高压带电引流作业机器人系统的设计与开发

面向10 kV带电引流作业,研制了具备远程控制功能的高压带电作业机器人系统.首先介绍系统总体设计,该系统由移动载体、带电作业平台、专用工具、控制台、绝缘防护设备等组成,然后分析远程控制功能实现,介绍了控制系统四个组成模块,最后进行引流作业试验与剪线试验.试验结果表明,该系统可以通过多机械臂协作实现带电引流作业任务.     

性能数据驱动的机械产品关键设计参数识别方法

利用运行数据识别产品设计缺陷或薄弱环节是产品开发和更新换代的主要模式,也是保证产品服役性能稳定的重要途径.提出了一种性能数据驱动的产品关键设计参数(薄弱环节)识别方法.首先,利用极限学习机算法划分运行工况,提出了基于核主成分分析和高斯混合模型的多工况性能退化评估方法,消除了工况变化对性能退化评估的影响,得到性能退化严重的关键功能模块;其次,对性能监测数据进行聚类分析,识别出与模块性能退化密切相关的关键性能监测参数;最后,建立了“性能监测参数—性能参数—设计参数”三者之间的关联关系,识别出导致性能严重退化的关键设计参数.以某大吨位履带起重机作业机构为例,验证了方法的有效性.     

泛型直线螺线管型电磁阀运动分析和改进的电压控制

在直线螺线管型高速电磁阀的整个运动过程中，由于铁磁材料的磁化需要一个动态过程，导致其电磁吸力随着铁磁材料的磁化而变化。为了获得一种不依赖电磁阀材料各异性的最优电压控制方法，从静态磁场出发，由电磁阀的理论静态吸力公式建立电磁阀衔铁的动力学模型，通过分析电磁阀的衔铁启动过程，上升运动过程和下落过程，得到各阶段的位移、电流随时间的变化。然后经过前面过程分析得到了采用两段梯形电压控制电磁阀的控制策略，实现了精准控制占空比的目的。     

汽车变速箱阀体加工变形的来源分析及补偿

变速箱阀体是汽车变速部件中的重要配件.阀体件内部空腔多、深度大,由于其型腔的高度复杂性,传统的有限元法难以对其进行高效精确预测,通常采用反复离线测量和铣削来保证精度.为此,提出了一种基于在机测量的阀体件加工误差实时补偿方法以提高加工精度.首先,通过实验确认主要误差源为装夹变形;其次,基于在机测量获得阀体误差曲面,并利用机器学习算法进行拟合,获得初步补偿模型;进而,针对面铣刀直径大的特点,建立了偏移式补偿轨迹;最后,基于数控机床的坐标原点偏移功能开发实时补偿系统并进行了阀体件加工误差的补偿实验.实验结果表明,补偿后的阀体件加工误差降低55％以上,并具有良好的一致性.     

基于深度学习的包装缺陷快速检测方法

包装缺陷在线检测对提升产品质量具有重要意义.针对工业生产中人工目检效率低、漏检率高,以及基于显式特征提取的缺陷检测方法通用性差、特征提取复杂、缺陷区域占比小等问题,本文提出了基于迁移学习的改进MobilenetV2轻量化网络的包装缺陷快速检测方法,并利用某工厂糖果产线包装质检环节存在的4种表面缺陷对其进行测试.结果 表明,该方法具有检测速度快、缺陷正确检测率高等优点,单个产品处理时间为0.053 s,验证集上缺陷识别率为98.333％,在线测试缺陷品召回率为96.596％,在检测精度较高的同时能满足高速产线的实时性需求,最高支持2 m/s的传送带运行速度.     

