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基于点云特征全局搜索的回环检测算法

电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 176-186页

作者：张冰战尹晨晨李志远邹明明合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009 汽车技术与装备国家地方联合工程研究中心合肥230009

针对纯激光SLAM算法定位漂移问题,提出一种基于点云特征描述子全局搜索的粗匹配回环检测算法。该算法首先采用基于图像距离的快速分割方法对激光点云进行地面点去除,基于点云曲率和关键点聚合算法实现了边缘特征提取和聚类,通过特征描... 详细信息

针对纯激光SLAM算法定位漂移问题,提出一种基于点云特征描述子全局搜索的粗匹配回环检测算法。该算法首先采用基于图像距离的快速分割方法对激光点云进行地面点去除,基于点云曲率和关键点聚合算法实现了边缘特征提取和聚类,通过特征描述子生成算法得到当前帧点云的特征描述符,其次经过计算当前帧和历史帧的相似度评分完成全局匹配搜索实现对候选回环帧的选取,完成回环检测粗匹配过程;然后采用NICP算法进行当前帧与候选回环帧的精确匹配,从而完成回环检测过程;最后搭建了移动机器人实车平台,完成对校园数据集的采集,验证了本文算法的定位效果,通过对实车实验结果的分析可知,在实车采集的校园数据集上误差优化程度均值为13.15%,为了进一步验证本文算法的整体性能,在KITTI数据集进行测试对比,结果显示相比较Lego_loam和Lio-sam算法,本文所提算法在保证了运行效率的基础上,有效地改进了定位精度。

关键词：激光SLAM 回环检测定位特征描述子移动机器人

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基于改进极限学习机的路面附着系数估计

农业装备与车辆工程 2024年第8期62卷 33-39页

作者：康谷峰张冰战尹晨晨边博乾邱明明合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学安徽省数字化设计与制造重点实验室安徽合肥230009 合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学安徽省汽车技术与装备工程研究中心安徽合肥230009

路面附着系数是车-路相互作用中最为关键的参数之一,精确识别路面附着系数可用来确定汽车最佳安全控制方式,为此,提出一种基于改进极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的路面附着系数估计方法。对车辆进行动力学分析,确定神经网... 详细信息

路面附着系数是车-路相互作用中最为关键的参数之一,精确识别路面附着系数可用来确定汽车最佳安全控制方式,为此,提出一种基于改进极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的路面附着系数估计方法。对车辆进行动力学分析,确定神经网络模型的输入量;搭建整车模型和工况,进行仿真试验建立数据集;利用限幅递推平均滤波算法处理数据集,并利用麻雀搜索算法对极限学习机进行改进优化,提高ELM的准确性及稳定性。试验结果表明,改进后的ELM在多方面性能有综合提升,预测准确率为93.4%,提高了4.89%,收敛速度提高了41.33%。

关键词：极限学习机路面附着系数估计麻雀搜索算法神经网络

混合遗传变邻域搜索算法求解柔性车间调度问题

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计算机工程与设计 2024年第7期45卷 2041-2049页

作者：周伟孙瑜李西兴王林琳湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

针对考虑生产成本的柔性作业车间调度问题(flow job shop scheduling problem, FJSP),以完工时间与加工成本为优化指标,提出一种求解FJSP的混合遗传变邻域搜索算法。根据个体适应度对种群分割,结合自适应交叉概率改进子代种群产生方式;... 详细信息

针对考虑生产成本的柔性作业车间调度问题(flow job shop scheduling problem, FJSP),以完工时间与加工成本为优化指标,提出一种求解FJSP的混合遗传变邻域搜索算法。根据个体适应度对种群分割,结合自适应交叉概率改进子代种群产生方式;设计两种邻域结构增强算法的局部搜索能力;提出一种基于动态交叉变异概率的优化算法流程提高求解效率。运用提出的算法求解基准实例与实际问题测试,验证了算法的有效性。

关键词：柔性作业车间调度加工成本遗传算法变邻域搜索混合算法动态概率优化

全特解场边界元方法及其在计算振动体声辐射中的应用

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合肥工业大学学报（自然科学版） 1994年第4期17卷 14-21页

