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不同润滑介质下气体静压轴承气锤自激振动研究

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振动与冲击 2023年第4期42卷 185-193,203页

作者：安磊王伟龚维纬电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

为研究不同润滑介质对气体静压轴承气锤自激振动的影响,耦合时变的气膜流场控制方程、流量平衡方程和转子受力方程建立了轴承系统的单自由度气锤振动模型。利用有限差分法数值求解模型,得出气膜振动速度瞬态响应曲线用来判定轴承稳定性... 详细信息

为研究不同润滑介质对气体静压轴承气锤自激振动的影响,耦合时变的气膜流场控制方程、流量平衡方程和转子受力方程建立了轴承系统的单自由度气锤振动模型。利用有限差分法数值求解模型,得出气膜振动速度瞬态响应曲线用来判定轴承稳定性,并通过试验验证了模型的可靠性和程序的有效性。计算结果表明:使用氙气可以有效降低气锤自激振动的发生;对于氙气和空气的混合气体,随着氙气体积比的增大,气膜振动速度曲线衰减趋势加强轴承稳定性提高,轴承支撑力增大,且供气压力越高支撑力增大幅度越大;当氙气体积比从0增大到0.6时,轴承支撑力快速增大,临界供气压力也持续提高,当氙气体积比超过0.6后,轴承支撑力和临界供气压力增长缓慢,结合成本考虑,氙气体积比为0.6可作为最佳体积比。该研究为气体静压轴承气锤自激振动的抑制提供了新思路。

关键词：润滑介质气体静压轴承气锤自激振动混合气体支撑力

基于改进卷积生成对抗网络的少样本轴承智能诊断方法

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中国机械工程 2022年第19期33卷 2347-2355页

作者：郭伟邢晓松电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

轴承样本较少会使模型学习不充分,导致诊断准确性不高。为解决这一问题,构建了一种改进的卷积生成对抗网络,借助生成对抗网络的数据生成能力和改进深层卷积网络的特征提取能力,提高复杂工况下少样本轴承故障诊断准确性。首先,构建了一... 详细信息

轴承样本较少会使模型学习不充分,导致诊断准确性不高。为解决这一问题,构建了一种改进的卷积生成对抗网络,借助生成对抗网络的数据生成能力和改进深层卷积网络的特征提取能力,提高复杂工况下少样本轴承故障诊断准确性。首先,构建了一种深度卷积对抗生成网络,通过生成器和判别器的对抗学习挖掘真实数据的深层特征,用以生成相似的模拟数据,以弥补少样本的不足;其次,将密集块与扩容卷积引入卷积神经网络中,从深度和广度两个方面提升网络的学习能力,挖掘多类别数据中细微差距,增强复杂数据的故障特征提取性能;最后,采用定工况和变转速两种少样本轴承数据进行方法验证与对比分析,结果表明新构建的对抗网络在少样本、含噪声等复杂情形下仍然具有较高的诊断准确率。

关键词：生成对抗网络卷积神经网络故障诊断轴承少样本学习

基于改进半监督生成对抗网络的少量标签轴承智能诊断方法

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振动与冲击 2022年第22期41卷 184-192页

作者：邢晓松郭伟电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

轴承在线监测大数据主要是由大量无标签数据和少量有标签数据组成的。已有的智能诊断方法多依赖于大量有标签数据的监督学习。针对此问题,提出一种改进半监督生成对抗网络,利用生成器与分类器的对抗学习增强分类器的辨识能力,提出了增... 详细信息

轴承在线监测大数据主要是由大量无标签数据和少量有标签数据组成的。已有的智能诊断方法多依赖于大量有标签数据的监督学习。针对此问题,提出一种改进半监督生成对抗网络,利用生成器与分类器的对抗学习增强分类器的辨识能力,提出了增强特征匹配算法,借助分类器的深层特征优化网络损失值计算,进而提高网络收敛速度,结合半监督学习使用少量有标签数据进一步提升分类器的学习能力,最终实现对无标签数据的正确归类。使用四组轴承试验数据的迁移学习验证和对比了改进深度网络对不同轴承、工况、故障生成模式、故障程度的辨识能力,结果表明该网络具有更高的分类准确率和更快的收敛速度。

关键词：深度学习迁移学习故障诊断半监督学习无标签数据轴承

选区激光熔化激光能量在TC4粉末中分布特性研究

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西安交通大学学报 2022年第4期56卷 109-118页

