基于成形模拟的注塑件熔接缝确定与评价

在塑料注射成形流动保压模拟结果的基础上，提出了基于节点特征模型的熔接缝位置确定新算法，通过对熔接缝性能影响因素的深入分析，创建了基于人工神经网络方法的熔接缝性能评价模型，首次实现了满足工程需要的熔接缝性能定量预测。     

基于软件的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法

在介绍五轴联动数控焊接机床结构与工作原理的基础上,重点研究了基于软件体系结构的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法。以实现椭球面封头焊接接管的相贯线接缝自动焊接为例,分别介绍了相贯线接缝空间曲线方程构建、利用直线段插补拟合接缝曲线时各插补离散点坐标参数与焊枪姿态调整参数计算以及各坐标轴插补位移量计算等算法。利用本文介绍的软件算法对复杂相贯线接缝自动焊接运动过程进行控制,具有较高的柔性和通用性,并且大幅度地降低了设备成本。     

改进PCA算法及其在转子特征提取中的应用

针对传统主成分分析(principal component analysis, 简称PCA)方法中有效主成分的选择依赖于先验知识的缺点，提出利用协方差矩阵特征值差分谱的概念来描述有效主成分与次要成分的特征值差异性。首先，通过理论推导得出奇异值与特征值之间关系，即奇异值与特征值之间存在平方关系；其次，利用差分谱理论进一步研究了Hankel矩阵方式下PCA信号处理原理；最后，提出一种基于差分谱理论的PCA算法，通过仿真信号验证该算法的有效性。研究结果表明，根据协方差矩阵特征值差分谱的最大峰值位置可自动选择有效主成分的个数，且通过不同谱峰之间的分量信号的组合可以提取出不同的频率成分。将此PCA算法用于大型滑动轴承试验台转子的轴心轨迹提纯,提纯效果优于传统PCA算法。     

基于主成分分析的特征频率提取算法及应用

通过研究主成分分析(principal component analysis,简称PCA)中有效特征值与信号频率和幅值之间的关系,发现有效特征值的数量是由原始信号中频率成分的个数决定,与幅值、频率和相位的大小无关。信号中每个频率产生两个有效的特征值,且幅值决定协方差矩阵C的特征值在其分布图中的排列顺序。提出了一种基于PCA的特征频率提取算法,该算法可实现对单个或多个特征频率的准确提取。将此方法应用于大型转子系统轴心轨迹的提纯上,效果优于谐波小波和小波包算法。     

基于海量数据的纺纱质量异常因素识别方法

为识别纺纱过程质量特征值的异常波动,对纺纱质量特征值的波动机理进行了理论分析。基于海量纺纱数据设计了一种Dk-means聚类算法,进而提取最优纤维属性变量(断裂伸长),对纺纱质量特征值进行修正,实现变量与特征值之间关系的线性化。提出一种基于Dk-means算法与灰色关联分析的纺纱质量异常因素识别方法,解决了纺纱过程质量异常波动的问题。仿真与实验结果表明,所提出的估计方法从关联系数和关联度的角度实现了纺纱质量异常因素的识别,并实现了质量特征值的波动成因到异常因素与纺纱质量特征值之间的相关关系表达,以及异常因素辨识的可视化。     

改进PCA算法及其在转子特征提取中的应用

针对传统主成分分析(principal component analysis,简称PCA)方法中有效主成分的选择依赖于先验知识的缺点,提出利用协方差矩阵特征值差分谱的概念来描述有效主成分与次要成分的特征值差异性。首先,通过理论推导得出奇异值与特征值之间关系,即奇异值与特征值之间存在平方关系;其次,利用差分谱理论进一步研究了Hankel矩阵方式下PCA信号处理原理;最后,提出一种基于差分谱理论的PCA算法,通过仿真信号验证了该算法的有效性。研究结果表明,根据协方差矩阵特征值差分谱的最大峰值位置可自动选择有效主成分的个数,且通过不同谱峰之间的分量信号的组合可以提取出不同的频率成分。将此PCA算法用于大型滑动轴承试验台转子的轴心轨迹提纯,提纯效果优于传统PCA算法。     

