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基于GP-PS的分布式加工与装配多级车间调度规则自动设计方法

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机电工程 2024年

作者：邹杰刘建军曾创锋广东工业大学广东省计算机集成制造重点实验室

分布式加工与装配多级制造系统由多个用于加工零件的作业车间和用于装配产品的一般流水车间组成。动态到达的订单涉及多层产品结构，零件需齐备之后才可装配。该类多级车间的管控涉及订单分配、加工和装配任务调度联合决策问题，其关键... 详细信息

分布式加工与装配多级制造系统由多个用于加工零件的作业车间和用于装配产品的一般流水车间组成。动态到达的订单涉及多层产品结构，零件需齐备之后才可装配。该类多级车间的管控涉及订单分配、加工和装配任务调度联合决策问题，其关键在于实现两级生产的精准化协同目的。针对分布式加工与装配多级车间调度问题，提出了一种基于GP-PS的分布式加工与装配多级车间调度规则自动设计方法。首先，以最小化订单拖期率为目标，建立了订单分配、加工和装配任务调度联合决策的数学模型；然后，提出了一种改进型遗传规划算法，用以集成进化多级调度规则，设计了一类种群优化机制来避免算法陷入局部收敛，同时嵌入了并行仿真技术，有效减少了训练时间；最后，进行了仿真实验，对改进型遗传算法的性能进行了验证。研究结果表明：人工规则组、标准遗传规划算法及改进型遗传算法得到的订单拖期率分别为6.44%、5.65%、2.67%。基于并行仿真优化的改进型GP算法较数十个优选的人工规则组及标准GP算法生成的最优规则组，能取得更明显的综合性能优势。使用该算法针对DPAMW调度问题自动设计一体化调度的多级规则是可行的、有效的。

关键词：多级制造系统分布式制造系统分布式加工与装配多级车间并行仿真优化的遗传规划算法调度规则遗传规划仿真优化

基于φ-OTDR系统的车辆振动信号检测方法研究

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基于φ-OTDR系统的车辆振动信号检测方法研究

作者：曾创桂林电子科技大学

学位级别：硕士

智能交通传感系统是以集成信息技术、通信技术和传感技术等现代化技术为基础而建立起来的,实现智能交通系统离不开交通信息的支持。因此,本文提出基于分布式光纤传感中相位敏感光时域反射计(Phase Sensitive Optical Time Domain Reflec... 详细信息

智能交通传感系统是以集成信息技术、通信技术和传感技术等现代化技术为基础而建立起来的,实现智能交通系统离不开交通信息的支持。因此,本文提出基于分布式光纤传感中相位敏感光时域反射计(Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,φ-OTDR)系统,利用其宽传感带宽和高灵敏度,对道路上行驶车辆产生的振动信号进行检测,可有效减少车辆的检测盲点。本文的重点在于通过优化φ-OTDR系统中的信号处理方法,来提高系统对车辆振动信号的检测能力,具体研究内容如下:1.研究了分布式光纤扰动传感系统的组成和工作原理,分析了幅值与外界扰动的关系和φ-OTDR系统车辆振动检测原理。设计并搭建了基于φ-OTDR的分布式光纤传感车辆振动系统,通过分析研究,确定了该系统的总体结构、所采用的关键器件以及使用的探测方式,优化了该系统的框架结构并进行集成化组合。2.传感系统会受到外界环境的干扰,振动位置处附近背景噪声较大,提出了引导边缘滤波(GEF)和边缘VMD(E-VMD)检测算法对采集的光纤数据进行滤波处理,有效提高了光纤传感振动信号的信噪比。设计了压电陶瓷和扬声器模拟车辆振动实验,在扬声器噪声干扰下,采用两种算法对时间-空间二维光纤信号矩阵进行去噪处理。实验结果表明,与传统振幅差分检测算法相比,新算法处理后的振动信号的信噪比最大提升了5.1倍,更能准确的检测出振动信号。3.研究了φ-OTDR系统对车辆振动信号检测的应用。在实验中,采集行驶在高速公路上的车辆振动信号,应用本文所提出的GEF检测算法、E-VMD检测算法及传统振幅差分检测算法进行实验对比。结果表明,与传统振幅差分检测算法相比,本文所提出的两种信号检测方法相比于传统振幅差分检测算法得到车辆振动信号的信噪比,最大提升了3.5倍。

