检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2024年第5期43卷 52-61页

作者：袁晓明王维锜庞浩东张立杰燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004

针对电液3-UPS/S并联稳定平台驱动液压缸的压力脉动所产生的参数振动,建立了稳定平台的参数振动方程并利用多尺度法求解了主共振响应与组合共振响应的一次近似解;分析了主共振与组合共振响应特性以及振动幅值在初始工作空间内的变化规律... 详细信息

针对电液3-UPS/S并联稳定平台驱动液压缸的压力脉动所产生的参数振动,建立了稳定平台的参数振动方程并利用多尺度法求解了主共振响应与组合共振响应的一次近似解;分析了主共振与组合共振响应特性以及振动幅值在初始工作空间内的变化规律,最后采用四阶龙格库塔法与模态试验对参数振动模型进行验证。结果表明:数值解与理论解之间的最大误差为4.20%,固有频率理论值与试验值之间的最大误差为4.66%,可验证参数振动模型的正确性。

关键词：电液3-UPS/S并联稳定平台压力脉动参数振动多尺度法振动特性

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生存进化阶段性搜索微粒群算法及其可靠性冗余分配优化应用

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计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 1959-1971页

作者：姚成玉刘晓波陈东宁张运鹏吕世君燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004

为高效解决含有异质冗余的多态系统(MSS)可靠性优化问题,并弥补微粒群优化(PSO)算法易早熟收敛的不足,从作用力方式和种群拓扑结构两方面对算法进行改进。改进PSO算法中单一的作用力方式,设置前后两个搜索阶段,对应两个搜索阶段分别构... 详细信息

为高效解决含有异质冗余的多态系统(MSS)可靠性优化问题,并弥补微粒群优化(PSO)算法易早熟收敛的不足,从作用力方式和种群拓扑结构两方面对算法进行改进。改进PSO算法中单一的作用力方式,设置前后两个搜索阶段,对应两个搜索阶段分别构造平衡引斥力方式和双层引力(个体和全局最优解引力、中间适应度微粒引力)方式,提出阶段性搜索微粒群(SPSO)算法;利用生物个体“择友而交”和优胜劣汰的生存体系构建生存进化(SE)拓扑结构,以结构演化和算法进化并行方式将该拓扑结构融入SPSO算法,提出生存进化阶段性搜索微粒群(SPSO-SE)算法,进一步提升算法的优化性能;利用Benchmark函数对所提算法与PSO的改进算法进行测试对比,结果表明,所提SPSO-SE算法具有更好的寻优能力。采用SPSO-SE算法对串-并联和桥式结构的多态系统的可靠性冗余分配问题进行优化,得到的系统结构费用更低、可靠度更高。

关键词：异质冗余多态系统微粒群优化算法作用力方式生存进化 Benchmark函数可靠性冗余分配问题优化

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磁场调制型磁齿轮研究综述

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机械工程学报 2024年第14期60卷 347-363页

作者：袁晓明庞浩东高鸿发侯书博郝秀红燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

磁场调制型磁齿轮突破传统磁齿轮的拓扑结构限制,同轴式结构极大地提高永磁体利用率,除具有传统磁齿轮无接触、无磨损、无需润滑、噪声小和过载自我保护等优点外,输出转矩大、转矩密度高,可广泛应用于航海、风电、石油化工等众多领域。... 详细信息

磁场调制型磁齿轮突破传统磁齿轮的拓扑结构限制,同轴式结构极大地提高永磁体利用率,除具有传统磁齿轮无接触、无磨损、无需润滑、噪声小和过载自我保护等优点外,输出转矩大、转矩密度高,可广泛应用于航海、风电、石油化工等众多领域。在简单回顾传统磁齿轮机构发展,简述磁场调制型磁齿轮工作原理的基础上,介绍并比较各类径向、轴向调磁和相交轴磁齿轮机构转矩特性等,梳理磁齿轮相关研究采用的计算方法和优化方法,对比分析不同类型磁齿轮的转矩密度、齿槽转矩、损耗和温升等性能指标,最后总结阐述磁场调制型磁齿轮在磁齿轮复合电机等领域及极地寒冷等环境的应用前景,对磁齿轮未来重点研究领域进行展望。

