检索结果-内蒙古大学图书馆

上海交通大学学报 2022年第2期56卷 182-190页

作者：刘秀丽徐小力北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

变工况、变载荷设备部件不同故障的特征在信号中所占比例和位置不固定,且包括大量不同场景下的原始振动信号的多尺度复杂性.对此,提出一种基于特征金字塔网络(FPN)的卷积循环神经网络(CRNN)滚动轴承故障诊断方法.利用卷积神经网络(CNN)... 详细信息

变工况、变载荷设备部件不同故障的特征在信号中所占比例和位置不固定,且包括大量不同场景下的原始振动信号的多尺度复杂性.对此,提出一种基于特征金字塔网络(FPN)的卷积循环神经网络(CRNN)滚动轴承故障诊断方法.利用卷积神经网络(CNN)框架,并联CNN的卷积层和循环神经网络(RNN)中的长短时记忆(LSTM)层,形成新的CRNN,以充分利用CNN对空间域信息和RNN对时域信息的学习能力;在每一层中权值共享,减少网络参数;利用FPN构建全新特征图,输入一维信号和堆叠后形成的二维信号,对传感器采集的信号进行特征提取,实现故障诊断.利用行星齿轮箱进行故障试验,并进行5折交叉验证,该方法的诊断准确率平均值为99.20%,比基本神经网络模型至少高3.62%,表明该方法诊断精度高、鲁棒性强;利用凯斯西储大学轴承数据集进行验证,证明该方法具有良好的泛用性;利用t-SNE方法对模型的特征学习效果进行可视化分析,结果表明不同故障类别特征具有良好的聚类效果.

关键词：卷积循环神经网络特征金字塔故障诊断特征可视化

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基于HHO-MLP神经网络的变工况下齿轮箱故障诊断方法研究

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制造技术与机床 2025年第5期 29-35页

作者：蒋章雷郑威门大超刘秀丽查振栋李子涵北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对变工况下齿轮箱故障信号复杂多变导致故障诊断困难的问题,提出了一种基于哈里斯鹰优化器(Harris hawk optimizer,HHO)优化多层感知机(multi-layer perception,MLP)神经网络的故障诊断方法。首先,采用均方根-均值(root mean square-m... 详细信息

针对变工况下齿轮箱故障信号复杂多变导致故障诊断困难的问题,提出了一种基于哈里斯鹰优化器(Harris hawk optimizer,HHO)优化多层感知机(multi-layer perception,MLP)神经网络的故障诊断方法。首先,采用均方根-均值(root mean square-mean,RMS-MEAN)方法对齿轮箱故障振动信号进行预处理,以降低随机变工况对不同振动信号的影响;其次,引入变工况修正因子k,利用HHO对MLP的超参数进行自动优化,增强振动信号中的周期性特征,构造变工况下最优的MLP网络结构;最后,将特征增强数据输入HHO-MLP中进行故障诊断。通过MCC5-THU齿轮箱故障数据集验证,该方法在变工况下对齿轮箱故障的诊断性能显著优于其他模型,故障分类的准确率可达97.5%,这说明了其在变工况下的有效性。

关键词：齿轮箱变工况哈里斯鹰优化器多层感知机故障诊断

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基于稀疏直接法的特征增强视觉SLAM算法

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仪器仪表学报 2023年第6期44卷 205-212页

作者：叶俊强尤睿于明鑫祝连庆于世洁北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学智能微系统实验室北京100192

针对基于特征点的视觉同步定位与建图(SLAM)算法在低纹理环境下特征提取能力弱、定位精度降低和鲁棒性差的问题,本文提出了一种基于稀疏直接法的特征增强视觉SLAM算法。首先对图像序列进行预处理,提高算法的特征提取能力;然后融合基于... 详细信息

针对基于特征点的视觉同步定位与建图(SLAM)算法在低纹理环境下特征提取能力弱、定位精度降低和鲁棒性差的问题,本文提出了一种基于稀疏直接法的特征增强视觉SLAM算法。首先对图像序列进行预处理,提高算法的特征提取能力;然后融合基于图优化的稀疏直接法和特征点法求解位姿,在保证算法定位精度的前提下,提高算法的运行效率和鲁棒性。由TUM数据集的实验结果表明,本文提出的算法定位精度优于当前SLAM算法,在TUM数据集中纹理稀疏的场景下,该算法提取的特征点数目是ORB-SLAM2算法的9.6倍,平均每帧跟踪耗时减少了58%。

关键词：稀疏直接法图优化特征增强视觉SLAM

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基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化

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中国机械工程 2024年第4期35卷 614-623,635页

