检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第3期61卷 130-141页

作者：黄思翰陈建鹏徐哲阎艳王国新北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学工业知识与数据融合应用工信部重点实验室北京100081

工业4.0阶段,人工智能、大数据、物联网等新兴技术层出不穷,加速推动制造业转型升级,在这个过程中,各类机器人扮演着越来越重要的角色,也为智能制造高质量发展夯实了基础。随着工业5.0的提出,以人为中心的理念逐渐深入人心,催生了人本... 详细信息

工业4.0阶段,人工智能、大数据、物联网等新兴技术层出不穷,加速推动制造业转型升级,在这个过程中,各类机器人扮演着越来越重要的角色,也为智能制造高质量发展夯实了基础。随着工业5.0的提出,以人为中心的理念逐渐深入人心,催生了人本智造这一新兴领域。人与机器人在智能制造系统中的界限变得越来越不明显,人与机器人自主协同作业研究成为了热点。因此,提出基于大语言模型和机器视觉的智能制造系统人机自主协同作业方法,借助机器视觉和大语言模型的优势提高智能制造系统中人机协同作业的智能化水平。首先,融合机器视觉和深度学习对智能制造系统中人机协同作业过程进行动态精准感知,通过融合YOLO算法和迁移学习来识别作业状态,利用长短期记忆网络和注意力机制准确追踪操作工动作。然后,面向人机协同作业对大语言模型进行微调,建立基于微调大模型的人机协同作业决策框架,为提供机器人自主配合操作工完成动态作业的任务指令,形成人机自主协同作业闭环。最后,通过一个减速器装配案例验证了该方法的有效性。

关键词：工业5.0 人本智造智能制造系统大语言模型机器视觉人机自主协同作业深度学习

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基于视觉相机和激光雷达融合的无人车障碍物检测与跟踪研究

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机械工程学报 2025年第2期61卷 296-309,320页

作者：魏超吴西涛朱耿霆舒用杰李路兴随淑鑫北京理工大学坦克传动国防科技重点实验室北京100081 北京理工大学前沿技术研究院北京100081

为提高无人车障碍物检测跟踪的精度和稳定性,首先针对YOLO v5(You only look once version 5,YOLO v5)网络存在的语义信息和候选框信息丢失的问题,引入深度可分离空洞空间金字塔结构与目标框加权融合算法完成对网络的优化;其次针对单阶... 详细信息

为提高无人车障碍物检测跟踪的精度和稳定性,首先针对YOLO v5(You only look once version 5,YOLO v5)网络存在的语义信息和候选框信息丢失的问题,引入深度可分离空洞空间金字塔结构与目标框加权融合算法完成对网络的优化;其次针对单阶段障碍物点云聚类精度低的问题,设计一种考虑点云距离与外轮廓连续性的两阶段障碍物点云聚类方法并完成三维包围盒的建立;最后将注意力机制引入MobileNet使网络更加聚焦于目标对象特有的视觉特征,并综合利用视觉特征和三维点云信息共同构建关联性度量指标,提高匹配精度。利用KITTI数据集对构建的障碍物目标检测、跟踪与测速算法进行仿真测试,并搭建实车平台进行真实环境试验,验证所提算法的有效性和真实环境可迁移性。

关键词：视觉相机激光雷达目标检测多目标跟踪无人车

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新型耦合式双电机轮毂驱动系统方案设计

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汽车工程 2025年第3期47卷 499-507页

作者：李学良刘厚德刘鑫磊杨树军吴维燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066004 燕山大学特种运载装备河北省重点实验室秦皇岛066004 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为解决单级减速轮毂驱动系统无法满足特种车辆性能指标,而二级减速须额外增加操纵机构的问题,本文以低速时转矩耦合模式、中高速时转速耦合模式,且自主模式切换为功能需求,提出了一种由双电机、行星齿轮机构以及单向离合器构成的新型耦... 详细信息

