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小波域的冲击能量相关技术及其应用

振动与冲击 2012年第12期31卷 129-134页

作者：刘小峰秦树人张开飞重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对传统小波尺度能量谱的不足之处,提出了一种改进型的小波域冲击能量相关技术。首先利用AR时序建模方法,去除振动信号中的周期谐波成分,然后采用连续小波变换将去除周期谐波后的信号分解到每个不同的小波尺度上,并计算不同尺度上小波... 详细信息

针对传统小波尺度能量谱的不足之处,提出了一种改进型的小波域冲击能量相关技术。首先利用AR时序建模方法,去除振动信号中的周期谐波成分,然后采用连续小波变换将去除周期谐波后的信号分解到每个不同的小波尺度上,并计算不同尺度上小波系数的Teager瞬时能量。在此基础上,利用峭度和循环统计量对不同尺度上的小波Teager能量序列进行尺度筛选,确定能量序列进行尺度积分区间。最后,结合能量序列的时域相关运算,提取出冲击信号的发生周期或频率。结果表明:该方法能降低常规小波尺度能量相关法的误判率,而且在强噪声干扰下能准确地提取出弱冲击信号的发生频率,对旋转机械故障作出准确的判断。

关键词：连续小波变换 Teager能量算子小波尺度能量谱冲击周期故障诊断

关于农业温室自动化作业平台的研究——挂接装置的结构及控制方式

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关于农业温室自动化作业平台的研究——挂接装置的结构及控制方式

作者：张开飞郑州大学

学位级别：硕士

温室农业是农业生产的高级生产方式,是高效农业生产的有效手段,温室环境自动控制技术和自动化作业生产装备的研发是促进其发展的关键。根据我国农业温室发展状况和技术水平,研制温室自动化作业平台生产装备具有重要意义。本自动化作业... 详细信息

温室农业是农业生产的高级生产方式,是高效农业生产的有效手段,温室环境自动控制技术和自动化作业生产装备的研发是促进其发展的关键。根据我国农业温室发展状况和技术水平,研制温室自动化作业平台生产装备具有重要意义。本自动化作业平台是依据我国温室农业特点,以单栋净跨度6.0m的温室为使用环境,以土耕种植蔬菜为作业对象,实现对作物种植过程中的整地、播种、间苗、灌溉、施肥和收获等一系列作业,实现“一台多用”降低成本。作业平台能够以手动控制和全自动控制两种方式在温室中往复作业,行走机构能够原地转动90°,以直角转弯的方式代替常见的圆弧转弯方式,实现横移转入下一栋作业。本文以自动化作业平台为研究对象,根据自动化作业平台的作业特点,我们初步设计了农具库、升降横移机构和旋转农机具机构,内容如下: 1.根据温室农业作业特点和自动化作业平台功能要求,用SolidWorks2007三维软件构建出了自动化作业平台原理样机。确定了其主要组成部分和各个部分的功能作用,确定了温室农业自动化作业平台的农机具挂接方式、工作原理以及部分所要求具备的功能。 2.介绍了悬挂装置各零部件的初步设计,做好运动学分析和动力学分析的基础工作。分析了悬挂装置180°转位原理和动力的来源以及180°转位机构到位后停止和锁紧方式。在机构运动分析中采用SolidWorks软件自带的COSMOS Motion运动仿真插件,对转位机构进行运动仿真,通过对仿真结果分析,得出机构在约束条件下各参数的最优解。 3.首先介绍了悬挂装置的升降机构和横移机构的原理和动力来源,确定在升降机构、横移机构中采用链条式传动方式。其次根据机构特点选择了到位后的停止和锁紧方式。最后对升降机构和横移机构进行运动仿真,得出在手工操纵所能施加最大力的范围内,机构可以保持良好的运动状态。 4.从概念设计、结构设计和零件设计三个阶段介绍了农具库的初步设计,介绍了农机具挂接部件的初步设计,且简要介绍了农机具存放位置的确认与对准方式。采用运动仿真插件对农具库和农机具存放进行运动仿真,得出机构在约束条件下各参数的最优解。

关键词：设施农业农机具农具库运动学分析运动仿真

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控制工程网络虚拟实验室的设计与实现

控制工程网络虚拟实验室的设计与实现

作者：张开飞重庆大学

学位级别：硕士

随着网络信息技术的高速发展，网络虚拟实验室在现代教育教学中扮演着越来越重要的角色，它的出现节约了大量的教育经费，使实验资源得到了充分的利用，并为实验人员提供了更宽松的实验环境和更灵活的实验时间。它是实验教学的一个发展... 详细信息

