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基于改进A^(*)算法的多AGV路径规划及避障研究

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西安理工大学学报 2024年第2期40卷 242-252页

作者：孙军艳吴焕钦王子豪陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

针对多自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)路径规划与避障问题,考虑AGV行驶中启、制动速度与转弯角度对行驶时间的影响,根据不同冲突类型制定避障策略,以所有AGV行驶总时间最短为目标,建立多AGV路径规划与避障模型,并设计改... 详细信息

针对多自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)路径规划与避障问题,考虑AGV行驶中启、制动速度与转弯角度对行驶时间的影响,根据不同冲突类型制定避障策略,以所有AGV行驶总时间最短为目标,建立多AGV路径规划与避障模型,并设计改进A^(*)算法进行求解。对两组数量不同的多AGV进行路径规划与避障仿真,结果表明:相较于一般A^(*)算法,基于改进A^(*)算法的多AGV路径规划及避障总时间优化率分别为10.0%和10.5%,总路径长度优化率分别为7.1%和7.8%。与其他改进智能算法的进一步比较证实,改进A^(*)算法在缩短路径规划用时和路径长度方面具有明显优势。本文提出的改进A^(*)算法可高效地规划出多AGV运行的无碰撞路径,其改进思路也贴切反映了AGV的实际运行工况。

关键词：自动导引运输车 A^(*)算法路径优化时间因素避障策略

基于改进YOLOv5的皮革抓取点识别及定位

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皮革科学与工程 2024年第1期34卷 32-40页

作者：金光任工昌桓源洪杰陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

为实现机器人对皮革抓取点的精确定位,文章通过改进YOLOv5算法,引入coordinate attention注意力机制到Backbone层中,用Focal-EIOU Loss对CIOU Loss进行替换来设置不同梯度,从而实现了对皮革抓取点快速精准的识别和定位。利用目标边界框... 详细信息

为实现机器人对皮革抓取点的精确定位,文章通过改进YOLOv5算法,引入coordinate attention注意力机制到Backbone层中,用Focal-EIOU Loss对CIOU Loss进行替换来设置不同梯度,从而实现了对皮革抓取点快速精准的识别和定位。利用目标边界框回归公式获取皮革抓点的定位坐标,经过坐标系转换获得待抓取点的三维坐标,采用Intel RealSense D435i深度相机对皮革抓取点进行定位实验。实验结果表明:与Faster R-CNN算法和原始YOLOv5算法对比,识别实验中改进YOLOv5算法的准确率分别提升了6.9%和2.63%,召回率分别提升了8.39%和2.63%,mAP分别提升了8.13%和0.21%;定位实验中改进YOLOv5算法的误差平均值分别下降了0.033 m和0.007 m,误差比平均值分别下降了2.233%和0.476%。

关键词：皮革抓取点定位机器视觉 YOLOv5 CA注意力机制

等离子喷涂NiCrAl/Cr_(2)O_(3)/V_(2)O_(5)-Bi_(2)O_(3)复合涂层的制备及其高温摩擦行为研究

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陕西科技大学学报 2024年第3期42卷 144-149页

作者：贾均红张博瑞杨杰骆宝吉樊鑫陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

采用等离子喷涂制备了NiCrAl/Cr_(2)O_(3)/V_(2)O_(5)-Bi_(2)O_(3)复合涂层,并对涂层在600℃下的摩擦学行为进行了研究.结果表明:通过共混球磨、粘接团聚的方法,可制备出微米级且具有较好团聚形貌的V_(2)O_(3)-Bi_(2)O_(3)复合粉体,能... 详细信息

采用等离子喷涂制备了NiCrAl/Cr_(2)O_(3)/V_(2)O_(5)-Bi_(2)O_(3)复合涂层,并对涂层在600℃下的摩擦学行为进行了研究.结果表明:通过共混球磨、粘接团聚的方法,可制备出微米级且具有较好团聚形貌的V_(2)O_(3)-Bi_(2)O_(3)复合粉体,能够作为Ni基复合涂层的等离子喷涂喂料.复合涂层在600℃的平均摩擦系数为0.33,且得益于良好高温自润滑性能、以及添加Cr_(2)O_(3)能够缓解V_(2)O_(5)-Bi_(2)O_(3)对涂层硬度的不利作用,因而复合涂层磨损率(3.84×10^(-4)mm^(3)/N·m)约为纯NiCrAlY涂层的一半.在高温摩擦下,复合涂层磨痕内生成以BiVO4为主的多元氧化物摩擦化学产物,并表现出易剪切滑移特征,这是复合涂层良好高温自润滑性的主要原因.

