为解决自然沉降法微粉分级方式无法高效分级细粒度微粉的问题,设计了基于水力溢流法的单桶微粉分级系统。以斯托克斯沉降定理为分级原理,通过控制溢流速度在溢流分级区产生一个速度可控的均匀上升流场来实现微粉分级,采用模糊PID控制算法来解决溢流速度控制过程中的非线性和延时性的问题。在完成微粉分级系统设计后进行了立方氮化硼的分级实验,实验结果表明水力溢流法微粉分级可以通过控制溢流速度来限定微粉分级的粒度上限,该方式能实现对两微米以下的微粉进行分级,分级后的微粉粒度分布很集中。

为了更好地解决刮板输送机在双电机驱动下的功率不平衡问题,采用模糊PID对控制器进行了设计。应用AMESim和MATLAB/Simulink建立了可控启动装置液压伺服控制系统联合仿真模型,分析了顺序启动机头和机尾启动时间差对双机功率平衡的影响。结果表明顺序启动对双机驱动下功率不平衡现象有直接关系,随着双机驱动机头机尾启动时间差的逐渐增加,驱动过程的功率不平衡现象会先减弱后增大,当启动时间差为2s左右时可以明显改善功率不平衡现象。相比于PID控制,模糊PID控制在软启动过程能更好地改善双机驱动过程功率不平衡现象。因此,采用模糊PID控制策略,可以实现双电机驱动刮板输送机功率平衡的快速调节,具有较好的跟随性和鲁棒性。

在Hyperworks软件中建立汽车起重机车架有限元模型,经过静强度和模态分析,其最大应力值大于材料的屈服极限值,经结构改进,车架静强度远小于材料的屈服极限,低阶模态值较低,影响乘坐舒适性。为解决改进后起重机乘坐不舒适性,建立以车架强度、刚度和振动模态等学科的多学科优化设计,采用响应面方法构件各学科结构响应的近似优化模型,最后将响应面近似模型导入ISIGHT优化软件,并用多岛遗传算法对车架进行协同优化。结果表明,车架质量减少129kg;车架的强度和刚度均满足材料要求;振动模态有所提高,达到了起重机工作状态下乘坐舒适性和车架轻量化的目的。

根据刚度定义分析出变形量与刚度的线性关系,从啮合刚度的角度出发计算牵引齿轮的变形量,分别总结出以石川公式为基础的直齿轮啮合刚度求解方法以及以局部到整体或者傅里叶级数拟合为基础的斜齿轮啮合刚度求解方法。以SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮为例通过分段法求解出时变啮合刚度、齿间载荷分配量以及最终所需的变形量,计算结果表明齿间载荷分配与已有根据经验公式及大量实验数据所得的曲线图大致一致,也表明这种方法对机车牵引齿轮的变形量的计算具有非常好的效果,为后续的牵引齿轮齿廓修形打下重要的基础,也对研究机车牵引齿轮传动平稳性具有重要的理论现实意义。

对目前高频变压器产品生产装备进行研究,发现影响产品生产效率的关键在于绕线生产效率低。为解决生产中存在的难题,以绿色制造与TRIZ创新理论为依据,结合对高频变压器生产工艺分析的研究,建立工序集中的高效高频变压器自动绕线生产线;文中以研究高频变压器骨架上料机构优化为例,通过对多功能目标和多方案分析,确定骨架上料装置的优化方案以及在实际生产运用中的可行性;并将骨架上料装置与半自动化绕线装置有效整合优化,设计及制造出自动化程度高的高频变压器五位一体绕线生产线。生产线在在实际生产中应用,实现了产品生产的高效化,提高了电子企业市场的竞争力。

针对传统遗传算法优化串联式混合动力汽车时燃油经济性和排放性不佳、优化运行时间过长的问题,提出一种基于特征选择遗传算法的串联式混合动力汽车系统参数和控制策略参数的多目标优化算法,并建立以动力性能指标为约束的混合动力汽车参数优化的非线性模型,其中目标函数包含最佳的燃油消耗和排放等指标。首先对目标函数的可行解空间进行特征选择,筛选出与目标函数相关度较高的可行解,并将基于特征选择的优化方法与传统遗传算法相结合,对其控制参数进行优化。其次通过ADVISOR仿真程序,计算出目标函数的最佳燃油消耗量和排放值。仿真结果表明与传统的遗传算法相比,燃油经济性提高9.96%,CO、HC和NOX的排放分别降低18.07%、26.71%以及15.61%,同时优化运行时间降低62.14%。

为解决传统视频监控系统中异常行为检测与识别方法存在检测效率低、工作时间长的问题,提出了一种新的视频监控系统中异常行为检测与识别方法。该方法首先通过视频图像噪声过滤、图像灰度矫正、二值化处理、图像边缘检测4个步骤,完成图像预处理;然后在明确图像异常目标特征的基础上,对运动异常目标图像的关键帧进行检测与数据解剖,完成视频监控系统异常行为检测;最后通过自适应算法对视频图像规律加以分析,利用计算机的视觉检测随场景环境变化原理,识别视频监控系统的异常行为。为检测方法效果,设置了对比实验,实验结果表明,新方法能够在短时间内精准地检测出异常行为,工作能力强。

面对能源和环境的巨大压力,混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)成为汽车行业发展的一个重要方向。能量管理是HEV动力系统控制策略的核心,是整车动力性、经济性和驾驶性的重要保障,如何优化管理整车能量和提高能量利用率是HEV面临的重大挑战。首先从多个角度对HEV能量管理问题进行概述,进而对HEV能量管理策略的研究进展及现状进行了全面综述,基于优化式和规则式两个角度列举不同的能量管理策略,分析并总结了不同的能量管理策略的优点及不足。最后综合分析HEV能量管理系统的特点及影响因素,并对HEV能量管理的研究方向进行了展望。

针对多轴联动控制信号同步载入存在偏差导致控制效果较差的问题,设计一种基于机器学习的多轴联动控制系统。选择工控主机作为信息处理平台,设计控制系统硬件结构框架。通过设计DSP2812加密运动控制微处理器为用户提供多个接口。采用交流开环式伺服电机取代直流电机,控制系统负载。采用机器学习算法对数据进行主动学习,并从已知数据中分析出潜在的概率,通过认知回归方程进行同步载入,选择与设置多轴联动信号,通过机器学习算法得到认知回归系数,使多个型号的轴电机开始锁轴运动并同步记录运行速度,从而完成对电机的控制与监测。由实验结果可知,该系统控制效果最高可达99%,属于一种低成本、高性能的控制系统。

六自由度轴耦合道路模拟试验台是一种结构复杂的串并联结构,杆系的特殊布局和结构尺寸设计,使得只有在一个或者是两个液压缸做主动运动时就能实现台架在某个自由度上的运动。但是在大行程工况下,主要驱动液压缸和其余液压缸之间存在着比较大的耦合。以轴耦合道路模拟试验台的一个角为研究对象,在逆运动学分析的基础上,对单自由度运动时各杆系之间耦合程度的大小进行了分析,得出了在不同自由度运动时主要产生耦合运动的杆系。