坯料网格边界延展及规则化算法

提出了一种毛坯边界非等距外延方法，即将毛坯边界节点非等距外延后，利用NURBS曲线拟合技术生成等距的新毛坯边界，再用NURBS曲面蒙皮算法生成平面，然后通过网格生成算法将生成平面离散成网格，最后用一种基于协方差矩阵特征值的坯料边界规则化算法来得到具有规则形状的坯料。     

基于高维随机矩阵综合特征指标的滚动轴承状态异常检测算法

针对基于随机矩阵的异常检测算法中特征信息利用不充分、特征向量与特征值未能有效结合的缺点,提出了一种基于随机矩阵特征值与主特征向量相融合的滚动轴承状态异常检测算法。首先,利用滚动轴承健康监测原始数据构造观测矩阵,并通过归一化、特征提取、矩阵扩充等步骤,建立表征滚动轴承运行状态的高维随机协方差矩阵;其次,有机融合协方差矩阵特征值和主特征向量,构造综合特征检测指标,并给出阈值指标计算公式和状态异常检测判定依据;最后,通过IMS滚动轴承全寿命试验数据对所提方法进行了应用研究。结果表明,与单一特征值指标、峭度指标等异常检测算法相比,基于综合特征指标算法能较早检测出滚动轴承运行中的早期异常点,为故障预警和设备维护提供依据。     

区间参数桁架结构动力特征值分析的概率处理

将不确定桁架结构中的区间参数用随机变量来表示,对获得的广义区间特征值方程的求解方法进行了研究,提出了一种简洁的算法。此方法假定各区间参量在允许取值区间内为具有熵最大的矩形分布,各随机变量在所定义区域内均匀分布并假设它们彼此独立,将区间特征值方程的求解采用概率理论来处理,再利用随机因子算法,来确定结构动力特征值边界,并与用随机正态分布变量描述的区间求解做了比较。通过实际工程算例对本文方法的有效性进行了验证,并与其他算法进行了比较。     

基于最小特征值的合作频谱感知新算法

针对认知无线电中频谱感知问题,利用随机矩阵理论(random matrixtheory,RMT)最新研究成果,提出了一种基于采样协方差矩阵最小特征值(smallest eigenvalue,SE)的合作频谱感知新算法.该算法采用的最小特征值分布函数比目前所采用的最大特征值的近似分布函数更精确.理论分析表明,与MED(maximum eigenvalue detection)算法和能量检测法(ED)相比,SE算法具有合理性更强、判决门限更低以及感知灵敏度更高的特点.仿真结果也显示,该算法不仅漏检概率更低,感知性能更好,而且在认知用户数较少、样本较小的情况下,也可获得较好的检测性能.     

焊缝图像处理与焊缝中心的提取

随着焊接过程自动化和智能化的发展，图像处理技术越来越受到国内外学者的重视，它在焊缝自动跟踪系统中也有广泛的应用。本文介绍了图像处理的基本过程，其中包括图像预处理，图像分割，边缘检测和特征点提取等图像处理过程，总结了一些传统和新型的图像处理算法，并着重分析了焊缝中心提取的几种方法，提出了一种求取平均值的简单有效的方法。     

基于焊接温度场的焊缝跟踪自调整模糊控制技术研究

对一种焊接智能控制系统进行了研究。采用ICCD从工件背后获得焊接温度场图像，通过对焊接温度场图像进行分析获得焊缝偏差信号，利用自调整模糊控制的方式调节纠偏，解决了焊接过程难以建模、焊接条件多变、简单模糊控制器控制效果不佳的问题。实际运行结果表明，该系统能够有效识别焊接偏差，并实现快速纠偏。     

一种智能型焊缝跟踪系统的研制

论述一种智能型焊缝跟踪系统,采用直接拍摄电弧式视觉传感器检测焊缝跟踪偏差,并通过一个自调整模糊控制器实现偏差的调节。整个跟踪过程可通过屏幕实时观察,所有的参数设置都通过人机对话实现。此外,还提出了一种新的焊缝图像处理方法来实时检测焊缝。试验表明,该系统能够对GTAW对接焊缝实现精确的跟踪。     

