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基于扰动观测器和指令滤波的四旋翼无人机姿态控制

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系统仿真学报 2024年

作者：李博宁陈明齐舒畅孟浩然王磊辽宁科技大学电子与信息工程学院鞍钢股份有限公司设备工程部鞍钢矿山机械制造有限公司

针对四旋翼无人机姿态跟踪控制问题，提出了一种基于反步法的有限时间容错控制方案。其贡献为：设计一个有限时间神经网络扰动观测器，它可以快速补偿执行器故障和外界扰动所引起的影响，提高了系统的鲁棒性。同时，引入一阶指令滤... 详细信息

针对四旋翼无人机姿态跟踪控制问题，提出了一种基于反步法的有限时间容错控制方案。其贡献为：设计一个有限时间神经网络扰动观测器，它可以快速补偿执行器故障和外界扰动所引起的影响，提高了系统的鲁棒性。同时，引入一阶指令滤波器和补偿机制，既能避免因对虚拟控制律求导引起的复杂计算问题，也能消除滤波误差的影响。此外，选择双曲正切函数作为输入转矩的约束函数，既限制了输入信号过大也避免了控制器设计中存在的奇异问题。最后，分别进行了数值仿真和实物平台实验，结果均充分证明了所提方案的有效性和可行性。

关键词：扰动观测器有限时间神经网络指令滤波四旋翼无人机容错控制

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现场混装乳化基质自动加料系统的研究开发

工程爆破 2024年第3期30卷 114-120页

作者：郭占江闫海勇张继东孟广雄王小军赵学文姜祖勇神华准格尔能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯010300 保利澳瑞凯(江苏)矿山机械有限公司江苏泰州225700

为解决传统工艺中给现场混装车加注乳化基质效率低、现场人员多等问题,研究开发了自动加料系统。采用二维码视频识别和图像处理技术进行混装车的准确定位,并对基质储罐下料口和混装车加料口的对准情况进行自动提示;自动加料控制模块实... 详细信息

为解决传统工艺中给现场混装车加注乳化基质效率低、现场人员多等问题,研究开发了自动加料系统。采用二维码视频识别和图像处理技术进行混装车的准确定位,并对基质储罐下料口和混装车加料口的对准情况进行自动提示;自动加料控制模块实现了自动、定量加料和现场/远程操作与控制,并且能够防止飞溅和溢出,乳化基质的加注量等信息,由系统自动记录和管理,达到了混装车乳化基质加料过程的智能化和少人化目标。该系统在炸药厂运行了近3年时间,共加注现场混装乳化基质近12 000 t,通过加料数据的实时反馈,还实现了生产任务制定、车辆调度等的精细化管理。应用结果表明,开发的自动加料系统不仅实现了乳化基质加料过程的智能化,还对提升我国现场混装乳化炸药全工序智能化水平有促进作用。

关键词：现场混装乳化基质自动加料智能化二维码识别

基于比例特征的区域分割算法在药板缺陷检测中的研究

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包装工程 2024年第1期45卷 208-214页

作者：颜培鑫黄海龙冷奎杨泽宇辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121000 锦州矿山机械集团有限公司辽宁锦州121000

目的为解决铝塑泡罩药板图像ROI区域定位慢、精度差等问题,本文提出一种基于比例特征的泡罩区域分割算法,该算法可以快速定位并分割泡罩ROI区域,结合图像相关性特征算法对铝塑泡罩药板进行缺陷检测。方法首先通过工业相机采集药品包装... 详细信息

目的为解决铝塑泡罩药板图像ROI区域定位慢、精度差等问题,本文提出一种基于比例特征的泡罩区域分割算法,该算法可以快速定位并分割泡罩ROI区域,结合图像相关性特征算法对铝塑泡罩药板进行缺陷检测。方法首先通过工业相机采集药品包装生产线上的药板原始图像,接着使用Blob分析从原始图片中分离出铝塑泡罩主体部分,然后通过仿射变换将图像放置在中心区域,并使用比例特征分割算法对泡罩区域进行分割,最后通过金字塔加速的NCC算法完成缺陷检测。结果实验结果表明,基于比例特征分割后的图像平均NCC匹配时间为9 ms,在缺陷样本占比20%的实验中误检率为0.167%,漏检率为0.556%。结论通过比例特征分割出精准的泡罩ROI区域结合改进的NCC算法,在拥有较高准确率的同时大幅减少了缺陷检测时图像匹配的时间,能较好地完成铝塑泡罩药板的缺陷检测任务。