作者：刘钊王有成陈心昭合肥工业大学机械制造工程系设计教研室或动态测试中心

文章提出边界元全特解场法原理，并给出了关于线弹性静力学和声辐射问题的有关计算公式．该方法通过一系列给定的特解场来计算边界积分方程的系数矩阵，不仅可以避免计算奇异积分，也不需要插值和数值求积．计算量大幅度减少，而且对边... 详细信息

文章提出边界元全特解场法原理，并给出了关于线弹性静力学和声辐射问题的有关计算公式．该方法通过一系列给定的特解场来计算边界积分方程的系数矩阵，不仅可以避免计算奇异积分，也不需要插值和数值求积．计算量大幅度减少，而且对边界角点的处理也很方便．全特解场方法不仅可以求出边界未知量，而且可以方便地计算出包括边界点和近边界点在内的任意点的位移和应力．文中给出了关于弹性静力学和声辐射问题的两个算例，计例结果表明：本文提出的方法计算量小、精度高、是求解偏微分方程边值问题的有效方法．

关键词：边界元特解场法声辐射振动体计算

奇异积分的有限积分及其截断Hermite插值逼近

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合肥工业大学学报（自然科学版） 1994年第1期17卷 1-4页

作者：刘钊陈心昭合肥工业大学机械制造系设计教研室或动态测试中心

本文讨论具有形式的Ｃａｕｃｈｙ主值积分．文中定义了奇异积分对于给定点集的有限积分，并导出了上述Ｃａｕｃｈｙ主值积分用有限积分表示的公式。在上述基础上，本文给出了一种对上述Ｃａｕｃｈｙ主值积分的简便而有效的截断Ｈｅｒｍ... 详细信息

本文讨论具有形式的Ｃａｕｃｈｙ主值积分．文中定义了奇异积分对于给定点集的有限积分，并导出了上述Ｃａｕｃｈｙ主值积分用有限积分表示的公式。在上述基础上，本文给出了一种对上述Ｃａｕｃｈｙ主值积分的简便而有效的截断Ｈｅｒｍｉｔｅ插值逼近方法，并给出了其误差估计和收敛性定理．

关键词：奇异积分有限积分插值逼近边界元方法

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基于电磁感应的齿轮箱润滑油磨粒检测试验

机械传动 2024年第2期48卷 165-169页

作者：王良健陈奇张道成夏同良宋晖黄丽源合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230000 方盛车桥(合肥)有限公司安徽合肥230000

为了探究齿轮箱内铁屑磨粒对原有润滑系统的负面影响规律,基于电磁感应原理,以STM32F103ZET6单片机为控制单元,设计了一套齿轮箱润滑油磨粒在线检测系统,比较了样品油液和某齿轮箱油液铁屑磨粒体积、数量测量结果;以单个磨粒体积为指标... 详细信息

为了探究齿轮箱内铁屑磨粒对原有润滑系统的负面影响规律,基于电磁感应原理,以STM32F103ZET6单片机为控制单元,设计了一套齿轮箱润滑油磨粒在线检测系统,比较了样品油液和某齿轮箱油液铁屑磨粒体积、数量测量结果;以单个磨粒体积为指标,判定某齿轮箱润滑油清洁程度,分析了齿轮不同转速运行对在线测量结果的影响。试验结果表明,该齿轮箱润滑油在线检测系统检测效果良好;齿轮箱静态检测数值远低于动态检测数值;齿轮箱动态检测输入齿轮大于一定转速阈值时,磨粒体积、数量检测结果增幅明显。研究对齿轮润滑系统故障诊断及风险预警具有一定实用价值。

关键词：齿轮传动润滑油铁屑磨粒电磁感应

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外加磁场对等离子熔覆FeCoNiCr_(0.5)B高熵合金涂层组织与性能的影响

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机械工程学报 2022年第13期58卷 251-260页

作者：李思念黄海鸿赵伦武刘志峰合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学机械工业绿色设计与制造重点实验室合肥230009

为改善FeCoNiCr系高熵合金熔覆层的力学性能,采用磁场辅助等离子熔覆技术,在20钢表面制备FeCoNiCr_(0.5)B高熵合金涂层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪等仪器分析外加磁场对高熵合金涂层微观组织和物相结构的影响,利用... 详细信息

