摘要:为提高双目相机不同位姿下焊缝的三维重构测量精度，提出一种基于立体视觉图像误差补偿的管道焊缝三维重构测量方法。采用改进灰狼算法（IGWO）优化广义回归神经网络（GRNN）补偿焊缝三维重构图像点的坐标误差。采用混沌映射、非线性收敛因子和最优记忆保存思想对GWO算法进行改进，通过8个标准测试函数进行仿真验证；利用优化后的GRNN模型对图像点坐标误差进行预测和补偿，计算三维坐标重构出焊缝点云，三维测量焊缝的焊宽、余高和长度。试验结果表明：该模型在双目相机不同的位姿状态下都能较准确地实现焊缝的三维重构，焊缝的三维测量相对误差在0.9%以内。

摘要:针对电主轴复杂运行工况下的热误差建模问题，提出一种基于改进灰狼优化算法（IGWO）的LSTM神经网络参数预测模型IGWO-LSTM。通过对灰狼算法收敛因子 a 计算方法进行优化来提高算法寻优性能；通过IGWO算法的适应度函数与LSTM隐含层节点数组成的IGWO-LSTM闭环系统对电主轴热误差预测模型进行训练和预测，避免陷入局部最优，同时提升模型预测精度。为了验证该算法性能，将它与改进前的算法进行对比，通过求取平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差对这两种神经网络进行评价，结果显示：文中算法的3种指标均优于改进前的LSTM模型，具有更好的热误差预测准确性和全局搜索能力。

摘要:空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令，并驱动负载按指令角度摆动，在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题，提出基于干扰补偿的空气舵机伺服系统控制策略。首先进行空气舵机电伺服系统模型分析，其次运用径向基函数设计神经网络的状态观测器，将不可测量的舵面角度用估计值替代进行反馈控制，最后应用Lyapunov方法分析了有限时间收敛条件。仿真结果表明：与传统电机角度反馈相比，所提出的控制策略使空气舵机电伺服系统的稳态误差减少97%以上。

摘要:在使用压缩感知理论解决振动信号的降噪问题时,信号重构阶段使用最多的是正交匹配追踪算法，如果该算法的迭代停止阈值选取不当，迭代误差的循环将会导致重构误差增大，降噪性能会下降。提出一种基于改进停止阈值准则的降噪方法，利用离散余弦变换得到完备字典矩阵，对振动信号进行稀疏表示，得到稀疏系数向量；然后用正态分布检验稀疏系数是否服从正态分布，利用3σ准则计算得到停止阈值；最后在求解最小二乘解的步骤之后添加筛选判断条件与迭代停止阈值。仿真定义信号和实测振动信号的降噪分析结果表明：此改进方法可将信噪比(SNR)为-1.025 7 dB强噪声背景信号的信噪比提升到2.054 9 dB。此方法在信噪比、均方差根等降噪性能指标上均优于SP、OMP、SWOMP三种降噪方法。

摘要:针对目前系统抖振仍影响滑模趋近律在实际中应用，并导致系统收敛速度缓慢、滑模平面趋近至原点时间长等缺陷，提出一种改进的双幂次指数趋近律。改进趋近律中指数项采用分段设计，指数项分段参数将系统分为两部分进行。当状态绝对值小于1时，系统沿滑模面平滑进入，抖振影响可忽略不计；当状态绝对值大于等于1时，系统的动态响应显著提高，收敛时间缩短，且总时间小于初始状态运动至临界值时间和系统运动至滑模面平衡点的时间之和。在理论上验证了改进后的双幂次指数趋近律能够快速收敛到平衡点且消除了抖振影响，并通过实验验证了该趋近律的有效性。对比多种趋近律，改进的双幂次指数趋近律具有最佳性能且收敛速度最快，并通过实验验证在外界干扰下该趋近律仍可快速收敛于平衡点。

