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钢轨打磨车专用电动静液作动器非线性反演控制研究

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钢轨打磨车专用电动静液作动器非线性反演控制研究

作者：邹怀静西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国铁路高速、重载和客运舒适化的快速发展和要求,线路验收标准逐步提高,迫使大型线路运维装备进一步创新性发展。以轨道运维装备中应用广泛的钢轨打磨车为例,其具有工况复杂、安装空间受限、失效风险高、可维护性较差等特征,对动... 详细信息

随着我国铁路高速、重载和客运舒适化的快速发展和要求,线路验收标准逐步提高,迫使大型线路运维装备进一步创新性发展。以轨道运维装备中应用广泛的钢轨打磨车为例,其具有工况复杂、安装空间受限、失效风险高、可维护性较差等特征,对动力传动系统提出了更高的要求。本论文结合节能减排、装备全电化发展的趋势提出运用电动静液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)代替钢轨打磨车打磨电机升降及打磨头偏转油缸的策略,以控制精度和响应速度为指标,考虑非线性因素影响,基于PID、滑模变结构、反演控制算法进行仿真及试验研究。论文主要工作如下:(1)总结铁路线路大型运维装备趋于全电化发展背景下钢轨打磨车存在的诸多挑战,基于现有钢轨打磨车施工过程的痛难点,提出EHA替代钢轨打磨车打磨电机升降及打磨头偏转油缸的方案。(2)分析钢轨打磨车打磨装置作动工况,凝练EHA设计需求,设计钢轨打磨车专用EHA,研究EHA泵容积损失下非线性效率及液压缸基于Lu Gre模型的非线性摩擦影响,建立EHA非线性数学模型。(3)分别研究基于PID、滑模变结构及反演三种控制算法的EHA控制策略,为综合评价控制精度及响应速度,以EHA阶跃响应的上升时间和控制精度作为评价指标,引入最大超调量作为惩罚幂指数因子,建立科学客观的EHA控制性能评价体系。(4)构造EHA柱塞泵、液压系统及控制系统虚拟样机,并验证柱塞泵模型、EHA液压系统、控制系统及多系统耦合的正确性。基于联合仿真模型仿真分析,相比于PID和滑模变结构控制,反演控制响应速度快,控制精度最高可达0.035mm。(5)试制EHA试验样机及四象限负载模拟试验平台,完成四象限工况及幅频特性试验,应用试验平台试验控制策略性能,基于评价结果进行负载模拟控制算法性能试验,反演控制响应速度优于PID和滑模变结构控制,控制精度最高可达0.21mm。研究表明,钢轨打磨车专用EHA非线性反演控制精度为0.21mm,响应速度优于PID和滑模变结构控制,为钢轨打磨车动力传动系统提出一种可行的解决方案。

关键词：钢轨打磨车 EHA 非线性因素反演控制四象限工况试验

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钢轨打磨车专用EHA非线性反演控制研究

北京航空航天大学学报 2022年

作者：王海波何欢邹怀静聂勇西南交通大学机械工程学院浙江大学流体传动及控制国家重点实验室轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室

为了提高钢轨打磨车打磨钢轨的平顺性及稳定性，提出以电动静液作动器（EHA）代替传统液压系统作为钢轨打磨车的专用执行器，考虑柱塞泵的总效率波动和液压缸动静摩擦差异大两个非线性因素，建立非线性数学模型；建立EHA的MATLAB、AMESi... 详细信息

为了提高钢轨打磨车打磨钢轨的平顺性及稳定性，提出以电动静液作动器（EHA）代替传统液压系统作为钢轨打磨车的专用执行器，考虑柱塞泵的总效率波动和液压缸动静摩擦差异大两个非线性因素，建立非线性数学模型；建立EHA的MATLAB、AMESim联合仿真模型，对PID、滑模变结构控制、反演控制进行控制策略对比研究，仿真分析验证了反演控制在响应快速性及稳定性方面具有良好的表现。搭建四象限平台对EHA进行反演控制负载试验，结果表明，其位移控制精度达到0.21 mm，具有较好的控制性能。

关键词：钢轨打磨车电动静液作动器非线性因素联合仿真反演控制

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工业装配抗振外骨骼的动力学仿真及试验研究

中国机械工程 2023年第4期34卷 404-413页

作者：陈俞鹏王海波薛朝军邹怀静高依民西南交通大学机械学院成都610031 轨道交通运维技术与装备四川重点实验室成都610031

针对手传振动问题,设计出一种上肢穿戴式工业装配抗振外骨骼作为干预装备。采用ADAMS建立了参数化的人机耦合仿真模型;为优化外骨骼减振单元结构参数,对外骨骼减振单元结构进行了单因素振动响应分析,发现减振器阻尼系数及安装位置是影... 详细信息

