气垫压带输送机凸弧段分析研究

垂直气垫压带输送机的技术要点为压紧力的大小和凹凸弧段气膜的承载力。凹凸弧段气室提供的气膜承载力能否满足输送要求是凹凸弧段能否使用气室替代托辊的关键。文中通过对凸弧段进行受力分析,推导出输送带张力和气膜承载力的公式,改变气孔排数,选择正压区域5排、7排、9排气孔的双圆弧气室进行仿真,比较总压压力云图和正侧压承载力。结果表明:5排气孔的双圆弧气室内流量损失减少,气膜稳定,承载力较大。

基于电源端电压的电动汽车电弧故障检测

当电动汽车主电路的电气接触点接触不良时,极易产生电弧故障,直接威胁车内人员的生命安全。论文提出了一种基于自定义差分阈值滤波-分段最大值标准化-统计数值规律的电弧故障检测方法。首先围绕真实电动汽车吉利帝豪EV450搭建了电动汽车电弧故障实验平台,开展了电动汽车在不同工作模式下的电弧故障实验。然后以电源端电压为对象,对信号进行小波分解,对小波分解得到的低频系数进行自定义差分阈值滤波和分段最大值标准化。最后统计标准化后数据相同值个数,并通过阈值法检测串联型电弧故障。论文对模型样本长度、差分阈值比例、最大值标准化分段数、预处理方法选择等进行了深入分析,并对参数进行了优化设置,进一步提升模型性能。结果表明,所建模型对电动汽车电弧故障检测准确率为98.35%,且实时性较好。通过对模型进行泛化性分析、算法时间复杂度分析及与其他电弧故障检测模型对比分析,证明论文所建模型对电动汽车电弧故障检测具有较好的适用性。

惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描设计

为了有效扩大惯性空间观测的幅宽范围和成像信噪比,提出了一种基于星等与光学多参量的映射函数的卫星与载荷姿频协同补偿的TDI相机长弧段星源主动扫描设计方法。首先,基于黑体辐射能量密度公式,构造TDI光学参量与极限探测星等之间的映射函数;然后,采用齐次坐标变换和欧拉轴最优路径规划方法,建立惯性空间卫星恒速机动和载荷动态实时补偿的长弧段星源扫描成像模型,完成动态星源无拖尾高信噪比成像。最后,基于平行实验理论,搭建由TDI相机和动态星源模拟器组成的实验系统,并完成了扫描成像实验和误差分析。实验结果表明,本体坐标系相对惯性坐标系的欧拉角速率为8.5(°)/s时,积分级数为96,TDI相机行频为1 kHz,成像时长10 s,TDI相机成像过程中星图成像信噪比最大值为7.325,扫描区域立体角为5.4232 rad。惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描可实现对星源高信噪比成像,并大幅拓展了成像观测范围。

低轨增强区域监测站覆盖性分析

监测站的分布和数量直接影响导航卫星的定轨精度、参数解算及状态监测。给出了监测站覆盖性评估方法,并利用真实的全球导航卫星系统(GNSS)轨道数据和仿真的低地球轨道(LEO)星座,对不同数量区域增强监测站的覆盖范围及深度、跟踪平均值和可视弧段占比进行了仿真试验分析。得出的结论是:增加区域监测站的数量仅对GNSS卫星的覆盖性有一定提升,但无法有效改善LEO卫星,需进行全球布站或结合星载接收机数据进一步分析。

复式大蒜种子方向控制装置设计与试验

为提高大蒜播种机对杂交蒜的播种正芽率,提出串联使用大蒜种子重心靠下和大蒜种子芽尖细长特征进行种子方向控制的方法,即在排种器运种阶段设计分段式护种槽,利用大蒜种子重心靠下特征提高种子直立进入定向器的概率,在换向阶段设计弧形开口定向器,使大蒜种子芽尖尽可能露出定向器,提高短芽尖大蒜鳞芽的正芽率。以定向速度和种子芽尖长度为试验因素,正芽率为试验指标,进行台架试验,结果表明,蒜瓣芽尖长度对播种机正芽率影响较为明显,正芽率随定向速度的增加而降低。以金乡杂交蒜为试验对象,对定向系统进行田间播种性能试验,试验结果表明:行走速度为0.14~0.19 m/s时,金乡杂交蒜的正芽率达85%,整体满足大蒜播种农艺要求。串联使用大蒜种子两种物理特征从作业原理上可提高大蒜种子定向稳定性,为大蒜播种机械化发展提供参考。

