检索结果-内蒙古大学图书馆

汽车工程 2024年第1期46卷 100-108,119页

作者：邓斌李维汉吴迪张冰战赵韩安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

为消除参数不确定和外部不确定扰动对四轮转向车辆操纵稳定性的影响,提出了一种基于卡尔曼扩张状态观测器的四轮主动转向非线性积分滑模控制(KFESO-ISMC)方法。首先设计了一种卡尔曼扩张状态观测器(KFESO),实现了车辆状态观测以及外部... 详细信息

为消除参数不确定和外部不确定扰动对四轮转向车辆操纵稳定性的影响,提出了一种基于卡尔曼扩张状态观测器的四轮主动转向非线性积分滑模控制(KFESO-ISMC)方法。首先设计了一种卡尔曼扩张状态观测器(KFESO),实现了车辆状态观测以及外部扰动估计,克服了传统卡尔曼滤波算法对模型参数精度的依赖的缺点。其次为降低外部扰动引起的车辆状态的跟踪误差,将KFESO观测的系统总扰动补偿到控制输入;并为实现全局鲁棒控制和抑制积分饱和现象,设计了四轮主动转向非线性积分滑模控制方法。最后,硬件在环试验结果表明:在存在内外部不确定扰动情况下,KFESO观测器具有较高的观测精度;在四轮主动转向操纵稳定性的控制方面,KFESOISMC方法相比LQR和ISMC方法具优良的抗扰性能。

关键词：四轮主动转向线控转向扰动观测器卡尔曼滤波积分滑模控制

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计及物料运输工装回收的制造车间物料配送路径优化

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机械工程学报 2025年

作者：葛茂根万里凌琳刘明周张玺扈静合肥工业大学机械工程学院数字化设计与制造安徽省重点实验室

制造车间生产过程中，物料运输工装的回收需求是整个车间物流管理的重要环节，在生产实际和相关研究中往往被忽视。针对牵引式自动导引车(Automated guided vehicle, AGV)与物料运输工装相结合的物料配送过程，提出一种综合考虑物料配... 详细信息

制造车间生产过程中，物料运输工装的回收需求是整个车间物流管理的重要环节，在生产实际和相关研究中往往被忽视。针对牵引式自动导引车(Automated guided vehicle, AGV)与物料运输工装相结合的物料配送过程，提出一种综合考虑物料配送需求与物料运输工装回收任务的车间物料配送路径优化方法。首先，结合牵引式AGV的物料运输工装容量约束，建立以车间物料配送过程中AGV指派成本、路径运输成本和时间惩罚成本最小化为目标的物料配送路径规划模型。设计启发式两阶段分布优化算法求解该模型，第一阶段针对按生产计划计算得到的静态物料配送需求，采用改进非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标物料需求配送任务序列的生成；第二阶段针对根据生产过程动态产生的物料运输工装回收任务，采用象限寻优策略将其插入到现有配送序列中，以实现总成本和效率的最优。最后，以某电枢制造企业的数字化车间为例，验证了所提出优化方法的有效性与可行性，为制造车间物流管理提供参考和支持。

关键词：车间物料配送物料运输工装回收两阶段分布优化算法非支配排序遗传算法象限寻优策略

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基于广义Udwadia-Kalaba方法的下肢康复机器人鲁棒约束跟随控制

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应用数学和力学 2025年第4期46卷 451-464页

作者：孙浩汪新胡澳华马超合肥工业大学机械工程学院合肥230009 数字化设计与制造安徽省重点实验室合肥230009

针对下肢康复机器人系统中同时存在的等式约束和不等式约束问题,提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(U-K)方程的鲁棒约束跟随控制器,能够使系统同时满足等式约束和不等式约束,并解决系统中存在的不确定性,使得机器人达到很好的约束跟随效... 详细信息

针对下肢康复机器人系统中同时存在的等式约束和不等式约束问题,提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(U-K)方程的鲁棒约束跟随控制器,能够使系统同时满足等式约束和不等式约束,并解决系统中存在的不确定性,使得机器人达到很好的约束跟随效果.在机器人工作的过程中,传统的控制方法难以保证机器人的运动范围在边界条件内,可能导致患者在使用时受到二次伤害.为解决边界问题带来的影响,提出了一种控制方法,该方法利用微分同胚变换,将等式约束和不等式约束系统地纳入到U-K方程中,从数学上建立了广义U-K方程.在此基础上,提出了一种鲁棒约束跟踪策略,以确保系统在存在不确定性和各种约束的情况下,仍具有满意的性能.此外,利用Lyapunov函数对该鲁棒控制方法的稳定性进行了理论证明,并且通过仿真实验,验证了该鲁棒控制方法能够在非理想条件下实现给定轨迹的高精度跟踪控制.

