GFRP损伤X射线和超声无损检测的融合方法

针对玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforced plastic,GFRP)无损检测中X射线和超声技术检测效果不佳的问题,利用X射线图像的高分辨率和超声图像的高对比度特点进行互补成像融合,通过整合X射线图像的缺陷边缘细节信息和超声图像的高对比度大致轮廓信息,形成新图像以提高缺陷显示效果。将基于十字扇形滤波器的频域算法用于去除X射线图像中的横、竖条纹噪声,采用形态学滤波算法去除超声图像中的椒盐噪声,并提出了基于区域分割和静态小波变换的图像融合算法,用以融合X射线和超声图像特征。测试结果表明,相较于处理前的X射线和超声图像,融合后的图像标准差SD值平均提高154.1%,熵H值平均降低92.2%,缺陷检测图像对比度有所提高且边缘细节清晰。算法有效除去了两种图像中的条纹噪声和椒盐噪声,能改善X射线图像对比度低、超声图像分辨率差的不足,为复合材料缺陷检测提供了新思路。

基于改进ESKF的植保无人机时延位姿补偿算法

为解决全球导航卫星系统和惯性测量单元融合时间不同步问题,提高植保无人机位姿估计精度,本文根据植保无人机大惯性、强振动的特性提出一种基于改进误差状态卡尔曼的时延位姿补偿算法。首先对名义状态变量线性预测,引入渐消因子提高强振动环境下的系统稳定性;接着采用互补滤波对角速度补偿,对姿态误差状态变量修正;最后结合测量的延迟时间,使用互补滤波外推数据,提高大惯性特性下的速度位置精度。实验结果表明,相较于误差状态卡尔曼算法,横滚角和俯仰角均方根误差减少0.2669°和0.2414°,偏航角均方根误差减少0.0764°;正常航迹植保作业下,东北天方向速度均方根误差减少0.2105、0.1849、0.2388 m/s;东北天方向位置均方根误差分别减少0.21、0.19、0.23 m,有效提高位姿估计精度。

基于远程非车载充电机的现场校准方法研究

为了提高非车载充电机现场校准能力、改善现有技术中校验效率滞后等问题,设计了一种基于远程非车载充电机的现场校准方法。该方法通过CS5464非车载电机电能计量芯片实现非车载充电机电能计量与检测控制。在检测控制时,设计电压、电流计量电路检测等。在电能量计算时,通过MSP430FG4619核心微控制单元(MCU)芯片实现数据信息,如电压和电流的幅值、波形、频率和相位等的计算与控制。这些数据信息多角度、多方面地呈现非车载充电机工作参数信息。通过这些数据信息,可以全面反映现场校准情况、提高非车载充电机现场校准精度。通过模板校对算法,可以实现高精度非车载充电机现场校准核对,提高现场计量与核对能力。试验结果表明,该方法误差低。该方法为下一步技术研究提供新思路。

面向产品全生命周期数据融通的工业主线研究

当前企业产品多生命周期阶段数据异构问题严重,企业多阶段数据协同效率低。本文深入分析多生命周期阶段数据演变特点,提出了一种基于元模型的数据融通工业主线方法。首先研究了产品全生命周期数据的演变规律,指出不同阶段产品数据既有区别又有联系,并给出了产品数据元模型的定义。然后基于产品数据元模型设计了工业主线平台框架,从多维度、多层次研究了数据元模型的继承关系。最后对平台框架中用到的关键技术进行研究,分别从多企业生命周期数据建模、异构产品数据标识转换方法、数据整合应用三个方面详细阐述了工业主线的构建关键技术。通过构建产品全生命周期数据融通的工业主线,有效提升了企业产品数据的管控水平和一致性。

基于物联网技术的食品称重装置监测系统设计

以物联网技术为核心,设计了基于LabVIEW的称重装置监测系统,系统模块主要包括感知层、网络层、应用层。感知层主要通过信号传感器、采集卡及ZigBee发射模块与接收模块等设备采集数据信息,采集到的数据经融合后通过网络层传输至应用层予以存储。针对应用层,利用LabVIEW软件设计了监测界面,用于分析和判断设备的工作状态,可在一定条件下发出报警。

改进YOLOv5的轨面伤损检测方法

针对目前钢轨表面缺陷检测中使用传统检测方法检测效率低,定位精度不达标的问题,提出了一种基于YOLOv5的轨面伤损检测算法。论文在backbone模块中加入CA模块提高检测精度,在Neck部位添加CA模块赋予目标信息更大的权重。采用SIoU损失函数代替GIoU损失函数作为边界回归函数,提高边界框的定位精度。通过改进算法与其他算法在相同实验环境下对轨面掉块、磨损、压溃、剥落、波磨这5种常见表面缺陷进行检测实验,结果表明,本文算法对5种缺陷的识别平均精度(mAP)达到94.8%,检测模型的FPS为33帧/s,模型占用内存37.8 MB,相较于其他检测方法在检测精度、检测速度和内存占用方面都有显著的提高和改善,为钢轨表面缺陷检测方法提供了新的检测思路。

