检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第1期61卷 60-70页

作者：刘东博陈力福州大学机械工程及自动化学院福州350108

研究了双臂空间机器人在轨辅助对接任务操作的力/位控制问题。首先,利用Lagrange方法并结合系统动量守恒定理、闭链系统运动及几何约束关系等建立了双臂空间机器人捕获目标后形成闭链混合体系统动力学方程;基于阻抗控制理论建立了二阶... 详细信息

研究了双臂空间机器人在轨辅助对接任务操作的力/位控制问题。首先,利用Lagrange方法并结合系统动量守恒定理、闭链系统运动及几何约束关系等建立了双臂空间机器人捕获目标后形成闭链混合体系统动力学方程;基于阻抗控制理论建立了二阶线性阻抗模型和二阶近似环境模型。然后,考虑在轨任务的快速响应的控制需求以及对接操作所需的高精度力/位控制,针对双臂闭链系统的确定部分设计了标称PD控制器,并针对其建模不确定部分引入滑模变结构控制器来进行精确补偿,以提高力/位的控制精度。结合模糊控制原理,采用将滑模面作为模糊输入,补偿控制增益作为模糊输出的控制方案来实现对固有抖振的抑制。该控制策略不依赖滑模面微分信号,结构可靠,计算效率高,鲁棒性强。最后,通过Lyapunov稳定性判定验证了系统的稳定性。基于Matlab仿真结果分析,验证了所提控制策略的力/位姿控制精度满足在轨对接任务的需求。

关键词：双臂空间机器人在轨辅助对接模糊变结构阻抗控制

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基于多尺度空间自适应注意力网络的轻量级图像超分辨率方法

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模式识别与人工智能 2025年第1期38卷 36-50页

作者：黄峰刘鸿伟沈英裘兆炳陈丽琼福州大学机械工程及自动化学院福州350108

针对现有图像超分辨率重建方法存在模型复杂度过高和参数量过大等问题,文中提出基于多尺度空间自适应注意力网络(Multi-scale Spatial Adaptive Attention Network,MSAAN)的轻量级图像超分辨率重建方法.首先,设计全局特征调制模块(Globa... 详细信息

针对现有图像超分辨率重建方法存在模型复杂度过高和参数量过大等问题,文中提出基于多尺度空间自适应注意力网络(Multi-scale Spatial Adaptive Attention Network,MSAAN)的轻量级图像超分辨率重建方法.首先,设计全局特征调制模块(Global Feature Modulation Module,GFM),学习全局纹理特征.同时,设计轻量级的多尺度特征聚合模块(Multi-scale Feature Aggregation Module,MFA),自适应聚合局部至全局的高频空间特征.然后,融合GFM和MFA,提出多尺度空间自适应注意力模块(Multi-scale Spatial Adaptive Attention Module,MSAA).最后,通过特征交互门控前馈模块(Feature Interactive Gated Feed-Forward Module,FIGFF)增强局部信息提取能力,同时减少通道冗余.大量实验表明,MSAAN能捕捉更全面、更精细的特征,在保证轻量化的同时显著提升图像的重建效果.

关键词：卷积神经网络 Transformer 轻量级图像超分辨率重建多尺度空间自适应注意力

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人机共驾控制架构与驾驶权决策研究综述

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交通运输工程学报 2025年第1期25卷 48-65页

作者：黄炜黄起鹏福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

从控制架构与驾驶权决策出发,阐述了人机共驾的研究现状以及发展趋势;在控制架构方面,分析了切换控制架构和共享控制架构的特点和应用范围,并提出了混杂控制架构概念;在驾驶权决策方面,讨论了不同驾驶权决策方法对不同来源、不同性质信... 详细信息

从控制架构与驾驶权决策出发,阐述了人机共驾的研究现状以及发展趋势;在控制架构方面,分析了切换控制架构和共享控制架构的特点和应用范围,并提出了混杂控制架构概念;在驾驶权决策方面,讨论了不同驾驶权决策方法对不同来源、不同性质信息的使用方式,概括了执行驾驶权分配时直接和间接共享控制方式所涉及的方法,梳理了策略层决策与执行层决策的研究角度与方法。研究结果表明:针对高阶自动驾驶上路运行安全问题,发展混杂控制架构对安全员干预场景下的系统动态进行描述有利于避免模型失配,从而为控制性能优化和稳定性设计提供了基础;通过融合全息态势感知与数据智能的方式收集和整合多个信息源的数据,能够更加全面地理解人机共驾系统中诸多要素的动态变化并做出最优驾驶权决策;相较于直接共享控制,间接共享控制能避免人机控制流直接对抗,但是其动态驾驶权分配执行层面不仅需要考虑人机之间的冲突反馈,还需要确保合理的交互体验以体现间接共享控制的优势;基于智能体的策略层决策方法并不依赖于数学模型精度,能够自适应环境的动态变化;基于博弈论的执行层决策方法通过建模人机交互过程能够增强驾驶权决策系统的可控性和可解释性;未来的人机共驾系统设计应进一步优化交互体验,关注发展平等共融的人机关系,并提高控制系统的鲁棒性以及驾驶权决策的可解释性和适应性。