关键词：智能交通系统车辆检测相位敏感光时域反射计信号处理

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基于φ-OTDR的车辆振动信号检测方法

激光杂志 2023年

作者：熊显名郭逸璇曾创杜浩陈聪桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西光电信息处理重点实验室

针对相位敏感光时域反射计（Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer， φ-OTDR）系统在车辆振动信号检测中信号信噪比低且检测准确率受频率影响的问题，提出了一种引导边缘滤波检测（Guided Edge Filter， GEF）方法。GEF... 详细信息

针对相位敏感光时域反射计（Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer， φ-OTDR）系统在车辆振动信号检测中信号信噪比低且检测准确率受频率影响的问题，提出了一种引导边缘滤波检测（Guided Edge Filter， GEF）方法。GEF方法在减少噪声影响的同时保留并提取出有效的振动位置信息。使用PZT分别产生不同频率的振动信号，将GEF方法与直接振幅差分法进行实验对比。结果表明，使用GEF方法得到的平均信噪比相较于直接振幅差分法提高了3.26dB。使用公路上行驶车辆的振动信号进行测试，结果表明，使用GEF方法得到的信噪比最高为3.98dB，比直接振幅差分法提高了2.65dB。

关键词：相位敏感光时域反射计车辆检测信号处理信噪比

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电阻分压器-3 dB频率与上升时间的关系

强激光与粒子束 2005年第7期17卷 1065-1069页

作者：曾创电子科技大学光电信息学院四川成都610054

研究了无电感补偿和有电感补偿的一级和两级电阻分压器的幅频特性-3 dB频率与阶跃响应10%～90%上升时间的关系.无电感补偿一级分压器的-3 dB频率与阶跃响应上升时间之积为常数0.350;对无电感补偿两级分压器,该乘积在0.349附近很小范围... 详细信息

研究了无电感补偿和有电感补偿的一级和两级电阻分压器的幅频特性-3 dB频率与阶跃响应10%～90%上升时间的关系.无电感补偿一级分压器的-3 dB频率与阶跃响应上升时间之积为常数0.350;对无电感补偿两级分压器,该乘积在0.349附近很小范围内变动;对电感补偿一级分压器,该乘积由过冲决定,当过冲在0～10%范围内变化时,该乘积在0.35～0.29之间线性变化;对电感补偿两级分压器,该乘积随过冲和分压器参数变化,在不大于10%的确定过冲下,变化范围约为±10%;当两级分压器第一级的时间常数远大于第二级的时间常数时,可能难以在第二级进行有效的电感补偿.

关键词：电阻分压器幅频特性 -3 dB频率上升时间

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基于区块链的白盒化光网络故障检测

光通信技术 2024年第2期48卷 72-77页

作者：曾创展蔡晨贾农姚耀刘伟杨辉 61932部队北京100000 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京100876

针对白盒化通信网设备异常检测问题,提出了基于区块链的白盒化光网络故障检测方案。首先,设计了面向数据收集的区块链架构和基于区块链的数据收集与存储方案;然后,又设计了基于自编码器的数据异常检测算法;最后,将自编码器模型部署至区... 详细信息

针对白盒化通信网设备异常检测问题,提出了基于区块链的白盒化光网络故障检测方案。首先,设计了面向数据收集的区块链架构和基于区块链的数据收集与存储方案;然后,又设计了基于自编码器的数据异常检测算法;最后,将自编码器模型部署至区块链共识设备中,形成完整的基于区块链的异常检测机制。实验结果表明:在不同设备的采集数据下,所提方案可以快速实现数据上链存储,且能准确、快速地识别设备的异常数据,实现网络设备的实时异常检测。

关键词：白盒化光网络异常检测区块链自编码器

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武汉东湖绿道公示语翻译问题及其对策与探讨

海外英语 2023年第16期 20-22页

作者：白阳明曾创湖北工业大学湖北武汉430068

经济贸易全球化正向纵深发展和推进,中国对外开放战略不断拓展。由于绿道的兴起,武汉东湖绿道逐渐走出湖北,走向世界,被誉为世界级绿道,吸引来一系列国际赛事,故而景区内标识语设施的重要性愈发凸显。在这种情况下,进一步整改并优化武... 详细信息

