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三峡大学学报（自然科学版） 2019年第5期41卷 96-102页

作者：方子帆谢哲雨郑小伟葛旭甫何孔德余红昌覃琳三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 机器人与智能系统宜昌市重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对复杂海洋环境下拖船升沉运动对拖体定深的影响问题,提出了一种水下拖曳系统的升沉补偿控制机理并设计了其补偿系统.基于对缆绳张力影响分析提出了收放速度与升沉速度沿缆绳方向合力为零的升沉补偿机理,通过控制收放缆绳运动来抵消... 详细信息

针对复杂海洋环境下拖船升沉运动对拖体定深的影响问题,提出了一种水下拖曳系统的升沉补偿控制机理并设计了其补偿系统.基于对缆绳张力影响分析提出了收放速度与升沉速度沿缆绳方向合力为零的升沉补偿机理,通过控制收放缆绳运动来抵消拖体升沉运动并达到理想拖曳速度,基于PID校正方法提高系统的相对稳定性、增加频率带宽设计了升沉补偿控制I型系统.根据线性波理论描述波浪力,通过AMESim软件软件中的液压模块、机械模块和控制模块对水下拖曳系统作业过程进行虚拟样机建模.以调整工况和收放工况为例,对控制前后拖曳体在3种不同海况条件下收放速度、缆绳张力等问题进行计算仿真.仿真实验结果表明,拖曳系统速度补偿效果明显改善,张力波动得到抑制.

关键词：海洋拖曳绞车升沉运动补偿控制策略 AMESim仿真

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高海况下收放装置动力学及控制策略

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机械工程学报 2013年第15期49卷 88-95页

作者：方子帆向兵飞肖华攀何孔德柳军飞三峡大学机械与材料学院宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司南昌330024 中船重工集团公司第710研究所宜昌443003

为了减小水下装置摆动和降低钢丝绳张力波动,以回收卷筒和防摇卷筒为执行机构,提出水下装置单边消摆和钢丝绳张力控制策略。将钢丝绳离散为有限梁单元,利用相对节点位移法建立钢丝绳动力学模型,并引入钢丝绳与卷筒的卷绕接触力模型。以... 详细信息

为了减小水下装置摆动和降低钢丝绳张力波动,以回收卷筒和防摇卷筒为执行机构,提出水下装置单边消摆和钢丝绳张力控制策略。将钢丝绳离散为有限梁单元,利用相对节点位移法建立钢丝绳动力学模型,并引入钢丝绳与卷筒的卷绕接触力模型。以自主开发的收放装置为研究对象,采用虚拟样机技术和控制技术相结合的方法,开展收放装置回收水下装置作业过程的运动学、动力学和控制策略研究。在RecurDyn环境中建立收放装置动力学仿真模型,在RecurDyn/Colink模块中设计单边消摆和张力控制算法,建立收放装置机械与控制联合仿真模型,并进行动力学及联合仿真研究,为提高水下装置回收稳定性和安全性、降低动态载荷、优化整体结构、指导收放装置及水下装置的方案设计等提供了理论依据和数据参考。

关键词：动力学仿真钢丝绳模型消摆控制张力控制联合仿真

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具有创新拓扑构型的周期性点阵结构抗剪切性能分析

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机械设计与研究 2016年第5期32卷 83-87页

作者：杜义贤李涵钊谢黄海杜大翔机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

以六边形为胞元的周期性点阵结构抗剪切能力较差,对六边形构型进行改造,并在内部嵌套菱形结构,提出了一种"Y型"周期性点阵结构;然后在考虑胞元非等壁厚的条件下,推导了周期性点阵结构的等效弹性常数计算公式;通过理论计算结... 详细信息

以六边形为胞元的周期性点阵结构抗剪切能力较差,对六边形构型进行改造,并在内部嵌套菱形结构,提出了一种"Y型"周期性点阵结构;然后在考虑胞元非等壁厚的条件下,推导了周期性点阵结构的等效弹性常数计算公式;通过理论计算结果对比,"Y型"周期性点阵结构相比六边形结构剪切模量有较大提升,对六边形和本文提出的"Y型"周期性点阵结构进行数值模拟分析,表明了"Y型"结构承载性能的优越性。

关键词：周期性点阵结构抗剪切等效力学参数数值模拟

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基于改进TEB算法的智能小车狭窄通道局部路径规划

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 90-97页

作者：陈法法苏晨蒋浩万刚陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 长江电力股份有限公司检修厂湖北宜昌443002

针对传统TEB(time elastic band)算法在智能小车通过狭窄通道时容易陷入局部最优,同时通过弯道时容易出现加速度突变等局限性,在传统TEB算法的基础上,结合同源TEB轨迹优化算法,在动态时变障碍物的环境中对传统TEB算法进行改进.首先,通... 详细信息

针对传统TEB(time elastic band)算法在智能小车通过狭窄通道时容易陷入局部最优,同时通过弯道时容易出现加速度突变等局限性,在传统TEB算法的基础上,结合同源TEB轨迹优化算法,在动态时变障碍物的环境中对传统TEB算法进行改进.首先,通过构建拓扑地图搜索所有可行路径;然后,通过代价函数对每条路径进行评估,确定最优路径;最后,额外添加加速度约束,保证智能小车平顺通过弯道.实验结果表明,本文算法能够针对狭窄通道快速找到最优合理路径,同时也能大大抑制智能小车在通过弯道时加速度的冲击突变.

