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基于敏感度分析的单自由度Stephenson机构多目标轨迹综合方法

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机械工程学报 2024年第5期60卷 59-69页

作者：赵萍张涯婷程悦徐宏伟訾斌合肥工业大学机械工程学院合肥230009

单自由度机构控制简单、稳定性强,但只能实现一个特定的运动形式。因此提出多模式单自由度六杆Stephenson机构设计方法,使其在保留单自由度机构优点的同时,能够通过选定的可调参数来实现多个目标轨迹。对单自由度Stephenson机构进行了... 详细信息

单自由度机构控制简单、稳定性强,但只能实现一个特定的运动形式。因此提出多模式单自由度六杆Stephenson机构设计方法,使其在保留单自由度机构优点的同时,能够通过选定的可调参数来实现多个目标轨迹。对单自由度Stephenson机构进行了运动分析,并结合其运动学方程,对九个杆长设计参数实施了敏感度分析,明确不同设计参数的变化趋势对末端生成轨迹的影响。依据轨迹变化趋势的差异化程度设计评价函数,构建不同可调参数的分析与对比方法,并以来自不同人群的多条下肢步态轨迹综合为例,通过敏感度分析及评价函数值对比,确定l_(6)为最优的可调设计参数,进行多模式Stephenson六杆机构的多目标轨迹综合和参数设计。结果表明,通过调节l_(6)杆长参数,三条目标轨迹均可在该单自由度机构上得到较好实现。对该多模式单自由度Stephenson机构进一步分析表明,其运动学性能良好,以此机构为执行器设计下肢步态康复装置,不仅结构简单、控制方便,还能对不同的目标人群都具有较好的适应性。

关键词：单自由度机构敏感度分析轨迹综合康复机构设计

网联混合环境快速路交织区自动驾驶车辆换道模型

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吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 469-477页

作者：张卫华刘嘉茗解立鹏丁恒合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

在网联自动驾驶车辆(CAV)与常规人驾车辆(HV)组成的混合交通环境,为改善快速路交织区运行状况,提出了一种CAV自由型换道动态控制模型。首先,通过引入驾驶风格参数,优化HV多级换道策略,构建快速路交织区HV数值仿真模型,并根据不同换道比... 详细信息

在网联自动驾驶车辆(CAV)与常规人驾车辆(HV)组成的混合交通环境,为改善快速路交织区运行状况,提出了一种CAV自由型换道动态控制模型。首先,通过引入驾驶风格参数,优化HV多级换道策略,构建快速路交织区HV数值仿真模型,并根据不同换道比例和换道位置分布对所构建模型进行了验证。进一步结合CAV渗透率与其换道模型参数,提出了CAV自由型换道动态控制模型。最后,在CAV渗透率随机服从正态分布条件下,分析了CAV动态控制模型对交通效率与安全性的影响。结果表明:在低CAV渗透率条件下,动态控制模型可以进一步改善交织区内的交通效率与安全性,并且随着渗透率的提升,动态控制模型的改善效果变化幅度逐渐减弱。

关键词：交通工程快速路交织区混合交通流换道模型数值仿真

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转子多重干摩擦阻尼动力吸振器及其减振特性

航空动力学报 2024年第7期39卷 76-85页

作者：杨庚王帅郑昌军毕传兴合肥工业大学机械工程学院合肥230009

针对转子过临界转速时振动过大问题,提出一种具有紧凑结构的多重干摩擦阻尼吸振器,通过集成多个具有高强度的悬臂梁式振子,结合适于高温复杂环境的干摩擦阻尼,构建能够在复杂恶劣环境下工作的环形吸振器.为对吸振器进行参数设计与减振... 详细信息

针对转子过临界转速时振动过大问题,提出一种具有紧凑结构的多重干摩擦阻尼吸振器,通过集成多个具有高强度的悬臂梁式振子,结合适于高温复杂环境的干摩擦阻尼,构建能够在复杂恶劣环境下工作的环形吸振器.为对吸振器进行参数设计与减振特性分析,采用有限元和拉格朗日方程方法对吸振器-转子系统进行动力学建模,并利用基于时频域转换的谐波平衡法实现对系统振动响应的高效求解.在此基础上,研究吸振器质量比、频率比、振子个数以及干摩擦界面法向正压力等参数对其减振性能的影响,分析其减振性能对于参数偏离的敏感性,结果表明:多重干摩擦阻尼吸振器能有效降低转子过1阶临界转速的振幅,减振幅度最高可达70%,且具有较好的鲁棒性.

