单自由度概率翻转移动连杆机构

基于一种过约束伸缩机构,设计一种单自由度的概率翻转移动连杆机构。通过分析机构的移动原理得出该机构具有两种运动步态,即定向步态和概率步态。定向步态的机构移动有确定的方向;概率步态的机构移动有两个可能方向,此随机过程在理想条件下符合伯努利概率分布。针对机构的移动特性和移动路径,提出使其在平面内任意运动的控制方法。建立移动机构的动力学模型并进行运动仿真。仿真结果表明,通过两种步态的组合控制,可以使机构实现从指定的出发点到达任意的预期目标点的平面移动。制作一台样机,验证了该单自由度机构的移动和转向功能。

摆动活齿传动的动力学模型

以单个活齿受力为基础,分析了单排及双排结构摆动活齿传动机构的受力状态.将解超静定问题的位移法与机构动态静力分析方法相结合,以活齿微位移为基础建立变形协调方程组,推导了单排及双排结构摆动活齿传动机构的动力学模型.算例的计算结果表明,用推导的模型计算的受力状态符合活齿受力趋势的理论分析.

单闭环一自由度过约束机构解析综合

应用空间机构自由度计算公式和螺旋理论,分析了单闭环一自由度过约束机构的约束数目、运动副数目和自由度数目之间的关系。应用虚功原理,以解析的方法,给出了独立过约束数分别为1、2、3时的力约束和力偶约束,以及力和力偶任意组合条件下的运动副综合过程。分析了在特定过约束组合下,机构满足非瞬时运动的条件,给出了组成机构的运动副数目、运动副排列方式和运动副轴线布置的空间装配条件,并给出了典型机构的设计范例。

移动活齿传动的受力及接触强度分析

对移动活齿在其与导槽双面接触及单面接触受力的情况进行了分析,并根据活齿传动的特点,建立了其变形协调关系,从而分别求解了两种情况下作用在活齿上的力;在此基础上导出了活齿与激波器、活齿与内齿轮啮合处的接触强度的公式;并给出了实例。

导引式局部搜索在一类过度约束VRP中的应用

针对一类带时间窗口和容量约束的车辆路线问题(VRP),给出了在过度约束即不存在满足所有约束的可行解的情况下,能够最小化约束违反成本的一种新颖的导引式局部搜索(GLS)算法。该算法通过不断动态修改原问题的目标函数,既保留了局部搜索算法的高效率,又有效克服了局部极小解的局限性,因而能够较快地返回一个满意解。求解示例表明,该算法在求解此类问题时,性能要优于常用的禁忌搜索算法。

钳夹车双层并联过约束机构力学解算与均载性分析

为研究钳夹车双层并联过约束起升机构力传递与均载特性,基于Timoshenko梁理论建立了起升机构钳形梁刚度模型,通过联立该双层并联过约束机构弹性变形协调方程与静力平衡方程,对起升机构进行了力学解算,得到了机构分支承载力与机构刚度的映射关系。在此基础上,定义了不均衡载荷系数,分析得到了机构刚度变化及其载运偏载量对起升机构均载性能的影响规律。基于动力学仿真软件RecurDyn建立了双层并联过约束起升机构的刚柔耦合仿真模型,仿真分析结果验证了理论建模分析的正确性。

一类人员调配问题的导引式局部搜索算法

描述一类生活实践中常见的可能存在过度约束的人员调配问题,这类问题用传统的分支定界等精确搜索算法求解时比较困难。本文则探讨了一种较新的超启发式搜索方法导引式局部搜索在求解这类过度约束人员调配问题中的应用。与其他常用的超启发式搜索算法如禁忌搜索和模拟退火的比较表明,GLS在此类问题的求解质量、求解速度和算法鲁棒性方面具有较好的综合性能。

压铸模设计中的过定位及改进措施

以滑块抽芯机构为例,对压铸模结构中的过定位问题进行了研究,提出了具体的结构改进措施。变滑块与侧型芯之间的刚性联接为浮动联接,使滑块只能在必要的轴向对侧型芯有强制作用而在其它方向上不予限制,侧型芯可以完全按照镶块型芯孔的约束来确定自己的位置,从而简化滑块抽芯机构的机加、装配难度,降低压铸模的制造费用。