随着网络信息技术的高速发展，网络虚拟实验室在现代教育教学中扮演着越来越重要的角色，它的出现节约了大量的教育经费，使实验资源得到了充分的利用，并为实验人员提供了更宽松的实验环境和更灵活的实验时间。它是实验教学的一个发展方向，同时也是当前研究的热点课题之一。本文在分析国内外虚拟实验室研究现状的基础上，研究并开发了基于网络的虚拟实验室系统，并针对控制工程理论设计了各类实验。首先，本文对网络虚拟实验室的体系结构进行了分析比较，根据具体情况确定了采用基于B/S体系结构构建网络虚拟实验室，对人员登陆管理系统的总体框架进行了设计，并详细阐述了各个模块的功能。其次，回顾了经典控制理论的相关知识，分析并阐述了子空间系统辨识算法和状态空间模型预测控制算法;根据所叙述的控制理论基于LabVIEW开发了控制工程虚拟仪器系统，其中的控制系统时域分析、频域分析、稳定性分析和控制系统校正是对经典控制的相关理论进行验证;单容水箱实验是通过对工业中常见的单容水箱进行数学建模并仿真的实验;质量-弹簧-阻尼系统实验是将PID的校正与控制和实际系统相联系的实验;四容水箱系统的实验通过引入多输入多输出的子空间系统辨识算法得到系统的数学模型，并将该模型应用到了状态空间模型预测控制中实现对四容水箱系统的有效控制。本文设计并研究的基于网络的虚拟实验系统具有良好的可扩展性，可以在今后的使用过程中根据实际情况进行新实验的设计和添加，以适应实际需要。最后，对本课题进行的研究设计进行了总结，并对进一步的研究提供了建议。

关键词：网络实验室 LabVIEW 子空间系统辨识算法状态空间模型预测控制

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个性化推荐学习系统的模型研究与设计

个性化推荐学习系统的模型研究与设计

作者：张开飞华东师范大学

学位级别：硕士

随着当今信息技术和Internet技术的迅猛发展和广泛应用,时时可学、处处可学和人人可学的学习型社会正在形成。网络远程教育逐渐成为一种重要的教学模式。各种教育理念也逐渐被人们所接受。但随着信息量的累积,以往远程教育中的以资源为... 详细信息

随着当今信息技术和Internet技术的迅猛发展和广泛应用,时时可学、处处可学和人人可学的学习型社会正在形成。网络远程教育逐渐成为一种重要的教学模式。各种教育理念也逐渐被人们所接受。但随着信息量的累积,以往远程教育中的以资源为中心,把学习内容放到网上由学习者自助浏览的教学模式的弊端日益突出,主要表现在学习者处于绝对的主导地位,得不到必要的个别化指导等问题。本文尝试设计一种新的教学模型,来克服这一弊端。它能动态的与学习者进行交互,在学习过程中能够实时的对学习者进行指导,使得学习过程能够顺序的进行下去。本文通过对相关材料的研究与分析,为了进行推理的方便,并对知识进行了合理的组织。通过对知识表示的研究,提出了面向对象与语义网络相结合的知识表示。该知识表示法有助于编程和推理的实现,还能通过这种知识关系向学习者推荐最适合学习者学习的知识。为此需要在学习者进行学习前,对学习者进行测评来判断是否能够进行当前知识点的学习,并向学习者提供必须的预备技能。本文通过对Agent技术的研究,设计了适合于该教学系统模型的Agent的结构。通过Agent之间的通讯和协作验证了模型的可行性。系统的学习界面不同于其它的学习系统,它是动态生成的。根据学习者的学习状态来进行动态的转变,达到向学习者推荐适合其个性化的学习内容的设计目标。

关键词： Agent 个性化推荐网络教育知识表示

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基于低秩张量恢复的图像去噪与运动目标分割

基于低秩张量恢复的图像去噪与运动目标分割

作者：张开飞温州大学

学位级别：硕士

近年来,鲁棒主成分分析模型(Robust Principal Component Analysis,RPCA)在图像去噪、图像修复、图像分类以及运动目标分割等领域取得了成功运用。其主旨思想认为一系列含噪音的相似图像序列所构成的矩阵/张量能够分解成一个低秩矩阵/张... 详细信息

近年来,鲁棒主成分分析模型(Robust Principal Component Analysis,RPCA)在图像去噪、图像修复、图像分类以及运动目标分割等领域取得了成功运用。其主旨思想认为一系列含噪音的相似图像序列所构成的矩阵/张量能够分解成一个低秩矩阵/张量(即需要恢复的纯净相似图像序列)和一个稀疏矩阵/张量(即图像序列中的稀疏噪音)之和的形式。鉴于秩函数与l范数的非凸非连续性,常用的处理方式是分别将秩函数和l范数放松为它们的凸包络--核范数和l1范数,从而把原问题松弛为凸优化问题来求解。然而这种凸近似需要满足较强的非相干性条件,否则所求的解就会偏离原始问题的解;另一方面,相似图像序列所构成的矩阵/张量满足低秩性的前提是这些相似图像序列是严格对正对齐的,但这在实际的图像序列数据中是不能保证的,甚至是图像的微小扰动都会破坏数据的低秩性。为了解决上述问题,本文提出一种更接近于原始问题的非凸近似模型,即用Schatten-p范数(0

