检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2023年第5期38卷 1176-1184页

作者：陈保家郭凯敏陈法法肖文荣李公法陶波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 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室武汉430081

针对长短期记忆(LSTM)网络对于多维数据特征识别和提取上存在不足的问题,在其改进模型嵌套式长短期记忆(NLSTM)网络的基础上,提出了一种基于注意力机制和残差NLSTM网络的剩余使用寿命预测方法。该方法将双层NLSTM网络代替残差块中的主网... 详细信息

针对长短期记忆(LSTM)网络对于多维数据特征识别和提取上存在不足的问题,在其改进模型嵌套式长短期记忆(NLSTM)网络的基础上,提出了一种基于注意力机制和残差NLSTM网络的剩余使用寿命预测方法。该方法将双层NLSTM网络代替残差块中的主网络,保留捷径连接中的卷积神经网络结构,既能充分提取时序特征又能保证有用数据在网络层中的跳层传递,并融入注意力机制构建多层残差网络,注意力机制的使用能够选择出对预测结果有重要影响的信息,有效提高预测的准确率。在航空发动机退化实验数据集上进行实验分析,结果表明:所述方法能有效建立监测数据与发动机健康状态之间的关系,剩余使用寿命预测误差较未改进残差结构方法平均降低10.8%,比未融入注意力机制方法平均降低18.9%,有效提高了预测精度。

关键词：残差网络剩余使用寿命注意力机制预测模型嵌套式长短期记忆神经网络

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基于PC-YOLOv7算法钢材表面缺陷检测

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国外电子测量技术 2023年第9期42卷 137-145页

作者：赵春华罗顺谭金铃李谦林彰稳范彦坤陈熙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 三峡大学创新创业学院宜昌443002

针对钢材表面缺陷检测中存在检测精度低、模型尺寸大等问题,提出一种基于YOLOv7-tiny网络改进的算法模型PC-YOLOv7。首先将PC-ELAN结构替换主干网络中部分ELAN结构,降低模型参数量和模型尺寸;其次在特征融合网络(Neck)部分采用双向特征... 详细信息

针对钢材表面缺陷检测中存在检测精度低、模型尺寸大等问题,提出一种基于YOLOv7-tiny网络改进的算法模型PC-YOLOv7。首先将PC-ELAN结构替换主干网络中部分ELAN结构,降低模型参数量和模型尺寸;其次在特征融合网络(Neck)部分采用双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyramid network,BiFPN)增强图像高层语义信息和低层特征信息融合性能,在输出端引入SPD-Conv提高模型对低分辨率物体的检测能力;最后,提出SimCS-CA模块并引入特征融合网络增强模型的特征表示性能。实验结果表明,PC-YOLOv7算法在NEU-DET数据集上平均精度均值(mAP)达到了78.5%,相比原始YOLOv7-tiny算法在模型尺寸降低情况下准确率和mAP分别提升了10.6%和4.2%,验证了改进算法的有效性。

关键词：钢材表面缺陷目标检测 YOLOv7-tiny PC-ELAN SimCS-CA

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融合双注意力机制和U-Net网络的锈蚀图像分割

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西安交通大学学报 2021年第12期55卷 119-128页

作者：陈法法成孟腾杨蕴鹏陈保家肖文荣肖能齐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

针对传统方法难以精确分割出金属构件锈蚀区域特征的难题,构建了一种融合双注意力机制和U-Net深度学习网络的锈蚀图像区域分割模型。首先,基于U-Net网络的对称编解码架构搭建骨干网络,采用VGG16网络的预训练权重对模型参数进行初始化;其... 详细信息

针对传统方法难以精确分割出金属构件锈蚀区域特征的难题,构建了一种融合双注意力机制和U-Net深度学习网络的锈蚀图像区域分割模型。首先,基于U-Net网络的对称编解码架构搭建骨干网络,采用VGG16网络的预训练权重对模型参数进行初始化;其次,在下采样和上采样之间的跨层连接中融合双注意力机制使网络聚焦于局部锈蚀特征,同时在上采样中使用深度可分离卷积加速模型的运算效率;最后采用锈蚀图像数据集对该网络进行训练从而得到锈蚀图像分割模型。通过实采的金属构件锈蚀图像对所提模型进行验证,结果表明:所构建的锈蚀图像分割模型能够有效地从复杂背景图像中分割出锈蚀区域特征,锈蚀区域特征的识别准确率达到95.5%,交并比指标为81.4%;相较于传统U-Net方法,识别准确率和交并比指标分别提升了3.3%和9.2%。

关键词：图像分割锈蚀 U-Net网络注意力机制深度神经网络

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基于WTD和CEEMD的轴承故障特征提取方法

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机床与液压 2023年第11期51卷 194-198页

作者：邹腾枭王林军刘洋蔡康林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

针对轴承故障信号常混有噪声干扰且故障特征难以准确提取问题,提出一种基于小波阈值去噪(WTD)和互补集合经验模态分解(CEEMD)的轴承故障特征提取方法。采用WTD对原始信号进行降噪预处理;对去噪信号进行CEEMD分解得到一系列本征模态函数(... 详细信息

针对轴承故障信号常混有噪声干扰且故障特征难以准确提取问题,提出一种基于小波阈值去噪(WTD)和互补集合经验模态分解(CEEMD)的轴承故障特征提取方法。采用WTD对原始信号进行降噪预处理;对去噪信号进行CEEMD分解得到一系列本征模态函数(IMF);然后计算各个IMF和去噪信号的互相关系数,通过设定互相关系数阈值筛选有用IMF;最后将有用IMF重构并利用包络谱对重构信号提取故障特征频率。实测信号表明:所提出的方法能降低噪声干扰并有效提取故障特征信息,证明该方法在噪声环境下具有较高的可行性和较强的实用性。