基于目标运动特性的三维航迹模拟方法

针对现有航迹模拟方法对目标运动特性考虑不足,以及缺少航迹可飞行检验等问题,提出了一种基于目标运动特性的航迹产生方法。该绘制航迹方法灵活方便,产生的航迹能较好反映目标运动特性,满足飞行目标的过载约束和加速度约束。仿真结果表明,该方法是可行和有效的。

基于IoU约束的孪生网络目标跟踪方法

基于孪生网络的跟踪方法通过离线训练跟踪模型,不需要对跟踪模型进行在线更新,兼顾了跟踪精度和速度。现有孪生网络目标跟踪方法使用固定阈值选择正负训练样本易造成训练样本漏选问题,且训练时分类分支和回归分支之间存在低相关性问题,不利于训练出高精度的跟踪模型。为此,提出了一种基于交并比(IoU)约束的孪生网络目标跟踪方法。通过使用动态阈值策略根据预定义锚框与目标真实框的相关统计特征,动态调整正负训练样本的界定阈值,提升跟踪精度。所提方法使用IoU质量评估分支代替分类分支,通过锚框与目标真实框之间的IoU反映目标位置,提升跟踪精度,降低模型的参数量。在数据集VOT2016、OTB-100、VOT2019、UAV123上进行了对比实验,所提方法均有较好的表现。在VOT2016数据集上,所提方法的跟踪精度比SiamRPN方法高0.017,期望平均重叠率为0.463,与SiamRPN++相比仅差0.001,实时运行速度可达220帧/s。

一种部分约束满足车辆路线问题及其求解算法

描述了一类过度约束车辆路线问题,其中可用车辆数较少而时间窗口等其它约束又不允许放松,因而导致不存在满足所有约束的可行解。此时问题求解可以转化为一类部分约束满足问题来处理,相应的优化目标是最小化未访问顾客的损失和。本文给出了求解这类特殊问题的一种禁忌搜索算法设计,并通过规模不同的几个算例与其它常用方法进行了比较。最后分析了模型和算法的实用意义。

压铸模中的过定位及改进措施

以滑块抽芯机构为例,对压铸模结构中的过定位问题进行了研究,提出了具体的结构改进措施。变滑块与侧型芯之间的刚性联接为浮动联接,使滑块只能在必要的轴向对侧型芯有强制作用,而在其它方向上不予限制,侧型芯可以完全按照镶块型芯孔的约束来确定自己的位置,从而简化滑块抽芯机构的机加、装配难度,降低压铸模的制造费用。

基于自由度分析的三维模型几何约束求解

针对三维几何约束模型的求解问题,在充分研究了二维几何约束模型自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维模型几何约束求解的自由度分析算法,该算法可归纳为活动分析和场所分析两个过程。算法为三维几何约束模型提供了一种求解方案,解决了过约束和欠约束状态时的约束求解问题,并展示了一个实例。

基于二部图模型的欠、过约束几何约束系统的识别和处理

采用表达几何基元参数和基本几何约束的二部图模型表示几何约束系统,提出一种新的基于二部图最大匹配的几何约束求解方法,并由二部图分解法对几何约束系统的欠、过约束属性进行识别。通过加入几何约束优先级,改进几何约束装配机制来处理欠约束几何约束系统;当处理过约束的几何约束系统时,由改进的人工蜂群算法识别一致性与非一致性过约束并对识别的过约束子域进行有效处理。研究结果表明,本文基于新的二部图模型的几何约束求解方法是行之有效的。

压铸模设计中的过定位及改进措施

以滑块抽芯机构为例,对压铸模结构中的过定位问题进行了研究,提出了具体的结构改进措施。变滑块与侧型芯之间的刚性联接为浮动联接,使滑块只能在必要的轴向对侧型芯有强制作用而在其他方向上不予限制,侧型芯可以完全按照镶块型芯孔的约束来确定自己的位置,从而简化滑块抽芯机构的机加、装配难度,降低压铸模的制造费用。

