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面向机床精度检测的惯性测量与误差辨识研究

面向机床精度检测的惯性测量与误差辨识研究

作者：任子啸北京交通大学

学位级别：硕士

数控机床是整个工业体系的基础,关系国家经济的战略性产业。国产机床与国外同级别机床相比,在精度保持性方面仍有较大差距。为进一步提升国产机床的精度保持性,本论文提出基于惯性测量单元,探索机床几何误差辨识新方法。本文的主要工作... 详细信息

数控机床是整个工业体系的基础,关系国家经济的战略性产业。国产机床与国外同级别机床相比,在精度保持性方面仍有较大差距。为进一步提升国产机床的精度保持性,本论文提出基于惯性测量单元,探索机床几何误差辨识新方法。本文的主要工作如下:(1)机床误差多速融合原理与验证。利用任何复杂信号都可通过Fourier分解为正弦信号的这一特殊性,本文通过正弦叠加法建立几何误差函数模型。在分析了测量速度对惯性传感器测量结果影响的基础上,利用误差空间频率连续的特点,提出了分频段处理的误差多速测量融合方案。最后进行了测量方案仿真验证,并对测量方案进行量化评价。(2)机床误差惯性测量传感器标定技术研究。基于功率谱密度函数对惯性传感器随机性本底噪声进行误差分析,确定惯性传感器测量量级。基于Allan方差分析法获取随机噪声各误差项系数,建立噪声信号的时间序列模型,基于卡尔曼滤波完成噪声信号降噪优化。基于激光干涉法完成惯性传感器的灵敏度测量,最后根据加速度计灵敏度在全频带内的分布特点,完成多速测量方案对应的灵敏度分配。(3)机床误差惯性测量偏差消除研究。基于多速测量方案去除测量中导轨倾角引入的耦合误差影响,采用频域滤波与多项式拟合的方法解算误差数据。为了实现惯性传感器时空一致性同步测量,利用限位传感器的感应特性,激励产生标志脉冲信号,触发数据采集卡的信号同步测量导轨直线度误差,最后完成导轨直线度时空一致惯性测量系统设计。(4)完成机床几何误差辨识实验研究。为验证惯性测量方法的有效性与准确性,基于提出的时空一致性同步测量方法,通过搭建单自由度导轨直线度误差测量装置,完成误差辨识并与光学测量方法对比验证;搭建六自由度并联机床几何误差测量装置,完成误差辨识并与激光干涉仪测量结果进行比对。结果显示,采用本文提出方案能够实现微米级几何误差惯性测量,满足机床的误差测量需求。

关键词：惯性测量误差辨识时空同步并联机床

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导轨直线度惯性测量的时空一致技术

中国机械工程 2023年第8期34卷 916-922页

作者：王海同任子啸刘志华蔡晨光蔡永林北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室北京100044 中国计量科学研究院北京100029

针对数控机床需长期检测精度及单一传感器测量信号无法与导轨空间对应的问题,提出了一种导轨直线度惯性测量的时空一致技术。建立了正弦叠加形式的导轨直线度误差模型,基于导轨直线度误差空间频率,采用一种多速测量方案消除了导轨倾角... 详细信息

针对数控机床需长期检测精度及单一传感器测量信号无法与导轨空间对应的问题,提出了一种导轨直线度惯性测量的时空一致技术。建立了正弦叠加形式的导轨直线度误差模型,基于导轨直线度误差空间频率,采用一种多速测量方案消除了导轨倾角误差并截取了对应频率的误差信号。将限位传感器作为采集卡的同步触发器,实现了导轨直线度误差时空一致性测量。与激光干涉仪和相位延迟测量数据的对比验证了所提测量方法的准确性与有效性。