作者：胡福清孙江宏孙英杰孙雨彤马超周福强北京信息科技大学机电工程学院北京100192 清华大学机械电子工程研究所北京100084 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对现有糕点切片机切片效率和质量低下的问题,进行基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化。首先对切片机构型设计及椭圆导轨长短径比和转速进行计算,然后进行运动学和静力学分析,接着分别在不同长短径比和转速动力学仿... 详细信息

针对现有糕点切片机切片效率和质量低下的问题,进行基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化。首先对切片机构型设计及椭圆导轨长短径比和转速进行计算,然后进行运动学和静力学分析,接着分别在不同长短径比和转速动力学仿真分析基础上,构建切刀的加速度均值和均方根值三次多项式拟合方程作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行长短径多目标参数优化及转速择优,最后搭建样机完成不同转速对比实验及玉米饼切片性能测试。结果表明,最优长短径和转速分别为190 mm、120 mm和20 r/min,优化后切刀效率提高75%,切刀进刀加速度的最大和平均误差分别减小26%和49%,退刀加速度的最大和平均误差分别减小60%和63%,玉米饼切面整齐美观,验证了设计的可行性。

关键词：切片机新型旋转-直线往复机构运动学分析多目标优化

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基于双金属结构的光纤光栅温度不敏感滤波器

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红外与激光工程 2023年第3期52卷 314-321页

作者：廖晶晶祝连庆宋言明辛璟焘吕峥北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

为提高光纤陀螺宽谱光源的平均波长稳定性,提出了一种用60μm超短光纤光栅制作带宽11.77 nm温度不敏感滤波器的方法。利用金属材料的热膨胀系数差,设计了双金属温度补偿结构,能够随温度的升高/降低对光纤光栅压缩/拉伸,有效地补偿光纤... 详细信息

为提高光纤陀螺宽谱光源的平均波长稳定性,提出了一种用60μm超短光纤光栅制作带宽11.77 nm温度不敏感滤波器的方法。利用金属材料的热膨胀系数差,设计了双金属温度补偿结构,能够随温度的升高/降低对光纤光栅压缩/拉伸,有效地补偿光纤光栅由热光效应引起的波长变化。在30~60℃的温度范围内,光纤光栅的温度灵敏度系数为0.15 pm/℃,较未补偿前降低了60倍以上。该结构具有较好的温度不敏感性,可作为光源滤波器提高光源的平均波长稳定性并有望用于高精度光纤陀螺。

关键词：光纤陀螺光源光纤光栅滤波器双金属结构温度补偿

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特种芯光纤光镊技术研究进展

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中国光学（中英文） 2023年第6期16卷 1293-1304页

作者：李红朱应鑫周雅妮王海波董明利祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输... 详细信息

光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输运等功能,可以显著提升微粒的三维捕获能力以及动态操纵水平。本文综述了不同纤芯结构光纤光镊的结构特点与应用技术研究进展,对特种芯光纤光镊系统中探针制备、激光光源、耦合方式等关键技术进行了梳理和对比,总结与展望了不同结构特种芯光纤在光纤光镊中的作用与发展。

关键词：光纤光镊特种光纤微粒操纵微流控

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脊柱侧弯生长棒磁控驱动器的有限元仿真和参数优化设计

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清华大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李玉梅卢鼎陈韵之许延杰彭泰然傅刚聂振国北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室清华大学机械工程系清华大学摩擦学国家重点实验室北京积水潭医院

脊柱侧弯生长棒在早发性脊柱侧弯治疗临床表现上依然存在牵伸力不足的问题,需要优化转子的最大扭矩并确定转子的连续转动域。利用Ansys Maxwell模块建立圆周分布驱动永磁体转子有限元动磁场仿真模型,研究了驱动永磁体与转子间夹角、极... 详细信息

脊柱侧弯生长棒在早发性脊柱侧弯治疗临床表现上依然存在牵伸力不足的问题,需要优化转子的最大扭矩并确定转子的连续转动域。利用Ansys Maxwell模块建立圆周分布驱动永磁体转子有限元动磁场仿真模型,研究了驱动永磁体与转子间夹角、极对数、转子外径、驱动永磁体转速对转子最大扭矩的影响,并确定了优化后转子的连续转动域。结果表明,当驱动永磁体与转子间夹角取120°、极对数为1、转子外径为8 mm时,转子的最大扭矩值最大,能够连续转动的分布空间大,而驱动永磁体转速对转子的最大扭矩值无影响。经过仿真优化分析,转子最大扭矩优化后比优化前提升了201%,且优化后转子能够连续转动的分布空间更大。为验证仿真结果,搭建了转子扭矩测量装置,实验得到,优化前后转子最大扭矩值分别为30和90 N·mm,相对误差分别为8.7%和9.06%,且永磁体均可稳定旋转。为检验磁控驱动器的性能及测试生长棒的最大牵伸力,搭建了生长棒实验装置,实验结果表明,生长棒最大牵伸力可达到413 N,比磁扩张控制(magnetic expansion control, MAGEC)系统生长棒的最大牵伸力208 N提高了近1倍。

