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基于ANFIS-IPD的飞行模拟器座椅舒适度评价模型

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机械设计 2024年第1期41卷 204-210页

作者：陈国强申正义杨宇驰李腾涂伟龙燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学艺术与设计学院河北秦皇岛066004

为提升现有飞行模拟器座椅舒适度,减轻驾驶员长时间训练的疲劳感,基于自适应神经模糊推理系统(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System,ANFIS)和理想压力分布(Ideal Pressure Distribution,IPD)构建一种飞行模拟器座椅舒适度评... 详细信息

为提升现有飞行模拟器座椅舒适度,减轻驾驶员长时间训练的疲劳感,基于自适应神经模糊推理系统(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System,ANFIS)和理想压力分布(Ideal Pressure Distribution,IPD)构建一种飞行模拟器座椅舒适度评价模型。通过座椅压力分布采集系统获取压力分布数据,采用IPD将所得数据归一化作为模型输入数据,同时收集受试人员主观评分作为模型输出数据。采用非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Splines,NURBS)对座椅进行改进设计,将处理后的试验数据通过ANFIS工具训练模型进行验证,并用评价模型评估设计方案及优越性。结果表明:该评价模型对飞行模拟器座椅舒适度有较好的预测能力,为提升飞行模拟器座椅舒适度提供指导和参考。

关键词：产品设计 ANFIS IPD 飞行模拟器座椅舒适度评价

时空多尺度关联特征融合的二维卷积网络细粒度动作识别模型

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高技术通讯 2024年第6期34卷 590-601页

作者：胡正平王昕宇董佳伟赵艳霜刘洋燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室秦皇岛066004

针对传统二维(2D)卷积网络提取时空特征尺度单一以及对细粒度动作数据集中帧与帧之间的远程时间关联信息利用不足的问题,本文提出时空多尺度关联特征融合的2D卷积网络细粒度动作识别模型。首先,为建模视频多尺度空间关联以加强对细粒度... 详细信息

针对传统二维(2D)卷积网络提取时空特征尺度单一以及对细粒度动作数据集中帧与帧之间的远程时间关联信息利用不足的问题,本文提出时空多尺度关联特征融合的2D卷积网络细粒度动作识别模型。首先,为建模视频多尺度空间关联以加强对细粒度视频数据的空间表征能力,模型使用多尺度“特征压缩、特征激发”方式,使网络所提取空间特征更加丰富有效。然后,为充分利用细粒度视频数据时间维度上的运动信息,本文引入时间窗口自注意力机制,利用自注意力机制强大的远程依赖建模能力同时只在时间维度上进行自注意力操作,以较低计算成本建模远程时间依赖关系。最后,考虑到所提取时空特征对不同类型动作分类的贡献不均等,本文引入自适应特征融合模块,为特征动态赋予不同权重实现自适应特征融合。模型在2个细粒度动作识别数据集Diving48和Something-somethingV1上识别准确率分别达到86.0%和46.9%,分别使原始主干网络识别准确率提升3.8%和1.3%。实验结果表明,在只使用视频帧信息作为输入的情况下,本模型达到与现有基于Transformer和三维卷积神经网络(3D CNN)算法相当的识别准确率。

关键词：细粒度动作识别多尺度时空关联特征远程依赖建模自注意力机制

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融合多策略改进的自适应狮群优化算法

北京邮电大学学报 2024年第1期47卷 85-93页

作者：刘苗苗张玉莹郭景峰陈晶东北石油大学计算机与信息技术学院大庆163318 燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004

针对狮群优化算法种群差异性低、收敛速度慢、易陷入局部极值的问题,提出融合多策略改进的自适应狮群算法。引入自适应参数改进Tent混沌映射用于种群初始化,保证随机分布的同时提高多样性和均匀遍历性;基于差分进化机制引入母狮位置更... 详细信息

