检索结果-内蒙古大学图书馆

机械科学与技术 2024年第7期43卷 1249-1256页

作者：陈保家阮宇豪陈法法肖文荣李公法陶波三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081

为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型。该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据。再利用转化后的伪标... 详细信息

为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型。该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据。再利用转化后的伪标签数据训练学生网络(S),通过对数据进行评判和计分,避免网络过拟合。最后通过得分函数,对伪标签数据进行阶梯筛选成为有标签数据。齿轮故障诊断结果表明:TS网络在仅有少量有标签数据的情况下,故障分类准确率达90.31%,与其他半监督方法相比,准确率高出15%~20%。在信噪比(SNR)为5、0、-5的条件下,模型可以达到86.81%、78.00%、52.78%的诊断准确率。

关键词：齿轮故障诊断伪标签学习抗噪性协同训练

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融合双注意力机制和U-Net网络的锈蚀图像分割

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西安交通大学学报 2021年第12期55卷 119-128页

作者：陈法法成孟腾杨蕴鹏陈保家肖文荣肖能齐三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

针对传统方法难以精确分割出金属构件锈蚀区域特征的难题,构建了一种融合双注意力机制和U-Net深度学习网络的锈蚀图像区域分割模型。首先,基于U-Net网络的对称编解码架构搭建骨干网络,采用VGG16网络的预训练权重对模型参数进行初始化;其... 详细信息

针对传统方法难以精确分割出金属构件锈蚀区域特征的难题,构建了一种融合双注意力机制和U-Net深度学习网络的锈蚀图像区域分割模型。首先,基于U-Net网络的对称编解码架构搭建骨干网络,采用VGG16网络的预训练权重对模型参数进行初始化;其次,在下采样和上采样之间的跨层连接中融合双注意力机制使网络聚焦于局部锈蚀特征,同时在上采样中使用深度可分离卷积加速模型的运算效率;最后采用锈蚀图像数据集对该网络进行训练从而得到锈蚀图像分割模型。通过实采的金属构件锈蚀图像对所提模型进行验证,结果表明:所构建的锈蚀图像分割模型能够有效地从复杂背景图像中分割出锈蚀区域特征,锈蚀区域特征的识别准确率达到95.5%,交并比指标为81.4%;相较于传统U-Net方法,识别准确率和交并比指标分别提升了3.3%和9.2%。

关键词：图像分割锈蚀 U-Net网络注意力机制深度神经网络

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基于改进RRT的智能巡检机器人狭窄通道路径规划

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组合机床与自动化加工技术 2022年第10期 40-45页

作者：陈法法蒋浩李振肖文荣陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002

针对智能巡检机器人在狭窄通道上的路径规划问题,设计了一种多次根节点快速扩展随机树算法。首先通过多个次根节点扩展得到局部扩展树,实现对局部区域探索;其次,通过不断重启生成新的根采样节点,找到狭窄空间区域;最后,进行迭代搜索,得... 详细信息

针对智能巡检机器人在狭窄通道上的路径规划问题,设计了一种多次根节点快速扩展随机树算法。首先通过多个次根节点扩展得到局部扩展树,实现对局部区域探索;其次,通过不断重启生成新的根采样节点,找到狭窄空间区域;最后,进行迭代搜索,得到一条从起点到目标点的代价最小且无碰撞的最优路径。通过与传统的RRT算法和Bi-RRT算法以及Informed-RRT算法进行对比实验,算法在在整个连通路径上采样节点的分布更加均衡、探索成功率更高、路径成本更小,出现过度采样和欠缺采样的概率大大降低,通过狭窄通道的性能明显提高。

关键词：智能巡检机器人狭窄通道快速扩展随机树路径规划次根节点

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基于PC-YOLOv7算法钢材表面缺陷检测

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国外电子测量技术 2023年第9期42卷 137-145页

作者：赵春华罗顺谭金铃李谦林彰稳范彦坤陈熙三峡大学机械与动力学院宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 三峡大学创新创业学院宜昌443002

针对钢材表面缺陷检测中存在检测精度低、模型尺寸大等问题,提出一种基于YOLOv7-tiny网络改进的算法模型PC-YOLOv7。首先将PC-ELAN结构替换主干网络中部分ELAN结构,降低模型参数量和模型尺寸;其次在特征融合网络(Neck)部分采用双向特征... 详细信息

