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面向智能制造的地方本科院校自动化专业课程体系重构——以沧州师范学院机械与电气工程学院为例

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山西青年 2025年第6期 175-177页

作者：王炳章鲁明珠刚建华沧州师范学院机械与电气工程学院

为地方智能制造业培养自动化专业高素质工程人才，以沧州师范学院自动化专业为例，重组了专业课程体系，构建了工程化实践教学体系，改革教学模式，优化人才培养方案，强化了学生工程能力培养，提升了应用型人才培养质量。

关键词：智能制造地方高校自动化专业课程体系

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基于改进多尺度AOD-Net的图像去雾算法

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重庆大学学报 2025年第2期48卷 50-61页

作者：徐玥黄志开王欢曾志超王景玉叶元龙南昌工程学院信息工程学院南昌330000 南昌工程学院机械工程学院南昌330000

针对当前去雾算法效率不高、细节恢复较差等问题,提出一种改进多尺度AOD-Net(all in one dehazing network)的去雾算法。通过增加注意力机制、调整网络结构和改变损失函数这3方面的改进,增强网络的特征提取和恢复能力。模型的第1层增加... 详细信息

针对当前去雾算法效率不高、细节恢复较差等问题,提出一种改进多尺度AOD-Net(all in one dehazing network)的去雾算法。通过增加注意力机制、调整网络结构和改变损失函数这3方面的改进,增强网络的特征提取和恢复能力。模型的第1层增加空间金字塔注意力(spatial pyramid attention,SPA)机制,使网络在特征提取过程中避免冗余信息。将网络改成拉普拉斯金字塔型结构,使模型能够提取不同尺度的特征,保留特征图的高频信息。使用多尺度结构相似性(multi-scale structural similarity,MS-SSIM)+L1损失函数替换原有的损失函数,提高模型保留结构的能力。实验结果表明,本方法去雾效果更好,细节更丰富。在定性可视化评价方面,去雾图像效果优于原网络。在定量评估层面,与原网络相比PSNR值提升了2.55 dB,SSIM值提升了0.04,IE熵值增加了0.18,这些数值指标充分验证了本算法的出色去雾效果和稳定性。

关键词：去雾处理 AOD-Net 注意力机制拉普拉斯金字塔损失函数

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面向智能制造的地方本科院校自动化专业实践教学体系构建——以沧州师范学院机械与电气工程学院为例

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沧州师范学院学报 2025年第1期41卷 103-106页

作者：王炳章鲁明珠刚建华沧州师范学院机械与电气工程学院河北沧州061001

当前,智能制造迈入了繁荣发展的新时期。面向智能制造领域的“项目工程师”培养,应以工匠精神雕琢时代品质,构建全面的知识体系,注重在实践中提升技术应用能力,培养创新思维、跨学科协作能力、项目管理与学习能力。以沧州师范学院机械... 详细信息

当前,智能制造迈入了繁荣发展的新时期。面向智能制造领域的“项目工程师”培养,应以工匠精神雕琢时代品质,构建全面的知识体系,注重在实践中提升技术应用能力,培养创新思维、跨学科协作能力、项目管理与学习能力。以沧州师范学院机械与电气工程学院为例,以“项目工程师”人才培养质量和规格为目标,构筑了以应用能力为导向的“一线两贯八环节”工程化实践教学体系。基于新工科发展理念,提出了项目驱动式实践教学模式,包括“课内外贯通、各层次贯穿”以及“321”项目化实践教学等。从实施效果看,该模式对自动化专业的建设与改革起到了明显的推动作用。

关键词：智能制造项目工程师自动化专业实践教学体系

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基于改进傅里叶神经网络的多关节机器人实时负载辨识方法

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振动与冲击 2025年第5期44卷 314-322页

作者：岳夏李志滨张春良王亚东王宇华龙尚斌广州大学机械与电气工程学院广州510006

关节式机器人应用于各类生产环节,对负载进行实时监测是确保机器人安全运行的前提。但在某些特殊场景下无法直接测量负载,通常使用动力学方法间接求解,由于其非线性特性明显且模型参数的不确定性,负载识别的精度与效率一直不高。因此该... 详细信息

关节式机器人应用于各类生产环节,对负载进行实时监测是确保机器人安全运行的前提。但在某些特殊场景下无法直接测量负载,通常使用动力学方法间接求解,由于其非线性特性明显且模型参数的不确定性,负载识别的精度与效率一直不高。因此该研究基于傅里叶神经网络提出了一种改进模型来实现负载辨识,以提高系统负载参数的预测精度与时效性。所提方法利用傅里叶神经网络中的卷积与频域截断机制快速获取特征信号,与前馈神经网络的输出结果进行数据融合得到辨识结果。所提方法相比动力学模型求解方法精度更高、计算速度更快,仅需学习预测范围内几个相间的样本集,就可识别预测范围内的任意结果,泛化能力好。同时进行网络敏感参数的分析,并与成熟神经网络算法进行性能比较。该方法将两种神经网络模型进行协同配合,能有效识别高维数据中的不同特征集,从而实现参数辨识,为复杂非线性系统的参数识别提供参考。

