检索结果-内蒙古大学图书馆

中国机械工程 2018年第16期29卷 1990-1995页

作者：张子凯唐秋华张利平李梓响武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

面向作业工序分配和机器分配,提出一种基于随机键编码的灰狼算法,以实现能耗最小化。算法在解码中,考虑工序间的优先关系约束和节拍约束,将工序和机器分配到工位中。该算法基于灰狼个体间的社会等级信息,选择3只最优狼指引剩余个体进化... 详细信息

面向作业工序分配和机器分配,提出一种基于随机键编码的灰狼算法,以实现能耗最小化。算法在解码中,考虑工序间的优先关系约束和节拍约束,将工序和机器分配到工位中。该算法基于灰狼个体间的社会等级信息,选择3只最优狼指引剩余个体进化,以实现种群的更新。同时,该算法依据作业工序分配和机器人分配,混合了两种交叉方式以增强最低等级狼群间的交流。最后通过U型装配线的标杆案例,验证灰狼算法的有效性和优越性。

关键词：机器人U型装配线灰狼算法能耗优化

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窗口伸缩优化的同步压缩算法及其在变转速工况瞬时频率估计上的应用

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中国机械工程 2022年第1期33卷 34-44页

作者：吴红安吕勇易灿灿袁锐武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

针对传统时频分析方法的固定窗在分析非线性调频信号时存在时频聚集性不高等问题,在短时傅里叶变换基础上引入同步压缩理论,利用信号的局部信息特征,提出一种窗口伸缩优化的时频同步压缩变换算法,并在此基础上推导出二阶及高阶的窗口伸... 详细信息

针对传统时频分析方法的固定窗在分析非线性调频信号时存在时频聚集性不高等问题,在短时傅里叶变换基础上引入同步压缩理论,利用信号的局部信息特征,提出一种窗口伸缩优化的时频同步压缩变换算法,并在此基础上推导出二阶及高阶的窗口伸缩优化的同步压缩变换算法。该方法能够兼顾同步压缩变换和重排的优势,进一步锐化时频脊线,从而增强时频表示的能量聚集水平,提高信号时频分辨率。鉴于信号的先验知识未知,以最小信息熵准则为依据对截取信号窗口进行伸缩优化,利用熵值对时变窗口参数进行估计从而确定各时刻的最优窗宽。仿真信号和实际信号分析结果验证了该方法的有效性。

关键词：时频分析多分量非平稳信号短时傅里叶变换同步压缩变换窗口伸缩优化

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N自由度柔性机械臂通用的动力学建模方法研究

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振动与冲击 2020年第16期39卷 103-111页

作者：余峰陈新元武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

针对多自由度柔性机械臂动力学建模过程复杂的问题,提出一种适用于N自由度柔性臂刚柔耦合动力学建模的通用方法。该方法基于拉格朗日方程(Lagrange)和假设模态法(ASM),归纳推导得到了N自由度柔性机械臂动力学模型的最简通用符号表达式,... 详细信息

针对多自由度柔性机械臂动力学建模过程复杂的问题,提出一种适用于N自由度柔性臂刚柔耦合动力学建模的通用方法。该方法基于拉格朗日方程(Lagrange)和假设模态法(ASM),归纳推导得到了N自由度柔性机械臂动力学模型的最简通用符号表达式,根据该建模方法开发了"N-DOF柔性机械臂动力学方程符号计算软件";最后以两自由度柔性机械臂为例进行位置跟踪控制实验,用开发的软件自动生成了动力学模型,并搭建了实物模型进行对比验证,结果具有一致性,表明了该建模方法的正确性。与传统建模方法相比,该建模方法可减少90%以上计算时间,极大降低了建模过程的复杂性,同时对多自由度柔性臂动力学建模也具有通用性。

关键词：柔性机械臂 N自由度刚柔耦合动力学建模

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机械加工工艺单元多分辨率实体动态能效获取方法

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机械工程学报 2019年第1期55卷 160-171页

作者：朱硕张华江志刚武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

机械加工工艺单元是机械加工过程的基本构成单元和活动的主体。为适应机械加工过程能量精细化管理的要求,通过分析机械加工工艺单元设备层、制造单元层的能量消耗动态特性,建立面向不同层级的能效指标体系。基于多分辨率实体(Multiple r... 详细信息

机械加工工艺单元是机械加工过程的基本构成单元和活动的主体。为适应机械加工过程能量精细化管理的要求,通过分析机械加工工艺单元设备层、制造单元层的能量消耗动态特性,建立面向不同层级的能效指标体系。基于多分辨率实体(Multiple resolution entity,MRE)的思想,采用离散事件系统规范(Discrete event system specification,DEVS)的层次化建模方法,构建机械加工工艺单元MRE动态能效模型,获取工艺单元运行过程中能量利用率、能量消耗与有效产出(加工利润、合格品数量、材料去除量)等动态信息。结合Eclipse平台下的CD++插件对实际案例进行仿真分析,验证该方法的有效性。

