基于随机搜索树法的机械臂视觉伺服研究

在当今的工业应用中,机械臂完成某一特定作业任务的基础是进行轨迹规划。针对单纯基于图像的视觉伺服(the image-based visual servoing,IBVS),不能直接对相机或机械臂的运行轨迹进行控制,容易造成跟踪目标脱离视野、机械臂与工作空间障碍物相碰撞的问题,本文提出了三维随机搜索树算法(the three-dimensional Rapidly-exploring Random Trees algorithm,3D-RRT)实现机械臂的轨迹规划,将轨迹规划与视觉伺服相融合,使机械臂在跟踪移动过程中,满足图像视野范围限制和空间障碍物约束问题。在MATLAB平台建立算法仿真实验,结果表明三维随机搜索树算法(3D-RRT)可以较好解决基于图像的视觉伺服(IBVS)中存在的问题。     

切削力系数辨识的贝叶斯推断方法

快速标定斜角切削力系数的方法在切削力建模中得到了广泛应用,但该方法忽略了系数辨识过程中的不确定性因素。针对此问题,提出了一种基于贝叶斯推断的切削力系数辨识方法。推导了镶齿面铣刀铣削力解析模型,给出了快速标定斜角切削力系数的线性回归方法。通过马尔科夫链蒙特卡罗方法从切削力系数的后验分布中生成样本,然后基于贝叶斯推断方法评价切削力系数的变化。在给定的实验条件下,分别用线性回归方法和贝叶斯推断方法进行切削力系数辨识,将计算得到的铣削力与实验铣削力值进行对比,结果表明贝叶斯推断方法具有更高的预测精度。     

复小波域影致留形及金属铣削表面质量评估

针对机械加工产品质量原位评估问题,提出一种数字图像为媒介的在线检测方法。通过数码相机对加工表面进行近场拍摄成像,获得影像在16位灰度空间上的映射。引入加工表面连续性约束构造辐照方程的正则化问题并求解,从灰度信息中恢复加工表面的三维模型。采用双数复小波变换对三维重构模型进行后处理降噪,计算加工表面的粗糙度评价指标。通过航空铝合金端面铣实验并应用提出方法进行分析,与离线接触式测量的结果进行对比,验证了该方法具有高精度重构效果,可有效的应用于在线金属铣削过程状态监测与加工质量评估。     

主动配电网规划方案经济性综合评估方法探析

在同一配电网的网络结构下,利用风光储容量不同和接入的节点不同形成多个主动配电网规划方案,这些方案之间的经济性差异明显,然而低分布式能源占比的传统配电网经济性评估方法难以对高分布式能源占比的主动配电网的经济性进行评估。现从主动配电网的特性出发,建立了包括总净值、分布式电源、综合资源利用率、线损率、电网资产利用率等经济性的综合评价指标体系,给出了各个指标的数学模型和综合得分值的获取方法,以此来判断不同方案的经济性优劣。     

先进光学制造技术最新进展

在激光核聚变、大型天文望远镜等国家大光学工程及各种光机电产品的驱动下,高面形精度、高表面质量、多结构型式光学组件的需求量日益增加,因此,先进光学制造技术显得尤为重要.主要综述了近十年来光学超精密加工技术的发展情况,主要包括超精密车削、磨削和抛光技术.根据光学组件的材料特性、结构特征和加工要求等,阐述了超精密加工技术的具体研究进展,包括传统技术的迭代更新与新型技术的研制开发,并针对典型应用进行举例.最后,展望了超精密光学加工技术的发展趋势.希望能为光学制造领域后续深入研究提供参考.     

基于瑞利表面波的曲面PBX表面裂纹深度检测的数值模拟（英）

聚合物黏结炸药（PBXs）在生产、运输和储存的阶段可能会出现裂纹等损伤。炸药的表面裂纹对其物理属性和轰爆性能有重要的影响。表面裂纹深度的定量检测对于加工去除其表面裂纹有重要意义。为了研究利用超声表面波对PBX的表面裂纹进行裂纹深度的检测和表征的可行性,采用有限元数值模拟的方式对超声波在曲面PBX中的传播和散射规律进行研究。对不同频率的瑞利表面波在柱面和球面PBX上传播的运动规律、表面波与不同深度裂纹相互作用的反射和透射规律,以及根据表面波与裂纹的相互作用进行裂纹深度反演进行了研究。有限元数值模拟结果表明曲面PBX上的表面裂纹深度可以通过瑞利表面波的反射波和透射波的幅值变化模式进行推导。     