为解决单级减速轮毂驱动系统无法满足特种车辆性能指标,而二级减速须额外增加操纵机构的问题,本文以低速时转矩耦合模式、中高速时转速耦合模式,且自主模式切换为功能需求,提出了一种由双电机、行星齿轮机构以及单向离合器构成的新型耦合式双电机轮毂驱动系统方案,以最大功率利用率为目标进行了参数匹配;制定了模式自主切换控制策略,在相同的仿真初始条件下,相比于单电机两挡轮毂驱动系统,模式切换过程中耦合式双电机轮毂驱动系统最大车速波动减小了81.25%,最大加速度偏差减少了81.58%;制定了瞬时最优控制策略,在同一循环工况下,相比于单电机两挡轮毂驱动系统,耦合式双电机轮毂驱动系统减少了21.42%的耗电量。并利用原理样机进行了试验,进一步验证了新型耦合式双电机轮毂驱动系统构型方案的功能和可行性。

关键词：轮毂驱动耦合式双电机行星齿轮模式自主切换

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热化学循环耦合化学链循环除氧的多能联产系统

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工程热物理学报 2025年第3期46卷 730-736页

作者：陈靖孔慧郭永鹏北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清华大学电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

随着对气候变化问题担忧的加剧,如何减少燃料生产过程中碳排放的问题亟待解决。本文提出了热化学循环耦合化学链循环除氧的多能联产系统,系统利用化学链循环吸收热化学循环产生的氧气以提高载氧体的还原程度,并通过冷热电联产系统,梯级... 详细信息

随着对气候变化问题担忧的加剧,如何减少燃料生产过程中碳排放的问题亟待解决。本文提出了热化学循环耦合化学链循环除氧的多能联产系统,系统利用化学链循环吸收热化学循环产生的氧气以提高载氧体的还原程度,并通过冷热电联产系统,梯级利用化学链循环产生的高温热能,输出电能、冷能和低品位热能。计算结果显示,NiO/Ni较为适合用做化学链循环载氧体。当化学链循环压比为5,热化学循环还原温度为1500℃时,系统的太阳能利用效率和㶲效率分别达到28.5%和23.5%,还原温度升高至1600℃时,太阳能利用效率和㶲效率分别升高至32.2%和25.5%。利用多能联产系统供能能够节约57.4%的甲烷,从而减少二氧化碳排放。理论计算表明,假设完全依靠多能联产系统供能,满足北京和上海居民年生活能源消耗人均需要12.1 m^(2)和7.3 m^(2)的聚光面积。

关键词：热化学循环能效提升化学链循环冷热电联产

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直线增程系统匹配建模与负荷特性研究

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汽车安全与节能学报 2025年第1期16卷 97-106页

作者：张志远魏铄鉴马煜国冯慧华贾博儒帅石金何洪文北京理工大学机械与车辆学院北京100081 新加坡国立大学设计与工程学院 117575新加坡清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLA... 详细信息

直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLAB/Simulink建立了系统热动力学耦合仿真模型,确定系统负荷极限范围,得到了负荷极限范围内随着负荷的改变系统运行特性和性能特性的变化规律。结果表明:负荷对于系统运行特性有着决定性作用,当负荷从392增大到538N/(m·s^(-1)),系统运行频率从39.6减小到30.6 Hz,运行压缩比从15.0降低到6.0,指示热效率从41.4%降低到31.1%,系统输出功率从9.2 kW降低到5.3 kW,指示燃油消耗率由197.6 g/kWh增大到263.0 g/kWh。

关键词：发动机控制直线增程系统混合动力多燃料发动机负荷特性

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装甲车辆多模态交互和环境负荷对乘员任务绩效的影响

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兵工学报 2025年第4期46卷 342-356页

作者：栾可迪郭保桥魏中亮谷源森王岗亭邓丽莎陈鹏万北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京100081 中国北方车辆研究所北京100072 北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

随着信息技术的进步,装甲车辆的人机交互方式不断更新,为探究新型多模态交互下乘员的任务绩效,指导未来装甲车辆多模态操作、告警方式的设计,建立一套可集成多模态交互、可调节环境负荷大小的新型人机交互实验系统。基于该系统,招募20... 详细信息

