谢维[1]2003年在《平面机构结构和控制的并行设计》文中进行了进一步梳理机电设备在当今工业中得到广泛地应用，它有效地加快了工业生产自动化的进程，影响着各行各业的发展，而其中设计方法直接决定着机电产品性能的好坏。如何通过改进机电系统的设计方法来提高产品的性能已成为现今众所关注的热点领域。 以前的机电系统设计是分开处理机构部分与控制部分，先设计机构部分，再设计控制部分。这样，控制部分受到机构部分的制约，即使先进的控制器也不能有效地消除由于机构设计不合理引起的振动、精度不高等问题。所以关于如何高效地把机构设计与控制器设计结合起来的研究具有重要的理论和实际意义。 论文主要研究的内容是：对机电系统中机构与控制并行设计的方法(即如何把机构设计与控制设计相结合)进行了理论上的探讨，指出通过改善机构的构型和对机构进行质量平衡能有效地简化控制部分的设计、减小系统的速度波动、提高综合性能。通过分析机器人手的演化来揭示机构的构型与控制设计之间的关系。在电机驱动的平面四杆机构设计中，首先对机构进行质量平衡，这不但减小了速度波动，而且也简化了状态方程；再针对系统的状态方程非线性、时变特性选用单神经元自适应PID控制器的方法，有效的消除了系统的速度波动。论文利用MATLAB对电机驱动平面四杆机构的运动性能进行了模拟，对相关结论进行了验证。
谢进[2]2006年在《基于非线性科学理论的机构设计新方法的研究》文中指出自从1961年Lorenz在研究大气运动时发现初始条件的微小变化将导致结果完全不同的现象之后，非线性系统的研究引起了世界各国的学者和研究人员。探索和研究非线性系统共同规律的学科就形成了所谓的非线性科学。非线性科学研究发现：在自然科学中各个不同的领域中的非线性系统都有一些共同的规律，这就是对初始条件的敏感性、分维性、非周期性、非迭加性、貌似无序实则有序、长期行为的不可预测性。与其他工程领域相同，作为机械工程学科重要分支的机构学在过去百余年的发展历程中一直是在“与非线性问题拼搏”。今天，在以混沌为核心非线性科学的大学科背景下，重新来审视机构设计问题，将会有新的发现、新的理解，也会提出新的方法。这就是本文研究的主要出发点。牛顿迭代法是一种在机构学中广泛应用的一种方法，牛顿迭代实质是一种非线性动力系统，其中也存在有混沌现象。如果确定出混沌区将可以很容易地求出方程的所有解。本文对混沌区的确定方法进行了研究，发现对于一元4阶代数方程有四个混沌区，而对于多元代数方程在其Jacobian矩阵为奇异点的附近存在混沌区，混沌区与代数方程的零点、一阶导数以及二阶导数的特征值有密切的关系。基于这些发现可以有多种方法确定混沌区。利用这些发现，成功地求出了平面Burmester问题的全部解。神经网络技术是处理非线性问题的有效工具，BP神经网络可以实现一些无法用数学公式解析表示的复杂的函数关系。对连杆的运动映像曲线进行Fourier变换，便可以确定曲线的Fourier描述，Fourier描述与机构的运动参数之间就存在着一种无法用数学公式解析表示的复杂的函数关系，利用BP神经网络就可以建立两者之间的映射关系。有了这样的神经网络，就可以根据设计要求的连杆运动确定出机构的运动参数。基于这样的思想，提出了实现连杆运动的机构设计的新方法。这种方法特别适用于当设计要求的连杆位置数大于机构能够精确实现的连杆位置数或实现整个机构运动循环连杆位置的机构设计问题。本文还对BP网络的设计及相关问题进行了研究，尤其是对激活函数Sigmoid的增益参数λ的变化所引起的在网络学习训练过程中权值的变化情况进行了研究。研究表明：学习训练中权值的变化也是非常复杂的非线性动力系统，增益参数λ取不同的值，权值的学习训练可能是收敛的、也可能是周期振荡的，还有可能是准周期的或混沌的。现代机构设计中包括了运动设计、动力设计和控制设计等诸多方面，同时，各个方面的设计又都是非线性的。传统的设计策略是串行设计，近几年出现了并行设计。非线性系统的非叠加性决定了采用不同的设计策略将会得到不同的设计结果。那么，对于一个连杆机构，不同的设计策略所产生的结果到底有哪些差别呢?这个问题目前还没有明确的答案。本文分析了机构的运动设计、动力设计和控制设计之间的耦合关系，建立了混合驱动平面五杆机构串行设计和并行设计的数学模型，并利用微分进化算法对模型进行了求解。结果表明：传统的串行设计策略可以以较高的精度实现机构的运动，但机构的控制设计比较困难，而且控制效果也不理想；并行设计能够使运动控制效果得到比较大的改善，但是，机构的运动精度将有所降低。本文还对基于混沌的微分进化方法进行了深入的研究，研究表明：选择不同的初始值将产生不同的混沌轨迹，进而会影响的算法的性能；另外，利用混沌产生初始种群可以提高微分进化方法摆脱局部最小的能力。本文为本人负责的国家自然科学基金项目“基于控制的机构设计理论和方法的研究”(批准号50175093)和作为第一主研参加的国家自然科学基金项目“基于混沌理论和控制的机构学新理论和新方法”(批准号59975077)的部分研究内容。