关键词：人机共驾混杂控制驾驶权交互协同强化学习博弈论

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基于虚拟系统的旋转双棱镜目标跟踪方法

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中国激光 2025年第1期52卷 100-110页

作者：刘锦春罗树荣黄峰福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

针对旋转双棱镜系统逆问题求解复杂和目标跟踪误差大等现状,提出了一种基于虚拟系统的旋转双棱镜目标跟踪方法。基于非近轴光线追迹法构建了映射实际旋转双棱镜系统出射光束空间指向的虚拟系统,并将粒子群优化算法引入虚拟系统;根据待... 详细信息

针对旋转双棱镜系统逆问题求解复杂和目标跟踪误差大等现状,提出了一种基于虚拟系统的旋转双棱镜目标跟踪方法。基于非近轴光线追迹法构建了映射实际旋转双棱镜系统出射光束空间指向的虚拟系统,并将粒子群优化算法引入虚拟系统;根据待跟踪目标的位置信息,粒子群中的粒子基于相互协作和信息共享机制估计棱镜转角并优选最佳棱镜转角。若估计棱镜转角映射的虚拟旋转双棱镜系统出射光束指向与待跟踪目标之间的估计误差小于实际误差,则实际棱镜转角将被优选的棱镜转角替代并应用于实际的旋转双棱镜系统。开展静态目标和动态目标实验,结果显示,平均指向误差(静态)和稳定后的跟踪误差(动态)分别为9.43 pixel和13.04 pixel,验证了本文所提方法在旋转双棱镜目标跟踪应用中的可行性。

关键词：棱镜旋转双棱镜目标指向虚拟系统目标跟踪粒子群优化算法

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稠化剂组分对润滑脂摩擦性能的影响

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表面技术 2025年第5期54卷 83-92页

作者：潘伶吴允李连金良郑开魁郭锦阳福州大学先进制造学院福建晋江362251 福州大学机械工程及自动化学院福州350108

目的研究稠化剂组分中二元酸和硼酸对润滑脂在摩擦副表面润滑性能的影响。方法分别建立具有正弦曲面凸峰的粗糙面边界润滑系统模型,以及光滑壁面的反应力场边界润滑系统模型,通过分子动力学模拟方法研究12-羟基硬脂酸/壬二酸润滑脂体系(... 详细信息

目的研究稠化剂组分中二元酸和硼酸对润滑脂在摩擦副表面润滑性能的影响。方法分别建立具有正弦曲面凸峰的粗糙面边界润滑系统模型,以及光滑壁面的反应力场边界润滑系统模型,通过分子动力学模拟方法研究12-羟基硬脂酸/壬二酸润滑脂体系(A润滑脂)、12-羟基硬脂酸/十二烷二酸润滑脂体系(B润滑脂)和12-羟基硬脂酸/壬二酸/硼酸润滑脂体系(C润滑脂)的承载能力、抗剪切能力、摩擦性能,并对C润滑脂进行成键和摩擦化学反应膜分析。结合润滑脂的微摩擦磨损试验,揭示二元酸链长和硼酸对润滑脂摩擦性能的影响。结果在加压阶段,随着压力的增加,润滑脂密度增大,且分层现象越明显。当压力Pz=50MPa时,组分中含硼酸的C润滑脂在各处的密度均较小,表现出最佳的承载能力。在剪切过程中,C润滑脂始终将2个粗糙峰隔开,油膜不破裂,承载能力最高;含长链二元酸的B润滑脂和含硼酸的C润滑脂的最大应力相较于A润滑脂,分别降低了27.1%、57.1%。同时,C润滑脂的摩擦因数相对稳定,在0.075~0.095范围内波动,其均值为0.090,相较于B润滑脂和A润滑脂,分别降低了16.7%、22.2%,具有优良的力学性能。摩擦磨损结果表明,在稠化剂组分中添加硼酸后,润滑脂的理化性能得到显著提升,摩擦因数及均值分别为0.085~0.095和0.091,模拟结果与试验结果一致。结论相较于稠化剂中含短链二元酸的润滑脂,含长链二元酸的润滑脂表现出较好的抗剪切能力和摩擦性能。在稠化剂中添加硼酸后,稠化剂的结构得到强化,润滑脂表现出更为优异的抗磨减摩性能。这是因为在硼酸的作用下,润滑脂中的锂皂和硼酸基团不仅形成了配位键,而且能在固体壁面上形成摩擦反应膜,显著提高了润滑脂的物理化学性能。

