检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2022年第18期58卷 133-140页

作者：申慧敏葛瑞康顾晓伟蔡晓童甘屹杨赓上海理工大学机械工程学院上海200093 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

作为人类与外界环境互动的重要自然媒介,手具有高度的灵活性和复杂性,高效准确的手部动作和姿态识别对实现基于手部的人-机-环境共融具有重要意义。针对手部显著的个体差异特性,提出基于磁-惯性传感信息融合技术的个性化手指单元参数化... 详细信息

作为人类与外界环境互动的重要自然媒介,手具有高度的灵活性和复杂性,高效准确的手部动作和姿态识别对实现基于手部的人-机-环境共融具有重要意义。针对手部显著的个体差异特性,提出基于磁-惯性传感信息融合技术的个性化手指单元参数化模型构建方法,为实现精准的人-机-环境感知和共融提供技术支持。结合手部的指骨生物构造约束,建立手指单元运动学模型;通过结构化磁场标记技术,搭建磁-惯性信息融合的手指单元全姿态反演系统,完成个性化手指单元参数化模型构建。通过对不同志愿者手指单元开展连续路径对比试验以及单点定位精度验证试验,证明提出的基于磁-惯性传感信息融合技术的个性化手指单元全姿态信息反演方法定位精度分布在[1.43,2.81]mm。

关键词：灵巧手手指单元磁-惯性传感信息融合全姿态反演

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4D打印功能构件的热致变形模式分析与变形设计研究

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机械工程学报 2023年第3期59卷 189-199页

作者：高一聪曾思远许君君郑浩谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 清华大学制造工程研究所北京100084 北京航空航天大学杭州创新研究院杭州310000

4D打印通过材料和结构的设计将非线性的控制逻辑打印在材料中,制备可以在温度、磁场、紫外线等激励下发生几何结构、功能、性能等可控转变的功能构件。以双层结构的功能构件为研究对象,通过对温度激励下功能构件基体相和增强相的热膨胀... 详细信息

4D打印通过材料和结构的设计将非线性的控制逻辑打印在材料中,制备可以在温度、磁场、紫外线等激励下发生几何结构、功能、性能等可控转变的功能构件。以双层结构的功能构件为研究对象,通过对温度激励下功能构件基体相和增强相的热膨胀进行分析,研究了4D打印功能构件的热致变形机理,得到了基于形状记忆聚合物纤维排布的功能构件变形模式。在此基础上,分析了功能构件的3D打印工艺参数影响,建立了功能构件热致变形的近似解析模型。采用偏最小二乘法拟合了弯曲和螺旋变形的功能构件热致变形等效模型,通过4D打印的功能构件试件的变形特征与模型计算对比,验证了所拟合的等效模型的正确性。最后,设计并4D打印制备了自变形盒型功能构件和自组装螺旋连接功能构件,验证了功能构件形状、功能和特性的设计和可控编辑,对设计4D打印的功能构件具有指导意义。

关键词：功能构件可控变形正向设计 4D打印

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高维混合不确定条件下基于降维积分的产品关键结构可靠性优化设计

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计算机集成制造系统 2024年第12期30卷 4152-4167页

作者：洪兆溪谭建荣何利力胡炳涛张志峰宋秀菊冯毅雄浙江大学宁波科创中心浙江宁波315100 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027 浙江理工大学计算机科学与技术学院浙江杭州310018 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵州贵阳550025

在产品可靠性中注入优化设计思想,在满足可靠度要求的前提下寻找能够使目标性能最优的关键结构设计变量取值,是保障产品性能和提升人类使用感受的重要途径。值得注意的是,不确定因素在结构设计过程中无处不在且品种多样,特别是区间不确... 详细信息

在产品可靠性中注入优化设计思想,在满足可靠度要求的前提下寻找能够使目标性能最优的关键结构设计变量取值,是保障产品性能和提升人类使用感受的重要途径。值得注意的是,不确定因素在结构设计过程中无处不在且品种多样,特别是区间不确定和随机不确定往往同时存在,并具有较高的参数维度,使得传统的设计方法不再适用。针对此问题,先引入积分降维来提升产品关键结构可靠性的分析速度,再通过Kriging近似建模技术和多目标粒子群智能算法,建立高维混合不确定产品关键结构可靠性优化设计的高效循环嵌套计算架构。内层计算聚焦于考虑高维混合不确定变量的产品关键结构功能函数降维积分以快速获取其上下界函数表征及对应的可靠性范围,外层计算则根据内层的可靠性分析结果来判断当前的结构设计变量是否满足可靠性要求并借助多目标粒子群智能算法进行搜索更新,有效减小了产品关键结构可靠性优化设计过程的计算工作量,并通过工程实例验证了所提方法的合理性与有效性。

