检索结果-内蒙古大学图书馆

浙江大学学报(工学版) 2025年第5期59卷 982-994页

作者：蒋沁诚陶建峰王洋洋张宇磊刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对工业机器人制造企业工业机器人出厂检测场景关节伺服参数异常检测问题和不添加传感器、高准确率和实时性的需求,提出基于经验小波变换(EWT)和长短时记忆网络(LSTM)的检测方法.构建工业机器人可编程逻辑控制器-智能终端-云服务器一... 详细信息

针对工业机器人制造企业工业机器人出厂检测场景关节伺服参数异常检测问题和不添加传感器、高准确率和实时性的需求,提出基于经验小波变换(EWT)和长短时记忆网络(LSTM)的检测方法.构建工业机器人可编程逻辑控制器-智能终端-云服务器一体化关节实时数据采集平台,无须额外添加传感器即可实现关节电流和速度信号的实时采集、存储和传输,在云端进行状态监测和异常检测.利用EWT分解电流信号以获得特征分量,将光滑的特征分量作为LSTM模型的输入,提高了预测准确性.针对机器人运动周期中实时信号周期不完整的问题,采用卷积神经网络和注意力机制优化的双向LSTM模型预测补全完整的周期信号,与标准信号特征分量进行差异度量,实现实时异常检测.采用1组标准伺服参数和24组异常伺服参数进行故障注入实验,验证了利用该方法能够定位异常关节,与注入异常程度有较好的一致性,检测准确率超过90%.

关键词：工业机器人经验小波变换长短时记忆网络异常检测云边协同

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基于激光球杆干涉仪的数控机床空间误差高效测量、辨识与补偿

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仪器仪表学报 2024年第10期45卷 222-233页

作者：肖域坤曾治霖唐越冯晓冰杜正春上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

空间误差补偿是提升数控机床精度和性能的重要途径。然而,机床空间误差元素众多,传统直接测量方法耗时长,限制了空间误差补偿的广泛应用。本文提出一种基于激光球杆干涉仪的数控机床空间误差高效测量、辨识与补偿方法。该方法利用激光... 详细信息

空间误差补偿是提升数控机床精度和性能的重要途径。然而,机床空间误差元素众多,传统直接测量方法耗时长,限制了空间误差补偿的广泛应用。本文提出一种基于激光球杆干涉仪的数控机床空间误差高效测量、辨识与补偿方法。该方法利用激光球杆干涉仪在不同位置处测量的机床空间轨迹数据,采用多边测量原理解算出理论测量点的实际空间坐标;通过测量点的空间位置误差及数控机床的空间误差模型,辨识出机床各几何误差项;利用数控系统的原点偏移功能开发了实时误差补偿系统。数值仿真表明,本文误差辨识方法与Etalon TRAC-CAL软件的辨识结果基本一致。实验显示,本文方法可在1 h内完成三轴数控机床的测量与辨识,误差辨识结果与直接测量结果相近,误差补偿后机床空间精度显著提升,工件加工精度提升50%以上。该方法能大幅提高机床空间误差测量与补偿效率,具有广阔的工业应用前景。

关键词：数控机床空间误差激光球杆干涉仪多边测量误差辨识误差补偿

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高温合金磨削热损伤的形成机理及对表面完整性的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 35-42页

作者：尹佑康徐锦泱明伟伟安庆龙陈明上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合... 详细信息

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合金磨削热损伤的形成机理与有效抑制措施,对比分析磨削热损伤对表面完整性造成的影响.结果表明,加工弧区瞬时高温是引起高温合金磨削热损伤的本质原因,微晶刚玉砂轮因自锐性优势能有效抑制磨削热损伤,高温合金磨削热损伤表面呈现氧化变色、鱼鳞状涂覆纹理、硬度下降与残余拉应力等表面缺陷.实现高温合金无热损伤磨削的有效手段是降低磨削热量的产生与加工弧区的强化换热.

关键词：热效应磨削加工形成机理表面完整性

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智能制造系统的数字孪生正向监测与反向控制方法

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计算机集成制造系统 2024年第10期30卷 3419-3430页

作者：韩冬阳夏唐斌范宜静王皓奚立峰上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室机械与动力工程学院上海200240

针对智能制造系统的监测评估与控制优化问题,提出面向工业现场的正反向数字孪生管理方法。正向由数据映射孪生实体提供监控服务,反向模拟控制优化物理实体行为完成反馈,实现制造过程的全闭环管控。方法由信息物理系统串联物理真实数据... 详细信息

针对智能制造系统的监测评估与控制优化问题,提出面向工业现场的正反向数字孪生管理方法。正向由数据映射孪生实体提供监控服务,反向模拟控制优化物理实体行为完成反馈,实现制造过程的全闭环管控。方法由信息物理系统串联物理真实数据与孪生虚拟数据,搭建与五维模型呼应的多层架构。设计了多尺度多层次的孪生建模方法,结合模型定义与有限状态机技术,在虚幻引擎上搭建物理属性和动作行为的孪生场景。通过融入人工智能与行为模拟模型,将上下文数据信息纳入功能服务,使系统能够有效利用融合数据,分析评估设备健康状态,生成仿真行为控制加工过程。最后,面向某装配件智能制造系统搭建了平台,验证了模型成熟度与孪生可靠性。