Electromagnetic Design of a Switched Reluctance Motor With Segmental Rotors and Full-pitch Windings

整距绕组分块转子开关磁阻电机具有高速运行时低风（油）阻和低铁心损耗等优点，特别适合用于航天航空驱动系统。根据整距绕组分块转子开关磁阻电机的基本工作原理，结合输出功率与平均转矩的关系，将绕组电流等效为方波，推导出了整距绕组分块转子开关磁阻电机的主体尺寸计算公式；基于电机定转子未对齐位置和对齐位置的电磁特性，以及整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁特点，确定了定、转子极弧系数选取的规则；同时分析了绕组匝数等主要尺寸的选取的规则；最后，基于上述方法优化设计了一台实验样机，并通过有限元仿真及实验验证了整距绕组分块转子开关磁阻电机的电磁设计方法的正确性。

基于机器视觉的齿轮中心定位算法

齿轮加工精度影响因素复杂,精度测量要求高,齿轮中心(基圆圆心)的定位精度在检测过程中至关重要。为降低工业视觉检测中缺陷与噪声对齿轮中心定位精度的影响,文章提出一种齿顶圆弧分割结合改进随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法定位齿轮中心。对采集的齿轮图像采用Canny算子检测边缘,使用Freeman码进行边缘跟踪;以最小二乘法拟合得到圆心粗基准,通过比较轮廓点到粗基准的距离快速分割出齿顶圆弧;采用亚像素边缘与更精确的阈值对圆弧进行精分割,并结合随机抽样一致性算法对圆弧进行拟合,得到齿轮中心。实验结果表明该算法具有较高的定位精度和较强的实用性。

船用柴油机曲轴连杆断裂原因

某船用柴油机运行约1000 h后其曲轴连杆发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、粗糙度检测、金相检验等方法,对该连杆的断裂原因进行分析。结果表明:该连杆的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于过渡圆弧段,引起断裂的主要原因为过渡圆弧段处加工粗糙度较差,且局部曲率偏大,导致该处应力集中程度增大,从而引起疲劳裂纹的萌生和扩展,最终使连杆发生断裂。

阻性负载下含分段噪声的间歇性直流电弧阻抗模型

构建准确且能够较为全面地反映出电弧特征的阻抗模型,对于电弧故障定位与检测的研究具有重要意义。针对现有的电弧阻抗模型无法反映出间歇性和完整噪声特性的问题,提出了含分段噪声的间歇性电弧阻抗模型。首先,通过对阻性负载条件下间歇性直流电弧的实验数据进行时频域特征分析,其结果表明时域上电弧阻抗随电流变化且随机性较强,频域上电弧噪声在高、低频段呈现的频谱分布存在差异。然后,提出了具有概率分布规律的阻抗模型以反映电弧在时域上的随机性与间歇性,同时采用分段噪声模型来体现其频域上噪声频谱分布的特点。最后,基于实验数据验证了模型的性能,结果表明所提出的模型能够同时在时域和频域上准确刻画出间歇性电弧的随机特性。

最小子野宽度对食管癌容积调强弧形治疗计划的影响

目的基于不同最小子野宽度(MSW)对于食管容积调强弧形放射治疗(VMAT)计划质量和执行效率的影响。方法随机选择15例食管癌患者,其中男性11例,女性4例;年龄45~68岁,中位年龄59岁。设计0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm3种不同MSW的VMAT计划,保证其他计划参数不变。评价靶区均匀性指数(HI)、适形度指数(CI)和平均剂量及控制点数(CP)和机器跳数(MU)值,并进行三维剂量验证测量。结果不同MSW对危及器官的保护是相当的,在MSW 0.5 cm、1.5 cm时肿瘤靶区平均量GTV Dmean[(68.95±0.03)Gy vs(68.29±0.03)Gy]、在MSW 1.0 cm和1.5 cm时计划靶区(PTV)的HI差异有统计学意义(1.14±0.00 vs 1.13±0.00)(P<0.05);MSW 1.0 cm、1.5 cm时总MU和CP与0.5 cm比较,平均减少量分别为(12.5±4.1)%、(13.9±4.8)%和(28.5±5.4)%、(18.4±3.4)%。计划验证使用阈值为10%,3%/3 mm的Gamma分析方法,计划验证通过率分别为(96.73±0.27)%、(96.98±0.32)%、(97.25±0.42)%,差异无统计学意义,均能满足临床需求。结论增加MSW在保证计划食管癌的VMAT计划质量下,可以降低MU,提高计划执行效率,MSW为1.0 cm会是一个较优选择。