基于使用IPv6的低功耗无线个人局域网的无线传感网在智慧路灯中的应用

针对现有的采用电力载波通信(PLC)技术的智慧路灯系统中存在系统结构复杂、兼容性与扩展性差、开发部署周期长和安全性与抗干扰性低的问题,提出了一种基于IPv6的低功耗无线个人局域网(6LoWPAN)的智慧路灯系统。将6LoWPAN应用在对基于PLC的智慧路灯系统的改造中,把原有的PLC节点改成6LoWPAN无线节点,把集中控制器改造为边界路由器,并在应用层上采用了受限应用协议(CoAP)和智能物体网际协议(IPSO)应用框架。通过与基于PLC的智慧路灯进行对比,结果表明采用6LoWPAN无线网络的智慧路灯系统结构简化、兼容性与扩展性高、系统开发部署周期缩短一半以上并且网络安全性和抗干扰性较高。

过约束并联机构动力学建模方法

由于冗余支链和冗余约束力的存在,过约束并联机构的动力学建模一直未能得到很好的解决。以一台平面两自由度过约束并联机构为例,在运动学分析的基础上,利用牛顿-欧拉法并结合达朗贝尔原理,得到了该机构的力和力矩平衡方程,但由于方程少于未知数个数而无法直接进行求解。为此,提出变形协调性分析的方法,通过建立约束力与终端平台位置误差之间的关系作为补充方程,从而得到可求解的机构动力学模型。将该方法应用到一台混联机床并联部分的动力学建模分析中,通过数值算例,对驱动力和动平台位置误差进行仿真,结果表明该方法的可行性和合理性。该方法同样可以应用于其他过约束并联机构,为该类机构动力学建模分析提供了一种新的思路。

一种过定位下工件定位误差的计算

提出了计算“4-2-1”过定位下工件定位误差的方法,考虑了两个条件:一是定位件与工件不发生干涉,二是保证工件放置的稳定性。根据以上两个条件,把“4-2-1”过定位下工件定位误差的计算分为五个具体的步骤。最后举例说明了本方法的实用性。

区域Delaunay三角剖分法在全国平均降水量中的应用

介绍了Delaunay三角网的性质及其算法类型;根据1980～2009年全国2200个观测站的降水量资料,将观测点和采集的边界点共同进行普通的Delaunay三角剖分,通过删除边界点及其区域外的三角形以实现区域Delaunay三角剖分,得到了较理想全国陆地的Delaunay三角网;随后对球面上的三角片进行面积计算,在已知站点的经纬度情况下,将大地坐标系转换到空间直角坐标系中,应用平面三角余弦定理获得球面三角内角,从而求得三角片面积,并以面积大小确定各个站点降水量的权重系数,得到全国平均降水量值。对比分析了30年的全国不同时间尺度(日、月、年)平均降水量,Delaunay三角法对应全国平均降水量均值和标准差都明显低于算术平均法,但是两种方法计算的降水量值的相关系数较高;通过Shapiro-Wilk方法进行正态性检验分析,两种计算方法求得的年平均降水量总体服从正态分布;在方差奇性的F检验中,两者的方差具有非奇性特点;使用t检验,在显著性α=0.05时,Delaunay三角剖分法计算的全国平均降水量总体均值偏小。最后,根据欧洲和日本数值模式2009年的降水预报,对于两方法计算结果进行了比较,分析表明在较大区域的平均降水量计算中,较之于传统的算术平均法,基于区域的Delaunay三角剖分法更为合理;区域平均降水量不仅和计算方法有关,还和区域气候特点有密切关系。

基于有向图的二维约束求解算法研究

针对过约束、几何完全定义状态判定和约束求解效率等问题,提出了基于约束图,利用自由度理论和约束冲突机制,通过反向约束方向平衡约束,进而通过排序进行约束求解的算法。算法采用约束图记录约束和几何的关系;通过约束平衡的方法进行过约束和几何完全定义的判定;采用排序求解方法,将庞大计算问题转化为一组相对简单的计算问题。算法已得到初步应用,对过约束和几何完全定义状态的判定有明显的效果,而且提高了约束求解效率。