关键词：磁场调制磁齿轮拓扑结构评价指标研究方法

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高压螺纹插装式溢流阀综合性能优化

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中国机械工程 2023年第24期34卷 2909-2919,2926页

作者：陈俊翔孔祥东许克龙艾超燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004

针对影响高压螺纹插装式溢流阀不同性能间的结构参数存在耦合、难以进行综合性能优化的问题,提出一种多目标粒子群算法对其综合性能进行结构优化。基于高压螺纹插装式溢流阀的结构特征建立启闭特性、调压偏差和稳定性数学模型,基于一阶... 详细信息

针对影响高压螺纹插装式溢流阀不同性能间的结构参数存在耦合、难以进行综合性能优化的问题,提出一种多目标粒子群算法对其综合性能进行结构优化。基于高压螺纹插装式溢流阀的结构特征建立启闭特性、调压偏差和稳定性数学模型,基于一阶灵敏度分析结构参数对其动态响应的影响规律,根据结构与性能间映射关系,以开启率、调压偏差、稳定性、动态响应性性能提升为优化目标,以耦合结构参数为变量,建立综合性能优化模型,通过粒子群算法以Pareto集的形式得到耦合结构参数最优解。实验结果表明:优化后的高压螺纹插装式溢流阀压力振摆降低22.7%、开启率提高1.5%、压力流量梯度降低14.58%、阀前压力超调量降低14.1%、响应时间缩短9.52%。

关键词：螺纹插装式溢流阀粒子群算法灵敏度分析综合性能优化

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基于信息图谱的膝踝足康复产品形态构型方法

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机械工程学报 2024年第21期60卷 66-85页

作者：王年文徐丽于宛佳慧张立杰谢平万中华燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 燕山大学艺术与设计学院秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省智能康复及神经调控重点实验室秦皇岛066004

针对现有膝踝足康复产品舒适性弱、适配性低、定制化流程繁琐、设计范式缺失的问题,提出一种基于信息图谱建立的膝踝足康复产品内外部形态构型系统与路径,以指导完成与患者精准适配、情感相适的产品方案。首先,针对膝踝足康复产品提出... 详细信息

针对现有膝踝足康复产品舒适性弱、适配性低、定制化流程繁琐、设计范式缺失的问题,提出一种基于信息图谱建立的膝踝足康复产品内外部形态构型系统与路径,以指导完成与患者精准适配、情感相适的产品方案。首先,针对膝踝足康复产品提出构型系统的信息化模型,形成以信息图谱构建流程为指导的膝踝足康复产品形态构型设计体系;其次,将膝踝足康复产品形态构型需求信息化,分别构建内外构型本体;再次,进行信息化数据整合,通过三维测量和视觉认知理论及技术分别采集并清洗膝踝足康复产品内外部数据,形成针对内部形态的膝踝足参数化指标体系和形态构型库,针对外部形态的产品语义库和形态构型库;然后,完成膝踝足参数化指标体系与内部形态构型库实体链接,产品语义库和外部形态构型库的关联性设置与实体链接,通过Neo4j手段完成膝踝足康复产品内外形态构型信息储存并构建信息图谱;最后,完成设计决策信息化,搭建膝踝足康复产品设计检索系统,指导康复产品设计。通过对膝踝足康复产品构型方法的研究,探索其形制构型规律及感性形态构型导向,形成基于信息图谱的膝踝足康复产品形态构型路径,满足用户舒适性与情感化需求,为膝踝足康复产品形态构型设计提供新的研究思路。

关键词：产品形态构型设计膝踝足康复产品信息图谱三维测量视觉认知

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一种人机共融的手指外骨骼机器人设计与验证

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机械工程学报 2024年第17期60卷 102-110页

作者：于金须闫建华王孝冉张立杰谢平李永泉燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北省智能康复及神经调控重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省并联机构与机电系统实验室秦皇岛066004

