为保证扒谷作业的输送效率同时降低粮食的破碎率,选用RNG k-ε模式的湍流模型,采用滑移网格技术,应用流体软件FLUENT仿真分析粮食颗粒在绞龙机构中的动力学规律,研究扒谷机工作过程中,绞龙机构螺距、外径及转速对粮食运动速度、应力及破碎率的影响,结合输送量和消耗功率的理论公式,建立了基于三因素的绞龙机构性能分析模型,为扒谷机的设计和性能评价提供了理论参考。根据该模型对扒谷机的绞龙机构进行了结构及性能优化,实测验证了优化效果。

针对基于单一分类器的柴油发动机常见故障识别效果不够理想,泛化性较差等问题,结合实验数据探索了一种随机森林(Random Forest,RF)分类器,提出小波包分解和随机森林相结合的柴油发动机故障诊断方法。首先,对缸盖振动信号进行小波包分解,并利用分解所得的小波包重构系数计算各频带能量特征;然后,对小波包频带能量特征进行归一化处理,得到特征向量;最后,特征向量作为输入参数输入到随机森林算法中,训练得到分类模型,对柴油机常见故障进行识别。实验结果表明,随机森林方法相比于单一分类器可以更准确的识别出柴油机的运行状态,该方法在柴油发动机在线监测与故障诊断领域中具有良好的应用前景。

目前的架空电力线采用人工喷涂的方式,存在着效率低、速度慢、喷涂绝缘层不均匀等缺陷,现设计能够在高空行走并对架空电力线实现自动喷涂绝缘漆的机器人。该机器人以PLC为控制核心,通过无线传输与地面HMI通信,能够在架空电力线上自动行走,采用模糊控制策略调节机器人行走速度和绝缘漆喷涂量,实现特定厚度的绝缘漆自动喷涂作业。该系统已成功应用于广西电力电网系统,通过运行发现该系统设计合理、运行可靠、喷涂均匀,在自动喷涂过程中实现了全自动化和智能化。

为了提高纯电动汽车制动过程中的能量回收率和制动稳定性,提出了基于模型预测控制的制动力矩分配方法。建立了纯电动汽车机电复合制动系统关键部件模型和动力学模型。提出了适用于任何地面的改进Burckhardt轮胎模型,用于实时计算当前路面的最佳滑移率。以跟踪最佳滑移率和控制量增量最小为目标,使用模型预测控制完成了前后轮制动力矩的分配。设计了制动踏板对复合制动系统的控制方案和再生制动优先使用原则,完成了后轮复合制动力矩的分配,同时获得了良好的制动踏板感觉。经仿真验证,在初速为78km/h、路面附着系数为0.8的工况下,控制器与文献[11]模糊控制器相比,制动时间减少由2.95s减少为2.80s,制动能量回收率提高了20%,实现了研究目标。

针对磨削加工中无法实现自动补调,且传统模型无法精确预测补偿值变化趋势这一问题,提出了将灰色关联系统与支持向量机相结合的预测模型,灰色关联系统通过分析比对关联度大小筛选出影响程度大的因素,并将对应的参数作为输入。以此训练出支持向量机预测模型,通过模型预测的补调值通过主动量仪实现自动增减。实验结果为通过交叉验证优化后的预测值平均相对对误差为MRE=0.385,均方根误差为MSE=0.266,实验证明了模型的可行性与可靠性。

为了改善列车驾驶员的工作环境并降低驾驶员的疲劳程度,通过对列车驾驶室的布局设计进行人机工程校核与优化,在提高驾驶员的工作效率的同时,保证列车行驶的安全性与可靠性。以复兴号某车型的驾驶室为研究对象,利用RAMSIS软件开发环境建立了具适用于本研究的三维人体模型;依据《UIC 651标准》等相关标准对列车驾驶室的驾驶员伸及性、前方视野性、空间性、仪表盘视野性以及坐姿舒适性等方面进行了人机工程校核,针对欠缺合理之处进行了优化;在此基础上,利用G1评价方法对已设计的驾驶室布局进行了评价,评价结果表明对列车驾驶室布局设计方法优于传统车型的驾驶室设计,对列车驾驶室的布置具有重要的指导意义。

随着3C产业的发展,3D玻璃应用需求与日俱增。相对于传统加工技术,热压热弯成形技术具有成本低、批量生产的绝对优势,尤其适合3D超薄玻璃的生产。玻璃热压热弯成形过程是一个多输入、多输出、非线性、强耦合的复杂系统,有必要对其胚料的性质、模具及成形工艺系统进行深入的研究分析,以探究热压热弯成形技术发展近状及现存问题。结合近年来国内外学者研究进展情况,对玻璃材料的本构模型、粘弹性及热膨胀行为做了详细介绍;对模仁材料选择、加工技术及镀膜技术进行了综合分析;阐述了电热管、高频微波超声辅助成形以及成形控制研究现状及最新进展;并对未来可能发展趋势进行预测,为后续研究工作提供基础理论参考。

对民机数字化装配现场生产计划优化进行研究,结合企业已有的生产现场管控系统采集影响装配生产效率的关键因素信息,将多个目标进行归一化处理,构建多目标民机装配生产调度模型;针对民机数字化装配现场管控的实际情况对遗传算法进行改进,并在其中加入退火过程,设计出改进的遗传与模拟退火的混合算法,对多目标民机装配生产调度模型进行优化计算,并以某民机装配企业为例,进行仿真与求解。

为解决激光打孔在烟支周边区域出现灼烧痕迹且烟支通风度的标准差过大的问题,通过对激光器衍射光学元件的工作原理进行分析,建立了光束分析模型,推导出现有条件下光阑与镜片距离、镜片焦距、消杂光光阑通光孔径、±1级衍射光衍射角等主要参数的数学关系。根据推导结果,优化了消杂光光阑的安装位置及其与镜片的距离,消除了打孔光束外的其他级次衍射光束能量。结果表明优化后的烟支在线打孔整洁均匀,烟支通风度偏差由3.48%降低到1.45%,有效提高了烟支通风度的稳定性。该研究对消除杂光影响、提高烟支激光打孔质量具有一定的实际应用意义。

针对汽车车身焊装夹具开发时可大量借鉴以往夹具结构方案的特点,在分析现有设计方法不足的基础上,开发了基于功能-特征-约束-结构(FFCS)映射关系的汽车焊装夹具快速重构系统。构建了汽车焊装夹具重构系统的体系结构,建立了汽车焊装夹具的功能-结构层次模型;构建了以设计资源库、装配关系库及重构算法库等为主体的焊装夹具工程数据库,并建立了以表格参数关联驱动的夹具零件族。给出了汽车车身焊装夹具快速重构的FFCS映射模型,阐述了汽车焊装夹具快速重构系统的工作流程。以某车型左前门外板总成组焊夹具为例,验证了该系统的有效性。