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公理设计过程中耦合设计问题的结构化分析方法

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机械工程学报 2006年第3期42卷 46-55页

作者：曹鹏彬肖人彬库琼华中科技大学CAD中心武汉430074

现有的公理设计是建立在满足独立公理的基础上的,它没有提供分析和处理耦合设计的方法。然而在产品设计尤其是复杂产品设计过程中,耦合设计经常会不可避免地出现。针对公理设计过程中出现的耦合设计问题, 提出了一种结构化的耦合设计分... 详细信息

现有的公理设计是建立在满足独立公理的基础上的,它没有提供分析和处理耦合设计的方法。然而在产品设计尤其是复杂产品设计过程中,耦合设计经常会不可避免地出现。针对公理设计过程中出现的耦合设计问题, 提出了一种结构化的耦合设计分析方法,旨在为在功能要求不独立的情况下完成产品设计提供有效解决方案。首先利用分解操作识别独立的功能要求以及耦合功能集;然后采用决策分析方法中的两两比较方法并基于三角模糊数对功能耦合程度进行度量;在此基础上通过解耦和割裂操作对耦合功能进行规划,确定各耦合功能的实现顺序; 最后对耦合设计方案进行耦合性分析,计算耦合度指标,为耦合设计方案的耦合性评价及其选择提供依据。结合卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对耦合设计分析方法进行了说明和验证。

关键词：耦合设计耦合功能集三角模糊数耦合功能规划公理设计

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基于免疫聚类识别的耦合功能规划方法与实例

计算机集成制造系统 2006年第9期12卷 1421-1430页

作者：肖人彬库琼曹鹏彬华中科技大学管理学院湖北武汉430074 华中科技大学CAD中心湖北武汉430074

公理设计是以独立公理为基础的,并未提供分析和处理具有功能耦合关系的耦合设计手段。针对这一问题,提出了一种耦合功能规划的新方法。该方法首先利用免疫算法对功能耦合关系进行聚类识别,然后对功能耦合程度加以量化处理,最后通过解耦... 详细信息

公理设计是以独立公理为基础的,并未提供分析和处理具有功能耦合关系的耦合设计手段。针对这一问题,提出了一种耦合功能规划的新方法。该方法首先利用免疫算法对功能耦合关系进行聚类识别,然后对功能耦合程度加以量化处理,最后通过解耦和割裂操作对耦合功能进行重组,从而确定各功能的实现顺序。其中耦合关系的聚类识别旨在为解耦操作提供信息支持,以避免耦合信息的不必要丢失。结合卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对该方法及其有效性进行了说明和验证,还对免疫聚类识别算法中的有关参数进行了讨论,并围绕算法性能的优劣和算法结果对解耦的影响作用,分别将其与遗传聚类识别算法和基于图论的聚类识别方法进行了比较。

关键词：功能耦合关系聚类识别免疫算法耦合功能规划公理设计

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基于环境参数估计的月季采摘柔顺抓取研究

武汉工程大学学报 2023年第3期45卷 325-330,336页

作者：黄旺曹鹏彬于宝成武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430205 化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室(武汉工程大学) 湖北武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心(武汉工程大学) 湖北武汉430205 武汉工程大学计算机科学与工程学院湖北武汉430205

为了降低抓持力控制偏差,从而避免机器人柔顺抓取系统在采摘过程中损伤月季花梗,在传统阻抗控制基础上引入环境参数估计实现柔顺抓持力控制。通过梯度下降法在线估计弯曲刚度并修正参考位置以降低抓持力稳态误差。在MATLAB/Simulink中... 详细信息

为了降低抓持力控制偏差,从而避免机器人柔顺抓取系统在采摘过程中损伤月季花梗,在传统阻抗控制基础上引入环境参数估计实现柔顺抓持力控制。通过梯度下降法在线估计弯曲刚度并修正参考位置以降低抓持力稳态误差。在MATLAB/Simulink中进行抓取系统仿真。结果表明:所使用的改进阻抗控制算法相对于传统阻抗控制算法能有效减小稳态误差,11个不同刚度参数花梗的抓持力上升时间都在0.42 s以内、超调量在20%以内。最后,实验验证了系统能实现低稳态误差的抓持力控制,能满足月季采摘的要求。

