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面向高机动飞行的旋翼气动模型构建方法

机器人 2024年第4期46卷 385-396页

作者：包一峰谷丰杜心田于利何玉庆中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049

旋翼气动机理复杂、变量耦合严重,如何在线准确估计旋翼气动力是实现旋翼飞行机器人高机动安全自主飞行的关键问题之一。为此,本文提出了一种基于叶素动量理论的集成参数模型构建方法,结合参数集成的思想,将叶素动量模型中的叶素积分式... 详细信息

旋翼气动机理复杂、变量耦合严重,如何在线准确估计旋翼气动力是实现旋翼飞行机器人高机动安全自主飞行的关键问题之一。为此,本文提出了一种基于叶素动量理论的集成参数模型构建方法,结合参数集成的思想,将叶素动量模型中的叶素积分式简化为代数式,以提升计算效率并降低参数辨识的复杂度,同时保留旋翼诱导速度为状态变量,避免了近似悬停飞行状态假设,使模型能够适应高速高机动的飞行状态。基于实机机动飞行数据的仿真实验结果表明,该方法构建的模型相较于常见的集成参数模型和仅基于叶素动量理论的模型,整体旋翼气动合力预测误差分别同比降低20%和50%,且与仅基于叶素动量理论的模型相比计算效率提升显著。

关键词：旋翼无人机旋翼气动力叶素动量理论集成参数多旋翼无人机

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一类伴有部分解耦干扰的非线性系统故障诊断

控制理论与应用 2024年第2期41卷 240-248页

作者：马广富高升郭延宁中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

针对Lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L_(∞)未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分... 详细信息

针对Lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L_(∞)未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分.针对可解耦部分,利用观测器匹配条件将其从估计误差中消除.针对不可解耦部分,设计L_(∞)指标抑制其对残差的影响并结合有限频域H_指标提高执行器故障检测灵敏度.接着,给出观测器存在的充分条件并将其转化为受LMIs约束的线性优化问题,实现了执行器故障的鲁棒检测及传感器故障的鲁棒估计.最后,结合仿真算例验证了所提方法的正确性与有效性.

关键词：故障检测故障估计 H_指标 L_(∞)指标有限频域 Lipschitz非线性系统

面向空地协同的旋翼无人机动平台自主降落最优轨迹生成

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机器人 2024年第3期46卷 266-274,283页

作者：郑勇杰张广玉杨丽英黄朝雄中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049

旋翼无人机在移动平台上快速自主降落能够提升空地机器人的任务适应性和作业灵活性,对提高任务响应速度和增强救援能力具有重要意义。为了使旋翼无人机在最短时间内安全降落到移动平台,本文提出了一种最优升力分解轨迹生成方法,旨在在... 详细信息

旋翼无人机在移动平台上快速自主降落能够提升空地机器人的任务适应性和作业灵活性,对提高任务响应速度和增强救援能力具有重要意义。为了使旋翼无人机在最短时间内安全降落到移动平台,本文提出了一种最优升力分解轨迹生成方法,旨在在升力有限的情况下,最大化旋翼无人机的飞行性能。该方法首先对旋翼无人机的有限升力进行分解,获得最优的3轴升力分配,然后将非线性加速度约束转化为动态线性约束,最后根据最优控制理论求解出最优飞行时间轨迹。仿真结果表明了本文提出的算法能够保证轨迹生成的准确性和稳定性,并且该算法的计算效率高,能够满足系统实际应用中的实时性要求。

关键词：旋翼无人机空地协同轨迹生成升力分解动平台降落

基于全价值链的“5145”核安全质量管理模式实践

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中国质量 2024年第8期 12-17页

作者：秦锦张丹萍陈世雄温佩琼东方电气(广州)重型机器有限公司

东方电气（广州）重型机器有限公司（以下简称“东方重机”）成立于2003年，位于广东省广州市，是中央确定的涉及国家安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业——中国东方电气集团的控股子公司，是我国核能装备制造行业的排头兵。公司是...