关键词：小波阈值去噪互补集合经验模态分解互相关系数轴承故障分析

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基于改进RRT的智能巡检机器人狭窄通道路径规划

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组合机床与自动化加工技术 2022年第10期 40-45页

作者：陈法法蒋浩李振肖文荣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

针对智能巡检机器人在狭窄通道上的路径规划问题,设计了一种多次根节点快速扩展随机树算法。首先通过多个次根节点扩展得到局部扩展树,实现对局部区域探索;其次,通过不断重启生成新的根采样节点,找到狭窄空间区域;最后,进行迭代搜索,得... 详细信息

针对智能巡检机器人在狭窄通道上的路径规划问题,设计了一种多次根节点快速扩展随机树算法。首先通过多个次根节点扩展得到局部扩展树,实现对局部区域探索;其次,通过不断重启生成新的根采样节点,找到狭窄空间区域;最后,进行迭代搜索,得到一条从起点到目标点的代价最小且无碰撞的最优路径。通过与传统的RRT算法和Bi-RRT算法以及Informed-RRT算法进行对比实验,算法在在整个连通路径上采样节点的分布更加均衡、探索成功率更高、路径成本更小,出现过度采样和欠缺采样的概率大大降低,通过狭窄通道的性能明显提高。

关键词：智能巡检机器人狭窄通道快速扩展随机树路径规划次根节点

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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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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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考虑故障差异的等周期预防性维修策略优化

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重庆大学学报 2024年

作者：黎新龙姜帅陈法法陈保家张根保三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室重庆大学机械传动国家重点实验室重庆文理学院智能制造工程学院

等周期预防性维修策略是一种常见的维修策略，具有实施简单的特点。针对等周期预防性维修策略优化建模粒度过大，且鲜有考虑故障差异（预防性维修对不同故障维修效果存在差异性）等问题，本文以元动作单元为研究对象，将其故障分为损伤... 详细信息

等周期预防性维修策略是一种常见的维修策略，具有实施简单的特点。针对等周期预防性维修策略优化建模粒度过大，且鲜有考虑故障差异（预防性维修对不同故障维修效果存在差异性）等问题，本文以元动作单元为研究对象，将其故障分为损伤故障和本质疲劳故障，考虑预防性维修对这2类故障维修效果存在的差异性，以混合故障率模型描述不完全预防性维修效果，建立了元动作单元的等周期不完全预防性维修策略优化模型，并给出了模型的优化求解算法。最后，通过数值分析对模型的有效性进行了验证，分析了不同维修成本对最优维修成本率以及最优维修策略的影响。研究结果表明：不考虑预防性维修效果差异性会低估元动作单元的维修成本率；不同类型维修成本以及故障类型的占比对元动作单元最优维修策略的制定有着显著的影响。

关键词：预防性维修元动作单元不完全维修混合故障率模型维修效果

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CNNLSTM深度神经网络在滚动轴承故障诊断中的应用

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西安交通大学学报 2021年第6期55卷 28-36页

作者：陈保家陈学力沈保明陈法法李公法肖文荣肖能齐三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点试验室宜昌443002 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点试验室武汉430081

针对大数据下的滚动轴承振动信号自适应故障特征提取与智能诊断问题,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)与长短时记忆网络(LSTM)的故障诊断模型。首先通过网格搜索算法寻找到当前模型的最优初始参数;然后以原始一维振动信号作为模型的输入... 详细信息

针对大数据下的滚动轴承振动信号自适应故障特征提取与智能诊断问题,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)与长短时记忆网络(LSTM)的故障诊断模型。首先通过网格搜索算法寻找到当前模型的最优初始参数;然后以原始一维振动信号作为模型的输入,利用网络CNN层自适应提取短时特征信并降维后作为LSTM层输入;接着利用LSTM层学习特征信息并训练神经网络模型;最后,网络输出层利用Softmax函数实现多故障模式识别,完成故障诊断。使用Spectra Quest机械故障综合模拟试验台实测数据集对模型进行验证,试验结果表明,与多层感知器、LSTM网络以及经典的LeNet5、AlexNet、VGG相比,所提出的CNN-LSTM模型的分类平均准确率可达99%以上,且模型结构比其他模型更简单,训练时间更短;同时,通过K折叠交叉验证算法对模型进行评价,结果表明CNN-LSTM模型计算误差较小且网络训练充分,未出现过拟合或欠拟合情况。

关键词：滚动轴承智能诊断故障诊断卷积神经网络长短时记忆网络

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基于公理设计和多色集合的树障清除机器人方案设计

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计算机集成制造系统 2022年第9期28卷 2782-2793页

作者：杜轩李宝万方子帆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443000 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443000 机器人与智能系统宜昌市重点实验室湖北宜昌443000

针对电力线路树障清除机器人的设计需求,将公理设计(AD)与多色集合(PS)相结合,实现了机器人的方案设计。首先,建立了公理设计的功能—结构模型,利用独立性公理保证了功能需求的独立性;然后基于结构库构建了树障清除机器人的多色集合层... 详细信息

针对电力线路树障清除机器人的设计需求,将公理设计(AD)与多色集合(PS)相结合,实现了机器人的方案设计。首先,建立了公理设计的功能—结构模型,利用独立性公理保证了功能需求的独立性;然后基于结构库构建了树障清除机器人的多色集合层次结构模型,通过约束条件的形式化描述建立了功能结构约束矩阵,并基于约束矩阵推理出可行方案;使用模糊信息公理的评价方法,从可行方案中选择出最佳的设计方案;最后根据设计方案制作样机进行了实验,实验结果验证了设计方法的有效性和设计方案的可行性。

关键词：树障清除机器人公理设计多色集合模糊信息公理方案配置

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