关键词：环境参数估计柔顺抓取阻抗控制梯度下降法

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基于仿生计算的产品设计方法研究综述

机械设计 2009年第3期26卷 1-4页

作者：曹鹏彬肖敏武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430073

生命现象蕴含了先进、完善的组织结构及运行模式,可为诸如产品设计等复杂问题的有效解决提供启迪和借鉴。仿生计算是新一代人工智能技术,它与产品设计相结合产生了一种新的现代设计方法——基于仿生计算的产品设计方法。该方法通过设计... 详细信息

生命现象蕴含了先进、完善的组织结构及运行模式,可为诸如产品设计等复杂问题的有效解决提供启迪和借鉴。仿生计算是新一代人工智能技术,它与产品设计相结合产生了一种新的现代设计方法——基于仿生计算的产品设计方法。该方法通过设计方法的仿生,对生物智能进行模拟,从而为产品设计提供新的智能解决途径。基于人工神经网络的产品设计方法、进化设计方法、基于群集智能的产品设计方法,以及免疫设计方法都是基于仿生计算的典型产品设计方法,尤其是后两种新兴设计方法,可以为产品设计提供新颖、有效的方法途径。仿生计算的集成是仿生计算发展的一个必然趋势,从而使得基于集成仿生计算的产品设计成为设计方法仿生的一个必然发展趋势。

关键词：仿生计算产品设计群集智能免疫设计集成仿生计算

基于拉格朗日方程的四足攀爬机器人动力学分析

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机电工程技术 2023年第8期52卷 110-113页

作者：江镇宇张欣曹鹏彬武汉工程大学机电工程学院武汉430205

为了增强高空电网维修作业的安全性与稳定性,设计出一种以猩猩为原型适用于电网攀爬的仿生四足机器人,通过SolidWorks进行三维建模。基于自主设计的新型仿生脊椎、夹持力更大的机械爪以及关节式减速机,使得这种四足攀爬机器人具备一定... 详细信息

为了增强高空电网维修作业的安全性与稳定性,设计出一种以猩猩为原型适用于电网攀爬的仿生四足机器人,通过SolidWorks进行三维建模。基于自主设计的新型仿生脊椎、夹持力更大的机械爪以及关节式减速机,使得这种四足攀爬机器人具备一定的伸缩躯干功能,提高了机器人在桁架中的避障能力及高空攀爬的运动能力。利用MATLAB Robotics工具箱研究四足机器人机械臂的运动特性,通过拉格朗日方程对运动的机械臂建立计算难度较低且物理意义明确的动力学方程。对工作的机械臂进行运动学和动力学仿真分析,得到机械臂各关节角度、加速度、角加速度和力矩曲线随时间的变化的过程,且各项数据收敛在正常范围内,满足机器人在高空桁架中行走的安全性与稳定性,验证了方案的可行性。

关键词：四足攀爬机器人 SolidWorks MATLAB Robotics 动力学分析

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基于装配约束动态管理的虚拟拆卸

计算机辅助设计与图形学学报 2002年第10期14卷 988-992页

作者：曹鹏彬刘继红管强华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

装配约束是虚拟拆卸环境下必须考虑的装配体的重要信息 .提出虚拟拆卸过程中装配约束的动态管理机制 ,并实现了基于装配约束导航的虚拟拆卸 .装配约束的动态管理包括虚拟环境下装配约束的获取、表达以及拆卸过程中装配约束的动态维护 ,... 详细信息

装配约束是虚拟拆卸环境下必须考虑的装配体的重要信息 .提出虚拟拆卸过程中装配约束的动态管理机制 ,并实现了基于装配约束导航的虚拟拆卸 .装配约束的动态管理包括虚拟环境下装配约束的获取、表达以及拆卸过程中装配约束的动态维护 ,即装配约束的动态解除和产生 .文中用装配约束图表达零件间的装配约束 ,提出装配约束的间接解除方法 ,并实现了基于装配约束推理的零件可拆卸方向的推导 .最后 ,通过一个简单装配体的拆卸实例 ,对文中方法进行了验证 .

