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玻璃幕墙清洗机器人内螺旋完全遍历路径规划研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1170-1178页

作者：史方青黄华张昊郭润兰兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

针对高空复杂环境下玻璃幕墙清洗机器人的全方位无死角清洗问题,本文提出了一种基于改进蚁群算法的内螺旋完全遍历路径规划方法。首先在融合视觉传感器识别定位结果的基础上构建环境栅格地图;针对机器人全方位无死角遍历问题,以最大覆... 详细信息

针对高空复杂环境下玻璃幕墙清洗机器人的全方位无死角清洗问题,本文提出了一种基于改进蚁群算法的内螺旋完全遍历路径规划方法。首先在融合视觉传感器识别定位结果的基础上构建环境栅格地图;针对机器人全方位无死角遍历问题,以最大覆盖面积、最小重复路径及最大安全性为目标,通过内螺旋完全遍历算法实现清洗路径规划。在此基础上,针对机器人完全遍历易陷入死区问题,以最快规划、最少拐点及最快收敛为目标,通过改进蚁群算法规划出最优逃逸死区路线。改进方向以机器人4方位4领域移动为主,在启发函数中引入A^(*)算法的代价函数,同时在信息素更新中引入惩罚函数的思想。最后通过2种算法结合完成清洗区域的完全遍历,仿真结果表明:机器人在已知地图上通过4次规划后清洗覆盖率达到100%,行进重复率达到3.15%,实现了完全遍历。

关键词：玻璃幕墙机器人路径规划蚁群算法内螺旋覆盖算法 A^(*)算法启发函数惩罚函数

GTAW熔池激光条纹动态行为与熔透预测方法研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 236-244页

作者：李春凯王嘉昕石玗代悦兰州理工大学省部共建有色金属先进材料加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院温州325100

熔透状态是影响焊缝质量的关键因素之一,可靠传感并实时预测焊缝熔透状态对于提升焊接质量以及焊接智能化水平具有非常重要的意义。利用激光视觉法对低频脉冲钨极氩弧焊(Pulsed gas tungsten arc welding,P-GTAW)不同熔透状态下的反射... 详细信息

熔透状态是影响焊缝质量的关键因素之一,可靠传感并实时预测焊缝熔透状态对于提升焊接质量以及焊接智能化水平具有非常重要的意义。利用激光视觉法对低频脉冲钨极氩弧焊(Pulsed gas tungsten arc welding,P-GTAW)不同熔透状态下的反射激光条纹进行了检测,通过建立熔池表面标准模型分析了激光条纹图像动态行为与三种熔透状态熔池自由表面之间(未熔透、临界熔透、全熔透)的相关性,并基于深度学习卷积神经网络建立了GTAW熔透预测模型。研究表明:P-GTAW激光条纹的动态行为与熔池背面熔透状态、熔池表面振荡模式之间存在明确的光学对应关系,所建立从激光条纹图像到GTAW背面熔透状态的端到端卷积神经网络模型能够准确分类未熔透、临界熔透和全熔透三种状态,且分类准确率可达到98.1%,能够实现焊缝熔透状态实时传感及预测。

关键词：熔透检测激光视觉法深度学习熔池振荡端到端神经网络 GTAW

开绕组无刷双馈风力发电机直接功率控制容错策略

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 73-78,87页

作者：朱连成肖阳金石陈晓红辽宁工业大学电气工程学院辽宁锦州121001 沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870

针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏... 详细信息

针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏差比较直接功率控制(PEC-DPC)的D-TLCs电压空间矢量优化方案。对比分析了8/4极25kW样机的仿真及实验结果,表明:当机侧变流器1个或2个IGBT被切除后,所提OW-BDFG的PEC-DPC仍可实现变速恒频、最大功率点跟踪及单位功率因数控制,进一步提高了该发电机系统的可靠性和鲁棒性。

关键词：无刷双馈发电机开绕组双两电平变流器直接功率控制容错控制最大功率点跟踪

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基于YOLO的航管一次雷达目标检测方法

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 143-151页

作者：施端阳林强胡冰杜小帅空军预警学院防空预警装备系湖北武汉430019 中国人民解放军95174部队湖北武汉430040 中国人民解放军94005部队甘肃酒泉735000

