检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2023年第11期54卷 431-439页

作者：王伟徐泽铨浙江理工大学机械工程学院杭州310018 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

工业及农业领域存在诸多复杂场景,使得机器人常面临由大量非连续离散局部路径组成的复杂轨迹,合理的运动规划是机器人实现预期作业目标的首要基础。本文提出一种基于非支配遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)... 详细信息

工业及农业领域存在诸多复杂场景,使得机器人常面临由大量非连续离散局部路径组成的复杂轨迹,合理的运动规划是机器人实现预期作业目标的首要基础。本文提出一种基于非支配遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)的多目标综合优化方法,算法基于个体的相互支配关系进行分层并引入“拥挤度”指标来表征个体间的差异性,从而为保持遗传过程的种群多样性提供了有力支撑。同时建立了机器人运动学模型并构造了缩短机器人空载路程、运动时间及关节冲击的路径序列优化函数,并在笛卡尔空间与关节空间进行了高阶样条拟合与插值规划,显著提升了空间轨迹的光顺性及几何特性。基于NSGA-Ⅱ生成空间Pareto最优前沿解集,解决了机器人运动时间短、关节冲击小、任务路径优等约束下的多目标优化问题。优化后机器人运动路径长度缩减74%,作业效率提升33.44%,关节稳定性平均可增强50.97%,通过仿真与实验,验证了算法在改善机器人运动效率、连续性和非突变性等方面具有显著效果。

关键词：串联机器人复杂轨迹 NSGA-Ⅱ 多目标优化

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基于增材制造旋转直驱伺服阀的肢腿运动单元位置控制研究

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液压与气动 2023年第10期47卷 143-150页

作者：方李舟张军辉纵怀志张堃杨郅贤徐兵浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

液压腿足式机器人因其可承受大负载、具有更高的速度上限等优势被广泛应用于物资搬运、地形侦查等场景。伺服阀作为液压系统中的控制元件,与机器人作业过程的运动稳定性、地形适应性、节能等方面都存在着密切关联。目前腿足式机器人系... 详细信息

液压腿足式机器人因其可承受大负载、具有更高的速度上限等优势被广泛应用于物资搬运、地形侦查等场景。伺服阀作为液压系统中的控制元件,与机器人作业过程的运动稳定性、地形适应性、节能等方面都存在着密切关联。目前腿足式机器人系统普遍应用喷嘴挡板式伺服阀,不同阀型号的选择往往只需要满足阀的频响、压力、流量等指标,并且伺服阀的数学模型也通常近似为低阶环节,这在设计中弱化了伺服阀对系统的影响。为探究不同结构伺服阀与控制系统最佳匹配问题,研究了增材制造旋转直驱式伺服阀在机器人位置控制系统中的性能,并将其与传统喷嘴式挡板阀作比较,分别建立其数学模型并在单腿试验台上完成实验验证。结果表明,在相同的流量压力需求下,应用旋转直驱阀的控制系统足端阶跃响应时间减少了14%,足端正弦轨迹跟踪误差减少了21%。

关键词：液压腿足式机器人位置控制旋转直驱阀喷嘴挡板阀

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内曲线液压马达低速稳定性机理分析

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液压与气动 2023年第10期47卷 15-22页

作者：韩敏张小龙谭浩方禹张超张军辉徐兵浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

作为一种低速大扭矩液压马达,多作用径向柱塞式内曲线液压马达被广泛用于绞车、挖泥船、掘进机等大型装备的回转驱动系统中。内曲线液压马达低速稳定性严重影响着主机的工作品质。通过耦合油液压缩性、摩擦副泄漏等因素,建立多作用径向... 详细信息

作为一种低速大扭矩液压马达,多作用径向柱塞式内曲线液压马达被广泛用于绞车、挖泥船、掘进机等大型装备的回转驱动系统中。内曲线液压马达低速稳定性严重影响着主机的工作品质。通过耦合油液压缩性、摩擦副泄漏等因素,建立多作用径向柱塞式内曲线液压马达的动态特性仿真模型,并分析配流轴配合间隙、柱塞与缸孔配合间隙、等加速导轨曲线幅角分配对马达低速稳定性的影响。仿真结果表明,马达低速稳定性随着配流轴配合间隙及柱塞与缸体配合间隙的减小而提高;随着导轨曲线的零速区和等速区幅角占比的增大,马达低速稳定性呈“U”形趋势变化,当零速区和等速区的幅角占比分别为0.0833和0.25时,马达低速稳定性较优。

关键词：内曲线液压马达低速稳定性动态仿真模型油液泄漏

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叶片失效条件下风电机组动力学响应数值模拟研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 510-517页

作者：牟哲岳孙勇王瑞良白聪儿林勇刚运达能源科技集团股份有限公司杭州310012 浙江省风力发电技术重点实验室杭州310012 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

