基于混合粒子群算法的多目标柔性Job-Shop调度方法

针对经典Job-Shop调度问题的局限性,提出了以时间、成本、质量三者综合为优化目标,具有柔性Job-Shop车间调度的优化模型.给出了优化目标的计算方法,并设计了混合粒子群算法,给出了使用此算法求解模型的具体实现过程.模型采用工序能力指数对质量目标进行量化,并采用综合评判线性加权模型解决柔性Job-Shop算法的权重选择问题,使决策者能够根据实际情况选择优化目标的偏好解.通过一个车间调度问题的实例验证了此调度模型和算法的有效性.     

数控电火花线切割机的断丝问题及分析

高速走丝电火花线切割加工中的断丝问题是十分普遍的问题.它会使加工中断并需要重新开始,浪费较多的时间,破坏工件表面的完整性,降低了生产效率.影响加工质量和线切割断丝的因素很多,由于各种机床的设计策略及加工工艺不同,造成加工质量下降和引起断丝的原因也不同.但只要对其进行系统地分析和科学地分类,就可以对这些复杂而且零乱的因素进行控制与调整,从而避免断丝现象,提高加工工件质量.     

基于Agent的同类机智能调度算法

研究了目标函数是最小化最大完成时间的同类机调度问题,且作业到达时间可能不同.此问题被证明是NP-hard问题.为此问题构建了一个基于Agent的智能调度算法ABH,使得机器具有一定的智能性,从而实现工厂调度的自动化.给出了用于调度的两类Agent的语义描述,进而给出ABH算法描述.大量随机数据实验结果表明,ABH算法性能明显优越于现有算法,其相对于最优解的平均误差收敛达0.084%.     

水电站发电优化调度初始粒子群生成方法研究

重点分析了粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)在水电站优化调度应用中存在的收敛速度慢等问题,并针对问题提出了一种新的初始粒子群生成方法,形成了粒子群算法求解水库优化调度的改进应用方法.改进前后仿真计算结果的对比分析表明,改进后的应用方法可明显提高水电站优化调度问题的求解速度和精度.     

机械加工精度的误差控制探讨

一个合格的工件从毛坯加工到成品,再到投入使用,整个过程需要经过很多的环节,而在每个环节当中,工件的机械加工又存在很多影响工件质量的因素。在对工件加工之前要考虑的问题是尽可能避免,或者减少不同因素对加工精度的影响,在实际加工过程当中,机械零部件的加工精度很大程度上受到客观因素的影响,导致工件出现不同程度的误差。本文主要通过阐述机械精加工的要求,分析机械加工中影响产品精度的误差因素及其控制方法。     

水库优化调度的粒子群算法

提出了在用粒子群算法求解水库优化调度问题时,将模拟退火因子引入罚函数,可以克服不变罚因子的缺陷.采用动态规划法和PSO算法优化调度程序,结果发现PSO算法计算结果更优于动态规划结果.实例计算表明,粒子群算法原理简单,易于编程,占用内存少,求解精度高,适合求解具有复杂约束的水库优化调度问题.     

双磨耗设置与二次精车相结合提高数控车削精度的分析研究

尺寸加工精度是数控车削加工时必须重点考虑的问题。通过实例,深入分析对比了两种磨耗设置方法对尺寸加工精度的影响程度,得出了相比于单磨耗设置与一次精车,双磨耗设置与二次精车相结合的数控车削加工方式,能使整个切削过程工况相近,切削性能稳定。它可以有效地确保工件的尺寸加工精度,提升产品加工质量。     

单件车间作业及预防维修联合调度

以单件车间作业为研究对象,求出最佳预防维修时间间隔使预防维修及小修的成本最小化,同时使工件最大完工时间最小化。将有限长度的生产计划期分成若干个等时间长度的时段。基于时间延迟理论,建立数学规划模型,确定设备进行预防性维修的最优时间间隔;运用指派法求解工件加工最大完工时间最小值,使得工件加工得以合理调度。算例验证了模型的有效性,同时也验证了工件加工调度的合理性。     

机床数控圆头车刀的编程与补偿

针对圆头车刀加工工件对刀时易出现复杂的对刀调整问题进行了分析,并提出了解决方法。     

受扰机器单机干扰管理模型

运用干扰管理思想,从客户不满意度、运作成本以及工件加工顺序三方面度量单机调度系统的扰动,构建字典序的、多目标的单机调度干扰管理模型,并采用改进的蚁群算法进行求解,通过算例验证模型的有效性.结果表明:该方法比已有的全局重调度方法更实用,能够均衡各方的利益,得到多方满意的调整方案,使得系统的扰动更小.     