关键词：广义Udwadia-Kalaba方程不等式约束鲁棒控制下肢康复机器人

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基于点云特征全局搜索的回环检测算法

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电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 176-186页

作者：张冰战尹晨晨李志远邹明明合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009 汽车技术与装备国家地方联合工程研究中心合肥230009

针对纯激光SLAM算法定位漂移问题,提出一种基于点云特征描述子全局搜索的粗匹配回环检测算法。该算法首先采用基于图像距离的快速分割方法对激光点云进行地面点去除,基于点云曲率和关键点聚合算法实现了边缘特征提取和聚类,通过特征描... 详细信息

针对纯激光SLAM算法定位漂移问题,提出一种基于点云特征描述子全局搜索的粗匹配回环检测算法。该算法首先采用基于图像距离的快速分割方法对激光点云进行地面点去除,基于点云曲率和关键点聚合算法实现了边缘特征提取和聚类,通过特征描述子生成算法得到当前帧点云的特征描述符,其次经过计算当前帧和历史帧的相似度评分完成全局匹配搜索实现对候选回环帧的选取,完成回环检测粗匹配过程;然后采用NICP算法进行当前帧与候选回环帧的精确匹配,从而完成回环检测过程;最后搭建了移动机器人实车平台,完成对校园数据集的采集,验证了本文算法的定位效果,通过对实车实验结果的分析可知,在实车采集的校园数据集上误差优化程度均值为13.15%,为了进一步验证本文算法的整体性能,在KITTI数据集进行测试对比,结果显示相比较Lego_loam和Lio-sam算法,本文所提算法在保证了运行效率的基础上,有效地改进了定位精度。

关键词：激光SLAM 回环检测定位特征描述子移动机器人

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基于改进极限学习机的路面附着系数估计

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农业装备与车辆工程 2024年第8期62卷 33-39页

作者：康谷峰张冰战尹晨晨边博乾邱明明合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学安徽省数字化设计与制造重点实验室安徽合肥230009 合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学安徽省汽车技术与装备工程研究中心安徽合肥230009

路面附着系数是车-路相互作用中最为关键的参数之一,精确识别路面附着系数可用来确定汽车最佳安全控制方式,为此,提出一种基于改进极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的路面附着系数估计方法。对车辆进行动力学分析,确定神经网... 详细信息

路面附着系数是车-路相互作用中最为关键的参数之一,精确识别路面附着系数可用来确定汽车最佳安全控制方式,为此,提出一种基于改进极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的路面附着系数估计方法。对车辆进行动力学分析,确定神经网络模型的输入量;搭建整车模型和工况,进行仿真试验建立数据集;利用限幅递推平均滤波算法处理数据集,并利用麻雀搜索算法对极限学习机进行改进优化,提高ELM的准确性及稳定性。试验结果表明,改进后的ELM在多方面性能有综合提升,预测准确率为93.4%,提高了4.89%,收敛速度提高了41.33%。

关键词：极限学习机路面附着系数估计麻雀搜索算法神经网络

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异向混合光栅薄膜太阳能电池光吸收分析

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光子学报 2019年第3期48卷 66-74页

作者：陈科王晴晴郑红梅汪园园吴睿合肥工业大学机械工程学院安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009

为了分析混合光栅对硅薄膜太阳能电池光吸收的影响,在硅层厚度等效一致的条件下,设计了单一形状、同向和异向混合形状光栅单晶硅太阳能电池结构.利用时域有限差分法分别优化计算了各种混合光栅的最佳尺寸、光生电流密度和光吸收效率,发... 详细信息

为了分析混合光栅对硅薄膜太阳能电池光吸收的影响,在硅层厚度等效一致的条件下,设计了单一形状、同向和异向混合形状光栅单晶硅太阳能电池结构.利用时域有限差分法分别优化计算了各种混合光栅的最佳尺寸、光生电流密度和光吸收效率,发现异向混合结构的Ag光栅比其他结构具有更好的光吸收能力.通过电磁场强度分布图分析了混合光栅结构的吸收增强机理,并针对异向混合光栅,计算了不同光栅数量组成结构的光生电流密度.同时,利用光吸收增强因子定量分析得出一个三角凸型和一个抛物线凹槽是异向混合光栅最佳数量组合.有规律地改变这种混合光栅的宽度比和高度比,计算光生电流密度.结果发现当宽度比为1∶1,高度比在一个小范围内(0.67～1.86)波动时,这种异向混合结构比平板太阳能电池的光生电流密度提高了62.9%.研究结果可为薄膜太阳能电池的结构和参数设计提供参考.

