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气压制动系统建模及其稳健性设计

作　者: 吴景铼
导　师: 张云清
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 气压制动系统稳健设计 Taguchi设计响应面法容差模型区间分析
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 120次
引　用: 3次
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内容摘要

目前生产的中、重型卡车及客车上几乎都使用的是气压制动系统,而且很多轻型卡车配置的也是气压制动系统。气压动力制动系统的工作是一个很复杂的作用过程,如果只考虑静态特性,分析结果与实际情况会有很大差别。因此建立一套制动系统的动态模型,并能够对其制动过程进行较准确的仿真,得到制动过程的动态响应,这对研究制动系统非常必要。气压制动系统性能受到很多因素影响,而且这些因素一般具有不同程度的不确定性。如何在参数存在不确定性时设计一个性能良好的系统则需要对其进行稳健性研究。稳健设计在工程上应用广泛,但在制动系统上却很少使用。本文利用多领域仿真软件AMESim建立了气压制动系统的模型,该模型建立在系统物理结构的基础上,能够分析出气压制动系统的动态特性。在建立的系统模型上进行仿真试验,确定稳健设计的目标。首先利用Taguchi方法进行试验设计,并确定大多数参数的最佳水平值;然后在Taguchi设计的基础上对不能确定的参数进行回归试验,得到二阶响应面模型,并验证其置信度;最后通过容差模型法对回归的响应面模型进行稳健设计,得到稳健优化设计解。本文还对区间分析的一些基本原理作了介绍,并探讨了区间算法在求解带不确定参数的微分方程中的应用。将区间算法引入到稳健设计中,利用区间算法对回归模型进行稳健设计,并与容差模型进行了比较。利用Monte Carlo方法对稳健设计结果进行验证,经稳健设计后系统性能明显改进。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题来源  9
  1.2 制动系统仿真分析的研究现状  9-10
  1.3 稳健设计的发展  10-12
  1.4 区间算法的发展  12-13
  1.5 本文研究内容  13-15
2 气压制动系统结构及原理  15-20
  2.1 制动系统介绍  15
  2.2 气压制动系统结构  15-18
  2.3 气压传动理论基础  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3 气压制动系统建模  20-32
  3.1 AMESim 软件简介  20
  3.2 气压制动系统关键部件的建模  20-29
  3.3 系统的建模与仿真  29-30
  3.4 系统设计的目标  30-31
  3.5 本章小结  31-32
4 稳健性设计  32-39
  4.1 稳健性设计基本原理  32-33
  4.2 Taguchi 设计  33-35
  4.3 响应面设计  35-37
  4.4 容差模型设计  37-38
  4.5 本章小结  38-39
5 区间分析  39-51
  5.1 区间分析的特点  39
  5.2 区间算法基本规则  39-42
  5.3 区间函数扩张及其在稳健设计中的应用  42-46
  5.4 区间数学用于不确定参数微分方程中的探讨  46-50
  5.5 本章小结  50-51
6 气压制动系统的稳健性设计  51-74
  6.1 气压制动系统稳健性设计的目标  51-54
  6.2 基于Taguchi 方法的稳健性设计  54-59
  6.3 响应面回归及优化设计  59-65
  6.4 基于容差模型的稳健可行性分析  65-67
  6.5 基于区间算法的稳健可行性分析  67-68
  6.6 常规优化设计与稳健优化设计的比较  68-73
  6.7 本章小结  73-74
7 全文总结与展望  74-75
  7.1 总结  74
  7.2 展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-80
附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文  80-81
附录2  81-82
  附录A  81-82
  附录B  82

气压制动系统建模及其稳健性设计

内容摘要

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