关键词：转子系统多重动力吸振器干摩擦阻尼谐波平衡法减振特性

基于四维非线性串扰模型的单跨无中继光传输多维调制设计

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电子学报 2024年第8期52卷 2563-2570页

作者：梁志伟陈斌凌未雷艺合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009

随着光通信速率需求的不断提高,光纤中的非线性效应成为了限制信道容量增长的主要因素.针对该问题,本文基于四维(Four-Dimensional,4D)非线性串扰模型和几何整形,提出了抗非线性4D调制设计方法.通过在加性高斯白噪声信道(Additive White... 详细信息

随着光通信速率需求的不断提高,光纤中的非线性效应成为了限制信道容量增长的主要因素.针对该问题,本文基于四维(Four-Dimensional,4D)非线性串扰模型和几何整形,提出了抗非线性4D调制设计方法.通过在加性高斯白噪声信道(Additive White Gaussian Noise,AWGN)和单跨无中继光纤传输系统中的仿真,详细比较了四类不同调制格式(包括分别针对AWGN信道和光纤信道设计的2D和4D调制格式)的传输性能.数值仿真结果表明,基于4D非线性串扰模型和4D空间联合优化的调制格式不仅有较高的线性整形增益还具有较好的非线性容忍性.以5通道的波分复用传输系统为例,优化得到的NL-4D-1024调制与传统正交幅度调制(QAM)和2D整形调制相比,可以分别减少0.8 dB和0.4 dB的发射功率.

关键词：多维度调制格式几何整形非线性串扰模型光纤信道相位噪声

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基于SAC算法的多交叉口交通信号控制研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 105-111页

作者：钱立军宣亮陈健陈晨合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

针对深度Q网络(deep Q-learning network,DQN)算法在解决多交叉口交通信号配时方案由于外部环境变化和内部参数波动导致效果不佳的问题,提出了基于柔性“行动器-评判器”(soft actor-critic,SAC)的交叉口交通信号控制方法,并设计了相应... 详细信息

针对深度Q网络(deep Q-learning network,DQN)算法在解决多交叉口交通信号配时方案由于外部环境变化和内部参数波动导致效果不佳的问题,提出了基于柔性“行动器-评判器”(soft actor-critic,SAC)的交叉口交通信号控制方法,并设计了相应的系统采样策略和回报函数.与原采样策略相比,新采样策略将相邻智能体的策略信息加入到系统状态中,使当前智能体能够得到更多的交叉口交通分布和合作策略信息.与原回报函数相比,新回报函数中引入空间折扣因子,缩小了相邻智能体的观察和回报值,使当前智能体更加关注和改善当前交通状况.随后在此基础上分别应用DQN和SAC算法设计交通信号控制方法.Webster配时法是利用相位流量数据开发的一种基于周期的固定相位长度交通信号方法,与DQN和SAC算法相比,其优化目标是降低交叉口延迟时间,不考虑交叉口排队长度.在城市交通模拟软件(simulation of urban mobility,SUMO)中构建一个时变交通流交通网络,并在其中分别对基于DQN、SAC和Webster配时法的信号配时控制方法进行仿真测试.仿真结果表明:基于SAC算法的交通信号控制方法与基于DQN算法和Webster配时法的交通信号控制方法相比,能够显著减少交叉口排队长度和平均延迟时间,具体来说,车辆平均排队长度分别减少了17.8%和28.2%,平均延迟分别减少了26.8%和36.3%,说明所提出的方法具有更好的控制效果.

关键词：智能交通交通信号控制信号交叉口深度Q网络柔性“行动器-评判器”

基于P-犹豫模糊集与VIKOR的绿色产品设计多属性决策方法

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计算机集成制造系统 2024年第10期30卷 3492-3501页

作者：鲍宏李红真刘天赐柯庆镝张俊国合肥工业大学机械工业绿色设计与制造重点实验室合肥工业大学机械工程学院

针对绿色产品设计属性不确定及其关联关系的复杂性问题，提出一种基于P-犹豫模糊集与多准则妥协解排序(VIKOR)法的绿色产品设计多属性决策方法。利用Pythagorean犹豫模糊数度量产品属性及其特征值得到专家初始权重；考虑绿色设计决策者... 详细信息

针对绿色产品设计属性不确定及其关联关系的复杂性问题，提出一种基于P-犹豫模糊集与多准则妥协解排序(VIKOR)法的绿色产品设计多属性决策方法。利用Pythagorean犹豫模糊数度量产品属性及其特征值得到专家初始权重；考虑绿色设计决策者及属性关联，运用λ-模糊测度、Shapley值和交叉熵得到决策者及属性关联权重；以综合最大化整体效用和最小化个体遗憾为目标，基于VIKOR法对绿色产品设计方案进行排序选择；最后通过实例分析验证方法的合理性和有效性。研究结果显示，该方法既可以综合绿色设计决策者心理，有效区分不同绿色设计方案之间的差别，又可以描述绿色设计决策者和属性间的关联关系，为绿色产品设计多属性决策提供了一种可行的方法。

