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全簧片式空间大行程并联柔性微定位平台及其轨迹控制

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光学精密工程 2023年第18期31卷 2675-2686页

作者：陈云壮赖磊捷李朋志朱利民上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海松江201620 格鲁斯特大学计算与工程学院英国切尔滕纳姆GL502RH 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为了解决传统微定位平台运动范围小、寄生运动和交叉轴耦合严重导致运动精度低等问题,提出了一种音圈电机驱动的全簧片式大行程、空间多自由度并联柔性解耦微定位平台。首先,介绍了含簧片型柔性球铰的大行程多自由度并联柔性机构的结构... 详细信息

为了解决传统微定位平台运动范围小、寄生运动和交叉轴耦合严重导致运动精度低等问题,提出了一种音圈电机驱动的全簧片式大行程、空间多自由度并联柔性解耦微定位平台。首先,介绍了含簧片型柔性球铰的大行程多自由度并联柔性机构的结构和变形原理。接着,以空间三自由度为例,推导了动平台的运动学方程,建立了机构的输入刚度模型,并基于柔度矩阵法对柔性球铰进行了柔度建模和设计,从而确定了微定位平台的参数。此外,分别对三自由度方向进行了系统动力学模型辨识,并基于模型设计了一种相位超前PI反馈控制结合滑模前馈控制的复合控制器。最后,搭建了平台实验系统来验证其轨迹跟踪性能。实验结果表明:与经典的PID控制相比,该复合控制方法能够使得轨迹跟踪性能提高95%以上,加入的滑模前馈也能够有效消除单纯反馈控制产生的相位滞后。并且,所提出的多自由度微定位平台能够实现±3.23 mm×±21.50 mrad×±20.30 mrad的运动范围,具有行程大、稳定性好和精度高等特点,可以用于许多需要大行程高精度的空间定位场合。

关键词：并联柔性机构音圈电机大行程簧片型柔性球铰相位超前PI控制滑模控制

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正交簧片型大行程柔性球铰设计及柔度分析

工程设计学报 2023年第5期30卷 626-633页

作者：谢超陈云壮石光楠赖磊捷上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

传统缺口型柔性球铰的工作行程较小,且存在结构构型及柔度计算复杂、加工工艺要求高等问题,不能应用于需大行程的场合。为此,设计了一种正交簧片型大行程柔性球铰,即将具有较大变形能力的簧片梁通过正交组合形成虎克铰,使其能够实现3个... 详细信息

传统缺口型柔性球铰的工作行程较小,且存在结构构型及柔度计算复杂、加工工艺要求高等问题,不能应用于需大行程的场合。为此,设计了一种正交簧片型大行程柔性球铰,即将具有较大变形能力的簧片梁通过正交组合形成虎克铰,使其能够实现3个功能轴线方向的运动。该柔性球铰具有结构构型简单、加工制作容易和工作行程较大等优点。根据柔性球铰单个簧片梁的柔度矩阵及连接方式,采用柔度矩阵法和坐标变换方法,对柔性球铰的全局柔度矩阵进行建模和计算,通过有限元仿真和实验测试对所建立的柔度模型进行验证,并分析了柔性球铰几何参数对柔度的影响规律。结果表明:柔度理论计算值与仿真值的相对误差基本在10%以内,与测试值的相对误差在8%以内;几何参数对柔度影响程度从大到小依次是柔性簧片梁2的厚度、宽度、长度。研究结果可以为大行程空间柔顺机构的多样化设计提供参考。

关键词：簧片柔性球铰大行程有限元分析柔度

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电磁直驱柔性微定位平台谐振抑制控制器设计

组合机床与自动化加工技术 2023年第4期 63-66页

作者：陈云壮赖磊捷上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

针对音圈电机驱动柔性微定位平台的低阻尼谐振问题,利用零极点配置的根轨迹校正方法对其谐振振动模态进行有效抑制以满足其跟踪精度高、响应速度快、抗干扰能力强的性能要求。首先,搭建了音圈电机驱动柔性微定位平台系统并进行系统辨识... 详细信息

针对音圈电机驱动柔性微定位平台的低阻尼谐振问题,利用零极点配置的根轨迹校正方法对其谐振振动模态进行有效抑制以满足其跟踪精度高、响应速度快、抗干扰能力强的性能要求。首先,搭建了音圈电机驱动柔性微定位平台系统并进行系统辨识,获得平台的动态特性;其次,为改善系统的响应特性,在原系统根轨迹上加入共轭零点消除低阻尼共轭极点带来的振荡;此外,在闭环系统基础上加入前置的相位超前前馈控制器以消除闭环系统的相位误差;最后,利用所设计控制器对频率为1 Hz、2 Hz、5 Hz的正弦信号和三角波信号进行跟踪实验,最大跟踪误差分别为轨迹幅值的7.08%和6.05%。实验结果表明,系统能够较好的复现所跟踪的信号,跟踪误差得到了较好的抑制,证明了所设计控制器的准确性、有效性。

