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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：温斌荣田新亮李占伟江志昊董兴建彭志科上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室

海上浮式风机(Floating Wind Turbine, FWT)是一种结合了浮式海洋平台技术和大型风电技术的新型风力发电形式,近年来得到了学术界和产业界的高度重视。由于海洋环境的随机性和系统自身结构的复杂性,FWT塔筒的振动特性极其复杂,成为威胁... 详细信息

海上浮式风机(Floating Wind Turbine, FWT)是一种结合了浮式海洋平台技术和大型风电技术的新型风力发电形式,近年来得到了学术界和产业界的高度重视。由于海洋环境的随机性和系统自身结构的复杂性,FWT塔筒的振动特性极其复杂,成为威胁FWT长期安全稳定服役的潜在风险。为充分认识复杂多源环境激励下FWT塔筒的动力学响应特性,设计制作了高保真一体化浮式风机缩尺样机,开展了系统的FWT缩比模型风-浪-流一体化水池试验。通过分析塔筒顶部加速度、塔顶/塔底载荷响应,发现塔筒振动主要由低频风激响应、波频响应、塔筒固有振动、高频振动四部分构成。其中,低频和波频响应由浮体引发,并从下往上传递;高频振动由风轮旋转和传动系统振动导致,并从上往下传递,双振源激励通过塔筒彼此耦合。塔筒作为连接浮体和机舱的重要中间结构,可基于两振源的振动特性,优化设计塔筒结构及其力学属性,将上下两振源互相隔绝,实现浮式风机塔筒的减振降载,提升其安全性和可靠性。

关键词：浮式风机塔筒振动缩比模型模型试验

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变分模态分解与极限梯度提升树融合的高速轴向柱塞泵空化等级识别

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液压与气动 2021年第5期45卷 62-67页

作者：王立尧王远航孟苓辉李小兵潮群陶建峰刘成良上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 工业和信息化部电子第五研究所广东广州510610 广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室广东广州510610

针对高速轴向柱塞泵在不同空化程度下故障特征不明显导致识别准确率低的问题,提出了一种变分模态分解和极限梯度提升树融合的识别方法。在不同空化等级下进行高速轴向柱塞泵空化试验,采集壳体的振动加速度信号,对信号采用变分模态分解... 详细信息

针对高速轴向柱塞泵在不同空化程度下故障特征不明显导致识别准确率低的问题,提出了一种变分模态分解和极限梯度提升树融合的识别方法。在不同空化等级下进行高速轴向柱塞泵空化试验,采集壳体的振动加速度信号,对信号采用变分模态分解方法并从中提取故障特征以构造特征数据集,最后利用极限梯度提升树进行空化等级的识别。为证明所提方法的抗噪性能,在测试集中加入了随机高斯白噪声。结果表明,加入不同信噪比的噪声后,该识别模型仍能准确地识别出高速轴向柱塞泵的空化等级。

关键词：高速轴向柱塞泵空化等级识别变分模态分解极限梯度提升树

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基于固有应变的船板激光热成形研究

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应用激光 2020年第1期40卷 67-72页

作者：唐鹏翔沈洪上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 机械系统与振动国家重点实验室上海200240

激光热成形作为船体外板曲面成形的新工艺,具有良好的加工柔性,且能够实现对加工参数的精确控制,是实现曲面成形工艺的最佳选择。传统的热弹塑性有限元方法对大尺度板材计算需要大量的时间,本文通过热弹塑性有限元法,获取加工塑性应变分... 详细信息

激光热成形作为船体外板曲面成形的新工艺,具有良好的加工柔性,且能够实现对加工参数的精确控制,是实现曲面成形工艺的最佳选择。传统的热弹塑性有限元方法对大尺度板材计算需要大量的时间,本文通过热弹塑性有限元法,获取加工塑性应变分布,确定固有应变等效方法,提出小尺度-大尺度板固有应变映射法。基于激光加工实验平台,进行激光热成形实验,结合变形测量,该方法与实验结果间的平均相对误差为5.27%,验证了该方法的有效性;相比热弹塑性有限元仿真,该方法节约了147倍的计算时间。

关键词：激光热成形大尺度板材变形预测固有应变法

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基于复数神经网络的双视角视觉转角测量方法

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电子测量技术 2024年第18期47卷 9-14页

作者：俞翔栋于文峰柯瑞庭陈洪宇陶建峰中国船舶集团有限公司第七一一研究所动力装置事业部上海201108 上海交通大学机械与动力工程学院上海201108 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海201108

为改善单视觉的转角测量方法容易受到环境或系统随机干扰的不稳定性,提出了一种基于复数神经网络的双视角视觉转角测量方法。人为进行特征提取,并评估其与角度的相关性和单调性来进行特征筛选。为解决0°和360°标签数值差距大... 详细信息

