摘要：本文利用单针-板电极负直流高压电晕放电装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理,设计搭建了由线-板式预荷电器和驻极滤袋集尘装置组成的复合电/袋过滤实验平台,系统的研究了电晕驻极滤袋对未荷电、单极荷正电、单极荷负电以及双极荷电的0.3~10μm微细颗粒物捕集效率,对比了不同风速条件下驻极滤袋对不同荷电类型微细颗粒物捕集效率的稳定性.实验结果表明:相比于原始滤料捕集未荷电颗粒物,库仑作用的引入使得驻极滤料捕集荷电颗粒物具有更高的效率,尤其是对于粒径0.3μm颗粒物提升效果最为明显,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率从79.9%分别提升到99.9%、99.3%和98.6%;基于库仑力的静电捕集效率还能够补偿由于风速增大而造成的机械捕集效率降低幅度,对于粒径0.3μm颗粒物,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率差值从9.4%分别降低到0.06%、0.2%和5.2%.更具体地说,即库仑引力作用强于库仑斥力作用,且两者均优于异相荷电凝并作用.此外,利用扫描电镜技术分析了不同荷电类型颗粒物在驻极滤袋表面沉积的微观形貌结构,提出了相应的尘饼生长理想化模型用于进一步解释以上实验结果.该研究结果可为进一步发展静电-机械双效捕集脱除微细颗粒物提供参考.

摘要：针对一类具有执行器随机失效问题的离散线性系统,提出一种基于故障概率情况下的鲁棒预测容错切换控制方法。首先,将工业过程建立成新型多自由度状态空间模型,设计含有故障概率的容错控制器;其次,引入系统故障和其恢复时的随机概率,利用李雅普诺夫判据给出基于线性矩阵不等式形式的稳定性条件,再通过指数稳定的相关证明求解出不同执行器切换时的稳定条件,以保证系统故障时容错控制与无故障时常规控制间的切换;然后,控制器设计时还充分考虑了设定值变化时所产生的跟踪误差带来的影响。最后,通过仿真结果验证了所提方法的可行性。

摘要：[目的]针对显著海浪遮挡、相机剧烈晃动引起的无人艇视觉目标跟踪脱靶问题,提出一种基于多特征融合的长时相关鲁棒跟踪算法。[方法]首先,采用多特征融合技术,增强目标特征表达,提高目标模型鲁棒性;其次,利用高维特征降维和响应图子网格插值,提高目标跟踪的效率与精度;然后,设计水面目标重识别机制,解决目标完全脱离视野时的稳定跟踪问题;最后,采用多个代表性视频数据集进行验证和比较分析。[结果]实验结果表明,相较于传统的长时相关跟踪算法,平均成功率提升15.7%,平均距离精度指标提升30.3%,F-Score指标提升7.0%。[结论]所提算法能够处理恶劣海况下的目标脱靶问题,对于提升无人船艇及海洋机器人智能感知能力,具有重要技术支撑意义。

摘要：为获得高性能无人艇(USV)的航行路径,提出一种基于多策略改进的麻雀搜索算法(MISSA)。首先,设计了带转向角惩罚项的适应度函数;其次,利用黄金正弦法与参数自螺旋设定对位置更新策略进行改进,同时,在位置更新过程中加强了麻雀个体间的信息交流,以平衡全局探索与局部搜索过程;再次,引入混沌圆映射以提高初始麻雀种群的质量和多样性;最后,设计了局部搜索优化机制以解决原始麻雀算法(SSA)容易陷入局部最优的问题,得到适应度更佳的全局路径。仿真结果表明,相较改进A∗、结合遗传的改进蚁群及原始SSA等三种优秀算法,本文MISSA算法在路径距离、转向角度与次数等关键性能指标上均表现最佳,为无人艇自主安全运行提供了一种有效途径。

摘要：为实现分布式制造环境中上下游工序和机器间的协同生产,研究了带有运输的混合流水车间调度问题。以包含加工时间、运输时间和加工等待时间的完工时间最小为目标,建立了带有运输约束的混合流水车间调度模型,基于Q-learning设计了改进的遗传算法(QGA)求解该模型。在该算法中,首先基于工件序号设计编码和遗传算子等遗传操作;然后根据种群适应度函数构建种群的状态集合,以交叉概率和变异概率的取值作为动作,以最佳个体适应度和种群平均适应度作为奖励;最后采用Q-learning对交叉和变异参数进行智能调整,提高算法的收敛速度与全局搜索能力。仿真实验结果表明,与改进的遗传算法(GA-TS)相比,本文QGA的最大完工时间平均减少了2.0%,收敛速度提升了18.1%。