摘要:针对一类具有测量扰动的离散时间非线性系统，提出一种基于集中式卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制方法。利用动态线性化方法构造被控系统的线性化数据模型；根据线性化数据模型和传感器的测量数据，设计最优集中式卡尔曼滤波干扰观测器；并利用观测器的输出在线调整伪偏导数，提出系统的控制更新方案。该方案的设计和分析不依赖于除输入输出数据的任何模型信息，可避免常规无模型自适应控制方法容易受测量扰动的影响。仿真结果表明：与基于单个传感器卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制方法相比，提出的基于多传感器最优集中式卡尔曼滤波干扰观测器的无模型自适应控制方法具有更好的跟踪性能和更大的数据信噪比。

摘要:针对多品种、小批量复杂产品在加工过程中忽略加工路线约束，导致调度方案中存在设备利用率低的问题，以完工时间最优为目标建立多工艺路线柔性作业车间数学模型。由于加入多约束后模型复杂度骤增，为有效求解该模型，提出一种改进原子轨道搜索算法。改进算法采用一种三层编码方式进行编码和解码；在算法初始化候选解时均匀生成全局加工路线；搜索过程中为增强局部搜索融入自体交叉；为避免陷入局部最优引入变邻域变异；迭代过程中设计了变工序数精英保留策略，扩大了搜索空间。最后，通过某内燃机车生产车间实例对模型和算法进行求解分析，验证了模型的有效性和算法的优越性及适用性。

摘要:针对传统PID控制与模糊PID控制的飞机起落架控制系统存在达不到理想控制精度以及控制速度的问题，提出一种基于模糊控制和神经网络的模糊神经PID控制算法。通过对起落架运动特点以及动力学相关的理论分析建立飞机起落架的运动模型，将此智能PID控制方法应用到飞机起落架的姿态控制系统中。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真，并基于树莓派装置进行了起落架单腿实验。仿真和实验结果表明：模糊神经网络PID控制系统的响应速度和抗干扰能力相较于传统PID和模糊PID都有了较大的提升，系统稳定性更强。在飞机起落架控制系统中，应用模糊神经PID控制可进一步提升系统的响应速度，降低系统运动的惯性冲击，提高整体机构的稳定性。

摘要:为了改善无级变速器(CVT)液压油泵存在较大溢流损失的问题，采用永磁同步电机驱动的电动油泵作为CVT的供油源，提出一种基于模糊PI的控制算法。该算法在矢量控制结构的基础上，利用模糊控制对PI控制器进行参数修正，以解决传统PI控制不能满足复杂控制系统的需求。为了验证该算法的有效性，在MATLAB/Simulink中完成两种算法下电机控制系统模型的搭建，并对控制结果进行比较分析。并完成CVT极限工作环境即车辆紧急制动工况下电动油泵基于该算法的仿真。结果表明：所提出的控制策略能够有效提高系统响应速度和抗干扰能力，并且基于该算法的电动油泵能满足CVT正常工作需求。

摘要:在单晶硅加工中，硅片多线切割质量检测耗时和检测成本高造成硅片质量检测难。因此，提出一种基于生成对抗网络（WGAN-GP）数据处理与自注意力残差网络(SeResNet)的硅片质量预测方法。分析多线切割的机制，确定影响硅片质量的工艺参数，建立数据样本，使用WGAN-GP对样本数据进行数据增强。在此基础上，建立基于SeResNet的硅片总体厚度偏差预测模型。以硅片的多线切割加工过程监控数据为模型验证数据，对构建的硅片总体厚度偏差预测模型进行验证。实验结果表明：该模型具有良好泛化性和高准确率，有效解决了小样本数据下的预测难题，实现了平均相对误差小于10%的硅片总体厚度偏差预测，所以基于数据驱动的硅片质量预测来代替硅片加工中的质量检测具有重要的现实意义。