东方电气（广州）重型机器有限公司（以下简称“东方重机”）成立于2003年，位于广东省广州市，是中央确定的涉及国家安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业——中国东方电气集团的控股子公司，是我国核能装备制造行业的排头兵。公司是国内核电堆型涵盖面最广的装备制造企业，掌握涉及核安全的核心产品蒸汽发生器、稳压器、反应堆压力容器、非能动余热排出热交换器等产品关键核心制造技术，创造了21个“国产首台”核能主设备纪录，已交付及投运核电主设备数量领先国内同行，填补了多项国内空白，为推进我国核电产业从“跟跑”到“领跑”起到了重要作用。

关键词：

基于互相关-Transformer双层特征融合的目标跟踪算法

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机器人 2024年第1期46卷 16-26页

作者：李子万范慧杰王强于祯成唐延东沈阳化工大学信息工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049 沈阳大学辽宁省装备制造综合自动化重点实验室辽宁沈阳110096

当前算法主要使用互相关操作和Transformer中的一种方法来设计特征融合网络,这种策略忽视了二者之间的优势互补,容易丢失语义信息,陷入局部最优。针对上述问题,设计了一种基于互相关-Transformer双层特征融合的目标跟踪算法,使用改进的... 详细信息

当前算法主要使用互相关操作和Transformer中的一种方法来设计特征融合网络,这种策略忽视了二者之间的优势互补,容易丢失语义信息,陷入局部最优。针对上述问题,设计了一种基于互相关-Transformer双层特征融合的目标跟踪算法,使用改进的互相关操作和Transformer方法分别对模板和搜索区域特征进行融合,实现两种融合方式的优势互补,使模板和搜索区域特征充分交互,实现特征的有效增强和充分融合,并在互相关操作中引入相似矩阵来增强模板和搜索区域中与当前帧中的目标有关联的特征,使互相关操作的匹配过程更加准确。该目标跟踪算法包括一个基于Swin-Transformer的主干网络,一个互相关和Transformer双层融合模块,一个预测分支。提出的算法在TrackingNet、LaSOT、NFS、UAV123和OTB2015五个数据集上取得了鲁棒的效果,分别达到81.8%、65.7%、66.2%、69.4%和69.8%的成功率,平均跟踪速度达到40帧/秒。

关键词：目标跟踪 Transformer法互相关特征融合

激光熔化沉积TC4钛合金电涡流检测仿真及亚表面缺陷检测

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机械工程学报 2024年第14期60卷 34-41页

作者：赵宇辉赵吉宾李明玥何振丰王志国贺晨中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

激光熔化沉积零件制造及使用过程中容易产生缺陷,电涡流检测是一种非接触检测方法,针对表面及亚表面缺陷具有很高的检测灵敏度,易于实现自动化检测,在增材制造领域极具应用前景。通过有限元仿真技术建立无缺陷TC4钛合金增材样件电涡流... 详细信息

激光熔化沉积零件制造及使用过程中容易产生缺陷,电涡流检测是一种非接触检测方法,针对表面及亚表面缺陷具有很高的检测灵敏度,易于实现自动化检测,在增材制造领域极具应用前景。通过有限元仿真技术建立无缺陷TC4钛合金增材样件电涡流检测模型,模拟电涡流检测过程中电场强度的分布规律,研究激励频率、提离量对电涡流检测信号的影响。研究发现,针对样件内不同深度的位置激励频率存在最佳区间,而提离量则应尽可能采用较小值。采用激光熔化沉积技术制备了含有亚表面缺陷的TC4钛合金试验样件,用于电涡流检测试验测试,将电涡流检测设备与机器人集成,采用机器人做执行机构来保证提离量及运动的平稳性,最终获得的试验结果与仿真结果具有较好的一致性。

关键词：激光熔化沉积电涡流检测有限元仿真 TC4钛合金亚表面缺陷

基于李雅普诺夫优化和深度强化学习的多任务端边迁移

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控制与决策 2024年第7期39卷 2457-2464页