关键词：微纳米定位平台音圈电机零极点对消相位超前控制器

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基于相关系数的时频矩阵SVD降噪方法

控制工程 2018年第10期25卷 1934-1939页

作者：隋秀凛陈云壮葛江华王亚平哈尔滨理工大学机械动力工程学院

针对旋转机械常处在强背景噪声中的特点,应用SVD降噪不能准确选取重构阶次的问题,本文提出基于相关系数的时频矩阵SVD降噪方法。首先对振动信号进行EEMD分解获得IMF分量,通过对IMF分量构建的时频矩阵进行奇异值分解,将振动信号的频率信... 详细信息

针对旋转机械常处在强背景噪声中的特点,应用SVD降噪不能准确选取重构阶次的问题,本文提出基于相关系数的时频矩阵SVD降噪方法。首先对振动信号进行EEMD分解获得IMF分量,通过对IMF分量构建的时频矩阵进行奇异值分解,将振动信号的频率信息分解到不同的时频子空间中,计算各时频子空间自相关函数与原信号自相关函数的相关系数;然后,根据相关系数选取合适的时频子空间进行信号重构,从而实现振动信号降噪。对仿真信号和实测健康振动信号进行降噪试验,并与传统奇异值分解降噪进行对比,表明了该方法的可行性和有效性。

关键词： SVD 降噪相关系数旋转机械

基于改进灰狼群优化算法的水下机器人海底电缆定位算法

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控制与决策 2025年第1期 87-94页

作者：黄文超温锦嵘徐哲壮福州大学电气工程与自动化学院

随着海上风力发电和光伏发电的快速发展,海洋输电工程的地位越来越重要,海底电缆的应用也越来越广泛.获得精确的海底电缆位置不仅有利于日常巡检,而且提高了故障检测的效率,因此,海底电缆的路由定位和故障检测将会是未来维护和维修的重... 详细信息

随着海上风力发电和光伏发电的快速发展,海洋输电工程的地位越来越重要,海底电缆的应用也越来越广泛.获得精确的海底电缆位置不仅有利于日常巡检,而且提高了故障检测的效率,因此,海底电缆的路由定位和故障检测将会是未来维护和维修的重要环节.由于海底电缆的小直径和内部电流的变化性,导致定位准确度的下降以及定位难度的上升.针对上述问题,首先,基于海底环境和水下机器人,利用三芯铠装海底电缆的电缆结构推导海底电缆外磁场的近似方程;然后,水下机器人根据检测到的磁感应强度值进行姿态调整,在此基础上,提出一种基于改进灰狼优化算法(improved grey wolf optimization, IGWO)的海底电缆定位算法,利用基于磁通密度模的适应度函数,设计一种用于海底电缆探测的在线路径定位方法;最后,通过仿真实验验证了IGWO算法实现海底电缆定位的精确性和有效性.

关键词：改进灰狼优化算法海底电缆电磁定位水下机器人电磁探测电磁场传播

基于Box-Behnken设计-响应面法优化清热润湿方提取工艺与临床药效评价

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中国医院药学杂志 2025年第01期 47-54页

作者：刘茜房悦陈云艳钱智磊南京医科大学附属脑科医院药学部南京市胸科医院药学部皖南医学院药学院

目的：对清热润湿方的提取工艺进行优化并进行临床药效评价。方法：采用响应面法对提取工艺进行试验设计与研究，选择指标性成分小檗碱、黄芩苷、栀子苷的含量和干浸膏得率以及体外药效学指标MDA、IL-6、TNF-α作为检测指标，通过归一... 详细信息

目的：对清热润湿方的提取工艺进行优化并进行临床药效评价。方法：采用响应面法对提取工艺进行试验设计与研究，选择指标性成分小檗碱、黄芩苷、栀子苷的含量和干浸膏得率以及体外药效学指标MDA、IL-6、TNF-α作为检测指标，通过归一化法处理数据后加权计算并进行综合评价，通过计算分析模拟预测最优提取工艺并验证。在此基础上进一步比较工艺优化前后药物的临床疗效，确认优化的合理性与有效性。结果：最优提取工艺为10倍加水量、煎煮118 min、煎煮3次；优化后的药物疗效在创面评价（P<0.01）、疼痛评价（P<0.05）、舒适度评价（P<0.05）3个临床指标上均有改善。结论：通过响应面法优化的清热润湿方的提取工艺稳定有效，临床疗效显著提升。