关键词：智能小车局部路径规划 TEB算法同源TEB 加速度约束

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基于IEWT-MOMEDA-FSC的滚动轴承故障诊断

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 92-98页

作者：吴振雄王林军邹腾枭陈梦华陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 湖北特种设备检验检测研究院宜昌分院湖北宜昌443000

针对滚动轴承故障信号常伴有噪声干扰且故障特征难以提取的问题,本文提出一种基于改进经验小波变换(IEWT)、多点优化最小熵解卷积(MOMEDA)和快速谱相关(FSC)的滚动轴承故障诊断方法.首先,将原始信号进行快速谱相关分析得到增强包络谱,... 详细信息

针对滚动轴承故障信号常伴有噪声干扰且故障特征难以提取的问题,本文提出一种基于改进经验小波变换(IEWT)、多点优化最小熵解卷积(MOMEDA)和快速谱相关(FSC)的滚动轴承故障诊断方法.首先,将原始信号进行快速谱相关分析得到增强包络谱,通过增强包络谱的极值点来自适应地划分频谱,以分割的频谱为边界构建小波滤波器组将信号分解为多个IMF分量,利用相关峭度准则筛选出有效的分量进行叠加;其次,用MOMEDA对其进行降噪处理,将降噪后的信号进行快速谱相关分析,得到增强包络谱图;最后,将增强包络谱图中幅值较高的频率与故障频率对比,判定其失效形式,用所提出的方法对实测轴承故障信号进行分析验证.结果表明,所提出的方法能有效降低噪音干扰且增强信号故障冲击特性,在噪声环境下具有较强的故障特征提取能力.

关键词：改进经验小波变换多点最优最小熵解卷积快速谱相关峭度互相关

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大模数齿轮齿条副均匀磨损弯曲强度分析及验证

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机床与液压 2024年第16期52卷 61-67页

作者：徐超徐罗军谢学武黄罗飞王磊陈保家湖北特种设备检验检测研究院宜昌分院湖北宜昌443002 三峡大学湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室湖北宜昌443002

针对齿面磨损条件下大模数齿轮齿条啮合时的齿轮齿根弯曲强度问题,以三峡升船机齿轮齿条传动副为研究对象,搭建立式齿轮齿条起升机构工况模拟实验台,通过齿轮变位方法分析沿齿廓载荷、磨损后齿轮齿厚等相关参数的变化,对正常、1/12磨损... 详细信息

针对齿面磨损条件下大模数齿轮齿条啮合时的齿轮齿根弯曲强度问题,以三峡升船机齿轮齿条传动副为研究对象,搭建立式齿轮齿条起升机构工况模拟实验台,通过齿轮变位方法分析沿齿廓载荷、磨损后齿轮齿厚等相关参数的变化,对正常、1/12磨损、1/6磨损和1/4磨损的齿轮齿根弯曲应力进行解析计算和实验验证。结果表明:齿轮弯曲应力随着磨损加剧和载荷的增大而增大,单齿啮合区间的弯曲应力比双齿啮合区显著增大,单齿啮合占比时间随着磨损量的增加而增加,表明齿轮磨损劣化了传动系统工况,加速了传动系统的性能退化过程。通过对单、双齿段啮合弯曲应力进行定量分析,解析计算与实验验证的误差最大值为4.02%,处于较低水平,2种方法的结果相互验证,保证了分析的正确性和精度。

关键词：大模数齿轮齿条齿轮变位方法均匀磨损弯曲应力

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基于改进分数阶Tikhonov正则化的桥梁移动载荷识别

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电子测量技术 2023年第15期46卷 59-66页

作者：李明强王林军罗城升陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

针对整数阶Tikhonov正则化方法识别桥梁移动载荷识别精度较差的问题,提出一种基于改进分数阶Tikhonov正则化的桥梁移动载荷识别方法。根据时域法理论建立桥梁移动载荷识别模型,模拟双轴车辆在桥梁上行驶过程,通过核函数方法将移动载荷... 详细信息