关键词：摩擦反应膜稠化剂组分摩擦性能润滑脂分子动力学

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真空钎焊对金属橡胶芯材与面板结合强度的影响

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稀有金属材料与工程 2025年第2期54卷 421-428页

作者：魏雨函葛绍祥薛新福州大学机械工程及自动化学院金属橡胶与振动噪声研究所福建福州350116

为解决新型金属橡胶夹芯板的真空钎焊连接工艺参数与材料性能匹配不明确的问题,采用仿真与正交试验相结合的方法,研究了加热速率、最高加热温度以及保温时间对其剪切性能和结合强度的影响规律,并从宏细观角度分析了金属橡胶夹芯板的剪... 详细信息

为解决新型金属橡胶夹芯板的真空钎焊连接工艺参数与材料性能匹配不明确的问题,采用仿真与正交试验相结合的方法,研究了加热速率、最高加热温度以及保温时间对其剪切性能和结合强度的影响规律,并从宏细观角度分析了金属橡胶夹芯板的剪切损伤行为。结果表明,采用真空钎焊制备的金属橡胶夹芯板具有良好的剪切和连接强度。真空钎焊过程中,样件各区域温度相差不超过10 K。其残余应力主要集中在丝材与钎料结合处,且越靠近中心区域残余应力越小。最大残余应力与金属橡胶夹芯板的剪切性能和连接强度呈负相关。此外,通过极差分析得到制备金属橡胶夹芯板的最优钎焊工艺方案为1090℃,4℃/min和20 min。

关键词：真空钎焊金属橡胶夹芯结构剪切性能残余应力

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基于掩膜与多模态BEV特征引导的点云全景分割

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激光与光电子学进展 2025年

作者：张家铭彭育辉张淦孙宝哲林申炀福州大学机械工程及自动化学院

针对目前基于掩膜注意力机制的点云全景分割算法存在的注意力掩膜预测不准确和实时性差等问题，本文提出了一种基于多模态鸟瞰图（BEV）特征引导的端到端点云全景分割网络模型BEVGuide-PS。首先，通过转换器（Transformer）对BEV特征进... 详细信息

针对目前基于掩膜注意力机制的点云全景分割算法存在的注意力掩膜预测不准确和实时性差等问题，本文提出了一种基于多模态鸟瞰图（BEV）特征引导的端到端点云全景分割网络模型BEVGuide-PS。首先，通过转换器（Transformer）对BEV特征进行解码，生成目标查询，并通过置信度排序与位置编码嵌入进行特征增强。其次，构建交叉注意力机制模块，融合目标查询和可学习查询特征，利用融合物体实例信息的查询特征预测注意力掩膜，提高了注意力掩膜预测的准确性。最后，降低掩膜注意力机制网络的输入特征维度，以提升检测速度。基于nuScenes数据集的实验结果表明，与基线网络相比，BEVGuide-PS在全景分割指标PQ、PQ、RQ、SQ上分别提高了17.7%、17.0%、18.3%、20.9%，推理时间减少了48.3%，且训练效率大幅提升。

关键词：全景分割掩膜注意力多模态交叉注意力端到端

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基于6D光笔的工业机器人高精度示教方法研究

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中国机械工程 2025年

作者：梁继煌汪炜锋吴海彬福州大学机械工程及自动化学院

针对目前工业机器人视觉示教方法存在精度较低、对光照敏感和示教范围易受限等问题，提出一种基于6D光笔的机器人高精度引导示教方法。光笔设有三个红外发光标记球，通过固定于机器人末端的红外双目相机捕捉光笔标记球即可获得其3D位置... 详细信息