为改善单视觉的转角测量方法容易受到环境或系统随机干扰的不稳定性,提出了一种基于复数神经网络的双视角视觉转角测量方法。人为进行特征提取,并评估其与角度的相关性和单调性来进行特征筛选。为解决0°和360°标签数值差距大对训练结果的影响,将角度用欧拉公式表示,并构建复数输入,复数输出的复数神经网络来进行转角计算。实验结果显示,这种测量方法在测量准度上有显著提升,相比基于深度神经网络的单视角方法,其平均误差降低0.322°,均方根误差降低0.64°,在不同环境测试集上保持高效性能。该模型在保持传统数学模型的约束和稳定性的前提下,充分利用了双视角对于环境干扰的鲁棒性,结合复数神经网络对于角度标签的强大拟合能力,提高了径向视觉角度测量的准确性和稳定性。

关键词：双视角转角测量机器视觉复数神经网络混合模型

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融合机器视觉和CAN总线的玉米种粒分类器设计与试验

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中国农机化学报 2020年第8期41卷 81-89,120页

作者：孙进张洋王宁张道周丁煜习俊通扬州大学机械工程学院江苏扬州225127 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海市200240

为研究动态检测装置中玉米种粒的实时分级,设计融合机器视觉和CAN总线的玉米种粒在线分类器。在传统的小型生物质种粒检测系统中,针对传感器在获取种粒通过信号时有遗漏的问题,研发了一套融合机器视觉和CAN总线的红外传感器机构,用于动... 详细信息

为研究动态检测装置中玉米种粒的实时分级,设计融合机器视觉和CAN总线的玉米种粒在线分类器。在传统的小型生物质种粒检测系统中,针对传感器在获取种粒通过信号时有遗漏的问题,研发了一套融合机器视觉和CAN总线的红外传感器机构,用于动态玉米种粒的实时拍摄。红外传感器机构采用触发抓拍的方式,通过CAN总线传送传感器信号,使信号准确的传输到计算机,从而控制相机实时获取图片。为提高种粒分级能力,提出了基于数量级的形状复杂度计算公式,计算标准与破损种粒的面积、周长、复杂度与色度四种特征参数并建立种粒特征参数合格区间,构建基于复合几何特征与色度的玉米种粒形态分级算法。实验选用扬农15-1与扬农15-6玉米种粒进行验证,结果表明:在传送带速度为100~400 mm/s之间时,此红外传感器机构的采集成功率在100%,拍摄图片清晰,扬农15-1号与扬农15-6号标准玉米、破损玉米的识别准确率分别为93%、95%、95%和94%。

关键词：玉米分类器机器视觉 CAN总线

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星载制冷机隔振装置的设计与实验研究

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噪声与振动控制 2021年第1期41卷 194-198,219页

作者：王嘉登许银生刘雪瑞杨宝玉黄修长刘兴天上海卫星工程研究所空间机热一体化技术实验室上海201109 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

制冷机广泛应用于空间红外遥感探测器中,其主要运动部件压缩机在工作过程中产生的微振动,是影响探测器正常工作的主要振源之一。基于松弛型阻尼器,设计制冷机多自由度隔振装置。对隔振装置的隔振性能进行仿真分析,同时,搭建隔振装置实... 详细信息

制冷机广泛应用于空间红外遥感探测器中,其主要运动部件压缩机在工作过程中产生的微振动,是影响探测器正常工作的主要振源之一。基于松弛型阻尼器,设计制冷机多自由度隔振装置。对隔振装置的隔振性能进行仿真分析,同时,搭建隔振装置实验平台,完成隔振性能的实验研究。结果表明,设计的隔振装置在制冷机工频处的隔振效率达到94%以上,可以有效隔离制冷机在轨运行期间产生的微振动。同时,隔振系统的共振放大倍数小于7倍。研究结果对星载制冷机隔振装置的设计和工程应用具有参考意义。

关键词：振动与波微振动松弛型阻尼星载制冷机隔振器传递率

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一种数据驱动的启发式熔融石英皮秒激光去除模型

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电加工与模具 2022年第4期 45-52页

作者：王晗沈洪中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为探究不同加工参数下熔融石英的皮秒激光扫描去除表面创成机理,采用了一种基于启发式规则的熔融石英皮秒激光扫描去除模型,综合考虑激光能流密度分布、激光-材料相互作用及孵化效应等因素,通过遗传算法训练确定了模型中的待定参数与映... 详细信息

