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干扰作用下的电力巡检机器人运动平衡控制

武汉科技大学学报 2024年第5期47卷 368-375页

作者：戴雪刚陈志环武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

针对电力巡检机器人受外部干扰和参数变化影响的问题,提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。首先,建立电力巡检机器人运动平衡调节过程中的非线性动力学模型,在平衡点对其线性化,从而克服反步技术的不可计算性。其次,通过... 详细信息

针对电力巡检机器人受外部干扰和参数变化影响的问题,提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。首先,建立电力巡检机器人运动平衡调节过程中的非线性动力学模型,在平衡点对其线性化,从而克服反步技术的不可计算性。其次,通过干扰观测器渐进地估计系统存在的外部干扰,并将估测结果引入反演滑模控制器进行扰动补偿。同时,为了削弱系统的抖振,对反演滑模控制器的切换项采用自适应律进行调节。最后,利用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,与传统的反演滑模控制策略相比,所提出的控制方案不仅具有更强的抗干扰性,而且能有效降低系统抖振,实现对期望轨迹的高精度跟踪。

关键词：电力巡检机器人干扰观测器反演滑模控制自适应律轨迹跟踪

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基于CiteSpace的叙事设计研究现状及热点的可视化分析

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包装工程 2024年第S1期 113-123页

作者：陈美璇吴清武汉科技大学

目的对国内外叙事设计相关的研究现状及发展动态进行了基于CiteSpace软件的可视化分析。方法运用科学知识图谱和文献计量学的方法对数据进行可视化分析，采用CiteSpace软件梳理了叙事设计国内外相关研究在2003年至2023年的年度发文量... 详细信息

目的对国内外叙事设计相关的研究现状及发展动态进行了基于CiteSpace软件的可视化分析。方法运用科学知识图谱和文献计量学的方法对数据进行可视化分析，采用CiteSpace软件梳理了叙事设计国内外相关研究在2003年至2023年的年度发文量情况并进行数据统计与分析，分别从发文量趋势、高频关键词、关键词网络共现图谱、关键词聚类图谱、关键词聚类时间线图谱、关键词突现图谱进行文献可视化分析。结果根据发文量趋势及相关可视化图谱梳理总结了叙事设计2003年至2023年间的国内外研究现状与热点趋势。结论随着人们对叙事理论的研究不断深入与媒介迭代的时代背景，叙事设计的研究一直在不断进行着创新与演化，并尝试与其他交叉学科的相关理论产生交融与再创造，叙事设计逐渐成为设计领域的一个研究热点与方向，将叙事元素与方法运用在设计中具有一定的研究价值与意义。

关键词：叙事设计 CiteSpace 可视化分析知识图谱关键词共现关键词聚类研究现状

面向天文多普勒差分测速的太阳/行星光谱对生成方法

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宇航学报 2024年第2期45卷 273-282页

作者：刘劲徐玉豪尤伟陈晓张子军马辛武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 上海卫星工程研究所上海201109

为了提供天文多普勒差分测速所需的同步太阳/行星光谱对,提出了一种变分自编码器(VAE)和对偶生成对抗网络(Dual GAN)相融合的VAE-Dual GAN。首先,实测太阳光谱经过VAE编码到隐空间,实现了光谱到光谱域的扩充;然后,由Dual GAN将隐空间映... 详细信息

为了提供天文多普勒差分测速所需的同步太阳/行星光谱对,提出了一种变分自编码器(VAE)和对偶生成对抗网络(Dual GAN)相融合的VAE-Dual GAN。首先,实测太阳光谱经过VAE编码到隐空间,实现了光谱到光谱域的扩充;然后,由Dual GAN将隐空间映射到伪行星光谱;最后,利用伪行星光谱生成重构太阳光谱。此外,利用编码和生成重建损失加强对网络的约束。VAE-Dual GAN利用Dual GAN的转换学习能力完成了两个光谱域的转换,生成同步太阳/行星光谱对。实验结果表明,VAE-Dual GAN可生成高质量的太阳/行星光谱对,将天文多普勒差分测速精度提高60%以上。

关键词：天文导航测速导航太阳/行星光谱对生成对抗网络变分自编码器

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激光清洗效果评价体系及系统研究

机床与液压 2024年第7期52卷 105-109页

作者：陈银鹏宁利川肖潇杨金堂冶金装备及其控制教育部重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 机械传动与制造工程湖北省重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081