针对手传振动问题,设计出一种上肢穿戴式工业装配抗振外骨骼作为干预装备。采用ADAMS建立了参数化的人机耦合仿真模型;为优化外骨骼减振单元结构参数,对外骨骼减振单元结构进行了单因素振动响应分析,发现减振器阻尼系数及安装位置是影响外骨骼减振性能的关键因素,剪式减振结构的前后弹簧刚度差异化取值时的效果更佳,通过交互正交试验得到修正的最佳因素水平组合。以接触压力和计权振动值为指标,通过抗振性能试验来评估外骨骼样机的减振性能,发现外骨骼在铆接期可减小约39.9%的接触压力,在间歇期接触压力减小49.4%,穿戴外骨骼可减小15.1%的日接振值,单日铆接效率最大可提高18%;接触压力和接振值的变化证明外骨骼具有减振及工具支撑功能。

关键词：抗振外骨骼手传振动 ADAMS参数化交互作用正交试验

非对称液压缸EHA专用流量匹配阀的设计与分析

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机床与液压 2022年第6期50卷 65-70页

作者：王鑫王海波邹怀静西南交通大学机械工程学院四川成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室四川成都610031

针对泵控电动静液作动器(EHA)非对称液压缸流量不匹配问题,提出一种采用流量匹配阀解决系统流量不平衡的方案。建立EHA系统AMESim模型,分析流量匹配阀在四象限工况下和不同负载条件下对EHA系统性能的影响。仿真结果表明:在四象限工况下... 详细信息

针对泵控电动静液作动器(EHA)非对称液压缸流量不匹配问题,提出一种采用流量匹配阀解决系统流量不平衡的方案。建立EHA系统AMESim模型,分析流量匹配阀在四象限工况下和不同负载条件下对EHA系统性能的影响。仿真结果表明:在四象限工况下液压缸压力振幅总体小于0.02 MPa,系统运行稳定;在第一象限工况下,流量匹配阀的内阀芯位移振幅在0.3 mm左右波动,液压缸压力振幅小于0.01 MPa,负载变化对系统稳定性无明显影响。与采用液控单向阀方案相比,系统压力达到稳态用时缩短53.1%,最大行程时压力损失有效减少35.9%。所设计的流量匹配阀不仅解决了非对称液压缸流量不平衡的问题,而且对泵控非对称液压缸EHA的优化设计具有借鉴意义。

关键词：电动静液作动器非对称缸流量匹配阀四象限工况

高功率密度微型斜盘式柱塞泵虚拟样机仿真分析

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机床与液压 2022年第10期50卷 148-153页

作者：邹怀静王海波王鑫曹明远西南交通大学机械工程学院四川成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室四川成都610031 贵阳海之力液压有限公司贵州贵阳550000

为提高1 mL/r微型斜盘式柱塞泵额定转速,提升微型液压泵功率密度,运用专业软件ADAMS和AMESim分别建立该型液压泵的动力学模型和液压模型,并联合得到其虚拟样机液固耦合仿真模型。基于建立的虚拟样机仿真模型,分析工作转速、微型液压泵... 详细信息

为提高1 mL/r微型斜盘式柱塞泵额定转速,提升微型液压泵功率密度,运用专业软件ADAMS和AMESim分别建立该型液压泵的动力学模型和液压模型,并联合得到其虚拟样机液固耦合仿真模型。基于建立的虚拟样机仿真模型,分析工作转速、微型液压泵中心弹簧预紧力及配流盘遮盖角等不同参数匹配下对液压泵输出性能的影响。结果表明:针对排量1 mL/r微型斜盘式柱塞泵,预紧力与转速具有正相关性;适当的负遮盖角在减小稳态脉动的同时降低了泵的低速性能;在额定转速3 000 r/min下,预紧力为理论计算值1.1倍时性能最优,负遮盖角为0.5°时流量脉动最小。

关键词：斜盘式柱塞泵虚拟样机弹簧预紧力配流盘遮盖角

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满足个性化差分隐私的社交网络图生成方法

太原理工大学学报 2024年第1期55卷 163-171页

作者：高瑞陈学斌谷铮邹元怀华北理工大学理学院河北省数据科学与应用重点实验室唐山市数据科学重点实验室河北唐山063210

【目的】针对现有本地化差分隐私社交网络图生成算法中直接扰动邻居列表的方法会导致引入过多噪声且隐私保护程度不均衡的问题,提出了一种满足个性化的本地差分隐私社交网络图生成方法(GPDP)。【方法】首先,使用传统的社区发现算法Louv... 详细信息

【目的】针对现有本地化差分隐私社交网络图生成算法中直接扰动邻居列表的方法会导致引入过多噪声且隐私保护程度不均衡的问题,提出了一种满足个性化的本地差分隐私社交网络图生成方法(GPDP)。【方法】首先,使用传统的社区发现算法Louvain对原始社交网络图进行划分,保留社区信息;其次,对于划分后的社区根据其社区内部平均权重度比值作为新的隐私预算参数分配给每个节点;然后,每个节点根据新的隐私预算各自扰动其邻居列表,同时利用随机邻接位向量(RABV)方法降低通讯成本;最后合并邻居列表形成生成图。【结果】通过在真实数据集上的实验结果表明,该算法在发布合成图数据时保证了数据隐私性和可用性的均衡,同时保留了更多的社区结构信息。

