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基于分解协调机制的多层单元流水式车间布局优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1823-1833页

作者：刘晓鹏陈炫锐席少辉陈庆新毛宁张惠煜广东工业大学广东省计算机集成制造重点实验室广东广州510006 中国电子产品可靠性与环境试验研究所广东广州510610 韩山师范学院计算机与信息工程学院广东潮州521041 广东技术师范大学机电学院广东广州510630

针对多层单元流水式车间,考虑其具有随机性因素的特点,研究了该车间的布局优化方法。首先,以最小化总运输成本为目标函数,建立具有产出率和生产周期等约束的优化模型;其次,根据系统性能指标没有封闭数学表达式的问题特点,提出一种基于... 详细信息

针对多层单元流水式车间,考虑其具有随机性因素的特点,研究了该车间的布局优化方法。首先,以最小化总运输成本为目标函数,建立具有产出率和生产周期等约束的优化模型;其次,根据系统性能指标没有封闭数学表达式的问题特点,提出一种基于分解协调的优化算法,同时嵌入排队网模型进行迭代求解;最后,设计了一系列算例实验验证所提方法的有效性和优越性,并将其代入实际生产车间进行案例分析,为该类生产车间的布局规划问题提供重要的决策依据。

关键词：多层车间分解协调排队网布局规划系统性能

基于磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法

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机械工程学报 2024年第11期60卷 156-168页

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院杭州310027

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的,研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统,提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固... 详细信息

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的,研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统,提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固双向耦合条件下的动力学模型,基于场路耦合方程建立了电机驱动与控制系统和电磁场之间的联系。然后提出了电机电磁振动的磁-固-路双向耦合循环迭代方法,分析了多场路双向耦合分析中需要解决的关键问题。接着提出了一种多场耦合分析的节点标记方法,实现了电机电磁场与结构场间数据的快速、准确传递和交换。最后以一台1 MW-4极72槽永磁同步电机为例,进行了电机振动的分析及试验测试,对电机电磁振动磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法的可行性和准确性进行了验证。结果表明,提出的节点标记及磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法能够实现不同场网格节点间信息的准确传递,能考虑转子偏心、结构、轴承、驱动及控制系统等对电机电磁振动特性的影响,为精确预测电机的电磁振动和噪声提供了一种可行的方法。

关键词：电机电磁振动磁-固双向耦合场路耦合

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1Kb自旋转移矩磁随机存储器电路设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 20-27页

作者：谭玥杜永乾李桂芳刘诗斌西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

使用Verilog-A硬件描述语言对自旋转移矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本存储单元磁隧道结(MTJ)器件进行建模,采用Cadence软件对模型进行验证.基于已建立的MTJ模型设计STT-MRAM的读写电路.针对写入延迟过长的问题,对传统写入电路进行改进... 详细信息

使用Verilog-A硬件描述语言对自旋转移矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本存储单元磁隧道结(MTJ)器件进行建模,采用Cadence软件对模型进行验证.基于已建立的MTJ模型设计STT-MRAM的读写电路.针对写入延迟过长的问题,对传统写入电路进行改进,通过增加写入支路上晶体管的数量来增加写入电流及降低基本存储单元(1T1MTJ)结构中晶体管的压降,有效地缩短了磁隧道结翻转过程的开关延迟时间,提高了写入驱动电路的工作速度;读取电路采用改进的三稳态传输结构,降低了电路功耗,提高了读取数据的准确性.最后设计实现了1Kb的STT-MRAM的非易性存储,仿真结果表明所设计的STT-MRAM能够实现数据的存取过程.

