双树复小波算法在滚动轴承故障信号特征提取中的应用

现有滚动轴承故障特征提取算法的性能会随着故障集规模扩大而出现衰减。针对故障信号间存在的干扰和模态混叠等问题,提出一种基于双树复小波的特征提取算法。双树复小波结构包含两个独立的滤波器组,在含噪混合信号的分解和重构中形成互补关系,提升信号采样的平稳性;优化双树复小波滤波器组的结构,降低故障信号平移敏感性,利用门限阈值处理高频小波系数,达到降噪的目的,并基于时间序列样本熵提取子带信号的能量特征。实验结果显示：提出的算法能够准确提取滚动轴承各部分的故障特征信息,算法的在线故障识别率达到99.56%。     

基于改进模糊自适应遗传算法的移动机器人路径规划

针对现有移动机器人路径规划方法运行效率低的问题,提出一种基于改进模糊自适应遗传算法的路径规划方法。基于领域知识对初始路径进行可行性筛选,提高可行路径比例。采用模糊逻辑控制器动态整定遗传算法运行参数,提高路径寻优速度,避免陷入局部最优路径;综合考虑机器人运行安全性要求,引入余弦函数平滑度评价因子,对不同的路径夹角施以不同的惩罚项,以改善路径平滑度。仿真结果验证了改进算法解决路径规划问题的有效性。     

齿轮成形磨削能耗与表面粗糙度研究

齿轮成形磨削的能耗研究对于高精度齿轮的低碳制造具有重要意义.从数控成形磨齿机床的部件层面出发,分析齿轮成形磨削的能耗组成部分;基于磨削功率和材料切除率,建立齿轮成形磨削的净能耗密度模型;通过齿轮成形磨削试验发现,增加磨削能耗,会使表面粗糙度减小,但随着磨削能耗的持续增加,表面粗糙度减小幅度有限.研究结果为齿轮成形磨削的能耗与加工质量协同优化控制奠定了理论基础.     

导尿管胶膜表面接枝共聚改性研究

利用氩等离子体预处理,结合紫外光引发,实现N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在天然胶乳导尿管胶膜表面的接枝共聚。通过傅立叶转换红外光谱、扫描电子显微镜、接触角以及血小板粘附试验考察了NVP接枝共聚改性对导尿管胶膜表面形态、亲水性和抗凝血性的影响。结果表明,等离子体预处理2 min、紫外光照射10 min,可以得到较好的改性效果;经过NVP接枝共聚改性的导尿管胶膜表面的接触角由102.5°大幅下降至58.6°,血小板粘附数量明显减小,显著提高了导尿管胶膜的亲水性和抗凝血性。     

基于样本熵的改进小波降噪在微电机质量检测中的应用

微型电机振动信号信噪比低,环境噪声复杂,对噪声信号进行有效去除是对其进行质量检测的关键步骤。针对传统小波降噪阈值函数连续性差、降噪效果不理想等问题,提出一种基于样本熵的改进小波阈值函数,能够根据信号混乱程度自动对阈值函数进行调节。仿真结果表明：在低信噪比环境下,基于样本熵的改进阈值函数降噪效果明显优于传统阈值函数和普通改进阈值函数,信号信噪比得到显著提升。对微型电机异音信号进行降噪处理和特征提取,结合SVM分类器进行训练测试,试验结果表明：改进的小波降噪算法能够有效去除电机信号环境噪声,提取有效的信号特征,对出厂电机性能优劣进行准确判断。该方法将为微型电机厂家大规模质量检测提供理论依据和支持。     

基于DenseNet算法的一维桁架数字化装配控制系统仿真及优化

为解决一维桁架在轨建造过程中存在的精确定位难及桁架工位拓展转换控制效率低的技术难题,提出运用数字孪生和人工智能相结合的方式,通过计算机建模技术,构建并完成集自动装配、搬运、检测、信息追溯为一体的数字化装配系统,并与传统工艺对比。结果表明:与传统工艺相比,基于DenseNet算法的数字化装配系统在提高桁架素材故障检测率、空间利用率,减少配套失误,实现全生命周期实时追溯,加快动作节拍等方面效果显著。研究结果为我国宇航制造企业以及装备制造业开展面向智能制造的产品数字化生产线建设提供参考。     

电液伺服系统的预设性能自适应抗扰控制

针对电液伺服系统中的扰动抑制问题,提出一种预设性能自适应抗扰控制器。在所提出的控制架构中,针对所考虑的电液伺服系统动态模型设计一种自适应扩张状态观测器,对系统中所存在的内外集总干扰进行估计,并利用自适应的形式动态调节观测器增益。设计一种预设性能的自适应反步控制器补偿干扰,并控制系统输出误差在预期的区间内收〖JP2〗敛。在反馈控制器的设计中,利用神经网络逼近未补偿扰动及虚拟控制律的导数。利用Lyapunov理论分析系统的稳定性。通过仿真试验验证所提方法的有效性,并与传统控制方法进行比较。结果表明：所提出的控制方法具有更好的伺服和抗扰性能。     

基于Halcon的新型引线框架排片机的设计

针对传统引线框架排片机在生产过程中进料部件平稳性差、效率低,X、Y伺服主轴型机械手抓取效率低、入位精度不足等问题,提出一种基于Halcon的新型引线框架排片机。通过改进进料各部件导向结构和驱动形式,采用拉针结构替代传统的皮带式柔性输送结构,实现高效平稳的进料功能。采用SCARA机械臂替代传统X、Y伺服主轴,配合单气缸驱动的抓取机构,实现响应更快、整合性更高的排片功能。设计入位视觉检测模块,利用Halcon视觉库对封装托架边界特征和引线框架定位孔特征进行在线检测与分析。结果表明：该排片机误报率小于2%,漏报率为0,检测时间小于500 ms,满足生产现场实际的应用需求。     

基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明：主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。     

基于Corten-Dolan法则的低压训练舱疲劳寿命预测

训练舱舱体作为低压模拟设备的结构支撑,其主要破坏形式是由于舱体壁承受的压差载荷,加剧了应力集中部位的疲劳损伤,从而导致结构部分失效。针对负压大型舱体结构的疲劳损伤问题,以企业某型低压舱为原型,创建包括内加强筋、过渡舱在内的几何模型,进行了静力学和动力学分析,确保结构设计的合理性;同时,采用三点雨流法统计并获取对应的循环载荷谱;选择Goodman方程进行平均应力的修正,提高预测的准确性;最后,利用舱体材料的 S-N 曲线和Corten-Dolan法则,对其结构进行疲劳寿命预测分析,获取了危险单元部位在对应循环载荷作用下的循环次数、疲劳损伤和雨流矩形图。仿真结果表明：疲劳损伤严重部位的损伤值为1.018×10-5,局部可循环次数为9.822×104次,预计可使用寿命达15年左右;由雨流矩形图可知,平均应力主要集中在202.1~281.7 MPa之间,最大应力幅为211.8 MPa,平均应力以拉应力为主。