基于SLAM技术的矿区巷道巡检机器人路径规划优化

针对矿区巷道环境复杂、道路狭窄等特点,提出了一种基于SLAM(SimultaneousLocalizationandMapping)技术的矿区巷道巡检机器人路径规划优化方法,实现机器人的自主定位和地图构建。采用激光雷达、RGB-D相机等多种传感器相融合,获取矿区三维点云数据,并使用SLAM算法实时构建矿区三维地图。同时,通过配准当前获取的点云数据与已构建的地图,实现机器人在矿区内的自主定位。针对矿山中存在的狭窄、弯曲、分支等复杂环境,提出了一种增量式A~*优化算法用于路径规划。该算法在传统A~*算法的基础上,引入了路径平滑、走廊宽度约束等优化策略,能生成满足矿区复杂环境约束的平滑可行路径。算法采用增量式方式更新,只需对改变的局部区域重新进行路径搜索,大大减少了整体路径规划的计算耗时。通过试验验证该算法性能,结果表明:与传统路线规划方法相比,该算法能够快速、精准地完成巡检任务,为矿区巷道巡检机器人推广应用提供了参考。

基于CMMFDE与多传感器信息融合的旋转机械故障诊断研究

采用单一传感器采集的振动信号难以准确描述旋转机械动态特性,导致提取的故障特征无法准确辨识旋转机械故障。针对这一缺陷,提出了一种基于复合多元多尺度波动散布熵(CMMFDE)、多传感器信息融合和哈里斯鹰算法优化极限学习机(HHO-ELM)的旋转机械故障诊断方法。首先,引入复合多元粗粒化处理,提出了CMMFDE方法,避免了传统单变量分析方法只能处理单一通道振动信号而导致特征的表征性能不足的缺陷,增强了故障特征的表征性能;随后,利用布置在旋转机械不同部位的传感器收集了多种类型的信号,组成混合多通道信号,并进行了CMMFDE分析,构建了故障特征;最后,采用HHO对极限学习机的参数进行了自适应优化,并对特征样本进行了训练和测试,完成了旋转机械的故障识别工作;利用齿轮箱、离心泵两种典型的旋转机械数据集进行了实验分析。研究结果表明:该方法对多个通道的信号进行分析时,所获得的准确率达到了100%和98%,优于对单个通道信号进行分析时获得的准确率,同时CMMFDE方法的准确率和特征提取时间均优于精细复合多元多尺度熵(RCMMSE)、精细复合多元多尺度模糊熵(RCMMFE)、精细复合多元多尺度排列熵(RCMMPE)、多元多尺度波动散布熵(MMFDE)。

基于SORT映射的IRCMFDE在旋转机械故障诊断中的应用

针对旋转机械振动信号的强非线性和非平稳性,导致故障特征提取困难的问题,提出了一种基于SORT映射的改进精细复合多尺度波动散布熵(IRCMFDE)和蝙蝠算法优化的相关向量机(BA-RVM)的旋转机械故障诊断方法。首先,利用SORT映射函数替换了精细复合多尺度波动散布熵(RCMFDE)方法的正态累积分布函数,同时对RCMFDE方法的粗粒化方式进行了改进,提出了基于SORT映射的IRCMFDE方法;随后,利用IRCMFDE方法提取了旋转机械振动信号的故障特征,构造了故障特征集;最后,采用BA-RVM分类器对旋转机械的故障类型进行了智能化的识别和分类;将基于IRCMFDE和BA-RVM的故障诊断方法应用于滚动轴承、离心泵和齿轮箱的实验数据分析,并将其与现有故障诊断方法进行了对比分析。研究结果表明:基于IRCMFDE和BA-RVM的故障诊断方法能够有效地识别旋转机械的故障状态,识别准确率分别达到了100%、98%和99%,相比基于RCMFDE、精细复合多尺度熵、精细复合多尺度模糊熵、精细复合多尺度排列熵和精细复合多尺度散布熵的故障特征提取方法,该故障诊断方法的效率和平均识别准确率均优于对比方法,其更适合应用于旋转机械的在线实时故障监测。

基于CMIE与参数优化KELM的旋转机械故障诊断策略

针对多尺度排列熵忽略信号幅值信息以及粗粒化处理存在不足,造成旋转机械故障识别准确率不稳定和不可靠等缺陷,提出了一种基于复合多尺度增长熵(CMIE)和算术优化算法(AOA)优化核极限学习机(KELM)的旋转机械故障诊断策略(方法)。首先,引入增长熵代替排列熵,进行了故障特征提取,同时采用复合粗粒化处理进行了信号的多尺度分析,提出了复合多尺度增长熵指标,将其用于提取旋转机械振动信号的非线性故障特征;随后,利用AOA对KELM的核心参数进行了自适应优化,建立了网络结构最优的分类模型;最后,将故障特征输入至AOA-KELM分类器,进行了训练和测试,根据分类器的输出标签完成了样本的故障识别任务;利用旋转机械故障数据集对所提策略的性能进行了实验和分析。研究结果表明:CMIE方法可以有效地识别旋转机械的故障类型和故障程度,两种数据集的识别精度均达到了99.2%,在特征提取效率和识别精度方面均优于比较方法;AOA-KELM模型的识别准确率和识别效率优于遗传算法优化核极限学习机、粒子群算法优化极限学习机、网格算法优化核极限学习机和灰狼算法优化核极限学习机。

PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析

随着我国科学技术飞速发展,越来越多人们对于电气工程及其自动化控制重视起来。PLC技术作为一种可编程控制器技术,不仅可以在电气工程及其自动化控制中进行有效应用,更可以有效减少电气工程及其自动化控制中应用所存在的问题,有效提升电气工程自动化控制质量和效率,进而提高电气工程安全性和稳定性,促进我国电气工程行业可持续发展。因此,将对PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用进行分析和研究,然后提出相对应意见来促进其电气工程有效进行。

大断面煤巷围岩支护技术

大断面巷道跨度大,尤其在厚煤层中掘进的大断面巷道容易出现顶板大量弯曲下沉及破碎,给巷道的支护问题带来了极大的挑战。为解决这一难题,采用力学分析、数值模拟的方法分析了大断面巷道顶板弯曲下沉的原因,并对不同巷道断面的应力及塑性区分布规律进行模拟,最终提出了支护方案。研究表明:对于大断面巷道最大弯曲下沉量应在顶板中点,随着巷道断面的增大,围岩塑性区域面积随之增大,顶板垂直应力逐渐减小,自承能力变差;顶板布置合理的高预应力锚索能有效地控制顶板离层,防治顶板大面积冒顶。在顶板设置对称分布的3根高预应力锚索后,顶板低应力区域明显减小,垂直位移减小,能够有效控制大断面巷道顶板冒落。

医疗手术常用器械分类与维护保养问题探讨

随着医疗技术的不断进步,手术器械的种类和数量不断增加,从传统的手术刀、手术剪、手术镊,到现代的微创手术器械、激光手术器械及智能手术机器人,各种新型器械的涌现为外科手术提供了更多选择和更高的安全性。然而,随着手术器械的日益复杂化和精密化,其维护保养问题也日益凸显。由于手术器械在使用过程中会经历多次消毒、清洗和重复使用,因此容易出现磨损、老化、污染等问题,如果维护保养不当,不仅会影响器械的性能和精度,还可能增加手术风险,威胁患者的生命安全。因此,对医学手术常用器械进行分类与维护保养问题的研究具有重要的现实意义。

保护层开采定向长钻孔瓦斯抽采关键技术

保护层开采是目前针对高瓦斯煤层群有效的瓦斯治理手段,确定保护层开采的卸压效果,确定定向长钻孔的合理抽采层位,有效的施工手段即是瓦斯抽采的关键技术。通过FLAC3D数值模拟分析了上覆岩层的应力、裂隙演化规律,对保护层开采后的卸压效果进行研究。此外,针对钻孔过程中所遇到的难题,针对实际情况介绍了定向钻机在钻孔过程中施工的关键技术,以期为类似工程提供借鉴。

一种牵引供电系统负载电压谐波抑制策略

将电力电子变压器(PET)应用于牵引供电系统,可有效解决电气化铁路存在的电能质量问题。因此针对牵引供电系统负载电压谐波问题,以输出侧并联的PET为研究对象,提出了一种抑制PET输出侧电压谐波的主从控制策略。首先阐述了PET的拓扑结构及工作原理,其次分析了造成PET输出侧电压畸变的原因。基于此,利用PET输出侧从逆变器可用容量来补偿负载电流中的谐波分量,而主逆变器仅提供负载电流中的基波分量,并维持PET输出端电压稳定。所提控制策略将电能质量治理功能嵌入到从逆变器控制策略中,有效降低了输出端电压的畸变率。最后,基于PSCAD仿真与实验验证,对所提控制算法的有效性进行了验证。

浅谈电气自动化控制中的人工智能技术

21世纪最为重要的科技创新,必当首推人工智能技术。当前,各行各业都也已展开人工智能技术研究,都试图将传统行业与人工智能技术相结合,进而提高产业效率,促进产业升级。不可否认的是人工智能技术在未来必定是可以促进全社会产业变革的技术,在人工智能技术作用下,产业升级、解放生产力以及提高人们幸福感都会受到极大促进。但是,当前环境下,人工智能技术的应用尚刚刚起步,也存在许多问题。这都是人工智能技术对当前社会的挑战,所以我们要保持对人工智能技术的乐观态度,其次要保持严谨谨慎的发展态度。

基于FLUENT的煤矿井下风门通风系统研究

煤矿井下通风系统作为井下最主要的空气交换通道,既保证着井下工作人员的生命安全,又保证着井下采煤工作的顺利进行。主要对煤矿井下风门在不同程度开启程度、风速时的巷道内的通风情况进行建模,结合通风系统的相关理论,通过所得到的速度云图和压力云图对全断面风门对井下通风系统的影响进行分析,得到全断面风门能够对通风系统进行有效的调控,并且能够为今后井下风门的合理布置提供一定的理论基础。