用户侧电力需求响应控制系统设计

为提升电力需求响应控制效果,设计基于区块链技术的用户侧电力需求响应控制系统。利用网关节点采集负荷数据,将数据传输至能源区块链中。将区块链技术应用到数据层进行分布式信息的获取和保存。利用基于数据分割的多级加密机制,处理负荷数据。采用需求响应聚合商模块读取能源区块链内存储的数据,制定电力需求响应合同内的响应起止时间与响应负荷等数据。利用网关读取电力需求响应合同内的数据,创新性地按照智能家电动态优先级执行控制算法,制定用户侧电力需求响应控制方案,以实时控制设备运行状态,从而完成用户侧电力需求响应控制。试验结果表明:该系统加密数据时的吞吐量稳定在0.61 Gbit/s。该系统可有效控制用户侧电力需求响应,降低用户的负荷功率。

新能源多厂共站关口计量与自动化结算系统设计

现有技术中通常存在多个新能源发电厂使用同一个升压站而导致共站监控能力滞后等问题。为更好地监测共站的运行状态,设计了新能源多厂共站关口计量与自动化结算系统,并融入云计算技术进行电力数据的存储和处理。使用关口计量装置和采集终端完成实时数据采集。使用STM32F103RB单片机对关口计量监控装置运行状态进行计量。计量模块使用RN8302集成处理器,并设计有抗干扰模块和滤波网络。使用滑动滤波法和离散小波去噪法对输出的直流信号进行滤波处理,以加密方式提高计量保密程度。基于改进小波去噪的电能计量方法提高计量能力。试验结果表明,计量误差最低为0.11%。该系统的滤波效果较好,重构信号波形较紧密。

手机界面中基于情境的用户体验设计

为进一步探索用户体验在手机界面设计中的应用,提出了基于情境的用户体验设计研究方法。分析了用户体验设计、基于情境的设计和基于情境的原型法等相关研究,将用户体验设计分为问题情景、求解情境和结果情境三个维度,通过信息在需求分析、开发设计和设计测试之间的传递与转化,构建了基于设计流程的用户体验设计情境维度模型。讨论了用户体验与人-产品-环境所构成的互动关系,提出了基于情境的用户体验设计人机系统模型。以某手机英语移动学习软件界面设计为例,验证了基于情境的用户体验设计的有效性和实用性。

粗糙表面接触模型的研究进展

实际工程中的接触表面都不是绝对光滑的,当两物体相互接触时,真实表面的接触实际上是微凸体间的接触。粗糙表面间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等有着重要的影响,是摩擦学研究的主要课题之一。介绍了Hertz弹性接触模型、统计学接触模型和分形接触模型,对粗糙表面接触模型的研究现状和进展作了分析和评述。由Hertz模型只能求解一些几何形状比较规则的物体,应用范围非常有限;各种统计学模型都是经过简化的理想模型,这些简化究竟能导致多大误差目前还没有精确的分析;分形模型利用了包含全部表面粗糙度信息的分形参数D和G,其对粗糙表面接触性质的预测不受仪器分辨率和取样长度的影响,使预测具有惟一性或确定性。

面向用户体验的手持移动设备软件界面设计

为进一步探索手持移动设备中的界面设计问题,提出面向用户体验的界面设计方法.通过对用户体验设计进行分析,提出界面提供者与界面接受者之间的映射模型;将界面分为显性要素和隐性要素,并建立界面隐性要素的显性化设计模型.针对全新的软件设计,通过知识在需求分析、开发设计和设计测试之间的传递与转化,构建了面向用户体验的界面设计过程模型.以"奥运伴我行"手机电视的软件开发为例,让用户参与设计全过程,采用设计人类学方法进行了用户研究和需求分析,通过迭代设计完成了原型设计、测试评估和开发设计,建立了系统原型并完成了可用性测试评估,验证了面向用户体验的界面设计理论体系.

手持移动设备中以用户为中心的服务设计

为进一步探索服务设计在手持移动设备中的应用,从工业设计出发,提出以用户为中心的服务设计研究方法。分析了服务设计和以用户为中心的服务设计的相关研究,提出服务提供者与服务接受者之间的服务设计模型。将服务设计分为隐性要素和显性要素,提出服务隐性要素的显性化设计模型。通过知识在分析与规划、开发设计和设计评测之间的传递与转化,建立了以用户为中心的服务设计过程模型。以M-Coupon服务设计为例,分析了服务模式;将用户包含于设计全过程,通过用户需求研究、服务功能需求分析,构建了用户角色模型和功能菜单树,完成了服务原型设计和系统详细设计,并通过设计评测验证了以用户为中心的服务设计理论体系的有效性与实用性。