关键词：导轨直线度惯性测量加速度积分时空一致性

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果树根系修剪机的设计与试验

中国农机化学报 2019年第5期40卷 5-9页

作者：毛雷王鹏飞任子啸杨欣李建平邵建柱河北农业大学机电工程学院河北保定071000 河北农业大学园艺学院河北保定071000

针对矮砧密植果园根系管控劳动强度大的难题,根据果树根系管控的园艺技术要求,应用AIP三维设计软件设计一种双侧果树根系修剪机,该机切根刀入土角度、入土深度、切根位置距果树主干距离均可调整。采用有限元分析方法对伸缩装置和切根刀... 详细信息

针对矮砧密植果园根系管控劳动强度大的难题,根据果树根系管控的园艺技术要求,应用AIP三维设计软件设计一种双侧果树根系修剪机,该机切根刀入土角度、入土深度、切根位置距果树主干距离均可调整。采用有限元分析方法对伸缩装置和切根刀关键部件进行设计仿真,结果符合设计要求。对样机进行田间试验,结果表明:断根平整切割率91%,大于90%;撕裂率4%,小于10%;断根作业后,土壤弥合好,果树根系修剪机性能稳定,机具性能良好,满足根系修剪机械的作业要求。该文为果树根系修剪机具的设计和果树根系管控的机械化实施提供参考。

关键词：矮砧密植果园根系管控断根机 AIP软件

基于深度强化学习的机械臂-灵巧手协同自主开门控制策略研究

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基于深度强化学习的机械臂-灵巧手协同自主开门控制策略研究

作者：薛子啸北方工业大学

学位级别：硕士

开门作为人类生活中最常见的动作之一,对移动机械臂而言却是一种复杂操作任务。传统的机械臂开门方法依赖于对环境的详细建模和精确的控制策略。深度强化学习方法通过与环境的交互来学习最优的操作策略,在处理复杂任务时具有一定的优势... 详细信息

开门作为人类生活中最常见的动作之一,对移动机械臂而言却是一种复杂操作任务。传统的机械臂开门方法依赖于对环境的详细建模和精确的控制策略。深度强化学习方法通过与环境的交互来学习最优的操作策略,在处理复杂任务时具有一定的优势。本文以使用深度强化学习方法解决开门操作任务为导向进行研究,主要内容如下:(1)软硬件结合建立了机械臂-灵巧手开门操作任务实验系统。搭建了实体的移动机械臂;进行了机械臂的运动学分析;通过MuJoCo搭建了机械臂-灵巧手的动态仿真模型;利用Gym编写了自定义的开门操作任务深度强化学习环境。(2)利用触觉信息来优化深度强化学习算法进行开门操作任务训练。首先设计了力传感器用于反馈触觉信息,其次对比了增添触觉信息前后的四种深度强化学习算法的学习效果;最后分析表明使用了触觉信息的柔性评论家(Soft Actor-Critic,SAC)算法更适用于机械臂-灵巧手的开门操作任务。(3)提出利用结合事后经验算法(Hindsight Experience Replay,HER)的柔性行动者-评论家(SAC-HER)算法来完成稀疏奖励环境下的开门操作任务,解决了在具有稀疏奖励的复杂深度强化学习任务中端到端难以学习的问题。(4)提出使用分层强化学习来完成开门操作任务的方法。利用分层强化学习思想将复杂的开门操作任务拆分为抓住门把手、转动门把手和拉开木门这三个子任务;采用前述的SAC-HER算法来学习各个子任务策略,使用A2C算法学习高层策略,从而对子任务编排执行顺序;实验结果表明,分层强化学习算法在有效地完成开门操作任务的同时还能提升任务成功率,缩短训练时间。总结而言,本文构建了结合6自由度机械臂和11自由度灵巧手的机械臂-灵巧手模型,设计了具有门闩的木门的开门操作任务深度强化学习环境,利用触觉信息来优化SAC算法,通过提出的SAC-HER算法和分层强化学习算法进行训练,在物理仿真引擎MuJoCo中完成了开门操作任务。

