检索结果-内蒙古大学图书馆

液压与气动 2025年第1期49卷 68-75页

作者：姬鹏远纵怀志艾吉昆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

液压四足机器人具有功率密度高、负载能力大等优势,但其液压系统控制参数与机身运动参数间耦合关系复杂且维度较高,导致最优控制参数的求解十分困难。为此,采用具有自适应性、抗扰动性的深度强化学习算法,实现机器人单腿在不同工况下的... 详细信息

液压四足机器人具有功率密度高、负载能力大等优势,但其液压系统控制参数与机身运动参数间耦合关系复杂且维度较高,导致最优控制参数的求解十分困难。为此,采用具有自适应性、抗扰动性的深度强化学习算法,实现机器人单腿在不同工况下的高效、平稳运动。首先,在MATLAB/Simulink中搭建Spurlos液压四足机器人单腿模型;然后,设计基于五次多项式轨迹规划的强化学习控制器;最终实现针对不同目标任务的机器人单腿优化控制。仿真表明,所提强化学习控制策略能够实现机器人跳跃运动的自适应优化控制,训练后的机器人单腿在复杂环境中展现出较强的自适应性与运动稳定性。

关键词：液压四足机器人深度强化学习跳跃控制轨迹规划

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人-信息-物理互联环境下数字车间制造能力建模与自适应调度

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机械工程学报 2025年第3期61卷 23-39页

作者：胡炳涛钟锐锐冯毅雄杨晨王天跃洪兆溪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 贵州大学公共大数据国家重点实验室贵阳550025 联通(浙江)产业互联网有限公司杭州311199 香港城市大学系统工程系中国香港518057

工业5.0的发展对制造业的信息化、数字化和智能化提出了更高的要求。针对传统车间制造能力组织范式和智能调度技术缺乏的重要难题,提出人-信息-物理互联环境下数字车间制造能力建模与自适应调度技术,从而实现对复杂车间制造能力的高保... 详细信息

工业5.0的发展对制造业的信息化、数字化和智能化提出了更高的要求。针对传统车间制造能力组织范式和智能调度技术缺乏的重要难题,提出人-信息-物理互联环境下数字车间制造能力建模与自适应调度技术,从而实现对复杂车间制造能力的高保真建模与生产资源的高效调度。为了有效管理数字车间中的生产要素,提出一种融合人-信息-物理系统的数字车间制造能力建模技术。此外,提出一种深度强化学习驱动的数字车间自适应调度(Deep reinforcement learning-driven adaptive scheduling,DRL-AS)算法,该算法将柔性作业车间调度问题以异构析取图的形式进行建模。考虑到工序与机器之间复杂的耦合关联性,设计一种基于分层自注意力机制的多要素表征方法以提取环境状态的全局特征和辅助智能体进行高质量决策。近端策略优化(Proximal policy optimization,PPO)算法被用于训练所提出自适应调度技术。试验结果表明所提出方法的调度性能和泛化性能显著优于对比算法。

关键词：人-信息-物理系统柔性作业车间调度深度强化学习制造能力建模数字孪生

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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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考虑变摩擦和声软化效应的超声焊接多场耦合模拟与分析

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机械工程学报 2025年第2期61卷 86-96页

作者：胡伟飞邓晓豫张桐舟刘振宇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 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027 浙江大学机械工程学院杭州310027

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦... 详细信息

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦合作用,在热软化的基础上引入了超声对材料的软化效应,并使用模拟得到的工件振幅来动态更新声软化系数,提高了有限元模型的准确性。基于该耦合模型,进一步探究了金属超声焊接过程中工件振幅传递、温度场分布以及塑性变形等复杂机械行为,并分析了振幅、压力等工艺参数对焊接过程的影响。结果表明,工件温度和塑性变形的模拟结果与实测数据吻合较好;超声振动能量在工件间传递存在衰减;工件焊接区域中心温度明显高于焊接边缘温度,但仍远低于材料熔化温度;热和声软化对工件塑性变形均有显著作用,其中声软化的贡献率约为38%。此外,超声焊接工艺参数对焊接过程有较大影响,对改善焊接质量具有潜在意义。

