現(xiàn)代控制理論的案例
基于現(xiàn)代最優(yōu)控制理論的軸流渦輪級(jí)S2流面優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討
基于現(xiàn)代最優(yōu)控制理論的軸流渦輪級(jí)S2流面優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討
辛喆 鄒滋祥
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
摘要：把數(shù)學(xué)規(guī)劃論和現(xiàn)代最優(yōu)控制論引入了軸流渦輪級(jí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，再在優(yōu)化了的子午面幾何通道內(nèi)建立包括渦輪級(jí)在內(nèi)所有性能參量的最優(yōu)流型命題的物理模型及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并歸化為一個(gè)在給定初始狀態(tài)、自變量終端固定、部分狀態(tài)變量終受有約束的條件下使級(jí)的輸出功率最大的最優(yōu)控制問(wèn)題，應(yīng)用“代價(jià)函數(shù)法”及“共軛梯度法”計(jì)算得到符合給定約束條件并使目標(biāo)函數(shù)取極值的最優(yōu)環(huán)量分布，結(jié)果令人滿意。
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)規(guī)劃輪，最優(yōu)控制論，渦輪級(jí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
1 軸流渦輪級(jí)幾何參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.1 物理模型及數(shù)學(xué)表達(dá)式
1）優(yōu)化設(shè)計(jì)變量 2）渦輪級(jí)效率 3）目標(biāo)函數(shù) 4）約束條件 5）損失模型
1.2 非線性數(shù)字規(guī)劃問(wèn)題的求解
1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果
2 軸流渦輪級(jí)葉片最佳流型設(shè)計(jì)
2.1 物理模型及數(shù)學(xué)表達(dá)式
1）狀態(tài)向量 2）控制向量 3）系統(tǒng)的微分方程組 4）初始條件 5）約束條件 6）指標(biāo)泛函
2.2 最優(yōu)控制問(wèn)題的求解
1）用“代價(jià)函數(shù)法”作新的目標(biāo)函數(shù)
2）引入拉格朗日乘子
3）采用共軛梯度方法求解無(wú)約束最優(yōu)控制問(wèn)題
4）初始控制變量的選取
5）最優(yōu)步長(zhǎng)的選擇
6）計(jì)算過(guò)程的終止
2.3 計(jì)算結(jié)果與分析
1）算例 2）計(jì)算結(jié)果 3）討論與分析
3 結(jié)束語(yǔ)
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展開(kāi) 《現(xiàn)代機(jī)械動(dòng)力學(xué)及其工程應(yīng)用:建模、分析、仿真、修改、控制、優(yōu)化》
版次： 1
I S B N： 711112162
頁(yè)數(shù)： 701
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簡(jiǎn)介
本書(shū)全面系統(tǒng)地介紹了機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究的理論體系和方法。內(nèi)容包括：機(jī)械系統(tǒng)的理論建模及分析，試驗(yàn)建模及分析，結(jié)合部建模及參數(shù)識(shí)別，結(jié)構(gòu)動(dòng)力修改，狀態(tài)空間建模及求解，動(dòng)態(tài)性能的主動(dòng)控制，機(jī)械系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及Matlab語(yǔ)言在機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用等。
本書(shū)體現(xiàn)了將現(xiàn)代控制理論和相關(guān)科學(xué)融入機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域后在近年來(lái)的最新發(fā)展及研究成果，對(duì)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)代機(jī)械動(dòng)力學(xué)的理論體系和方法，進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的建模、計(jì)算、試驗(yàn)、分析、修改、控制、仿真、優(yōu)化以及工程應(yīng)用，都是一本極有價(jià)值的參考書(shū)。
本書(shū)可供科開(kāi)院所和工礦企業(yè)從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員參考，也可作為高等院校理工科相關(guān)專業(yè)的碩士研究生和博士研究生的教學(xué)參考書(shū)。
