检索结果-内蒙古大学图书馆

现代制造工程 2025年第2期 130-137页

作者：李良辉李乐王茜张喜明北京信息科技大学机电工程学院北京100192 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 中国北方车辆研究所北京100072

针对有限元法计算永磁同步电机损耗的实时性问题,提出了一种采用蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer,DBO)算法优化BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型。以一台额定功率为40 kW的车用永磁同步电机为研究对象,首先,在有限元分析软件Maxwel... 详细信息

针对有限元法计算永磁同步电机损耗的实时性问题,提出了一种采用蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer,DBO)算法优化BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型。以一台额定功率为40 kW的车用永磁同步电机为研究对象,首先,在有限元分析软件Maxwell中建立了电机的电磁场损耗求解模型;其次,通过最佳空间填充试验设计方法,选取了600组控制参数组合(电枢电流、内功率因数角和转速)进行电机损耗求解,得到训练神经网络所需的数据集;最后,利用DBO算法对BP神经网络进行优化,构建了基于DBO-BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型,并与传统的BP神经网络、遗传算法优化的BP神经网络模型的预测效果进行对比。结果表明,DBO-BP神经网络预测模型在预测精度上优于其他2种神经网络模型,预测误差控制在5.86%以内,且计算速度是有限元模型的1267倍,能有效替代耗时较多的有限元模型,提高了损耗预测的实时性和准确性,为电机损耗预测提供了一种有效的方法。

关键词：永磁同步电机损耗预测有限元分析蜣螂优化算法神经网络

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一种合页型纸基微流控芯片用于铅离子的裸眼定量检测

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中国科学：化学 2023年第5期53卷 853-860页

作者：韩文浩李延生高国伟胡敬芳宋钰张学记北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 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 深圳大学生物医学工程学院深圳518060

本文构建了一种结合DNA水凝胶的合页型纸基微流控芯片(HPMC),用于灵敏检测Pb^(2+).该芯片由DNA水凝胶敏感阀门和纸基毛细微通道两部分组成,水凝胶阀门在Pb^(2+)的作用下控制被测液进入毛细微通道的速度,通过肉眼读取被测液在一定时间内... 详细信息

本文构建了一种结合DNA水凝胶的合页型纸基微流控芯片(HPMC),用于灵敏检测Pb^(2+).该芯片由DNA水凝胶敏感阀门和纸基毛细微通道两部分组成,水凝胶阀门在Pb^(2+)的作用下控制被测液进入毛细微通道的速度,通过肉眼读取被测液在一定时间内流过毛细微通道的距离,无需外接设备即可实现Pb^(2+)的定量检测.该HPMC能实现不同浓度(1~500 nmol/L)Pb^(2+)溶液的裸眼定量检测,检测限为0.3 nmol/L.通过对化妆品中Pb^(2+)的定量检测证明了该装置的实用性,为现场检测Pb^(2+)提供了一个快速、便携、灵敏和高选择性的可视化平台.

关键词：铅离子 DNA水凝胶纸基微流控可视化检测

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基于PSO-BP神经网络湿式摩擦元件损伤预测模型

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北京理工大学学报 2022年第12期42卷 1246-1255页

作者：李乐舒越超吴健鹏陈漫王立勇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 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为求解湿式离合器的多影响因素损伤关系,应用多源数据融合方法,构建一种基于PSO-BP神经网络的湿式摩擦元件损伤预测模型.将转速和接合油压作为模型的输入参数,将提取到的摩擦片周向温度梯度、Fe和Cu元素浓度变化率、摩擦片表面粗糙度变... 详细信息

为求解湿式离合器的多影响因素损伤关系,应用多源数据融合方法,构建一种基于PSO-BP神经网络的湿式摩擦元件损伤预测模型.将转速和接合油压作为模型的输入参数,将提取到的摩擦片周向温度梯度、Fe和Cu元素浓度变化率、摩擦片表面粗糙度变化率作为模型输出参数,建立了有限元仿真模型,搭建了湿式离合器摩擦磨损综合试验台,采用控制变量法研究了油压、转速对摩擦元件损伤特征参数的影响.结果表明,输入工况与4类损伤特征参数呈非线性关系,预测值与实测值随工况变化趋势一致,损伤特征参数较油压的变化更为敏感.对比同类模型与试验数据,预测模型具有较高的预测精度,能够有效地对湿式离合器多工况损伤进行预测.