摘要:多机器人协同工作共享的工作空间使得机器人彼此之间存在交互运动，这将不可避免地导致机器人在运动过程中发生碰撞现象，一旦碰撞发生就会造成严重的操作事故，所以碰撞检测是多机器人协作技术中重要的环节之一。针对多机器人碰撞检测问题，主要研究基于离散的碰撞检测，在规划的路径上划分时间步，反复地进行静态碰撞检测，从而完成机器人在运动过程中的碰撞检测。针对基于椭球体建模的多机器人碰撞检测问题，采用椭球体包围机器人连杆、关节等结构，获取空间椭球体间最短距离来判断机器人间是否有碰撞发生。针对椭球体间最短距离的求解，采用基于椭球坐标系的最短距离求解算法，以其中一椭球体中心为原点和椭球的半轴长建立局部椭球坐标系，利用等高面的概念来求解另一椭球体到椭球坐标系原点的最短距离，计算效率更快。对机器人结构参数进行初始化，并提取规划路径的空间位置参数，在路径上划分时间步，在每一个时间步上反复调用碰撞检测算法函数，从而获取机器人运动过程中各个离散点的最短距离，最终得到最短距离变化曲线，进行碰撞检测。并通过一个仿真算例验证了此方法的有效性。

摘要:重载曲轴是大型隔膜泵动力端的关键零部件之一，其强度对于整个动力端的平稳运行至关重要。而重载曲轴的失效形式往往是由于圆角处应力集中导致的疲劳破环。针对这一问题，从圆角处结构特征的角度出发，对曲轴进行形貌优化。通过静强度应力分析确定曲轴工作过程中的最危险工况，以此作为曲轴优化过程中的计算工况。以各圆角处的最大应力值和整体最大变形量为优化目标，以圆角处结构特征参数为设计变量，进行试验设计，基于Kriging插值法构建优化目标关于设计变量的响应面模型。最后，建立多目标优化模型，应用多目标遗传算法寻找非支配解解集。结果发现，优化解集中的曲柄斜面倾斜角都接近90°，这为今后的重载曲轴的结构设计提供一定的参考。

摘要:针对无序、采样不均匀以及存在相互遮挡的工件点云分割效果不佳的问题，提出一种多尺度自适应通道维度注意力点云分割网络(PointECA)。该算法中的多尺度特征提取模块能够较好地融合不同尺度的局部邻域特征，得到较为丰富的全局特征信息；自适应性通道注意力模块能够对不同尺度局部特征的通道维度交互学习，实现较好的语义分割效果。此外，制作了用于语义分割实验的Workpieces数据集。大量实验数据表明：PointECA在无序且有相互遮挡场景下，对工件部件分割的平均交并比达到了9542%，能够为无序工件的快速分拣提供较好的条件。

摘要:为分析摆线轮啮合过程中的温度特性，研究不同修形方式对摆线轮温度的影响规律，考虑摆线齿轮常用的3种组合修形方式，以相同的径向间隙为前提，对比分析摆线轮修形前后的接触应力与摩擦热量在轮齿上的分布情况。利用有限元分析，计算出修形前后温度场中的温度分布情况。结果表明：对摆线齿轮进行齿廓修形可以有效降低齿轮的稳态温度，组合修形中降温效果最佳的修形方式为正等距+正移距修形；单齿上温度梯度的密集程度随着啮合范围的减小而增大；摆线轮修形前后瞬时摩擦热量的最大值不受影响，峰值所处的位置会发生变化，而周期摩擦热量的峰值位于轮齿的同一啮合相位角上，但数值会随着轮齿受到的压力的增大而增大。

摘要:为抑制高接触比螺旋锥齿轮传动的振动，提出一种新的高阶齿面修形方法。根据高接触比螺旋锥齿轮的啮合特点，提出一种新的修形曲线，采用辅助齿面修形方法生成高阶修形螺旋锥齿轮。在考虑齿变形的情况下，计算了高阶修正弧齿锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击，在此基础上建立了降低高接触比螺旋锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击的优化模型。仿真结果表明：与二阶修形弧齿锥齿轮相比，高阶齿面修形方法不仅可以有效降低高接触比螺旋锥齿的载荷传递误差、啮合冲击和动态负载系数，而且可以提高其在全速范围内的动态性能。