多功能饲草揉丝机内物料-气流耦合运动特性分析

多功能饲草揉丝机在实际应用中存在容易堵塞以及抛扔距离不满足使用要求等问题,这些问题均与机内物料-气流耦合运动特性有关。为了探究揉丝机内物料与气流耦合运动规律,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)以及离散元(Discrete element method, DEM)耦合方法,建立物料揉丝过程中气流与散碎物料耦合作用模型,并对物料与气流之间的耦合运动规律进行数值模拟,通过气流速度测试与物料抛扔距离试验验证耦合模型与数值计算的准确性。研究表明：出料口4个测点的气流速度仿真值与实测值相对误差均在8.1%以内;额定转速范围内3种转速下物料平均抛扔距离数值计算结果与实测值相对误差均小于5%,验证了物料-气流耦合模型与数值计算结果的准确性。饲草物料破碎后沿着揉碎室内壁面做环流运动,并沿着出料管远离进料口一侧被抛出机外。揉丝机稳定运转后室内颗粒运动的最大速度始终在某一平均速度上下波动,速度均值体现了物料颗粒在锤片打击力作用下获得动能的大小。颗粒物料获得动能越大,装置越不易堵塞,物料的平均抛扔距离越远。研究结果可为揉丝机内物料-气流耦合运动特性优化、避免...     

大田移动式精量配肥灌溉施肥一体机设计与试验

为提高大田施肥精度和水肥利用效率,进一步促进灌溉施肥技术在大田中的应用,设计了大田移动式精量配肥灌溉施肥一体机并进行样机试验。首先,对一体机的移动式行走架、精量配肥装置和首部枢纽装置进行机械设计。其次,基于作物不同生长期所需水肥量,结合实时测定土壤墒情信息,设计3段式全自动灌溉施肥时间分配模型和母液浓度动态计算方法;建立母液浓度动态调控数学模型,针对不同类型颗粒肥溶解时间差异问题,设计一种含Smith预估器的PID切换控制方法快速稳定母液浓度,并通过Simulink对控制方法进行仿真验证;在此基础上,设计并实现一体机的中央控制系统,集成灌溉施肥时间分配模型和母液浓度动态调控方法,实现全自动灌溉施肥功能和母液浓度精准调控;最后,在大田环境中对试制样机开展灌溉施肥试验,测定注肥口电导率(EC)响应曲线并进行分析,结果表明:EC响应曲线呈3段式变化,表明一体机能够按设计的时间分配模型对大田作物进行全自动作业;施肥阶段EC值平稳,误差波动幅度小,过渡时间短、坡度陡、超调量小,表明针对不同类型的颗粒肥,提出的切换控制方法可以快速稳定母液浓度。     

天气变化情形下基于动态时间窗的收获机应急调度技术

在小麦收获时期,若遇到天气变化,小麦可收获时间窗会发生改变,若还按原调度方案,将造成大量农田延迟收获,从而给农户带来损失。为避免或降低因天气变化给农户带来损失,本文考虑天气变化导致的农田收获时间窗变动的应急调度问题。基于天气变化导致的农田可作业时间窗实际缩短的情况,综合考虑收获机转移时间、提前到达等待时间和延迟时间,建立因天气变化导致的时间窗变动的收获机多目标应急调度模型,引入农田收获应急度函数,确定应急农田,将可作业时间窗和下雨时间有交集的农田重新根据应急度排序进行优先调度。针对此模型特点对遗传算法进行改进,设计基于改进遗传算法的收获机应急调度算法,采用两级多段编码方式及单点交叉方式,使算法可以有效避免局部最优,能够很好地实现全局收敛。通过动态改变原收获机收获路线,为应急农田优先提供收获服务,从而提高农机合作社服务能力,减少农户损失。实例仿真结果证明了模型和算法的可行性。     

联合收割机与运粮车协同作业调度技术研究

针对联合收割机作业路径规划不合理、联合收割机与运粮车无法协同优化调度等问题,以最小化联合收割机总非生产性作业时间和非生产性作业等待时间为目标,构建多机型多任务协同优化调度模型,设计多机协同优化调度算法(MMCOSA)。首先通过对传统蚁群算法(ACO)进行改进,计算得到联合收割机的静态路径规划方案,然后采用相对距离最近策略实现联合收割机与运粮车协同作业动态优化。试验结果表明,采用MMCOSA算法计算得到的联合收割机总非产性作业时间和非生产性作业等待时间均比传统ACO算法的结果平均缩短17.5%和19.02%,MMCOSA算法不仅加快收敛速度,而且缩短作业时间,为农忙时节联合收割机与运粮车的协同调度问题提供有效的解决方案。     

