值,具有一定的现实意义,对电力设备的其他系统的可靠性动态优化设计也有借鉴意义。     

知识化制造单元的动态任务控制策略

针对知识化制造系统中的任务控制问题,提出状态跃迁系统的概念,并以此来分析带故障并具有不确定因素的知识化制造单元。提出了对随机事件概率分布参数进行自学习的方法,把知识化制造单元中的不确定因素纳入任务控制的数学模型。结合一致化技术和随机动态规划的方法,得到了知识化制造单元的最优任务控制策略。仿真结果表明,在不同的初始状态下,目标函数均稳定在一定范围内,说明所提出的控制策略是可行的。此外,将该控制策略与随机控制原则和最大值控制原则两种方法进行比较,在该控制策略下的目标函数明显低于用另外两种方法得到的目标函数,说明此控制策略是有效的。     

基于改进蚁群算法的多供应商选择问题求解

为克服传统供应商选择过程中只针对单一物资供应过程和面向单一供应商选择过程的局限性,以质量、成本、交货期和交货提前期为评估指标,以最小化评估指标综合值为目标,建立了针对多品种供应条件下多供应商选择的0-1整数规划模型.基于蚁群算法,构造了适合该模型特征的改进蚁群求解算法,并阐述了其求解过程.通过模拟算例及对比分析表明,该方法是有效、可行的,它可为企业进行多品种供应的多供应商选择问题提供了可参考的模型和求解算法.     

基于改进的两阶段控制策略的AGV路径优化调度研究

提出了一种基于改进后的两阶段控制策略和多目标的带约束遗传算法的控制策略,并用通过速度调节的冲突解决模式,实施对AGV系统的优化调度。首先利用遗传算法离线生成k条最优路径,再采用速度调节的冲突解决模式对其进行在线动态路径规划;若k条路径均不能满足条件,则用带约束多目标遗传算法计算最优路径。仿真证明:本文提出的调度策略,大大增加了AGV调度系统的柔性、效率和鲁棒性,提高了系统效率,为实际应用提供了技术依据。     

基于程序分析和0-1整数规划模型的1号车间生产线平衡改善设计

为了解决家具生产线平衡以及瓶颈工序问题,通过Flexsim建模仿真模拟一号车间生产线现状,结合程序分析的ECRS原则对瓶颈工序进行了改善,建立0-1整数规划模型进行工位重组,运用Lingo软件进行求解,获得了优化的车间加工流程程序。结果表明,一号车间生产线总时间减少了87 s,生产平衡率由53.2%上升到87.9%,解决了生产中的两大问题,给实际生产提供了参考方向。     

基于AMEsim的液压支架立柱自动增压阀的仿真研究

针对工作面液压支架初撑力不足的问题,深入研究液压支架自动增压系统的原理,设计了一种能够自动工作的增压阀,建立了初撑系统的AMESim仿真模型,给出了自动增压阀的增压效率与增压比及增压行程的内在联系,为实现增压阀的优化设计提供必要的理论数据与支持,仿真结果表明该自动增压阀兼有低压大流量升柱和高压小流量自动增压功能,能有效地提高液压支架初撑力,解决工作面液压支架初撑力的不足,为煤矿安全高效生产带来一定的便利条件.     

系统可靠性的冗余分配及其0－1整数规划模型

冗余设计是改善系统可靠性的一种有效方法。本文综述了最优冗余分配方法的发展现状，简要介绍了神经网络的基本原理及特点，讨论了将冗余分配问题转化为便于神经网络求解的０—１整数规划问题的数学模型的建立方法。     

基于动态规划的挖掘机混合动力系统优化与试验

为了提高液压挖掘机混合动力系统的效率,研究了挖掘机混合动力系统的控制策略与参数优化方法。通过分析挖掘机混合动力系统的工作原理与各元件的特性,建立挖掘机混合动力系统的仿真模型。针对挖掘机工况特点,以系统燃油经济性为目标,提出一种基于动态规划的能量管理控制策略,实现能量管理的全局优化。在前述动态规划算法基础上,对系统进行参数匹配分析,并通过MATLAB对优化结果进行仿真。最后,通过样机进行试验,对系统优化方法的可行性与有效性进行验证。