朱龙英[3]2004年在《公理化设计理论及其应用研究》文中研究指明设计理论为设计活动提供理论依据,指导设计者进行设计,在产品开发中起着重要的作用。本论文的主要目的是研究公理化设计理论并将公理化设计理论应用于产品的并行设计中,以探求并行设计的理论基础。本文对公理化设计理论进行了深入的分析和探讨,开展了基于公理化设计的并行设计的主要关键技术——设计模型、需求分析、质量功能配置、产品信息模型、评价决策以及软件系统的开发的研究,为计算机辅助产品设计做了有益的探索。具体内容有:1、公理化设计是设计领域的通用性设计理论,它以四个域和两条设计公理抽象地概括设计领域的基本规律。详细分析了公理化设计域中元素的分解和相邻域间“之”字形映射变换的思维过程,阐述了利用独立性公理和信息公理判断设计方案优劣的方法,提出了公理化设计过程是分析活动与分解活动相互交织在一起从抽象到具体的设计过程,为产品设计者提供了一个可行的设计框架。2、并行设计是在信息集成的基础上,集成地、并行地设计产品。将公理化设计理论应用于并行设计,建立了基于公理化设计理论的并行设计系统模型,指出了产品的并行设计过程就是相邻域之间的映射过程,并用设计方程和设计矩阵来描述产品并行设计,使得并行设计过程的描述有了理论基础。3、产品需求建模是连接市场、用户和产品开发过程的桥梁。建立了基于公理化设计的产品需求分析过程模型,提出了在并行设计过程中,产品的用户不仅是产品的使用者,还包括制造、销售、安装和回收人员,在用户需求信息的获取、评价和描述几方面进行了深入的研究。4、质量功能配置是一种用户驱动的产品开发方法,它可为产品的并行设计提供质量保证。深入分析了质量功能配置的配置过程和质量屋的结构,建立了公理化设计与质量功能配置集成系统模型,并详细阐述了集成系统的实施过程。5、面向装配的产品信息模型是产品并行设计过程中数据管理的核心,是产品开发强有力的工具。建立了基于公理化设计的面向装配的产品信息模型,该模型表达了零部件之间的装配关系。通过零部件间的联接关系、运动关系和位置关系,解决了产品设计过程中零件之间的全相关性问题,为实现
吴润泽[4]2007年在《光子网格中智能节点关键技术的研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的发展，动态、高带宽、实时的并行与分布式协作业务增加了对分散、异构资源的访问需求与调配难度，从而对网络承载体系提出了挑战或更高的要求。光子网格可使大容量光网络得到更好的发展。以数据密集型为主新业务需要充分的网络资源与动态的网络服务模式，光网络具有广泛的带宽资源，如何合理的分配资源并充分利用网络带宽，推动网络与业务的一致性，已成为光网络发展的主要方向之一。光子网格是借助光交换与传输智能化体系，实现分布式存储，分布式传输，分布式处理的等服务的基础设施。光子网格的目标是实现资源的协同工作和共享，把光网络中的资源整合成功能强大的虚拟光网络，向用户提供高质量的服务。对光子网格中智能节点等关键技术的研究，旨在探索如何在光网络和异构资源环境下构建基于网格广泛资源体系的支撑环境及动态、新型资源的调用方式。论文研究的主要内容围绕如何构建光子网格，为满足多样化业务需求，针对光子网格节点结构、控制机制、体系结构、资源分配和调度算法等有关技术进行深入研究，突破的关键技术内容。论文以构建光子网格的关键技术为核心，从一个广泛的角度对以面向光子网格节点的若干关键技术进行深入研究与分析，本文的研究工作成果和创新性体现在下述几个方面：(1)提出基于ASON的光子网格体系结构ASONGrid和基于OBS的光子网格体系结构GOBS两种机制。以网格网络服务方式兼容ASON管理平面功能，提出基于ASON的光子网格中间件功能和控制平面。