针对整数阶Tikhonov正则化方法识别桥梁移动载荷识别精度较差的问题,提出一种基于改进分数阶Tikhonov正则化的桥梁移动载荷识别方法。根据时域法理论建立桥梁移动载荷识别模型,模拟双轴车辆在桥梁上行驶过程,通过核函数方法将移动载荷表示为弯矩响应和加速度响应核函数的微分形式,采用离散化方法将微分方程转化为线性方程组,通过改进分数阶Tikhonov正则化方法进行求解。结果表明:较分数阶Tikhonov正则化方法和整数阶Tikhonov正则化方法,采用改进分数阶Tikhonov正则化方法的移动载荷识别结果在识别精度和抗噪性上都有一定优势,且改进分数阶Tikhonov正则化方法在低噪声水平下载荷识别精度较高,识别误差仅为分数阶Tikhonov正则化方法的15%;识别结果受弯矩响应影响较小,且具有良好的鲁棒性,更适用于桥梁移动载荷的现场识别。

关键词：桥梁移动载荷载荷识别识别精度改进分数阶Tikhonov正则化

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一种新联合损失函数优化的迁移学习神经网络磨粒识别研究

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润滑与密封 2021年第4期46卷 26-31页

作者：赵春华李谦胡恒星陈小甜谭金铃三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学大学生素质教育中心湖北宜昌443002

为了提高齿轮齿条在不同工作情况下磨损状况识别的准确度,考虑到大模数齿轮齿条实际有效故障数据缺乏和数据标记缺失的特点,提出基于一种新联合损失函数优化的迁移学习神经网络(LCNNE)对大模数齿轮齿条磨粒识别方法。将LCNNE模型作为特... 详细信息

为了提高齿轮齿条在不同工作情况下磨损状况识别的准确度,考虑到大模数齿轮齿条实际有效故障数据缺乏和数据标记缺失的特点,提出基于一种新联合损失函数优化的迁移学习神经网络(LCNNE)对大模数齿轮齿条磨粒识别方法。将LCNNE模型作为特征提取器提取特征,利用外部分类器SVM进行分类,验证了该方法在磨粒数据集上识别率达到99%左右,并且该方法的集成模型提取的特征输入SVM分类的识别率比VGG19和GoogleNet提取的联合特征高2%~3%。利用t-SNE技术,对DCNN、VGG19、GoogleNet和LCNNE模型的最后一个隐含层的提取特征进行可视化,证明了LCNNE模型的特征表达能力更强、识别效果更好。

关键词：磨粒识别卷积神经网络联合损失函数迁移学习可视化

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钢琴生产批量调度方法的研究与应用

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制造业自动化 2023年第1期45卷 170-176页

作者：杜轩廖天怡李宝万三峡大学机械与动力学院宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002

针对多品种批量化生产模式的钢琴生产调度问题,考虑了批量优化及调整时间的影响,以完工时间最短为目标,建立了包含批量优化、批量加工任务分配和批量任务排序的批量调度优化模型。基于遗传算法的框架,设计了四元组基因值的染色体矩阵编... 详细信息

针对多品种批量化生产模式的钢琴生产调度问题,考虑了批量优化及调整时间的影响,以完工时间最短为目标,建立了包含批量优化、批量加工任务分配和批量任务排序的批量调度优化模型。基于遗传算法的框架,设计了四元组基因值的染色体矩阵编码。基于多色集合逻辑围道矩阵和数值围道矩阵建立了批量调度的约束模型,将多色集合约束模型与遗传算法相结合,提出了一种基于模型约束的遗传算法(CMGA),实现了批量调度问题的高效求解。通过实例对比,表明不等量分批调度比等量分批调度能得到更好的生产调度方案,考虑了调整时间的调度方案在生产实际中能得到更好的效果。

关键词：批量调度约束模型 CMGA

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多群体混合进化算法求解IPPS问题

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计算机应用研究 2017年第9期34卷 2594-2598页

作者：杜轩潘志成张屹陆曈曈三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学经济与管理学院湖北宜昌443002

针对工艺规划与调度集成(integration of process planning and scheduling,IPPS)问题求解复杂性,为提高求解效率,设计了包含探索种群、寻优种群和最优种群的多群体混合进化算法,通过运用混合遗传算法和基于聚类淘汰机制的差分进化算法... 详细信息

针对工艺规划与调度集成(integration of process planning and scheduling,IPPS)问题求解复杂性,为提高求解效率,设计了包含探索种群、寻优种群和最优种群的多群体混合进化算法,通过运用混合遗传算法和基于聚类淘汰机制的差分进化算法分别更新探索种群中工艺链和加工顺序链,保持可行解多样性和差异性;然后利用克隆领域搜索算法完成寻优种群中可行解的克隆和领域搜索,进一步提高种群质量;最后按照精英保留策略更新最优种群获得全局最优解。通过实例计算对比,结果显示算法搜索效率和求解质量均有明显改善,且稳定性较好,表明该算法求解IPPS问题的可行性及优越性。

关键词：工艺规划与调度聚类差分进化算法克隆

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