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变节点余能原理基面力元法单元模型性能研究

应用数学和力学 2024年

作者：王耀胥民尧纵岗侯长超盐城工业职业技术学院建筑工程学院盐城工业职业技术学院建筑工程学院

为了解决疏密单元网格交界面节点位移不协调、求解方程构造复杂及空间可扩展性能差的问题，基于余能原理基面力元法提出了一种可变节点数量及位置的单元模型，并针对任意单元类型建立了一种具有统一形式的显式求解方法。首先，建立了一... 详细信息

为了解决疏密单元网格交界面节点位移不协调、求解方程构造复杂及空间可扩展性能差的问题，基于余能原理基面力元法提出了一种可变节点数量及位置的单元模型，并针对任意单元类型建立了一种具有统一形式的显式求解方法。首先，建立了一种二维可变边中节点单元模型，介绍了边中节点的柔度贡献矩阵及节点位移显式表达式；随后，将该模型扩展到三维层次，建立了一种可变面中节点单元模型，并将节点柔度贡献矩阵及节点位移表达式扩展到三维单元。基于上述模型，建立了平面及空间问题的疏密网格悬挂单元模型，并通过端部承受弯矩荷载、集中荷载及拉伸荷载的悬臂梁算例，论证了平面及空间可变节点单元模型、疏密网格悬挂单元模型的数值精度和适用性。研究表明，基于余能原理基面力元法建立的平面及空间可变节点单元模型具有较高的数值精度；此外，疏密网格之间的交界面无需进行任何处理措施，也无需构造插值函数或约束函数，仅依靠疏密网格交界面共用的边中节点(2D)及面中节点(3D)即可确保疏密网格交界面的节点位移协调；同时，模型和方法独立于单元类型、单元维度、节点数量及分布等因素，具有优异的空间可扩展性能及易于程序化的特点。

关键词：基面力元法变节点单元余能原理悬挂单元模型

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基于最优转向曲率的无人车横向控制

兵工自动化 2024年第5期43卷 85-89页

作者：赵阳汪海涛河南工业职业技术学院自动化工程学院河南南阳473000 许继集团电力电子有限公司河南许昌461000

为提高无人车横向控制性能,提出一种基于最优转向曲率的控制方法。利用车辆运动学约束,求解最优转向曲率的解析形式;采用线性化方法证明由该控制方法构成的闭环系统在平衡点附近的零输入局部稳定性;用数值方法定量分析保证闭环系统局部... 详细信息

为提高无人车横向控制性能,提出一种基于最优转向曲率的控制方法。利用车辆运动学约束,求解最优转向曲率的解析形式;采用线性化方法证明由该控制方法构成的闭环系统在平衡点附近的零输入局部稳定性;用数值方法定量分析保证闭环系统局部稳定的车速与预瞄距离的关系;提出一定车速下的最优预瞄距离的概念,用数值方法求解最优预瞄距离与车速的关系;探讨执行机构动态特性对闭环系统稳定性的影响。仿真和实车实验结果表明:在非零输入下,无人车依然可以稳定运行。

关键词：无人车横向控制预瞄距离稳定性实验

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回油盖隧道式二次抽芯机构注塑模设计

工程塑料应用 2024年第6期 55-62页

作者：毛江峰盛国栋浙江工业职业技术学院浙江工业职业技术学院

为解决塑件局部区域复杂特征的脱模困难问题，在注塑模具设计时首先采用局部特征分区域办法将局部难脱模特征集中分离出来，而后依据脱模方向的分布情况再进行同向集成分类，针对各集成后的脱模方向设计单次或多次抽芯机构，即脱模方向... 详细信息

为解决塑件局部区域复杂特征的脱模困难问题，在注塑模具设计时首先采用局部特征分区域办法将局部难脱模特征集中分离出来，而后依据脱模方向的分布情况再进行同向集成分类，针对各集成后的脱模方向设计单次或多次抽芯机构，即脱模方向集成分类脱模设计法，从而有效地解决塑件脱模方向众多而导致的塑件整件或局部区域脱模设计困难问题。基于上述设计原理，结合润滑盒回油盖塑件的脱模设计困难问题，创新设计了一种隧道式二次抽芯机构。在该机构中，利用一根斜导柱驱动主成型块内的隧道滑块转向驱动主成型块内的另一成型活动块先完成第一次抽芯，此过程中主滑块与主成型块分离，而主成型块维持不动；然后该斜导柱再继续驱动主滑块带动主成型块完成第二次抽芯来实现塑件局部区域的脱模。结合机构运动力学分析，在该机构的结构设计中，主滑块与主成型块的闭合锁紧由楔紧块两侧不同斜角的斜面进行锁紧，其斜角分别为23°和25°，相应地，主滑块的斜导柱斜角取20°，用此参数设计的两次抽芯机构顺利地克服了塑件局部区域脱模机构设计困难难题，应用于塑件模具上，较好地实现了塑件的自动化注塑生产。塑件的模具结构为一种单点点浇口三板模具，一模一腔布局。