经济贸易全球化正向纵深发展和推进,中国对外开放战略不断拓展。由于绿道的兴起,武汉东湖绿道逐渐走出湖北,走向世界,被誉为世界级绿道,吸引来一系列国际赛事,故而景区内标识语设施的重要性愈发凸显。在这种情况下,进一步整改并优化武汉东湖绿道景区标识语翻译具有实际意义。文章通过对武汉东湖绿道公示语英文译写规范进行分析,提出其公示语在书写规范以及译文规范方面存在的问题,并进行分析,最后提出一些可行的建议并进行相应的探讨。

关键词：武汉东湖绿道公示语翻译问题对策

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LTD次级多层薄膜绝缘的击穿概率分析

高电压技术 2016年第3期42卷 931-935页

作者：曾创雷伟群郑晓泉西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

LTD次级多层薄膜绝缘子层数达几百、上千层,利用厚几十μm的高本征击穿强度薄膜制作强度更高或者更紧凑的低感绝缘子是这种绝缘的发展方向。在新型绝缘子研制中,希望以较小规模(层数)试样的击穿实验数据预测较大规模绝缘子在一定场强下... 详细信息

LTD次级多层薄膜绝缘子层数达几百、上千层,利用厚几十μm的高本征击穿强度薄膜制作强度更高或者更紧凑的低感绝缘子是这种绝缘的发展方向。在新型绝缘子研制中,希望以较小规模(层数)试样的击穿实验数据预测较大规模绝缘子在一定场强下的击穿概率。为此基于Weibull型半经验分布函数模型,利用一组较小规模多层绝缘试样的击穿实验数据进行拟合得到模型参数,导出分析预估多层薄膜绝缘子击穿概率的公式,进而建立了分析预估较大规模多层绝缘击穿概率的计算方法。多层薄膜绝缘的击穿强度随层数增多而降低,击穿概率随层数增多而增大,但击穿强度降低和击穿概率增大的速率随层数增多而逐步减小。如将1 000层绝缘分为10组,每组100层薄膜,仅需对其中一组薄膜每增加10层进行一次击穿实验(共10次),即可计算得到1 000层绝缘的击穿概率。本方法适用于稍不均匀电场多层薄膜绝缘在一定平均场强下的击穿概率计算。

关键词： LTD 次级绝缘薄膜绝缘击穿概率分布函数 Weibull分布

大型薄壁曲面零件线激光原位测量与自适应加工方法研究

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大型薄壁曲面零件线激光原位测量与自适应加工方法研究

作者：曾创上海交通大学

学位级别：硕士

大型薄壁曲面零件广泛应用于航空航天等高端制造领域,但由于其刚度差、易变形等特点,传统数控加工方法难以满足大型薄壁曲面零件的高效高精加工需求,导致生产效率低、废品率较高等问题。通过先进传感技术实现对加工系统的闭环控制是智... 详细信息

大型薄壁曲面零件广泛应用于航空航天等高端制造领域,但由于其刚度差、易变形等特点,传统数控加工方法难以满足大型薄壁曲面零件的高效高精加工需求,导致生产效率低、废品率较高等问题。通过先进传感技术实现对加工系统的闭环控制是智能制造、柔性制造等产业升级中的主要思路,也是解决大型薄壁曲面零件加工难题的重要方法。本文基于线激光和五轴数控机床搭建了大型薄壁曲面零件原位测量系统,实现了“测量-加工-补偿”一体化,针对筒段零件毛坯测量与模型匹配、运载火箭贮箱箱底零件焊缝测量与补偿两个典型的自适应加工应用场景,分别实现了对大型薄壁曲面零件的原位测量与补偿加工。本文内容主要包括以下三个方面:1.搭建了基于线激光传感器的原位测量系统。设计了基于线激光传感器和五轴机床的原位测量系统,搭建了硬件系统和通信系统,并基于数控系统开发了配套的测量软件,实现了曲面零件的原位测量功能。完成了线激光测量数据向工件坐标系的转化,重点研究了传感器安装后的标定方法,实现了测量坐标系向加工坐标系的坐标转化,为后续补偿加工提供了基础。在一台五轴数控机床上测试了该原位测量系统,完成了标定实验并评估了测量系统的测量精度。2.针对复杂筒段零件铸造毛坯在粗加工中难以确定基准面的实际问题,提出了原位测量和自适应加工方法。首先通过线激光原位测量系统扫描得到零件毛坯的测量点云,进而与理论模型匹配找到余量约束下最佳匹配变换。设计了以毛坯测量点云和零件理论模型为输入,最佳毛坯变换矩阵为输出的整个算法流程,该流程主要分为粗匹配与优化匹配两个步骤,粗匹配主要以无约束整体匹配为目标,采用ICP（Iterative Closest Point）算法实现快速对齐,优化匹配则主要采用罚函数处理约束,粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）实现优化迭代,最终达到最小余量约束下的整体最高匹配度的优化目标,得到毛坯测量点云的最佳匹配变换矩阵。与现有文献中常用的乘子法处理约束、BFGS（Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno）拟牛顿法实现无约束优化的方案相比,该方法可以实现匹配变化后所有毛坯采样点全部在可行域范围内,保证匹配后的加工余量。3.针对运载火箭贮箱箱底零件搅拌摩擦焊装配缝隙小（约0.3mm）、难测量且缝宽分布不均匀影响焊接强度的问题,采用线激光原位测量方法对装配缝隙进行了三维测量,进而基于测量结果完成补偿加工提高了缝宽一致性。基于缝隙测量结果,提出了输入为线激光单帧测量结果,输出为缝隙肩点坐标的肩点识别算法,通过肩点理论位置与实际位置的误差获取补偿刀路散点,进一步利用三次均匀B样条曲线拟合出补偿刀路曲线,最终通过插补得到可实际使用的数控加工代码。进行了实际加工实验证明了方法的有效性,提高了箱底零件搅拌摩擦焊装配缝隙的缝宽一致性,已应用于运载火箭生产厂——四川航天研究院长征机械厂。