研究叶片失效条件下风电机组整机动力学响应数值模拟方法,以NREL 5 MW机组为对象,基于Simpack软件,建立风电机组整机气-弹-控联合仿真模型,分析紧急停机措施下叶片失效机组的动力学响应特征。在此基础上,通过参数化分析揭示了叶片失效... 详细信息

研究叶片失效条件下风电机组整机动力学响应数值模拟方法,以NREL 5 MW机组为对象,基于Simpack软件,建立风电机组整机气-弹-控联合仿真模型,分析紧急停机措施下叶片失效机组的动力学响应特征。在此基础上,通过参数化分析揭示了叶片失效所在相位角、叶片失效长度、风速、湍流度、顺桨速率、反应时间等多种因素对于叶片失效条件下机组动力学响应的非线性影响规律。提出一种发电机扭矩随风轮转速下降的优化停机方案,通过数值模拟得到的机组动力学响应曲线验证了该方案的有效性。

关键词：风力机叶片风电机组失效分析动力学响应数值模拟

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浸没式光刻机浸液系统污染控制研究现状及进展

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激光与光电子学进展 2022年第9期59卷 244-257页

作者：付婧媛苏芮阮晓东付新浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310058

浸没式光刻是实现5 nm以上线宽高性能超大规模集成电路产品制造的关键技术。相比传统干式光刻,浸没式光刻需在末端物镜和硅片之间填充浸没液体。浸没液体的高折射率可以提高光刻机的数值孔径和曝光分辨率,但也对浸没式光刻的污染控制提... 详细信息

浸没式光刻是实现5 nm以上线宽高性能超大规模集成电路产品制造的关键技术。相比传统干式光刻,浸没式光刻需在末端物镜和硅片之间填充浸没液体。浸没液体的高折射率可以提高光刻机的数值孔径和曝光分辨率,但也对浸没式光刻的污染控制提出了挑战。为了减少曝光缺陷,提升曝光良率,需要对浸液系统中的各类污染物进行高精度检测与精准控制,以达到超洁净流控。从浸没式光刻技术的原理出发对比分析了干式光刻与浸没式光刻,概述了浸没式光刻机的发展历程,着重介绍了浸没式光刻浸液系统中几种污染物的产生机理、检测方法和控制手段,为进一步提高浸没式光刻芯片的曝光良品率提供了理论基础。

关键词：浸没式光刻机浸没系统污染机理污染检测污染控制

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基于磁源重构的本安型电磁铁动态性能优化设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第12期51卷 45-51页

作者：胡经文马思宇于瑞周华王伟卢海承浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 北京天玛智控科技股份有限公司北京100013

以本安型电磁铁为研究对象,针对本安型电磁铁因功率受限及磁性材料固有特性而存在的力-位移特性差、电感大、驱动力不足的问题,以提升电磁铁启闭响应动态性能为目标,基于磁源重构的方法提出一种新型永磁式本安型电磁铁,通过引入径向磁... 详细信息

以本安型电磁铁为研究对象,针对本安型电磁铁因功率受限及磁性材料固有特性而存在的力-位移特性差、电感大、驱动力不足的问题,以提升电磁铁启闭响应动态性能为目标,基于磁源重构的方法提出一种新型永磁式本安型电磁铁,通过引入径向磁化永磁环结构增大电磁力与力增长速率.利用电磁铁的等效磁路模型解释永磁式电磁铁更大的电磁力和力增长速率,同时采用麦克斯韦(Maxwell)有限元仿真软件进行电磁铁的静、动态性能对比分析,并探讨永磁环尺寸对响应时间的影响规律,发现永磁环厚度在6 mm左右时电磁铁的动态性能最佳.仿真结果表明:永磁式本安型电磁铁的电磁力比非永磁式增大6.9%,动态响应时间减少9.3%,具有较好的动态性能优化效果,且结构简单,易于控制,具有工业推广价值.

关键词：本安型电磁铁优化设计动态特性永磁体磁源重构

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基于深度学习的基础设施表面裂纹检测方法研究进展

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计算机工程与应用 2025年第1期61卷 1-23页

作者：胡翔坤李华冯毅雄钱松荣李键李少波贵州大学公共大数据国家重点实验室贵阳550025 清华大学机械工程系北京100084 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310058

民用基础设施在长期使用后容易发生物理结构或性能状态的改变,对其功能和使用安全造成一定的损害,因此,对这类设施的结构健康监测是十分必要的。裂纹检测是结构健康监测中极其重要的一部分,及时检测并识别这类损伤,能有效避免事故的发... 详细信息

民用基础设施在长期使用后容易发生物理结构或性能状态的改变,对其功能和使用安全造成一定的损害,因此,对这类设施的结构健康监测是十分必要的。裂纹检测是结构健康监测中极其重要的一部分,及时检测并识别这类损伤,能有效避免事故的发生。基于计算机视觉的表面裂纹检测方法操作简单、检测速度快、准确率高,被广泛应用于民用基础设施的表面裂纹检测。从图像分类、目标检测、语义分割三个不同的检测方向综述了基于深度学习的基础设施表面裂纹检测方法,总结了常见的数据采集方法和常用的公共裂纹数据集。最后讨论了基于深度学习的基础设施表面裂纹检测方法存在的困难与挑战,并展望了未来可能的发展方向。