关键词：等离子喷涂高温自润滑 Ni基合金复合涂层

结构无序性对多孔介质中CO_(2)驱指进及提采的影响

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陕西科技大学学报 2024年第4期42卷 94-100页

作者：和龙何文静牛泽豪陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

在CO_(2)非混相驱替过程中,指进的发生显著降低采收率.已有研究主要关注驱替条件及流体物性等对指进的影响,而多孔介质非均质性的影响仅局限于润湿性的作用,储层孔隙的结构无序性对指进模式的调控及提采机制仍有待探究.本文提出了定量... 详细信息

在CO_(2)非混相驱替过程中,指进的发生显著降低采收率.已有研究主要关注驱替条件及流体物性等对指进的影响,而多孔介质非均质性的影响仅局限于润湿性的作用,储层孔隙的结构无序性对指进模式的调控及提采机制仍有待探究.本文提出了定量描述多孔介质无序性的无量纲参数——偏移度,建立了无序多孔介质模型,采用相场法追踪相界面演变,研究CO_(2)驱中偏移度及驱替压力对指进的影响.结果发现,偏移度增大时促进指进的形成,导致残余油饱和度升高.在不同的注入压力下,获得了两种典型的流动模式:指进和稳定驱替.随着偏移度的增加,从指进转变到稳定驱替所需要的临界压力逐渐增大.且随着注入压力的增大,不同偏移度下突破时刻的残余油饱和度均下降,但同一压力下,偏移度越高,残余油饱和度越大.这将有助于我们了解不同储层结构中CO_(2)驱替前沿运移规律,对提高原油采收率具有指导意义.

关键词：指进 CO_(2)驱无序多孔介质提采

B2B2C供应链物流-订单流复合网络鲁棒性研究

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西安理工大学学报 2024年第2期40卷 269-277页

作者：孙军艳陈马骏驰郭柳艺陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

基于渗流理论,考虑节点的渗流容量和受上下游失效节点的影响不同,设计了复合网络上下游级联失效策略,采用平均最短路径长度、最大连通子图率和网络全局效率评估B2B2C复合网络的鲁棒性。仿真表明:随着渗流容量系数的增加,网络鲁棒性增强... 详细信息

基于渗流理论,考虑节点的渗流容量和受上下游失效节点的影响不同,设计了复合网络上下游级联失效策略,采用平均最短路径长度、最大连通子图率和网络全局效率评估B2B2C复合网络的鲁棒性。仿真表明:随着渗流容量系数的增加,网络鲁棒性增强;复合网络对于蓄意攻击的抵抗性较差,平均最短路径长度、全局效率和最大连通子图率呈断崖式下降到0,网络基本瘫痪,而面对随机攻击则具有较好的鲁棒性;与物流网络相比,复合网络平均度低40.6%,幂指数高12.1%,鲁棒性较好。

关键词：供应链复杂网络渗流理论级联失效鲁棒性

基于Maxwell模型的压电驱动系统前馈控制方法

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陕西科技大学学报 2024年第5期42卷 174-183页

作者：张萌刘玉为吴垚杨培基陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

为了提高外腔可调谐半导体激光器的测量精度,基于Maxwell模型提出了用于消除其压电驱动系统迟滞非线性的前馈控制方法.基于经典Maxwell力学模型,建立了描述非凸、非对称迟滞环的静态迟滞模型;根据频率与位移幅值的关系建立了率相关系数... 详细信息

为了提高外腔可调谐半导体激光器的测量精度,基于Maxwell模型提出了用于消除其压电驱动系统迟滞非线性的前馈控制方法.基于经典Maxwell力学模型,建立了描述非凸、非对称迟滞环的静态迟滞模型;根据频率与位移幅值的关系建立了率相关系数矩阵,与静态迟滞模型耦合得到率相关迟滞模型,实现了不同频率下压电驱动系统迟滞非线性的精准预测;构建了迟滞逆模型,对压电驱动系统进行前馈补偿控制.实验结果表明,率相关迟滞模型具有较高的精度,1 Hz下模型均方根误差为0.049μm, 50 Hz下模型均方根误差为0.252μm.基于迟滞逆模型的前馈控制方法能够明显提高系统输出位移的线性度,增大线性度范围,线性相关系数R2由0.971 58提高到了0.999 77.