摘要:以建立满足工序需求的工件定位点数量最少的定位布局为目标，以定位法线为介质，基于定位法线的工件定位的几何定理，推论出工件自由度与定位法线关系，获得自由度约束模型的定位法线信息；建立工件自由度数学模型，运用逻辑减运算法则建立工件各类型自由度之间关系，获得自由度模型的规划方案；根据规划方案中的定位法线信息，得出定位点初始布局。利用典型实例详细介绍了基于定位法线进行工件定位点布局规划的应用过程。该方法仅需自由度信息，规划过程简便，适用于各类工件，尤其是复杂工件的初步定位方案设计。

摘要:提出一种电动静液作动器智能设计方法，实现主参数设计功能、优化设计功能、数据库系统功能和三维建模功能。基于电动静液作动器(EHA)总体设计方法和流程，得到12个主要设计参数，并给出EHA智能设计知识库的设计方法，完成规则系统、知识系统以及模型库设计；通过输入安装空间尺寸大小，采用NSGA-Ⅱ遗传算法，以空间体积及力学性能为优化目标，得到电动静液作动器布局方式和各零件结构尺寸值，并进一步为各个零件参数实现数据的存储与调用，实现输入较少的参数完成EHA智能化设计,提高设计人员效率，缩短研发周期。

摘要:为解决多点位柔性工装系统在夹持大型薄壁件过程中需要满足定位形变量控制问题，基于“N-2-1”定位原理，针对均布算法局限，提出一种不依赖于外部操作者就能按照自生成原理实现系统的位置优化方法，并通过有限元软件Abaqus建立了大型薄壁件多点定位数值模型，采用先整体再局部依次进行位置优化。结果表明：优化后的支撑点位布局合理，系统资源利用率高，与单一整体位置优化相比，添加局部位置优化能够以最少支撑点位使得航空薄壁件更易达到工程要求；而对于局部存在缺陷无法进行支撑，则需考虑特定情况，调整相应支承机构点沿减小工件加工变形的最敏感方向移动，在局部变形较大的地方优化支撑点的数目，使得其变形相对于初始变形量显著下降，并且吸附压力也满足工程要求。

摘要:为提高风机偏航液压制动系统的响应性能和环境适应性，在常规偏航制动器的基础上改进得到一种带压力控制功能的新型制动器。以2 MW和8 MW风机为例，阐述了带压力控制的偏航制动器用于偏航液压制动系统设计时的主要方法及有益效果，并对使用和未使用该制动器的偏航液压制动系统进行了全压制动和阻尼制动工况的仿真分析与对比。结果表明，带压力控制的偏航制动器可显著提高制动系统的响应速度和低温稳定性，为风机偏航制动器及偏航液压制动系统的优化设计提供了参考。

摘要:针对导弹气路系统用安全阀小型化、大流量、高可靠性的发展要求，设计一种新型柱塞式安全阀。绘制安全阀的流场的几何模型，基于Fluent仿真分析平台建立新型柱塞式安全阀流道的数学模型。对其进行详细的流场分析，明确了安全阀气穴气蚀的产生机制和影响因素，并提出流道优化方法。利用AMESim软件分析了优化后柱塞式安全阀动态特性。最后，利用测试系统进行了安全阀的启闭特性试验，试验结果满足设计要求，验证了理论分析和设计方法的正确性。

摘要:针对含有博世力士乐背压阀总成的大型挖掘机液压回油背压系统，存在液压油温偏高及液压油散热器使用 800~1 200 h后出现渗油的故障现象，通过在外部管路增设单向阀、节流阀等零部件，实现回油背压单向阀的控制腔内最高工作压力设定及液压油快速充放，降低单向阀开启压力超调量，避免故障现象的产生。经试验验证，该方案简单可行、成本低，已授权实用新型专利（CN216199383U），在某公司的中大型液压挖掘机上推广运用。

