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大吨位高强高导铜材料的连续化绿色生产

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 19-30页

作者：王亚平王学亮仝毅刚单历元南福东张兆瑞魏帆李小阳杨博黄婧王婷婷西安交通大学物理学院西安710049 西安交通大学教育部物质非平衡合成与调控重点实验室西安710049 西安陕煤启远科技有限公司西安710100 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 浙江大学浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室杭州310027

系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、... 详细信息

系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、高导热的铜基材料成份和显微组织设计提供了理论基础,并在材料学科权威期刊发表相关论文20余篇。发展出高强高导铜的大吨位、连续化、绿色制造技术,实现了全真空大吨位铬锆铜材料的规模生产,具有工艺简单、流程短,所制备的材料结构全致密、显微组织无偏析、性能均匀一致等优点。高强高导铜材料生产项目技术评估价为1500万元,采用混合实施模式(支付西安交通大学300万元现金,发明人技术入股1200万元),与陕煤集团合作成立了发明人技术入股、骨干团队现金参股的混合所有制企业。建成了一期千吨量级生产线,产品在多个国家龙头企业获得规模应用,并即将建设万吨量级生产线,对于国家高铁、芯片、发动机等多个领域关键材料的升级换代具有重要意义。

关键词：高强高导铜强化机制绿色生产技术转化

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多自由度机器人自适应滑模迭代学习跟踪控制

控制与决策 2024年第6期39卷 1819-1828页

作者：张程琳桑文闯孙宁邱泽昊吴庆祥方勇纯中国飞机强度研究所西安710065 南开大学人工智能学院天津300350 南开大学深圳研究院智能技术与机器人系统研究院广东深圳518083

机械臂可代替人工完成繁重工作、降低生产风险、提高生产效率,被广泛应用于制造业和生产业中.工业生产的高质量需求对机械臂的操作精度提出了较高要求,考虑有色金属工厂中铸锭打磨的应用场景,该任务的作业轨迹均具有较强重复性.此外,实... 详细信息

机械臂可代替人工完成繁重工作、降低生产风险、提高生产效率,被广泛应用于制造业和生产业中.工业生产的高质量需求对机械臂的操作精度提出了较高要求,考虑有色金属工厂中铸锭打磨的应用场景,该任务的作业轨迹均具有较强重复性.此外,实际应用环境复杂,存在如环境干扰及系统参数变化等多种不确定性,固定的控制参数难以保证系统持续稳定运行.基于上述考虑,针对多自由度机械臂系统,设计一种自适应滑模迭代学习跟踪控制方法,控制器包含参数自整定的比例-微分项、基于滑模的符号函数项和上一次迭代的控制输入,其中PD项的控制参数通过模糊逻辑系统实时调整,在保证控制系统正常运行的情况下提高系统的鲁棒性.同时,在理论上证明迭代域闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.最后通过仿真验证所提出控制方法的有效性和鲁棒性.

关键词：多自由度机械臂迭代学习控制滑模控制模糊自适应控制参数自整定轨迹跟踪控制

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多机协同智能发展战略研究

中国工程科学 2024年第1期26卷 101-116页

作者：薛建儒房建武吴俊庞善民郑南宁西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049 人机混合增强智能全国重点实验室西安710049 浙江大学控制科学与工程学院杭州310027 西安交通大学软件学院西安710049

多个自主智能系统通过信息、行为交互构成的多机协同智能,代表着未来智能系统的必然发展趋势,是我国新一代人工智能规划部署的主攻方向,也是支撑国防、社会安全的核心技术和推动制造业由大到强的必由之路。开展突破多机协同智能技术发... 详细信息

多个自主智能系统通过信息、行为交互构成的多机协同智能,代表着未来智能系统的必然发展趋势,是我国新一代人工智能规划部署的主攻方向,也是支撑国防、社会安全的核心技术和推动制造业由大到强的必由之路。开展突破多机协同智能技术发展研究,对于推动我国军事智能、智能产业高质量发展、加快工业转型升级具有重要意义。本文基于多机协同智能系统当前面临的难以适应复杂任务这一挑战,从基础理论和核心关键技术两个层面出发,系统地梳理了多机协同智能的研究现状,分析了制约基础理论与关键技术发展的主要瓶颈性问题,并以多机协同智能制造为典型应用,剖析理论与技术发展中存在的问题。研究认为,多机协同智能将朝着人机群组智能的方向发展,为抢占发展先机,需及早布局人机群组智能的基础理论探索,加速核心技术突破,并加快应用示范。

