衰减高斯噪声DDPG算法的机械臂轨迹规划

针对农业采摘机械臂的DDPG算法轨迹规任务中,调查了因高斯噪声标准差取值不当导致的强化学习训练失败问题,提出一种衰减正态噪声的DDPG算法,使高斯标准差σ随训练回合数增加而减小;利用Mujoco物理引擎进行多次仿真训练,验证衰减正态噪声相较于传统正态噪声在轨迹规划任务中的优势。结果表明,改进后的算法在完成采摘机械臂的轨迹规划任务时更为有效,成功解决了存在的问题。

基于MPC的双足机器人质心与足端联合步态规划

为探索双足机器人在农业环境中的应用,研究双足机器人在复杂环境下的步态规划与稳定性控制问题,提出一种结合简化模型与模型预测控制(MPC)的控制方案。该方案包括离线和在线2个阶段。离线阶段,基于MPC通过三维线性倒立摆模型规划质心的轨迹和速度;在线阶段,根据质心的规划结果,基于MPC通过简化刚体动力学模型计算支撑腿的足端稳定力与力矩,由雅各比矩阵映射为关节驱动力矩,摆动腿由五次多项式生成的足端轨迹联合质心轨迹,通过逆运动学和关节PD控制生成驱动力矩。仿真结果表明,与关节角度控制方法相比,该方案在步行过程中质心前向轨迹的跟随精度提升了71.1%,并且降低了步态相位切换时足端冲击的影响,确保了双足机器人的步行稳定性,为双足机器人在复杂农业环境下的工作提供可能。

车用磁粉离合器换挡传动过程的模糊控制及仿真

以换挡过程中磁粉离合器的滑磨功及整车冲击度最小为评价指标,选取油门开度及其变化率、离合器主、从动件速度差等参数来控制换挡过程中磁粉离合器励磁电流的变化,实现了磁粉离合器和变速器自动换挡的动态协调控制。运用模糊控制理论,设计出换挡过程中磁粉离合器的模糊控制器。应用MATLAB/S imu link进行了磁粉离合器换挡过程的动力学建模,并对换挡接合控制策略进行了验证仿真,取得了较满意的效果。

磁悬浮轴承非线性支承特性的研究

目前磁悬浮轴承支承特性的研究主要是基于线性支承力模型或者忽略非线性因素(漏磁及磁饱和)的非线性支承力模型,然而这样的研究方法不能全面地反应磁悬浮轴承的支承特性。因此需要对考虑了非线性因素的支承特性进行研究。首先,建立考虑漏磁及磁饱和的非线性支承力模型,接着利用simulink对磁悬浮轴承系统进行动态仿真,最后对磁悬浮轴承的非线性支承特性进行了分析。研究表明,控制电流越大,系统的漏磁及磁饱和现象越严重,非线性系统提供的支承刚度更小、抵御干扰的能力更差;转子偏离轴承中心越远,非线性因素对支承特性的影响越大。考虑了非线性影响因素的磁悬浮轴承系统对实际工作状况更具有指导意义,可为磁悬浮轴承在非线性下的实际研究提供基础。

并联混合动力电动汽车动态协调控制试验研究

针对并联混合动力汽车在发动机和电动机工作过程中,需要根据路况进行能量分配和工作模式切换的问题,以并联混合动力汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出了"转矩预分配+发动机调速+发动机转矩估计+电动机转矩补偿控制"的动态协调控制策略。借助dSPACE快速控制原型工具,搭建了试验台架,进行了稳态切换控制和动态协调切换控制试验。结果表明,在各种状态切换过程中,动态控制算法能有效控制混合动力系统的转矩波动,保证动力传递的平稳性。

车用磁粉离合器的起步模糊控制策略研究

离合器在起步接合过程中,通过油门开度及其变化率来推理驾驶员的操作意图。以驾驶员意图和离合器主、从动件速度差为控制参数,运用模糊控制理论,设计了车辆起步时磁粉离合器的模糊控制器,实现了起步接合过程中对磁粉离合器励磁电流的合理控制,使整车冲击度都满足相应指标,并使磁粉离合器的滑磨功较小。通过在MATLAB/Simulink中磁粉离合器的动力学建模,以整车模型为平台对起步控制策略进行了仿真试验验证,取得了较满意的效果。