关键词：个性化差分隐私社交网络隐私保护合成图生成

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基于标签分类的联邦学习客户端选择方法

计算机应用 2024年

作者：张祖篡陈学斌高瑞邹元怀唐山市数据科学重点实验室(华北理工大学) 华北理工大学理学院河北省数据科学与应用重点实验室(华北理工大学)

联邦学习作为一种分布式的机器学习方法，在保护数据隐私的同时可以充分挖掘其中的价值。由于传统的联邦学习训练方法只是随机选择参与客户端，因此难以适应非独立同分布(Not Identically and Independently Distributed,Non-IID)数据... 详细信息

联邦学习作为一种分布式的机器学习方法，在保护数据隐私的同时可以充分挖掘其中的价值。由于传统的联邦学习训练方法只是随机选择参与客户端，因此难以适应非独立同分布(Not Identically and Independently Distributed,Non-IID)数据集。针对Non-IID数据下联邦学习模型精度低、收敛速度慢等问题，提出一种基于标签分类的联邦客户端选择(Federated Client Selection based on Label Classification,FedLCCS)方法。首先对客户端数据集标签按照频数统计结果进行分类排序，其次选择拥有高频数标签的客户端参与训练，最后通过调节自有参数来获取不同精度的模型。在MNIST、Fashion-MNIST和Cifar-10数据集下的实验表明，结合FedLCCS方法后的联邦平均(Federated Averaging,FedAvg)、联邦近端优化(Federated Proximal,FedProx)两种基线方法在初始数据集标签选择比例下准确率最多提高约17个百分点，收敛速度最多提升约60%，整体运行时间最多降低约35%。验证了FedLCCS方法可以优化联邦模型的精度、收敛速度和运行时间，并且能够训练不同精度的模型应对多样化的需求。

关键词：联邦学习非独立同分布客户端选择频数统计分类排序

高中化学“证据推理”教学评价量表的编制及应用

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化学教育（中英文） 2024年第5期45卷 22-28页

作者：耿淑玲邹何悦栗佳静陈曦湖南师范大学化学化工学院湖南长沙410081

“证据推理”教学是素养为本的教学,可以通过编制教学评价量表衡量“证据推理”在教学中的实施情况,提升教学改进水平。利用文献法初步搭建框架并结合德尔菲法进行3轮修正,构建科学有效的高中化学“证据推理”教学评价量表。选择高中化... 详细信息

“证据推理”教学是素养为本的教学,可以通过编制教学评价量表衡量“证据推理”在教学中的实施情况,提升教学改进水平。利用文献法初步搭建框架并结合德尔菲法进行3轮修正,构建科学有效的高中化学“证据推理”教学评价量表。选择高中化学优质课例,用此量表进行测评,测评结果表明量表可行且实用。结合量表编制及应用中反馈的信息,为提高“证据推理”教学水平,提出如下教学建议:深化对“证据推理”的理解,促进教学改进;加强逻辑思维引导,完善推理思路;利用多种证据资源,深化推理角度。

关键词：证据推理教学评价量表化学学科核心素养

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口腔黏液腺囊肿切除术后复发的危险因素分析

浙江创伤外科 2024年第5期29卷 825-827页

作者：邹福凤静浙江省杭州市老年病医院杭州310022

目的分析口腔黏液腺囊肿切除术患者术后复发的危险因素。方法收集2019年1月至2023年1月于本院接受手术治疗的260例临床资料完整的口腔黏液腺囊肿患者,进行回顾性研究。计量资通过本院电子病例系统收集患者临床资料,并结合本地社会经济... 详细信息

目的分析口腔黏液腺囊肿切除术患者术后复发的危险因素。方法收集2019年1月至2023年1月于本院接受手术治疗的260例临床资料完整的口腔黏液腺囊肿患者,进行回顾性研究。计量资通过本院电子病例系统收集患者临床资料,并结合本地社会经济发展及居民生活习惯编制成自制问卷,将检验后组间差异有统计学意义的变量作为自变量,纳入多因素Logistic回归分析。结果260例口腔黏液腺囊肿患者中复发者14例,复发率为5.38%。未复发组与复发组年龄、性别、病变部位、文化程度、婚姻状况及肥胖、贫血、吸烟和饮酒率比较差异无统计学意义(P>0.05),未复发组囊肿直径、病程、手术时间较复发组短,术中出血量较复发组少,且两组手术方式相比均存在统计学意义(P<0.05)。囊肿直径、手术时间和手术方式是影响口腔黏液腺囊肿术后复发的独立危险因素(P<0.05)。结论口腔黏液腺囊肿切除术后存在一定的复发率,而囊肿直径、手术时间和手术方式是影响口腔黏液腺囊肿术后复发的独立危险因素,临床需重视对合并危险因素患者的预防措施,以避免术后复发。

关键词：口腔黏液腺囊肿手术切除复发手术方式危险因素