关键词：铝塑泡罩药板比例特征缺陷检测归一化互相关

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基于改进YOLOv5算法的堆叠工件检测方法

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组合机床与自动化加工技术 2024年第10期 109-114页

作者：郭宏畅晨吕张德华王旭强太原科技大学机械工程学院山西平阳重工机械有限公司洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司

在当前复杂的装配场景下，各种工件堆叠在一起，给装配机器人的准确识别带来了挑战，为解决该问题，提出一种改进的YOLOv5模型用于堆叠工件的检测和识别。采用EIFM边缘信息融合模块对目标样本进行轮廓信息的增强；在特征提取网络末端添... 详细信息

在当前复杂的装配场景下，各种工件堆叠在一起，给装配机器人的准确识别带来了挑战，为解决该问题，提出一种改进的YOLOv5模型用于堆叠工件的检测和识别。采用EIFM边缘信息融合模块对目标样本进行轮廓信息的增强；在特征提取网络末端添加MAM多尺度注意力模块来加强对复杂场景和较小目标的检测；将原YOLOv5的Neck网络中的PANet路径聚合网络替换为BiFPN双向特征金字塔融合结构，对高、低特征信息进行加权特征融合；最后，将传统非极大抑制算法改为DIOU＿NMS,来减少因工件相互遮挡而产生的漏检。通过算法对比实验、堆叠程度对比实验表明，改进后的YOLOv5算法的mAP达到97.8%,比改进前提升了7.25%;在低、中、高堆叠工件数据集中，目标检测的mAP达到了98.76%、97.93%和94.96%,比改进前的YOLOv5算法分别提升了0.67%、1.56%、4.41%。相比较原YOLOv5算法，改进后的算法模型对堆叠程度较高的工件实现了更精确的识别与定位。

关键词：遮挡工件检测 YOLOv5s 轮廓信息多尺度注意力机制

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考虑粗糙度的复合微织构轴承动力特性分析

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 544-550,621,622页

作者：王丽丽张伟段敬东李国清葛雪山东科技大学机械电子工程学院青岛266590 山东科技大学矿山机械工程山东省重点实验室青岛266590 山东科大机电科技股份有限公司济宁272000

为了提高滑动轴承旋转摩擦副的动力学性能和优化轴承结构,综合考虑表面粗糙度和复合微织构等因素,建立轴承转子系统的动力学特性计算模型,从理论上研究了考虑表面粗糙度时的复合微织构轴承的稳定性。针对圆形复合矩形微织构轴承,计算了... 详细信息

为了提高滑动轴承旋转摩擦副的动力学性能和优化轴承结构,综合考虑表面粗糙度和复合微织构等因素,建立轴承转子系统的动力学特性计算模型,从理论上研究了考虑表面粗糙度时的复合微织构轴承的稳定性。针对圆形复合矩形微织构轴承,计算了不同粗糙度下轴承的油膜压力和临界速度,分析了不同复合微织构深度下的轴承刚度系数、阻尼系数及临界速度。研究结果表明:复合微织构轴承可以获得更大的临界速度,提高轴承的稳定性;复合微织构轴承的稳定性随织构深度的增大先增大后减小,在圆形和矩形织构无量纲深度分别为0.2和0.3附近稳定性最佳;相较于不考虑粗糙度时,采用均方根偏差为0.209μm时的考虑粗糙度的复合微织构轴承稳定性更佳,但最佳织构深度有所减小。

关键词：复合微织构轴承织构深度动力学特性临界速度表面粗糙度

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非公路宽体自卸车未来的发展前景

工程机械 2024年第4期55卷 150-153,I0018,I0019页

作者：信伟中联重科股份有限公司矿山机械事业部

介绍非公路宽体自卸车结构、产生原因,并对其发展现状、前景进行分析。非公路宽体自卸车的安全性、动力性、经济性、可靠性及适应性等是衡量宽体自卸车行业内各企业产品竞争力的主要指标。随着国内千万吨级以上大型露天矿山的扩建及绿... 详细信息

介绍非公路宽体自卸车结构、产生原因,并对其发展现状、前景进行分析。非公路宽体自卸车的安全性、动力性、经济性、可靠性及适应性等是衡量宽体自卸车行业内各企业产品竞争力的主要指标。随着国内千万吨级以上大型露天矿山的扩建及绿色环保要求的不断提高,非公路宽体自卸车市场前景广阔,并将不断向安全、经济、节能环保、可靠的方向发展。