关键词：智能制造系统数字孪生状态监测预估反向控制

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稀疏测度和复杂性测度及其在设备健康监测中的研究进展

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机械工程学报 2025年第1期61卷 123-139页

作者：王冬侯炳昌王玉婷夏唐斌彭志科奚立峰上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 宁夏大学机械工程学院银川750021

机械设备健康监测对于保障机械设备的健康运行起着至关重要的作用,其核心技术之一为故障特征提取。由于机械故障信号时域和频域具有稀疏性,因此基于稀疏测度和复杂性测度的故障特征提取被广泛应用于机械设备健康监测中。过去在机械设备... 详细信息

机械设备健康监测对于保障机械设备的健康运行起着至关重要的作用,其核心技术之一为故障特征提取。由于机械故障信号时域和频域具有稀疏性,因此基于稀疏测度和复杂性测度的故障特征提取被广泛应用于机械设备健康监测中。过去在机械设备健康监测领域主要是通过实验研究手段对稀疏测度和复杂性测度进行研究,缺乏足够的理论基础支撑。本研究主要总结和回顾了近年来稀疏测度和复杂性测度理论基础研究方面的新进展,并把其与设备健康监测研究结合进行阐述,利于机械设备监测领域的研究人员充分理解:①稀疏测度广义数学框架;②准算数均值比构建新型故障特征统计量;③新型稀疏测度与故障特征统计量构造;④稀疏测度性能比较;⑤改进稀疏测度;⑥稀疏测度与复杂性测度理论差异。通过稀疏测度与复杂性测度应用案例对比了稀疏测度和复杂性测度的应用效果。最后,研究展望给出了稀疏测度和复杂性测度在机械设备健康监测领域的未来发展方向。

关键词：稀疏测度复杂性测度峭度熵基尼指数相关维度近似熵模糊熵样本熵设备健康监测

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结构动力学有限元混合分层并行计算方法

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工程力学 2024年第9期41卷 1-8页

作者：喻高远李俊杰楼云锋金先龙上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海宇航系统工程研究所上海201108

为减小利用异构众核分布式存储计算机并行求解大规模、超大规模系统结构动力学有限元问题对计算效率造成的损失,在区域分解法的基础上,提出了一种结构动力学有限元混合分层并行计算方法。在该方法中,引入计算过程数据的分布式存储提升... 详细信息

为减小利用异构众核分布式存储计算机并行求解大规模、超大规模系统结构动力学有限元问题对计算效率造成的损失,在区域分解法的基础上,提出了一种结构动力学有限元混合分层并行计算方法。在该方法中,引入计算过程数据的分布式存储提升数据的内存访问效率。为了弥补传统区域分解法界面方程规模随子区域增加造成通信开销增加的缺点,采用基于网格区域和求解算法区域的混合并行分区,从而降低界面方程的规模,大幅度减少界面方程的求解时间。利用计算过程的三层并行实现计算节点间通信、异构群组间通信与异构群组内通信分离,从而有效提高了通信效率。因此,该方法能够充分利用国产异构众核分布式存储计算机的体系结构特点提升大规模、超大规模系统结构动力学并行计算效率。通过对基准实例的求解,验证了该计算方法的有效性和优越性。

关键词：异构众核分布式存储区域分解混合并行缩聚

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基于硼酸溶液的电火花加工机理分析及实验研究

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中国机械工程 2023年第24期34卷 2936-2945页

作者：郑倩张亚欧高强卢军成杨翔钧赵万生上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

核电厂堆内零部件在线维修需要浸没在硼酸溶液中实施,为验证硼酸溶液中电火花加工(EDM)的可行性,以2200 mg/L的硼酸溶液为放电介质进行加工实验。采用实验设计(DOE)探究硼酸环境下工艺参数对材料去除率、通孔的入口直径、表面质量以及... 详细信息

核电厂堆内零部件在线维修需要浸没在硼酸溶液中实施,为验证硼酸溶液中电火花加工(EDM)的可行性,以2200 mg/L的硼酸溶液为放电介质进行加工实验。采用实验设计(DOE)探究硼酸环境下工艺参数对材料去除率、通孔的入口直径、表面质量以及电极损耗的影响规律,在最优电参数下实现小孔成形加工,并分析小孔尺寸精度和再铸层分布规律。研究结果表明:硼酸溶液作为工作介质的放电过程剧烈且产生大量气泡,气泡辅助放电和促进排屑机理可以提高硼酸溶液中电火花加工的材料去除率;在峰值电流I=24 A、脉宽T_(on)=20μs和脉间T_(off)=20μs的最优参数下,小孔表面再铸层厚度较小且无裂纹;硼酸溶液适合作为电火花加工的工作介质。研究结果可为核电厂堆内零部件在线维修的电火花加工提供理论支撑。