关键词：湿式离合器神经网络损伤预测温度梯度表面粗糙度

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融合A^(*)和DWA算法的移动机器人路径规划方法

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电子测量技术 2024年第4期47卷 95-103页

作者：袁新亚戴娟孙胜强刘经纬北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学自动化学院北京100192

本研究旨在解决自主移动机器人在点到点路径规划中面临的搜索效率低下、易陷入局部最优解以及对未知动静态障碍物处理不够实时的问题。为此,将改进A^(*)算法与改进DWA进行了有效融合。在改进的A^(*)算法中,我们引入了基于障碍率的权重... 详细信息

本研究旨在解决自主移动机器人在点到点路径规划中面临的搜索效率低下、易陷入局部最优解以及对未知动静态障碍物处理不够实时的问题。为此,将改进A^(*)算法与改进DWA进行了有效融合。在改进的A^(*)算法中,我们引入了基于障碍率的权重因子和双向优化策略,以提升搜索效率并生成更加平滑的路径。同时,改进的DWA算法融入了两种新的障碍物评价函数,并通过调整权重系数有效地避免了局部最优解问题。通过将改进的DWA算法与改进的A^(*)算法结合,实现了对未知动静态障碍物的高效实时避障。仿真实验结果显示,提出的改进A算法与传统A算法以及文献[23]的改进算法相比,在四种环境下的表现表明:路径转弯次数分别平均减少了30.14%和18.16%,搜索空间分别减少了35.09%和15.21%,规划时间分别降低了82.36%和38.26%。进一步地,结合改进的DWA算法后,路径规划时间、路径长度和平均运动速度相比融合传统DWA算法和文献[23]的融合算法分别平均减少了37.46%和9.82%,减少了4.59%和3.63%,提高了53.49%和7.09%。

关键词：自主移动机器人改进A^(*)算法改进DWA算法点到点路径规划

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基于双轴地磁航向误差自旋修正的行人自主定位方法

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中国惯性技术学报 2023年第6期31卷 585-592,636页

作者：赵辉苏中刘宁刘福朝李连鹏北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 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 北京信息科技大学自动化学院北京100192

针对行人自主定位的航向误差漂移问题,提出了一种双轴地磁航向误差自旋修正方法。在自主定位前进行原地主动旋转,利用椭圆拟合修正方法得到双轴地磁测量的误差补偿系数,从而实现对外界环境地磁干扰的有效抑制。采用修正后的双轴地磁测... 详细信息

针对行人自主定位的航向误差漂移问题,提出了一种双轴地磁航向误差自旋修正方法。在自主定位前进行原地主动旋转,利用椭圆拟合修正方法得到双轴地磁测量的误差补偿系数,从而实现对外界环境地磁干扰的有效抑制。采用修正后的双轴地磁测量信息直接计算得到航向信息,结合峰值法跨步探测模型和线性步长估计模型,实现对行人的自主定位。为验证算法的有效性和稳定性,在室外环境开展了多组行人自主定位实验。结果表明,在150米的定位实验中,所提算法定位轨迹起点与终点的平均偏差约为总行程的0.95%,与当前五种主流算法对比,具有更好的鲁棒性和定位精度。

关键词：地磁测量航向解算自主定位主动旋转地磁修正

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传感器在脉诊领域的研究与进展

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制造业自动化 2023年第11期45卷 50-56页

作者：任扬帆高国伟北京信息科技大学传感器重点实验室北京100192 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101

随着传感器技术和数字智能化的发展,传感器应用于中医脉诊的领域引起了众多研究者的关注,为中医脉诊开掘了新的研究方向。针对传感器的种类将其分为压力脉搏传感器、光电脉搏传感器、超声波传感器三大类,重点阐述不同类型的传感器如何... 详细信息

随着传感器技术和数字智能化的发展,传感器应用于中医脉诊的领域引起了众多研究者的关注,为中医脉诊开掘了新的研究方向。针对传感器的种类将其分为压力脉搏传感器、光电脉搏传感器、超声波传感器三大类,重点阐述不同类型的传感器如何进行脉搏信号的采集,以及传感器的性能提升和脉诊仪的应用情况,并展望了脉搏传感器在未来的发展及展望。

关键词：触觉传感器脉搏传感器中医脉诊脉诊仪数字化

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油液光谱数据诊断综合传动装置异常磨损定位方法

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1398-1404页

作者：徐峰张倩倩季文龙贾然张鹏郑长松中国人民解放军32184部队北京100072 中国人民解放军32381部队北京100072 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 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

磨损是影响综合传动装置工作可靠性及使用寿命的重要因素之一,当前相关研究中常用的聚类、主成分分析、加权融合等油液光谱数据分析方法,缺乏对特定元素浓度指标异常磨损情况下随时间增长的考虑。为分析综合传动装置不同零部件的磨损状... 详细信息