面向复杂环境的圆形标志高精度定位方法

标志定位精度影响着视觉测量的精度,针对复杂环境测量标志自动定位精度不高的问题,本文提出一种基于亚像素弧段法的圆形标志中心定位方法。该方法首先对预处理图像进行边缘检测与跟踪,提取亚像素边缘序列,再利用边缘显著点与弧段几何特性对边缘序列进行中心约束,有效剔除伪圆弧特征,然后用更高效的相对位置约束与内接三角形约束对边缘弧段进行重组,最后对弧段组进行最小二乘拟合实现标志中心精确定位。本文通过提取亚像素弧段序列与更高效的弧段重组方法,提高了定位精度的同时,减少了弧段重组的时间。实验表明,在模拟图像的定位精度达到0.007 pixel,动态位移实验中精度达到0.05 mm,在光照变化、噪声、遮挡等不良条件下均能够满足视觉测量实时定位的需求。

多段圆弧曲线轮廓测点划分与拟合研究

针对检测和拟合多段圆弧曲线中存在的测点划分不精确和整体拟合轮廓不平滑等问题,提出了一种B样条迭代平滑算法和一种基于曲率和最小二乘原理的分割拟合方法。首先,采用B样条迭代法对原始测点进行平滑处理,并生成相应的辅助点;其次,采用三点圆曲率分析法计算辅助点的曲率,然后对辅助测点曲率集进行均值匹配得到初始分割点;最后,通过构建分割临界区域,并采用带几何约束的最小二乘拟合法实现多段圆弧曲线轮廓测点的最优分割与平滑拟合。对某四圆弧凸轮进行仿真案例分析,在噪声水平s=0.01 mm,s=0.03 mm,s=0.05 mm下,最大相对拟合偏差分别为0.645%、2.237%、3.243%;实验结果表明,该方法能够准确找到圆弧段间的分割点,并保证整体拟合轮廓的光顺性。

三弧段与四弧段等距型面联接接触应力分析

在相同公称直径、不同偏心距、不同转矩及配合方式下,应用有限元分析方法分析了三弧段与四弧段等距型面联接接触应力的分布及变化规律。仿真结果表明:三弧段与四弧段等距型面联接接触应力沿着廓形曲线呈周期数与圆弧个数相同的周期性分布;增大偏心距,接触区域随之增大,接触应力变小,在满足要求的情况下,应尽可能地增大偏心距;接触应力随着转矩的增大而增大;传递小转矩时宜采用小间隙及过渡配合的联接方式,传递大转矩时宜采用过盈与过渡配合的联接方式;在公称直径相同时,三弧段等距型面联接承载能力优于四弧段等距型面联接。

跳汰机新空气室结构设计与试验研究

为进一步提升跳汰机的分选效果,以X系列跳汰机为研究对象,构建了PIV试验系统,为后续优化效果的验证提供基础。在分析传统空气室结构的基础上,重点通过减小弧形段角度和增加空间两个思路对空气室结构进行优化,并最终通过PIV试验系统验证了优化效果。

大倾角皮带机防飘带优化设计及应用分析

为有效解决大倾角皮带机易出现的飘带问题,以晋能控股煤业集团某矿22208底抽巷大倾角皮带机为研究对象,分析了设计方案,针对巷道变坡角度变大后,易造成皮带机凹弧段曲率半径过大,皮带机中间部位易出现过度抬高,发生飘带的问题,提出了皮带机防飘带优化方案,并分析了优化应用效果。通过应用该优化方案后,皮带机连续13个月未出现飘带、跑偏现象,取得了较好的应用效果,可为类似工况下的大倾角皮带机防飘带设计提供参考。

