检索结果-内蒙古大学图书馆

基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制方法

农业机械学报 2024年第3期55卷 452-458页

作者：段慧茹谢胜龙万延见陈迪剑中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室杭州310018

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii(PI)模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递... 详细信息

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii(PI)模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上,结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明,采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性,且极大地降低了负载变化带来的控制误差。

关键词：气动肌肉迟滞补偿 Prandtl-Ishlinskii模型在线辨识

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超声空化泡在不同激励条件下的非线性振动特性

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高校化学工程学报 2024年第5期38卷 735-743页

作者：许龙刘政姚昕锐王召唤沈阳徐珂中国计量大学应用物理系浙江杭州310018 浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室中国计量大学浙江杭州310018

为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下... 详细信息

为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下不同频率和声压对空化泡非线性振动规律的影响。结果表明:在三角波和正弦波的驱动下,气泡呈现出不同的运动特性;在三角波驱动下,气泡的振动更容易进入混沌状态,并且发生混沌状态的频率范围更宽,这将有利于扩大超声空化在液体处理应用中的频率适用范围。

关键词：超声空化非线性振动混沌超声液体处理

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双泡耦合声空化动力学过程模拟

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物理学报 2023年第2期72卷 153-159页

作者：许龙汪尧中国计量大学理学院杭州310018 中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室杭州310018

为了对双泡耦合的声空化过程进行模拟,本文从流体动力学控制方程和流体体积分数模型出发,在Fluent软件中构建双泡耦合超声空化三维有限元仿真模型,对超声波驱动下流体中双泡耦合声空化动力学过程进行数值模拟,并通过对空化气泡周围声场... 详细信息

为了对双泡耦合的声空化过程进行模拟,本文从流体动力学控制方程和流体体积分数模型出发,在Fluent软件中构建双泡耦合超声空化三维有限元仿真模型,对超声波驱动下流体中双泡耦合声空化动力学过程进行数值模拟,并通过对空化气泡周围声场的变化进行分析研究双泡耦合声空化的非线性动力学特性.结果显示:在超声波驱动下,球形气泡先缓慢扩张,扩张到最大半径后迅速收缩直至溃灭;耦合双气泡间存在相互作用力,使得空化气泡的扩张受到抑制、气泡收缩时间增长;空化气泡在收缩阶段的能量转换能力增强,相比单气泡声空化,耦合双气泡溃灭时气泡内部的压强更大.本文分析结果将为超声空化泡群的动力学过程模拟提供参考.

关键词：超声空化有限元仿真双气泡耦合振动

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Y型夹心式压电超声变压器的设计

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声学学报 2023年第6期48卷 1252-1259页

作者：许龙赵淑婷中国计量大学理学院杭州310018 中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室杭州310018

提出了Y型夹心式压电超声变压器,基于耦合振动理论和力电类比原理,建立了变压器的机电等效电路模型,推导得到了其共振/反共振频率方程、电压增益和功率增益表达式。通过等效电路法、有限元仿真和实验研究了该变压器的功率传输特性和机... 详细信息

提出了Y型夹心式压电超声变压器,基于耦合振动理论和力电类比原理,建立了变压器的机电等效电路模型,推导得到了其共振/反共振频率方程、电压增益和功率增益表达式。通过等效电路法、有限元仿真和实验研究了该变压器的功率传输特性和机电转换特性。结果表明,在共振模式下,Y型夹心式压电超声变压器的输入机电阻抗最小,电压增益和功率增益最大,有望作为双通道压电变压器应用于电子领域。

关键词：压电超声变压器等效电路电压增益功率增益

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基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制

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农业机械学报 2024年

作者：谢胜龙段慧茹万延见陈迪剑中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法，难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性，极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性，利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性，并采用带遗忘因... 详细信息

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法，难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性，极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性，利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性，并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上，结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置并进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明，采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性，且极大地降低了负载变化带来的控制误差。

关键词：气动肌肉迟滞补偿 Prandtl-Ishlinskii模型在线辨识

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基于注意力机制和迁移学习的弧焊熔池图像识别

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焊接学报 2025年第4期46卷 94-102页

作者：洪宇翔应其洛林凯王开明王瑶祺中国计量大学机电工程学院杭州310018 中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室杭州310018 长沙理工大学机械与运载工程学院长沙410114