根切齿轮齿根过渡曲线图解分析与计算

依据齿轮参数和几何尺寸,基于范成法加工齿轮原理,建立了根切齿轮齿根过渡曲线和轮齿渐开线的参数方程,准确绘制出根切齿轮齿形图;并用Matlab软件编制程序,精确计算了齿根最小弦齿厚和最大根切半径。为建立根切轮齿的有限元模型、量化分析根切齿轮齿根弯曲疲劳强度与变位系数的关系、确定根切齿轮的最佳变位系数、研究根切齿轮在工业生产中应用的可行性等提供了可靠依据。

煤矿机电设备维修与管理工作研究

随着国民经济的不断增长、科学技术的不断创新,我国煤矿开采产业建设发展水平得到了显著提升。机电设备规范使用管理作为煤矿企业经营管理过程的重中之重,是一项必不可缺的关键内容,直接关系到煤矿安全生产管理的工作质量和效率。因此,现代煤矿企业必须高度重视煤矿机电设备的日常检修维护工作,安排专业技术人员负责设备的规范操作管理,确保各个煤矿生产环节能够有条不紊地进行,充分发挥出机电设备的运行作用。本文将进一步对煤矿机电设备维修与管理工作展开分析与探讨。

四腔并联压电泵结构设计

为提高压电泵的输出性能,设计了一种层叠型四腔并联有阀压电泵。在80 V正弦交流电驱动下,40~400 Hz工作频率内,以水和空气作为介质,分别选用不同数量的压电振子进行驱动,在不同的驱动方式(指振子间工作时的相位差)下对泵的输出性能进行试验测试。结果显示,当泵送空气时,不管多少个振子进行驱动,驱动方式对泵的输出流量几乎不产生任何影响,在测试频率范围内,输出流量随频率成线性变化,最大输出气体流量可达3600 mL/min;当泵送液体时,驱动方式对泵的输出流量影响很大,当同侧的压电振子为异步驱动时,输出流量的效果更好,在工作频率180 Hz时,最大输出液体流量可达830 mL/min。试验结果为多振子驱动压电泵选择合适的振子间驱动方式提供了参考依据。

层叠型双腔并联压电泵性能研究

为提高层叠型双腔并联压电泵的输出性能,在出口通孔处设计了隔板结构,以阻止流体同时出流时产生的正向碰撞和向对面腔内回流问题。采用液体水和空气作为输送介质,对试验样机进行了试验测试,结果表明:隔板结构可以大幅度提高层叠型双腔并联压电泵输送液体介质的能力,在80 V正弦交流电驱动下,最大输出流量可达460 mL·min^(-1),与没有隔板结构比较,输出流量可提高约30%。对该结构压电泵单个振子驱动与2个振子驱动时的关系进行了试验验证,结果表明:当工作介质为气体时,不管是同步驱动或异步驱动,2个振子工作时输出流量约为2个单个振子独立工作时输出流量之和;当工作介质为液体时,在2个振子同步驱动时输出流量出现小于单个振子工作时的输出流量情况,而异步驱动输出流量约为2个单个振子独立工作时输出流量和的1.4倍。

两段式扑翼飞行器扑动机构的设计与气动力学分析

为了提高扑翼飞行器的飞行性能,借鉴大型鸟类的飞行运动特征,设计了一种新型两段式可折叠仿生扑翼机构,并建立了扑翼机构的运动学和气动力学模型,对扑翼机构的运动性能和气动性能进行了分析。结果表明,所设计的新型折叠扑翼机构内翼上扑动极限为45.3°、下扑动极限为-5.2°,外翼机构的上扑动极限为46.1°、下扑动极限为-27.9°,与大型鸟类飞行运动参数一致;基于条带理论和扑翼飞行器的气动力模型,分别对新型两段式折叠扑翼、传统无折叠扑翼的气动力进行计算比较,前者的平均升力为后者的4.31倍,两段式折叠扑翼飞行结构具有更好的气动特性。

最优影响因素下超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却

水和煤油在管道中的温度分布是不均匀的,且超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却过程,没有针对不同区域换热过程进行进一步细分,导致煤油流动水平管冷却通道内速度场的分布规律不够精准,最优冷却因素分析结果失真,影响煤油的冷却效果。为解决这一问题,提出一种超燃冲压发动机煤油流动水平管最优冷却因素分析。通过构建航空煤油的对流换热控制模型,将整个换热过程分成不同的阶段,获取进口温度、压力、热流密度对传热的影响,计算出加热壁面内、壁面与流体三者间的传热系数,得出的流动水平管冷却的边界条件,并以此为依据获取对水平管内超临界航空煤油传热的影响因素,完成对超燃冲压发动机煤油流动水平管优化冷却。实验结果证明:所提方法的管壁温度拟合度与实际值基本一致,且冷却效果好,表明所提方法在超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却方面具有一定的应用价值。