结合OBS的多粒度带宽特性，提出GOBS体系结构，构造光子网格节点结构，边缘节点能支持网格业务，并为中间件提供业务接入、资源管理、分配和调度等；提出网络资源并行调度机制以实现QoS感知的网格网络服务。通过GridFTP大文件并行传输示例，验证网格节点结构、光子网格业务模型和应用模式。(2)为解决光子网格中面向应用驱动的光网络资源调度，实现带宽资源的动态分配并提高光资源利用效率，提出基于时间窗口的光资源按需并行调度方法。光路供给与波长调度建立时间窗口式时分复用，由应用发出请求指示时延与速率的需求。本方法引入分时制窗口调用，避免多条并行光路的长时间占用所引起的阻塞。通过数学模型分析和局部仿真，验证所题方法的特性，结果表明基于时间窗口的光资源按需调度有助于在密集数据模式下提高光子网格资源利用效率。分时复用的并行光路能增加光子网格中带宽资源的利用率，避免多条光路同时分配给一个任务引起的呼叫阻塞率增加。(3)提出基于光树与可分负载相结合的调度算法。所提算法主要考虑如何为并行与分布式任务提供光资源并能进行任务的优化处理，从而提高任务执行的效率，降低系统时间，使得光树的构建方法与可分负载理论(BET)相结合满足并行与分布式业务对于资源调度的需要。在本算法涉及的内容包括光子网格并行与分布式处理业务模型，多端口网络模型中组播光树的计算和可分负载调度算法。通过理论与仿真分析，结果显示DLT模型适合网格中负载的分布策略，结合光树能灵活调度光网络资源，提供并行的光通道以处理高数据量应用。(4)提出建立在光交换网结构基础上，以网格应用为目标的光子网格节点物理结构和功能框架。结合物理和逻辑功能，建立网络节点的资源的控制和协调机制，以满足网格应用对于资源的需求。针对光子网格节点设计，结合光子网格仿真平台及传输服务给出验证和实验分析，取得该方面的研究成果为：ⅰ)．提出ASONGrid光子网格节点功能体系；ⅱ)．结合国家“863”项目，设计光子网格网络(PGN)模拟平台节点结构、光子网格中间件整体框架和PGN系统组成；ⅲ)．在平台体系上验证按需光路供给机制并应用试验，通过基于GridFTP的大文件传输服务验证光子网格具有如下特性：应用驱动特性；网格与光网络资源控制的可结合性；光资源调度的并发性；资源管理的广泛分布性与共享性；光子网格带宽服务的多粒度性。
彭凯[5]2006年在《WCDMA核心网的QoS关键技术研究》文中研究表明无线通信网络的发展正处于3G的前夜,基于电路交换的无线通信系统将最终演变成以IP有线网为核心,无线网作为接入方式的全IP网络。WCDMA是3G的主要标准,WCDMA网络的增值业务的发展对3G中的QoS保障机制提出了迫切的需求,3G核心网中QoS的研究成为网络设计者和运营商日益关注的重点。本文围绕“WCDMA核心网中的QoS的关键技术”这一中心展开。针对WCDMA核心网PS域中主要的网元节点都是基于网络处理器的硬件平台这一特点,以实现WCDMA核心网QoS的DIFFSERV模型为目的,有针对性的展开对在网络处理器的并行性,网络处理器编程模型,网络处理器的队列管理算法,分组调度算法,报文分类算法的研究。本文首先概述了WCDMA核心网的发展进程,分析了WCDMA核心网的网元节点GGSN,SGSN的硬件体系结构,指出网络处理器技术是实现核心网QoS的关键,同时对WCDMA核心网的QoS和网络处理器的研究现状进行了简要的论述。通过对WCDMA核心网的QoS进行了深入的分析,本文将传统的区分服务模型(DIFFSERV)和集成服务模型(INTSERV)进行比较分析,得出区分服务模型是实现WCDMA核心网QoS的理想模型的结论。在分析了网络处理器IXP2400的硬件结构及硬件并行特性的基础上,本文将网络处理器的开发模型划分为线程池模型(Pool of Threads POTs),超级任务链模型(Hyper Task Chaining HTC),采用分布式缓存技术,折迭技术,AISR技术解决了包处理过程中的资源互斥和包排序问题,同时针对WCDMA核心网的区分服务模型实现过程中的需求,灵活的将两种编程模型进行合理组合,分别映射到不同的QoS管理模块缓冲管理算法,分组调度算法,报文(流)分类算法是网络服务质量控制的核心算法,当前,对这些算法的研究还主要局限于通用处理器平台和仿真环境,要实现WCDMA核心网的QoS保证,必须结合WCDMA核心网的分组域的特点以及网络处理器的硬件平台的特点,提出新的切实可行的算法。本文在这方面进行了一些有益尝试和探索。我们将网络处理器队列管理分为缓冲管理和分组调度分别进行了讨论。