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基于驾驶事件的驾驶风格分类与识别方法研究

中国机械工程 2024年第9期35卷 1534-1541页

作者：秦大同陈沫机曹宇航高迪重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对基于数据统计特征的驾驶风格分类识别方法容易忽略驾驶员在驾驶过程中驾驶风格多样性的问题,提出了一种基于驾驶事件、谱聚类与随机森林相结合的驾驶风格分类识别方法。设计试验采集驾驶数据,进行数据预处理,提取转弯事件和制动事件... 详细信息

针对基于数据统计特征的驾驶风格分类识别方法容易忽略驾驶员在驾驶过程中驾驶风格多样性的问题,提出了一种基于驾驶事件、谱聚类与随机森林相结合的驾驶风格分类识别方法。设计试验采集驾驶数据,进行数据预处理,提取转弯事件和制动事件,经标准化和降维处理后,运用谱聚类算法分别对转弯事件和制动事件进行驾驶风格聚类。采用熵权法赋权得到每位驾驶员的驾驶风格权重,对比5种机器学习算法对驾驶风格识别的精确度,结果表明基于随机森林的驾驶风格识别精确度为92.73%,显著提高了驾驶风格识别准确率。

关键词：驾驶风格驾驶事件谱聚类随机森林

基于反刍类动物臼齿仿生的平面磨具形貌结构设计与性能研究

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表面技术 2024年第2期53卷 140-149,167页

作者：宋沛鸿郭磊刘天罡曹蕾蕾陈瑱贤张静长安大学工程机械学院西安710061 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 中天引控科技股份有限公司西安710010

目的提高平面研磨加工效率及加工质量。方法提取了反刍类动物臼齿齿面形貌特征,设计了一种模块化分布式平面研磨工具,采用ABAQUS分析了无特征规则排布磨具与仿生特征排布磨具在研磨抛光过程中对工件压力分布均匀性的影响;采用Fluent... 详细信息

目的提高平面研磨加工效率及加工质量。方法提取了反刍类动物臼齿齿面形貌特征,设计了一种模块化分布式平面研磨工具,采用ABAQUS分析了无特征规则排布磨具与仿生特征排布磨具在研磨抛光过程中对工件压力分布均匀性的影响;采用Fluent分析了仿生特征排布磨具形貌结构对磨削液流动性的影响;利用3D打印技术制备了仿生特征排布磨具与无特征规则排布磨具并进行了对比实验,通过响应面分析法讨论了转速、压力、表面结构特征等因素对磨具研磨性能的影响。结果仿真结果表明,与无特征规则排布磨具相比,在4 N研磨压力下仿生特征排布磨具具有更优的工件表面应力分布均匀性;磨削液在磨具形貌特征间隙入口的流速为2.400 m/s时,与其他特征磨具相比,仿生特征模块化排布磨具的形貌特征间隙出口平均流速提升了29.45%。实验结果表明,与无特征规则排布磨具相比,在同等工艺下,使用仿生特征模块化排布磨具研磨的铝合金试件表面粗糙度由0.301μm降至0.188μm,下降了17.94%;当研磨压力为5 N时,材料去除速率由1.44μm/min提升至1.93μm/min,提升了34.47%。结论平面磨具的形貌结构特征设计与排布对研磨过程中的工件接触压力分布、磨削液流动性具有重要影响。与无特征规则排布磨具相比,在相同工艺条件下臼齿仿生特征模块化排布磨具能够更有效地提升加工效率及加工质量。

关键词：仿生设计平面磨具表面形貌结构研磨加工性能磨削液流动性磨粒滞留

基于迁移学习的变刀具-刀柄夹持状态下数控铣削稳定性预测研究

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机械工程学报 2024年第3期60卷 296-304页

作者：邓聪颖邓子豪林丽君陈翔马莹禄盛重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 成都大学机械工程学院成都610106

分析刀具-刀柄结合状态变化时的数控铣削稳定性,其效率因需重复测量刀尖点频响函数而降低。针对此问题,引入迁移学习提出仅需测量目标刀具少量悬伸量下刀尖点频响函数的铣削稳定性预测方法。首先,测量源刀具多个悬伸量和目标刀具少量悬... 详细信息

分析刀具-刀柄结合状态变化时的数控铣削稳定性,其效率因需重复测量刀尖点频响函数而降低。针对此问题,引入迁移学习提出仅需测量目标刀具少量悬伸量下刀尖点频响函数的铣削稳定性预测方法。首先,测量源刀具多个悬伸量和目标刀具少量悬伸量的刀尖点频响函数,采用铣削稳定性解析法获取各铣削参数组合的加工振动状态信息,构建充足的源域数据和少量的目标域数据,并通过源域和目标域的相似匹配筛选源域样本,然后结合神经网络和TrAdaBoost迁移学习算法,自适应更新源域与目标域混合样本权重,建立目标刀具的铣削加工振动状态分类器。以三组刀柄-刀具组合进行实例分析,少样本下采用迁移学习后两组目标刀具的分类器精度分别提升了10.93%、6.25%,并通过铣削实验验证了所提方法的有效性。

