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求解TSP的离散野马优化算法

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 145-153页

作者：蔡延光方春城吴艳林陈华君广东工业大学自动化学院广州510006 揭阳职业技术学院机电工程系广东揭阳522051

针对求解TSP问题,提出一种新的元启发式算法离散野马优化算法(DWHO),应用最小位置匹配值法(MPMV)对求解结果进行离散化解码;为提高算法搜索能力,结合野马放牧、交配、领导者交流与选拔行为,引入变邻域搜索策略,增强了算法的局部搜索能... 详细信息

针对求解TSP问题,提出一种新的元启发式算法离散野马优化算法(DWHO),应用最小位置匹配值法(MPMV)对求解结果进行离散化解码;为提高算法搜索能力,结合野马放牧、交配、领导者交流与选拔行为,引入变邻域搜索策略,增强了算法的局部搜索能力、加快算法收敛速度。选取TSPLIB标准库33个算例进行实验,并与交换序列人工蜂群算法(ABCSS)、离散蜘蛛猴优化算法(DSMO)两种算法进行比较。实验结果表明,DWHO求得的最优解与ABCSS、DSMO两种算法的最优解相比,最优解改进率最大值分别达到4.52%和3.41%。同时,将离散野马优化算法求解TSP收敛速度与以上两种算法进行比较,其收敛速度具有一定的优势。结果表明离散野马优化算法求解能力和精度具有优势。

关键词：离散野马优化算法旅行商问题最小位置匹配值法最优解改进率

基于模糊控制技术的播种机自动定位导航系统研究

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农机化研究 2024年第7期46卷 198-202页

作者：刘红艳张明伟济源职业技术学院机电工程系河南济源459000

介绍了播种机自动定位导航系统总体设计,并基于播种机位置和观测角度,建立了定位导航和路径预测的数学模型。采用模糊控制技术,结合播种机和观测角度,设计了自适应模糊控制策略,可以实现播种机转向的精准控制。试验结果表明:系统相比传... 详细信息

介绍了播种机自动定位导航系统总体设计,并基于播种机位置和观测角度,建立了定位导航和路径预测的数学模型。采用模糊控制技术,结合播种机和观测角度,设计了自适应模糊控制策略,可以实现播种机转向的精准控制。试验结果表明:系统相比传统PID控制方法,偏差小太多,说明本文方法能够获得较高的播种机定位导航精度,证明了系统的有效性和可行性。

关键词：播种机机器人自动定位导航自适应模糊控制

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新型旋耕开沟施肥播种机的设计与研究

农机化研究 2024年第8期46卷 120-124页

作者：张明伟刘红艳济源职业技术学院机电工程系河南济源459000

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供... 详细信息

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供了一定的技术支撑。试验结果表明:设计的新型旋耕开沟施肥播种机对降低漏播、提高播种深度和植株距离的合格率具有重要意义,大大提高了作业质量和效率。

关键词：播种机旋耕开沟施肥播种深度植株距离

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液压挖掘机斗杆内收流量分配节能设计

液压与气动 2024年第4期48卷 142-150页

作者：高韶坤艾建军保定职业技术学院机电工程系河北保定071000

为解决小型挖掘机挖掘工况(正负载)下斗杆内收速度慢、系统压力高、存在溢流损失等问题,提出一种斗杆内收节能系统,挖掘工况下,使斗杆内收通过节能阀回油,即斗杆内收流量不再生时增大回油面积。给出了该节能系统工作原理和仿真参数,基于... 详细信息

为解决小型挖掘机挖掘工况(正负载)下斗杆内收速度慢、系统压力高、存在溢流损失等问题,提出一种斗杆内收节能系统,挖掘工况下,使斗杆内收通过节能阀回油,即斗杆内收流量不再生时增大回油面积。给出了该节能系统工作原理和仿真参数,基于AMESim搭建了斗杆内收节能系统仿真模型,对比仿真了有无节能阀系统的斗杆内收速度、压力、流量等动态特性,分析了节能阀直径对斗杆内收动态特性的影响效果,进行了系统实际应用可行性分析,挖掘机整机测试有效验证了仿真结论。结果表明:引入节能阀,斗杆内收速度增加18%,斗杆油缸进油压力降低65%;节能阀直径对斗杆内收系统输出流量、回油总流量、系统压力影响不大;通过挖掘机整机测得斗杆内收速度提高19%。