针对钢材表面缺陷检测中存在检测精度低、模型尺寸大等问题,提出一种基于YOLOv7-tiny网络改进的算法模型PC-YOLOv7。首先将PC-ELAN结构替换主干网络中部分ELAN结构,降低模型参数量和模型尺寸;其次在特征融合网络(Neck)部分采用双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyramid network,BiFPN)增强图像高层语义信息和低层特征信息融合性能,在输出端引入SPD-Conv提高模型对低分辨率物体的检测能力;最后,提出SimCS-CA模块并引入特征融合网络增强模型的特征表示性能。实验结果表明,PC-YOLOv7算法在NEU-DET数据集上平均精度均值(mAP)达到了78.5%,相比原始YOLOv7-tiny算法在模型尺寸降低情况下准确率和mAP分别提升了10.6%和4.2%,验证了改进算法的有效性。

关键词：钢材表面缺陷目标检测 YOLOv7-tiny PC-ELAN SimCS-CA

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基于WTD和CEEMD的轴承故障特征提取方法

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机床与液压 2023年第11期51卷 194-198页

作者：邹腾枭王林军刘洋蔡康林陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对轴承故障信号常混有噪声干扰且故障特征难以准确提取问题,提出一种基于小波阈值去噪(WTD)和互补集合经验模态分解(CEEMD)的轴承故障特征提取方法。采用WTD对原始信号进行降噪预处理;对去噪信号进行CEEMD分解得到一系列本征模态函数(... 详细信息

针对轴承故障信号常混有噪声干扰且故障特征难以准确提取问题,提出一种基于小波阈值去噪(WTD)和互补集合经验模态分解(CEEMD)的轴承故障特征提取方法。采用WTD对原始信号进行降噪预处理;对去噪信号进行CEEMD分解得到一系列本征模态函数(IMF);然后计算各个IMF和去噪信号的互相关系数,通过设定互相关系数阈值筛选有用IMF;最后将有用IMF重构并利用包络谱对重构信号提取故障特征频率。实测信号表明:所提出的方法能降低噪声干扰并有效提取故障特征信息,证明该方法在噪声环境下具有较高的可行性和较强的实用性。

关键词：小波阈值去噪互补集合经验模态分解互相关系数轴承故障分析

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基于改进TEB算法的智能小车狭窄通道局部路径规划

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 90-97页

作者：陈法法苏晨蒋浩万刚陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 长江电力股份有限公司检修厂湖北宜昌443002

针对传统TEB(time elastic band)算法在智能小车通过狭窄通道时容易陷入局部最优,同时通过弯道时容易出现加速度突变等局限性,在传统TEB算法的基础上,结合同源TEB轨迹优化算法,在动态时变障碍物的环境中对传统TEB算法进行改进.首先,通... 详细信息

针对传统TEB(time elastic band)算法在智能小车通过狭窄通道时容易陷入局部最优,同时通过弯道时容易出现加速度突变等局限性,在传统TEB算法的基础上,结合同源TEB轨迹优化算法,在动态时变障碍物的环境中对传统TEB算法进行改进.首先,通过构建拓扑地图搜索所有可行路径;然后,通过代价函数对每条路径进行评估,确定最优路径;最后,额外添加加速度约束,保证智能小车平顺通过弯道.实验结果表明,本文算法能够针对狭窄通道快速找到最优合理路径,同时也能大大抑制智能小车在通过弯道时加速度的冲击突变.

关键词：智能小车局部路径规划 TEB算法同源TEB 加速度约束

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小样本下滚动轴承故障的多源域迁移诊断方法

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电子测量与仪器学报 2022年第2期36卷 219-228页

作者：陈保家陈学力肖文荣陈法法肖能齐刘强三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

为了减小神经网络在机械设备故障预示与健康管理(PHM)过程中对大量完备数据的依赖,针对数据稀少情况下的滚动轴承故障诊断问题,提出了一种多源域迁移学习方法。模型采用一维卷积神经网络(1D-CNN),以原始振动信号作为模型的输入,利用两... 详细信息

为了减小神经网络在机械设备故障预示与健康管理(PHM)过程中对大量完备数据的依赖,针对数据稀少情况下的滚动轴承故障诊断问题,提出了一种多源域迁移学习方法。模型采用一维卷积神经网络(1D-CNN),以原始振动信号作为模型的输入,利用两个不同的源域数据依次对模型进行预训练,使用目标域数据对预训练模型进行微调,提高对目标域的识别精度。采用频询实验台实测数据及西储大学数据集,在目标域故障样本不足的情况下分别对模型的分类精度、训练速度、结果稳定性、多源域有效性进行验证,并与卷积神经网络(CNN)、迁移成分分析(TCA)、联合分布适配(JDA)、支持向量机(SVM)的诊断结果进行对比。实验结果表明,在故障数据稀少时,模型能达到较高的分类精度,在目标域样本数量不同的3种情况下,多源域迁移方法分类精度分别达到了97.71%、96.28%、94.18%,并且模型有着较快的收敛速度,较好的稳定性。