关键词： P-犹豫模糊集 VIKOR方法绿色产品设计多属性决策

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无人机平台的人体呼吸率检测

计算机工程与应用 2024年第6期60卷 323-329页

作者：梁帅杨学志臧宗迪合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009 合肥工业大学科研院合肥230009

使用无人机载相机进行呼吸率检测是一种新兴的伤情评估手段,然而现有的视频呼吸率检测算法只适用于固定相机。在基于空间相位的呼吸信号提取技术基础上,提出一种基于无人机载视频的人体呼吸率非接触式测量方法,使用复可控金字塔提取出... 详细信息

使用无人机载相机进行呼吸率检测是一种新兴的伤情评估手段,然而现有的视频呼吸率检测算法只适用于固定相机。在基于空间相位的呼吸信号提取技术基础上,提出一种基于无人机载视频的人体呼吸率非接触式测量方法,使用复可控金字塔提取出每一帧图像的空间相位,按时间顺序排列得到相位序列;接着采用经验模态分解从相位序列中拆解出多个模态分量,并设计频率变异性分析模型从中选择出具有稳定频率的分量,也即目标呼吸信号;利用峰值检测方法检测出人体呼吸率。实验结果表明,该方法在无人机晃动干扰下的呼吸率检测平均准确率能够达到98%以上,优于现有检测方法。

关键词：无人机呼吸率经验模态分解频率变异性空间相位

基于深层卷积随机配置网络的电熔镁炉工况识别方法研究

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自动化学报 2024年第3期50卷 527-543页

作者：李帷韬童倩倩王殿辉吴高昌合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 中国矿业大学人工智能研究院徐州221116 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

为解决电熔镁炉工况识别模型泛化能力和可解释性弱的缺陷,提出一种基于深层卷积随机配置网络(Deep convolutional stochastic configuration networks,DCSCN)的可解释性电熔镁炉异常工况识别方法.首先,基于监督学习机制生成具有物理含... 详细信息

为解决电熔镁炉工况识别模型泛化能力和可解释性弱的缺陷,提出一种基于深层卷积随机配置网络(Deep convolutional stochastic configuration networks,DCSCN)的可解释性电熔镁炉异常工况识别方法.首先,基于监督学习机制生成具有物理含义的高斯差分卷积核,采用增量式方法构建深层卷积神经网络(Deep convolutional neural network,DCNN),确保识别误差逐级收敛,避免反向传播算法迭代寻优卷积核参数的过程.定义通道特征图独立系数获取电熔镁炉特征类激活映射图的可视化结果,定义可解释性可信度评测指标,自适应调节深层卷积随机配置网络层级,对不可信样本进行再认知以获取最优工况识别结果.实验结果表明,所提方法较其他方法具有更优的识别精度和可解释性.

关键词：电熔镁炉深层卷积随机配置网络高斯差分卷积核类激活映射图可解释性

四周受火异形截面部分包覆钢-混凝土轴压组合柱耐火性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第2期45卷 52-62页

作者：杨欢刘用王静峰徐秋雨合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学先进钢结构技术与产业化协同创新中心安徽合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室安徽合肥230009

异形截面部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱是解决高层钢结构住宅凸柱问题的有效方法之一,因其型钢翼缘外露,故而抗火问题备受关注。为研究异形截面PEC柱的抗火性能,以截面形式和轴压比为参数设计并制作了4根异形截面PEC柱,开展了恒载升温试... 详细信息

异形截面部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱是解决高层钢结构住宅凸柱问题的有效方法之一,因其型钢翼缘外露,故而抗火问题备受关注。为研究异形截面PEC柱的抗火性能,以截面形式和轴压比为参数设计并制作了4根异形截面PEC柱,开展了恒载升温试验,得到火灾下异形截面PEC柱的破坏模式、竖向与侧向变形-时间关系曲线和耐火极限,并分析其温度场分布与变形规律。研究结果表明:随着火灾下截面损伤增加,L形及T形截面PEC柱逐渐由轴压受力状态分别转为双向及单向偏压受力状态,十字形截面PEC柱仍保持轴压受力状态;在上端球铰和下端单向铰边界条件下,L形截面PEC柱发生双向弯曲失稳,T形截面PEC柱发生平面外弯曲失稳,十字形截面PEC柱发生平面内弯曲失稳;在轴压比为0.4、没有防火保护条件下,L形截面PEC柱耐火极限为41 min,T形截面和十字形截面PEC柱耐火极限分别为32.5 min和29 min;当轴压比由0.4增加至0.55时,十字形截面PEC柱耐火极限降低了28.7%。借鉴EN 1994-1-2中建议的四周受火规则截面PEC柱高温承载力简化计算方法,对异形截面PEC柱高温承载力进行计算,计算结果偏保守。

关键词：部分包覆钢-混凝土组合柱异形截面火灾试验耐火性能高温承载力