针对狮群优化算法种群差异性低、收敛速度慢、易陷入局部极值的问题,提出融合多策略改进的自适应狮群算法。引入自适应参数改进Tent混沌映射用于种群初始化,保证随机分布的同时提高多样性和均匀遍历性;基于差分进化机制引入母狮位置更新扰动因子,增强算法跳出局部最优的能力;融合二阶范数与信息熵形成步长扰动因子,通过自适应参数动态调整幼狮不同行为方式的选择概率,从而抑制算法早熟收敛;基于自适应Tent混沌搜索策略,通过局部最优解的多个邻域点改善适应度较差的个体,进一步提升算法的寻优速度和精度。在16个多类型的标准测试函数上,与多种智能算法的对比验证了所提算法良好的优化性能。为进一步评估所提算法的有效性,将其用于反向传播神经网络初始权重和阈值的优化,2个标准数据集上的实验结果表明,相比于其他算法,所提算法具有更高的分类精度。

关键词：狮群优化算法多策略 Tent混沌映射差分进化信息熵自适应混沌搜索

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基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制

高技术通讯 2024年第5期34卷 515-524页

作者：刘梅桢王立新刘福才燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心秦皇岛066004 燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后... 详细信息

针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后结合电液伺服系统状态空间模型分别设计理想参考模型和扰动观测器,实现参考模型输出可以精确跟踪给定输入信号和对系统总扰动的观测;最后设计控制律实现对总扰动的有效补偿和实际系统的输出对参考模型输出的精确跟踪。仿真与实验结果表明,基于参考模型的扰动观测器在电液伺服位置跟踪控制方面相比比例积分微分(PID)控制,可以有效地提高系统控制精度并减小系统动态控制误差,实现对给定输入信号准确的跟踪。

关键词：电液伺服系统跟踪控制扰动观测器参考模型

迷宫式新型流道对质子交换膜燃料电池的性能优化

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科学技术与工程 2024年第8期24卷 3229-3235页

作者：李楠张瑾辉徐瑞阳燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066000

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)具有广泛的应用前景。为了提升流道构型对于质子交换膜燃料电池的综合性能,通过建立一种三维单相、等温的圆形交错迷宫式流道质子交换膜燃料电池模型,分析新型流道对质子... 详细信息

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)具有广泛的应用前景。为了提升流道构型对于质子交换膜燃料电池的综合性能,通过建立一种三维单相、等温的圆形交错迷宫式流道质子交换膜燃料电池模型,分析新型流道对质子交换膜燃料电池的输出性能、阴极氧和水浓度分布及阴极进气流速的影响。结果表明,圆形交错式流道相较于矩形交错式流道和蛇形流道电流密度提升25%和143%,也可以明显的改善流道内反应物和产物的分布和输运。阴极进气流速的增加可以提升电池的性能,但也会带来其他额外的损耗。可见,圆形交错式流道可以有效提升输出性能,改善氧和水的分布。

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 仿生流道圆形交错式流道电流密度

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涂料干燥成膜过程及开裂机理综述

科学技术与工程 2024年第9期24卷 3499-3510页

作者：李徐佳任国奇李贵敬刘华许宏鹏王波燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066000

涂料干燥是重要的工业过程,但其过程受温度、湿厚、基材与涂层性质等因素的影响且薄膜开裂机理复杂,涉及多学科的交叉融合,因此有必要研究涂料干燥成膜过程、薄膜开裂机理及抑制开裂的措施。总结分析了自20世纪50年代以来关于涂料干燥... 详细信息

涂料干燥是重要的工业过程,但其过程受温度、湿厚、基材与涂层性质等因素的影响且薄膜开裂机理复杂,涉及多学科的交叉融合,因此有必要研究涂料干燥成膜过程、薄膜开裂机理及抑制开裂的措施。总结分析了自20世纪50年代以来关于涂料干燥成膜及开裂的相关文献。阐述了涂料在垂直、横向、混合干燥模式下的干燥成膜过程;探究了涂层的开裂机理,总结了临界无裂纹内应力、临界无裂纹膜厚的计算方法;分析了影响薄膜开裂的因素,包括干燥环境的温度、涂层湿厚、基材性质、溶液性质;探索了单条裂纹的形态特性、裂纹的分布规律;探明了裂纹的种类,从4个方面对抑制开裂的方法进行了分析。

