最小二乘法与灰度重心结合实现圆度检测

产品检测中若采集到的图像是模糊的,其轮廓边缘均不清晰,常规的边缘检测算法中,二值化处理会导致图像边缘信息丢失,降低图像边缘像素位置的定位精度,最终会影响产品圆度误差计算的精度。针对这一问题,在提取图像的边缘后通过灰度重心法进行坐标区域的重新定位,然后对得到的坐标点进行最小二乘法拟合。最后,通过对激光光斑的圆度检测实验,分析拟合结果的圆度误差,证明了该算法的优越性。     

基于关键工序的全局随机机器选择和改进GA求解FJSP

以FJSP的最大完工时间作为优化目标,在考虑同一工件的工序顺序约束的同时,为提高初始种群的多样性,针对FJSP的机器选择问题采用堆栈方式存储工序。P-FJSP中只有一台机器可选的关键工序能直接影响机器总负荷和工件加工时间,进而提出了一种基于关键工序的全局随机选择（GRS）初始化方法。为了避免基本遗传算法在求解FJSP时陷入局部极优而停滞,在GA算法中加入再激活（re-activation）机制,旨在重新激活种群,增加种群的多样性。最后,针对FJSP基准测试算例进行数值分析,通过初始机器选择部分的性能对比实验、不同初始方式下遗传算法求解FJSP对比实验分别验证了GRS初始化机制的有效性和所提改进算法的可靠性。     

基于组合式测量的复合材料点云数据拼合及模型重建

针对大尺寸复合材料薄膜表面信息采集,提出一种组合式测量方法,将摄影测量系统与三维扫描系统结合,进行数据采集和拼合,从而完成模型重建。首先通过CCD相机对布置在物体非接触表面的标记点和编码标记点完成区域定位,根据基于SVD分解的配准算法,通过若干区域的公共编码标记点使区域数据拼合到全局坐标系统。将三维扫描仪测得的局部数据通过标记点在区域坐标系统中定位,根据配准算法完成局部数据在区域坐标系统下的拼合,进而配准到全局坐标系统。对整体优化配准后的数据进行曲面重构以及平面度分析等进一步的研究。实验结果表明,该方法有效可行,区域和局部拼合误差合理。     

基于关键工序的全局随机机器选择和改进GA求解FJSP

以FJSP的最大完工时间作为优化目标,在考虑同一工件的工序顺序约束的同时,为提高初始种群的多样性,针对FJSP的机器选择问题采用堆栈方式存储工序。P-FJSP中只有一台机器可选的关键工序能直接影响机器总负荷和工件加工时间,进而提出了一种基于关键工序的全局随机选择(GRS)初始化方法。为了避免基本遗传算法在求解FJSP时陷入局部极优而停滞,在GA算法中加入再激活(re-activation)机制,旨在重新激活种群,增加种群的多样性。最后,针对FJSP基准测试算例进行数值分析,通过初始机器选择部分的性能对比实验、不同初始方式下遗传算法求解FJSP对比实验分别验证了GRS初始化机制的有效性和所提改进算法的可靠性。     

轮胎不圆度谐波分析及其数据界面显示开发

通过线激光及三角电荷耦合器件摄像技术对轮胎不圆度数据进行采集,并通过三角测距原理对数据进行计算,用特征图谱在二维上对三维不圆度数据进行直观显示,用傅里叶函数对测得的不圆度谐波数据进行分析,开发了谐波数据界面显示,满足了配套轮胎审核的要求,也对改进轮胎制作过程有指导作用。     

一种多参数模糊神经网络控制系统调度算法

针对多回路网络控制系统的数据传输问题,提出了一种多参数模糊神经网络调度算法。首先,运用模糊神经网络的自学习能力对回路误差及误差变化率参数进行训练,并记忆模糊控制规则,确定各控制回路的网络需求度。其次,结合网络需求度参数和网络紧急度参数,采用动态权重算法确定各回路优先级,实现各回路优先级的在线调整。最后,建立了模糊神经网络调度优先级动态权重可调的多回路控制系统的仿真模型。仿真结果表明:在相同的网络带宽占用率下,该调度算法具有良好的动态控制性能,并保证了系统的稳定性。     