展開(kāi) 現(xiàn)代機(jī)械強(qiáng)度理論及應(yīng)用
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《艦船現(xiàn)代沖擊理論及應(yīng)用》
【版次印次】 1 【ISBN書(shū)號(hào)】 7030158369
【開(kāi) 本】 16開(kāi) 【裝 幀】 精裝
【頁(yè) 數(shù)】 254
內(nèi)容提要
本書(shū)系統(tǒng)介紹水下非接觸爆炸沖擊環(huán)境下，艦船及設(shè)備沖擊響應(yīng)特性仿真分析理論與實(shí)踐。全書(shū)共分10章，包括緒論、沖擊輸入的時(shí)域和頻域表示、沖擊響應(yīng)特性分析、譜跌和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法的主模態(tài)理論、多剛體一彈性體的子結(jié)構(gòu)建模方法、抗沖擊設(shè)計(jì)的有限元縮聚建模、GAP單元在非線性建模中的應(yīng)用、沖擊脈沖和沖擊譜的數(shù)據(jù)分析方法、沖擊試驗(yàn)機(jī)和沖擊脈沖的確定、艦船水下爆炸沖擊等。本書(shū)的顯著特點(diǎn)是：在空間上，將水、船體結(jié)構(gòu)、艦載設(shè)備等綜合在一起，船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和設(shè)備響應(yīng)計(jì)算直接放在沖擊環(huán)境之中；在時(shí)間上，考慮了爆炸沖擊過(guò)程和船體彈塑性變形過(guò)程的連續(xù)性；在理論方法上，綜合了理論、試驗(yàn)和數(shù)值方法，但以數(shù)值方法為主。本書(shū)內(nèi)容全面，取材新穎，注重方法，實(shí)用性強(qiáng)。除系統(tǒng)敘述艦船及設(shè)備沖擊響應(yīng)特性仿真的相關(guān)基本概念、基本方法外，作者還注意結(jié)合親身實(shí)踐體會(huì)介紹應(yīng)用實(shí)例和國(guó)內(nèi)外的有關(guān)最新研究成果。
本書(shū)可直接指導(dǎo)艦船及設(shè)備沖擊響應(yīng)特性分析和防護(hù)設(shè)計(jì)，還可作為高等院校船舶工程、輪機(jī)工程等專業(yè)以及航空航天、地震、爆炸等領(lǐng)域里的高年級(jí)學(xué)生和研究生的教學(xué)用書(shū)，對(duì)廣大從事爆炸沖擊動(dòng)力學(xué)分析、研究、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的科研人員也有較大的參考價(jià)值。
第1章緒論
第2章 沖擊輸人的時(shí)域和頻域表示
第3章 沖擊響應(yīng)特性分析
第4章 譜跌和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法的主模態(tài)理論
第5章 多剛體-彈性體的子結(jié)構(gòu)建模方法
第6章 抗沖擊設(shè)計(jì)的有限元縮聚建模
第7章 GAP單元在非線性建模中的應(yīng)用
第8章 沖擊脈沖和沖擊譜的數(shù)據(jù)分析方法
第9章 沖擊試驗(yàn)機(jī)和沖擊脈沖的確定
第10章 艦船水下爆炸沖擊
附錄 恒等式的證明
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（好書(shū)分享）現(xiàn)代聲學(xué)理論基礎(chǔ)-2004-馬大猷
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現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制工作中不可缺少的三豐“萬(wàn)能”測(cè)量設(shè)備
現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)中怎么進(jìn)行高精度的檢測(cè)？在做檢測(cè)工作中有什么好的方法和儀器？原來(lái)，現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制有一些不可缺少的“萬(wàn)能”測(cè)量設(shè)備。看完這篇文章后您一定會(huì)有收獲！
三坐標(biāo)檢測(cè)
三坐標(biāo)檢測(cè)就是運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)工件進(jìn)行形位公差的檢驗(yàn)和測(cè)量。判斷該工件的誤差是不是在公差范圍之內(nèi)。也叫三坐標(biāo)測(cè)量。
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)和航空航天事業(yè)以及機(jī)械加工業(yè)的突飛猛進(jìn)。三坐標(biāo)檢測(cè)已經(jīng)成為常規(guī)的檢測(cè)手段。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)也早已不是奢侈品了。特別是一些外資和跨國(guó)企業(yè)，強(qiáng)調(diào)第三方認(rèn)證。所有出廠產(chǎn)品必須提供有檢測(cè)資格方的檢測(cè)報(bào)告。所以三坐標(biāo)檢測(cè)對(duì)于加工制造業(yè)來(lái)說(shuō)越來(lái)越重要。