关键词：高维混合不确定降维积分可靠性优化设计产品结构双层嵌套计算

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基于改进切换增益自适应率的欠驱动USV滑模轨迹跟踪控制

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浙江大学学报（工学版） 2022年第3期56卷 436-443页

作者：于瑞徐雪峰周华杨华勇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 天津航海仪器研究所九江分部江西九江332007

针对参数的不确定性和外界干扰的非线性给欠驱动无人艇(USV)的精确轨迹跟踪控制带来的挑战,提出基于改进切换增益自适应率(ISGA)的欠驱动USV滑模轨迹跟踪控制算法.该算法结合反步法和PI滑模控制,以保证欠驱动USV跟踪并保持期望的轨迹;... 详细信息

针对参数的不确定性和外界干扰的非线性给欠驱动无人艇(USV)的精确轨迹跟踪控制带来的挑战,提出基于改进切换增益自适应率(ISGA)的欠驱动USV滑模轨迹跟踪控制算法.该算法结合反步法和PI滑模控制,以保证欠驱动USV跟踪并保持期望的轨迹;采用基于理想增益的ISGA算法,以提高系统的鲁棒性和抑制滑模抖振现象.借助李雅普诺夫直接法证明轨迹跟踪控制系统的全局指数稳定性.仿真结果显示,所提算法具有鲁棒性强、滑模抖振弱和控制精度高等优点.相较2种先进的轨迹跟踪控制算法,所提算法的位姿控制精度提高超过25.0%.

关键词：欠驱动无人艇改进切换增益自适应率(ISGA) 滑模控制轨迹跟踪指数收敛

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基于迁移学习的机械制图智能评阅方法

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浙江大学学报（工学版） 2022年第5期56卷 856-863,889页

作者：高一聪王彦坤费少梅林琼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 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014

针对机械图样几何特征种类多、线条线型易混淆、人工制图风格多样导致校对效率低、误检、漏检等问题,提出基于迁移学习的机械制图智能评阅方法.对机械图样进行预处理,采用改进的阀值迭代算法去除背景、噪点和干扰,完成图样图像的分割,... 详细信息

针对机械图样几何特征种类多、线条线型易混淆、人工制图风格多样导致校对效率低、误检、漏检等问题,提出基于迁移学习的机械制图智能评阅方法.对机械图样进行预处理,采用改进的阀值迭代算法去除背景、噪点和干扰,完成图样图像的分割,提取机械图样的特征投影图像.通过训练源领域图片的特征提取器,将特征提取器的网络权值迁移到机械图样评阅模型中,完成相似领域的知识迁移.训练逻辑回归分类器,建立基于神经网络权重参数自适应的智能评阅模型,对几何特征、投影特征、图线、剖面符号等机械图样的制图标准要素进行识别.实验结果表明,所提出的机械制图智能评阅方法具有较高的错误识别率和鲁棒性能,单个测试样本平均评阅时间为0.95 s,机械图样的平均评阅正确率为98.82%;与人工评阅相比,所提方法能够在提高评阅效率的同时具有较高准确率.

关键词：智能评阅仪器制图迁移学习机械图样机器学习

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基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法

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机电工程 2024年第1期41卷 1-10页

作者：任中永许顺海龚国芳张鹏王一博刘尚中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 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

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动... 详细信息

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解新方法。首先,对滑靴副的受力平衡机理进行了分析,并构建了柱塞泵运动学和动力学模型;然后,构建了柱塞泵整泵流场仿真模型,求解了包含滑靴底部支撑力、柱塞腔压力等在内的滑靴副支撑动态边界,并采用容积效率试验数据验证了整泵流场仿真的准确性;最后,建立了滑靴副油膜承载模型,分析了滑靴副油膜支撑特性,提出了基于插值计算理论的柱塞泵滑靴副油膜承载尺度动态求解方法,对1600 r/min与600 r/min两种典型工况的滑靴副油膜动态进行了计算。研究结果显示:大排量柱塞泵转速为1600 r/min时,柱塞惯性力导致高压侧油膜厚度进一步减薄,高压转低压过程中,柱塞腔内出现压力骤降,使滑靴副油膜无法形成,导致滑靴与斜盘发生刚性接触,在该区域内发生异常磨损;而在低转速工况(600 r/min)时,滑靴底面能够有效形成油膜,保证柱塞泵低速运行的可靠性。这表明基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法可以快速地对不同工况下的柱塞泵滑靴副油膜厚度进行求解。