关键词：润滑盒回油盖机构创新设计二次抽芯隧道滑块模具结构

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地表沉陷预测的改进BP神经网络模型

金属矿山 2024年第2期 205-211页

作者：姜燕连晗席东河河南工业职业技术学院电子信息工程学院河南南阳473000

为了更加准确地预测地表沉陷变形,基于Adaboost算法采用多网络共同计算策略改进了BP神经网络,通过实际沉降数据对Adaboost算法改进后的神经网络进行训练,预测地表最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距,将预测的3个参数代入概率积分法中,... 详细信息

为了更加准确地预测地表沉陷变形,基于Adaboost算法采用多网络共同计算策略改进了BP神经网络,通过实际沉降数据对Adaboost算法改进后的神经网络进行训练,预测地表最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距,将预测的3个参数代入概率积分法中,建立了地表沉陷公式,对改进效果和地表沉陷公式分别进行了验证。结果表明:(1)通过对比改进前后BP神经网络的计算精度,未经过Adaboost算法改进的BP神经网络误差明显大于改进后的BP神经网络,说明基于Adaboost修正后的BP神经网络计算精度得到了有效提升;(2)基于BP神经网络对最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距3个参数进行预测,结合概率分析法,能够实现稳沉后采空区主断面上方地表沉降规律的准确描述。以鲁西南地区某矿3301采空区地表为例,利用改进BP神经网络预测了地表最大下沉量、影响角正切和拐点偏移距,进而给出了地表沉陷曲线,与现场实测结果对比显示:改进BP神经网络的最大误差小于0.105 m,最大相对误差为4.3%,证明了所提计算方法的可靠性。

关键词：地表沉陷 BP神经网络采空区 Adaboost算法误差分析

职业教育产业资源转化为教学资源的多重逻辑、现实困境、实践路向

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教育与职业 2024年第5期 67-70页

作者：戴琨李兴海唐山工业职业技术学院自动化工程学院河北唐山063000 天津职业技术师范大学河北唐山063000

产业资源是职业教育教学资源的重要来源。在分析职业教育产业资源转化为教学资源的多重逻辑和现实困境的基础上,提出职业教育产业资源转化为教学资源的实践路向:健全顶层设计,破解失序难题;加强教师队伍建设,破解跨界难题;保障企业权益... 详细信息

产业资源是职业教育教学资源的重要来源。在分析职业教育产业资源转化为教学资源的多重逻辑和现实困境的基础上,提出职业教育产业资源转化为教学资源的实践路向:健全顶层设计,破解失序难题;加强教师队伍建设,破解跨界难题;保障企业权益,破解被动难题。

关键词：职业教育产业资源教学资源产教融合

应用模糊PID自修正的电镀槽液温度控制方法

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电镀与精饰 2024年第5期46卷 77-84页

作者：王臻卓周方巴文兰河南工业职业技术学院自动化工程学院河南南阳473000 南阳技师学院制造工程系河南南阳473000 河南工业大学机电工程学院河南郑州471000

电镀槽液温度自动控制过程属于典型的混沌过程,在温度采集的过程中存在明显的非线性波动。典型的比例-积分-微分(PID)控制算法在这种混沌特性与非线性特性干扰下,存在控制精度较低、稳定性和鲁棒性较差等问题。此外,为解决非线性问题,PI... 详细信息

电镀槽液温度自动控制过程属于典型的混沌过程,在温度采集的过程中存在明显的非线性波动。典型的比例-积分-微分(PID)控制算法在这种混沌特性与非线性特性干扰下,存在控制精度较低、稳定性和鲁棒性较差等问题。此外,为解决非线性问题,PID算法需要循环迭代计算,存在控制时滞问题。以模糊控制为基础,提出了基于模糊PID的电镀槽液温度自动控制方法。该方法先设计温度数据采集结构,并将移动平均滤波、温度修正算法引入到采用的数据采集结构中,完成电镀槽液的实时温度数据采集。然后将采集到的温度数据作为构建的模糊PID控制器的输入。利用模糊控制规则引入修正因子,实现电镀槽液温度的自动控制。考虑到电镀槽液的时滞特性,在控制器中加入粗糙预估参考模型,对该特性加以抑制,提升控制性能。最后应用实验证明了所提方法的先进性。实验结果表明:所提方法具有较高的控制精度和效率,能够有效降低超调量和波动,应用效果较好。

