应用有限元分析软件ANSYS,根据国内某厂2250热连轧生产线上的热卷箱工作情况,采用ANSYS生死单元和重启动技术模拟中间坯的卷取、保温和开卷时的生产节奏.在仿真计算的基础上,确定中间坯在各种热交换条件下的界面换热系数,分析热卷箱内各工艺参数和环境因素对中间坯温度的影响,并根据建立的中间坯在热卷箱内的三维温度场的数学模型,最终计算得出中间坯在热卷箱出口的温度数值,为热轧现场的温度控制提供可行性建议

现代电力电子设备对非平稳、时变电压信号十分敏感,基于此提出了一种网侧电压异常检测与预报的方法,通过对网侧电压信号进行实时检测,向相关电力电子设备的控制电路发送网侧电压异常预报信号.为消除电压信号中的常规噪声干扰,首先采用线性跟踪微分器对网侧电压信号进行滤波,在此基础上,通过引入小波变换模极大值法检测奇异点,对滤波后的信号进行电压突变点的判断,目标是准确预报出电网电压中可能对电力电子设备造成危害的异常点.仿真与实验结果表明,基于线性跟踪微分器的小波信号检测能够实时准确地获得理想信号的最佳逼近,提高了网侧电压故障检测速度,通过实时的检测与分析,该方法能够为电力电子设备提供具有参考价值的预报信号

采用刚体代替综合法设计了一个以高平行度的双四边形机构为提升平台的平面折展柔顺机构,克服了单平行四边形提升机构的缺点,提高了提升平台与地面的平行度.设计了一个双稳态夹持机构,通过限制夹持机构滑块的位移控制加持力的大小,以稳态二为工作状态保证加持力的稳定.最后通过辅助机构将两机构组合在一起,使一个驱动能够同时完成提升和夹持两个动作.建立了该机构的伪刚体模型,分析了该机构输入力矩与转角和位移之间的关系,并通过实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了伪刚体模型的正确性和机构设计的实用性

研究了带有预见信息的线性离散时间系统的状态观测器，并将其应用到预见控制系统.为了满足设计观测器的需要，首先导出了包含可预见的目标值信号和干扰信号的扩大误差系统，并由此得到最优预见控制器.在设计状态观测器时，通过改写输出方程充分利用了可预见的目标值信号和干扰信号.设计的状态观测器针对原系统是全维观测器，而针对扩大误差系统则是降维观测器.最后通过数值仿真证明了所设计的状态观测器的有效性

针对高炉故障诊断系统快速性和准确性的要求，提出基于全局优化最小二乘支持向量机的策略.首先，采用变尺度离散粒子群对最小二乘支持向量机的参数和故障特征的选取进行优化；然后，利用核主元分析法对选取的特征向量进行压缩整理；最后，构造了以Fisher线性判别率为标准的启发式纠错输出编码.仿真结果表明，通过对故障训练样本有意义地分割重组，用较少的最小二乘支持向量机分类器，得到较高的故障判断准确率且增强了整个系统的实时性

通过封闭功率流齿轮试验台测量了齿轮系统温度，首次将有限元法和热弹流法综合起来求解齿轮系统的温度场，在有限元分析理论中引入了黏度-压力-温度和密度-压力-温度方程，精确地确定了对流换热系数.以有限元法得到的本体温度作为热弹流计算的初始温度，得到了啮合线上各点的最高温度和闪温，并且分析了最高温度和闪温沿啮合线的分布规律.结果表明：有限元仿真的本体温度和试验结果吻合良好，热弹流方法计算出来的闪温分布与ISO闪温较为接近，齿轮最高温度区域随着变位系数的增大向齿顶移动

采用有限元软件ABAQUS建立热轧金属弹塑性变形模型研究金属横向流动，为了降低模型计算成本，在模型中引入平稳轧制过程中轧件几何模型端面纵向位移沿横向均布的假设.利用此模型仿真研究轧制过程中多个因素对于金属横向流动的影响规律以及相应金属横向流动对轧件板形造成的影响.研究结果表明，接触界面摩擦状态的改变对金属横向流动的影响可以忽略；宽带钢热连轧生产中，在比例凸度不变的情况下，宽度的变化和平均前、后张应力介于实际生产范围内的波动不会引起金属横向流动的变化以及进一步的轧件板形变化；金属横向流动随压下率变化，且使得压下率增加时轧件对称板形向中浪趋势发展；金属横向流动随对称及非对称板廓相似度变化，且金属横向流动的变化显著削弱板廓相似度的改变对轧件板形的影响.为了满足生产现场的在线控制，根据多组有限元模型计算结果建立快速金属横向流动非线性回归模型，为轧件板形的准确调控奠定基础

柔性铰链是实现平面折展柔顺机构运动的关键部分.如何设计得到柔度好、精度高的柔性铰链一直是柔顺机构研究的关键问题.综合考虑影响平面折展机构铰链刚度和精度特性的等效弯扭及拉压刚度,以LET铰链为例,分析在不同载荷下各个参数对弯扭与拉压等效耦合刚度的影响趋势,从而提出弯扭与拉压等效耦合刚度的概念.通过大量的实例计算和分析,推导出LET铰链弯扭与拉压等效耦合刚度的经验公式.基于等效耦合刚度经验公式,对平面折展柔顺滑块机构进行分析.应用等效耦合刚度公式与不应用等效耦合刚度公式两种情况的分析结果和有限元仿真结果表明,应用等效耦合刚度经验公式的滑块位移计算精度得到很大的提高,验证了等效耦合刚度经验公式的适用性

研究了一类具有状态时滞的时变离散时间系统的最优预见控制问题.所用的方法仍然是通过引入差分算子构造扩大误差系统.首先克服了差分算子不是线性算子的困难,成功构造了扩大误差系统.然后通过提升技术,把系统转化为形式上没有时滞的普通控制系统.最后通过引入可预见的目标值信号信息,得到最终的扩大误差系统.从这个扩大误差系统出发,利用时变系统最优控制的有关结果,设计处理原系统的带有预见作用的控制器.利用矩阵分解,把需要求解的高阶Riccati方程转化成一个低阶的Riccati方程.仿真实例表明了该设计方法的有效性

实际生产中油气悬架内部油液可能存在温度梯度,而目前油气悬架温升研究中多将其内部的油液整体作为一个研究对象,这会导致对油气悬架系统温度变化的预测不准确.针对该问题,将油气悬架内部油液划分为多个区域,在油液多区域的油气悬架的热力学模型中引入油液流动传质.通过仿真计算确定油液流动状态获取油液传质的量,分析油气悬架中各个区域油液温度的变化趋势,并将模型计算与试验结果进行对比.结果表明,油气悬架内部油液存在温度梯度,将油液作为整体对象进行研究会存在一定误差,将油液划分为多个区域后进行研究能较为精确地描述油气悬架内部油液温度变化规律