为判断激光清洗效果,优化激光清洗工艺参数,对激光清洗效果进行评价就显出重要性。利用1000 W级激光清洗机进行激光清洗实验,结合实验数据,运用机器视觉技术及表面性能测试技术从宏观和微观两个方面对激光清洗后的效果进行评价,提出清... 详细信息

为判断激光清洗效果,优化激光清洗工艺参数,对激光清洗效果进行评价就显出重要性。利用1000 W级激光清洗机进行激光清洗实验,结合实验数据,运用机器视觉技术及表面性能测试技术从宏观和微观两个方面对激光清洗后的效果进行评价,提出清洁度、粗糙度、清洗效率3种评价指标;根据评价指标制定激光清洗效果等级评价体系“Lcq”,基于此体系开发激光清洗效果智能评估系统。测试结果表明:该激光清洗效果等级评价体系客观准确,系统运行稳定,可指导激光清洗设备现场作业,从而更快地调整激光清洗机参数,提高清洗效果。

关键词：激光清洗机器视觉评价指标评价准则软件设计

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电流体喷印相邻喷嘴射流干扰机理与抑制探讨

传感器与微系统 2024年第1期43卷 25-28页

作者：郑朋义潘艳桥彭磊聂慧张峰冶金装备及其控制教育部重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 机械传动与制造工程湖北省重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081

针对多喷嘴式电流体喷印系统中相邻喷嘴之间的带电射流干扰问题,建立电液耦合作用下的射流喷射的数值仿真模型。采用控制变量法揭示了相邻喷嘴锥射流产生干扰的原因及工作电压、供液流量和相邻间距对于射流干扰程度的影响规律。初步探... 详细信息

针对多喷嘴式电流体喷印系统中相邻喷嘴之间的带电射流干扰问题,建立电液耦合作用下的射流喷射的数值仿真模型。采用控制变量法揭示了相邻喷嘴锥射流产生干扰的原因及工作电压、供液流量和相邻间距对于射流干扰程度的影响规律。初步探讨了一种基于环形气流辅助喷射的射流干扰抑制方法,建立了气—电—液多场耦合作用下的射流喷射的数值仿真模型。通过研究不同气流速度对于射流喷射的影响规律,结果表明:射流偏斜角随着电极电压的增大而增大,随喷嘴间距的增大而减小,随溶液流量的改变不明显。在合理的工艺条件下,射流能够垂直喷射到基底上。适当的辅助气流输入(5~25m/s)可有效抑制喷嘴锥射流因电致斥力产生的干扰。当气流速度超过临界阈值(25m/s)后,辅助气流对喷嘴锥射流容易带来额外的不稳定性和不可控性。

关键词：电流体喷印相邻喷嘴射流干扰环形气流数值模拟

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室内墙面多角度抹平机器人性能研究

传感器与微系统 2024年第7期43卷 32-35页

作者：饶琪周敏谢良喜陈燕军李鑫炎武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081

针对建筑行业现有的抹灰机器人只能垂直上下抹灰问题,研发了一种能多角度的、高效的墙面抹灰机器人。首先,使用SolidWorks建立模拟人手腕转动的5自由度(DoF)机器人三维(3D)模型,其中末端执行器由U型架和3个齿轮组成;然后,以45°方向抹... 详细信息

针对建筑行业现有的抹灰机器人只能垂直上下抹灰问题,研发了一种能多角度的、高效的墙面抹灰机器人。首先,使用SolidWorks建立模拟人手腕转动的5自由度(DoF)机器人三维(3D)模型,其中末端执行器由U型架和3个齿轮组成;然后,以45°方向抹灰为例,对该机器人进行仿真分析,得到该机器人末端执行器和主要关节的动力学特性。研究表明:构建的模型可完成对墙面进行多角度的抹平,且效率是人工的39倍。

关键词：抹平机器人墙面抹灰动力学分析

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基于空间点阵的齿轮精确修形方法

机械传动 2024年第3期48卷 140-146页

作者：张孝迪李贵梁仁杰丁子舾彭钦銮武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造过程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081