簇间可分的鲁棒模糊C均值聚类算法

与经典的K均值聚类算法相比,模糊C均值(FCM)聚类算法通过引入模糊因子,考虑不同聚类数据簇之间的相互关系,得到可分性更好的聚类结果。但是模糊因子的引入,使得任意一个样本点都存在模糊性,造成FCM极易受到噪声和离群点的影响,聚类结果泛化性能较差。因此,该文提出一种簇间可分的鲁棒FCM算法(RBI-FCM)。RBI-FCM利用K均值算法对模糊隶属度的稀疏特征,降低不同数据簇之间的相互作用,突出不同数据簇相邻区域的可分性;另外,RBI-FCM在极小化数据簇内部散布度的条件下,考虑不同数据簇之间的可分性,可提高聚类模型的泛化性能。该文设计了有效的模型求解迭代算法。实验结果表明,RBI-FCM算法提高了FCM的鲁棒性,有效降低FCM对数据簇分布差异性和抽样不均衡的敏感性,得到理想的聚类结果。     

基于柔性包袋阻尼器的蜂窝芯子暴露平台降冲击研究

暴露平台作为搭载火工分离装置和载荷适配器等精密仪器的构件是航天飞行器中重要组成部分,暴露平台在火工冲击环境下会产生高频、瞬态和高量级特点的火工冲击响应。高量级的火工冲击易对星载设备中的敏感元器件造成损伤从而产生难以估量的损失,故有效地控制星箭暴露平台在火工环境下的高频冲击对航空航天领域具有巨大的意义。该研究运用蜂窝芯子式的柔性包袋阻尼技术对暴露平台进行降冲击研究,通过对柔性包袋阻尼系统模型进行离散元耗能仿真设计,分析粒子材质、粒径、填充率及包袋膜厚度对柔性包袋阻尼器降冲击性能的影响,获取柔性包袋阻尼器的最优特征参数。通过冲击试验得出安装不同参数柔性包袋阻尼器暴露平台的冲击响应谱并与仿真结果进行对比,验证了模型的正确性和柔性包袋阻尼技术的有效性。仿真和试验结果表明,柔性包袋阻尼器降冲击性能最佳的粒子材质为铁基合金,最优粒径为2.0 mm,最优填充率为95%,最优膜厚为0.2 mm。最优参数的柔性包袋阻尼器降冲击效果达到了58.13%,达到了梦天载荷仓暴露平台的降冲击要求。     

圆柱坐标机器人在针织圆纬机中的应用

基于机器人与互联网的智能化新时代背景,针对传统针织圆纬机编织过程中断纱必须依靠人工操作接纱而一直无法用机器替代的问题,研发一种用于针织圆纬机的圆柱坐标机器人,以实现智能检测纱疵、自动清纱接纱以及多模态除絮工作。介绍圆柱坐标机器人的基本结构、工作原理、控制系统及应用优势。使用该圆柱坐标机器人可以自动清纱并复接,代替人工接纱操作和除絮步骤,有效降低运营成本,大幅度提高生产效率及织物品质,提升圆纬机智能化程度,推动圆纬机装备行业向智能化技术转型升级,为实现智能工厂、无人车间奠定基础。     

改进小波包多阈值去噪法及其工程应用

针对机械振动信号提取时面临的去噪问题,在小波包多阈值准则去噪法的基础上,提出一种改进的小波包多阈值准则综合去噪方法(改进FMC去噪法)。该方法首先采用探测插值法对机床原始振动信号进行预处理,剔除受外界干扰产生的突变噪声信号;再以小波包分析为基础,根据有用信号的最小频率确定最大分解层数,并按最小代价原理确定信号分解的最佳小波包基;最后采用小波包多阈值降噪准则对振动信号进行重构,得到去噪后的机床振动信号。针对含噪blocks信号、doppler信号及模拟的含噪振动信号进行的仿真实验结果表明,改进后的FMC去噪法去噪效果优于传统方法。将该方法应用于气囊修整机振动信号分析中,结果表明,改进FMC去噪法能够有效剔除振动信号各频段的噪声,提高信号特征的可分离性。