关键词：多源域迁移学习卷积神经网络滚动轴承故障诊断

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基于IEWT-MOMEDA-FSC的滚动轴承故障诊断

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 92-98页

作者：吴振雄王林军邹腾枭陈梦华陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 湖北特种设备检验检测研究院宜昌分院湖北宜昌443000

针对滚动轴承故障信号常伴有噪声干扰且故障特征难以提取的问题,本文提出一种基于改进经验小波变换(IEWT)、多点优化最小熵解卷积(MOMEDA)和快速谱相关(FSC)的滚动轴承故障诊断方法.首先,将原始信号进行快速谱相关分析得到增强包络谱,... 详细信息

针对滚动轴承故障信号常伴有噪声干扰且故障特征难以提取的问题,本文提出一种基于改进经验小波变换(IEWT)、多点优化最小熵解卷积(MOMEDA)和快速谱相关(FSC)的滚动轴承故障诊断方法.首先,将原始信号进行快速谱相关分析得到增强包络谱,通过增强包络谱的极值点来自适应地划分频谱,以分割的频谱为边界构建小波滤波器组将信号分解为多个IMF分量,利用相关峭度准则筛选出有效的分量进行叠加;其次,用MOMEDA对其进行降噪处理,将降噪后的信号进行快速谱相关分析,得到增强包络谱图;最后,将增强包络谱图中幅值较高的频率与故障频率对比,判定其失效形式,用所提出的方法对实测轴承故障信号进行分析验证.结果表明,所提出的方法能有效降低噪音干扰且增强信号故障冲击特性,在噪声环境下具有较强的故障特征提取能力.

关键词：改进经验小波变换多点最优最小熵解卷积快速谱相关峭度互相关

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快堆带绕丝环形燃料棒热工水力特性分析

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核科学与工程 2022年第5期42卷 1031-1039页

作者：袁显宝郭跃峰周建军张永红张彬航谭伟三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002

环形燃料棒具有内外两个冷却表面,与传统棒状燃料棒相比,可充分带走燃料芯块产生的热量,有效降低燃料棒表面温度,提升反应堆安全性。通过数值模拟的方法为钠冷快堆建立稳态工况下的环形燃料棒相关数学物理模型,在保持采用绕丝定位方式... 详细信息

环形燃料棒具有内外两个冷却表面,与传统棒状燃料棒相比,可充分带走燃料芯块产生的热量,有效降低燃料棒表面温度,提升反应堆安全性。通过数值模拟的方法为钠冷快堆建立稳态工况下的环形燃料棒相关数学物理模型,在保持采用绕丝定位方式的基础上,改变绕丝缠绕的位置及数量,对比分析不加绕丝、外绕、内绕、内外绕四种模型对钠冷快堆环形燃料棒温度场、流场、压力场的影响。研究表明:绕丝对流场具有充分搅混的作用,可增加冷却剂的流速,对燃料棒热量导出具有促进作用;采用内外绕时环形燃料棒整体性能最佳,环形燃料棒最高温度为768.2 K;绕丝的引入及绕丝数量的增加,均会引起压降的增加;内外绕时内外流场压降最大,但均在其安全裕度范围内。

关键词：钠冷快堆环形燃料棒绕丝计算流体力学

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四浮子振荡扑翼波浪能发电装置设计与研究

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液压与气动 2023年第6期47卷 48-56页

作者：方子帆邱名岱左新球何孔德杨蔚华水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

为了实现波浪能的高效采集与稳定的电能输出,提出一种浮子半径为2.5 m的四浮子振荡扑翼波浪能发电装置的设计方案。基于多腔油缸液压转换系统,创成一种多腔油缸液压转换与合并系统,确定了系统的组成及工作原理,以及采集机构、液压转换... 详细信息

为了实现波浪能的高效采集与稳定的电能输出,提出一种浮子半径为2.5 m的四浮子振荡扑翼波浪能发电装置的设计方案。基于多腔油缸液压转换系统,创成一种多腔油缸液压转换与合并系统,确定了系统的组成及工作原理,以及采集机构、液压转换与合并系统各元件参数。运用AQWA仿真扑翼角位移响应,AMESim搭建采集机构、多腔油缸液压转换与合并和电能变换与储能系统仿真模型,搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,模拟规则波浪进行试验与仿真研究。研究结果表明:在三、四级波浪作用下,四浮子振荡扑翼波浪能发电系统能够稳定工作,其蓄电池组平均输入功率分别为46.5 kW与56.5 kW,总容量为300 Ah的蓄电池组分别需要1.42 h与1.17 h充满;试验验证了四浮子振荡扑翼波浪能发电装置发电原理的合理性和可行性,研究成果为阵列式波浪能发电装置的开发与研究奠定了理论基础。

关键词：四浮子平台采集机构液压合并系统电能变换与储能系统波浪能

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