关键词：超声焊接多物理场耦合振幅传递温度场分布塑性变形

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人机协作的掘进机截割部故障率稳健性容差设计

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机械工程学报 2025年第3期61卷 77-90页

作者：崔凯越洪兆溪娄山河闫炜煜冯毅雄谭建荣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310027 浙江大学宁波科创中心宁波315100 南洋理工大学机械与宇航工程学院新加坡新加坡637460 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025

掘进机截割部的稳健运行是掘进工作能够按时保质完成的必要条件,对截割部故障率进行稳健性容差设计是满足系统稳健运行的同时降低制造成本的有效措施。针对截割部故障率稳健性容差设计过程中故障数据样本量大、缺少相关稳健性优化数学... 详细信息

掘进机截割部的稳健运行是掘进工作能够按时保质完成的必要条件,对截割部故障率进行稳健性容差设计是满足系统稳健运行的同时降低制造成本的有效措施。针对截割部故障率稳健性容差设计过程中故障数据样本量大、缺少相关稳健性优化数学模型、目标函数高维求解困难等问题,提出人机协作的截割部故障率稳健性容差设计方法。该方法以计算机的强大算力为支撑,首先利用人的区间模糊推理知识和最大似然估计方法对大量故障数据进行参数拟合,近似估计零部件故障率。其次基于数学目标规划知识和n重黎曼定积分设计了稳健性度量函数,构建高维高次稳健性优化数学模型。然后使用人群搜索算法和算法参数分析知识进行求解,获得了故障率容差的相对最优解。最后设计基于积分的多维波动模拟策略,得到整个截割部系统故障率的波动曲线。对比试验结果表明,所提出的人机协作的截割部故障率稳健性容差设计方法可以有效获得零部件故障率的扩展区间,并使截割部系统的稳健性能保持在较高水平。在人认知能力和计算机计算智能的联合推动下,该稳健性容差设计方法可经过适应性调整,进一步应用于其他可微的复杂系统。

关键词：截割部故障率稳健性容差设计人机协作最大似然估计黎曼定积分人群搜索算法

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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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基于改进鲸鱼优化算法的放射源定位方法研究

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核电子学与探测技术 2025年第1期45卷 93-100页

作者：李明旭洪纵横从飞云钮云龙雷雨西安中核核仪器股份有限公司西安710061 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 浙江生态环境集团有限公司杭州311121

针对启发式算法在求解放射源定位问题中精度不足、稳定性不强和容易陷入局部最优解的难题,本文提出了一种改进的鲸鱼优化算法。该方法通过结合放射源的历史预测结果,有效提高了局部区域的寻优能力,进而提高了放射源定位的精度和稳定性... 详细信息

针对启发式算法在求解放射源定位问题中精度不足、稳定性不强和容易陷入局部最优解的难题,本文提出了一种改进的鲸鱼优化算法。该方法通过结合放射源的历史预测结果,有效提高了局部区域的寻优能力,进而提高了放射源定位的精度和稳定性。仿真和试验结果表明,本文提出的方法能够有效适用于针对放射源的长期监测和轨迹追踪场景。在利用无人机搭载放射源进行移动轨迹追踪的试验中,本文提出的方法的定位误差相较于其他启发式算法降低约10%,定位稳定性提高约20%。

关键词：放射源定位极大似然法鲸鱼优化算法

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水下电动静液作动器的接触力控制

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液压与气动 2025年第2期49卷 1-7页

作者：刘佳佳杨朝坤吕立彤聂勇陈正梅德庆浙江大学海洋学院浙江舟山316021 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 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

水下作业时,电动静液作动器的接触力传感器难以安装,直接力反馈控制器难以设计。因此,基于力估计和模型补偿提出一种应用于水下电动静液作动器的接触力控制方案。通过建立液压缸压力-流量模型,设计流量模型前馈补偿方案,并基于油腔压力... 详细信息