基于WSDPC-RVR的多模态间歇过程软测量方法

间歇过程的多模态特性使得未考虑模态因素建立的软测量模型预测精度较低,现有的间歇过程模态划分方法对初始参数敏感且未考虑异常数据对模态划分结果的影响,其不合理的划分结果是制约多模态间歇过程软测量模型预测精度提升的一个重要因素。提出了一种基于密度加权和相似标签分配密度峰值聚类相关向量回归(weighted destiny and similar label allocation density peaks clustering-relevance vector regression, WSDPC-RVR)的多模态间歇过程软测量方法。首先,以不同数据点的密度贡献程度对低密度区域数据点的局部密度进行加权,准确选取聚类中心,并引入ε近邻结合数据点间的距离与局部密度构建剩余数据点的分配策略;然后,定义模态评价指标并分析不同模态的统计特性,构建异常模态判别策略获取有效模态数量,完成间歇过程模态划分;最后,建立各有效模态的RVR软测量模型,实现间歇过程主导变量的在线预测。青霉素发酵过程的仿真实验结果表明,所提方法能够实现合理的模态划分,有效地提高了软测量模型的预测精度。     

几何结构对圆内开缝圆自然对流的影响

采用SIMPLE算法,对不同几何结构圆内开缝圆自然对流换热进行数值模拟,研究了开缝度、半径比改变对流动换热的影响。结果表明,在相同条件下计算数值结果与已有的实验结果吻合良好;把内圆开缝可以强化换热,但并非开缝度越大换热越好;半径比对换热效果产生影响,表现为半径比越小,环形空间越窄,换热效果越差。随着半径比的增大,Keq显著增加,当半径比超过2.0时,Keq基本保持不变。     

几何结构对圆内开缝圆自然对流的影响

采用SIMPLE算法,对不同几何结构圆内开缝圆自然对流换热进行数值模拟,研究了开缝度、半径比改变对流动换热的影响。结果表明,在相同条件下计算数值结果与已有的实验结果吻合良好;把内圆开缝可以强化换热,但并非开缝度越大换热越好;半径比对换热效果产生影响,表现为半径比越小,环形空间越窄,换热效果越差。随着半径比的增大,K_eq显著增加,当半径比超过2.0时,K_eq基本保持不变。     

基于低阶特征值的结构分散化损伤识别与整体状态评估

针对大型复杂结构状态评估问题,提出了基于低阶特征值的结构分散化损伤识别与整体状态评估方法。首先通过有限元法把实际结构离散成用基本参数表示的分析模型,然后采用主从自由度法把它划分为识别部分和非识别部分,对识别部分定义误差函数并建立状态评估目标函数,推导局部损伤识别的计算公式;在此基础上提出分散化损伤识别的概念,形成服役结构整体状态评估方法。最后通过数值模拟,对识别算法性能进行了详细的分析研究,通过整体平均识别误差指标显示了所提方法的有效性和准确性。     

基于LabVIEW的相机标定技术研究

使用LabVIEW平台和视觉开发模块完成对相机的标定,选用圆点阵标定板,利用Canny算子提取圆形轮廓,然后基于亚像素边缘提取的圆拟合方法提取特征点在图像坐标系下点中心坐标。该方法降低了摄像机标定的难度,极大地缩短了软件开发周期,具有较高的标定精度,能够满足实际工业检测的精度要求。     

基于短时能量和线性拟合的泄漏信号传播速度测量方法

提出基于短时能量和线性拟合的测量方法(简称短时能量法),能较准确地确定两个压电传感器输出信号的起始点,将这两个起始点对应的时间差作为信号的传播时间,再对不同传播距离下的平均传播时间进行线性拟合得到声速,从而减小了声速的测量误差。通过线性拟合度r-square来定量评价该方法的有效性,并与互相关方法和自适应方法进行了比较。     

An adaptive parallel tempering method for the dynamic data‐driven parameter estimation of nonlinear models

An adaptive parallel tempering algorithm is developed in a user‐friendly fashion that efficiently and robustly generates near‐optimum solutions. Using adaptive, implicit, time‐integration methods, the method allows fitting model parameters to dynamic data. The proposed approach is relatively insensitive to the initial guess and requires minimal fine‐tuning: most of the algorithm parameters can be determined adaptively based on the analysis of few model simulations, while default values are proposed for the few remaining ones, the exact values of which do not sensitively affect the solution. The method is extensively validated through its application to a number of algebraic and dynamic global optimization problems from Chemical Engineering literature. We then apply it to a multi‐parameter, highly nonlinear, model of the rheology of a thixotropic system where we show how the present approach can be used to robustly determine model parameters by fitting to dynamic, large amplitude, oscillatory stress vs. shear rate, data. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 1937–1958, 2017     