基于YOLACT的冰体环向裂纹尺寸识别方法

[目的]在使用环向裂纹法计算冰载荷时,裂纹的尺寸都是采用经验公式的方法进行估算,在选择经验参数时往往存在很多不确定性,为此提出一种基于YOLACT的环向裂纹参数计算方法,以准确获取海冰裂纹尺寸。[方法]通过YOLACT网络识别随船拍摄图像中的冰块,然后对检测到的掩膜进行边缘检测,得到冰块裂纹形状,对裂纹进行圆弧拟合获取破冰半径和破冰角。[结果]计算结果表明,半径的识别准确率达96.12%,破冰角的识别准确率达96.58%。[结论]该方法可在基于环向裂纹法计算冰载荷时,为环向裂纹法提供裂纹尺寸的精确输入,有助于极地船舶和寒冷地区海洋结构物的初始设计。

基于Matrix Profile的时间序列分割技术改进

时间序列分割是数据挖掘领域中的一个重要研究方向.目前基于矩阵轮廓(matrix profile,MP)的时间序列分割技术得到了越来越多研究人员的关注,并且取得了不错的研究成果.不过该技术及其衍生算法仍然存在不足:首先,基于矩阵轮廓的快速低代价语义分割算法中对给定活动状态的时间序列分割时,最近邻之间通过弧进行连接,会出现弧跨越非目标活动状态匹配相似子序列问题;其次,现有提取分割点算法在提取分割点时采用给定长度窗口,容易得到与真实值偏差较大的分割点,降低准确性.针对以上问题,提出一种限制弧跨越的时间序列分割算法(limit arc curve cross-FLOSS,LAC-FLOSS),该算法给弧添加权重,形成一种带权弧,并通过设置匹配距离阈值解决弧的跨状态子序列误匹配问题.此外,提出一种改进的提取分割点算法(improved extract regimes,IER),它通过纠正弧跨越(corrected arc crossings,CAC)序列的形状特性,从波谷中提取极值,避免直接使用窗口在非拐点处取到分割点的问题.在公开数据集datasets_seg和MobiAct上面进行对比实验,验证以上两种解决方案的可行性和有效性.

三弧段等距型面设计参数计算研究

针对某型大功率高速水力测功器主轴三弧段等距型面曲线点样本集(测点),提出一种简单的参数计算方法。通过该方法得到了三弧段等距型面曲线偏心量、等距值等设计参数,再通过极坐标方程得到三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点。经与实际测点对比,三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点与实际测点基本吻合,两者极径差值随角度在-0.09~0.02mm范围内变化,呈先增、后减、再增的变化趋势,曲线近似呈周期性变化;在160°~180°范围内,三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点与实际测点极径差值随角度增加而增大,原因可能是某型高速水力测功器主轴三弧段等距型面在180°位置附近受力变形或者加工偏差过大;三弧段等距型面拟合曲线理论坐标点极径相对误差基本控制在0.09%以内,变化趋势与理论坐标点、实际测点极径差值曲线变化趋势基本一致,误差满足工程需要,从而验证了参数计算方法的准确性,所得到的参数可以作为某型高速水力测功器三弧段等距型面曲线的设计参数。

2A12铝合金的低压微弧氧化制备与性能研究

微弧氧化是一种优秀的表面处理手段,适用于铝、镁、钛等阀金属。但目前微弧氧化处理所需电能过高,生产成本高,不符合绿色发展理念,限制了其应用。实验采用微弧氧化双向脉冲电源,在Na_(2)SiO_(3)-KOH电解液体系中,在2A12铝合金表面制备微弧氧化膜。在电解液中加入添加剂NaF,采用分段升压手段,在较低电压下制备微弧氧化膜。通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、电子能谱分析(EDS)、电化学工作站等手段表征其耐蚀性。结果表明,加入NaF能够有效降低微弧氧化所需的电压,在正向电压为220 V时微弧氧化即可反应,膜层主要成分为Al、Si、O,相结构组成主要为α-Al_(2)O_(3),并存在非晶态Al_(2)O_(3);在升压段数为4、升压速率为10 V/min、NaF浓度为1g/L时耐蚀性较好。

三轴空间运动插补的一种实现方法

现在的运动控制普遍使用伺服电机。伺服电机的精度已经很高,其他的动态性能也很优秀,基于伺服电机的三轴空间插补运动规划及控制,则完全可以用精细线段实时逼近空间任意轨迹的方法来实现,具体的实施过程就是完成直线及圆弧的插补运算。