基于UMAP辅助的模糊C聚类方法进行太赫兹光谱识别

太赫兹(THz)具有低能性、瞬态性、波谱分析能力强的优点,在物质鉴别方面具有广阔的应用前景。现有的基于THz的物质鉴别方法,虽然取得了一定的效果,但是存在容易陷入局部最优的问题,从而导致识别精度不高。均匀流形逼近与投影(UMAP)作为一种非线性降维方法,其假设数据均匀分布在黎曼流形上,可以对具有模糊拓扑结构的流形进行建模。UMAP降维的过程是通过最小化两个拓扑表示之间的交叉熵,从而实现低维空间中数据表示的布局优化。传统的模糊C聚类方法(FCM)在聚类时,初始聚类中心往往随机给定,当初始聚类中心选择不恰当时,容易导致错误的聚类。为此,提出一种基于UMAP辅助的模糊C聚类算法,首先运用UMAP对输入的THz样本矩阵进行降维;再根据类与类之间距离最大化的原则,选择合适的初始聚类中心;最后利用模糊C均值聚类的方法进行聚类。所提出的方法不仅能够解决聚类过程中类与类之间过度拥挤的现象,而且能够反映出类别间的距离信息以便于给样本选择合适的初始聚类中心。为了验证提出的聚类方法的可靠性,运用太赫兹时域光谱技术对鲁棉研28、鲁棉研29、鲁棉研36、中棉28四种不同类型的转基因棉花种子进行了探测,利用基于UMAP辅助的模糊C聚类算法对转基因棉花种子的吸光度光谱数据进行聚类分析,成功地将四种不同类型的转基因棉花种子区分开,得到了总正确率为0.9833的聚类效果,说明提出的基于UMAP辅助的模糊C聚类算法在物质太赫兹光谱识别方面具有良好的应用前景。

基于Pro/E的汽车轮毂模具设计

利用Pro/E强大三维造型功能中的零件模块实体特性和制造模块曲面特性,阐述了汽车轮毂实体模型及模具的设计和研究方法,并解决了Pro/E模具设计中存在的问题。从而实现汽车轮毂实体及模具的成型以及模具的数控加工。

不可压黏性流问题的无网格法分析

不可压缩黏性流问题一般采用Navier-Stokes方程来描述．基于加权残值法,推导了问题的无网格 伽辽金法(EFGM)离散Navier-Stokes方程,在时间域上采用分步方法计算,速度和压力由相互独立的方程以 解耦的形式求解,并采用同阶移动最小二乘近似．在每一时间步中,对压力解和速度解采用了Newton-Raphson 迭代法进行修正．最后将所得到的方法应用到剪切驱动空腔流问题中,验证了方法的有效性,且解的精度高、 稳定性好．

基于Pro/E的汽车轮毂模具设计

利用Pro/E三维造型功能中的零件模块实体特性和制造模块曲面特性,阐述了汽车轮毂实体模型及模具的设计和研究方法。解决了Pro/E模具设计中存在的问题,从而实现了汽车轮毂模具的成形及模具的数控加工。

基于广义交叉阈值同步压缩小波的超声信号特征提取方法

利用超声无损检测技术,对轴的表面裂纹检测时,微小裂纹回波信号常常会被各种噪声掩盖,造成裂纹无法识别和定位。为解决这一问题,提出采用广义交叉阈值同步压缩小波变换方法对超声回波信号进行分析,从时频域中识别裂纹回波信号特征并进行定位。该方法在同步压缩小波变换基础上,利用广义交叉验证估计降噪的阈值水平,不依赖于任何先验知识。具体地,通过添加基于峭度测量的预处理步骤和基于自适应硬阈值处理的后处理步骤,提高了阈值处理的效率和时频域内的降噪效果,从而实现了噪声与特征信号的有效区分。将该方法应用于轴表面微小裂纹超声回波信号的特征识别,并与连续小波变换的结果进行了对比,结果表明所提出的方法能够更精确地识别裂纹并提取裂纹出现时间点,进而判断微小裂纹的具体位置。