关键词：光电子学光吸收时域有限差分法异向混和光栅薄膜太阳能电池光生电流密度

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基于工况自适应的PHEV等效燃油最小策略

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汽车安全与节能学报 2020年第3期11卷 371-378页

作者：刘灵芝张冰战蒋通安徽交通职业技术学院汽车与机械工程系合肥230051 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥工业大学合肥230009

为改善插电式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性,提出一种基于瞬时优化能量管理策略的工况自适应方法。建立基于反向传播(BP)神经网络算法的工况识别模型,以电池电量平衡为约束条件,利用动态规划算法获取标准工况的等效燃油因子序列。根... 详细信息

为改善插电式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性,提出一种基于瞬时优化能量管理策略的工况自适应方法。建立基于反向传播(BP)神经网络算法的工况识别模型,以电池电量平衡为约束条件,利用动态规划算法获取标准工况的等效燃油因子序列。根据基于工况识别模型的实时识别结果及电池荷电状态(SOC),利用插值法求解此时的等效燃油因子,实现了瞬时等效消耗最低控制策略(ECMS)的实时应用。结果表明:该文中所提出的方法与未考虑工况识别的传统等效燃油最小能量管理策略比较能很好改善燃油经济性并保证电池电量均衡,5种工况燃油经济性分别改善2.2%、2.5%、3.3%、2.4%和4.0%。

关键词：插电式混合动力汽车(PHEV) 瞬时等效消耗最低控制策略(ECMS) 反向传播(BP)神经网络算法动态规划工况识别

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固定体积比例下Ag纳米线对不同光栅结构吸收的影响

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光子学报 2018年第7期47卷 1-10页

作者：陈科方旭郑红梅吴睿汪园园合肥工业大学机械工程学院安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009

为了研究Ag纳米线对单晶硅薄膜太阳能电池光吸收效率的影响,设计了固定体积比例下具有三角形光栅和矩形光栅的单晶硅薄膜太阳能电池结构.在两种结构的Ag-Si交界处分别添加横向截面为圆形和矩形的Ag纳米线阵列,利用有限时域差分法分别模... 详细信息

为了研究Ag纳米线对单晶硅薄膜太阳能电池光吸收效率的影响,设计了固定体积比例下具有三角形光栅和矩形光栅的单晶硅薄膜太阳能电池结构.在两种结构的Ag-Si交界处分别添加横向截面为圆形和矩形的Ag纳米线阵列,利用有限时域差分法分别模拟计算了这两种结构的太阳能电池和对照组的吸收光谱.通过扫描优化得到两种光栅结构的最佳高度、纳米线横截面积以及分布密度,并计算出最优条件下300~1 100nm波段的光吸收效率.通过分析光吸收增强谱和电磁场强度分布图得出了含有纳米线模型在长波段的吸收增强机理.结果表明,添加了Ag纳米线后的两种太阳能电池模型均比两种对照组模型具有更好的光捕获和吸收作用,在矩形光栅模型中添加Ag纳米线后吸收效率的提升要比三角形光栅模型中更为明显.研究结果可为新型太阳能电池的结构参数设计提供参考.

关键词：光电子学光吸收有限时域差分法 Ag纳米线硅薄膜太阳能电池短路电流密度

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余弦光栅硅薄膜太阳能电池光吸收分析

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光子学报 2017年第4期46卷 41-47页

作者：陈科吴睿郑红梅汪园园合肥工业大学机械工程学院安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009

设计了一维双层余弦共形光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法模拟计算了双层余弦共形光栅结构和对照组结构的吸收光谱;利用归一化光吸收密度的概念,定量分析了300~700nm和700~1 100nm两个波段的光吸收效率.结果表明双层... 详细信息

设计了一维双层余弦共形光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法模拟计算了双层余弦共形光栅结构和对照组结构的吸收光谱;利用归一化光吸收密度的概念,定量分析了300~700nm和700~1 100nm两个波段的光吸收效率.结果表明双层共形光栅结构具有更好的全波段吸收效率,且在长波段余弦光栅比矩形光栅具有更好的光捕获和吸收作用.利用光吸收增强谱和电磁场强度分布图,分析了余弦光栅在长波段的吸收增强机理.通过计算短路电流密度,发现双层余弦共形光栅结构比平板结构太阳能电池的短路电流密度提高了79.5%,余弦光栅结构比矩形光栅结构的短路电流密度提高了8.5%.

关键词：光电子学光吸收时域有限差分法余弦光栅硅薄膜太阳能电池短路电流密度

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一维铝背栅单晶硅薄膜太阳能电池光吸收分析

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光子学报 2015年第11期44卷 119-125页

作者：陈科汪园园郑红梅於孝朋合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009

分别以铝、银、硅为一维背栅设计了三种单晶硅结构的薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法,在入射光为300nm^1100nm的波长段,计算了三种背栅材料的单晶硅薄膜太阳能电池单晶硅层的光吸收效率;利用计算所得到的磁场强度分布特点,分析了600n... 详细信息

分别以铝、银、硅为一维背栅设计了三种单晶硅结构的薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法,在入射光为300nm^1100nm的波长段,计算了三种背栅材料的单晶硅薄膜太阳能电池单晶硅层的光吸收效率;利用计算所得到的磁场强度分布特点,分析了600nm以上波长段光吸收增强的机理.定义了归一化光吸收密度的概念,以定量衡量给定波段的光吸收效率.通过比较三种太阳能电池的归一化光吸收密度和短路电流密度,发现铝背栅比硅背栅和银背栅能更加有效地提高单晶硅薄膜太阳能电池的全波段光吸收效率.

关键词：光电子学单晶硅时域有限差分法光栅薄膜太阳能电池短路电流密度

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