摘要:为适应工程机械智能化和节能化作业的发展趋势，提出基于集成储能泵控液压挖掘机的轨迹控制，其中液压缸采用增加势能回收腔的集成液压缸。建立挖掘机位姿空间、关节空间与驱动空间彼此间的转换关系，再利用正弦加减速法对挖掘机整平作业进行轨迹规划，并求得相应驱动空间中的位移曲线；搭建伺服电机-定量泵驱动集成液压缸的数学模型，分析其固有特性,并采用液压缸速度前馈、位置/速度反馈双闭环的控制策略提高其控制精度；最后在SimulationX软件中搭建机电液联合仿真模型。结果表明：铲斗齿尖末端最大误差为17 mm，在合理的范围内，所以可利用速度位置复合控制实现对挖掘机的准确控制。

摘要:以空气为工质，基于计算流体动力学方法，对无油空气涡旋压缩机在变工况运行条件下进行了三维非稳态数值模拟。研究发现：动静涡旋齿之间存在的径向间隙，会使得压缩机工作腔内温度、流速和压力的分布不规律；增大转速，不但可以增加涡旋压缩机的质量流量，而且还可以减小切向泄漏量，进而提高压缩机的工作效率；排气压力过大，会降低涡旋压缩机的基本输出性能；在低转速下，过高的排气压力会使得压缩机排气口出现“净回流”现象。

摘要:高速开关电磁阀作为典型的伺服液压系统执行元件，逐渐成为高精密液压系统的核心部件之一。针对双复位弹簧式高速开关电磁阀的动态响应特性开展研究，建立高速开关电磁阀的多场耦合动力学模型，系统研究了高速开关电磁阀阀芯内径、弹簧刚度、线圈线径、工作温度、控制频率及占空比等对高速开关电磁阀阀芯所受到的电磁力和阀芯运动位移的影响，得到了高速开关电磁阀的优化设计参数，为进一步研制响应速度快、性能稳定、流量及承压范围大、环境适应性强的高速开关电磁阀奠定了一定的理论基础。

摘要:盾构用泥水循环系统排渣时，其排渣特性直接影响排渣效率，进而影响盾构的施工效率。针对实际工程施工中，泥浆管道的排渣过程不能直接观察，内部泥浆和岩渣的运动规律也不明确的问题，以广州地铁7号线三模式盾构地铁隧道施工为背景，采用CFD-DEM耦合方法建立管道泥浆和岩渣耦合的数值仿真模型，通过单因素影响实验方法，分析泥浆流速、密度、黏度及管道直径等泥水循环系统关键参数对泥浆管道排渣特性的影响规律。结果表明：岩渣颗粒在管道中的运动形态大部分为在管道底部做推移运动，经过弯管部分时会对弯管外侧造成冲击，泥浆经过弯管时在内弯管处流速增大；随着泥浆流速、泥浆黏度的增加与管道直径的减小，泥浆压力损失以二次方的形式增加，泥浆压力损失随着泥浆密度的增加而线性增加。

摘要:基于Kriging插值代理模型，对轴流式止回阀的各项性能进行综合优化，具体的优化目标为：降低正向流阻；减小阀芯振动；提升止回性能。通过试验设计方案找到影响轴流式止回阀正向流阻的主要结构参数因素，并以其作为优化对象，通过Kriging插值法拟合主要结构参数对应的性能样本点，在保证拟合精度的情况下，使用NSGA-II遗传算法同时对3个主要结构参数进行多目标优化，得到了三目标Pareto前沿，经过权衡不同因素对性能指标的影响大小，最终得到了综合性能最优的结构参数为：阀瓣丰满度系数 α1=2.199，阀芯长度 L=386.322 mm，阀芯半径R=113.997 mm。其对应的止回阀性能为：正向出口流量Q=161.839 kg/s，正向出口流速v=3.302 35 m/s，止回阀进口压力p=97 632.228 7 Pa。相比优化之前，阀门正向流阻减小了1.2%，阀芯振动降低了0.24%，止回性能提升了2.3%。