重力注水过程流动不稳定现象关键影响因素研究

重力驱动注水过程中由于流量较小以及蒸汽的积聚可能导致流动不稳定现象的发生，对核反应堆安全运行具有重要的影响。通过实验研究的方法，搭建了重力注水模拟实验装置，研究了不同蒸汽出口形阻、高位储水箱水位和加热棒初始温度下流动不稳定现象的变化规律。结果表明，重力驱动注水过程流动不稳定现象包含冷却水初次注入阶段、注入水逐出阶段和冷却水再注入阶段等。在一定冷却水初始温度、冷却水入口形阻以及系统压力下，蒸汽排出速度以及实验本体内筒顶部的聚集情况取决于蒸汽出口形阻，减小蒸汽出口形阻可加快蒸汽排放速度，压力峰峰值降低、振荡周期变长，有利于系统稳定；提高高位储水箱水位加快了冷却水注入速率，增加了加热棒被淹没率，降低了流动不稳定现象的发生次数和持续时间；随加热棒初始温度的升高，冷却水流量出现了波动向停滞的转变，流动不稳定现象发生的次数增加且持续时间加长。     

发动机尾气余热驱动的吸附式空调系统仿真与测试

针对在高太阳辐射地区，柴油车驾驶室内使用车载空调会增加车辆发动机的耗油量、降低柴油车经济效益的问题，搭建了一套由发动机尾气余热驱动的吸附式车载空调系统。系统由填充有氯化钙/氯化锰/硫化膨胀石墨复合吸附剂的吸附床、蒸发器、冷凝器、储液罐和阀门组成，使用氨作为制冷剂，利用车辆在行驶时接触到的自然风为吸附床冷却，在发动机尾气余热的驱动下，为驾驶室内提供连续的制冷效果。结合仿真和实验测试，对所设计系统的制冷性能进行了分析，仿真结果表明，系统最优循环时间为45 min，系统的理论平均制冷功率可达3.5 kW以上，系统COP处于0.2~0.25之间。实验结果表明，在230℃的尾气温度条件下，系统能产生3 kW的平均制冷量。在40℃环境温度条件下，系统在蒸发器进出口处的平均温差为6.5℃，平均制冷量为3.2 kW。     

析湿工况下翅片管式换热器表面粉尘沉积过程的数值模型

空调器采用翅片管式换热器作为蒸发器，在制冷工况下换热器表面发生析湿及粉尘沉积，导致性能衰减。建立湿翅片表面粉尘颗粒物沉积过程的数学模型，模拟冷凝水捕集颗粒物以及湿积灰层黏附颗粒物的过程。被冷凝水捕集的颗粒物数量等于运动轨迹与水表面轮廓会出现相交的入射颗粒物的数量；后续的入射颗粒物与湿积灰层碰撞时，部分入射颗粒物会发生沉积且部分被碰撞的已沉积湿颗粒物会发生移除，这两部分的颗粒物数量相减即为被湿积灰层黏附的颗粒物数量。模拟与实验结果的对比表明，预测的湿积灰层形状与实验照片的吻合度较好，预测的单位面积颗粒物沉积质量与91%的实验数据之间的误差在±20%之间，平均误差为11.8%。     

基于差分进化算法的手眼标定方法

针对眼在手机器人视觉系统的手眼标定问题，提出了一种基于差分进化算法的手眼标定方法。首先建立了眼在手机器人视觉系统手眼标定的数学模型，通过李群李代数理论，将手眼标定问题转化为误差函数的优化问题，同时保证了优化问题的最优解落在特殊欧氏群ＳＥ（３）上。通过差分进化算法对优化问题进行求解，避免了求解过程中的局部最优问题。最后在实物平台上进行了手眼标定实验，实验结果验证了算法的可行性和有效性。     

超超临界汽轮机扩压器优化研究

通过CFD数值模拟仿真,基于改进Kriging代理模型,结合参数化自动建模,建立扩压器优化平台,以扩压器轴承锥型线为优化对象,低压缸末级等熵总总效率为优化目标,对扩压器进行优化研究。研究结果表明:在不改变汽轮机排汽系统缸体形状和几何尺寸的情况下,仅通过改变扩压器轴承锥的几何外形,可以进一步提高汽轮机末级效率。