关键词：铣削加工稳定性预测刀具夹持长度迁移学习

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核电循环泵行星齿轮热弹流润滑研究

润滑与密封 2024年第2期49卷 1-10页

作者：董庆兵汪汉明冯成程魏静何东杨海师重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆齿轮箱有限责任公司重庆402263

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合... 详细信息

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合状态几何等效为圆锥滚子的接触问题,然后考虑斜齿轮接触变形和齿廓偏差,计算得到内/外啮合齿轮副接触区域不同位置的油膜厚度、承载压力、摩擦应力和闪温等参数。考虑齿面磨合作用,采用移动平均滤波方法对未经磨合的初始形貌进行光滑处理,分析了齿面形貌对润滑行为的影响,最后采取齿廓修形改善润滑特性。结果表明:粗糙度和齿廓修形均会对润滑特性产生明显的影响,齿面粗糙形貌会造成油膜厚度减小,进而影响其润滑特性,弱化润滑油膜的承载能力;通过齿廓修形可以改善齿轮啮合边界处的几何过渡,降低该区域的应力集中和表面温度,从而明显改善啮合线终端的润滑状态。

关键词：行星齿轮核电循环泵热弹流润滑移动平均滤波法表面形貌齿廓修形

基于多阶段-多阈值的设备退化建模与维护决策优化

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系统工程理论与实践 2024年第8期44卷 2700-2717页

作者：安友军陈晓慧胡家文董元发张林三峡大学机械与动力学院宜昌443002 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 电子科技大学航空航天学院成都611731

在现有考虑非完美性维护的设备随机退化建模研究中,通常仅考虑了单一加工环境及单一预防性维护阈值下的设备维护决策优化问题,缺乏对多阶段退化及多阈值维护策略的研究.鉴于此,本文首先利用生产与退化的关系构建了变速生产环境下Wiener... 详细信息

在现有考虑非完美性维护的设备随机退化建模研究中,通常仅考虑了单一加工环境及单一预防性维护阈值下的设备维护决策优化问题,缺乏对多阶段退化及多阈值维护策略的研究.鉴于此,本文首先利用生产与退化的关系构建了变速生产环境下Wiener漂移系数与实际加工速度的关系,并在考虑随机冲击影响的情况下设计了具有随机漂移系数的Wiener退化过程.然后以设备维护间隔为基础,将设备全生命周期平均地分割成多个独立的加工阶段,且每个加工阶段具有可供选择的加工速度、预防性维护阈值和预防性更换阈值.紧接着在首达时间的定义下推导了设备剩余寿命、不同维护活动发生的概率及其维护间隔等变量,提出了基于平均剩余寿命和经验检查间隔的混合检查策略及“多阶段-多阈值”的视情维护决策模型.最后通过大量的仿真实验发现:1)本文所提混合检查策略显著优于文献检查策略,且“多阶段-多阈值”维护模型与三种经典维护模型在平均ACR(average cost rate)指标上的偏差分别为−275.85%,−20.96%和−533.58%,这也进一步论证了本文所提维护模型的有效性和优越性;2)通过对预防性维护成本、检查成本、最小检查间隔和分割阶段总数进行敏感性分析发现,分割阶段总数对维护决策模型具有显著性影响且影响程度最大.

关键词：设备退化建模维护决策优化多阶段变速退化多视情维护阈值 Wiener过程

宽温度环境下基于迁移模型的锂电池组SOC估计

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中国公路学报 2024年第5期37卷 383-396页

作者：申江卫刘伟强高承志陈峥刘永刚昆明理工大学交通工程学院云南昆明650000 重庆大学机械与运载工程学院重庆400030

锂离子电池组内单体不一致性以及外界环境温度变化给其荷电状态(State of Charge, SOC)精确且高效估计带来挑战,而传统方法往往忽略电池不一致性影响或者计算复杂度高,难以对电池组进行高效且精确的SOC估计。为提升实际使用环境下锂电池... 详细信息

锂离子电池组内单体不一致性以及外界环境温度变化给其荷电状态(State of Charge, SOC)精确且高效估计带来挑战,而传统方法往往忽略电池不一致性影响或者计算复杂度高,难以对电池组进行高效且精确的SOC估计。为提升实际使用环境下锂电池组SOC估计精度和效率,开发了一种基于迁移模型的锂电池组SOC估计方法。首先,在传统二阶RC等效电路模型的基础上通过参数辨识、SOC与模型参数关系曲线拟合等工作完成迁移模型搭建,以此来应对温度变化对模型参数的影响并降低重复建模所需的工作量;之后,结合V_(min)+V_(max)模型(V_(min)+V_(max) Model, VVM)对电池组SOC进行了表征,充分考虑电池不一致性影响并且减少了电池组SOC估计的复杂程度。同时在电池组SOC估计的过程中融入权重因子,调整电池组输出SOC,防止电池组出现过充过放现象,保证电池组的使用安全;最后,设计开展了不同温度以及变温状态下的电池组试验测试,对电池组中单体级及模组级SOC估计精度进行了验证,并与传统的电池组SOC估计方法进行对比分析。验证结果表明:所提方法在几种不同温度下的单体及模组SOC估计结果均保持较好的计算精度;在变温状态下,电池组SOC估计方法仍然具有较高的精度。其中,单体电池SOC估计结果平均绝对误差最大为1.30%;在恒温状态下,电池组SOC估计结果的最大平均绝对误差为1.49%;而电池组SOC估计结果在变温状态下的最大平均绝对误差为1.21%。证明了所提方法具有计算精度高、计算复杂程度低以及安全可靠的优点。