关键词：低秩矩阵/张量恢复 Schatten-P范数 lp范数图像变换运动目标分割

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一种用于预测铣削稳定性方法的实验研究

机械传动 2016年第7期40卷 180-183页

作者：张开飞靳刚河南农业大学机电工程学院河南郑州450002 天津职业技术师范大学高速切削与精密加工重点实验室天津300222

铣削过程中常常发生颤振现象。针对这个问题,提出一种求解多时滞系统的新方法,用于预测铣刀铣削过程中的稳定性。通过与原有的方法比较,验证了新方法在预测铣削稳定性中的有效性。采用变齿距铣刀进行铣削稳定性的实验,根据获得的预测结... 详细信息

铣削过程中常常发生颤振现象。针对这个问题,提出一种求解多时滞系统的新方法,用于预测铣刀铣削过程中的稳定性。通过与原有的方法比较,验证了新方法在预测铣削稳定性中的有效性。采用变齿距铣刀进行铣削稳定性的实验,根据获得的预测结果,选择多组铣削参数组合进行铣削实验,考察实际铣削与理论预测的吻合性。结果表明,该方法具有较好的变齿距铣刀铣削稳定性预测能力。

关键词：铣削加工变齿距铣刀铣削稳定性

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磨削参数对ELID内圆磨削轴承外圈的影响

中国机械工程 2013年第9期24卷 1177-1180页

作者：李秦峰任成祖张开飞天津大学天津市先进制造技术与装备重点实验室天津300072

从磨削过程中振动功率的角度研究了在线电解修整(ELID)内圆磨削轴承外圈时,磨削深度和砂轮进给速度对磨削表面波纹度的影响,并通过不同的磨削参数组合,从磨削过程中氧化膜状态和材料去除机理等角度分析比较了磨削深度和砂轮进给速度对... 详细信息

从磨削过程中振动功率的角度研究了在线电解修整(ELID)内圆磨削轴承外圈时,磨削深度和砂轮进给速度对磨削表面波纹度的影响,并通过不同的磨削参数组合,从磨削过程中氧化膜状态和材料去除机理等角度分析比较了磨削深度和砂轮进给速度对磨削过程影响的程度。试验结果表明,磨削深度的作用更重要,在实际ELID内圆磨削过程中可以先采用较大的磨削深度以实现高的材料去除率,再采用较小的磨削深度以提高表面质量,并且在ELID磨削过程中可以通过振动的大小来预测加工后工件表面的波纹度大小。

关键词：在线电解修整(ELID) 内圆磨削磨削参数振动功率

基于FLUENT的菊花热风干燥流场特性仿真分析

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食品与机械 2018年第10期34卷 133-138页

作者：李赫张志任源张开飞河南农业大学机电工程学院河南郑州450002

在菊花干燥过程中,干燥机内部的流场分布特点是影响菊花干燥品质的主要因素。为进一步研究在菊花干燥过程中干燥机内部的流场分布及变化规律,针对负压式干燥机,建立了干燥机的物理模型。通过对模型进行网格划分、参数确定和求解计算,得... 详细信息

在菊花干燥过程中,干燥机内部的流场分布特点是影响菊花干燥品质的主要因素。为进一步研究在菊花干燥过程中干燥机内部的流场分布及变化规律,针对负压式干燥机,建立了干燥机的物理模型。通过对模型进行网格划分、参数确定和求解计算,得到了菊花干燥过程中速度场、压强场、温度场在干燥机内部的分布情况,实现了对菊花干燥过程中流场分布的数值模拟。为验证模拟结果的准确性,着重将温度场的模拟结果和实测结果进行了对比分析,发现相对误差在8%以内,充分证实了模拟结果的可靠性。

关键词：菊花热风干燥温度场 CFD

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热弹激光超声激励及缺陷检测的有限元分析

激光技术 2021年第2期45卷 246-251页

作者：宋艳马世榜张开飞郑州信息科技职业学院机电工程学院郑州450001 南阳师范学院机电工程学院南阳473061 河南农业大学机电工程学院郑州450002

为了探讨热弹激光超声的激励机制及其在缺陷检测中的应用,采用有限元分析法对材料中的温度场及应力场进行了计算。阐述了脉冲激光辐照材料的理论基础,将脉冲激光加载于工件表面,同时考虑对流和辐射换热边界条件,分析了材料中的温度场;... 详细信息

为了探讨热弹激光超声的激励机制及其在缺陷检测中的应用,采用有限元分析法对材料中的温度场及应力场进行了计算。阐述了脉冲激光辐照材料的理论基础,将脉冲激光加载于工件表面,同时考虑对流和辐射换热边界条件,分析了材料中的温度场;基于热固耦合,将温度场加载于应力场分析过程中,讨论了热弹机制下纵波声场和横波声场的指向性分布,并通过模拟热弹超声波在含有缺陷工件中的传播过程,获得了缺陷回波信号;搭建了一套热弹激光超声检测系统,以实现表面裂纹深度的测量,通过有限元分析和实验验证,获得了反射系数与裂纹深度的关系。结果表明,反射系数随裂纹深度的增加而增大,使用直径1mm的激光光斑检测深度小于3mm的裂纹,当裂纹深度大于2.2mm时,反射系数的增长趋势变缓。此有限元分析结果能为热弹激光超声在缺陷检测中的应用提供参考和依据。

关键词：激光技术激光超声热弹机制温度场及应力场仿真分析缺陷反射波裂纹深度