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一种基于DTW-DP-GMM的工业机器人轨迹学习策略

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 68-80页

作者：肖洒陈旭阳叶锦华吴海彬福州大学机械工程及自动化学院福州350108 福建省特种智能装备安全与测控重点实验室福州350108

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法... 详细信息

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法.首先,针对示教过程中采集的多条轨迹在时间长度上存在差异的问题,采用DTW算法来统一示教轨迹在时域上的变化.其次,使用GMM算法对示教轨迹的特征进行提取,并利用高斯混合回归(GMR)算法将其重构为复现轨迹.在这个过程中采用DP算法来预估GMM算法的关键参数高斯分布的数量,与传统方法相比,能够简单直观地得到相对准确的参数值.利用DP算法对复现轨迹的数据点进行稀疏化并优化,不仅确保了机器人最终运动轨迹的精度,而且大幅减少了最终轨迹数据点的数量.最后,进行了不同形状的模拟焊接轨迹学习规划实验.结果表明:经由DTW对齐后的示教轨迹具有更加明显的运动特征,经过GMM-GMR学习输出的复现轨迹具有良好的表征结果;在使用GMM-GMR算法学习示教轨迹的过程中,采用DP算法可以有效预估高斯分布个数;经过DP算法稀疏化并优化的最终轨迹的平均位置误差均在0.500 mm以内,其最大误差可以控制在0.800 mm以内,可以满足焊接轨迹规划的精度要求,验证了该策略的有效性和优越性.

关键词：工业机器人示教编程高斯混合模型道格拉斯-普克算法动态时间规整轨迹复现

经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质网络可塑性的影响

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1108-1117页

作者：张帅李子春徐亦豪谢晓峰郭忠圣赵清扬省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401 天津市生物电工与智能健康重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的... 详细信息

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的影响。方法:①动物实验:将24只C57小鼠平均且随机分为4组,对照组(接受伪刺激)、刺激6.35 W/cm^(2)组(接受0.3 T、6.35 W/cm^(2)的耦合刺激)、刺激17.36 W/cm^(2)组(接受0.3 T、17.36 W/cm^(2)组的耦合刺激)和刺激56.25 W/cm^(2)组(接受0.3 T、56.25 W/cm2的耦合刺激),记录小鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号和行为学正确率。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激小鼠前额叶皮质神经网络模型,分别比较不同刺激强度下神经网络结构连接特性。结果与结论:①经颅磁声电刺激能够有效缩短小鼠行为学习时间,工作记忆能力得到改善(P实验准确度没有明显差异(P>0.1)。分析小鼠前额叶局部场电位信号发现经颅磁声电刺激促进了β节律与γ节律能量增强;而随刺激强度升高,β节律与γ节律出现了非同步性下降;通过β-γ相位幅值耦合发现,刺激增强了神经网络适应新的信息和任务要求的能力变化。②建模仿真发现,刺激使得神经网络放电水平增强,长时程突触权重水平提高而短时程突触权重仅在刺激强度较高时降低。③研究结果表明,不同的刺激强度与神经网络功能结构的影响存在复杂的非线性关系;这种神经调控技术为治疗突触功能障碍和神经网络异常等相关神经疾病方面提供新的可能。

关键词：经颅磁声电刺激工作记忆突触可塑性皮质网络 LIF神经元模型

基于深度强化学习模型TD3优化和改进的电动汽车制动能量回收策略研究

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控制与决策 2025年

作者：彭自然贺振宇肖伸平彭歆瑶湖南工业大学电气与信息工程学院湖南省电传动控制与智能装备重点实验室中国航发南方工业有限公司

双电机驱动电动汽车能够实现前后独立转矩分配,进而可以获得更高的能量回收效率.本文针对双电机驱动电动汽车,提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin Delayed Deep Deterministic policy gradient algorithm, TD3)进行改进优... 详细信息

双电机驱动电动汽车能够实现前后独立转矩分配,进而可以获得更高的能量回收效率.本文针对双电机驱动电动汽车,提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin Delayed Deep Deterministic policy gradient algorithm, TD3)进行改进优化的制动能量回收策略.该策略能在保障制动安全性和舒适性的同时,实现制动能量回收的最大化.首先,构建了基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning, DRL)的能量回收决策框架,并设计了一个综合考虑能量回收效果、安全性和舒适性的奖励函数.然后,采用TD3算法求解该决策过程,并提出了改进的优先经验回放机制,以加速策略的收敛速度.最后,本文引入了平衡探索的噪声策略,增强算法探索与利用的能力.通过Matlab/Simulink平台验证,所提出的算法在满足制动安全性和舒适性的前提下,能够更高效地分配制动力,有效地提高了制动能量回收效率.

关键词：制动能量回收电动汽车制动策略深度强化学习策略梯度经验回放

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在役液氨球罐防止内壁应力腐蚀的技术

腐蚀与防护 2012年第10期33卷 917-919页

作者：刘超锋刘亚莉戚俊清许培援郑州轻工业学院过程装备系河南表界面科学实验室郑州450002

针对在役液氨球罐防止内壁应力腐蚀的技术进行了分析。实践表明,设计因素包括确定设计温度、液氨球罐的选材、液氨球罐球壳板壁厚等;制造因素包括球壳板的成型方式、组焊过程控制、焊后热处理控制;操作和检修因素包括准确处理暴露的制... 详细信息

针对在役液氨球罐防止内壁应力腐蚀的技术进行了分析。实践表明,设计因素包括确定设计温度、液氨球罐的选材、液氨球罐球壳板壁厚等;制造因素包括球壳板的成型方式、组焊过程控制、焊后热处理控制;操作和检修因素包括准确处理暴露的制造缺陷,使介质的成分、压力、温度符合要求。