关键词：涂料干燥膜开裂蒸发

基于BA-MKELM的微电网故障识别与定位

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计量学报 2024年第2期45卷 253-260页

作者：吴忠强卢雪琴燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

提出一种基于贝叶斯算法优化多核极限学习机的微电网故障识别和定位方法。针对极限学习机输入参数和隐含层节点数随机选取导致回归能力不足的问题,引入核函数,将多项式与高斯径向基核函数加权组合构成多核极限学习机建立故障识别与定位... 详细信息

提出一种基于贝叶斯算法优化多核极限学习机的微电网故障识别和定位方法。针对极限学习机输入参数和隐含层节点数随机选取导致回归能力不足的问题,引入核函数,将多项式与高斯径向基核函数加权组合构成多核极限学习机建立故障识别与定位模型,并采用贝叶斯算法对多核极限学习机相关参数进行优化,进一步提高模型的逼近能力。为了验证所提模型的故障识别与定位性能,选用极限学习机和多核极限学习机分别建立故障诊断模型进行比较分析。实验结果表明,所提方法能够高性能地识别和定位微电网中任何类型的故障,识别和定位精度更高。

关键词：电学计量微电网线路故障识别和定位贝叶斯算法多核极限学习机小波包分解

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同面阵列电容传感器输出信号质量评估研究

计量学报 2024年第6期45卷 915-921页

作者：李瑞航张玉燕温银堂潘钊李泓漾燕山大学测量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004

通过有限元仿真和实验系统评估了3×4阵列电极同面电容传感器电极对输出信号质量。结果表明,减少电极间距和增加接触边缘长度有利于提高电极对输出信号质量。提出了一种评估同面电容传感器输出信号质量的指标——电极利用率。对不同独... 详细信息

通过有限元仿真和实验系统评估了3×4阵列电极同面电容传感器电极对输出信号质量。结果表明,减少电极间距和增加接触边缘长度有利于提高电极对输出信号质量。提出了一种评估同面电容传感器输出信号质量的指标——电极利用率。对不同独立电极数量电极利用率的输出信号质量进行了评估。结果表明,增加独立电极数量只能在一定程度上增加有效输出信息,且引入大量噪声。随着独立电极数量增加,电极利用率下降,解释了独立电极数量增加输出信号质量反而下降的原因。图像重建结果与电极利用率分析结论一致。实验和仿真结果验证了电极利用率评估多电极同面电容传感器输出信号质量的有效性。该方法和结论可为同面电容传感器阵列电极设计和输出信号处理提供参考。

关键词：电容层析成像同面阵列电容检测同面电容传感器信号质量评估电极利用率

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摆轮活齿传动系统的几何参数约束研究

中国机械工程 2024年第10期35卷 1722-1731,1739页

作者：卫锐金贺荣杨泽宇陈涛宜亚丽燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004

针对传统摆动活齿传动存在的尺寸链长、关键构件结构薄弱等问题,提出了一种摆轮活齿传动构型及其齿形设计方法和参数选取策略。将摆轮活齿传动机构进行等效化处理,采用拓扑分析构建等效连杆矢量传递模型,基于共轭啮合原理推导出激波器... 详细信息

针对传统摆动活齿传动存在的尺寸链长、关键构件结构薄弱等问题,提出了一种摆轮活齿传动构型及其齿形设计方法和参数选取策略。将摆轮活齿传动机构进行等效化处理,采用拓扑分析构建等效连杆矢量传递模型,基于共轭啮合原理推导出激波器和中心轮共轭齿廓矢量方程,以避免运动干涉、齿廓顶切为约束条件,将传动压力角作为评判依据,制定摆幅系数及激波器基圆半径参数选取策略,并依据优选参数和两组对比参数分别进行齿形设计与性能分析。研究结果表明:设计的摆轮活齿齿形连续、运转无卡顿;相比于两组对比参数,采用优选参数的摆轮活齿在相同负载工况下激波器活齿啮合力峰值分别降低37.09%和28.28%,验证了设计策略的有效性。研究成果可为摆轮活齿齿形设计及参数选取提供理论参考。

关键词：摆轮活齿等效机构齿廓方程传力性能参数约束

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