摘要：随着客户对可持续产品需求的增加,针对产品功能和结构属性的传统模块化设计,正逐步转向可持续模块化设计。然而当前的模块划分方法更注重于对模块化指数的优化迭代,忽略了产品多组件间的信息传递和反馈。为此,提出一种集成学习算法的可持续模块划分方法。首先,面向组件间的回收性、材料和寿命因素,构建产品的综合DSM模型。其次,提出集成学习算法的弱分类器构建规则和强分类器结合策略。最后,通过颚式破碎机案例验证了所提模块划分方法的可行性,集成学习算法同直接聚类和遗传算法的模块划分结果对比,表明所提方法各模块组件更接近DSM的对角线。

摘要：针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系统性能的“孔位精准识别、钻具姿态精确感知、无线电磁随钻智能检测、钻具运行状态智能识别和钻进系统精确控制”五大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在复杂恶劣环境下卸压孔的精确识别问题,设计了融合图像尺寸调节和多阶段训练模式的卸压孔图像样本扩充SinGAN模型,引入多层特征融合优化的FasterRCNN,构建了基于改进SqueezeNet轻量级网络架构的孔位识别模型,以实现卸压孔位的准确快速识别;针对钻具姿态精确感知问题,提出了基于改进梯度下降法算法优化无迹卡尔曼滤波的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)初始对准方法,设计了多个IMU的空间阵列布局方式,研究了基于BP神经网络的钻具姿态误差补偿方法,旨在提高钻具姿态的解算精度,实现精准钻孔卸压;针对复杂地质环境下钻进工况的精确检测问题,搭建了煤矿井下随钻测量无线电磁传输系统架构,探讨了微弱电磁波信号自适应调制和随钻高速双向电磁传输技术原理,研究了孔底地质参数、几何参数和工程参数的测量原理和实现过程;针对钻进系统运行状态识别问题,构建了钻进信号时域、频域、时频域的多域特征和深度网络高级特征提取架构,提出了钻进系统关键零部件健康状态评估和故障诊断技术,构建了基于改进蝙蝠优化长短期记忆网络的卡钻风险因子预测模型,实现对卸压钻具卡钻状态的准确预测;针对钻进系统的精确控制问题,分析了钻进系统的液压系统工作原理,构建了考虑煤岩性状的钻进系统精确控制方案,探讨了基于转矩和位置的钻进系统最优控制参数求解原理,旨在实现钻进回转系统和给进系统的智能协同控制和并行作业。

摘要：目的设计基于改进粒子滤波算法的医用超声设备寿命预测方法,解决传统医用超声设备寿命预测过程中不能对设备退化过程进行精准分析,从而导致预测模型参数不能实时更新、预测精准度下降的难题。方法首先将医用超声设备的整个生命周期划分为正常退化状态和非完美维护退化状态,分析设备退化过程,并依据医用超声设备的退化过程建立寿命预测模型;然后利用极大似然理论计算模型中的退化参数,并根据实际退化数据随机更新模型参数,获取更符合设备实际退化过程的寿命预测模型;最后利用改进粒子滤波算法求解该模型,获取医用超声设备寿命预测结果。结果利用本文提出方法建立的模型决定系数在0.80以上且更接近于1,具有较高的医用超声设备寿命预测准确度,均值为88.5%。结论改进粒子滤波算法在医用超声设备寿命预测中具有较高的准确性和可靠性,可以有效识别设备故障发生的早期迹象,提前采取维修或更换措施,避免可能出现的设备损坏和停机。

摘要：针对矿井提升系统检修工作的特点，设计并开发了一种检修信息化管理系统，包括移动端 APP 和 Web 端两部分，系统采用 B/S 架构，实现了检修数据的快速准确采集、存储、管理和分析，提高了检修效率和数据安全性。通过对矿井提升系统的工况分析，设计了合理的数据库结构和数据表，开发了友好的用户客户端界面，并在实际煤矿现场进行了应用测试，取得了良好的效果。

摘要：现有的模块化设计方法多注重对模块化指数的优化迭代,为提升模块划分时组件间信息交互性能,提出一种基于集成学习算法的产品模块划分方法.首先构建产品的连接和功能设计结构矩阵;然后依据组件间信息的传递和反馈构建弱分类器;最后组合大量弱分类器构建强分类器模型,并由强分类器给出产品的模块划分结果.对采矿液压支架ZY3200型的模块划分结果表明,与直接聚类和遗传算法模块结果相比,集成学习模块规划策略的模块化指数I1值为0.8438,具有更高的对角线聚集度;敏感性分析显示,当回路组件数大于3时Q值稳定在0.5562,进一步验证了所提方法具备机器学习的智能性和鲁棒性特征.