关键词：响应面法工艺优化清热润湿方

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基于改进YOLOv5的护目镜佩戴检测算法

重庆工商大学学报(自然科学版) 2025年第1期 48-56页

作者：聂壮壮汪军黄翔翔安徽工程大学计算机与信息学院

目的解决目前危化实验室、工厂等危险环境下护目镜佩戴情况检测存在的人工检查效率低下、无法有效保障人员眼部安全等问题。方法首先构建出护目镜佩戴检测数据集，其中包含4个真实场景图片与部分网络爬取数据集，并通过数据增强等手... 详细信息

目的解决目前危化实验室、工厂等危险环境下护目镜佩戴情况检测存在的人工检查效率低下、无法有效保障人员眼部安全等问题。方法首先构建出护目镜佩戴检测数据集，其中包含4个真实场景图片与部分网络爬取数据集，并通过数据增强等手段将原始的3 383张扩充至5 462张图片，构成最终数据集，使各个样本数量达到均衡，有效预防了因样本不均衡导致的模型精度低的问题；接着提出改进型YOLOv5目标检测算法来实现对护目镜佩戴情况的自动检测，算法在YOLOv5中添加SPD小目标检测模块，该模块完全消除了传统卷积模块中导致信息丢失的步长卷积和池化操作，使网络保留更多信息，引入坐标注意力机制解决了因添加SPD带来的相邻位置关系无法有效提取的问题；同时，将原本的损失函数替换为SIoU损失函数，有效解决了真实框与目标框相互包含情况下的IoU计算问题，减少了计算自由度，降低了模型计算量，提升了模型准确率。结果在护目镜配戴检测数据集上的实验结果表明：改进型的YOLOv5模型在护目镜佩戴检测数据集上的平均精度为72.7%,相较于原始YOLOv5模型平均精度提高了5.6%。结论该模型实现了对复杂环境下护目镜佩戴情况的基本检测。

关键词：护目镜佩戴检测数据增强目标检测 SPD 坐标注意力机制

新势力的繁荣与没落：从极越“原地散伙”看行业宿命

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汽车维护与修理 2025年第1期 72-76页

作者：陈云培

2024年年末，当极越汽车传出“原地散伙”的消息时，整个汽车圈哗然不已，作为一个背靠百度与吉利的品牌，极越的命运让人始料未及。更让人唏嘘的是，极越的崩塌并非孤例，而是造车新势力短命宿命的又一次真实写照。近年来，从天际到威...

2024年年末，当极越汽车传出“原地散伙”的消息时，整个汽车圈哗然不已，作为一个背靠百度与吉利的品牌，极越的命运让人始料未及。更让人唏嘘的是，极越的崩塌并非孤例，而是造车新势力短命宿命的又一次真实写照。近年来，从天际到威马，从拜腾到高合，曾经被资本簇拥的“未来之星”一个接一个倒下。它们的失败为这个看似充满无限可能的行业敲响了警钟，也让人不得不重新审视“新势力”这个热词背后的冷酷现实。

关键词：

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不同湍流模型对环形射流泵流场模拟的影响

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 113-118,125页

作者：向伟宁陈云良熊顺张艳四川大学水利水电学院四川成都610065

为准确反映环形射流泵吸入室内流体剧烈的动量交换对流场的影响,将RNG k-ε(RNG)、Realizable k-ε(RKE)、RSM、Standard k-ω(SKW)、SST k-ω(SST)这5种湍流模型和3种壁面处理方法进行组合对比计算,并开展水力实验进行验证。结果表明:... 详细信息

为准确反映环形射流泵吸入室内流体剧烈的动量交换对流场的影响,将RNG k-ε(RNG)、Realizable k-ε(RKE)、RSM、Standard k-ω(SKW)、SST k-ω(SST)这5种湍流模型和3种壁面处理方法进行组合对比计算,并开展水力实验进行验证。结果表明:不同壁面函数对环形射流泵性能和壁面压力系数的计算影响很小;相较于RNG、SKW、SST,RKE模型或RSM模型结合可扩展壁面函数(ScWF)的计算结果与实测更吻合。对比模拟流场发现:低流量比工况下不同湍流模型性能预测结果与模拟的回流区分布范围相关,模拟出来的回流区范围越大,预测的环形射流泵性能越低。基于熵产理论分析认为,环形射流泵的能量损失主要源于分布在壁面和混合剪切层的湍动熵产,高流量比工况下RSM模型计算得到的湍动熵产率偏高,是其预测性能低于RKE模型的主要原因。

关键词：环形射流泵湍流模型性能回流区熵产理论