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷... 详细信息

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷达目标图像数据集。然后,改进YOLO检测模型的网络结构、特征融合策略和损失函数以提高模型的精度,并引入迁移学习思想,利用预训练的深度学习网络提取图像特征,降低了检测模型对训练样本量的要求。最后,在自建数据集上对YOLO目标检测方法进行了实验验证。航管一次雷达实测数据的实验证明:与传统CFAR检测方法和两阶段的快速区域卷积神经网络(region convolutional neural networks,R-CNN)检测方法相比,所提方法的目标检测率大幅提高,虚警率明显降低,且实现了实时检测。

关键词：航管一次雷达深度学习目标检测 YOLO

Development of Long-Range,Low-Powered and Smart IoT Device for Detecting Illegal Logging in Forests

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Journal of Dynamics, Monitoring and Diagnostics 2024年第3期3卷 190-198页

作者： Samuel Ayankoso Zuolu Wang dawei shi Wenxian Yang Allan Vikiru Solomon Kamau Henry Muchiri Fengshou Gu Centre for Efficiency and Performance Engineering University of HuddersfieldHuddersfield HD13DHUK School of Computing and Engineering Sciences Strathmore UniversityMadarakaNairobi***Kenya

Forests promote the conservation of biodiversity and also play a crucial role in safeguarding theenvironment against erosion,landslides,and climate ***,illegal logging remains a significant threatworldwide,necessitating the development of automatic logging detection systems in *** paper proposesthe use of long-range,low-powered,and smart Internet of Things(IoT)nodes to enhance forest *** research framework involves developing IoT devices for forest sound classification andtransmitting each node’s status to a gateway at the forest base station,which further sends the obtained datathrough cellular connectivity to a cloud *** key issues addressed in this work include sensor and boardselection,Machine Learning(ML)model development for audio classification,TinyML implementation on amicrocontroller,choice of communication protocol,gateway selection,and power consumption *** the existing solutions,the developed node prototype uses an array of two microphone sensors forredundancy,and an ensemble network consisting of Long Short-Term Memory(LSTM)and ConvolutionalNeural Network(CNN)models for improved classification *** model outperforms LSTM and CNNmodels when used independently and also gave 88%accuracy after ***,this solutiondemonstrates cost efficiency and high potential for scalability.

关键词： illegal logging forest monitoring internet of things nodes TinyML sound classification

辅助光对高功率掺镱光纤激光放大器受激拉曼散射效应的抑制作用

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物理学报 2024年第20期73卷 203-209页

作者：赵卫付士杰盛泉薛凯史伟姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 山东海富光子科技股份有限公司威海264200

提出一种利用辅助光调控高功率掺镱光纤放大器中增益分布,以控制信号光的受激拉曼散射(SRS)增益、提高SRS阈值的方法.基于数值模拟分析了辅助光的波长以及辅助光和信号光的功率比例对放大器SRS阈值的影响规律.计算结果显示,通过引入适... 详细信息

提出一种利用辅助光调控高功率掺镱光纤放大器中增益分布,以控制信号光的受激拉曼散射(SRS)增益、提高SRS阈值的方法.基于数值模拟分析了辅助光的波长以及辅助光和信号光的功率比例对放大器SRS阈值的影响规律.计算结果显示,通过引入适当波长和功率的辅助光可以有效提升放大器的SRS阈值.

关键词：高功率激光光纤放大器受激拉曼散射效应辅助光

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基于正态-逆威沙特分布的地空导弹命中概率贝叶斯估计

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兵工学报 2024年第1期45卷 339-348页

作者：刘昊邦史宪铭赵美张建军陆军工程大学石家庄校区装备指挥与管理系河北石家庄050003 32140部队河北石家庄050061

针对现有导弹命中概率贝叶斯估计中主要采用二维正态射弹散布但未考虑X轴、Y轴两向相关导致估计精度不高的问题,采用正态-逆威沙特分布作为射弹散布参数先验分布,对地空导弹命中概率估计方法展开研究。在描述地空导弹脱靶量定义的基础上... 详细信息