焊接过程中受复杂时变干扰和工艺条件变化的影响,熔池边界特征易模糊、尺度信息复杂多变,对熔池区域的准确识别与鲁棒分割造成极大困难.文中提出一种结合注意力机制和迁移学习的熔池图像识别方法,首先,在UNet下采样过程中添加残差模块(r... 详细信息

焊接过程中受复杂时变干扰和工艺条件变化的影响,熔池边界特征易模糊、尺度信息复杂多变,对熔池区域的准确识别与鲁棒分割造成极大困难.文中提出一种结合注意力机制和迁移学习的熔池图像识别方法,首先,在UNet下采样过程中添加残差模块(residual block,RB)提取多尺度的低级特征,并在下采样和上采样过程中引入坐标注意力模块(coordinate attention block,CAB),提高有效区域的特征权重.其次,在Pascal VOC2012预训练好的深度卷积神经网络迁移到UNet网络中,实现特征迁移和参数共享,以缓解训练效果过度依赖数据集.文中提出的TL-RCUNet网络在未曾训练的MAG和TIG跨工艺数据集上进行测试,取得了良好的识别效果,平均交并比(mean intersection over union,MIoU)分别达到96.21%和79.55%,比经典语义分割网络分别高出约15%和25%.为解决现有语义分割方法依赖于大量训练样本和需要专家经验进行像素级别标注的问题提供了可行方案.

关键词：语义分割熔池图像迁移学习注意力机制残差网络

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水汽在单颗粒表面异质凝结的模态可视化研究

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过程工程学报 2025年第1期25卷 101-110页

作者：吴相承闾荔钱丽娟中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 中国计量大学浙江省智能制造质量大数据分析重点实验室浙江杭州310018

水汽在颗粒表面异质凝结作为一种极具应用价值的工业除尘预处理技术,可有效提高除尘效率。为研究水汽异质凝结过程中液滴在颗粒表面的动态行为,本工作基于环境扫描电子显微镜(ESEM)可视化观察了水汽在颗粒表面的异质凝结过程,研究了液... 详细信息

水汽在颗粒表面异质凝结作为一种极具应用价值的工业除尘预处理技术,可有效提高除尘效率。为研究水汽异质凝结过程中液滴在颗粒表面的动态行为,本工作基于环境扫描电子显微镜(ESEM)可视化观察了水汽在颗粒表面的异质凝结过程,研究了液滴模态的演变过程,分析了线张力在凝结过程中对系统吉布斯自由能的贡献以及颗粒粒径、接触角对线张力的影响。结果表明,颗粒首先会成核形成一个晶胚液滴,该晶胚液滴继续生长并快速扩散至颗粒赤道线上。然后液滴停留在赤道线上不断凝结增长,逐渐过渡到越过赤道线。随着凝结时间的增加,液滴会包裹颗粒,当颗粒被完全包裹后,由异质凝结转变为均质凝结并持续生长。整个凝结过程可以划分为五个模态:成核、扩散、过渡、包裹、生长。对五个模态的线张力进行分析,发现当液滴处于颗粒上半球时,越靠近赤道线,线张力对系统吉布斯自由能变化量的贡献越大,促进其向赤道线运动,而处于下半球时则会促进其对颗粒实现包裹。数值研究了颗粒粒径和接触角的变化对线张力的影响,发现随着颗粒粒径增大,线张力也增大。颗粒本征接触角对线张力的影响很小,但与表观接触角之间的差值越大,线张力越大。

关键词：细颗粒异质凝结模态环境扫描电子显微镜线张力

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不同箔坝位置关系下浮动坝箔片端面气膜密封性能研究

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摩擦学学报 2023年第5期43卷 481-491页

作者：陈源熊聪彭旭东李运堂李孝禄王冰清金杰中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室浙江杭州310018 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

提出一种具有浮动密封坝的箔片端面气膜密封(FSD-CFFGS),并以此为研究对象建立密封气弹耦合润滑理论模型,采用有限差分法求解可压缩气体的雷诺方程,分别在箔片端面高于、等于和低于密封坝平面三种关系下系统研究支撑箔柔度系数对膜压、... 详细信息

