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机器人打磨系统力控补偿优化算法研究

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 272-281页

作者：严海堂钱牧云魏新园张姣姣安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243032 安徽省智能破拆装备工程实验室马鞍山243032 安徽天康(集团)股份有限公司滁州239300

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动... 详细信息

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动柔顺恒力磨削实验,最后,采用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化打磨力的实时补偿值,并对比了各算法的补偿效果。实验结果表明,通过力控补偿功能,在20 mm内可实现100%对系统结构误差的补偿;与设定期望打磨力比较,平均相对误差为5.44%;利用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化后平均误差分别降低至1.20%、1.24%和1.64%。拓展优化机器人协同力控系统的实时力/位补偿功能,将有助于提高机器人打磨系统的精度和稳定性,为机器人技术的发展提供理论依据和技术支持。

关键词：机器人打磨扩展Kalman滤波力控补偿

2.25Cr1Mo钢中磷原子偏聚引起的回火脆性分子动力学模拟研究

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上海金属 2024年

作者：杜振国疏小勇戴韬赵建平南京工业大学机械与动力工程学院

采用平衡偏聚理论与分子动力学模拟相结合的方法研究了服役不同时间的2.25Cr1Mo钢Σ3（111）晶界拉伸和裂纹扩展行为。结果表明：磷原子在晶界偏聚使晶界无序原子比例增加，从而拉伸和断裂过程中晶界原子的运动受阻，降低了晶界结合力... 详细信息

采用平衡偏聚理论与分子动力学模拟相结合的方法研究了服役不同时间的2.25Cr1Mo钢Σ3（111）晶界拉伸和裂纹扩展行为。结果表明：磷原子在晶界偏聚使晶界无序原子比例增加，从而拉伸和断裂过程中晶界原子的运动受阻，降低了晶界结合力和晶界裂纹尖端塑性，导致裂纹尖端钝化不显著及裂纹扩展加快；随着晶界磷原子浓度的增大，理论抗拉强度和Ⅰ型断裂韧度先线性下降后快速下降；随着服役时间的延长，前28 000 h内理论抗拉强度和Ⅰ型断裂韧度下降较快，随后缓慢下降，服役436 000 h后又快速下降。

关键词：回火脆性分子动力学 P原子晶界偏聚理论抗拉强度 Ⅰ型断裂韧度

利用DQCT实现2018年8月超历史极值暴雨的高质量模拟

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 31-39页

作者：李博李帅康陈超钟水新华灯鑫徐波西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东省区域数值天气预报重点实验室广州510080 广东省气象台广州510062 西安市气象局西安710016

构建较全面的双级质量控制技术(DQCT).利用中尺度天气预报模式(WRF)对2018年8月下旬华南地区一次超历史极值的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,并用DQCT评判暴雨的模拟效果.结果表明,在暴雨形势背景场中用WRF成功模拟大尺度季风风场、西... 详细信息

构建较全面的双级质量控制技术(DQCT).利用中尺度天气预报模式(WRF)对2018年8月下旬华南地区一次超历史极值的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,并用DQCT评判暴雨的模拟效果.结果表明,在暴雨形势背景场中用WRF成功模拟大尺度季风风场、西南暖湿气流与低压交汇过程,并准确复制了造成高潭镇极端降雨的中尺度对流系统.总降雨量中的中γ尺度极值暴雨中心模拟得较为准确.该模式在24 h降雨量模拟中成功复制了暴雨中心的演变过程;在6 h降雨量模拟中较好地再现了中γ尺度雨带的演变过程.在暴雨重灾区高潭镇1 h降雨量演变过程的模拟中,总体降雨趋势与实况吻合较好.定性分析结果同步得到定量指标的验证.