为改善FeCoNiCr系高熵合金熔覆层的力学性能,采用磁场辅助等离子熔覆技术,在20钢表面制备FeCoNiCr_(0.5)B高熵合金涂层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪等仪器分析外加磁场对高熵合金涂层微观组织和物相结构的影响,利用维氏硬度计、摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度分布及耐磨性。结果表明:FeCoNiCr_(0.5)B高熵合金涂层组织均由面心立方(FCC)相和M3B相组成,外加磁场作用不会改变物相种类。在磁场辅助作用下,涂层平均晶粒尺寸由18.64μm减小至15.93μm,熔覆层力学性能得到明显改善。当磁场强度为45 mT时,涂层平均显微硬度达708.84 HV,相比无磁场辅助涂层平均硬度提升19.5%;同时,涂层的磨损质量达到最小,为无磁场辅助涂层失重的40.8%,平均摩擦系数由0.64减小至0.42,且涂层的主要磨损形式由黏着磨损转变为磨粒磨损。研究结果既进一步完善了外加磁场辅助等离子熔覆制备高熵合金涂层的相关理论,又为FeCoNiCr_(0.5)B高熵合金性能提升提供了可行方案。

关键词：高熵合金等离子熔覆磁场显微组织力学性能

考虑双资源约束的柔性机械加工车间逆调度问题研究

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中国机械工程 2024年第3期35卷 457-471页

作者：魏书鹏唐红涛李西兴杨冠宇张健武汉理工大学机电工程学院武汉430070 机器人与智能制造湖北省工程研究中心武汉430070 湖北工业大学机械工程学院武汉430068 湖北工业大学现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430070 中国中材国际工程股份有限公司南京211100

为提高机械加工车间在动态生产环境下的效率和稳定性,建立了考虑机器与工人约束的柔性机械加工车间逆调度问题模型。该模型以最小化完工时间、机器能耗和逆偏差指数为目标,通过调整工件排产、工人作业以及机加工工艺参数对原始调度方案... 详细信息

为提高机械加工车间在动态生产环境下的效率和稳定性,建立了考虑机器与工人约束的柔性机械加工车间逆调度问题模型。该模型以最小化完工时间、机器能耗和逆偏差指数为目标,通过调整工件排产、工人作业以及机加工工艺参数对原始调度方案进行优化。针对问题特征,提出了一种差分进化算法。在算法中,设计了混合双层编码方式以降低搜索难度;提出了两种基于调度规则的初始化方式以提高种群质量;为加强和平衡全局与局部搜索,设计了自适应遗传操作以及基于精英选择的局部搜索策略;改进了哈明距离,并提出了一种拥挤度算子以反映种群真实多样性。在实验中构建了33组测试算例,并将所提算法与其他7种算法进行对比,验证了所提算法性能。最后,分析了某液压缸生产车间在两种不同动态环境下的真实逆调度案例,结果表明,所提算法能够在较小程度改变原始调度的情况下缩短4.2%的完工时间、降低20.2%的机器能耗。

关键词：双资源约束柔性作业车间调度机械加工车间逆调度多目标优化差分进化算法

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定子混合叠压再制造电机空载损耗计算与分析

中国电机工程学报 2020年第3期40卷 970-979页

作者：宋守许杜毅胡孟成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)

为研究混合叠压再制造定子对定子磁密与损耗分布的影响,通过有限元仿真对比分析定子采用不同材料时,电机气隙与定子典型位置处磁密沿轴向的变化情况。建立混合叠压定子的磁密差值函数,基于两项式铁耗计算模型,利用差值函数对混合定子空... 详细信息

为研究混合叠压再制造定子对定子磁密与损耗分布的影响,通过有限元仿真对比分析定子采用不同材料时,电机气隙与定子典型位置处磁密沿轴向的变化情况。建立混合叠压定子的磁密差值函数,基于两项式铁耗计算模型,利用差值函数对混合定子空载损耗进行计算。根据现有研究成果,通过不同频率下的损耗特性曲线得到非晶合金的损耗修正系数,对计算结果进行修正。制作样机并进行空载损耗实验,以验证计算结果的准确性。结果表明,与单一材料定子相比,混合材料定子中硅钢材料段对应气隙与定子各部位的磁密值增大,非晶材料段对应气隙与定子各部位的磁密值减小,磁密差值由材料分界面向各材料段中心位置逐渐减小,磁密分布具有一定的偏向性。在同样的经验系数修正下,通过差值函数计算所得结果更为精确,与实验测试结果相比,误差约为10.71%。

关键词：混和叠压再制造定子非晶合金永磁电机空载铁耗