关键词：液氨球罐应力腐蚀设计因素制造因素服役因素

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纸机烘缸严重积水的原因及防范

造纸科学与技术 2013年第1期32卷 79-83页

作者：刘超锋刘应凡刘建秀郑州轻工业学院过程装备系河南省表界面科学重点实验室河南郑州450002

分析烘缸严重积水对生产设备造成的危害、对生产系统能耗和纸页质量的影响。总结了烘缸积水与其设计、制造和操作的关系,烘缸积水的判断和处理方法以及烘缸积水的防范技术。

关键词：烘缸严重积水防范

直流横磁真空灭弧室电弧运动特性影响因素分析

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真空科学与技术学报 2025年

作者：刘晓明赵媛媛陈海闻福岳省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学电气工程学院中电普瑞电力工程有限公司

在故障开断过程中，横磁真空灭弧室内部的金属蒸气电弧等离子体受横向磁场的作用沿触头表面高速运动，电弧动态演化行为直接影响真空断路器的开断性能。本文结合断路器机构运动特性曲线，建立12kV/1250A/25kA真空灭弧室横磁触头系统三... 详细信息

在故障开断过程中，横磁真空灭弧室内部的金属蒸气电弧等离子体受横向磁场的作用沿触头表面高速运动，电弧动态演化行为直接影响真空断路器的开断性能。本文结合断路器机构运动特性曲线，建立12kV/1250A/25kA真空灭弧室横磁触头系统三维磁场有限元模型，研究伴随开断进程极间磁场和电弧所受磁吹力变化规律，并探究机构运动特性对开断性能的影响。研究结果表明，提高机构速度特性可以增大电弧弧根在触头表面的旋转速度，但同时会减弱极间磁场。此外，通过仿真分析触头结构参数对电弧作用力的影响，发现将槽隙起点向触头外侧移动或减小槽隙宽度均有利于电弧跨越槽隙，减小电弧在触头表面的停滞时间，有利于提高断路器的开断能力。

关键词：真空断路器真空电弧等离子体横向磁场操作机构

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铸铁烘缸厚度的确定和测量方法分析

造纸科学与技术 2011年第5期30卷 63-66页

作者：刘超锋郑州轻工业学院过程装备及控制系河南省表界面科学重点实验室河南郑州450002

铸铁烘缸的厚度过厚或者过薄,都会造成不利影响。本文对确定烘缸厚度所需要考虑的因素、使用中烘缸厚度变化的影响因素、烘缸厚度减薄后的处理办法和烘缸厚度测量的方法进行了细致的剖析。

关键词：铸铁烘缸厚度剖析

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Sn-Cu系无铅钎料微合金化研究进展

材料导报 2018年第21期32卷 3774-3779页

作者：樊江磊刘占云李育文吴深王霄刘建秀郑州轻工业学院机电工程学院郑州450002 郑州轻工业学院河南省机械装备智能制造重点实验室郑州450002 郑州轻工业学院能源与动力工程学院郑州450002

电子产品绿色化的需求促进了电子组装中钎料合金的无铅化发展。目前,Sn-Cu系钎料以优良的综合性能和较低的成本成为最具使用前景的无铅钎料之一。但是Sn-Cu系钎料的熔点较高,在Cu基上的铺展性和钎焊性也较Sn-Pb钎料差,这在很大程度上限... 详细信息

电子产品绿色化的需求促进了电子组装中钎料合金的无铅化发展。目前,Sn-Cu系钎料以优良的综合性能和较低的成本成为最具使用前景的无铅钎料之一。但是Sn-Cu系钎料的熔点较高,在Cu基上的铺展性和钎焊性也较Sn-Pb钎料差,这在很大程度上限制了其应用。通过添加多种合金元素可改善Sn-Cu合金的微观组织和焊接性能。本文首先系统地综述了合金元素对Sn-Cu系无铅钎料微观组织、润湿性、力学性能等的影响,然后指出Sn-Cu系无铅钎料存在的问题。最后,对Sn-Cu系无铅钎料的发展方向和前景进行了展望。

关键词： Sn-Cu合金无铅钎料微合金化力学性能焊接性能

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造纸工业用泵易失效件材料及其表面处理

水泵技术 2009年第5期 29-32,35页

作者：刘超锋王振保刘建秀纪莲清郑州轻工业学院过程装备与控制工程系河南省表界面科学重点实验室郑州450002

简介制浆造纸的主要生产环节及用泵情况,指出延长造纸业用泵易失效件寿命的意义。造纸业用泵的易失效零部件主要是密封及过流元件。造纸业用泵的易失效零部件新材料包括双相不锈钢、内部加入尼龙线的胶膜、DC8材料、无水轴封盘根泥。造... 详细信息

简介制浆造纸的主要生产环节及用泵情况,指出延长造纸业用泵易失效件寿命的意义。造纸业用泵的易失效零部件主要是密封及过流元件。造纸业用泵的易失效零部件新材料包括双相不锈钢、内部加入尼龙线的胶膜、DC8材料、无水轴封盘根泥。造纸业用泵的易失效零部件表面改性处理方法包括:刷涂高分子涂层、氧乙炔焰热喷涂。造纸业泵易失效件材料及其表面处理新技术的应用,可以延长泵的正常使用寿命(运行周期),减少泵的维护费用和工作量。

关键词：造纸工业用泵易失效零部件材料表面处理