基于LSTM预测误差的轨道交通弓网接触力异常识别算法

[目的]接触力是轨道交通弓网综合检测的重要内容,也是弓网系统性能的重要评价因素,但在检测过程中常受到外部环境的影响而出现异常检测数据。目前针对弓网接触力异常检测数据的剔除主要依赖于人工,影响数据分析效率,因此需深入研究弓网接触力异常识别算法。[方法]梳理了弓网接触力常见的异常形式,分析了不同异常形式下接触力检测数据的特征。提出了一种基于LSTM(长短期记忆网络)预测误差的弓网接触力异常识别算法,通过使用正常的接触力数据训练LSTM模型,使该模型能够对接触力变化趋势进行预测。为实现正常区段与异常点的精确划分,使用基于置信区间的异常检测数据识别方法。为降低长距离异常数据对LSTM模型预测效果的影响,提出了一种基于预测值置换的异常数据处理方式。通过高速综合检测列车测得的真实检测数据,分别对三种常见异常形式的弓网接触力识别效果进行验证。[结果及结论]提出的算法能够较好地实现对弓网接触力异常的识别。

隧洞块体破坏过程及稳定评价的数值方法研究

为分析块体在复杂围岩作用下的破坏形态及稳定性,提出一种基于连续介质力学的块体破坏数值分析方法.首先,在已有的单元重构-节点分离的结构面建模方法基础上,实现基于网格的块体识别;其次,基于显式求解的接触力算法,推导多种接触状态下的接触力表达式,并提出块体和围岩的接触分析方法;然后,采用结构面强度折减法求解块体安全系数.该数值分析方法可同时计算围岩和块体的变形特性.通过一个块体沿双面滑动的简单算例也论证了在一定条件下,数值计算可得到与刚体极限平衡法一致的结果;最后,结合某一断层穿过的隧洞工程,分析其开挖后的围岩及块体稳定性.结果表明,该数值方法有效反映了围岩应力和变形对块体稳定性的影响;关键块体发生破坏后,潜在危险块体发生较大变形,局部安全系数低.该数值方法为复杂地质条件下隧洞块体稳定性评价提供了一种有效的分析思路.

基于CFFCA的全驱动五指灵巧手抓取研究

为精确控制灵巧手对目标物体的抓取,针对灵巧手对目标物体的抓取控制实时性不高的问题,设计了全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I。分析了单根手指的正运动学与逆运动学,提出了接触力反馈控制算法(CFFCA:Contact Force Feedback Control Algorithm),利用压力传感器的反馈值,实时控制灵巧手和目标物体之间的接触力,并且详细描述了灵巧手的强力抓取和精确抓取两种抓取模式。在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I上的实验证明,在两种抓取模式下该算法对两种尺寸的目标物体实现抓取控制是可行的。利用提出的接触力反馈控制算法可控制全驱动灵巧手和目标物体之间的接触力,实现灵巧手对不同大小的目标物体的稳定抓取操作,实验结果表明,该算法实时性较好,有很高的灵巧性,具有应用价值。

CALCULATION OF CONTACT STRESS OF PLASTIC GEARS

A calculation method of contact problem of plastic gears based on three parameter model of viscoelasticity material is presented. In this calculation method, the influence of temperature upon the property of plastics is considered and an iteration process of temperature-elasticity module-friction coefficient is proposed. From the rolling contact problem of two viscoelastic cylinders with parallel axis, a set of normal-tangential contact coupled integral equations is obtained. Through numerical treatment and normal-tangential iteration, the normal contact stress,tangential stress and contact width of plastic gears are acquired.

枪弹穿甲过程仿真的有限元接触模型与分区并行计算误差特性

为了提高小口径普通钢芯弹和穿甲燃烧弹侵彻均质钢靶板的仿真分析精度,分析了接触力罚函数算法的接触刚度参数和接触摩擦系数对弹道极限速度计算值的影响,分析了通过不同的并行计算系统得到的弹道极限速度计算值的差异及其统计规律。研究结果表明:多部件间的接触力罚函数的接触刚度参数分别设置与优化方法可以提高弹道极限速度值的计算精度;接触摩擦系数的不同设置值对穿甲燃烧弹侵彻较厚靶板的弹道极限速度计算值有显著影响,需探索多部件间的接触摩擦系数的准确定义方法;由于分区并行计算过程中多个区域的数据交换及参与计算的顺序的随机变化会导致计算结果的不一致,并行计算的弹道极限速度值存在离散性,需在同一入射速度下进行多次重复计算,并基于统计分析确定可靠的弹道极限速度值。