针对传统RED丢弃算法对参数敏感的问题提出了一种自适应的缓冲管理算法PAFD,该算法兼顾了公平性和吞吐量,利用平滑的缓冲区占用率函数进行参数调节,实验证明该算法具有平滑了流量曲线,在公平性和网络吞吐量之间取得较好的平衡效果,针对核心网的多业务情况文中还提出并实现了该算法的多业务支持模型。针对网络处理器多CPU多线程的硬件特点,传统的分组调度算法无法发挥出其强大的并行特性,文中提出一种新的分组调度算法:PWFQ,分组调度中同时考虑CPU的占用率的和带宽的占用情况,为了便于在网络处理器平台上实现,改进了传统系统虚拟时间函数的计算方法,提高了该算法在网络处理器平台上实现的效率。常用的逼近GPS算法虽然有很好的公平性,但是其实现较为复杂,由于IXP2400的代码空间有限,为了实现较高代码功能比,同时为获得更高的转发速率,文中提出了针对WCDMA核心网QoS要求进行了优化的基于WRR算法的UOWRR分组调度算法,该算法针对WCDMA核心网多业务的特点,采用优先级和队列分离机制,为会话类和流类应用提供延时保证,对交互类和背景类业务保证预定带宽,该算法特别适用网络处理器平台。针对网络处理器高速并行性以及对内存访问延迟敏感的特点本文提出了多维报文分类算法CBNP算法。该算法在维数压缩的基础上,并行进行元组表查找,有效减少了内存访问次数和存储空间,提供了较好的时间和空间复杂度。为验证实际的效果,本文设计了一种具体的区分服务模型的核心网QoS控制模型,提出了相应的业务映射、队列调度、流量调整方案,将全文所研究的报文分类,缓冲管理,分组调度算法在该模型中进行了实际应用,在实际运行中取得理想的效果。
胡伟鹏[6]2006年在《建筑结构与控制系统并行设计的方法研究》文中提出随着计算机技术和控制理论的飞速发展,建筑结构控制作为建筑结构设计的一个重要研究方向吸引着众多的研究人员。建筑结构控制是在自动控制理论的基础上发展起来的,但是无论是理论分析,还是工程实现,其难度远远超过了其他领域的控制问题。近年来,建筑结构与控制系统并行设计又成为了一个新的研究热点,一些国外专家相继尝试提出了一序列的并行算法。本文就是在这些并行算法的基础上进行的建筑结构与控制系统并行设计的凸化算法研究。 首先,在现有的建筑结构设计理论和控制理论的基础上,研究了建筑结构设计与控制系统设计的对立统一关系。其次,对经典的集中质量力学模型进行结构与控制系统设计的集成,并基于线性矩阵不等式工具提出了一种解决在随机激励下,以结构响应上限为约束,以建筑系统的结构参数为优化变量,以控制输入能量最小化为优化目标的结构与控制系统并行设计问题的凸化算法,该算法在以下两个方面突破了现有算法的局限性:(1)将质量矩阵纳入优化变量,拓宽了优化范围;(2)采用凸化势能函数处理将控制引入结构设计导致的非凸约束,大大降低了算法复杂度。然后,用一个典型的建筑模型演示了优化算法的实现过程,灵敏度和稳定性分析结果显示算法是Lyapumov稳定的。最后对优化前后的建筑结构系统进行时域仿真,仿真结果检验了算法的可行性和有效性。
佚名[7]2010年在《自动化技术、计算机技术》文中研究表明TP11 2010021966离散网络化群体系统一致性H∞控制/李向舜,方华京(华中科技大学控制科学与工程系)//应用科学学报.―2009,27(5).―525～531.针对网络化群体的一致性问题给出了状态反馈H∞控制器存在的条件。通过状态分解将系统状态进行适当的分解,在此基础上结合线性矩阵不等
参考文献：
[1]. 平面机构结构和控制的并行设计[D]. 谢维. 西南交通大学. 2003
[2]. 基于非线性科学理论的机构设计新方法的研究[D]. 谢进. 西南交通大学. 2006
[3]. 公理化设计理论及其应用研究[D]. 朱龙英. 南京航空航天大学. 2004
[4]. 光子网格中智能节点关键技术的研究[D]. 吴润泽. 北京邮电大学. 2007
[5]. WCDMA核心网的QoS关键技术研究[D]. 彭凯. 华中科技大学. 2006
[6]. 建筑结构与控制系统并行设计的方法研究[D]. 胡伟鹏. 西北工业大学. 2006
[7]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2010
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