关键词：大型曲面薄壁零件原位测量线激光测量加工一体化自适应加工

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基于三维视觉的SLAM技术研究

基于三维视觉的SLAM技术研究

作者：曾创电子科技大学

学位级别：硕士

基于三维视觉的SLAM技术采用双目或者RGBD相机拍摄的图像为数据输入,通过SLAM技术进行场景地图创建,同时让机器人实时定位。现如今同时定位与地图创建技术发展迅速,在无人驾驶,无人机等方面广泛应用。本文研究重点包括设计一种更高效和... 详细信息

基于三维视觉的SLAM技术采用双目或者RGBD相机拍摄的图像为数据输入,通过SLAM技术进行场景地图创建,同时让机器人实时定位。现如今同时定位与地图创建技术发展迅速,在无人驾驶,无人机等方面广泛应用。本文研究重点包括设计一种更高效和鲁棒性的视觉特征提取与匹配算法,以及非线性SLAM优化算法,回环检测算法等关键技术。本文主要内容如下:1、本文对图像特征的提取与匹配算法进行了重点研究,在传统的SLAM视觉匹配算法基础上,新增了贝叶斯网格统计算法。本文利用经典特征提取描述子和贝叶斯网格统计,可以在不失去精度的情况下,加速特征点的匹配,错误匹配点的剔除。实验结果表明融入了贝叶斯网格统计算法后的SLAM框架能够比传统框架达到更佳的计算效率和鲁棒性。2、本文改进了三维视觉SLAM技术中的状态估计算法,对常见的状态估计模型做了量化分析,并指出各自的优缺点。在实际应用过程中,本文采用了光速平差法,通过使用全局时间路标优化了视觉里程计的状态信息,改进了传统的卡尔曼滤波算法。实验结果表明基于光速平差法的状态估计出色的解决了真实场景给SLAM带来的非线性影响,同时兼顾了性能和计算复杂度两个方面。3、本文重构了回环检测算法。在本文的三维视觉SLAM技术方案中,贝叶斯网格统计算法会获取大量的特征点。为了达到工程的实时性和最优性,本文在传统的回环检测算法中,新增信息熵率校验环节,通过调整关键帧的提取步骤,快速过滤掉干扰的图像帧,最后获得三维场景的关键帧。提取关键帧后,本文利用无监督学习的方法构建出关键帧的词袋。实验结果验证了重构后的回环检测算法的合理性,新的回环检测算法适用于本文的SLAM技术方案,同时也保持了同传统算法模型一致的准确度。4、本文完成了三维地图创建,将本文算法方案和经典的SLAM技术方案进行了一系列的测试对比,验证了本文方案的可行性和准确性。在测试对比中,本文在各个算法时间环节都得到了提升,同时鲁棒性也得到了提高。本文方案不足的地方为执行程序时占用的内存较大。随着时代的发展,内存占用问题可以用硬件逐一解决。

关键词：三维视觉 SLAM 特征匹配非线性优化回环检测