摘要：为了能准确获得鼠笼弹性支承的刚度特性,对鼠笼刚度进行了理论分析、数值仿真和试验测试研究。首先,对鼠笼进行了网格无关性检验,研究表明,鼠笼条网格和鼠笼条根部圆倒角网格对鼠笼刚度计算结果影响明显。其次,研究了外力加载方式对鼠笼刚度的影响,研究表明,在不考虑轴承建模时,不同的外力加载方式会使得鼠笼承力端产生不同程度的形变而影响鼠笼的刚度;考虑轴承建模时,外力加载方式对鼠笼刚度的影响减小,且数值仿真结果趋近于通过刚性域加载得到的鼠笼刚度。最后,设计并搭建了鼠笼刚度试验测试平台,得到了鼠笼刚度的试验值,验证了数值仿真的正确性及合理性。

摘要：该文提出一种将子域法及等效磁路法相结合的新型解析模型,可在计及磁桥饱和的情况下,计算具有任意极槽配合的V型/U型/一字型内置式永磁电机的空载电磁性能。建模时首先根据转子结构将永磁体进行等效,以便于各子域的建立;为了考虑转子磁桥处的饱和,采用等效磁路法来计算磁桥处的磁导率,以便于相应子域边界条件方程的建立。电机无槽时的空载气隙磁通密度分布可以通过求解各子域交界面处边界条件方程组得到,然后通过保角映射的方法可考虑定子开槽的影响。该文所提模型可用于计算内置电机的空载气隙磁通密度分布、反电动势及齿槽转矩。将模型计算结果与实验测试及有限元计算结果进行对比,验证了所提出模型的有效性。与有限元法相比,该文所提模型具有建模速度快、耗时短,同时可达到近似精度的优点,这为相关电机的初始设计及优化带来了方便。

摘要：液压油是机械设备的关键介质,其携带的磨粒可反映设备的运行状态,有效地预测设备的早期故障,达到预知维修。为了实现液压油磨粒监测,设计并研究一种多线圈阻抗传感器。其中硅钢片用来增强检测区域的磁场强度,双矩形检测通道可以充分利用磁场分布区域,从而提高传感器的检测精度和通量。串并联线圈的对比试验表明,线圈同向串联时,传感器具有较高的检测灵敏度,更适合于磨粒的监测。该多线圈阻抗传感器可根据电感脉冲信号的方向以及电阻和电感脉冲信号的有无来判断区分金属磨粒的属性,可有效检测和区分的最小金属磨粒为46μm的铁颗粒和110μm的铜颗粒。此类阻抗式磨粒传感器基于电感和电阻两个参数进行检测可以获得更为准确的磨粒信息,弥补传统电感式传感器对非铁磁性金属磨粒检测精度有限的不足。

摘要：由于激光增材制造装备具有多维度信息、多流程、多功能、多对象等人机交互特征,导致其人机交互效率低、舒适安全性差,直接影响制件成形质量的稳定性。基于此,提出一种基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化方法。依据双手垂直可达域的舒适性划分人机交互界面可达域等级,构建基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化模型。针对基于域模型构建的多决策变量界面布局模型求解问题,提出一种基于狼群-粒子群算法的混合智能求解算法,将狼群算法的奔走围攻行为机制引入粒子群算法,解决粒子群算法因种群多样性较低而导致计算结果容易陷入局部最优解问题。最后,以LDM4030激光增材制造装备为例,对其人机界面布局进行优化,并进行工效学仿真与眼动试验,结果表明:优化后的人机界面布局在舒适性、安全性以及界面的合理性上都优于原装备的设计,验证了该模型的有效性和可行性。

摘要：基于光纤光栅技术,提出一种重力式倾角传感器,实现了对结构倾角的高精度监测。结构发生倾斜时,固定在结构上的重力式倾角传感器发生倾角变化,其内部光纤布拉格光栅发生波长变化。通过测量光纤布拉格光栅的波长变化,得到结构倾角的变化。通过对传感器进行标定试验,结果表明:传感器灵敏度系数52.53 pm/mm,相关系数均达到0.99以上;线性度误差4.78%,迟滞性8.30%,重复性误差9.34%,取得了良好的线性数据,证明该倾角传感器性能良好。研究成果对应用于倾斜结构测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义。