关键词：机械臂开门深度强化学习分层强化学习

陶砂对石灰石-煅烧黏土-水泥砂浆性能的影响

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建筑材料学报 2024年第1期27卷 16-22页

作者：程书凯游啸陈旭勇陈康吴子杨武汉工程大学土木工程与建筑学院湖北武汉430073 武汉工程大学绿色土木工程材料与结构湖北省工程研究中心湖北武汉430073

采用轻质陶砂、水泥、偏高岭土和石灰石粉制备了石灰石-煅烧黏土-水泥(LC3)砂浆,研究了陶砂掺量及预湿状态对LC3砂浆干密度、力学性能、抗渗性能及抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了其强度形成和微观结构机理.结果表明:随着砂胶比的增大,LC... 详细信息

采用轻质陶砂、水泥、偏高岭土和石灰石粉制备了石灰石-煅烧黏土-水泥(LC3)砂浆,研究了陶砂掺量及预湿状态对LC3砂浆干密度、力学性能、抗渗性能及抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了其强度形成和微观结构机理.结果表明:随着砂胶比的增大,LC3砂浆的干密度和抗压强度逐渐降低,累积吸水量逐渐增大,抗氯离子侵蚀能力逐渐增强;与掺未预湿陶砂的LC3砂浆相比,掺预湿陶砂的LC3砂浆试件28 d抗压强度增大3.4%~10.8%,28 d电通量降低59.0%~80.0%,累积吸水量降低更为显著. LC3体系中石灰石粉的成核作用能够促进水泥早期水化,偏高岭土的火山灰反应有利于细化孔结构,同时预湿陶砂的内养护效应能够维持基体内部湿度继续促进水泥水化,使得掺预湿陶砂的LC3砂浆微观结构更为密实,从而提高了其力学性能、抗渗性能和抗氯离子侵蚀能力.

关键词：陶砂石灰石-煅烧黏土-水泥力学性能抗渗性能孔结构

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碳纳米管对水铁矿相转化的影响

现代地质 2024年

作者：闫丽霞任子贺山西师范大学地理科学学院

随着纳米技术的飞速发展及工业生产需求的逐步提高，纳米材料的生产量日益增多。表面性质活泼的纳米材料在使用及处理过程中会进入土壤及水体环境，进而影响近地表环境中矿物的成分、物理化学性质及相对含量。本研究以典型的纳米材料-... 详细信息

随着纳米技术的飞速发展及工业生产需求的逐步提高，纳米材料的生产量日益增多。表面性质活泼的纳米材料在使用及处理过程中会进入土壤及水体环境，进而影响近地表环境中矿物的成分、物理化学性质及相对含量。本研究以典型的纳米材料-碳纳米管(CNT)为代表，通过X射线衍射、扫描电镜、Zeta电位、傅里叶变换红外光谱及草酸铵提取实验等手段，探究其对土壤中广泛分布的天然矿物水铁矿(Fh)相转变的影响。结果表明Fh的转化产物主要为赤铁矿，带有异号电荷的CNT和Fh通过静电引力作用及形成Fe-O-C键结合，该作用抑制Fh的转化过程，但不改变产物类型。另外，添加CNT使产物中赤铁矿的平均粒径减小。本研究为丰富共存物质对水铁矿的物相转化提供基础数据，为探究人造物质对土壤矿物变化规律的影响提供依据。

关键词：水铁矿碳纳米管矿物转化赤铁矿

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分离器转速对中速磨煤机风粉分配的影响

热力发电 2024年第4期53卷 141-149页

作者：屈子尧陈敏姚啸林西安热工研究院有限公司苏州分公司江苏苏州215153

针对磨煤机内部流场复杂且不均匀的问题,通过建立完整的中速磨煤机模型,采用CFD软件求解磨煤机内部流动方程,利用DPM迭代获取颗粒流动参数,探究了不同动态分离器转速下中速磨煤机内部流动情况和出口风粉分配特性。研究结果表明:一次风... 详细信息