磨损是影响综合传动装置工作可靠性及使用寿命的重要因素之一,当前相关研究中常用的聚类、主成分分析、加权融合等油液光谱数据分析方法,缺乏对特定元素浓度指标异常磨损情况下随时间增长的考虑。为分析综合传动装置不同零部件的磨损状态,提出一种基于油液光谱数据的零部件异常磨损定位分析方法。针对综合传动装置异常磨损过程中部分元素在特定阶段会出现快速增长的情况,提出基于时间窗相关距离的聚类方法,分离表征不同零部件磨损状态的元素;提出磨损元素的磨损趋势分级方法,以高磨损趋势元素为聚类中心,使聚类结果具备可解释性;通过分级系数确定零部件磨损元素权重,融合各零部件磨损元素,获取不同零部件磨损状态表征;通过异常磨损界限值识别异常磨损,实现零部件异常磨损定位。以综合传动装置润滑油液光谱数据为例,检测判断该装置异常磨损的零部件及时间段。检测结果表明:Fe、Cu、Pb三种元素的磨损趋势分级系数最高,携带大量磨损信息,能够有效表征装置的磨损状态;基于时间窗相关距离的有中心聚类方法,成功将油液光谱数据分为Fe、Cu、Pb三类,可用于有效表征整体、摩擦片、齿轮组的磨损状态;基于分级系数的加权融合方法可以有效对该装置的异常磨损部位和时间周期进行检测和判断,为后续的故障预防和维护提供技术指导。

关键词：机械磨损油液光谱数据磨损趋势分级异常磨损定位

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压电式触觉传感器的优化与应用的研究进展

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微纳电子技术 2023年第2期60卷 165-174页

作者：王俊博高国伟北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 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

对有机、无机压电材料在压电性能和机械性能上的优劣进行了简单阐述。对压电材料的改进与制备工艺进行了评述,包括掺杂钛酸钡纳米粒子的聚偏二氟乙烯纤维的制备方法、含不同体积分数锆钛酸铅的聚二甲基硅氧烷复合薄膜的制备方法、可3D... 详细信息

对有机、无机压电材料在压电性能和机械性能上的优劣进行了简单阐述。对压电材料的改进与制备工艺进行了评述,包括掺杂钛酸钡纳米粒子的聚偏二氟乙烯纤维的制备方法、含不同体积分数锆钛酸铅的聚二甲基硅氧烷复合薄膜的制备方法、可3D打印不进行极化具备一定压电性能的压电传感器系统、通过长丝挤压技术制备液晶聚合物-锆钛酸铅复合材料的制备方法。阐述了通过改进结构和使用复合材料的方式提升压电式触觉传感器性能的发展现状,以及压电触觉传感器在医疗诊断、电子皮肤、人工智能、三维力监测方向上的实际应用,最后对压电式触觉传感器的发展进行了总结与展望。

关键词：压电材料触觉传感器柔性压电效应锆钛酸铅聚偏二氟乙烯

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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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基于改进CNN-LSTM的综合传动装置异常检测方法

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机电工程 2024年第11期41卷 1986-1994页

作者：姚海洋陈涛贾然邢培鑫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

针对履带装甲车辆工作环境恶劣、工况复杂多变,导致综合传动装置数据异常、检测困难等问题,提出了一种基于改进的卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)复合模型的异常检测方法。首先,使用主成分分析法(PCA)和滑动窗口对综合传动监... 详细信息

针对履带装甲车辆工作环境恶劣、工况复杂多变,导致综合传动装置数据异常、检测困难等问题,提出了一种基于改进的卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)复合模型的异常检测方法。首先,使用主成分分析法(PCA)和滑动窗口对综合传动监测数据进行了降维和序列划分,提升了异常检测所用的数据质量;然后,使用改进型CNN-LSTM提取了序列数据中的空间特征,利用全连接层输出了数据类别,该方法将CNN和LSTM并联,并引入了残差连接结构,以提高网络对综合传动数据的学习能力;最后,搭建了综合传动装置的异常检测实验台,布置了多种传感器采集综合传动装置的状态数据,并对改进CNN-LSTM方法的有效性进行了验证。研究结果表明:采用残差连接结构改进的并联型CNN-LSTM复合模型,在综合传动系统漏油实验数据的测试集上的异常检测准确率达到了92.7%,并且其接收者操作特性(ROC)曲线下的面积(AUC)达到了0.982,相比于传统CNN-LSTM提升了0.034。改进CNN-LSTM模型具有较强的鲁棒性和泛化能力,能够为综合传动装置的数据异常检测提供一种较为可行的新方法。

关键词：机械传动装置卷积神经网络长短时记忆网络残差连接主成分分析法接收者操作特性曲线下的面积

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