关键词：多机协同智能集群智能人机群组智能多机协同制造全域感知

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软体机器人建模与控制技术研究进展

机器人 2024年第2期46卷 234-256页

作者：梅栋赵鑫唐刚强赵春李博骆敏舟王延杰河海大学机电工程学院江苏常州213022 河海大学江苏省特种机器人技术重点实验室江苏常州213022 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室陕西西安710049

由于软体机器人具有超高冗余、大变形以及非线性等特点,如何精准控制软体机器人实现预期目标的抓取和操作,一直以来都是研究人员广泛关注的问题。本文根据是否建立机器人数学模型、是否采用传感器反馈以及采用何种控制算法将现有软体机... 详细信息

由于软体机器人具有超高冗余、大变形以及非线性等特点,如何精准控制软体机器人实现预期目标的抓取和操作,一直以来都是研究人员广泛关注的问题。本文根据是否建立机器人数学模型、是否采用传感器反馈以及采用何种控制算法将现有软体机器人控制技术划分为基于模型的控制与无模型控制、开环控制与闭环控制、经典控制与智能控制3个类别,分别阐述软体机器人在建模、反馈以及控制算法方面的研究现状并进行归纳总结。最后,讨论了软体机器人控制技术面临的问题和挑战,并对未来软体机器人控制技术的发展进行了展望。

关键词：软体机器人控制技术数学模型传感器反馈控制算法

面向航空复杂零件智能工艺规划的孪生工艺模型构建与应用研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 32-43页

作者：张超周光辉李晶晶魏智博秦天宇西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054

针对航空制造企业以人工经验为主的试错型工艺规划方式及工艺设计与加工过程缺乏协同导致的航空复杂零件工艺方案设置不合理、加工过程调整不及时、几何精度与物理性能指标调控难等问题,通过引入数字孪生技术,构建面向航空复杂零件智能... 详细信息

针对航空制造企业以人工经验为主的试错型工艺规划方式及工艺设计与加工过程缺乏协同导致的航空复杂零件工艺方案设置不合理、加工过程调整不及时、几何精度与物理性能指标调控难等问题,通过引入数字孪生技术,构建面向航空复杂零件智能工艺规划的新型孪生工艺模型及其参考框架。据此,从实测数据、质量信息和工艺知识融合的角度,提出孪生工艺模型数据空间、虚拟空间和知识空间的构建方法,明晰加工过程几何误差与物理性能指标使能的孪生工艺模型多维空间协同演进机制,实现工艺设计与加工过程的联动优化。进一步以航空薄壁件为例,实现孪生工艺模型的原型开发,并探索孪生工艺模型的典型应用场景,为航空制造企业革新工艺规划方式、实现工艺设计与加工过程的联动优化提供支撑。

关键词：数字孪生智能工艺规划孪生工艺模型质量调控航空复杂零件智能决策

基于改进DETR的机器人铆接缺陷检测方法研究

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1690-1700页

作者：李宗刚宋秋凡杜亚江陈引娟兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学机器人研究所甘肃兰州730070

铆接作为铁道车辆结构件的主要连接方式,合格的铆接质量是车辆安全稳定运行的重要保证。针对现有铆接缺陷检测方法存在检测精度低、检测点位少、检测智能化水平不高等问题,提出一种基于改进DETR的机器人铆接缺陷检测方法。首先,搭建铆... 详细信息

铆接作为铁道车辆结构件的主要连接方式,合格的铆接质量是车辆安全稳定运行的重要保证。针对现有铆接缺陷检测方法存在检测精度低、检测点位少、检测智能化水平不高等问题,提出一种基于改进DETR的机器人铆接缺陷检测方法。首先,搭建铆接缺陷检测系统,依次采集工件尺寸大、铆钉尺寸小工况下的铆接缺陷图像。其次,为了增强DETR模型在小目标中的图像特征提取能力和检测性能,以EfficientNet作为DETR中的主干特征提取网络,并将3-D权重注意力机制SimAM引入EfficientNet网络,从而有效保留图像特征层的镦头形态信息和铆点区域的空间信息。然后,在颈部网络中引入加权双向特征金字塔模块,以EfficientNet网络的输出作为特征融合模块的输入对各尺度特征信息进行聚合,增大不同铆接缺陷的类间差异。最后,利用Smooth L1和DIoU的线性组合改进原模型预测网络的回归损失函数,提高模型的检测精度和收敛速度。结果表明,改进模型表现出较高的检测性能,对于铆接缺陷的平均检测精度mAP为97.12%,检测速度FPS为25.4帧/s,与Faster RCNN、YOLOX等其他主流检测模型相比,在检测精度和检测速度方面均具有较大优势。研究结果能够满足实际工况中大型铆接件的小尺寸铆钉铆接缺陷实时在线检测的需求,为视觉检测技术在铆接工艺中的应用提供一定的参考价值。