针对现有导弹命中概率贝叶斯估计中主要采用二维正态射弹散布但未考虑X轴、Y轴两向相关导致估计精度不高的问题,采用正态-逆威沙特分布作为射弹散布参数先验分布,对地空导弹命中概率估计方法展开研究。在描述地空导弹脱靶量定义的基础上,以两向相关特点确定相关系数。针对地空导弹外场试验成本高、数据少,经典统计学方法估计命中概率困难问题,采用贝叶斯方法融合先验信息进行研究。基于正态-逆威沙特分布,利用先验信息对先验分布超参数进行求解,并利用贝叶斯公式融合外场实测试验数据,求出射弹散布参数后验分布,最终完成地空导弹命中概率估计。试验结果表明,该方法相比现有正态-逆伽马分布方法,能够考虑地空导弹射弹散布两向相关的实际情况,并充分利用命中概率信息,有利于提升估计准确性,为地空导弹命中概率估计提供理论方法。

关键词：地空导弹命中概率射弹散布两向相关正态-逆威沙特分布贝叶斯

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进气畸变对重型燃气轮机燃压缸流动特性影响

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 90-98页

作者：石云姣赵宁波郑洪涛哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

针对重型燃气轮机的压气机和燃烧室匹配中存在的燃压缸进气流场畸变问题,采用数值模拟方法对燃压缸在不同进口畸变模式、畸变位置和畸变度条件下的流动特性和性能变化规律进行分析。结果表明:进气畸变模式中的周向畸变相比径向畸变会明... 详细信息

针对重型燃气轮机的压气机和燃烧室匹配中存在的燃压缸进气流场畸变问题,采用数值模拟方法对燃压缸在不同进口畸变模式、畸变位置和畸变度条件下的流动特性和性能变化规律进行分析。结果表明:进气畸变模式中的周向畸变相比径向畸变会明显削弱燃压缸的整流效果,导致总压损失和畸变度升高;随着径向畸变速度峰值出现位置下移,进口段的气流分离位置后移,出口截面下侧来流高速区面积和速度峰值增加;同种畸变模式下,进口畸变度的增加对流场分布特性影响较小,但会增加总压损失和出口截面畸变度。

关键词：重型燃气轮机燃压缸进气畸变数值模拟

Dynamic Theory of Die Swell for Entangled Polymeric Liquids in Tube Extrusion： Correlations of Total and Ultimate Extrudate Swell Effects to Growth Time, Shear Stress and Aspect Ratio Under the Free States

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Chinese Journal of Chemical Physics 2008年第1期21卷 55-68页

作者： Jing Zhao Ming-shi Song Chang-wei Zhu Gui-xian Hu Ke-jian Wang da-ming Wu School of Mechanical and Electrical Engineering Belting University of Chemical and TechnologyBeijing 100029 China School of Materials Science and Engineering Beifing University of Chemical and TechnologyBeijing 100029 China

The dynamic theory of die swell deduced in a previous paper was extensively applied to study the extrudate swelling behaviors of two entangled polymeric liquids （HDPE and PBD） in a simple shear flow at steady shear stress. The mechanism and dynamics for the recoils and the recoveries of viscoelastic strains in the extrudate were investigated under the free recovery and dynamic states. It was found that in the course of recovery the free recoil and the growth of die swell in the extrudate may be divided into two recovery regions （instantaneous and delayed regions） and three growth stages （instantaneous, delayed, and ultimate extrudate swelling stages）. The free recoil and the extrudate swelling behaviors may be expressed as a function of shear stress. The correlations of instantaneous, delayed, total and ultimate extrudate swell effects to the molecular parameters and the operational variables in the simple shear flow at steady shear stress were derived from the dynamic theory of die swell. Also, two sets of new universal equations on the total extrudate swelling effect （TESE） and ultimate extrudate swelling effect （UESE） were deduced. The first is the universal equation of the logarithmic correlation between the TESE and the growth time under the free and dynamic states; the second is the universal equation of the logarithmic correlation between the UESE and the operational variables under the free and equilibrium states. The first equation was verified by experimental data of PBD with different molecular weights at different operational variables. The second equation was verified by experimental data of HDPE at two temperatures and different operational variables. An excellent agreement result was obtained. The excellent agreement shows that the two universal equations can be used directly to predict the correlations of the TESE and UESE to the growth time, the molecular parameters, and the operational variables under the dynamic and equilibrium states.

关键词： Die swell Entanglement Viscoelastic recoil