关键词：汽车工程荷电状态估计迁移模型电池组温度

考虑能耗和服务组合柔性的云制造服务组合方法

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计算机集成制造系统 2024年

作者：李孝斌熊昌尹超江沛重庆大学机械与运载工程学院重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室

为提高云制造服务组合的柔性并降低制造任务执行过程中的运行能耗，建立包括服务执行时间、服务交付质量、服务成本、可用性、可靠性、服务能耗和服务组合柔性七维目标的云制造服务评价指标体系，构建以服务质量最优、能耗最低、服务组... 详细信息

为提高云制造服务组合的柔性并降低制造任务执行过程中的运行能耗，建立包括服务执行时间、服务交付质量、服务成本、可用性、可靠性、服务能耗和服务组合柔性七维目标的云制造服务评价指标体系，构建以服务质量最优、能耗最低、服务组合柔性最大为优化目标的云制造服务组合优选模型。在此基础上，基于粒子群算法和克隆选择算法各自优势，融合莱维飞行、混沌映射等策略，提出基于自适应网格技术的多目标粒子群和克隆选择融合算法对所构模型进行求解。最后，在基准测试问题和模具制造案例中，通过与NSGA-Ⅱ、MOPSO和MOGWO算法进行对比，验证所提方法的可行性和有效性。

关键词：云制造服务组合服务柔性服务能耗

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考虑动力学性能的高速薄壁齿轮多目标优化

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：刘长钊宋健李峥琪张铁王磊重庆大学机械与运载工程学院重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室

为提高功率密度，航空齿轮通常做成薄腹板、薄轮缘等薄壁结构，但这会使齿轮高度柔性化，导致动力学性能下降。在高速薄壁齿轮设计中，如何平衡轻量化和动力学性能，使系统性能最优是一大难题。因此，考虑薄壁齿轮、轴和箱体等构件柔性... 详细信息

为提高功率密度，航空齿轮通常做成薄腹板、薄轮缘等薄壁结构，但这会使齿轮高度柔性化，导致动力学性能下降。在高速薄壁齿轮设计中，如何平衡轻量化和动力学性能，使系统性能最优是一大难题。因此，考虑薄壁齿轮、轴和箱体等构件柔性、齿轮6自由度以及离心力、惯性力的影响，建立了高速薄壁齿轮系统柔性多体动力学模型，并通过实验进行了验证。在此基础上，提出了基于柔性齿轮动力学的高速薄壁齿轮多目标轻量化优化设计方法。优化设计中，基于高速薄壁齿轮动力学仿真，建立了动力学性能、强度、疲劳寿命评价指标；采用参数-性能相关性分析方法，选取了影响较大的参数进行优化。最后开展了多目标轻量化设计研究，获得了相比传统设计更低振动噪声、更轻量化的高速薄壁齿轮系统。

关键词：机械设计高速薄壁齿轮柔性多体动力学参数-性能相关性分析多目标优化轻量化

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高转换效率腔内倍频外腔面发射蓝光激光器

物理学报 2024年第1期73卷 174-180页

作者：伍亚东朱仁江晏日彭雪芳王涛蒋丽丹佟存柱宋晏蓉张鹏重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 北京工业大学理学部北京100124 重庆师范大学重庆国家应用数学中心重庆401331

高功率高光束质量的蓝色激光在激光显示与照明、水下通信和成像、有色金属加工等许多领域具有广泛应用前景.本文利用增益芯片底部的高反镜分布布拉格反射镜、折叠镜以及后端反射镜构成V型谐振腔,通过腔内插入非线性晶体LBO,获得了高转... 详细信息

高功率高光束质量的蓝色激光在激光显示与照明、水下通信和成像、有色金属加工等许多领域具有广泛应用前景.本文利用增益芯片底部的高反镜分布布拉格反射镜、折叠镜以及后端反射镜构成V型谐振腔,通过腔内插入非线性晶体LBO,获得了高转换效率的高功率、高光束质量蓝光输出.实验研究了非线性晶体的长度、基频激光的线宽、倍频走离角的补偿等不同因素对外腔面发射激光器腔内倍频蓝光输出功率的影响.在LBO的Ⅰ类相位匹配条件下,当晶体长度为5 mm,所用双折射滤波片厚度为1 mm时,获得超过6 W的491 nm波长蓝光输出,x和y方向的光束质量M2因子均为1.08,倍频转换效率为63%.

关键词：腔内倍频外腔面发射蓝光激光器 Ⅰ类相位匹配走离角补偿

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