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基于Taguchi-GA协同的磁性磨料抛光性能预测及制备工艺参数寻优

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 43-53页

作者：王燎原孙玉利张桂冠吴鹏飞易思广孙业斌左敦稳南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 山东理工大学先进制造研究院山东淄博255049

通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验,制备不同系列规格的磁性磨料,并对其进行形貌和成分检测.以3D打印AlSi10Mg板为加工对象,通过平面磁力研磨试验,揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律.基于回归分析,... 详细信息

通过改变黏结法磁性磨料的制备工艺参数来设计正交试验,制备不同系列规格的磁性磨料,并对其进行形貌和成分检测.以3D打印AlSi10Mg板为加工对象,通过平面磁力研磨试验,揭示磁性磨料制备工艺参数对磁力研磨质量的影响规律.基于回归分析,建立参数与响应之间的回归模型,通过遗传算法实现参数优化.结果表明,在SiC粒径为18~25µm,Fe与SiC的质量比为4.7,环氧树脂与聚酰胺的质量比为2,固化温度为100℃的条件下,材料去除率为1.7 mg/min,表面粗糙度由原始的3.90µm降低至0.27µm,降低率为93.1%.

关键词：优化遗传算法磁性磨料磁力研磨抛光性能

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高超声速飞行器时间协同预测校正鲁棒制导

宇航学报 2024年第3期45卷 421-432页

作者：魏昀鹏都延丽王文凯刘燕斌南京航空航天大学航天学院南京211106

针对存在参数不确定性的多高超声速飞行器滑翔段协同制导问题,提出了一种时间协同的预测校正鲁棒制导方法。首先,基于剩余飞行时间的动态航向角误差走廊实现了横向协同制导,为调整飞行时间提供了有利条件;设计了随协同飞行任务进程变化... 详细信息

针对存在参数不确定性的多高超声速飞行器滑翔段协同制导问题,提出了一种时间协同的预测校正鲁棒制导方法。首先,基于剩余飞行时间的动态航向角误差走廊实现了横向协同制导,为调整飞行时间提供了有利条件;设计了随协同飞行任务进程变化的权值函数,将剩余飞行时间引入纵向制导的预测校正过程中,确保协同飞行任务落点和协同时间的精度。其次,基于改进无迹卡尔曼滤波估计的方法对气动参数的不确定性进行估计,通过对剩余飞行时间与剩余能量的综合分析,修正了航向角误差走廊和标称迎角剖面,以提高协同制导系统的鲁棒性能。最后,分别在标称环境和参数不确定环境下开展了仿真实验,其结果证明了该协同制导方法的可行性和鲁棒性。

关键词：高超声速飞行器预测校正时间协同制导鲁棒制导无迹卡尔曼滤波

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基于EMSDBO算法的无人机三维航迹规划

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1756-1766页

作者：隋东杨振宇丁松滨周婷婷南京航空航天大学民航学院江苏南京211106

针对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)三维航迹规划问题,提出一种增强型多策略蜣螂算法的UAV航迹规划方法。首先,将飞行接近率和响应时间的动态约束添加到威胁成本代价中,并考虑UAV转弯性能的影响,建立三维任务空间模型与航迹代价... 详细信息

针对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)三维航迹规划问题,提出一种增强型多策略蜣螂算法的UAV航迹规划方法。首先,将飞行接近率和响应时间的动态约束添加到威胁成本代价中,并考虑UAV转弯性能的影响,建立三维任务空间模型与航迹代价函数。其次,在蜣螂算法中引入偏移估计策略、变螺旋搜索策略、准反向学习策略和逐维变异策略,提高算法的全局寻优能力和收敛速度。最后,给出了改进算法在三维环境下航迹规划的仿真结果。结果表明:综合考虑UAV机动性能和转弯性能,规划出的路径可以更加安全有效地避开危险源。相比其他算法,改进算法的寻优能力更好,规划的航迹质量更优。

关键词：无人机路径规划飞行接近率蜣螂优化算法

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基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪方法

中国激光 2024年第5期51卷 60-68页

作者：周洪星周晚林崔海华徐小伟王波南京航空航天大学机电学院江苏南京210000 中航西安飞机工业集团股份有限公司复合材料厂陕西西安710089

针对数字剪切散斑干涉技术在检测过程中得到的包裹相位图中存在噪声干扰的问题,本文提出了一种基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪的激光散斑图像噪声抑制方法。首先对同态滤波后的包裹相位图进行正余弦分解,然后在分解的基础上通过全... 详细信息