关键词：超历史极值暴雨中γ尺度雨带数值模拟双级质量控制技术

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雷达平板天线风力矩数值仿真分析研究

电子机械工程 2024年第4期40卷 10-13,27页

作者：陈超朋张雷亭中国电子科技集团公司第二十研究所高端电子装备工业设计中心陕西西安710068

风载荷是影响雷达伺服系统的稳定性能、瞬态性能及稳定误差的重要外载荷。文中利用数值仿真分析方法对雷达平板天线进行风力矩系数计算,并结合试验数据探究平板天线在不同方位角及俯仰角下的风力矩系数变化规律。研究发现,雷达平板天线... 详细信息

风载荷是影响雷达伺服系统的稳定性能、瞬态性能及稳定误差的重要外载荷。文中利用数值仿真分析方法对雷达平板天线进行风力矩系数计算,并结合试验数据探究平板天线在不同方位角及俯仰角下的风力矩系数变化规律。研究发现,雷达平板天线的方位风力矩系数随着方位角的增大先减小后增大,俯仰风力矩系数随着俯仰角的增大整体呈逐渐减小的趋势,两种风力矩系数的绝对值均随着镂空度的增大而减小。某雷达天线阵面俯仰风力矩的数值仿真结果与风洞试验的误差为8.7%,且力矩方向与试验一致,说明该风载荷数值仿真方法可用于类似平板天线的风载荷计算。

关键词：雷达平板天线风力矩系数数值仿真风洞试验

激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金单熔道成形质量预测

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1010-1021页

作者：肖罡李伟奇谢莉路超刘筱朱必武杨钦文湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 江西铜业技术研究院有限公司南昌330096 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 广东海洋大学材料科学与工程学院阳江529559

本研究探讨了激光熔化沉积(LMD)工艺参数对Al-Mg-Sc-Zr合金单熔道成形质量的影响,并采用BP神经网络模型和改进的PSO-BP神经网络模型预测了不同工艺参数下的成形孔隙率。结果表明:Al-Mg-Sc-Zr合金的LMD单熔道成形孔隙率,随着激光线能量... 详细信息

本研究探讨了激光熔化沉积(LMD)工艺参数对Al-Mg-Sc-Zr合金单熔道成形质量的影响,并采用BP神经网络模型和改进的PSO-BP神经网络模型预测了不同工艺参数下的成形孔隙率。结果表明:Al-Mg-Sc-Zr合金的LMD单熔道成形孔隙率,随着激光线能量密度的增加呈现先上升后下降再上升的趋势,在175 J/mm^(2)时孔隙率达到最小值,仅为1.38%。在相同的送粉工艺参数下,LMD成形熔道宽度和熔道深度均与激光功率呈现出正相关性,而熔道高度和熔道深度均与扫描速率呈现出负相关性。相较于BP神经网络模型,改进的PSO-BP神经网络模型的平均绝对误差降低了29.69%,平均相对误差降低了19.42%,均方误差降低了19.02%,相关系数提升了63.44%。

关键词：激光熔化沉积 Al-Mg-Sc-Zr合金熔池质量孔隙率神经网络

基于内在奖励策略引导的自适应近端蒸馏进化强化学习算法的变速箱装配线AGV路径规划

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计算机集成制造系统 2024年

作者：王宸孙楠邹春龙黄玉春王生怀湖北汽车工业学院机械工程学院上海大学上海市智能制造与机器人重点实验室中国工程科技十堰产业技术研究院

针对自动引导运输车(Automated Guided Vehicle， AGV)面对混合U型障碍与动态障碍时，路径规划效率低等问题。提出一种基于内在奖励策略引导的自适应近端蒸馏进化强化学习算法(Adaptive proximal distillation evolutionary reinforceme... 详细信息

针对自动引导运输车(Automated Guided Vehicle， AGV)面对混合U型障碍与动态障碍时，路径规划效率低等问题。提出一种基于内在奖励策略引导的自适应近端蒸馏进化强化学习算法(Adaptive proximal distillation evolutionary reinforcement learning algorithm guided by intrinsic reward policy， IRPA-PDERL)。首先，在适应度函数中引入随机网络蒸馏模型作为内在奖励，提升算法评估精英策略的多样性。其次，设计自适应内在奖励权重因子α，平衡算法探索与利用的能力，帮助AGV在不确定性强的动态障碍环境中选择最优策略。变异算子的协方差参数通过协方差矩阵自适应进化策略优化，参数的敏感程度降低。通过与多种算法分别在三种不同的环境进行对比，实验结果表明，改进后的算法在U型分装线，动态障碍，变速箱装配线环境中路径分别减少12.65%，13.44%和12.87%，相较于原始算法收敛速度更快，在复杂环境中具有较强的鲁棒性。