关键词：结构健康监测裂纹检测计算机视觉深度学习

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采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化数值方法

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 103-113页

作者：杜飞田镇熊刘宏磊郭书哲郭俊康李宝童西北工业大学航天学院西安710072 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对基于有限体积法的热-流耦合数值分析缺乏拓扑优化框架问题,建立了采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化方法。建立了流体固体统一描述的自然对流换热数学模型,提出了基于有限体积法的自然对流求解方法;通过引入基于结构的离散化描... 详细信息

针对基于有限体积法的热-流耦合数值分析缺乏拓扑优化框架问题,建立了采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化方法。建立了流体固体统一描述的自然对流换热数学模型,提出了基于有限体积法的自然对流求解方法;通过引入基于结构的离散化描述方法,搭建了结构的描述框架并构建了流体与固体间的材料属性插值模型;针对自然对流中增强散热能力与增强物质传输能力问题,提出了拓扑优化的数学模型,明确了设计变量、目标函数以及约束条件,建立了自然对流拓扑优化方法框架;通过3个算例,验证了提出的数学模型和求解方法,并与商业软件COMSOL进行了对比。结果表明:提出的自然对流求解方法与COMSOL计算结果相比,压力、速度、温度的数值误差均小于3%;对于增强散热能力问题,采用提出的拓扑优化方法获得的最高温度优于COMSOL结果。所提基于有限体积法的自然对流拓扑优化方法的可行性和有效性得到了验证。

关键词：自然对流拓扑优化有限体积法强化散热流体固体统一描述

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三维CAD技术研究进展及其发展趋势综述

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机械工程学报 2023年第23期59卷 158-185页

作者：程锦叶虎强谭建荣刘振宇楼亦斌王荣浙江大学设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310058 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310058 浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058

三维CAD软件是整个工业软件体系的核心与基础,但目前中国高端三维CAD软件市场被国外工业巨头所垄断,国产三维CAD软件在中端市场的占有率也很低,严重威胁我国工业系统的安全。为探明三维CAD发展方向,给出国产三维CAD软件高质量发展的可... 详细信息

三维CAD软件是整个工业软件体系的核心与基础,但目前中国高端三维CAD软件市场被国外工业巨头所垄断,国产三维CAD软件在中端市场的占有率也很低,严重威胁我国工业系统的安全。为探明三维CAD发展方向,给出国产三维CAD软件高质量发展的可行路径,系统梳理了三维几何建模引擎、几何约束求解、CAD数据交换、CAD接口与二次开发、产品信息集成、设计知识处理、大规模装配、基于模型的定义等三维CAD关键技术的研究进展,探讨了其技术难点及发展方向;在深入调研国内外三维CAD软件发展现状的基础上,分析了国产三维CAD软件存在的差距及其根源;阐述了三维CAD软件集成化、智能化、云端化、专业化、一体化等发展趋势,并给出了国产三维CAD软件实现高质量发展的若干建议。

关键词：三维CAD 集成化智能化云端化专业化一体化

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基于听觉反馈的主从式重载液压臂辅助操控方法

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机械工程学报 2022年第18期58卷 150-158页

作者：程敏涂恺文丁孺琦徐兵重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

多自由度液压臂的主从式位置控制方式相比传统关节速度操控方式具有操作直观、交互自然等优点,但大惯量响应滞后特性带来操控作业效率低、环境碰撞风险高等问题。为此,提出一种基于听觉反馈的主从式重载液压臂辅助操控方法,其基本原理... 详细信息

多自由度液压臂的主从式位置控制方式相比传统关节速度操控方式具有操作直观、交互自然等优点,但大惯量响应滞后特性带来操控作业效率低、环境碰撞风险高等问题。为此,提出一种基于听觉反馈的主从式重载液压臂辅助操控方法,其基本原理为将主从位置误差映射为不同响度和音调的声音信号并反馈给操作者,目的是一方面在新手操作培训中提高学习效率,另一方面在实际任务场景中提高操控性能。建立基于样机实测数据的主从式重载液压臂虚拟现实操控平台,设计出听觉反馈的人机交互辅助操控界面,征集了40名新手受试者参与试验研究与性能评估。对比试验结果表明,在新手培训环节中,该听觉反馈辅助操控方法能使操作训练次数减少24.7%,从而帮助新手更快掌握操作技能;在实际作业场景中,该方法能平均降低8.8%的任务完成时间,并平均减少22.7%的环境碰撞次数,从而提高作业效率并降低环境碰撞风险。

关键词：液压重载臂响应滞后虚拟现实听觉反馈人机界面

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