关键词：工艺单元多分辨率实体动态能效离散事件系统规范

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考虑多裂纹的焊趾裂纹扩展行为的数值仿真分析

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焊接学报 2019年第5期40卷 88-93,I0006页

作者：余茜魏国前李山山叶凡陈斯雯武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

针对焊趾处存在多裂纹的情况,对多裂纹扩展过程进行了数值仿真.考虑短裂纹扩展阶段,采用M积分计算整个裂纹前沿的应力强度因子,模拟并分析了不同初始表面裂纹间距条件下,该因素对裂纹前沿融合前后的扩展行为的具体影响.结果表明,裂纹间... 详细信息

针对焊趾处存在多裂纹的情况,对多裂纹扩展过程进行了数值仿真.考虑短裂纹扩展阶段,采用M积分计算整个裂纹前沿的应力强度因子,模拟并分析了不同初始表面裂纹间距条件下,该因素对裂纹前沿融合前后的扩展行为的具体影响.结果表明,裂纹间距的不同将直接导致其对整个裂纹前沿前后的应力强度因子的影响的差异;受初始裂纹间距的影响,裂纹前沿断口形貌呈现不同形状;可将相对裂纹间距L/a=1分界拐点作为后续工程研究的有效参考.后续进行了十字焊接接头疲劳验证试验,对仿真结果取得了较好的验证.

关键词：多裂纹裂纹前沿扩展应力强度因子 NASGRO 数值仿真

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基于非合作博弈的废旧机械装备零部件重组策略研究

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机械工程学报 2021年第9期57卷 203-212页

作者：陈颜祥江志刚朱硕张华武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081

废旧零部件的重用组合策略是影响废旧机械装备再制造经济性的重要因素。由于各废旧零部件重用策略的不确定性及零件间耦合关系的复杂性,导致废旧机械装备重组策略优化变得更为复杂,并由此影响产品的多寿命周期成本。为此,提出一种基于... 详细信息

废旧零部件的重用组合策略是影响废旧机械装备再制造经济性的重要因素。由于各废旧零部件重用策略的不确定性及零件间耦合关系的复杂性,导致废旧机械装备重组策略优化变得更为复杂,并由此影响产品的多寿命周期成本。为此,提出一种基于非合作博弈的废旧机械装备零部件重组策略研究方法,将重组策略下成本与寿命均衡性的多目标优化模型转变为非合作博弈模型并形成映射关系,以不同重组策略的成本与寿命均衡性作为非合作博弈双方,通过对废旧零部件的模糊聚类分析形成博弈双方策略归属,并结合博弈效用函数构建效用矩阵,通过效用矩阵的纳什均衡分析得到最优重组策略,同时改善传统基于经验或线性加权法在解决多目标优化模型时的不足。将所提方法应用于CA6140废旧机床重组策略优化,通过与传统方案的比较,证明其实用性与有效性。

关键词：再制造多寿命周期成本零部件重组策略非合作博弈纳什均衡

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高承载梯度分层点阵结构的拓扑优化设计方法

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力学学报 2023年第2期55卷 433-444页

作者：黄垲轩丁喆张严李小白武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

随着增材制造技术的迅速发展,点阵结构由于其高比强度、高比刚度等优异力学性能受到广泛关注,但其单胞分布设计大多基于均布式假设,导致其承载能力相对较差.基于拓扑优化技术提出了一种梯度分层的点阵结构设计方法.首先,基于水平集函数... 详细信息

随着增材制造技术的迅速发展,点阵结构由于其高比强度、高比刚度等优异力学性能受到广泛关注,但其单胞分布设计大多基于均布式假设,导致其承载能力相对较差.基于拓扑优化技术提出了一种梯度分层的点阵结构设计方法.首先,基于水平集函数建立点阵单胞几何构型的显式描述模型,引入形状插值技术实现点阵单胞的梯度构型生成;其次,构建基于Kriging的梯度点阵单胞宏观等效力学属性预测模型,建立宏观有限单元密度与微观点阵单胞等效力学属性的内在联系;然后,以点阵结构刚度最大为优化目标,结构材料用量和力学控制方程为约束条件,构建点阵结构的梯度分层拓扑优化模型,并采用OC算法进行数值求解.算例结果表明,所提方法可实现点阵结构的最优梯度分层设计,充分提高了点阵结构的承载性能,同时可保证不同梯度点阵单胞之间的几何连续性.最后,开展梯度分层点阵结构与传统均匀点阵结构和线性梯度点阵结构的准静态压缩仿真分析,仿真结果表明,与传统均匀点阵结构和线性梯度点阵结构相比,梯度分层点阵结构的承载能力明显提高.研究结果可为高承载点阵结构设计提供理论参考.