针对目前工业机器人视觉示教方法存在精度较低、对光照敏感和示教范围易受限等问题，提出一种基于6D光笔的机器人高精度引导示教方法。光笔设有三个红外发光标记球，通过固定于机器人末端的红外双目相机捕捉光笔标记球即可获得其3D位置坐标和3D姿态信息。采取了两种措施提升6D光笔的视觉示教精度，一是提出一种基于红外发光标记球的手眼标定方法，有效提升了相机坐标系到机器人工具坐标系的转换精度；二是提出了一种相机视野自适应跟踪方法，使机器人能够通过固定在末端的相机自动跟踪光笔的位置，从而保证光笔标记球始终处于相机视野中心区域，有效提高了示教精度。最后将捕捉到的示教轨迹转换到机器人基坐标系下实现轨迹的编程跟踪。实验结果表明，利用该光笔得到的单点最大误差为0.63mm，姿态最大误差为2.1432°，示教轨迹最大误差为0.73mm，所提出的示教方法能够实现机器人高精度、高效率示教。

关键词：机器人示教 6D光笔红外双目相机手眼标定

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金属橡胶在不同表面处理工艺下的腐蚀行为及静载压缩蠕变性能

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中国表面工程 2025年第1期38卷 141-151页

作者：赖福强胡安琼郝翔飞白鸿柏任志英吴乙万福州大学机械工程及自动化学院福州350116

金属橡胶(MR)是一种纯金属的多孔减振/隔振材料,可作为极端环境下传统高分子减振/隔振材料的绝佳代替者。然而,目前关于其在海洋环境中的腐蚀行为及静载压缩蠕变性能研究还较少,影响了金属橡胶的进一步工程应用推广。采用表面硅烷化(S)... 详细信息

金属橡胶(MR)是一种纯金属的多孔减振/隔振材料,可作为极端环境下传统高分子减振/隔振材料的绝佳代替者。然而,目前关于其在海洋环境中的腐蚀行为及静载压缩蠕变性能研究还较少,影响了金属橡胶的进一步工程应用推广。采用表面硅烷化(S)、化学酸洗(P)和化学酸洗-表面硅烷化(P-S)工艺对制备好的MR试样进行表面处理,得到三种不同表面性能的MR试样。在5wt.%NaCl溶液中进行间浸腐蚀方式的静载压缩蠕变试验,并利用SEM、EDS和电化学工作站等表征手段研究MR的微观形貌、腐蚀产物元素组成、耐腐蚀和抗蠕变性能。结果表明:间浸腐蚀蠕变试验后,三种试样的腐蚀产物元素以O、Fe和Cr为主。P-S-MR试样的腐蚀电位(E_(corr))相对较大,腐蚀电流密度(i_(corr))相对较小,分别为-447.37 mV和0.91μA·cm^(-2)。此外,S-MR、P-MR和P-S-MR整体腐蚀速率分别为0.0249、0.0192和0.0134 mm/a,均小于未处理的试样(0.0441 mm/a)。经过360 h的静载压缩蠕变试验后,P-S-MR试样的高度变化幅度h、平均刚度变化幅度k、耗能变化幅度e和损耗因子变化幅度l分别为-2.23%、19.21%、-15.14%和-3.79%,而未处理试样的k和e非常接近失效阈值,分别为29.45%和-29.31%。以上结果表明,对MR试样进行P-S处理是提升其耐腐蚀及抗蠕变性能的有效技术途径,研究结果可对扩展金属橡胶的工程应用提供重要参考。

关键词：金属橡胶海洋腐蚀环境硅烷化腐蚀行为蠕变性能

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机器与AGV联合利用再生能源的混合流水车间调度问题

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 368-379页

作者：朱光宇贾唯鸿李德彪福州大学先进制造学院泉州362200 福州大学机械工程及自动化学院福州350108 福州大学经济与管理学院福州350108

中国的制造业正经历着数字化和绿色低碳转型。为实现节能减排,提高设备利用率,针对考虑可再生能源的混合流水车间,建立机器与自动导引车(AGV)联合利用再生能源的混合流水车间调度问题(HFSP-MA-RE)数学模型。为求解该模型,提出基于提前... 详细信息

中国的制造业正经历着数字化和绿色低碳转型。为实现节能减排,提高设备利用率,针对考虑可再生能源的混合流水车间,建立机器与自动导引车(AGV)联合利用再生能源的混合流水车间调度问题(HFSP-MA-RE)数学模型。为求解该模型,提出基于提前调度的机器与AGV联合调度策略、能源分配策略,在考虑AGV路径优化和充电约束的情况下,实现对最大完工时间、碳排放量、总能耗和AGV利用率4个目标的优化。采用基于正向灰靶模型的多目标最佳觅食算法(PPGT_OFA)求解该问题。通过24个测试实例及1个工程应用,将所提算法与5个多目标优化算法进行实验,验证了HFSP-MA-RE模型及PPGT_OFA算法解决多目标优化问题的有效性。

关键词：混合流水车间调度可再生能源多目标优化 A~*算法联合调度

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