关键词：硼酸溶液电火花加工机理气泡实验设计再铸层

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大气等离子体射流加工的热误差在线补偿方法

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机械工程学报 2023年第21期59卷 75-84页

作者：李洲龙王锐范哲朱利民上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

大气等离子体射流加工由于其化学刻蚀的加工原理,材料去除速率极易受温度影响,然而加工区域内温度波动造成的面形误差目前仍难以有效预测与抑制。为了补偿大气离子体射流加工中热效应引起的非线性加工误差,搭建了可在线测量加工区域温... 详细信息

大气等离子体射流加工由于其化学刻蚀的加工原理,材料去除速率极易受温度影响,然而加工区域内温度波动造成的面形误差目前仍难以有效预测与抑制。为了补偿大气离子体射流加工中热效应引起的非线性加工误差,搭建了可在线测量加工区域温度的大气等离子体射流加工系统,分析了加工过程中全局和局部热效应对材料去除速率的影响规律,建立了考虑热效应的时变非线性去除函数模型及标定方法,依据加工区域温度的实时测量数据,实现了基于驻留时间动态调整的大气等离子体射流加工热误差在线补偿技术。熔石英光学元件的修形加工实验结果表明,所提出的方法有效补偿了加工过程中由温度波动引起的面形误差,材料去除量误差PV从362.71 nm降低至132.25 nm,提升63.54%,RMS从90.02 nm降低至33.45 nm,提升62.84%。研究结果为提升大气等离子体加工的修形精度提供了新的思路与参考。

关键词：大气等离子体热效应去除函数驻留时间误差在线补偿

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盾构机刀盘主驱动电机异常检测与性能评估

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西安交通大学学报 2023年第10期57卷 132-142页

作者：唐宇翔陶建峰刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对盾构机刀盘主驱动电机存在因高频振动和电流信号获取不易和长时间工作导致的电机异常检测准确率低和性能评估困难的问题,通过分析主驱动电机的群体特征与个体特征的相似程度,提出了一种基于多尺度循环自编码器的盾构主驱动电机异常... 详细信息

针对盾构机刀盘主驱动电机存在因高频振动和电流信号获取不易和长时间工作导致的电机异常检测准确率低和性能评估困难的问题,通过分析主驱动电机的群体特征与个体特征的相似程度,提出了一种基于多尺度循环自编码器的盾构主驱动电机异常检测和性能评估的方法。首先将正常运行时的主驱动电机原始电流数据进行异常值清洗、筛选工作阶段、归一化等预处理工作;再根据预处理后的电流信号进行时间切片和特征提取编码,构建描述电机之间性能差距的差异性矩阵作为训练集;然后将数据集输入多尺度循环自编码器中提取正常运行电机电流信号特征,从而实现准确地进行电机的异常检测并给出性能评估的健康指标。基于印度孟买D215工程的实际数据,对所提方法进行了验证和测试,结果表明:该方法在仅能获取到PLC数据的情况下,完成盾构主驱动电机的异常检测,准确率维持在90%以上,并能够给出一种反映主驱动电机组性能退化的健康指标。

关键词：盾构机主驱动电机异常检测自动编码器性能评估可视化监控

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基于改进Transformer的复合故障解耦诊断方法

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浙江大学学报（工学版） 2023年第5期57卷 855-864页

作者：王誉翔钟智伟夏鹏程黄亦翔刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

大多复合故障诊断方法视复合故障为一种新的单一故障类型,忽视了内部单一故障的相互作用、故障分析粒度含糊和解释性差.为了解决复合故障难解耦的问题,针对工业环境中复合故障数据极少的情况,提出一种基于改进Transformer的复合故障解... 详细信息

大多复合故障诊断方法视复合故障为一种新的单一故障类型,忽视了内部单一故障的相互作用、故障分析粒度含糊和解释性差.为了解决复合故障难解耦的问题,针对工业环境中复合故障数据极少的情况,提出一种基于改进Transformer的复合故障解耦诊断方法.诊断流程分为预处理、特征提取和故障解耦3个步骤.故障解耦引入Transformer的解码器,利用交叉注意力机制使得每个单一故障标签可以在提取的特征层中,自适应地关注到与故障特征相对应的判别特征区域,进一步预测每个单一故障标签的输出概率以实现复合故障解耦.设计多组复合故障试验与业界先进算法进行对比,以验证方法的有效性.结果表明,所提方法在少量单一故障训练样本和极少量复合故障训练样本情况下,有较高的诊断准确度.当训练集中复合故障样本数仅为5时,复合故障诊断准确度达到88.29%,与其他方法比较更具有显著优势.

关键词：复合故障诊断故障解耦分类器 Transformer 卷积神经网络旋转机械

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