三坐標(biāo)檢測(cè)有時(shí)也運(yùn)用到逆向工程設(shè)計(jì)。就是對(duì)一個(gè)物體的空間幾何形狀以及三維數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和測(cè)繪。提供點(diǎn)數(shù)據(jù)。再用軟件進(jìn)行三維模型構(gòu)建的過(guò)程。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（Coordinate Measuring Machine）是具有垂直相交的三個(gè)方向（前后/左右/上下）的導(dǎo)向裝置（驅(qū)動(dòng)軸）的測(cè)量機(jī)，可同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向上的移動(dòng)量，快速進(jìn)行二維及三維的坐標(biāo)、尺寸、形狀等復(fù)雜的測(cè)量，現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的“萬(wàn)能”測(cè)量設(shè)備。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能是快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過(guò)程狀況的有用信息，這與所有的手動(dòng)測(cè)量設(shè)備有很大的區(qū)別。將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量空間，可獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算求出被測(cè)物體的幾何尺寸、形狀和位置。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在機(jī)械、電子、儀表、塑膠等行業(yè)廣泛使用。
展開(kāi) 現(xiàn)代公司開(kāi)發(fā)新型高強(qiáng)度控制臂用鋼
比如說(shuō)，大眾公司采用了抗拉強(qiáng)度為780MPa的熱軋鋼來(lái)制造最新款帕薩特和高爾夫車型的前下控制臂（FLCA）。
現(xiàn)代制鐵研究人員開(kāi)發(fā)了抗拉強(qiáng)度為780MPa的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼，具有較高的擴(kuò)孔率，并將其用于前下控制臂的制造。為了對(duì)材料的性能展開(kāi)評(píng)估，現(xiàn)代制鐵與其供應(yīng)商一起對(duì)材料的可靠性和強(qiáng)度展開(kāi)了分析。雙方做了一個(gè)前下控制臂樣品，并對(duì)其可靠性和強(qiáng)度展開(kāi)了測(cè)試。據(jù)研究人員透露，兩個(gè)指標(biāo)都取得了令人滿意的結(jié)果。
高擴(kuò)孔鋼
一般來(lái)說(shuō)，高擴(kuò)孔鋼的擴(kuò)孔率都比較高。舉列來(lái)說(shuō)，540MPa級(jí)高擴(kuò)孔鋼的擴(kuò)孔率要高于95%，而590MPa和780MPa級(jí)鋼的擴(kuò)孔率分別為55%和85%。
單相顯微組織從理論上說(shuō)是到目前為止對(duì)高擴(kuò)孔鋼來(lái)說(shuō)一種最佳的組織。包含兩個(gè)相位的鋼顯微組織具有較高的擴(kuò)孔性能，這是因?yàn)閮蓚€(gè)相位組織之間的顯微硬度的相差較小。
現(xiàn)代制鐵所研發(fā)出的540/590MPa級(jí)高擴(kuò)孔鋼的原理為：在鐵素體基體中形成15%的貝氏體，這種組織結(jié)構(gòu)與其他雙相組織（比如鐵素體/貝氏體雙相鋼FB和孿晶誘導(dǎo)塑性鋼TWIP）相比在顯微硬度方面相差不大。眾所周知，鐵素體和貝氏體組織具有較為出色的擴(kuò)孔性能。
生產(chǎn)鐵素體/貝氏體雙相鋼，熱軋鋼板的冷卻速度應(yīng)該控制在單相鐵素體范圍內(nèi)。這樣，在鐵素體基體中就可以形成約15%的貝氏體。
雖然取得較高的抗拉強(qiáng)度和出色的擴(kuò)孔性能異常關(guān)鍵，但是對(duì)冷卻方式的控制也非常困難。現(xiàn)代制鐵另覓蹊徑開(kāi)發(fā)了新的材料，其做法是采用普通的冷卻方式將精細(xì)的納米級(jí)金屬顆粒析出到單相鐵素體基體中。
這種高強(qiáng)度、高擴(kuò)孔鋼的化學(xué)組成與日本JFE鋼鐵公司開(kāi)發(fā)的鋼材非常相似。
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現(xiàn)代機(jī)械動(dòng)力學(xué)及其工程應(yīng)用：建模、分析、仿真、修改、控制、優(yōu)化
作者:廖伯瑜 等
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作 者： 廖伯瑜
出 版 社： 機(jī)械工業(yè)出版社
出版日期： 2004年1月
CAEnet價(jià)：￥70元
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