Study on the wire electrochemical groove turning process

In this study a copper wire is proposed as a tool electrode in electrochemical groove turning process (WECGT). The working parameters, namely, radial feed rate, wire diameter, and rotational speed are investigated to study the performance criteria via MRR, groove width, and roundness error. An experimental study is presented through performing series of designed experiments. Key features of a WECGT setup that was designed and developed incorporating several unique features are also highlighted. The experimental results are statistically analyzed and mathematically modeled through response surface methodology (RSM). The mathematical model adequacies are checked using analysis of variance (ANOVA). Furthermore, optimal combination of working parameters has been evaluated to maximize MRR and minimize roundness error. The results reveal that using wire as an electrode in electrochemical turning instead of using a profiled tool proved its powerfulness to produce circular grooves. The results also demonstrate that the groove width has greatly increased by increasing the wire diameter, while it is decreased by increasing both the radial feed rate and rotational speed. Lower roundness errors are obtained by increasing both radial feed rate and wire diameter. The optimum combination of parameters setting is: radial feed rate of 0.08 mm min⁻1, wire diameter of 2.3 mm, and rotational speed of 578 rpm.     

基于多目标的模糊神经网络及在pH控制过程中的应用

设计了一种基于多目标的动态模糊递归神经网络（FRNN）建模方法,用于pH中和过程的广义预测控制。所设计的多目标优化算法以提高拟合精度和简化网络结构为原则,同时优化模糊神经网络中的模糊规则数、隶属度函数中心点及其宽度,由此得到的FRNN模型可以高精度拟合pH中和过程。依据该动态模型,在控制过程的每一个控制周期得到其局部线性模型,将广义预测控制中复杂的非线性优化问题转化为简单的二次线性规划问题。仿真对比结果验证了所提方法的有效性。     

基于EEMD和模糊BP神经网络的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障振动信号的非平稳特征,提出一种基于总体经验模态分解(EEMD)和模糊BP神经网络的故障诊断方法。首先对滚动轴承的振动信号采用总体经验模态分解方法进行分解,得到若干个本征模态函数分量(IMF);然后提取各分量的均方差、峭度和能量,把这些特征参数作为学习集和训练集,将学习集输入到模糊BP神经网络中进行学习;最后把训练集输入到特征参数经过学习训练后的模糊BP神经网络中进行故障类型识别,并与BP神经网络进行比较。实验结果表明:所提方法能有效地应用于滚动轴承故障诊断,而且比BP神经网络具有更高的精确度。     

Prediction of the twisting moment and axial force in a circular rubber cylinder for combined extension and torsion based on the logarithmic strain approach

The scope of the present work is the application of a particular class of strain energy function, based on the logarithmic strain, for the prediction of the twisting moment and axial force of a rubber circular cylinder under combined extension and torsion. The strain energy function involves four material parameters three of which are determined by fitting published experimental data from simple tensile and compression tests of natural rubber. One of the parameters of the proposed model has physical meaning, and it is equal to one ninth of the initial modulus of elasticity of the material. Hence, the number of unknown parameters is reduced to three. The logarithmic strain energy function is then applied to a combined extension and torsion problem of a rubber circular cylinder to check its performance for more complicated deformations. The results are compared with corresponding experimental and theoretical solutions available in the literature to validate the proposed model. It is found that the proposed strain energy function apart from predicting the common modes of deformations is also capable to determine more complicated types of deformation. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

基于图像技术数控定位加工喷丝头微孔

通过对国内湿法纺丝喷丝头微孔的加工工艺研究,分析并提出基于图像技术数控定位加工的喷丝头微孔的方法,及最大限度地减小加工过程中的累积误差和提高二道、三道加工工序的重复定位精度。通过实验分别给出每道工序的图像处理方法及处理后的结果,主要采用最小二乘拟和算法,对目标像素点进行直线和圆的拟和,获得微孔的特征参数。对偏离视景范围的微孔图像通过自动纠偏,调整到合适的范围再进行精确定位处理。该方法是数据定位的加工方式,实现产品的统一性设计,避免了手动加工的人员视觉误差,精确度高。     

执行器饱和受限约束下锅炉燃烧系统的鲁棒预测控制

针对执行器饱和受限锅炉燃烧系统,提出一种鲁棒预测控制方法。首先,建立燃烧过程的线性参数变化系统模型,将执行器饱和受限转变成凸包形式描述;进而,设计执行器饱和受限的鲁棒预测控制器;最后,以某电站300MW机组锅炉控制为实例,对所提出的方法进行验证。结果表明:该方法可以在满足执行器饱和受限约束的同时获得满意的性能。