关键词：铆接缺陷检测 DETR EfficientNet 3-D注意力机制多尺度加权特征融合

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忆阻神经网络自适应滑模控制及其应用

红外与激光工程 2024年第6期53卷 194-201页

作者：林俤吴易明杨森张垠赵铭姝仝人智能科技(西安)有限公司西安交大-仝人智能系统科学与智能器件物理联合研究所陕西西安710115 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 西安交通大学物理学院陕西西安710115

光电吊舱系统中存在各种扰动和未建模动态,常规控制算法难以适应复杂情况。采用神经网络实现模型未知部分的自适应估计,结合滑模变结构控制,可以有效提升控制精度,但在控制初始阶段,神经网络估计没有收敛到实际模型时,滑模控制存在抖振... 详细信息

光电吊舱系统中存在各种扰动和未建模动态,常规控制算法难以适应复杂情况。采用神经网络实现模型未知部分的自适应估计,结合滑模变结构控制,可以有效提升控制精度,但在控制初始阶段,神经网络估计没有收敛到实际模型时,滑模控制存在抖振现象。因此,提出了基于忆阻器神经网络自适应滑模控制算法,采用神经网络可以逼近未建模态,提升控制精度,而忆阻器神经网络来保存权值参数,可以减小神经网络收敛时间。在控制的初始段,改进自适应增益来减小由于神经网络估计误差带来的抖振现象,仿真与实验结果表明,采用忆阻神经网络及改进的自适应增益算法,初始抖振显现得到了很好的控制,算法收敛时间减小为常规滑模控制算法的1/2,稳态控制精度较常规滑模变结构控制算法提升了59.18%。

关键词：滑模变结构控制忆阻器神经网络光电吊舱

基于事件相机的敏感生物信息隐私保护研究进展

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中国工程科学 2024年第1期26卷 202-215页

作者：沈艳晴董鹏飞张恙菁陈仕韬郑南宁人机混合增强智能全国重点实验室西安710049 视觉信息与应用国家工程研究中心西安710049 西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

进入大数据时代后,互联网应用和信息服务全面普及,大量的个人敏感生物信息被收集整理,导致隐私泄露风险增加;事件相机作为新型的生物启发式传感器,具有低延迟、高动态、无纹理等特性,可为解决数据端隐私保护问题提供全新的技术途径,也... 详细信息

进入大数据时代后,互联网应用和信息服务全面普及,大量的个人敏感生物信息被收集整理,导致隐私泄露风险增加;事件相机作为新型的生物启发式传感器,具有低延迟、高动态、无纹理等特性,可为解决数据端隐私保护问题提供全新的技术途径,也因其光敏工作原理而适用于家庭监控等私人场景。本文从大数据时代的隐私泄露问题、事件相机在隐私保护中的优势两方面,深入分析了事件相机用于隐私保护的研究背景;系统梳理了基于人脸模板的隐私保护、基于去识别的隐私保护、基于点云混沌加密的隐私保护等传统的敏感生物信息隐私保护方法,包括行人重识别、手势识别、面部分析在内的面向隐私保护的事件感知方法以及两大类方法的研究进展。进一步总结了强度图像重建、图像修复、视频重建等基于事件流的图像重建与修复新进展,完成了基于6种算法的图像重建及其结果分析,证明已有重建算法对纹理信息的恢复能力有限,反向验证了基于事件相机的隐私保护技术可行性。针对事件相机未来的规模化应用,提出了降低硬件成本、改进算法网络、从市场角度推动等发展建议,以期为事件相机的隐私保护深化应用提供基础参考。

关键词：智能系统事件相机隐私保护敏感生物信息

《人工智能本科专业知识体系与课程设置》新旧之序

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智能科学与技术学报 2024年第1期6卷 2-4页

作者：郑南宁中国工程院西安交通大学西安交通大学人工智能与机器人研究所中国自动化学会国际模式识别协会(IAPR)理事会

《人工智能本科专业知识体系与课程设置》(第2版)(如图1所示)之序探讨的主要观点是“知识的变与不变”,其第1版(如图2所示)之序探讨的主要观点是“教育也是一种创造”。一、知识的变与不变时间过得真快,仿佛一转身,五年就已过去。

关键词：专业知识体系人工智能课程设置变与不变本科知识