摘要：随着国家减塑令的发布,开发聚乳酸(PLA)等生物可降解材料逐渐成为热门话题.对合成聚乳酸的不同方法进行了讨论.丙交酯开环聚合法已成为获得高分子量聚乳酸的最常用方法.因此,重点介绍了用于丙交酯开环聚合的催化剂设计,并阐述了聚合的机理,希望能为设计开发低毒性、高选择性的催化体系指明方向.

摘要：针对水产品四环素残留的便捷化精准检测难题,该研究研制了一种四环素含量检测的便携式直读光电化学装置,并探究了装置用于鱼肉四环素残留检测的可行性。装置分别以LED和STC89C52单片机为激发光源和控制核心,利用设计的光源暗室避免外源光照对检测结果的影响。测试结果表明,LED激发光源的输出信号稳定,装置对于光电流信号的采集具有较好的准确性。进一步基于丝网印刷电极构建光电化学适配体传感器,采用所研制装置对信号进行采集与处理,最终以OLED显示器直接读取抗生素浓度信息。该方法对于四环素检测的线性范围为1×10-11~1×10-8mol/L,检测限为3×10-12mol/L,具有较好的选择性,且对于鱼肉四环素残留检测的回收率为92%~94%,为水产品四环素的精准现场分析提供了新的方法与途径。

摘要：单绕组磁悬浮开关磁阻电机可以实现全功率转矩和转矩/悬浮两种模式运行,具有转矩系统与悬浮系统高度集成的独特优势,但存在悬浮力输出范围有限的弊端。针对上述问题,该文将单绕组磁悬浮开关磁阻电机模块设计,与直流磁悬浮轴承一体化集成,形成混合单绕组磁悬浮开关磁阻电机(hybrid single winding bearingless switched reluctance motor,HSWBSRM)。进一步将HSWBSRM宽支承系统的定子凸极与转子凸极设计为宽齿-窄齿互相配合形式,引入轴向充磁永磁体提供产生悬浮力的偏置磁场,提高悬浮力输出能力,降低了系统的体积与悬浮功耗。该文首先阐明混合单绕组磁悬浮电机结构与运行原理,并揭示设计约束条件。针对典型实验样机参数,构建三维有限元分析模型,着重围绕宽支承系统偏置、主动悬浮特性以及单绕组系统转矩/悬浮特性开展深入分析。最后,在探明宽支承系统与单绕组系统耦合特性的基础上,提出相应控制策略并构建控制系统,验证HSWBSRM悬浮机理的可行性与有效性。

摘要：12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力位移刚度系数和电流刚度系数受转子位置动态耦合,具有非线性时变特征,严重影响悬浮系统运行鲁棒性。针对上述问题,该文提出基于耦合悬浮力调节器的悬浮系统控制策略。首先,基于有限元分析和麦克斯韦应力法,揭示悬浮力非线性时变规律,并建立完善的数学模型;进一步将该模型表征为位置解耦悬浮力模型和非线性时变耦合分量。其中,位置解耦悬浮力模型一方面作为悬浮系统的直接反馈模型,另一方面用于设计耦合悬浮力观测器,实时在线获取非线性时变耦合分量。所获取的耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统。最后,针对基于耦合悬浮力调节器以及控制系统的有效性开展仿真分析与实验验证,结果表明,所提控制方法可以有效地解决转子位置对悬浮系统的动态耦合,提升系统鲁棒性。

摘要：聚乳酸作为生物可降解的聚合物材料,有着广泛的应用前景.目前,高质量聚乳酸主要通过丙交酯缩合来制备.其中,丙交酯的光学纯度是影响聚乳酸材料力学性能的关键因素.因此,开发高光纯丙交酯的合成技术,是有着很好应用价值的挑战性课题.在本工作中设计制备了锌掺杂聚吡咯催化剂.该材料可以很好地催化乳酸缩合,合成高光纯丙交酯.值得一提的是,该材料可以多次套用,并保持产物的光学纯度在98%以上.