作者：黄智贾卫博王颢铭李超梁杰钟岳电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

为了研究粉末分布对选区激光熔化过程中能量吸收的影响,提出具有更高精度的热源模型,通过最速下降和坐标轮换相结合的方法获取粉末颗粒的分布,依据射线追踪原理统计粉末床对激光能量的吸收情况,分析了粉末分布对激光能量吸收的影响,并... 详细信息

为了研究粉末分布对选区激光熔化过程中能量吸收的影响,提出具有更高精度的热源模型,通过最速下降和坐标轮换相结合的方法获取粉末颗粒的分布,依据射线追踪原理统计粉末床对激光能量的吸收情况,分析了粉末分布对激光能量吸收的影响,并按照能量分布特性,提出了考虑粉末影响的新热源模型。结果表明:通过最优化方法构建的粉末模型,避免了物理参数估计的误差,与实验结果仅有4%的误差;能量吸收在深度方向有减弱的趋势,在水平方向近似满足正态分布,由此构建的热源模型应用于熔池预测,熔池宽度误差为6.4%,连接处宽度误差为9.6%。该文提出的基于粉末分布的热源模型更准确地描述了能量的分布,提高了温度场的仿真精度,可对后续更精确的温度场仿真技术研究提供一定的参考。

关键词：选区激光熔化有限元温度场仿真射线追踪热源模型

认知不确定性下高冲突可靠性信息融合方法研究

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机械科学与技术 2024年

作者：夏艳君魏晨竹周雄峰唐樟春电子科技大学机械与电气工程学院

由于侧重点差异、知识经验不同等影响，针对同一问题不同专家极有可能给出冲突的可靠性结论即证据，针对高冲突可靠性信息融合是可靠性工程面临的难点问题。现有研究主要采用改进的D-S证据理论解决高冲突可靠性信息融合问题，该理论认... 详细信息

由于侧重点差异、知识经验不同等影响，针对同一问题不同专家极有可能给出冲突的可靠性结论即证据，针对高冲突可靠性信息融合是可靠性工程面临的难点问题。现有研究主要采用改进的D-S证据理论解决高冲突可靠性信息融合问题，该理论认为不同专家提供的证据具有不同的权威性、重要性和可信性，因此在融合之前需要对证据进行调整，即对不同的证据要根据其权威程度、重要程度及可信程度进行权重赋值；权重赋值需要使用者自身根据实际情况决定。改进的D-S证据理论认为权重为固定值，在实际工程应用中由于人类的认知不确定性，难以给出准确的权重值。本文引入不确定权重，结合改进的D-S理论及区间可能性理论，提出一种认知不确定性下高冲突可靠性信息融合方法，采用区间可能度解决高冲突信息融合问题。最后采用数值算例证明本文方法的可行性。

关键词：可靠性认知不确定性高冲突信息信息融合 D-S证据理论

一种T型三电平并联有源电力滤波器的线性拟合无模型顺序预测控制

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电源学报 2024年

作者：王雪纯龙波电子科技大学机械与电气工程学院

三电平T型并联有源电力滤波器(3LT2SAPF)被广泛应用于改善非线性负载下的电网电能质量，其抑制谐波、补偿无功功率的性能和可靠性受到广泛关注，同时模型预测控制(MPC)能够实现多目标优化。而一旦由于温度变化等原因导致参数不匹配，MP... 详细信息

三电平T型并联有源电力滤波器(3LT2SAPF)被广泛应用于改善非线性负载下的电网电能质量，其抑制谐波、补偿无功功率的性能和可靠性受到广泛关注，同时模型预测控制(MPC)能够实现多目标优化。而一旦由于温度变化等原因导致参数不匹配，MPC系统的输出性能将严重恶化，甚至可能危及系统稳定性。此外，当电路关系未知，无法建立预测模型，MPC控制器不再适用。为了解决这些问题并增强系统鲁棒性，提出了一种线性拟合无模型顺序预测控制方法。首先分析了电流预测的线性拟合方法原理，其次建立了用于谐波电流跟踪的每个开关矢量的电流误差矩阵，最后设计了NP电压和直流母线电压的成本函数。在不同场景下的大量实验验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：无模型预测控制有源电力滤波器中点电压平衡顺序控制