针对数字剪切散斑干涉技术在检测过程中得到的包裹相位图中存在噪声干扰的问题,本文提出了一种基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪的激光散斑图像噪声抑制方法。首先对同态滤波后的包裹相位图进行正余弦分解,然后在分解的基础上通过全变分滤波来抑制噪声,最终通过散斑抑制指数的变化自适应地判断滤波是否完成。通过仿真与实验对所提方法的有效性进行了验证。首先向仿真包裹相位图中添加噪声并采用所提方法进行噪声抑制,根据散斑抑制指数验证所提方法的可行性;然后对预制缺陷的复合材料试件进行检测,并采用所提方法进行噪声抑制;最后通过散斑抑制指数和相位展开结果对所提方法的滤波效果进行验证。结果表明:采用所提方法得到的散斑抑制指数相较于传统的正余弦全变分滤波方法约降低了10.7%,同时有效地保护了相位信息不被破坏。

关键词：测量融合滤波数字剪切散斑干涉术散斑图像噪声抑制

基于交互式多模型因子图的自适应组合导航算法

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中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 346-353页

作者：曾庆化王守一李方东邵晨南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对复杂城市环境下因外部干扰或传感器故障而引起的传统车载导航系统定位精度下降的问题,提出了一种基于因子图的交互式多模型车载导航算法。基于因子图优化算法建立了IMU/GNSS/LIDAR组合导航系统模型,引入了交互式多模型对子系统传感... 详细信息

针对复杂城市环境下因外部干扰或传感器故障而引起的传统车载导航系统定位精度下降的问题,提出了一种基于因子图的交互式多模型车载导航算法。基于因子图优化算法建立了IMU/GNSS/LIDAR组合导航系统模型,引入了交互式多模型对子系统传感器量测进行建模并构建变量节点,利用模型概率更新来优化传感器权重,并依据因子图非线性优化和增量平滑理论实现车载导航系统的解算与更新。实验结果表明:相比于自适应因子图算法,所提算法在复杂城市环境下的定位精度提高了26.2%。

关键词：因子图交互式多模型车载导航复杂场景

电力变压器油中溶解气体离群值识别和数据重构

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5521-5533页

作者：江军张文乾李波李晓涵范利东江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 南京211106 国网安阳供电公司安阳455000 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 杭州钱江电气集团股份有限公司杭州311243

高质量传感数据是驱动新型电力系统数字化和智能化发展的基础,而由于传感器性能退化、传输中断或其他干扰因素,数据时常出现错误和异常值,造成数据利用率低等问题。针对在役电力变压器油中溶解气体在线监测数据,该文提出了基于COPOD、... 详细信息

高质量传感数据是驱动新型电力系统数字化和智能化发展的基础,而由于传感器性能退化、传输中断或其他干扰因素,数据时常出现错误和异常值,造成数据利用率低等问题。针对在役电力变压器油中溶解气体在线监测数据,该文提出了基于COPOD、孤立森林(IForest)与Grubbs的联合方法提升油中溶解气体数据的价值。首先,通过COPOD和IForest筛选出包含离群点的数据集,再采用Grubbs对其进行检验,有效识别离群值。进一步地,采用掩码方式优化训练Transformer神经网络模型,填补空缺值重构油中溶解气体数据序列。在相同气体数据序列上,所提算法正确识别点数、正确识别离群点数和受试者工作特征曲线平均面积相比于传统K-近邻算法分别提升了3.5%、29.4%和5.0%。对于数据填补,对比双向缩放算法,填补后的数据与实际数据的方均根误差均值为7.29μL/L,平均绝对误差均值为2.7μL/L,性能分别提升了9.7%和9.2%,有效地提高了数据的质量和利用率。最后,通过11台500 kV变压器油中溶解气体数据分析,有力支撑了变压器状态评价和设备数字化管理。

关键词：电力变压器油中溶解气体联合检测方法离群点检测数据重构技术

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局部非线性结构自由界面子结构模态综合法

航空学报 2024年第13期45卷 296-308页

作者：谭星陈卫婷王陶何欢南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学振动工程研究所南京210016 南京工业大学应急管理学院南京210024