关键词：工业机器人傅里叶神经网络动力学实时负载识别

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重载铁路小半径曲线钢轨型面非对称优化设计

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振动与冲击 2025年第6期44卷 272-281页

作者：丁旺才张建栋葛菲元吴少培李得洋李国芳兰州交通大学机电工程学院兰州730070 西安交通工程学院机械与电气工程学院西安710300

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数... 详细信息

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数化描述,结合第二代非支配遗传算法对目标函数进行求解得到优化目标对应的优化廓形,并从优化型面的磨耗性能、动力学性能、钢轨滚动接触疲劳及车轮磨耗性能等方面进行评价。结果表明:设计变量的范围对目标函数影响显著,优化设计变量范围后求解得到的最优廓形在磨耗面积和滚动圆半径差上的表现均优于初始设计变量范围对应的最优廓形;优化型面在磨耗指数、磨耗功及钢轨磨耗量方面均优于初始CN75型面,在轮对横移量等动力学性能方面也均优于初始CN75型面,可以更好保证列车运行的安全性和稳定性;在钢轨滚动接触疲劳方面,优化型面均优于初始CN75型面,其中右轨的优化效果最为显著;在车轮磨耗方面,优化型面与初始CN75型面对车轮的磨耗影响差异较小,外、内轨优化型面整体磨耗量较初始CN75型面有微幅减少,优化型面车轮磨耗性能优于初始CN75型面。

关键词：轮轨磨耗小半径曲线钢轨型面优化设计变量影响效应第二代非支配遗传算法钢轨疲劳损伤

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冲击质量对方形锂离子电池在冲击载荷下动态力学响应和失效模式的影响

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爆炸与冲击 2025年第2期45卷 47-62页

作者：王涛孟康培刘跃专袁泉黄浩陈晓平宁波工程学院机械与汽车工程学院浙江宁波315016 长安大学能源与电气工程学院陕西西安710064

电动汽车在运行过程中容易发生碰撞事故,动力锂离子电池不可避免会受到冲击作用,导致电池不同程度的损伤,而损伤程度的判断对电池的安全使用至关重要。基于上述背景,开展了不同冲击质量对方形锂离子电池动态冲击响应和失效行为影响的研... 详细信息

电动汽车在运行过程中容易发生碰撞事故,动力锂离子电池不可避免会受到冲击作用,导致电池不同程度的损伤,而损伤程度的判断对电池的安全使用至关重要。基于上述背景,开展了不同冲击质量对方形锂离子电池动态冲击响应和失效行为影响的研究。首先,开展了准静态压缩试验,采用6种不同的进给速度对锂离子电池进行了挤压测试。试验结果显示,随着进给速度的递增,锂离子电池达到硬短路失效所需的峰值载荷持续减小。这表明,准静态条件下,锂离子电池的短路失效载荷主要由挤压速度决定。然后,开展了落锤冲击试验,通过调控冲头的质量和冲击速度,系统模拟了锂离子电池可能遭遇的多种冲击工况。研究结果表明,冲击质量和冲击速度是决定锂离子电池动态失效行为的关键因素。在冲击能量恒定的条件下,相较于高速、小质量的冲击条件,低速、大质量的冲头冲击对电芯内部造成的损伤更明显;当冲头质量不变时,提高冲击速度则会提前触发锂离子电池的内短路。

关键词：方形锂离子电池冲击质量冲击速度冲击能量动态失效

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型腔直径对双腔塑料导管挤出成型的影响

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塑料工业 2025年第3期53卷 85-91页

作者：邓小珍纪海波陈天荣刘强肖兵徐芳林顺平范莉南昌工程学院精密驱动与装备江西省重点实验室江西南昌330099 南昌工程学院机械工程学院江西南昌330099 南昌工程学院电气工程学院江西南昌330099

本文以双腔塑料导管为研究对象,采用Phan-Thien-Tanner(PTT)黏弹本构方程,建立了双腔导管三维等温黏弹流动模型,运用有限元方法进行了模拟计算。为探究型腔直径对双腔塑料导管挤出成型的影响,对比传统挤出和气体辅助挤出2种不同条件下... 详细信息