具有模式识别功能的焊接自动跟踪系统

所研制的焊接自动跟踪系统,通过对不同焊道的模式自动识别,很好地实现了对多道埋弧焊的自动跟踪。     

Laser-PSD视觉焊缝自动跟踪系统的研究

设计了一种扫描式Laser-PSD视觉焊缝自动跟踪系统，该系统采用激光二极管作为信号光源、1维位敏元件（PSD）为接收器件组成视觉传感器，并采用单片机作为中央控制器，传感器在坡口上方横向扫描，获得坡口的2维图形，经单片机系统处理计算得出高低、左右偏差，控制焊炬的高低，左右位置，实现了对大坡品时弧自动焊全过程的有效跟踪，通过使用，证明该系统跟踪精度高，抗干扰能力强，工作可靠，能直观显示坡口图像和跟踪状况，操作方便，对生产现场有很强的适应性。     

焊缝自动跟踪的发展现状与展望

焊缝自动跟踪在焊接工业中占有极其重要的地位,焊缝自动跟踪的精度和实时性对保证焊接质量有着不可估量的作用。研究如何提高焊缝自动跟踪的精度和降低焊缝自动跟踪系统的成本很有意义。从焊缝跟踪系统的硬件组成和控制方法角度分析了焊缝自动跟踪系统的发展历程,并对该技术的发展趋势进行了分析和展望。     

基于手眼系统的线结构光焊缝跟踪系统设计

为了实现一般手眼系统与线结构光焊缝跟踪系统主要部件的复用,在一般手眼系统的基础上,加装激光器、滤光片、保护装置等设备,将其用作焊缝跟踪系统中的线激光结构光焊缝跟踪传感器。通过实验对原手眼系统的标定结果进行实验修正,使其可以替代线结构光焊缝跟踪传感器的标定。详细分析了安装激光器、滤光片、保护装置等对原手眼标定结果造成的影响,使用数据逼近的方法提高线激光结构光焊缝跟踪传感器的手眼标定精度;实验时先对手眼系统进行标定,得到相机坐标系到工具坐标系的原外参矩阵;再对使用原外参矩阵得到的焊点数据,与焊点的实际坐标的误差进行分析,修正手眼系统标定结果。通过实验验证了本方法在手眼系统标定结果基础上,进行加装机构后的线结构光焊缝跟踪传感器的手眼标定的平均精度可达0.53 mm,能够满足机器人焊接的需求。     

基于旋转电弧传感的弧焊机器人焊缝跟踪系统

研制了一套基于旋转电弧传感的弧焊机器人空间曲线焊缝智能跟踪控制系统。介绍了系统的硬件构成、软件设计及模糊控制方法。研究了不同焊接位置时，焊接熔池金属对坡口的影响作用，提出采用补偿因子加权处理方法，可有效提高平焊、横焊位置焊缝偏差的识别能力。针对立焊位置的脉冲焊接方法，采用形态滤波技术，通过提取脉冲焊接电流的上包络线，利用一次谐波法准确地对立焊焊缝进行了识别。试验结果表明，该焊缝跟踪控制系统对平焊、横焊及立焊位置的曲线焊缝跟踪效果良好，达到焊接工艺要求。     

基于视觉传感的焊缝跟踪控制系统

介绍了传感器在焊接生产中的应用和视觉传感原理。分析了视觉传感焊缝跟踪系统的原理和特点。提出焊缝图像特征提取方法和流程，以及实施焊缝跟踪控制的方法。系统采用条形光传感方法，选用CCD等光学器件组成焊缝图像传感系统，然后将获取的焊缝图形信息进行识别处理，获得焊接电弧与焊缝中心是否偏离、偏离方向和偏离程度的处理结果。根据这一结果，调整电孤与焊缝中心的相对位置，消除电弧与焊缝的偏离，达到焊接电弧准确跟踪焊缝的目的。