提出一种具有浮动密封坝的箔片端面气膜密封(FSD-CFFGS),并以此为研究对象建立密封气弹耦合润滑理论模型,采用有限差分法求解可压缩气体的雷诺方程,分别在箔片端面高于、等于和低于密封坝平面三种关系下系统研究支撑箔柔度系数对膜压、形变及密封性能的影响规律,探究FSD-CFFGS的工作原理和密封机理.综合考虑自适应性、开启性和控漏性,确定FSD-CFFGS支撑箔柔度系数优选范围.结果表明:当箔片端面高于密封坝平面时,密封流体动压效应显著,开启性能较好;高度差Δh取1.5~2.5μm、箔片区支撑箔柔度系数α1取0.05~0.15、浮动坝区支撑箔柔度系数α2取10^(-5)~10^(-3)时,FSD-CFFGS具有一定自适应能力并能保证较好的开启性和控漏性.

关键词：弹性箔片端面气膜密封浮动密封坝柔度系数密封性能

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基于改进ViT的熔池识别与焊接偏差在线检测方法

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现代制造工程 2024年第10期 130-137页

作者：蒋宇轩林凯王瑶祺张岳洪宇翔中国计量大学机电工程学院杭州310018 中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室杭州310018

焊接偏差的精确检测是实现焊接机器人焊缝轨迹自动跟踪及智能化焊接的前提。提出了一种基于改进视觉转换器(Vision Transformer,ViT)的熔池识别与焊接偏差在线检测方法。首先,采用轻量级ViT模型Segformer作为基线模型,在其掩码分割前嵌... 详细信息

焊接偏差的精确检测是实现焊接机器人焊缝轨迹自动跟踪及智能化焊接的前提。提出了一种基于改进视觉转换器(Vision Transformer,ViT)的熔池识别与焊接偏差在线检测方法。首先,采用轻量级ViT模型Segformer作为基线模型,在其掩码分割前嵌入置换注意力(Shuffle Attention,SA)机制,以更好地捕获特征信息在空间和通道这2个维度中的依赖关系,从而提高模型的分割精度;其次,在多层感知机(Multilayer Perceptron,MLP)中加入上下文广播(Context Broadcasting,CB)模块,在保证模型低参数量的前提下提高泛化能力;最后,基于模型分割结果,提出一种焊接偏差计算方法来定量描述偏差检测精度。实验结果表明,相较于基线模型,所提出模型的平均交并比和平均像素准确率分别提高了2.67%和2.12%,且对于不同预设焊枪偏移情况均具有良好的泛化性,焊接偏差精度控制在±0.021 mm之内,为实现精密焊接焊缝跟踪提供基础。

关键词：焊接偏差焊缝跟踪熔池识别视觉转换器注意力机制

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楔形超声切割刀的等效电路模型及其工程设计分析

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 27-34页

作者：叶清渝许龙中国计量大学理学院浙江杭州310018 浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室浙江杭州310018

为优化楔形超声切割刀的工程设计理论,基于变截面弹性体的波动方程,推导了楔形超声刀的等效电路模型。利用等效电路法、有限元法分别计算了楔形超声切割刀的谐振频率和放大系数,根据计算结果设计并制造了相应的实验样品。测试了实验样... 详细信息

为优化楔形超声切割刀的工程设计理论,基于变截面弹性体的波动方程,推导了楔形超声刀的等效电路模型。利用等效电路法、有限元法分别计算了楔形超声切割刀的谐振频率和放大系数,根据计算结果设计并制造了相应的实验样品。测试了实验样品的谐振频率、位移放大系数等关键参数。结果表明:楔形超声切割刀的等效电路为非互易二端口等效网络,共振频率的理论计算结果与实验测试结果之间的相对误差小于5%,等效电路法、有限元法和实验测试所得楔形超声切割刀的共振频率和放大系数结果一致。楔形切割刀的有效机电耦合系数随着纵向尺寸的增大而减小,其位移放大系数随着纵向尺寸增大而增大。研究结果为楔形超声切割刀的工程设计提供了简明理论和设计模型。

关键词：超声切割等效电路共振频率放大系数

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