关键词：模糊控制 PID算法修正因子虚拟仪器温度检测时滞特性抑制

基于d-q理论的双馈异步电机定子匝间短路故障诊断方法

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北京交通大学学报 2024年

作者：秦嘉翼周锦晗王喜莲耿民李志国张川宝北京交通大学电气工程学院中车唐山机车车辆有限公司动车检修部唐山工业职业技术学院自动化工程学院

为实现双馈异步电机定子绕组匝间短路的早期故障诊断，提出一种基于转子电流特征频率分量的故障诊断方法。首先，通过分析故障后电机的电磁特性，得到故障后转子电流中会产生特征频率分量的结论。其次，通过对转子单相电流进行特殊的相... 详细信息

为实现双馈异步电机定子绕组匝间短路的早期故障诊断，提出一种基于转子电流特征频率分量的故障诊断方法。首先，通过分析故障后电机的电磁特性，得到故障后转子电流中会产生特征频率分量的结论。其次，通过对转子单相电流进行特殊的相移构造出三相电流，并对该组电流进行d-q变换，利用理论推导证明d-q变换后的直流分量幅值能够反映特征谐波的大小，并将直流分量作为故障特征量进行双馈异步电机匝间短路故障的诊断。最后，依据有限元法建立了故障前后电机的仿真模型，对不同工况下故障特征量的变化进行研究。结果表明：基于d-q理论提取出的故障特征量与定子绕组的短路匝数呈正相关，且在转速变化和电压不平衡时也可有效诊断出匝间短路故障；通过设置合理的故障阈值可实现对双馈异步电机定子绕组匝间短路故障的精确辨识。研究结果为电机绕组匝间短路故障诊断提供了新的思路和方法。

关键词：双馈异步电机定子绕组匝间短路故障诊断 d-q变换理论

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一种面向结构沉降的改进型FBG传感器

光通信技术 2024年

作者：唐杰邵国霞西南交通大学土木工程学院河南工业职业技术学院建筑工程学院

为了提高FBG型沉降传感器的灵敏度，降低在沉降过程中由于倾斜与温漂所造成的测量偏差，设计了一种改进型FBG传感器。计算了差分比例后的信噪比，改进了FBG传感器的结构尺寸，仿真了其应力分布场，得到了其应变响应量为5.2×10-5ε/N。... 详细信息

为了提高FBG型沉降传感器的灵敏度，降低在沉降过程中由于倾斜与温漂所造成的测量偏差，设计了一种改进型FBG传感器。计算了差分比例后的信噪比，改进了FBG传感器的结构尺寸，仿真了其应力分布场，得到了其应变响应量为5.2×10-5ε/N。实验测试了在0-50mm范围内波长偏移量与沉降量成线性关系，其偏差均值优于0.69mm，其灵敏度均值为107.45pm/mm。改进型FBG传感器的测试结果波动均低于1.0%，明显优于传统单FBG结构，验证其具有更好的抗干扰能力。

关键词：沉降检测 FBG 差分比值计算倾斜干扰温漂干扰

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基于机器学习的高职生学习绩效影响因素研究

中国职业技术教育 2024年第14期 54-63页

作者：刘笑言刘创周建军杨进成都工业职业技术学院成都工业职业技术学院财经商贸学院

学习绩效是衡量高职教学质量的重要指标。以混合学习模式下的高职生为研究对象,基于“学习预备—学习过程—学习结果”的3P分析框架,收集学生个体特征、学习行为和阶段性学习结果数据,对比多种机器预测模型,结合聚类分析探究高职生学习... 详细信息

学习绩效是衡量高职教学质量的重要指标。以混合学习模式下的高职生为研究对象,基于“学习预备—学习过程—学习结果”的3P分析框架,收集学生个体特征、学习行为和阶段性学习结果数据,对比多种机器预测模型,结合聚类分析探究高职生学习绩效的影响因素。结果发现:高职生学习绩效影响程度排序为学习行为特征>阶段性学习结果特征>学生个体特征,课外学习行为>课内学习行为,学习次数>学习时长,小阶段学习结果>大阶段学习结果;群体特征呈现优秀学生学习时间投入多但学习效率不理想,普通学生技能和素养不强的特征。基于此,从教学对象、教学资源、教学过程和教学评价四方面提出干预,以提高学习绩效。

关键词：职业教育高职生机器学习学习绩效学习行为