为探究不同加工参数下熔融石英的皮秒激光扫描去除表面创成机理,采用了一种基于启发式规则的熔融石英皮秒激光扫描去除模型,综合考虑激光能流密度分布、激光-材料相互作用及孵化效应等因素,通过遗传算法训练确定了模型中的待定参数与映射关系。基于该模型,对熔融石英皮秒激光去除过程进行数值重建,给出了加工去除过程中截面轮廓侧壁倾斜与底边收窄现象的半定量解释。最后,该模型还被用于具有特定截面形态微槽结构的加工流程规划,其预测效力得到了实验验证。

关键词：皮秒激光微流道遗传算法表面创成机理

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动力吸振器在花键连接转子系统振动抑制中的应用

动力吸振器在花键连接转子系统振动抑制中的应用

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：马新星张振果华宏星上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海交通大学振动冲击噪声研究所

针对某花键连接超临界转子通过临界转速时振动过大问题,分别采用双重线性调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)或双重立方刚度非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)对原系统前2阶共振峰进行振动控制。首先利用有限元法建立了花键... 详细信息

针对某花键连接超临界转子通过临界转速时振动过大问题,分别采用双重线性调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)或双重立方刚度非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)对原系统前2阶共振峰进行振动控制。首先利用有限元法建立了花键转子-动力吸振器耦合系统动力学模型,然后通过谐波平衡法求解耦合系统稳态升速幅频响应,对比分析了TMD质量比、阻尼、安装位置及NES立方刚度、阻尼对原系统振动抑制效果,给出了参数影响规律,最后得出优化参数的转子幅频响应曲线。结果表明,在给定参数下,双重TMD或者双重NES均能对原系统前两阶共振峰起到良好的振动抑制作用,1阶抑振率可达60%以上,2阶抑振率为30%左右,但是TMD会使轴系原共振峰处产生2个新的共振峰,而立方刚度NES不仅可以避免这样的弊端,还具有更宽的吸振频带。

关键词：转子动力学谐波平衡法非线性能量阱振动抑制

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电磁驱动柔顺微定位平台闭环频域逆迭代学习控制

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光学精密工程 2021年第9期29卷 2149-2157页

作者：张旭赖磊捷李朋志朱利民上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201600 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 格鲁斯特大学计算与工程学院英国切尔滕纳姆G L502RH 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为了克服音圈电机电磁驱动柔顺微定位平台在大行程范围内存在的低阻尼谐振和动力学特性差异等问题,利用综合数据驱动频域逆迭代前馈补偿和含相位超前校正PI反馈控制的复合闭环频域逆迭代学习控制方法对其进行高速高精控制。首先,搭建了... 详细信息

为了克服音圈电机电磁驱动柔顺微定位平台在大行程范围内存在的低阻尼谐振和动力学特性差异等问题,利用综合数据驱动频域逆迭代前馈补偿和含相位超前校正PI反馈控制的复合闭环频域逆迭代学习控制方法对其进行高速高精控制。首先,搭建了音圈电机驱动双平行四边形柔性机构微定位系统,并针对不同工作点位进行了动力学模型辨识。然后,为提高系统相对稳定性,设计了含相位超前校正环节的PI反馈控制器。同时,利用输入输出数据对系统频响函数进行在线逆估计并进行前馈补偿,来进一步消除谐振的影响。最后,利用所提出的控制方法进行了跟踪实验并与其它方法进行了对比。实验结果表明,提出的控制方法对三角波期望轨迹的最大跟踪误差为0.175%,相比于PID控制、相位超前PI控制、传递函数逆模型前馈控制,跟踪均方根误差分别减少了8.75,5.43和2.21倍,能够较好满足大行程微纳米定位跟踪精度高、速度快、抗干扰能力强的要求。

关键词：音圈电机微定位平台柔性机构相位超前频域逆迭代

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模糊先验引导的高效强化学习移动机器人导航

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机械与电子 2021年第8期39卷 72-76页

作者：刘浚嘉付庄谢荣理张俊费健上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学医学院附属瑞金医院上海200025

针对移动机器人仅使用RGB D相机在室内场景下执行坐标点主动视觉导航任务,提出了一种基于模糊先验引导的高效强化学习控制算法,设计了一种先验与强化学习的融合控制方式。结果表明,所提出的融合控制方法能够在确保较好的导航准确率基础... 详细信息

针对移动机器人仅使用RGB D相机在室内场景下执行坐标点主动视觉导航任务,提出了一种基于模糊先验引导的高效强化学习控制算法,设计了一种先验与强化学习的融合控制方式。结果表明,所提出的融合控制方法能够在确保较好的导航准确率基础上,避免训练中无意义的探索并缩短强化学习训练时长,实现强化学习策略的高效学习。

关键词：移动机器人主动视觉导航坐标点导航数据高效强化学习

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