水果外观品质视觉检测及自动分级控制系统设计

水果外观品质自动分级是提高水果附加值的有效手段,为了提高水果分拣效率,满足水果分拣设备小型化与果园现场分拣需求,依据机器视觉技术,以树莓派为核心控制平台,以梨子为对象设计了小型分拣装置,完成了样机的三维建模,并且调试了样机的运动控制程序和视觉检测程序,基于Socket通信方式建立树莓派和工控机之间的通信,并且将功能集成到用户控制界面,完成样机的控制系统设计。最后对样机进行实物搭建,以梨子为分级对象开展实验,实验结果表明,针对预设水果分拣级别,分拣执行正确率达到90%以上。

基于GANomaly-GRU的直线电机进给系统健康诊断方法

直线电机进给系统因长期在复杂工况环境下服役导致性能及状态转移随机性更强,对其运行状态进行健康诊断,对于及时发现状态退化趋势并进行预防性维护具有重要意义。针对直线电机进给系统健康诊断中缺乏故障负样本且运行数据时序性强等问题,在分析半监督异常检测生成对抗网络(GANomaly)与门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)网络原理的基础上,提出一种新的基于GANomaly-GRU的直线电机进给系统健康诊断方法,该方法在GANomaly网络框架基础上引入GRU设计生成器、判别器和重构编码器,以避免网络出现梯度消失和梯度爆炸等问题,第四子网络采用异常样本概率模型和解码重构(Decoding Reconstruction,DR)评分在无负样本的情况下对直线电机进给系统运行状态进行健康诊断。最后在直线电机进给系统健康诊断实验平台上测试和验证该方法的准确性和快速性,并与经典的诊断方法,如异常检测生成对抗网络(Anomaly Generative Adversarial Networks,AnoGAN)、高效异常检测生成对抗网络(Efficient GAN-Based Anomaly Detection,EGBAD)和无监督深度卷积生成对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks,DCGAN)进行对比,结果表明所提方法平均准确率分别提高了13.1%、24.0%和15.2%,诊断时间分别缩短了37、26和13 ms,表明所提方法较好地解决了直线电机进给系统故障样本数据不足和样本标记问题,对难以获取足量有效故障样本数据的复杂机械装备健康诊断具有一定的参考价值。

直线电机进给系统动态性能演化规律数值模拟与试验

为确定随工作台移动进给系统动态响应演变规律,利用达朗贝尔原理建立了工作台处于不同位置的直线电机进给系统动力学模型,基于ANSYS Workbench平台数值模拟分析了工作台处于最左端、中间、最右端位置处的直线电机进给系统模态响应,得到其前4阶固有频率和振型。采用锤击法单点激励多点拾振对两轴联动直线电机进给系统进行模态测试试验,利用LMS测试分析系统得到三种不同位置处的固有频率和振型,试验验证了直线电机进给系统工作台在不同位置移动过程中动态响应数值模拟的正确性和合理性,同时发现随工作台位置变化直线电机进给系统动态特性也随之改变,当工作台处于中间位置时系统模态低阶固有频率大于左右两端位置处,且随着工作台位置的变化系统质量分布出现偏移,为合理确定复杂工况下直线电机进给系统动态时变特性提供依据。

外加物理场调控二维材料的HER和OER性能

长期以来,氢燃料一直被认为是一种有前途和可行的传统化石燃料的替代品,可以支撑我们未来的能源格局。电催化水分解是一种可用于大规模高效生产高纯度氢气的可持续和环保的技术。该技术的工业化需要我们不断地提高两个电极上的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的反应动力学。此外,催化剂催化活性和结构稳定性的持续优化对于该技术的实际实施同样关键。因此,合适的催化剂的选取是影响电催化水分解的关键因素之一。二维(2D)纳米材料由于其独特的物理化学性质和丰富的活性位点成为了电解水领域的热点。此外,2D材料独特的物理化学特性能与外加物理场之间高度契合,可以产生一些独特的效果来增强电催化性能。因此,近些年,外加物理场在辅助改善HER和OER方面的作用和机制越来越受到关注。外加物理场,如电场,磁场,应变,光,温度和超声波,可以应用于催化剂合成和电催化过程。本文首先总结了物理场辅助电解水催化剂合成的研究。随后,根据外场在电催化过程中作用机制的不同,对外场辅助HER和OER的研究进行了分类。最后,本文指出了本领域快速发展所面临的主要挑战和前景。