齿轮修形是改善啮合状态、提高传动精度和效率的一种重要工程技术,但现有的齿轮修形方式和工具性软件难以确保修形的齿面几何质量和效率。因此,提出了一种空间点阵的齿轮修形方法。首先,根据修形精度要求,将齿轮的齿面离散为规则空间点... 详细信息

齿轮修形是改善啮合状态、提高传动精度和效率的一种重要工程技术,但现有的齿轮修形方式和工具性软件难以确保修形的齿面几何质量和效率。因此,提出了一种空间点阵的齿轮修形方法。首先,根据修形精度要求,将齿轮的齿面离散为规则空间点阵,并将修形量映射到对应的空间点上,再将调整后的空间点阵构建成规则的二次B样条曲线;然后,通过优化网格曲线,得到修形后的齿面,并自适应更新整个齿轮三维模型的齿面;最后,将该方法无缝集成到三维设计软件NX平台上,开发了齿轮精确修形设计系统。实例证明,该方法通过修形位置和修形量的双重控制,实现了齿面的精确修形,获得了高质量齿廓曲面,在保证精度的同时提高了齿轮修形的高效性和实用性。

关键词：齿轮修形空间点阵样条曲线网格曲面

基于层叠式流道结构多喷嘴电喷头的供液性能研究

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传感器与微系统 2024年第2期43卷 25-28,32页

作者：聂慧潘艳桥彭磊郑朋义张峰冶金装备及其控制教育部重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 机械传动与制造工程湖北省重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081

在奇数多喷嘴电流体动力喷印系统中,针对流量泵供液时喷嘴阵列获得的流量不均匀影响打印质量的问题,提出在喷头内设置一种层叠式微流道辅助分流的解决办法。基于以上层叠式微流道,系统研究了导流单元几何形状、结构参数和流道并联排布... 详细信息

在奇数多喷嘴电流体动力喷印系统中,针对流量泵供液时喷嘴阵列获得的流量不均匀影响打印质量的问题,提出在喷头内设置一种层叠式微流道辅助分流的解决办法。基于以上层叠式微流道,系统研究了导流单元几何形状、结构参数和流道并联排布形式对其分流效果的影响规律。结果表明:导流单元为正六边形的流道分配性能较好;增大“多孔”分形通道槽宽可提高供液均匀性;当主通道槽宽不大于0.6 mm时,流道供液均匀性随主通道槽宽增大而提高;并联总出口数为17的双层级流道供液均匀性较好。将层叠式微流道分流结构和实际喷头进行集成,验证了在喷印系统实际施加电场的工况条件下,流道依然能保持很好的供液均匀性,且出口最大不均匀度在6%以内。

关键词：电流体动力喷印层叠式微流道奇数多喷嘴流量分配均匀性

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基于自蒸馏框架的点云分类及其鲁棒性研究

计算机工程 2024年第9期50卷 72-81页

作者：李维刚厉许昌田志强李金灵武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

与2D图像数据集相比,3D点云数据集的规模较小且表征性较差,容易导致神经网络出现过拟合和泛化能力差的问题。为此,提出一种点云自蒸馏(PointSD)框架,通过对表征形式不同的数据样本进行学习,使网络提取到原始点云数据中的更多特征信息,... 详细信息

与2D图像数据集相比,3D点云数据集的规模较小且表征性较差,容易导致神经网络出现过拟合和泛化能力差的问题。为此,提出一种点云自蒸馏(PointSD)框架,通过对表征形式不同的数据样本进行学习,使网络提取到原始点云数据中的更多特征信息,实现样本之间的知识交互,在不增加额外计算负荷的情况下提升网络的泛化能力,适用于不同规模的分类网络模型。基于该框架提出一种点云抗腐败训练方法TND-PointSD,解决了当前点云训练方法抗腐败能力不足的问题。实验结果表明:在ScanObjectNN数据集上,应用PointSD框架的PointNet++和RepSurf-U 2X基准网络的平均准确率(MA)相比于应用标准训练(ST)方法提高了8.22和4.86个百分点;在ModelNet40-C数据集上,在15种腐败类型上分类网络的平均整体准确率(MOA)均有所提升,证明了TND-PointSD方法能够有效地增强网络模型的腐败鲁棒性。

关键词：点云数据点云分类自蒸馏数据增强腐败鲁棒性