关键词：脊柱侧弯有限元仿真电磁驱动转子扭矩

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高梯度静磁场的多通道磨粒检测传感技术研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第6期50卷 90-98页

作者：王立勇王文平贾然陈涛孙光新北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京机械设备研究所总装调试室北京100854

针对机械设备磨损在线检测系统存在的大流量和高灵敏度难以同时满足的问题,提出了基于对向布置环形磁铁的多通道磨粒在线检测传感器结构.通过建立传感器磁特性及铁磁性磨粒磁化的数学模型,推导得到了磨粒通过传感器时磁场扰动的解析解;... 详细信息

针对机械设备磨损在线检测系统存在的大流量和高灵敏度难以同时满足的问题,提出了基于对向布置环形磁铁的多通道磨粒在线检测传感器结构.通过建立传感器磁特性及铁磁性磨粒磁化的数学模型,推导得到了磨粒通过传感器时磁场扰动的解析解;进而采用仿真与实验的方法验证了传感器结构参数对传感器性能的影响规律.研究表明,铁磁性球体磨粒通过传感器时,其内部磁感应强度约为背景磁感应强度的3倍,且传感器感应线圈布置于磁铁外边缘比布置于磁铁内边缘时的检测灵敏度高约10.1%;同时,随着磁铁外径及两磁铁轴向间距的增加,传感器输出感应电压呈现先增加后下降的趋势.采用优化后结构参数的传感器可实现直径80μm铁磁性磨粒的有效检测.

关键词：传感器磨粒检测高梯度静磁场多通道

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相对转速对湿式多片离合器磨合过程摩擦磨损特性的影响

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摩擦学学报 2023年第3期43卷 325-336页

作者：王茜马彪于亮王立勇李慧珠陈小波北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

湿式多片离合器摩擦元件磨合过程对其使用寿命和工作品质有重要影响.以铜基粉末冶金摩擦片和30CrMnSiA对偶片为研究对象,针对实车转速工况,使用SAE#2试验台进行湿式离合器循环接合试验.从全局摩擦特性和瞬时摩擦波动性两方面对磨合过程... 详细信息

湿式多片离合器摩擦元件磨合过程对其使用寿命和工作品质有重要影响.以铜基粉末冶金摩擦片和30CrMnSiA对偶片为研究对象,针对实车转速工况,使用SAE#2试验台进行湿式离合器循环接合试验.从全局摩擦特性和瞬时摩擦波动性两方面对磨合过程进行研究,应用金相显微镜得到磨合前后摩擦表面微观形貌特征和磨损机理.结果表明:转速的增加降低了磨合初期平均摩擦系数的下降速率及其随后的波动幅度;平均摩擦系数在低转速工况下呈现下降趋势,而高转速工况下呈现上升趋势.虽然提高转速可获得平滑的摩擦表面,并降低瞬时摩擦波动幅度,然而转速过高时,摩擦界面较大温升会使其发生热塑性变形,从而使瞬时摩擦波动越来越剧烈.低转速工况下,摩擦表面微凸体在界面匹配阶段发生严重剪切断裂,而后主要为塑性变形;高转速工况下,微凸体发生渐进式剪切同时伴随弹塑性变形.

关键词：湿式多片离合器磨合过程相对转速摩擦转矩磨损机理

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面向光轴指向测量系统的光斑质心高精度实时解算方法

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仪器仪表学报 2024年第6期45卷 266-273页

作者：马浚轩李红张旭朱云鸿祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

针对遥感卫星相机光轴指向测量系统的CMOS图像传感器易受空间环境影响,导致图像缺陷,进而影响光斑质心解算精度的问题,本文提出了一种高精度的光斑质心实时解算方法。仿真分析结果表明该方法能够准确地追踪图像中光斑位置的变化,从而验... 详细信息

针对遥感卫星相机光轴指向测量系统的CMOS图像传感器易受空间环境影响,导致图像缺陷,进而影响光斑质心解算精度的问题,本文提出了一种高精度的光斑质心实时解算方法。仿真分析结果表明该方法能够准确地追踪图像中光斑位置的变化,从而验证了其分步解算策略的可行性。分别采用分步法、OTSU质心法和高斯拟合法对测量系统所采集的图像进行光斑质心的实时解算。实验结果显示,分步法的实时性好,光斑识别成功率最高,质心解算平均偏差和标准差最小,分别为0.026和0.029 pixels。该方法可以为光轴指向测量系统提供可靠的数据支撑。

关键词：夹角测量系统模板匹配实时处理 FPGA

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