工业机器人绝对定位精度测量的研究

以新松SR04C工业机器人为对象,提出了一种利用激光位移传感器和标准样板结合的方法对工业机器人末端位置进行定位,检测系统主要由激光位移传感器和标准样板组成。利用API软件对实验结果进行验证,结果表明:经过标定后的工业机器人绝对定位精度有了明显的改善。     

基于直流内阻和交流阻抗特性的PEMFC水管理状态分析

基于Randles等效电路,研究质子交换膜燃料电池（PEMFC）操作温度和湿度耦合关系,建立电堆直流内阻和交流阻抗特性模型。通过两种方法相结合,研究不同操作条件下的电化学阻抗谱图和U-I输出特性曲线的变化规律,以及不同水管理状态在直流内阻和交流阻抗变化规律中体现出的对应关系,进而分析水管理状态对电堆输出性能的影响作用。仿真和实验结果表明,温湿度耦合关系下的不同水管理状态,在电化学阻抗谱图和U-I特性曲线中具有一致的变化规律和对应的量化关系;电堆输出性能中的膜干、水淹等现象,在直流内阻值和交流阻抗图的变化中具有明显的表现特征;通过研究水管理状态对两者的影响,能够实现操作条件的优化和电堆输出性能的优化控制。     

工业机器人谐波减速器的传动误差超限故障诊断

为解决工业机器人谐波减速器使用过程中传动误差超限故障诊断问题,建立伺服电机和谐波减速器的机电仿真模型,分析减速器间隙增大对驱动电机电流产生的影响。构建工业机器人谐波减速器机电系统实验平台,采集不同传动误差谐波减速器对应的驱动电机电流信号。利用电机电流信号,提出结合梅尔倒频谱和支持向量机,以及结合梅尔倒频谱和概率神经网络的2种故障诊断方法。基于多种指标综合分析比较上述2种故障诊断方法,结果表明:结合梅尔倒频谱和支持向量机的谐波减速器传动误差超限故障诊断方法综合性能优于结合梅尔倒频谱和概率神经网络的方法。     

基于混沌万有引力算法的制动缸自适应鲁棒控制

针对实际工况中轮对踏面径向形变挤压机车制动缸活塞及闸瓦产生的时变扰动,设计超螺旋观测器,对其实际值进行估计并对估计误差自适应模糊逼近,以削弱时变扰动。构造基于微分控制律的自适应鲁棒控制器,将其应用于制动缸闸瓦位置控制系统;采用引入混沌变异因子的万有引力算法对控制器参数进行寻优。理论分析及仿真结果表明：系统闭环各状态变量输出有界,滑模面导数收敛于0而滑模面常值收敛;控制输入平滑有界无抖振。     

振动条件下的尼龙拉链厚度尺寸视觉在线测量算法

针对尼龙拉链厚度尺寸的视觉在线测量过程中,振动对测量结果影响较大的问题,通过对拉链振动的机理分析,建立并求解出被测拉链横向振动模型的运动方程,再结合LK(Lucas Kanade)光流法测量原理,求取出某一时刻的拉链全局振动信息。在此基础上,提出了一种振动条件下的尼龙拉链厚度尺寸的视觉在线测量算法。首先提取出待补偿图像中被测拉链的边缘点坐标,其次根据运动补偿算法修正边缘点坐标,接着利用最小二乘法将边缘点坐标拟合成平行直线并求出其间距,最后根据像素当量转换为拉链厚度的实际尺寸。实验结果表明:该算法测量结果的不确定度为0.00051mm,远优于无运动补偿的视觉测量方法测量结果,能有效地抑制拉链振动对测量结果的影响。     

高强度聚焦超声作用下体模组织温度上升研究

为研究高强度聚焦超声(HIFU)作用下组织温度上升规律,建立了高强度聚焦声场和组织温度场有限元仿真模型,并通过体外辐照实验对仿真模型进行了验证。通过仿真对水和组织域中的聚焦声场进行建模,计算吸收声能并将其用作热源以计算组织内的温升。进一步制备仿生物组织凝胶体模,利用热电偶进行HIFU作用下体模组织焦点处的测温。结果表明:该模型可有效预测HIFU治疗时的温度上升,与实验所得温度误差不超过 3℃;体模组织受到超声辐照时温度会立即升高,起初温升速率较快,随着辐照时间延长,温升速率逐渐降低,停止辐照后温度立即下降。     

基于形态重建和反向跟踪的粗集料级配视觉检测

利用图像处理方法对下料过程中的粗集料图像进行了级配检测研究。采用基于掩膜的ROI提取方法,结合形态重建手段,剔除了图像上下边界处的不完整集料颗粒;针对连续图像中集料颗粒重复出现的问题,对图像进行间隔采样,并提出反向跟踪算法,对集料颗粒进行跟踪识别,避免同一集料颗粒在连续图像中被重复统计;采用等效椭圆Feret短径作为等效粒径进行集料粒径分析,并对像素尺寸和实际尺寸的转换关系进行优化,得到集料级配结果。实验结果表明,反向跟踪算法对集料颗粒的识别率为98.08%,集料级配结果的准确率为95.59%。     

窄X射线束屏蔽材料铅当量测量研究

辐射防护材料屏蔽性能常用铅当量表示,为了准确衡量不同防护材料的屏蔽能力,根据IEC 61331标准,研究建立了用于铅当量测量的X射线辐射质。利用EGSnrc软件对辐射质能谱进行了模拟,研究了不同厚度的铅对辐射质能谱的影响以及窄射线束X射线铅当量测量方法,并在窄射线束条件下对16种不同防护材料进行了铅当量测量。结果表明建立的辐射质满足标准要求,在120kV管电压条件下,防护材料的铅当量测量结果等于或大于标称铅当量值,说明所测试材料屏蔽效果满足要求。     

引入抑制增长损失函数的肺炎目标检测

为提高对肺炎图像目标检测算法的平均精度,针对肺炎图像中病灶的轮廓模糊、通道单一的缺点,提出抑制增长损失函数(inhibition grow th loss function,IG Loss).根据损失函数数值的变化特征自适应调整其权值,使损失函数值随step增大的项得到增强,损失函数值随step减小的项不变,引入激活函数Mish代替ReLU,减少信息的丢失.实验结果表明,在没有增加时间开销的情况下,基于该抑制增长损失函数的Faster R-CNN和R-FCN算法的AP分别提升3.8％ 和2.8％,验证了该抑制增长损失函数的有效性.