关键词：液压挖掘机斗杆内收流量分配节能阀

自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换的变转速滚动轴承故障诊断

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振动工程学报 2024年第6期37卷 1064-1076页

作者：赵一楠剡昌锋孟佳东王宗刚王慧滨吴黎晓兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 河西学院物理与机电工程学院甘肃张掖734000 漳州卫生职业学院医学技术学院福建漳州363000

针对短时傅里叶变换(STFT)中固定窗效应所导致的能量集中度不高的问题,提出了一种自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换(AWROSTFT)的变转速滚动轴承故障诊断方法。通过变分模态分解(VMD)对原始振动信号进行降噪,并利用粒子群优化算法(PSO)... 详细信息

针对短时傅里叶变换(STFT)中固定窗效应所导致的能量集中度不高的问题,提出了一种自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换(AWROSTFT)的变转速滚动轴承故障诊断方法。通过变分模态分解(VMD)对原始振动信号进行降噪,并利用粒子群优化算法(PSO)解决了VMD参数选择困难的问题;利用切线思想对STFT中水平窗口自适应匹配一系列的旋转算子,使得窗口旋转方向接近甚至等于瞬时调频率,提高了时频表示的能量集中度;计算出谱峰检测法提取到的瞬时频率与转频的平均比值,将得到的结果与轴承的故障特征系数进行匹配,以此实现变转速工况下滚动轴承的故障诊断。仿真和实验的结果都表明,本文所提方法能够兼顾PSO-VMD和AWROST-FT的优势,通过切线思想自适应的旋转窗口使得信号与窗函数在全局上的夹角都为零,从而达到提高能量集中度和锐化时频脊线的目的,实现了变转速工况下滚动轴承的故障诊断。

关键词：故障诊断时频分析自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换变分模态分解变转速

基于集成正交实验与CNN方法的微细电火花微孔加工精度

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 261-272页

作者：莫远东王雅芝黄舒琦钟佳俊岭南师范学院机电工程学院广东湛江524048

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的... 详细信息

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的影响规律及其最优加工工艺参数。然后,采用基于PyTorch框架的卷积神经网络对试验结果进行预测。结果表明:对于微孔加工入口过切,各因素按影响程度由高到低依次为脉冲占空比、脉冲频率、进给速度和主轴转速;对于微孔加工出口过切,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率;对于微孔加工锥度,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、脉冲占空比、主轴转速和脉冲频率。综合考虑并分析各因素之间关系,通过验证实验得到微孔加工精度最优组合参数:进给速度为0.02mm/s、主轴转速为1000r/min、脉冲占空比为60%、脉冲频率为3000Hz。微孔加工入口过切、出口过切和锥度的预测值与试验真实值吻合程度较高,两者相对误差均小于12%。基于PyTorch框架的卷积神经网络(CNN)具有较高的预测准确性,满足实际生产加工需求,为微细电火花微孔加工精度预测研究提供了新方法,也为实际生产加工指导提供了依据。

关键词：微细电火花加工正交实验卷积神经网络 H62黄铜微孔

SLM成形的空心梯度Gyroid点阵夹层结构力学特性研究

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机械科学与技术 2024年

作者：陈茁张钰张洁张秀礼刘扬河北建材职业技术学院机电工程系东北大学机械工程与自动化学院

极小曲面点阵结构相比常规点阵结构具有更好的力学特性，而点阵结构的空心设计与梯度设计均能够较好的提升其力学性能。本文对典型极小曲面点阵结构：螺旋型(Gyroid)点阵结构进行了空心与梯度相耦合的设计，通过渐变方式与设计方向的不... 详细信息