耦合临界平面-临界距离理论的缺口结构疲劳寿命预测

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机械强度 2023年第2期45卷 454-461页

作者：廖鼎朱顺鹏高杰维牛晓鹏何金超电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

工程中,为满足各种功能性需求,几何不连续特征广泛存在;同时,受疲劳影响的结构在服役时大都承受复杂多轴载荷作用。因而,亟需精确的缺口结构多轴疲劳寿命预测模型为结构抗疲劳设计及安全使役保障提供理论支撑。通过将临界平面法中经典的... 详细信息

工程中,为满足各种功能性需求,几何不连续特征广泛存在;同时,受疲劳影响的结构在服役时大都承受复杂多轴载荷作用。因而,亟需精确的缺口结构多轴疲劳寿命预测模型为结构抗疲劳设计及安全使役保障提供理论支撑。通过将临界平面法中经典的Fatemi-Socie模型与临界距离理论结合,提出了一种多轴载荷作用下缺口结构疲劳寿命预测方法,并以TC4轴肩试件疲劳试验数据验证了其有效性。结果显示,该方法可克服直接基于危险点应力应变数据预测寿命时的保守估计问题,预测值与真实值误差在2倍以内。最后,将该方法应用于某压气机盘疲劳寿命预测。

关键词：疲劳缺口压气机盘临界平面临界距离寿命预测

融合能耗指标与安全因子的移动医疗机器人通用路径规划

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计算机集成制造系统 2023年第3期29卷 964-973页

作者：刘靖何俐萍王有元梁浩峰电子科技大学机械与电气工程学院四川成都611731

考虑在突发重大公共卫生事件期间存在的医疗物资搬运工作强度大、交叉传播风险高等问题,提出一种节能、安全且通用的移动医疗机器人无碰撞路径规划方法。首先,通过建立某方舱医院栅格地图环境模型,表征机器人自主移动过程的能量消耗指标... 详细信息

考虑在突发重大公共卫生事件期间存在的医疗物资搬运工作强度大、交叉传播风险高等问题,提出一种节能、安全且通用的移动医疗机器人无碰撞路径规划方法。首先,通过建立某方舱医院栅格地图环境模型,表征机器人自主移动过程的能量消耗指标,改进A*算法原始搜索方向,构建了一种计及能量因素的邻接矩阵优化策略。然后提出一种邻接矩阵权值算子,融合权值算子和安全避障惩罚因子到A*算法的估价函数中。同时,提出一种基于三次连续贝塞尔曲线的路径平滑方法,用于方舱医院栅格地图中生成曲率连续的平滑路径。仿真结果验证了所提方法的适用性,相较于传统路径规划方法,该方法具备节能性、安全性和平滑性特征,有效降低了医疗运输成本。

关键词：移动医疗机器人节能路径规划改进A*算法邻接矩阵安全惩罚因子

基于最大信息熵的长寿命产品可靠度置信区间Bootstrap估计方法

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系统工程与电子技术 2023年第6期45卷 1880-1892页

作者：何燕秋王有元何俐萍电子科技大学机械与电气工程学院四川成都611731

针对当前无失效数据可靠性评估方法估计精度低,难以同时得到参数的点估计和置信区间估计且难以避免结果不一致的问题,考虑无失效数据的情况,提出了一种基于最大信息熵和模拟退火算法并结合参数Bootstrap法的可靠度点估计和置信区间估计... 详细信息

针对当前无失效数据可靠性评估方法估计精度低,难以同时得到参数的点估计和置信区间估计且难以避免结果不一致的问题,考虑无失效数据的情况,提出了一种基于最大信息熵和模拟退火算法并结合参数Bootstrap法的可靠度点估计和置信区间估计方法。首先考虑威布尔分布的失效概率次序特性,在Bayes理论下通过失效概率的取值范围和最大化先验分布的信息熵构建超参数优化模型;然后,采用模拟退火算法求解优化模型避免陷入局部最优解;再利用加权最小二乘法得到可靠度的点估计;最后,以参数Bootstrap法实现新样本的重新抽取,进而得到可靠度的置信区间估计。通过仿真算例与谐波减速器无失效数据实际算例,验证了所提方法不仅能够提高可靠度点估计和区间估计的精度,还能够提高评估结果的可信度。

关键词：可靠性评估无失效数据 Bayes理论最大信息熵参数Bootstrap法