作者：许驰唐紫萱金曦夏长清中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院网络化控制系统重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学北京100049

针对多终端、多边缘服务器场景下异构工业任务的端边协同处理问题,提出一种基于李雅普诺夫优化和深度强化学习的多任务端边迁移算法.首先,以联合优化任务迁移决策、迁移比例和传输功率为目标,充分考虑计算频率、传输功率、长期能耗和任... 详细信息

针对多终端、多边缘服务器场景下异构工业任务的端边协同处理问题,提出一种基于李雅普诺夫优化和深度强化学习的多任务端边迁移算法.首先,以联合优化任务迁移决策、迁移比例和传输功率为目标,充分考虑计算频率、传输功率、长期能耗和任务截止期等约束,构建系统长期平均开销最小化问题;由于问题中长期目标及约束中变量在不同时隙相互耦合,难以求解,基于李雅普诺夫优化理论,将长期平均开销最小化问题解耦为独立时隙的策略优化问题;通过马尔可夫决策过程建模,并采用双层竞争深度神经网络架构,提出基于深度强化学习的多任务迁移算法.实验结果表明,所提算法能够稳定收敛,并在长期能耗约束和任务截止期要求下有效降低系统长期平均开销.

关键词：异构工业任务任务迁移李雅普诺夫优化马尔可夫决策过程深度强化学习

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基于双重注意力网络的高动态范围图像重建

激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 392-399页

作者：王仙峰刘世本田建东赵娟平刘雅静郝春晖沈阳化工大学信息工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169

在高动态范围(HDR)图像重建任务中,当输入图像过曝光或者欠曝光时,常见的基于深度学习的HDR图像重建方法容易出现细节信息丢失和色彩饱和度差的问题。为了解决这一问题,提出一种基于双重注意力网络的HDR图像重建方法。首先,利用双重注... 详细信息

在高动态范围(HDR)图像重建任务中,当输入图像过曝光或者欠曝光时,常见的基于深度学习的HDR图像重建方法容易出现细节信息丢失和色彩饱和度差的问题。为了解决这一问题,提出一种基于双重注意力网络的HDR图像重建方法。首先,利用双重注意力模块(DAM)分别从像素和通道两个维度的注意力机制对过曝光和欠曝光的两张源图像进行特征提取并融合,得到一张初步融合图像;接着,构建特征增强模块(FEM)分别对初步融合图像进行细节增强和颜色校正;最后,引用对比学习使生成图像更加接近参考图像的同时远离源图像。经过多次训练,最终生成HDR图像。实验结果表明,所提方法取得最优的峰值信噪比(PSNR)、结构相似性(SSIM)和学习感知图像块相似度(LPIPS)指标,且生成的HDR图像色彩饱和度好且细节信息精准完整。

关键词：图像重建高动态范围成像图像融合双重注意力机制

大直径内螺纹测量器具——梳齿可调式螺纹塞规

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工具技术 1993年第2期 44-45页

作者：刘士安刘绍武沈阳重型机器厂工具处沈阳重型机器厂工具处 110025

我厂对外贸加工一批锁紧螺母(其直径为φ533.4mm（21″）,螺距p=12.7mm,牙形角60°的螺纹),中径上偏差Es=+0.914mm,下偏差Ei=+0.66mm,其公差T;=0.254mm。外商提供了一种检测工具简图。结构是一铸铁薄壁外螺纹圈,经计算其总重量为27公斤... 详细信息

我厂对外贸加工一批锁紧螺母(其直径为φ533.4mm（21″）,螺距p=12.7mm,牙形角60°的螺纹),中径上偏差Es=+0.914mm,下偏差Ei=+0.66mm,其公差T;=0.254mm。外商提供了一种检测工具简图。结构是一铸铁薄壁外螺纹圈,经计算其总重量为27公斤,制造困难,使用不方便,检测时劳动强度大。

关键词：可调式螺纹塞规螺纹量具固定螺母梳齿