为了提高局部非线性结构的动响应计算效率,提出了一种考虑一般黏性阻尼的自由界面子结构模态综合法。首先,将整体系统按照局部非线性的位置划分为各个线性子结构。然后,利用一种不需要考虑子结构是否有刚体模态的剩余模态集构造方式,构... 详细信息

为了提高局部非线性结构的动响应计算效率,提出了一种考虑一般黏性阻尼的自由界面子结构模态综合法。首先,将整体系统按照局部非线性的位置划分为各个线性子结构。然后,利用一种不需要考虑子结构是否有刚体模态的剩余模态集构造方式,构造出用于降阶的缩减模态集。在降阶过程中,通过忽略与高阶模态相关的阻尼力和惯性力,建立了非线性界面力和模态位移、模态速度之间的近似关系式。基于此关系式,将非线性界面力、模态位移和模态速度作为变量放入状态空间,并利用界面协调关系进行子结构降阶模型综合。最后,通过一个含立方非线性弹簧与阻尼连接的弹簧质量块系统和一个含非线性中介支承的双转子系统对所提方法的有效性进行了验证。

关键词：局部非线性一般黏性阻尼子结构模态综合自由界面双转子系统

结合自适应关键帧策略与运动信息的特征匹配方法

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 398-408页

作者：吴林滨曹云峰马宁南京航空航天大学航天学院江苏南京210016

针对视觉惯性导航系统在高动态场景下由于快速运动、成像模糊等导致特征匹配精度低的问题,提出一种结合自适应关键帧策略与运动信息的特征匹配方法。首先,基于时间、惯性运动、成像清晰度及视差4项因子构建关键帧的更新判据,提出一种自... 详细信息

针对视觉惯性导航系统在高动态场景下由于快速运动、成像模糊等导致特征匹配精度低的问题,提出一种结合自适应关键帧策略与运动信息的特征匹配方法。首先,基于时间、惯性运动、成像清晰度及视差4项因子构建关键帧的更新判据,提出一种自适应关键帧策略,以提升关键帧的选取质量。其次,根据惯性运动信息,通过对图像进行几何变换实现相邻关键帧图像之间的共视区域匹配,旨在增强共视区域特征的可检测性。然后,采用改进的Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)特征方法进行特征点的提取与匹配,以提高视觉特征点的匹配精度。最后,在公开数据集EuRoC上对所提方法进行测试。实验结果表明,所提特征匹配方法具有较好的精度与鲁棒性,在光照变化、成像模糊等动态场景具有较好的实用价值。

关键词：机器视觉视觉惯性导航系统动态场景特征提取与匹配传感器融合

强制流动下铝铜合金激光焊接熔池凝固过程组织演化模拟

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材料导报 2024年第19期38卷 224-230页

作者：蔡佳思刘湘波王新元魏艳红南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106 南京航空航天大学无锡研究院江苏无锡214100

0建立一个元胞自动机-有限差分-格子玻尔兹曼耦合模型(CA-FD-LB coupled model),对Al-Cu合金激光焊接熔池凝固全过程枝晶的演化开展模拟研究。模拟结果表明,顶盖驱动流一级、二级涡位置和文献结果吻合得非常好;等温纯扩散条件下,枝晶尖... 详细信息

0建立一个元胞自动机-有限差分-格子玻尔兹曼耦合模型(CA-FD-LB coupled model),对Al-Cu合金激光焊接熔池凝固全过程枝晶的演化开展模拟研究。模拟结果表明,顶盖驱动流一级、二级涡位置和文献结果吻合得非常好;等温纯扩散条件下,枝晶尖端生长速度与过冷度的关系和Lipton-Gilicksman-Kurz(LGK)模型的结果吻合良好。对流作用下枝晶的生长形貌呈现出不对称性,是因为枝晶上游尖端在流动挤压冲刷作用下溶质扩散层变窄,浓度梯度变大,生长得到促进,下游反之。此外,对流加速凝固过程,缩短了凝固时间。焊缝柱状晶平均长度的模拟和实验测量结果分别为117μm和91μm,相对误差约为28.6%,可见耦合模型可靠。

关键词：铝合金激光焊组织模拟元胞自动机格子玻尔兹曼