手指外骨骼机器人是一种手部康复训练装置,传统的连杆型手指外骨骼机器人通常只考虑远指关节的末端轨迹重合度,未考虑掌指关节和指间关节的末端轨迹,无法保证手指能够自然的屈伸,存在舒适性和安全性问题。基于人机共融外骨骼机构构型综... 详细信息

手指外骨骼机器人是一种手部康复训练装置,传统的连杆型手指外骨骼机器人通常只考虑远指关节的末端轨迹重合度,未考虑掌指关节和指间关节的末端轨迹,无法保证手指能够自然的屈伸,存在舒适性和安全性问题。基于人机共融外骨骼机构构型综合方法,建立了人机构型的约束方程,提出了人机共融设计方法,认为外骨骼机器人在穿戴后与手指共融为一个整体机构。设计了自适应角度采集设备进行了数据采集实验,并拟合出2个指关节关联性函数,将其引入人机构型约束方程,通过粒子群算法求解并优化了尺度参数,完成人机共融外骨骼机器人设计并仿真分析了其工作空间。搭建了外骨骼机器人样机并进行了实验,结果显示机器人样机具备人机共融特性,能够很好地拟合三关节末端的轨迹,证明了设计方法的有效性。

关键词：人机共融连杆型手指外骨骼机器人关节末端轨迹指关节关联性函数工作空间

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基于医工结合的指关节运动学模型建立与验证

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机械工程学报 2024年第15期60卷 149-159页

作者：于金须闫建华肖俊明李永泉谢平张立杰燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北省智能康复及神经调控重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省并联机构与机电系统实验室秦皇岛066004

手部外骨骼机构是进行手部康复训练的主要选择之一,其舒适性和安全性主要取决于是否符合人体指关节运动学特征。为了建立准确的指关节运动学模型,首先通过采集手指屈伸过程的医学影像,分析关节运动过程中指骨的接触方式,确定了在关节转... 详细信息

手部外骨骼机构是进行手部康复训练的主要选择之一,其舒适性和安全性主要取决于是否符合人体指关节运动学特征。为了建立准确的指关节运动学模型,首先通过采集手指屈伸过程的医学影像,分析关节运动过程中指骨的接触方式,确定了在关节转动时两指骨的相对运动为滚动与滑动叠加的混合运动,进而证明了指关节运动为非定中心转动。然后,提出“瞬径法”计算连续瞬心轨迹,并通过极坐标变换获取了手指各关节连续瞬心轨迹曲线,并通过能够适应指关节瞬心变化的角度采集设备获取了关节角度变化规律,建立了指关节关联性映射,并分析了关节角度和角速度特征。最后,利用等效瞬心将指关节运动学模型与工程应用相对接,设计了能够定位指关节等效瞬心的跨越式转动副,并将其加装在手部外骨骼机构上进行运动学测试和人机相容性测试,结果表明符合指关节运动学特征的外骨骼机构能够更好地拟合手指生理运动轨迹,在辅助过程中对各指段的压力也更低,证明了模型的有效性。

关键词：指关节运动学模型手部外骨骼机构关节转动瞬心关节角度人机相容性

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基于贝叶斯深度学习的外啮合齿轮泵健康状态识别研究

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机械工程学报 2023年第16期59卷 397-405页

作者：郭锐王涛李永涛王建伟蔡伟赵静一燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室秦皇岛066004 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 河北省特种运载装备重点实验室秦皇岛066004

液压泵健康状态的精准识别是液压元件预防性维护的一部分。采用贝叶斯算法对长短时记忆网络(Long short-term memorg,LSTM)进行优化,构建一种基于贝叶斯长短时记忆网络(Bayesian-LSTM)的外啮合齿轮泵健康状态识别模型,完成了对外啮合齿... 详细信息