关键词：磁存储器非易失性存储器自旋转移矩磁隧道结可靠性读写电路

基于VDCG的直流微电网退役锂电池SOC均衡方案

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 14-23页

作者：吴青峰褚晓林刘立群胡秀芳薄利明太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024 国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator,VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge,SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池... 详细信息

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator,VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge,SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池SOC均衡,而退役锂电池储能系统(retire lithium battery energy storage systems,RLBESS)的容量和电压等级均难以保持一致。针对此问题,提出了一种基于VDCG的适用于不同电压等级及容量的RLBESS组间SOC均衡方案。该方案在传统VDCG的基础上建立U-P_(m)关系式并引入SOC均衡因子,能够根据初始SOC状态自动调节锂电池的功率分配,并保持良好的电压质量。建立了所提方案的小信号模型,分析了关键控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对不同工况进行有效性验证。仿真结果表明:所提方案能够在锂电池电压等级不一致工况下实现RLBESS的SOC均衡,具有良好的可扩展性。

关键词：直流微网退役锂电池虚拟直流发电机荷电状态均衡小信号模型

基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制算法的防空火箭炮随动控制研究

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火炮发射与控制学报 2024年

作者：王海迪赵永娟张鹏飞米江勇程文铮中北大学智能武器研究院中北大学机电工程学院

针对由摩擦等非线性因素导致防空火箭炮随动系统控制精度降低的问题，提出一种基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制方法。传统滑模控制器由于切换控制律中不连续符号函数的存在产生了较大抖振，通过设计超螺旋滑模控制方法将原有滑模控制律... 详细信息

针对由摩擦等非线性因素导致防空火箭炮随动系统控制精度降低的问题，提出一种基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制方法。传统滑模控制器由于切换控制律中不连续符号函数的存在产生了较大抖振，通过设计超螺旋滑模控制方法将原有滑模控制律中符号函数改为连续函数，减少系统抖振，并设计乌鸦搜索算法优化超螺旋滑模控制器中切换增益，提高系统的控制精度和鲁棒性。仿真结果表明：基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制器较传统滑模控制器减小了系统抖振，提高了系统位置跟踪精度，缩短了响应时间，对负载干扰具有较强的抑制能力。

关键词：防空火箭炮随动控制超螺旋滑模控制乌鸦搜索算法

基于CRITIC和AHP组合赋权的TOPSIS法蜂群威胁评估研究

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火炮发射与控制学报 2024年第1期45卷 28-35页

作者：和烨龙张鹏飞赵永娟王智伟冀云彪中北大学机电工程学院山西太原030051 中北大学智能武器研究院山西太原030051

蜂群威胁评估是现代防空作战中不可缺少的环节,其评估思路的合理性和评估结果的可信度会直接影响对来袭蜂群拦截的成功与否。在考虑了无人机战术参数、战场实时动态和战场环境条件等因素后建立了动态指标和静态指标结合的蜂群威胁评估体... 详细信息

蜂群威胁评估是现代防空作战中不可缺少的环节,其评估思路的合理性和评估结果的可信度会直接影响对来袭蜂群拦截的成功与否。在考虑了无人机战术参数、战场实时动态和战场环境条件等因素后建立了动态指标和静态指标结合的蜂群威胁评估体系,运用CRITIC法和层次分析法分别确定威胁评估体系中的客观权重和主观权重,并用博弈思想对两种权重组合得出优化权重,最后使用优劣解距离法对来袭蜂群进行了威胁评估分析,得出袭蜂群的威胁评估排序结果。仿真结果表明该方法所得的蜂群威胁评估结果排序能有效提高作战效能,证明该方法的合理性和优越性。

关键词： CRITIC AHP TOPSIS 威胁评估蜂群威胁

基于优化算法及压痕形貌的金属塑性力学参数表征

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力学学报 2024年第7期56卷 2051-2062页

作者：何艳骄马宇宏田永喜树学峰肖革胜太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所太原030024

相比于需要特定形状尺寸试样的传统力学测试手段,压入法具有试样加工方便及可实现原位测试等优点,针对现有压入表征法对所采集压入载荷-深度曲线的依赖性,通过作为压入后材料塑性力学性能直观响应的残余压痕形貌有效获取金属塑性力学参... 详细信息