关键词：虚拟拆卸装配约束装配约束动态管理装配约束导航虚拟现实技术

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新型抗高温酸化缓速剂的研制与性能评价

精细石油化工 2024年第2期41卷 20-25页

作者：曹鹏中石化江苏油田分公司工程技术服务中心江苏扬州225200

以丙烯酰胺、对苯乙烯磺酸钠、烯丙基聚氧乙烯醚和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵为单体,采用水溶液聚合法合成了一种抗高温、低黏酸化缓速剂。实验结果表明:在200℃、w(酸化缓速剂)=1%时,缓速率可达35%。该缓速剂可抗w(NaCl)=10%及w(CaCl_... 详细信息

以丙烯酰胺、对苯乙烯磺酸钠、烯丙基聚氧乙烯醚和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵为单体,采用水溶液聚合法合成了一种抗高温、低黏酸化缓速剂。实验结果表明:在200℃、w(酸化缓速剂)=1%时,缓速率可达35%。该缓速剂可抗w(NaCl)=10%及w(CaCl_(2))=10%污染;酸化缓速剂对酸化工作液配方稳定铁离子能力和表面张力的改变均小于1%。川西南低渗砂岩气藏增产实验表明,在相同的地层条件下,新型酸化缓速剂构建的酸液体系增产效果为0.99%~3.88%。

关键词：酸化缓速性能抗高温共聚物低黏

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矿井传感器风量最小平衡修正量研究

安全与环境学报 2024年第7期24卷 2658-2671页

作者：曹鹏刘剑辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125105

在智能化开采时代,高性能的实时通风网络解算对于矿山通风系统的安全管理至关重要,而初始迭代风量对解算性能具有显著影响。由于传感器难以避免地存在测量误差且布置稀疏,利用传感器监测数据难以分配全风网初始风量。首先,将矿井通风网... 详细信息

在智能化开采时代,高性能的实时通风网络解算对于矿山通风系统的安全管理至关重要,而初始迭代风量对解算性能具有显著影响。由于传感器难以避免地存在测量误差且布置稀疏,利用传感器监测数据难以分配全风网初始风量。首先,将矿井通风网络视为网络流模型,并对传统的有上下界网络流模型进行改进,以使之能够基于存在测量误差的传感器风量进行全风网风量分配。其次,用风量平差模型对传感器误差导致的节点风量不平衡进行最小平衡量修正。试验模拟和现场试验均表明了研究方法的可行性和有效性。在现场试验中,传感器分支的风量平均修正率为0.66%,平均风量修正值为0.09 m^(3)/s。该方法能够对任意位置布置且存在测量误差的传感器的风量进行全风网的风量初始化分配。

关键词：安全工程通风网络解算迭代法有上下界网络流测量平差

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直升机超临界尾轴限幅减振器安装位置研究

航空动力学报 2024年第6期39卷 86-96页

作者：宋立瑶王旦曹鹏陈柏朱如鹏南京航空航天大学直升机传动技术国家级重点实验室南京210016 中国航发湖南动力机械研究所直升机传动技术国家级重点实验室湖南株洲412002

为了使限幅减振器对传动轴跨1阶及2阶临界转速均起到较好的减振作用,研究了限幅减振器安装位置对传动轴与限幅减振器系统非线性动力学的影响。首先基于Timoshenko梁和非线性碰摩理论建立了传动轴与限幅减振器系统的非线性有限元动力学模... 详细信息

为了使限幅减振器对传动轴跨1阶及2阶临界转速均起到较好的减振作用,研究了限幅减振器安装位置对传动轴与限幅减振器系统非线性动力学的影响。首先基于Timoshenko梁和非线性碰摩理论建立了传动轴与限幅减振器系统的非线性有限元动力学模型,通过数值计算得到了系统响应。对传动轴典型跨临界过程及安装位置对减振效果的影响进行了分析。结果表明:一个典型的传动轴跨临界过程可以分为4个阶段,分别为无碰摩、拟周期碰摩、同频全周碰摩,最后回到无碰摩阶段。将减振器安装在中间节点只能有效抑制传动轴跨1阶临界转速的振动,而安装在1/4节点及3/8节点处能同时减弱跨1阶及2阶临界转速的振动,但安装在3/8节点处有可能使传动轴无法正常工作。

关键词：限幅减振器超临界尾轴位置优化碰摩干摩擦