极小曲面点阵结构相比常规点阵结构具有更好的力学特性，而点阵结构的空心设计与梯度设计均能够较好的提升其力学性能。本文对典型极小曲面点阵结构：螺旋型(Gyroid)点阵结构进行了空心与梯度相耦合的设计，通过渐变方式与设计方向的不同设计了5种不同的空心梯度极小曲面点阵夹层结构，并将原始Gyroid点阵夹层结构作为对照，利用激光选区熔化成形(SLM)技术，选取Ti-6Al-4V钛合金材料进行增材制造，随后通过数值模拟与压缩试验的方式分析空心梯度设计对其力学特性的影响。其结果表明：空心梯度设计可以显著的提高点阵夹层结构的力学强度、弹性模量与能量吸收能力。

关键词：点阵夹层结构空心梯度设计力学性能能量吸收

SCARA机器人铰链间隙状态非线性度量评估方法

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机械科学与技术 2024年

作者：杨铭健蒋勉谢凌波陈勇佛山科学技术学院机电工程与自动化学院

铰链间隙是严重影响工业机器人动力学行为的重要因素之一，服役时易引发机器人振动且加剧磨损，并使机器人系统表现出复杂的非线性特性。本文提出了一种SCARA机器人铰链间隙状态非线性度量评估方法。首先针对含间隙铰链SCARA机器人建立... 详细信息

铰链间隙是严重影响工业机器人动力学行为的重要因素之一，服役时易引发机器人振动且加剧磨损，并使机器人系统表现出复杂的非线性特性。本文提出了一种SCARA机器人铰链间隙状态非线性度量评估方法。首先针对含间隙铰链SCARA机器人建立动力学模型并通过实验对其进行了验证。基于动力学模型得到不同间隙的机器人动态响应，对动态响应进行线性逼近后得到相应线性近似响应，通过度量动态响应和其线性近似响应之间的差异得到非线性程度。分析结果表明机器人动态响应的非线性程度随着铰链间隙的增大而增大，其动力学行为的不确定性也在增大。采用指数函数拟合非线性度量结果获得上下包络线并计算得到铰链间隙评估值，建立评估值曲线用于评估铰链间隙状态。该方法可为SCARA机器人铰链间隙状态评估提供理论依据和支撑。

关键词： SCARA机器人铰链间隙状态评估动力学分析非线性度量

工艺参数对浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光蓝宝石晶片的影响

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表面技术 2024年第18期53卷 144-155页

作者：黄展亮柏显亭潘继生阎秋生广东工业大学机电工程学院广州510006

目的为了实现蓝宝石晶片的高效超光滑表面加工,提出浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光方法,研究该方法对蓝宝石晶片的加工适应性。方法搭建了浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光系统,通过单因素实验探究接入电压、工件及抛光盘转速、偏... 详细信息

目的为了实现蓝宝石晶片的高效超光滑表面加工,提出浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光方法,研究该方法对蓝宝石晶片的加工适应性。方法搭建了浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光系统,通过单因素实验探究接入电压、工件及抛光盘转速、偏摆移动速度、抛光时间及抛光垫类型对蓝宝石晶片的加工效果,并深入分析负介电泳效应对CMP加工过程的影响。结果直流介电泳辅助CMP方法可以显著提高蓝宝石晶片的抛光效果,在2000V的接入电压下,化学机械抛光的材料去除率MRR提高了99.97%,达到了7.53nm/min,表面粗糙度Ra降低至2.51nm,工件表面划痕数量明显减少。工件及抛光盘转速、偏摆移动速度的提升都会使抛光MRR和Ra先升后降,带槽的抛光垫对介电泳效应控制磨料起促进作用。各个因素的影响对提高有效磨料数起交互作用,负介电泳效应促使磨料聚集在抛光垫表面,而工件与抛光垫的相对运动促使磨料更新循环。结论采用接入电压2000 V、工件及抛光盘转速80 r/min、偏摆速度60 r/min,在精抛垫下抛光蓝宝石晶片90 min,可以获得表面粗糙度Ra为0.953 nm的光滑表面。

关键词：介电泳效应化学机械抛光蓝宝石晶片工艺参数抛光垫有效磨料数加工效果

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