检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第3期61卷 105-118页

作者：李嘉佳易茜冯毅雄朱鹏兴易树平重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 浙江大学流体动力基础与机电系统全国重点实验室杭州310027 重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044

以技术驱动为主的智能制造单元面临着动态环境应对灵活性不足、非典型生产干扰应对困难、多场景集成决策受限等一系列挑战,为此,提出一种人本智造单元中人-智能系统协同的双智能体工作机制。分析以人为本的智能制造理念下制造单元的发... 详细信息

以技术驱动为主的智能制造单元面临着动态环境应对灵活性不足、非典型生产干扰应对困难、多场景集成决策受限等一系列挑战,为此,提出一种人本智造单元中人-智能系统协同的双智能体工作机制。分析以人为本的智能制造理念下制造单元的发展和演变过程,探索人与智能系统的有效协同途径,提出由增强感知、沟通交互、动态反馈、协同智能决策、持续学习和自适应构建的双智能体工作机制,并将其应用于故障诊断与排除这一非典型场景中,包括状态监测、故障诊断、故障排除、恢复与验证、持续学习与改进。以某重载车辆变速箱箱体智能制造单元的故障排除为案例,展示双智能体工作机制的有效性。

关键词：人本智造人与智能系统协同智能制造制造单元故障诊断与排除

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盾构智能管片拼装机的平移运动电液系统精确控制

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浙江大学学报(工学版) 2025年第3期59卷 588-596页

作者：陈旭阳黄鑫郭俊可林福龙贾连辉龚国芳杨华勇祝毅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 中铁工程装备集团有限公司电气与智能技术研究院河南郑州450047

管片拼装机载荷大、滞后大、摩擦扰动大,为了提高管片自动拼装的精度和效率,通过对模型精确辨识和iPIDD2算法实现在摩擦扰动下液压平移系统的精确控制.在理论模型基础上,提出多算法融合信号降噪方法对输出信号进行预处理,并采用带遗忘... 详细信息

管片拼装机载荷大、滞后大、摩擦扰动大,为了提高管片自动拼装的精度和效率,通过对模型精确辨识和iPIDD2算法实现在摩擦扰动下液压平移系统的精确控制.在理论模型基础上,提出多算法融合信号降噪方法对输出信号进行预处理,并采用带遗忘因子的偏差补偿递推最小二乘辨识算法,以获得更精确的液压系统模型.针对摩擦扰动下拼装机平移运动的精确控制,提出iPIDD2控制算法实现平移油缸的精确控制.通过AMESim-Simulink联合仿真和搭建电液伺服系统实验台及实时控制系统验证研究结果.在不同的负载工况下进行全尺寸实验验证,结果表明,所提方法的位移跟踪稳态误差小于3mm,与PID相比最大跟踪误差减小77.6%,迟滞时间减少超过10s.在参数不确定和摩擦扰动下具有更好的精确控制性能和更小的迟滞时间,所提算法对提高摩擦扰动下自动管片拼装的拼装精度和效率具有积极意义.

关键词：盾构机管片拼装信号处理参数识别精确控制

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基于流量脉动补偿的电静液作动器神经网络控制

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机械工程学报 2025年第4期61卷 355-364页

作者：葛曜文杨晓伟邓文翔姚建勇南京理工大学机械工程学院南京210094 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

流量脉动是柱塞泵的固有属性,理论而言其是由多个柱塞往复运动所产生,但在实际运行中柱塞在缸孔密封容腔内的一次次挤压和排放油液会积存残余压力,并伴随着泄漏等非线性不确定性,致使实际流量脉动与理论流量脉动之间存在偏差。现有电静... 详细信息

流量脉动是柱塞泵的固有属性,理论而言其是由多个柱塞往复运动所产生,但在实际运行中柱塞在缸孔密封容腔内的一次次挤压和排放油液会积存残余压力,并伴随着泄漏等非线性不确定性,致使实际流量脉动与理论流量脉动之间存在偏差。现有电静液作动器(Electro-hydrostatic actuation,EHA)非线性控制方法研究中,通常对流量脉动进行线性处理并前馈补偿,忽视了泵流量脉动的非线性特征以及偏差效应,进而扩大了匹配不确定性的上界,致使控制器增益系数增大引起噪声放大,限制了电静液作动器系统控制精度的提升。为追求更高的控制精度,提出一种基于流量脉动补偿的电静液作动器神经网络控制方法。首先建立理论流量脉动的非线性范式模型用于前馈补偿,随后通过双通道神经网络实时逼近执行器的摩擦及第二通道干扰、理论与实际流量脉动的残差及第三通道干扰。试验结果表明,所提出的基于流量脉动补偿的电静液作动器神经网络控制和另外两种控制方法相比,跟踪精度提升了65%以上,在降低控制器增益和调参难度的同时,获得了更加优异的控制性能。

关键词：电静液作动器神经网络控制流量脉动前馈补偿

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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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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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机器人用电静液作动器研究现状与发展趋势

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机械工程学报 2025年第4期61卷 273-289页

作者：张军辉倪小昊纵怀志郭怡涛杨梅生朱琦歆徐兵浙江大学流体动力与智能控制研究所杭州310058 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 安徽工业大学机械工程学院马鞍山243002

液压机器人以大负载输出和抗干扰能力强等优点在众多场景中广泛应用。执行器作为机器人的“肌肉”负责直接对外做功,是机器人实现性能的关键。其中,电静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)以其集成度高、能量效率高、功率密度... 详细信息