摘要:重卡驾驶室液压翻转机构的性能是衡量整车性能的重要组成部分。为提升翻转机构的性能，建立翻转机构的数学模型，以顶出力系数、油压波动系数、翻转容量3个参数作为翻转机构的性能评价指标，将翻转机构的性能优化问题转化成有约束的多目标优化问题。采用线性加权法的评价函数对有约束的多目标问题进行优化，利用层次分析法（AHP）确定各项性能评价指标的加权系数，设置约束条件后对优化结果进行求解。针对某型重卡驾驶室翻转机构进行实例的优化分析，在MATLAB中对系统模型进行优化和求解，最后搭建AMESim模型进行仿真验证。结果表明：对加权系数的确定而言，AHP是一个稳定和有效的方法，且优化分析结果显示翻转机构的性能相比优化前提升了11.72%，与仿真结果近似。

摘要:以目前煤矸分拣生产线广泛采用的一种机械爪为研究对象，针对煤矸分拣机械爪抓取不牢固等问题，建立该机械爪的三维模型，在对其进行力学分析计算的基础上，使用Adams软件内置的OPTDES-GRG算法模块对机械爪进行结构优化设计，并用Workbenches对机械爪受力较大的构件和其整体结构进行了应力分析。结果表明，经过结构优化之后的手爪强度满足使用要求，力学性能有了显著提高。

摘要:针对多楔带轮旋压过程中成形质量较差和旋轮寿命较低的问题，以东安513型发动机多楔带轮为研究对象，基于Deform平台对冷轧钢板08Al多楔带轮成形过程进行数值仿真，通过筛选旋压工艺参数，确定设计变量，并分析主轴转速、旋轮进给速度和旋轮半径对毛坯等效应力、旋轮成形载荷的影响；基于Design-Expert软件对旋压过程的各设计变量以多目标遗传优化算法进行优化设计，并通过试验验证了有限元仿真的可靠性。经过优化后，成形后的带轮等效应力减少了39 MPa，旋轮所受成形载荷减小了10.64%。

摘要:针对旋挖钻机主卷扬下放势能难以有效回收与再利用的问题，提出一种主卷扬下放势能回收与利用系统。以某中型旋挖钻机为研究对象，利用AMESim构建了节能系统仿真模型，探究蓄能器的初始工作压力、预充气压力、有效容积等关键参数对系统能量回收效率的影响机制。最后搭建试验样机，通过试验验证了仿真模型和理论分析的正确性。研究结果表明所提出的主卷扬下放势能回收与利用系统重力势能回收效率可达45.53%，节能效果显著。

摘要:近年来，基于深度学习的无锚框目标检测算法备受关注。为了深入理解无锚框检测算法，对比分析了基于深度学习的无锚框检测算法的原理机制、网络结构、核心特性以及优缺点，归纳总结了无锚框检测算法的核心技术，并在同一数据集上通过性能实验研究上述算法的性能，总结提出基于深度学习的目标检测算法未来的研究方向。

摘要:为解决多性能参数模型无法描述不同起飞推力下发动机性能退化的问题，利用单性能参数结合极端冲击模型描述起飞时发动机全功率运转对热端部件的热冲击影响，利用线性退化模型描述发动机自然退化过程，建立发动机性能可靠度退化模型。利用V2500发动机全寿命EGTM数据，结合最大似然估计给出性能可靠度表达式与模型参数，最后利用机队中同型V2500发动机非完整EGTM数据验证模型，预测下发时间，结果表明此模型预测下发时间和实际下发时间的误差小于3%，证明了模型的有效性。

摘要:稀土熔盐电解过程中电解给料自动辅机组件之间工作关联大，故障复杂多样，使用单一故障诊断方法效果不理想。针对这一问题，通过分析给料自动辅机组件之间的工作关系，提出基于故障树和LSTM-SVM的粉体下料设备故障诊断方法。首先搭建多层故障树，分析故障模式，然后根据故障树数据提取重要度较高的故障模式，建立长短期记忆神经网络故障诊断模型，故障定位后根据故障树分析结果所定义的权重大小输出诊断结果，并使用SVM对非故障异常工作状态进行分级。测试结果表明该模型具有较高的故障识别准确率。