关键词：工程机械盾构机容积泵滑靴副支撑特性油膜厚度动态特性柱塞泵动力学分析线性插值

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面向“互联网+”定制产品的智能适应性设计研究

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机械工程学报 2023年第12期59卷 109-125页

作者：胡炳涛冯毅雄刘继红郭伟谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 天津大学机械工程学院天津300350

在“互联网+”环境下,用户可以深度参与产品的设计、制造和运维等全生命周期过程,对定制产品的个性化需求程度不断提高。随着定制生产的方式在制造业中占比逐渐增加,如何适应互联网上来源广泛、形式各异的客户需求,提高产品定制设计的... 详细信息

在“互联网+”环境下,用户可以深度参与产品的设计、制造和运维等全生命周期过程,对定制产品的个性化需求程度不断提高。随着定制生产的方式在制造业中占比逐渐增加,如何适应互联网上来源广泛、形式各异的客户需求,提高产品定制设计的智能化水平,推动产品生产模式由均质化向定制化转变,成为“互联网+”定制产品设计需要解决的关键问题。为此,总结“互联网+”环境下定制产品适应性设计的基本原理,提出面向“互联网+”定制产品的智能适应性设计架构,阐述该架构涉及到的三项关键技术,包括全生命周期多模态数据统一表征、需求数据驱动的产品功能-行为-结构映射和变更数据驱动的设计更改路径演化与决策。最后以某型号液压机为例,根据互联网定制客户需求对其油箱进行智能适应性设计,证明所提方法的有效性,为“互联网+”定制产品的设计理论发展提供了参考。

关键词：互联网+ 定制产品适应性设计智能设计数据驱动

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基于改进灰狼算法的宏微复合驱动器磁滞模型的参数辨识

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制造技术与机床 2024年第3期 168-172,192页

作者：喻曹丰陶雪枫魏益军杨坤王宁安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 流体动力基础件与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

精确辨识磁滞模型参数是保证宏微复合驱动器位移跟踪精度的关键,针对传统灰狼算法(GWO)存在局部最小值和求解精度不高的缺陷,文章提出一种改进的灰狼算法(TGWO)。通过Singer混沌映射优化了灰狼个体的初始位置,以增加种群多样性;采用非... 详细信息

精确辨识磁滞模型参数是保证宏微复合驱动器位移跟踪精度的关键,针对传统灰狼算法(GWO)存在局部最小值和求解精度不高的缺陷,文章提出一种改进的灰狼算法(TGWO)。通过Singer混沌映射优化了灰狼个体的初始位置,以增加种群多样性;采用非线性收敛因子策略提高了局部开发度和全局搜索度;在种群位置迭代更新中引入动态权重更新和自适应更新策略。通过仿真和实验表明:该算法能有效可靠地辨识宏微复合驱动器磁滞模型的参数,平均相对误差为4.6%,拥有更高的精度和收敛性。

关键词：宏微复合驱动器 Jiles-Atherton磁滞模型改进的灰狼算法参数辨识

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基于LQR的宏微复合驱动器宏动控制策略

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制造技术与机床 2025年第4期 113-119页

作者：喻曹丰张奇龙魏益军陈志全安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为提高宏微复合驱动器宏动部分的驱动控制精度,基于电磁力驱动原理,建立了宏动部分的动力学模型,并设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制器和三闭环PID控制器。通过数值仿真和实验对比验证了LQR控制器的优越性... 详细信息

为提高宏微复合驱动器宏动部分的驱动控制精度,基于电磁力驱动原理,建立了宏动部分的动力学模型,并设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制器和三闭环PID控制器。通过数值仿真和实验对比验证了LQR控制器的优越性。实验结果显示,在无负载、定位行程为10 mm时,LQR算法控制下定位误差约为1μm,而三闭环PID算法控制下定位误差约为9μm;在负载为1 kg、定位行程为10 mm时,LQR算法控制下定位误差约为1μm,而三闭环PID算法控制下定位误差约为3.2μm。研究结果表明,LQR算法相较于三闭环PID算法,具有更高的定位精度、更小的超调量、更强的稳定性和更好的鲁棒性,能更好地满足宏微复合驱动器的宏动控制需求。

关键词：宏微复合驱动器 LQR控制器 PID控制器控制策略动力学

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超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

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机械工程学报 2022年第20期58卷 438-452页

作者：胡敏高鹏闵思婕刘睿丘天祥曾亿山刘常海合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 安徽博一流体传动股份有限公司合肥230009

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基... 详细信息

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明:固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。

关键词：轴向柱塞泵柱塞副超高压固液耦合作用弹性流体动压润滑

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