关键词：非公路宽体自卸车现状分析发展前景

SiC陶瓷的磨削去除机理及参数对磨削力影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 548-554页

作者：周云光田川川王书海陈晗东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中航沈飞民用飞机有限责任公司辽宁沈阳110850 秦皇岛瑞方机械有限公司河北秦皇岛066000

为探究SiC陶瓷的磨削去除机理及磨削参数对磨削力影响规律,基于SPH(smoothed particle hydrodynamics)法建立了单磨粒冲击SiC陶瓷仿真模型,分析了SiC磨削裂纹产生和扩展机制;通过单因素试验分析了v_(s),v_(w)和a_(p)对SiC磨削去除机理... 详细信息

为探究SiC陶瓷的磨削去除机理及磨削参数对磨削力影响规律,基于SPH(smoothed particle hydrodynamics)法建立了单磨粒冲击SiC陶瓷仿真模型,分析了SiC磨削裂纹产生和扩展机制;通过单因素试验分析了v_(s),v_(w)和a_(p)对SiC磨削去除机理、法向磨削力和切向磨削力的影响规律.结果表明,磨粒冲击导致中位裂纹和横向裂纹产生,随着磨粒压入深度的增加,横向裂纹向材料近表面区域扩展,当横向裂纹扩展至材料表面形成脆性断裂;随着v_(s)的增大,v_(w)和a_(p)的减小,磨削表面产生的凹坑区域和凹坑深度减小,塑性去除区域变大,法向磨削力和切向磨削力均呈减小趋势.研究成果为SiC构件的高效低损伤加工提供重要依据.

关键词：磨削去除机理磨削力 SiC陶瓷 SPH

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机械工程领域轴承磨损与润滑性能优化的研究与探索

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第5期 0064-0069页

作者：罗晖广西百色矿山机械厂有限公司广西百色533000

在机械工程中,轴承的磨损及润滑状况直接关系到轴承的工作效率与寿命。为此,文章从轴承磨损理论及影响因素入手,研究轴承磨损机理、主要影响因素及影响因素。在此基础上,开展轴承润滑特性的理论研究,探索润滑剂和润滑状态对轴承性能的... 详细信息

在机械工程中,轴承的磨损及润滑状况直接关系到轴承的工作效率与寿命。为此,文章从轴承磨损理论及影响因素入手,研究轴承磨损机理、主要影响因素及影响因素。在此基础上,开展轴承润滑特性的理论研究,探索润滑剂和润滑状态对轴承性能的影响规律,揭示轴承润滑理论的发展和前沿,优化润滑策略以提高轴承的使用寿命。在此基础上,开展轴承磨损和润滑性能试验研究,验证优化策略的有效性。在此基础上,结合摩擦磨损机理及润滑特性理论,对轴承优化设计及应用进行了探讨。并以工程实例说明了轴承优化策略在工程实践中的应用。

关键词：轴承磨损润滑性能理论基础优化策略工程应用

基于边缘梯度搜索的激光定向能量沉积熔池尺寸提取方法

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材料导报 2024年第2期38卷 213-219页

作者：苗立国邢飞史建军柴媛欣闫成鑫卞宏友孙海江沈阳工业大学机械工程学院沈阳110000 南京中科煜宸激光技术有限公司南京210038

针对激光定向能量沉积过程中存在熔池弱边缘导致熔池宽度难以准确提取的问题,本工作基于熔池边缘灰度梯度变化差异,提出了一种基于边缘梯度搜索模型的熔池宽度提取方法。为了得到精确的熔池尺寸,首先基于数学形态学的方法对熔池图像进... 详细信息

针对激光定向能量沉积过程中存在熔池弱边缘导致熔池宽度难以准确提取的问题,本工作基于熔池边缘灰度梯度变化差异,提出了一种基于边缘梯度搜索模型的熔池宽度提取方法。为了得到精确的熔池尺寸,首先基于数学形态学的方法对熔池图像进行预处理得到粗定位边缘,然后通过试验确定弱边缘梯度阈值,最后采用边缘梯度搜索模型对粗定位边缘进一步分割得到精分割边缘,使用椭圆拟合法进行边缘拟合得到熔池宽度,试验结果表明该方法具有良好的熔池宽度检测精度。

关键词：激光定向能量沉积边缘提取边缘梯度搜索椭圆拟合