水下作业时,电动静液作动器的接触力传感器难以安装,直接力反馈控制器难以设计。因此,基于力估计和模型补偿提出一种应用于水下电动静液作动器的接触力控制方案。通过建立液压缸压力-流量模型,设计流量模型前馈补偿方案,并基于油腔压力传感器实现水下电动静液作动器的压力精准控制;通过建立摩擦模型,基于扩张观测器设计摩擦力补偿方案,实现接触力的估计和控制。最后利用液压试验台,验证了接触力估计和控制的性能,试验表明力估计和控的精度为2%FS。与使用压力传感器进行接触力控制相比,其控制性能更优越。

关键词：电动静液作动器接触力估计模型补偿控制

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人-信息-物理协同下核电设备可演进式剩余寿命估计

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机械工程学报 2025年第4期61卷 302-313页

作者：蒋翔宇冯毅雄张志峰宋秀菊洪兆溪胡炳涛谭建荣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310027 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025 浙江大学宁波科创中心宁波315100

在工业5.0新时代,将设备物理实体与人类认知、信息技术融合,是推动故障预测与健康管理(Prognosticsandhealth management,PHM)智能增强的重要途径,剩余寿命估计作为PHM中的关键环节,为设备预测性维护提供时间裕量依据。受人的记忆和遗... 详细信息

在工业5.0新时代,将设备物理实体与人类认知、信息技术融合,是推动故障预测与健康管理(Prognosticsandhealth management,PHM)智能增强的重要途径,剩余寿命估计作为PHM中的关键环节,为设备预测性维护提供时间裕量依据。受人的记忆和遗忘机制启发,提出一种人-信息-物理协同的剩余寿命估计可演进式模型框架,能够同时预测设备的连续状态和离散状态。模型采用基于实例的学习策略从时序数据中汲取并保留知识,无须事先假设固定的失效阈值和退化阶段,旨在随着样本的加入而逐渐调整趋于稳定,适合于设备小样本和先验知识不足的情况,或设备处于变化的运行环境中。模型底层采用核最小均方算法,使模型结构和参数可以在线更新;基于最近实例质心估计方法改进算法,将输入空间拓展为特征空间,随着输入数据的学习将空间自动划分为不同子区域,以实现在预测未来信号的同时获取健康状态信息,进而推导剩余寿命。为了使模型网络规模更加紧凑,引入在线矢量量化方法,通过消除模型冗余的基函数降低计算复杂度。将所提模型框架运用于某压水堆给水泵剩余寿命估计,验证了方法的有效性。

关键词：人-信息-物理协同剩余寿命同步预测核最小方均

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新型双排盘配流式径向柱塞泵设计及流场分析

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机电工程 2025年第3期42卷 539-548页

作者：李会强孟利民袁荫武安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

传统径向柱塞泵存在着结构复杂、径向受力不平衡等问题。为此,基于盘配流方式提出了一种新型双排盘配流式径向柱塞泵模型,并对其进行了运动学仿真及内部流场数值研究。首先,建立了双排盘配流式径向柱塞泵三维模型,根据工作原理绘制了其... 详细信息

传统径向柱塞泵存在着结构复杂、径向受力不平衡等问题。为此,基于盘配流方式提出了一种新型双排盘配流式径向柱塞泵模型,并对其进行了运动学仿真及内部流场数值研究。首先,建立了双排盘配流式径向柱塞泵三维模型,根据工作原理绘制了其运动简图,对其进行了运动学分析;然后,基于AMESim软件建立了双排盘配流式径向柱塞泵的一维仿真模型,对仿真结果与运动学分析进行了对比及相互验证;其次,对新型泵的流体域进行了数值模拟,得到了新型泵内部流场的压力云图、速度云图和瞬时流量曲线;最后,对不同的偏心距、柱塞直径及排角下的瞬时流量进行了仿真模拟。研究结果表明:新型双排盘配流式径向柱塞泵内部压力分布均匀,主要压力突变发生在配流盘的吸排油口交界处,最大压力值为20.63 MPa,一个周期内流体速度主要变化区域在进出油口通道处,最大速度为172.24 m/s;同时,该泵的流量脉动率为3.90%;随着偏心距和柱塞直径的增加,瞬时流量数值也在增加,但脉动率保持不变。该新型泵的设计丰富了液压容积泵的泵型,相关流场分析也为后续的研究提供了参考价值。

关键词：容积泵径向柱塞泵运动学分析流场分析数值研究流量脉动率瞬时流量

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