关键词： U型障碍进化强化学习内在奖励自适应奖励权重路径规划

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磁场辅助连续梯度功能复合结构研抛工具研制

高技术通讯 2024年第6期34卷 634-641页

作者：郑棋超诸铁宇金明磊金明生浙江工业大学机械工程学院杭州310023 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023

针对光学玻璃等硬脆性材料的非均匀去除问题,提出并研制了一种磁场辅助连续梯度功能复合结构研抛工具。以Preston方程为宏观理论基础,设计并建立了双层弹性体结构。为保证研抛工具沿径向方向杨氏模量连续变化,将不同体积比的羰基铁粉、... 详细信息

针对光学玻璃等硬脆性材料的非均匀去除问题,提出并研制了一种磁场辅助连续梯度功能复合结构研抛工具。以Preston方程为宏观理论基础,设计并建立了双层弹性体结构。为保证研抛工具沿径向方向杨氏模量连续变化,将不同体积比的羰基铁粉、碳化硅、硅橡胶混合,利用磁场产生径向放射状磁链作用于磁性颗粒,得到连续梯度层。通过光学显微镜和拉伸试验机,获得了不同体积比下复合材料的内部微观结构及其性能表征。仿真分析了双层弹性体与工件之间的接触应力,利用力传感器测试仪进行了实验验证。结果表明,通过优化体积比和磁场调节,磁场辅助连续梯度功能复合结构研抛工具能形成从内环到外环的连续弹性模量分布,接触应力更接近于理论曲线,PR标准差小于0.23。

关键词：复合材料磁场杨氏模量羰基铁粉研抛

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新型车轮平衡机振动系统分析设计

机械设计与制造 2024年第9期403卷 26-29页

作者：边帅黄海龙高培根宫耀旺辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121000 锦州万得机械装备有限公司辽宁锦州121000

通过对现有转子支撑系统的分析,确定了车轮动平衡机的支撑类型;建立了传统硬支撑立式平衡机振动模型,并对其质心运动方程进行解算,根据解算结果分析其静偶分离效果不佳的原因以及误差的来源;在此基础之上,提出了一种新型车轮平衡机振动... 详细信息

通过对现有转子支撑系统的分析,确定了车轮动平衡机的支撑类型;建立了传统硬支撑立式平衡机振动模型,并对其质心运动方程进行解算,根据解算结果分析其静偶分离效果不佳的原因以及误差的来源;在此基础之上,提出了一种新型车轮平衡机振动系统模型,给出了此振动系统下的运动微分方程,并对其进行详细的解算分析研究,从误差来源上解决了静偶分离不佳的问题。实验结果表明,采用此振动系统解算分析方法,改善了车轮动平衡机的静偶分离性能,提高了不平衡量测量的稳定性与精度。

关键词：车轮动平衡转子支撑类型静偶分离振动中心

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TiAl合金研究进展

机械工程师 2024年第1期 58-65,70页

作者：陈志远方斌张原斌郭增辉齐鲁工业大学(山东省科学院)机械工程学部济南250353

Ti Al合金密度低且具有优异的高温性能、良好的阻燃能力以及抗氧化性,是未来航空航天领域重要的高温结构材料之一。文中分析了PIGA、EIGA、VIGA、PREP、PA等方法制备Ti Al合金粉末的工艺特点,阐述了热等静压、放电等离子烧结、反应烧结... 详细信息

Ti Al合金密度低且具有优异的高温性能、良好的阻燃能力以及抗氧化性,是未来航空航天领域重要的高温结构材料之一。文中分析了PIGA、EIGA、VIGA、PREP、PA等方法制备Ti Al合金粉末的工艺特点,阐述了热等静压、放电等离子烧结、反应烧结、粉末注射成形技术制备Ti Al合金的工艺,分析了制备Ti Al合金工艺所存在的问题对于TIAl合金实际应用的影响,讨论了提高Ti Al合金的高温抗氧化性及室温塑性的方法。

关键词： Ti Al合金粉末制备合金制备性能改善