相比于需要特定形状尺寸试样的传统力学测试手段,压入法具有试样加工方便及可实现原位测试等优点,针对现有压入表征法对所采集压入载荷-深度曲线的依赖性,通过作为压入后材料塑性力学性能直观响应的残余压痕形貌有效获取金属塑性力学参数可提供一种新的压入表征方法;本研究通过Instron万能材料试验机开展了紫铜/镁合金的球形压入测试,基于轮廓形态系统对压入测试后的残余压痕形貌进行扫描并将所得形貌特征作为后续研究的数据基础;将压入数值模拟与实验测试所得残余压痕形貌的对比结果作为拟合优度,对传统Nelder-Mead算法在参数筛除、预处理、重复性判断及收敛条件方面进行改进,以保证进入数值计算的材料参数的合理性并提高计算效率,基于Abaqus二次开发结合改进的Nelder-Mead算法进行参数寻优以得到紫铜/镁合金的相关塑性参数;将由Instron万能材料试验机拉伸测试表征所得紫铜/镁合金的相关塑性参数值作为对照标准,给出了算法寻优结果的相对误差,并验证了所提出基于优化算法及残余压痕形貌获取金属塑性参数方法的有效性,相关研究提供了一种新的有效表征金属力学性能参数的方法.

关键词：优化算法压痕形貌塑性力学参数金属 Abaqus二次开发

基于风场的坦克装甲对抗脱靶量分析与校射研究

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火炮发射与控制学报 2024年

作者：王晋琦赵永娟李鹏飞郭伟峰王力金中北大学机电工程学院中国兵器工业试验测试研究院

从坦克装甲机动性增强现状出发，基于风场统计特性和外弹道理论，建立了部分近地风风场模型和考虑载体运动对炮口初速影响的非标准情况弹道模型。在此基础上，采用递推最小二乘法拟合了载体速度在1～10 m/s、风速在1～10 m/s的情况下风... 详细信息

从坦克装甲机动性增强现状出发，基于风场统计特性和外弹道理论，建立了部分近地风风场模型和考虑载体运动对炮口初速影响的非标准情况弹道模型。在此基础上，采用递推最小二乘法拟合了载体速度在1～10 m/s、风速在1～10 m/s的情况下风向与脱靶量的函数关系，由强相关误差统计特性提出通过函数拟合对射击诸元进行直接射击校正的方法。以某坦克为例进行仿真实验，实验结果表明本文所提方法在不同的载体速度和不同的风力等级下，坦克的射击精度均有显著提高，验证了对动目标的行进间对抗的校射效果，为强相关误差的修正提供了一种校正方法。

关键词：行进间射击风场建模弹道仿真脱靶量校射

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颗粒材料破碎行为数值分析方法研究综述

力学学报 2024年第1期56卷 1-22页

作者：梁绍敏冯云田赵婷婷王志华太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 斯旺西大学辛克维奇计算工程中心英国斯旺西SA18EP

颗粒材料在自然界和工程领域普遍存在,外载荷作用下颗粒可能发生破碎现象.颗粒材料的破碎行为会引起其物理力学性质的变化,给工程和建筑建设带来极大影响.研究宏、细观尺度下颗粒材料的破碎行为不仅可以揭示颗粒破碎的力学机理,还对工... 详细信息

颗粒材料在自然界和工程领域普遍存在,外载荷作用下颗粒可能发生破碎现象.颗粒材料的破碎行为会引起其物理力学性质的变化,给工程和建筑建设带来极大影响.研究宏、细观尺度下颗粒材料的破碎行为不仅可以揭示颗粒破碎的力学机理,还对工程领域的安全和正常进行提供保障.因此,分析颗粒破碎过程既具有实际工程意义,又有理论研究价值.文章综述了颗粒破碎行为研究的数值分析方法,在基于离散元法理论的数值方法中,介绍了黏结-破碎法和碎片替代法;在基于离散元-有限元耦合算法的方法中,介绍了比例边界有限元法、组合有限元-离散元法和内聚力模型;此外还详细介绍了近场动力学方法.文章主要梳理并讨论了以上数值方法的提出、实现过程、发展、关键问题、优势以及这些方法的不足之处.此外,针对每一种数值方法回顾了国内外的研究成果以及在工程中的主要应用,对每种方法重点关注的问题进行了介绍.最后对目前关于颗粒破碎的数值研究进行总结,并对今后的发展方向进行简单的展望.

关键词：颗粒破碎数值方法破碎机理工程应用计算效率