液压泵健康状态的精准识别是液压元件预防性维护的一部分。采用贝叶斯算法对长短时记忆网络(Long short-term memorg,LSTM)进行优化,构建一种基于贝叶斯长短时记忆网络(Bayesian-LSTM)的外啮合齿轮泵健康状态识别模型,完成了对外啮合齿轮泵健康状态的识别。首先运用改进的变分模态分解(Improved variational modal,IVMD)方法对蕴含丰富健康信息的样本泵振动信号进行分解重构,基于时域、频域及时频域对重构信号进行特征提取,将所选特征归一化处理后构造了能够表征振动信号的特征矩阵。最后将归纳好的特征矩阵与标签输入到Bayesian-LSTM(以下简称BDL)模型中进行训练,进而得到外啮合齿轮泵健康识别模型,为验证BDL模型在外啮合齿轮泵健康状态识别上的优越性,将其与LSTM模型及RNN模型进行对比。结果表明,BDL模型对样本泵的预测精度达到了98.3%以上,相比LSTM模型及RNN模型优势明显,可以为深度学习在液压元件状态识别的应用提供参考。

关键词：外啮合齿轮泵健康状态识别加速退化试验贝叶斯长短时记忆网络

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基于深度信念网络多参数智能融合的滑靴副性能退化状态评估方法

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机械工程学报 2024年第4期60卷 178-188页

作者：刘思远艾超郁春嵩张伟哲陈文婷康伟燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 中国人民解放军95092部队开封475000

滑靴副磨损过程的性能退化状态受到表面形貌、摩擦特性等多个方面的影响,单独提取其中任何一个表征参数作为指标,评估其性能退化状态都是不准确的,为提高评估精度,提出基于深度信念网络多参数智能融合的滑靴副性能退化状态评估方法。应... 详细信息

滑靴副磨损过程的性能退化状态受到表面形貌、摩擦特性等多个方面的影响,单独提取其中任何一个表征参数作为指标,评估其性能退化状态都是不准确的,为提高评估精度,提出基于深度信念网络多参数智能融合的滑靴副性能退化状态评估方法。应用分形理论从滑靴表面形貌特征中提取分形维数、尺度系数和特征粗糙度等分形参数作为表面形貌评估指标,应用摩擦因数作为摩擦特性参数评估指标,构建性能退化状态评估指标体系;计算摩擦因数信号与完全平稳的高斯白噪声序列信号之间的灰色关联度,并根据灰色关联度的大小对性能退化状态进行区域划分;应用深度信念网络理论对多指标参数进行智能融合和特征提取,建立性能退化状态评估模型;开展滑靴副磨损过程模拟试验,分析指标参数和灰色关联度对性能退化状态的影响规律,通过构建出的样本数据集,对评估模型进行训练和测试验证,结果表明评估模型对性能退化状态的评估准确率能够达到97%以上,由此证实该方法对滑靴副性能退化状态评估的有效性,且具有较高的评估精度。

关键词：滑靴副性能退化状态评估分形理论深度信念网络

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基于GLCT及CPA-SVM的变转速齿轮泵健康状态分类研究

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机械工程学报 2023年第14期59卷 310-319页

作者：郭锐张印浩牛雯雯骆雄帅蔡伟王建伟王岳峰赵静一燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室秦皇岛066004 西昌卫星发射中心航天发射场可靠性技术重点实验室海口571126 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省特种运载装备重点实验室秦皇岛066004

针对齿轮泵变转速工况,提出广义线性调频小波变换(General linear chirplet transform,GLCT)和食肉植物算法(Carnivorous plant algorithm,CPA)优化支持向量机(Support vector machines,SVM)相结合的齿轮泵健康状态分类识别方法。首先选取4组磨损量不同的轴套,利用改造试验台采集不同状态下齿轮泵的振动信号;然后,引入GLCT时频分析方法消除转速变化的影响,提取瞬时旋转频率,进行角度域重采样,提取角度域中峰值指标、脉冲指标、峭度指标,与阶次谱方均根值、阶次域阶次幅值作为特征参数;最后,引入CPA对SVM两个参数c和g优化的分类方法,进行齿轮泵的健康状态进行分类识别,为了进一步验证算法有效性将其与SVM和极限学习机(Extreme learning machine,ELM)两种方法进行比较。结果表明,提出的分类方法平均准确率可达93.75%以上,能有效提高分类识别准确率。

关键词：齿轮泵变转速健康状态评估广义线性调频小波变换支持向量机

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