随着信息技术的进步,装甲车辆的人机交互方式不断更新,为探究新型多模态交互下乘员的任务绩效,指导未来装甲车辆多模态操作、告警方式的设计,建立一套可集成多模态交互、可调节环境负荷大小的新型人机交互实验系统。基于该系统,招募20名成年男性开展了操作(输入)方式、告警(输出)方式和环境负荷水平的三因素工效学实验。在虚拟实验平台中完成不同实验条件下的模拟击打目标实验,分析被试的任务绩效。实验结果表明:相对于在触屏输入或语音输入下,机械输入下乘员的反应时间最短,但乘员操作错误率最高;机械输入和触屏输入下乘员的任务完成时间远优于语音输入;相对于单模态视觉告警,叠加了触觉告警的视觉+触觉(Visual+Tactile,V+T)双模态告警会显著缩短乘员反应时间,而叠加了听觉告警的视觉+听觉(Visual+Auditory,V+A)告警则无明显差异;V+T或V+A双模态告警可以显著缩短乘员任务完成时间;对于环境负荷的影响,低环境负荷下乘员任务绩效明显高于高环境负荷;随着环境负荷的增加,V+T告警中叠加听觉告警会造成告警冗余;该研究可为装甲车辆舱室多模态人机交互设计提供实践依据。

关键词：装甲车辆乘员多模态交互环境负荷任务绩效

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用于核电余热高效回收的梯级相变填充床储热系统优化设计

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西安交通大学学报 2025年第3期59卷 46-56页

作者：李梦杰要可盈李明佳刘占斌西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对铅铋堆核电系统在事故工况下余热管理的难题,提出了一种基于相变填充床储热技术(PLTES)的余热管理方法。通过建立受出口阈值温度约束的PLTES数值模型,分析了不同层级中相变材料(PCM)熔点与填充比例对单级与梯级PLTES系统热性能的影... 详细信息

针对铅铋堆核电系统在事故工况下余热管理的难题,提出了一种基于相变填充床储热技术(PLTES)的余热管理方法。通过建立受出口阈值温度约束的PLTES数值模型,分析了不同层级中相变材料(PCM)熔点与填充比例对单级与梯级PLTES系统热性能的影响规律。研究结果表明,在单级PLTES系统中,无论采用高熔点还是低熔点PCM,均难以充分发掘PCM的显热与潜热潜能,导致系统容量利用率的最高值ηma仅能达到74.17%。相比之下,采用梯级相变的PLTES系统的研究结果表明,通过在系统底层配置熔点低于红外探测阈值温度的PCM,并在顶层使用熔点高于放热出口阈值温度的PCM,可以在确保排放温度与环境温度相近的同时,显著提升系统的储能密度。通过精细调控顶层、中间层、底层PCM的无量纲熔点至0.480、0.260、0.012,并设定填充比例为0.52、0.44、0.04,优化后的梯级PLTES系统实现了高达97.9%的PCM固液相变参与率,并使得ηma达到了87.22%。该研究为相变填充床储热在核电余热高效回收领域的应用提供了参考。

关键词：填充床储热铅铋堆核电系统余热管理梯级相变容量利用率

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面向高可信机械故障诊断的多模态数据插补与融合方法

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振动工程学报 2025年

作者：张洁孔运黄国昱陈科董明明刘辉褚福磊北京理工大学机械与车辆学院北京理工大学唐山研究院重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室内蒙古第一机械集团股份有限公司清华大学机械工程系

鉴于复杂服役工况下易出现传感器数据采集异常或数据传输错误等问题，设备监测数据往往包含缺失值，致使传感器数据低可信条件下的可信机械故障诊断极具挑战。因此，本文提出了一种面向高可信机械故障诊断的新型多模态数据插补与融合方... 详细信息

鉴于复杂服役工况下易出现传感器数据采集异常或数据传输错误等问题，设备监测数据往往包含缺失值，致使传感器数据低可信条件下的可信机械故障诊断极具挑战。因此，本文提出了一种面向高可信机械故障诊断的新型多模态数据插补与融合方法。提出了一种基于L2正则化函数和时空特征提取模块的生成对抗插补网络(L2 regularized-temporal spatial generative adversarial imputation network, L2-TSGAIN)，从时间和空间角度全面提取数据的特征，实现对传感器异常数据的高质量插补；设计了一种多输入单输出的自编码器(multiple-input single-output auto encoder, MISO-AE)，以提取不同模态插补数据的通用表示并进行特征融合；将不同故障类型的多模态融合数据输入卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)，以实现智能故障诊断。所提方法在行星传动系统实验台上进行了试验验证，结果表明：所提L2-TSGAIN方法生成的插补数据的定量指标MAE、MSE、RMSE分别为0.0257、0.0107、0.1031，验证了所提方法实现高质量多模态数据插补的可行性。对比实验结果表明，所提方法在行星传动系统故障诊断任务上取得了最高的准确率99.68%，验证了所提方法的优异诊断性能。