针对磨煤机内部流场复杂且不均匀的问题,通过建立完整的中速磨煤机模型,采用CFD软件求解磨煤机内部流动方程,利用DPM迭代获取颗粒流动参数,探究了不同动态分离器转速下中速磨煤机内部流动情况和出口风粉分配特性。研究结果表明:一次风在磨煤机出口4根出粉管处分配特性较好且与试验结果相吻合;煤粉粒径较小时,4根出粉管的煤粉质量流量偏差较小,且随动态分离器转速提高变化不明显;随着粒径的增加,煤粉颗粒运动轨迹呈现为贴壁运动,4根出粉管的煤粉质量流量偏差逐渐增大;同时对于大粒径煤粉颗粒,随着动态分离器转速提高,4根出粉管煤粉质量流量偏差逐渐降低。

关键词：中速磨煤机动态分离器风粉分配 DPM

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华夏传播视角下红色文化价值传播策略研究

华夏传播视角下红色文化价值传播策略研究

作者：任子萱青海师范大学

学位级别：硕士

当前,中华文化对国家的建设、中华民族的振兴产生了重要的影响,红色文化是社会主义先进文化的一部分,扎根于中华上下五千年的优秀基因,它推动了时代的成长和前进,红色文化的传承与弘扬,历来激励一代又一代青年为实现中华民族伟大复兴的... 详细信息

当前,中华文化对国家的建设、中华民族的振兴产生了重要的影响,红色文化是社会主义先进文化的一部分,扎根于中华上下五千年的优秀基因,它推动了时代的成长和前进,红色文化的传承与弘扬,历来激励一代又一代青年为实现中华民族伟大复兴的中国梦而不懈奋斗。在此过程中,充分挖掘红色文化内涵,利用新媒体的力量,可有效增强青年一代的责任感与使命感,为中国特色社会主义事业贡献青春力量。中国有着丰富的红色文化物质资源与红色文化精神资源,随着华夏传播的出现与兴起,如何利用华夏传播的视角研究红色文化传播所面临的困境与传播策略对增强文化自信有着重要的意义与价值。论文在研究方法上,首先,运用了文本分析法与案例分析法。通过对涉及到传统文化和红色文化的文学作品资料进行整理,分析并归纳作品中所体现出来的传统文化以及红色文化的优点以及传播过程中会出现的问题。而后,通过对红色文化价值传播案例的分析,可以发现其共性与个性,选取了多个关于红色文化价值传播的案例,通过对红色文化传播案例的具体分析从而发现红色文化价值传播存在的问题以及发展困境,并结合华夏传播来探究红色文化价值传播的创新策略。本文一共分为四个部分,第一部分梳理了传统文化、华夏传播、红色文化三者之间的关系。后面三个部分均以红色文化价值传播为研究重点,分别从价值传播现状、价值传播创新解读、价值传播策略三个层面进行分析探讨。首先,梳理红色文化价值传播的现状。红色文化价值传播面临着各级政府对红色文化资源的开发利用意识有所提升、红色文化蕴含的内涵与精神的育人作用提升、红色文化产业得到快速发展的新形势,以及红色文化价值传播的规律。其次,梳理红色文化价值传播的特点、必要性和困境。最后,在华夏传播的视角下分析红色文化价值传播的策略。主要是打造红色文化价值品牌、丰富红色文化传播平台以及建造红色文化研学基地。本研究旨在通过多维度的探究,挖掘并构建促进红色文化传承与推广的策略与方法,进而为华夏传播学视角下红色文化的有效传播贡献新的理念与实践路径。

关键词：红色文化价值传播华夏传播

基于垃圾渗滤液生化废水处理的藻菌互作机制研究

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基于垃圾渗滤液生化废水处理的藻菌互作机制研究

作者：任子安山东建筑大学

学位级别：硕士