基于Pro／E的汽车轮毂模具设计及研究

本文利用Pro／E强大三维造型功能中的零件模块实体特性和制造模块曲面特性，阐述了汽车轮毂实体模型及模具的设计和研究方法。并解决了Pro／E模具设计中存在的问题。从而实现汽车轮毂实体及模具的成型以及模具的数控加工。

自适应MCKD和ALIF的滚动轴承早期故障诊断

针对滚动轴承故障信号冲击成分能量往往较低,故障特征频率难以提取以及最大相关峭度反褶积(Maximum Correlation Kurtosis Deconvolution,MCKD)降噪效果受限于滤波器L和位移数M等问题,提出了一种自适应最大相关峭度反褶积和自适应局部迭代滤波(Adaptive Local Iterative Filter,ALIF)的滚动轴承故障特征提取方法。以排列熵为标准,应用步长搜寻法确定最佳的MCKD滤波器的长度和位移数,对采集的振动信号进行降噪预处理,突出被噪声所淹没的故障冲击;然后应用ALIF算法对降噪后的信号自适应分解为一组固有模态函数(IMF)分量,利用最大峭度准则选取包含故障信息量最大的分量,即敏感分量;最后对敏感分量进行包络谱分析,提取故障特征频率。仿真和试验分析结果证明了该方法的有效性和准确性。

快速多分离字典学习的轴承故障诊断方法研究

为了提高轴承故障诊断的准确率,减小重构的时间,文章提出了一种快速多分离字典学习(Fast multi-separable dictionary learning,FMSeDiL)的稀疏表示算法。与传统的字典学习方法不同,该方法首先利用相空间重构将一维故障信号重构到高维相空间,获得重构信号的矩阵,以此组成轴承故障诊断原始特征集;再对该矩阵进行分块处理,通过QR分解对每个类别矩阵信号的可分字典进行优化,并对分离的信号进行重构,由于分类所获得的欠定字典表示的信号单一,极大的提高了重构的效率。研究结果表明,基于相空间重构的快速多分离字典学习算法能有效获取轴承的非平稳故障特征信息,并且重构速度更快。

参数不确定下的磁悬浮双转子系统的动态特性

目前,关于电磁轴承支承特性的研究大多是基于PID类传递函数明确的控制算法展开的,而非线性控制算法的模糊属性导致难以建立电磁轴承的支承刚度和阻尼模型,系统的支承特性存在不确定性,从而难以对此类磁悬浮系统的动力学特性展开研究。为此,针对支承特性不确定下的磁悬浮双转子系统,首先,运用有限元法建立了磁悬浮双转子系统的理论模型;其次,将电磁轴承支承特性中的不确定量转化为‘未知而有界’的区间;最后,基于Chebyshev正交多项式的区间分析方法对磁悬浮双转子系统的动态特性展开了研究。研究结果表明,低频峰值响应的不确定度与等效刚度和阻尼呈现幂函数变化关系。

双移动热源热流值的计算和加载

通过分析双丝埋弧焊焊接过程和热源加热特点,建立了双丝焊接的几何模型和有限元模型.采用移动双椭球热源模型为双丝焊的焊接热过程的热源模型,阐述了一种新型双丝焊热场算法的设计思路和过程.利用有限元软件ANSYS二次开发工具即APDL语言改进和编写了移动双椭球热源的计算和加载程序.使用高效的数组存储、矢量操作命令进行热流值的分开计算和加载,提高了焊接模拟计算的效率,减小了数值模拟的计算量,实现了16 mm厚的钢板的双丝埋弧焊焊接过程的计算机仿真.通过实验验证了此算法的正确性和高效性,对实现大型焊接件焊接过程的数值计算具有一定的参考价值.