关键词：生成对抗插补网络数据插补数据融合故障诊断

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极寒条件下重型柴油机润滑油箱加热管路传热性能试验研究

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工程设计学报 2025年第1期32卷 121-131页

作者：乔增鑫孙晓霞沈丽丽郑思宇魏名山北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国北方车辆研究所北京100072 先进越野系统技术全国重点实验室北京100072 中国矿业大学(北京)机电工程学院北京100083

为了探究极寒条件下某款重型柴油机润滑油箱加热管路在预热阶段的传热性能,搭建了润滑油箱加热管路传热性能试验平台。研究了在润滑油预热过程中油箱内润滑油的温度变化规律,并调整冷却液进口温度、体积流量和润滑油初始温度等工况参数... 详细信息

为了探究极寒条件下某款重型柴油机润滑油箱加热管路在预热阶段的传热性能,搭建了润滑油箱加热管路传热性能试验平台。研究了在润滑油预热过程中油箱内润滑油的温度变化规律,并调整冷却液进口温度、体积流量和润滑油初始温度等工况参数,分析不同工况对润滑油温度变化的影响。试验结果表明:当润滑油初始温度为-50℃时,其高黏度特性使得在预热过程中油箱内的温度分布十分不均匀,只有较少测温点的温度上升明显;提高冷却液进口温度和体积流量都会增大平均换热功率,特别是冷却液进口温度的提高对增大平均换热功率具有更加显著的作用;提高润滑油初始温度分别至-40、-30、-20℃,则平均换热功率呈先增大后减小的趋势,当润滑油初始温度为-40℃时,平均换热功率最大。研究结果为优化润滑油预热策略、改进润滑油箱加热管路的结构提供了参考。

关键词：极寒条件冷起动润滑油预热黏度

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两反式光学系统光机集成仿真与成像质量预测代理模型构建

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兵工学报 2025年第3期46卷 274-288页

作者：薛奋琪巩浩刘检华朱荣全谢惟楚雷静婷北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学唐山研究院河北唐山063015 河北省智能装配与检测技术重点实验室河北唐山063015 北京遥感设备研究所北京100854

两反式光学系统广泛应用于空间遥感、探测制导等领域,装配是影响光学系统成像质量的关键环节,当前各种装配误差与光学系统成像质量之间的关联关系缺少系统研究,无法为光学系统实时装调提供支撑。提出两反光学系统装配与成像的联合仿真... 详细信息

两反式光学系统广泛应用于空间遥感、探测制导等领域,装配是影响光学系统成像质量的关键环节,当前各种装配误差与光学系统成像质量之间的关联关系缺少系统研究,无法为光学系统实时装调提供支撑。提出两反光学系统装配与成像的联合仿真方法。采用有限元仿真方法获得镜面面形误差,利用Zernike多项式对其进行精确拟合,通过光学产品设计与分析软件对包含Zernike多项式的镜面变形误差和装配位姿偏差进行光路成像仿真,以能量集中度作为成像质量定量评价指标,获得不同装配误差条件下的光学系统成像质量数据。建立包含局部和全局混合核函数的支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)代理模型,对装配误差和成像质量之间的关联关系进行精确拟合。研究结果表明:与单一核函数/无核函数的SVR模型相比,所建立的混合核函数SVR代理模型具有最小的成像质量预测误差(平均预测误差仅有6.51%);所提装配与成像联合仿真方法和混合核函数SVR代理模型,能够为不同装配误差条件下的光学系统实时装调提供辅助支撑。

关键词：光学系统装配误差能量集中度支持向量回归代理模型混合核函数

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