轮盘疲劳可靠性分析的Monte-Carlo数字仿真

低循环多轴疲劳失效是航空发动机低压压气机轮盘的主要失效形式。轮盘是一种价格昂贵的部件,对其进行部件的可靠性试验在经济上难以承受。据此以临界平面法为基础,通过Ansys有限元分析与材料的应变疲劳试验相结合,利用Monte-Carlo数字仿真方法,确定了轮盘寿命的分布形式,建立了轮盘疲劳可靠性模型,并编制了轮盘疲劳可靠性分析软件,对某型轮盘进行了疲劳可靠性分析。与传统的确定性方法相比更加符合轮盘的失效状况,与基于真实轮盘的试验相比则可以有效降低试验费用,缩短试验周期。

企业信息质量成熟度模型研究

根据国内企业信息管理的现状和问题,提出了信息质量成熟度模型。该模型从人力资源对象、信息资源对象、企业活动对象、评价指标对象4个视角,将信息质量成熟度分为初始级、基本级、可重复级、定量管理级和优化级,并系统分析了每个等级下的信息管理关键活动。最后,结合国内某企业信息管理现状对信息质量成熟度进行了等级确定,为进一步改善信息质量,提高管理水平,提供了决策依据和操作目标。

基于本体语义块相似匹配的设计知识更新

针对基于知识的计算机辅助创新设计系统可持续应用中的设计知识知识更新问题,从综合利用本体概念自身的语义和概念间的层次结构角度出发,研究基于本体语义块相似性匹配的设计知识更新方法。通过Jena提供的jena.ontology包中的接口函数提取本体元素。综合采用基于元素级本体匹配、基于结构级本体匹配结果,获得本体元素中的匹配概念对和待匹配概念对。提出建立概念语义块的规则。采用编辑距离法计算概念语义块单词序列中对应单词的相似度,加权求和得概念语义相似度,判定概念语义块的匹配关系,通过Jena提供的jena.ontology包中接口类、属性及实例的添加和删除函数实现设计知识更新。公司甲和公司乙产品设计知识更新应用实例验证了基于本体语义块相似匹配的设计知识更新方法的正确性和有效性,以概念语义块内语义邻居的相似性增强了相似性较强的匹配,对相似性较差的匹配则不作改变,增强了概念对匹配的可区分度。

基于平面基线靶标的视觉测量数据拼接方法

针对视觉测量中三维数据的拼接问题,提出一种基于平面基线靶标的数据拼接方法。该方法利用平面基线靶标提供特征点,建立视觉传感器在相邻位置坐标系旋转矩阵和平移矢量各参数的优化目标函数,通过Levenberg—Marquardt优化算法求解出旋转矩阵和带有未知系数平移矢量。在此基础上,利用平面靶标上的基线长度确定平移矢量系数,从而求得数据拼接矩阵。利用平面靶标上100个点进行拼接试验,计算出x、y和z坐标拼接RMS误差分别为0．038 mm、0．022 mm和0．135 mm。结果表明该方法柔性好,适用范围广。

面向敏捷制造车间模式的分布式协同作业方法与实施技术

根据实施敏捷制造车间生产管理信息系统的要求,分析了制造车间的现状和特点,提出用Multi-Agent方法分析和设计车间管理单元,采用Web技术进行信息共享和支持协同决策过程。论述了分布式环境下车间协同作业的组织结构、系统架构、协同方法和协同工具等关键技术,用J2EE标准建立了一种可伸缩的分布式协同核心业务平台,为建立基于敏捷制造车间模式的生产信息管理系统提供了一种应用技术。

模具虚拟企业项目调度遗传算法研究

为解决模具虚拟企业资源受限的多项目调度问题,提出了多项目调度的数学模型。在此基础上采用了一种混合遗传算法的求解方法,该方法分两个阶段进行:先采用优先规则启发式方法产生一组可行解,该过程可视为遗传算法解的初始化;然后对这组可行解采用遗传算法进行优化,以得到次优解或者近似最优解。最后通过实际算例所得结果并与其他方法的比较分析验证了该方法的有效性。

基于VxWorks的无人机飞控计算机快速启动导引技术研究

VxWorks操作系统以其高实时性、高可靠性在无人机飞行控制领域得到广泛的应用,但VxWorks操作系统的启动引导机制较为复杂,引导方式多种多样,成为基于VxWorks操作系统的机载软件开发的一项难点;首先在分析了VxWorks启动引导工作机理的基础上给出了飞控计算机常用的电子盘(DOC)启动导引制作方法;然后针对无人机空中故障后必须快速复位的要求,给出了改进的VxWorks快速DOC启动盘制作方法,该方法比传统启动导引方法降低数倍启动时间。

逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用

从数据采集方法与数字化建模系统两方面对逆向工程技术进行了分析论述。在此基础上对逆向工程技术在模具设计制造中的应用研究进行了总结,指出了该技术在模具行业中具有的广泛应用前景。