关键词：点阵结构梯度分层拓扑优化形状插值 Kriging 模型

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多线阵相机系统位姿高精度校准方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第11期46卷 81-86页

作者：刘源泂周同聚王兴东刘钊武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

针对多线阵相机组合成像时相互位姿校准要求,设计了由黑白条纹区域、等腰三角形区域及细实线区域组成的专用校准板,基于分区域OTSU（最大类间方差法）阈值的二值化处理的垂直投影方法对线阵相机静态条纹图像进行宽度计算,逐步实现单个... 详细信息

针对多线阵相机组合成像时相互位姿校准要求,设计了由黑白条纹区域、等腰三角形区域及细实线区域组成的专用校准板,基于分区域OTSU（最大类间方差法）阈值的二值化处理的垂直投影方法对线阵相机静态条纹图像进行宽度计算,逐步实现单个相机的扫描线与Y轴平行度、相机光轴与检测面垂直度及多相机之间共线度进行高精度校准和调整.实验结果表明：该方法可快速实现线阵相机扫描线与Y轴平行度精度0.449°,光轴与Y轴垂直度精度0.002°,两相机扫描线共线精度1.0 mm.进一步优化校准方案后精度可达平行度0.01°,垂直度0.002°及共线精度0.080 mm,校准板图案简单,兼顾校准效率和精度要求,能够满足高精度的视觉检测和测量.

关键词：机器视觉多线阵相机图像处理校准板姿态调整

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双层正交的光纤布拉格光栅柔性形状传感技术

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光学精密工程 2021年第10期29卷 2306-2315页

作者：郭永兴杨跃辉熊丽武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

软体机器人运行中的形状信息反馈对机器人精准操控非常重要,由于其柔性的躯体特性,对搭载的形状测量传感器的柔顺性同样要求很高,为此面向软件机器人的光纤光栅柔性传感,提出了一种基于双层正交光纤布拉格光栅的可实现三维形状测量的柔... 详细信息

软体机器人运行中的形状信息反馈对机器人精准操控非常重要,由于其柔性的躯体特性,对搭载的形状测量传感器的柔顺性同样要求很高,为此面向软件机器人的光纤光栅柔性传感,提出了一种基于双层正交光纤布拉格光栅的可实现三维形状测量的柔性传感器,阐述了传感器的结构组成和测量原理,制备了由两层4×4光纤布拉格光栅阵列组成的传感器原型。对该传感器进行横向和纵向的曲率标定,得到了波长漂移量与曲率之间的线性递增关系;随后开展了三维形状测量研究,通过测量空间传感点的曲率建立三维坐标系,将曲率信息转化为空间坐标信息,再通过对空间离散坐标点的插值拟合来重建被测物体表面的三维形状。该柔性形状传感器可实现对复杂曲面的三维形状感知,曲率测量误差为2.8%~4.5%。本文提供的光纤光栅柔性传感器可为软体机器人的形状测量提供技术支持。

关键词：光纤布拉格光栅软体机器人双层正交形状传感

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植入光纤布拉格光栅的不同杨氏模量软体材料弯曲测量响应特性

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光学精密工程 2020年第8期28卷 1634-1643页

作者：郭永兴杨跃辉熊丽吴恒陈敏武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

为了研究光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)在感知形状变形时,低杨氏模量的柔性材料与高杨氏模量的刚性二氧化硅的结合是否存在刚-柔应变耦合引起的蠕变、应变传递差异等实际问题。采用软体机器人常用的硅胶和聚二甲基硅氧烷(pol... 详细信息

为了研究光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)在感知形状变形时,低杨氏模量的柔性材料与高杨氏模量的刚性二氧化硅的结合是否存在刚-柔应变耦合引起的蠕变、应变传递差异等实际问题。采用软体机器人常用的硅胶和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)材料,制备了4个不同杨氏模量的软体基体,在每个软体基体内植入了3个FBG,形成4个具备形状测量能力的柔性传感器,并进行弯曲测试,然后建立应变传递模型验证了实验结果与理论推导的一致性。结果表明软体基体和FBG结合时存在刚-柔耦合引起的蠕滑问题,约30 min后趋于耦合稳定。其次,4个柔性传感器内的3支FBG耦合稳定后的波长漂移量均表现出较好的线性和一致性。此外,FBG与基体的刚-柔性差异越大,耦合蠕滑越严重,应变传递引起的波长漂移量越小。其中,最大应变传递率为0.680,最小应变传递率为0.260,最大灵敏度为56.649,最小灵敏度为35.668。研究结果为基于植入式光纤光栅的软体机器人形状测量技术的研究提供了科学参考。

关键词：光纤布拉格光栅刚-柔应变耦合应变传递差异软体机器人形状测量

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