本文以双腔塑料导管为研究对象,采用Phan-Thien-Tanner(PTT)黏弹本构方程,建立了双腔导管三维等温黏弹流动模型,运用有限元方法进行了模拟计算。为探究型腔直径对双腔塑料导管挤出成型的影响,对比传统挤出和气体辅助挤出2种不同条件下口模内外熔体速度场、压力场、剪切应力和第一法向应力差的异同。结果表明,在传统挤出时,型腔直径对双腔导管内型腔和外轮廓椭圆度、导管挤出胀大率均有不同程度的影响,当型腔直径从1.0 mm下降至0.2 mm,即壁厚从0.5 mm增至0.9 mm时,外轮廓椭圆度从17.5%下降至3.5%,内型腔椭圆度从8.0%降到1.9%,导管挤出胀大率由25.07%增至29.03%。在气体辅助挤出时,双腔导管外轮廓和型腔椭圆度、挤出胀大率均保持稳定,始终接近零值,不受型腔直径变化的影响。在传统挤出时,减小型腔直径可有效改善双腔塑料导管椭圆度,提高导管成型质量;在气体辅助挤出时,改变型腔直径,导管外轮廓和内型腔椭圆度均保持不变,说明气体辅助技术可有效解决传统挤出过程中由径向速度、压力差等因素所带来的导管形变问题。

关键词：型腔直径双腔导管气辅挤出椭圆度数值模拟

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基于双向门控变分编码回归网络的涡扇发动机剩余寿命预测

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计算机集成制造系统 2025年第2期31卷 616-626页

作者：徐浩王波张猛杨文龙汪超安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 滁州学院机械与电气工程学院安徽滁州239000

针对涡扇发动机运行工况复杂,难以提取高维度、多参数监测数据的退化时序特征,从而影响模型预测性能的问题,提出一种基于双向门控变分编码回归网络的剩余使用寿命预测模型。首先在变分编码器(VAE)网络的编码端引入双向门控循环单元网络(... 详细信息

针对涡扇发动机运行工况复杂,难以提取高维度、多参数监测数据的退化时序特征,从而影响模型预测性能的问题,提出一种基于双向门控变分编码回归网络的剩余使用寿命预测模型。首先在变分编码器(VAE)网络的编码端引入双向门控循环单元网络(BiGRU),充分挖掘多维度退化数据中的隐藏时序特征;其次重构变分编码器模型的解码器为回归网络,利用变分编码器潜在空间中的退化特征训练回归网络,并在损失函数中联合KL散度和回归误差来提高剩余使用寿命预测精度。为验证所提预测模型的高效性,在公开涡扇发动机数据集上与其他预测模型进行对比,验证了所提模型具有更优的预测精度。

关键词：剩余寿命预测变分编码器双向门控循环单元网络回归网络涡扇发动机

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基于主动学习代理模型的结构时空相关可靠性分析方法

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电子科技大学学报 2025年第1期54卷 84-90页

作者：詹红有梁峻源肖宁聪电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

结构的极限状态方程常为隐函数,受到不确定性、时间和空间的影响,导致其输出为时变随机场。由于结构失效通常是小概率事件,需要大量有限元模拟,现有方法难以适用。尽管一阶/二阶可靠性分析方法可用,但精度和效率有限。该文提出基于主动... 详细信息

结构的极限状态方程常为隐函数,受到不确定性、时间和空间的影响,导致其输出为时变随机场。由于结构失效通常是小概率事件,需要大量有限元模拟,现有方法难以适用。尽管一阶/二阶可靠性分析方法可用,但精度和效率有限。该文提出基于主动学习Kriging代理模型的时空相关可靠性分析方法,旨在提高计算效率。首先推导随机样本在时空域内的极值符号预测概率,然后构建相应的学习函数。通过选择具有最小符号预测概率的候选样本加入训练集,并序列地更新Kriging模型,直至所有候选样本的准确预测概率超过99%,同时计算失效概率。通过3个算例验证了所提方法的效率和准确性,为时空相关可靠性分析提供了新思路。

关键词：时空相关可靠性代理模型主动学习 Kriging模型失效概率

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基于多对抗和平衡分布自适应的轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2025年第5期44卷 302-313页

作者：许焕卫赵泽伟肖许源汪忠来电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

在实际工业生产中,工况的不同会导致数据分布差异,这使得不同工作条件下的轴承故障诊断成为一个挑战。针对上述问题,提出了一种基于多对抗和平衡分布自适应的故障诊断方法。首先,通过改进的残差网络直接从原始振动信号中提取域不变特征... 详细信息

在实际工业生产中,工况的不同会导致数据分布差异,这使得不同工作条件下的轴承故障诊断成为一个挑战。针对上述问题,提出了一种基于多对抗和平衡分布自适应的故障诊断方法。首先,通过改进的残差网络直接从原始振动信号中提取域不变特征,提高特征提取效率的同时保留了丰富的故障特征信息;其次,提出了关联对齐与多对抗域自适应相结合的域自适应方法,同时对齐源域和目标域的边缘分布和条件分布以最小化域间数据分布差异;然后,对平衡分布自适应方法进行改进,设计了一种平衡因子为自适应过程中的边缘分布和条件分布分配权重,增强跨域故障诊断效果;最后,通过公开轴承故障数据集验证所提方法的有效性。试验结果表明,相较于流行的域自适应方法,所提方法具有更高的故障诊断精度,在不同工作条件下轴承的故障诊断任务中具有实际的应用价值。

关键词：轴承故障诊断多对抗域自适应平衡分布自适应残差网络关联对齐

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