一维圣维南方程差分数值算法中稀疏矩阵求解方法比较及优选研究

【目的】寻找高效、稳定的大型稀疏线性方程组求解算法以提高圣维南方程组求解速度。【方法】归纳了4种基于四点偏心格式的圣维南方程组求解算法并加以改进,并通过仿真试验,对比了不同算法的计算效率。【结果】计算断面数较少时(小于500),所有方法的运算时间基本一致;当计算断面数较大时(大于500),4种算法的速度较传统算法有了一定的提高,在计算断面数为1520时,4种算法的计算速度是传统算法的4倍,在计算断面数为3040时,计算速度更是达到了10倍以上。【结论】改进后的高斯消元法和PM算法在计算断面数较大时计算速度较快,计算效率较高。该方法可应用于MPC控制、LQR控制等渠系自动化控制技术中,以提高仿真程序运算速度。     

9YYB12型青饲料打捆缠膜一体机落料回送总成的设计

为了满足9YYB12型青饲料打捆缠膜一体机的设计要求,解决传统打捆缠膜过程中未成捆物料散落造成的浪费问题,设计了一种融合料捆输送、包膜驱动及落料回送功能于一体的落料回送总成。简述了9YYB型青饲料打捆缠膜一体机的结构原理和设计思路,利用三维软件Solid Works对底盘进行了参数化建模,重点完成了对落料回送总成的设计、计算和建模分析。最后,完成了对落料回送总成的试验验证,为后续打捆缠膜一体机底盘和整机的优化设计奠定了基础。     

基于Google Maps的农业机械作业轨迹监测系统

为满足现代农业机械管理需要,实现农业机械作业调度与实时监控,运用GPS、GPRS和Google Maps技术进行有机集成,构建了农业机械作业轨迹监测系统.该系统采用单片机整合GPS模块、GPRS模块实现车载GPS数据无线远程回传,通过Google Maps API构建Web GIS系统,采用ASP.NET实现农业机械田间作业管理;以Web Service技术及Ajax技术实现作业轨迹回放、作业实时定位及长度、面积测量等功能.     

考虑接力器特性的导叶关闭规律研究

为探究导叶关闭过程中接力器特性对蜗壳压力、尾水管压力及机组转速的极值与时程的影响,以国内某引水式水电站为研究对象,基于特征线法建立了水力过渡过程计算仿真模型,并在导叶关闭过程中考虑了迟滞与缓冲过程,结合真机甩负荷试验数据对模型进行验证,开展了考虑接力器特性的导叶关闭规律与未考虑接力器特性的导叶关闭规律对调保参数影响的对比分析,并对迟滞时间的敏感性进行分析.结果表明,迟滞过程主要影响机组的转速上升率,迟滞时间越长,转速上升率越大,但对蜗壳压力和尾水管压力的时程及极值影响较小;由于缓冲过程发生时间较晚,故对调保参数极值没有影响,但对导叶关闭末期后蜗壳压力与尾水管压力的时程影响较大.研究成果可为水力过渡过程导叶关闭规律的模拟仿真提供参考.     

基于Web-GIS的多机协同作业远程监控平台设计

为了实现对多机协同导航作业的实时远程监控,设计了基于Web-GIS的多机协同作业远程监控平台。该平台主要包括数据收发、数据存储、数据查询、数据显示和数据分析模块。其中,数据收发模块采用Socket技术实时接收多机位置和航姿等作业信息,并可以向车载终端发送远程控制命令。数据存储模块负责将接收到的作业信息存储到相应的SQL Server数据表中。数据查询模块用于多机作业历史信息的查询,并以表格的形式将查询结果呈现在网页中。数据显示模块结合Web-GIS技术,通过与百度地图服务器进行实时交互,实现多机作业轨迹的可视化显示。数据分析模块实时分析处理多机位置和航姿信息,对各农机进行决策分析和任务调度,从而实现多机协同作业。试验结果表明：平台具有良好的稳定性,能够实时显示多机作业轨迹和作业信息,并可以实现多机任务调度,从而满足多机协同作业需求。