关键词：压电驱动系统前馈补偿 Maxwell模型率相关迟滞逆模型

Co(-30Ni)-7Al-7Mo新型钴基高温合金的热变形行为

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陕西科技大学学报 2024年第2期42卷 146-155页

作者：何宁梁泽腾任威王淼孙鹏伟李誉之陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

利用Gleeble-3500热模拟试验机对真空电弧熔炼+固溶处理(1300℃)的Co-7Al-7Mo和Co-30Ni-7Al-7Mo进行热模拟压缩,研究变形温度在700℃~900℃、应变速率为0.001~0.1 s^(-1)时的热变形行为.分析真应力应变曲线,结果表明:Co-7Al-7Mo和Co-30Ni-7Al-7Mo在900℃,应变速率为0.001 s^(-1)时变形过程包括加工硬化+动态回复,分为4个阶段,即Ⅰ(加工硬化阶段)、Ⅱ(过渡阶段)、Ⅲ(软化阶段)和Ⅳ(稳定阶段).变形温度较低或应变速率较高时由于合金中γ′强化相阻碍再结晶,没有明显的回复软化阶段,硬化效应持续至发生断裂.在γ′相的固溶温度以下,加入30%原子百分比Ni元素后,由于γ′相体积分数的增加和固溶温度的提高,对比相同加载条件下的流变应力值明显增大.建立两种合金的Arrhenius本构方程,同时结合热加工图分析得出两种合金在变形温度为700℃~900℃,应变速率为0.001~0.01 s^(-1)时良好的加工区.

关键词：钴基高温合金热变形行为本构模型热加工图

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考虑碳排放的不确定闭环供应链鲁棒优化研究

陕西科技大学学报 2024年第1期42卷 186-196,212页

作者：孙军艳李晓朋陈智瑞陈泽飞陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

综合考虑市场需求不确定、退换货产品数量不确定及设施中断风险,将碳限额政策和新能源设施建设作为影响决策的关键因素,建立了供应链网络总成本和碳排放量最小的双目标鲁棒优化模型,设计了一种Prim-NSGAⅡ算法求解该模型.通过与传统NSG... 详细信息

综合考虑市场需求不确定、退换货产品数量不确定及设施中断风险,将碳限额政策和新能源设施建设作为影响决策的关键因素,建立了供应链网络总成本和碳排放量最小的双目标鲁棒优化模型,设计了一种Prim-NSGAⅡ算法求解该模型.通过与传统NSGAⅡ算法的IGD、SM指标对比验证了算法的有效性,得到了不同不确定程度下的最优网络规划方案和不同参数下的管理对策.结果表明,该算法达到了加快求解收敛速度、保持种群多样性的目的,验证了鲁棒优化模型可以实现闭环供应链网络鲁棒性,经济效益及环境效益的综合提升,并为决策者制定具体的碳减排方案提供决策依据.

关键词：不确定闭环供应链鲁棒优化 Prim-NSGAⅡ算法

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风电齿轮箱迷宫密封泄漏量分析及结构优化设计

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机电工程 2024年第4期41卷 583-593页

作者：高羡明张洋张功学杨汶轩蔡志祥陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

为了分析某风电齿轮箱内迷宫密封各参数对泄漏量的影响,利用数值模拟和构建代理模型对迷宫密封的泄漏行为开展了研究。首先,根据风电齿轮箱三维实体模型构建了其迷宫密封三维流场模型;然后,基于FLUENT软件,通过单一变量法研究了迷宫密... 详细信息

为了分析某风电齿轮箱内迷宫密封各参数对泄漏量的影响,利用数值模拟和构建代理模型对迷宫密封的泄漏行为开展了研究。首先,根据风电齿轮箱三维实体模型构建了其迷宫密封三维流场模型;然后,基于FLUENT软件,通过单一变量法研究了迷宫密封泄漏量随进出口压力比、润滑液动力黏度、高速轴与低速轴的转速和迷宫密封的密封齿间隙的变化规律;最后,构建了径向基神经网络(RBF)代理模型,在该代理模型的基础上,在影响迷宫密封性能的因素中,选取了密封间隙、密封腔体高度和密封腔体宽度三个结构参数作为设计变量,以迷宫密封的最小泄漏量和出口最大速度为优化目标,使用非劣分层遗传算法(NSGA-Ⅱ)获得了最优解。研究结果表明:迷宫密封泄漏量受两个转轴的转速影响很小;泄漏量与进出口压力比、密封间隙成正比,而与润滑油动力黏度成反比;求得最优解对应的参数所对应泄漏量减小了47%,出口最大速度降低了36%,数值模拟与优化理论计算结果一致。该结果可为研究迷宫密封泄漏量的影响特性提供理论依据。

关键词：风电机组齿轮箱迷宫密封泄漏量数值模拟优化设计径向基神经网络(RBF)代理模型