液压机器人以大负载输出和抗干扰能力强等优点在众多场景中广泛应用。执行器作为机器人的“肌肉”负责直接对外做功,是机器人实现性能的关键。其中,电静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)以其集成度高、能量效率高、功率密度高等优点,被广泛应用于机器人、航空航天、工程装备及其他领域。从EHA的机器人应用、系统构型、硬件组成、控制算法和发展方向五个方面综述机器人用EHA的发展现状,介绍EHA在关节机器人、可穿戴机器人、足式机器人等多领域开展的应用,对EHA的快速响应构型和节能高效构型进行介绍,讨论EHA的硬件组成,包括电机、液压泵、执行器与集成阀块等核心部件,总结机器人用EHA在位置控制、力控制和柔顺控制方面的控制算法,从元件、驱动、控制和节能等角度展望机器人用EHA的发展趋势。

关键词：电静液作动器液压驱动机器人系统构型集成设计精确控制

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聚二甲基硅氧烷原位固化3D打印装置及工艺

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浙江大学学报(工学版) 2025年第5期59卷 973-981页

作者：苏炼封森文谢英睿栾丛丛姚鑫骅浙江大学机械工程学院浙江省三维打印工艺与装备重点实验室流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027

针对在聚二甲基硅氧烷(PDMS) 3D打印的前驱体中加入的特定添加剂的缺陷以及PDMS固化时间长的问题,提出基于热场辅助的PDMS原位固化打印新方法,设计搭建原位固化3D打印平台.通过正交试验获取打印成型平台面与成型面丝材的最优工艺参数组... 详细信息

针对在聚二甲基硅氧烷(PDMS) 3D打印的前驱体中加入的特定添加剂的缺陷以及PDMS固化时间长的问题,提出基于热场辅助的PDMS原位固化打印新方法,设计搭建原位固化3D打印平台.通过正交试验获取打印成型平台面与成型面丝材的最优工艺参数组合,基于最优工艺参数组合打印了倾斜结构、仿生结构及Y型气管支架3种典型复杂结构,实现了在打印平台内PDMS制件的原位快速固化成型.该方法拓展了PDMS及同类热固性材料在复杂结构件打印中的适用性.

关键词：聚二甲基硅氧烷(PDMS) 原位固化 3D打印成型工艺

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基于数字孪生的复杂高端装备的动态交互装配方法

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包装工程 2025年第8期46卷 46-56页

作者：马徐蚌冯毅雄程鼎豪贵州大学机械工程学院贵阳550025 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

目的为了解决复杂装备零件装配中效率和精度低的问题,开发一种基于数字孪生技术与改进动态目标检测算法的复杂高端装备动态交互装配方法。方法构建面向数字孪生的人机交互框架并优化目标检测算法,实现复杂装备装配过程的实时监控。操作... 详细信息

目的为了解决复杂装备零件装配中效率和精度低的问题,开发一种基于数字孪生技术与改进动态目标检测算法的复杂高端装备动态交互装配方法。方法构建面向数字孪生的人机交互框架并优化目标检测算法,实现复杂装备装配过程的实时监控。操作人员通过可视化界面与系统进行动态交互,实现装配工艺的实时优化。首先,通过多源传感器实时采集装备的实时数据;其次,基于实时数据构建装备虚拟模型,生成与实际装配场景高度一致的视频并通过改进后的YOLOv8n算法实现对工业零件的精准检测与分类;最后,通过人机交互过程对装配过程进行动态优化并通过设计交互界面实时显示检测结果,为装备装配提供智能化支持。结果提出方法能够在复杂高端装备的装配过程中实现精准的检测与实时动态响应。改进后动态目标检测结果在保持高精度的同时,较未改进版本检测速度提升24.9%。结论不仅为复杂高端装备人机交互装配提供了创新解决方案,而且为数字孪生技术在工业领域的进一步应用与发展提供了有力支持。

关键词：数字孪生人机交互工业装配目标检测 YOLOv8n

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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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基于振动特性的高速开关阀动态特性测试研究

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机械工程学报 2025年第6期61卷 331-339页

作者：钟麒贾体伟徐恩光余诚杨华勇李研彪浙江工业大学机械工程学院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工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室

高速开关阀是数字液压系统的核心控制元件，动态特性是衡量高速开关阀性能的重要指标，也是确保数字液压系统控制精度的关键。然而，由于高速开关阀结构紧凑、体积小等原因，传统的位移检测方法难以直接获取其动态性能，使得高速开关阀... 详细信息

高速开关阀是数字液压系统的核心控制元件，动态特性是衡量高速开关阀性能的重要指标，也是确保数字液压系统控制精度的关键。然而，由于高速开关阀结构紧凑、体积小等原因，传统的位移检测方法难以直接获取其动态性能，使得高速开关阀动态性能精准评估成为数字液压领域的一大难点。提出基于振动特性的高速开关阀动态性能检测方法，建立开关阀动态启闭过程中的阀体振动模型，揭示出阀体振动规律，得到阀体振动特性与阀芯运动起止状态的映射关系，实现高速开关阀动态性能的实时检测。为体现基于振动检测高速开关阀动态特性方法的优越性，分别测试三电压、四电压方法驱动下高速开关阀的动态特性，并使用激光位移传感器方法进行比较和验证。试验结果表明，提出的检测方法能够在不改变高速开关阀内部结构和不破坏其原有动态特性的情况下，精准获取高速开关阀的动态启闭时间，相较于现有的测试方法，具有可靠性强、实时性高、经济实惠等优势。

关键词：高速开关阀数字液压动态性能振动特性

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