摘要：该文依托滇中引水工程香炉山隧洞,开展深埋隧洞掘进过程中岩爆风险预测研究,提出基于数值样本和随机森林(random forest,RF)的岩爆风险快速预测代理模型。以地应力和围岩本构参数作为模型输入特征,以围岩最大弹性应变能密度作为输出特征,开展使用隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)掘进深埋隧洞过程中的多工况数值仿真,基于正交试验设计构建了611组数值样本,并通过围岩能量演化分析和相关性分析,验证输入、输出参数的合理性。进一步以RF为基分类器,利用10折交叉验证优化超参数,建立了岩爆风险快速预测代理模型,并对比多种机器学习算法,验证所提代理模型的预测准确性和适用性。结果表明:所提方法具有良好的预测性能和泛化能力,测试集样本的预测准确率达82.02%,优于用于比较的其余4种机器学习模型,为快速预测深埋隧洞施工期岩爆风险提供了一种研究路径。

摘要：针对熔模铸造企业车间设备种类多,数据传输协议和存储结构不统一,异构数据采集困难、采集的数据杂乱缺失等问题,提出一种车间生产和设备资源的数据采集与管理框架。基于车间多源异构数据感知处理策略,设计车间数据传输路线,解决设备间数据交互差、感知处理困难的特点。结合主成分分析(PCA)和长短期神经网络(LSTM)算法,建立车间生产变化规律预测模型,完成车间数据处理和分析预测。最终,利用车间数据采集与管理框架,实现了28项工艺及现场数据的采集,且最小采集间隔时间可达1 000 ms,单日采集数据可达5×10~5条。建立车间铸件产量预测模型,平均绝对误差为0.046 2%,决定系数为0.915 2,模型具有良好的泛化性。

摘要：针对生产线数字孪生场景模型数量庞大、逻辑关系复杂、运动模型状态多、动态信息量大,单机渲染方案难以满足逻辑计算与渲染输出的实时性要求,提出一种逻辑计算与实时渲染并行处理的分布式渲染方法。将场景数据分为逻辑数据和实时渲染数据,逻辑数据分布在控制端,渲染数据分布在渲染端,实现了多机并行渲染。以同步各渲染端动态模型的行为状态为切入点,设计了图形处理器多线程机制,实现了逻辑数据计算与运动实体同步判定计算;构建了包括车间状态数据、观察与投影矩阵等在内的同步数据包,结合主从同步数据传输与解析机制,实现了运动模型的快速精准同步。验证表明,在相同模型规模场景下,分布式渲染方法相比单机渲染可以将运行帧数由22.1提升至66.6,在不同模型规模下显著增加渲染帧数,明显提升渲染效果。

摘要：为解决番茄枝叶修剪机械手无法准确找到番茄侧枝修剪点的问题,保证番茄枝叶修剪机械手工作效率,提出基于不同边缘类型的番茄侧枝特征点识别方法。在粒子群算法优化的神经网络(PSO-BP)的基础上设计“眼在手上”视觉伺服控制系统。通过对番茄植株横纵边缘分割,分别进行横向边缘和纵向边缘的提取,用阈值分割除去番茄叶片的短边缘,并记录其交点横纵坐标,限制交点分别在横向边缘的上边缘和下边缘,得到对偶的番茄侧枝点。试验结果表明,所设计的视觉伺服系统能成功的识别番茄侧枝点,仿真试验测试得到图像特征的实际值和期望值误差在3~5个像素之间,五自由度的机械手能在4 s内移动到期望位置,为农业修剪枝叶机器人进一步研究提供参考。

摘要：针对大转矩低转速的应用场合,提出一种新颖的复式永磁电机结构,并讨论了它的结构设计要点.在电机空载三维磁场有限元分析结果的基础上作适当的假设,从相量图入手对复式永磁同步电机的电参数计算公式进行理论推导.以试验样机的设计参数为依据,分析该电机的工作特性,得出了它特有的功角特性曲线和经济运行范围.对以复式永磁同步电机为核心的直驱式抽油机进行介绍,检测结果表明,直驱式抽油机的节电效果显著,较游梁式抽油机具有多方面的优势.

摘要：为使产品与人体的接触面形态具有良好的人机工程学性能,通过测试接触压力分布数据进行映射计算,获得接触面曲面形态。利用压力分布测试仪测得产品与使用者的持续接触压力分布数据,在压力大小和接触面的非均匀有理B样条曲面模型的控制点坐标之间建立映射函数,设计了七种数据映射算法模型,将压力分布数据映射为不同的接触面形态。对比产品接触面形态的统计数据,进行了映射算法的误差分析,比较了各映射模型的造型能力和造型质量。为提高人机接触曲面的设计质量提供了理性化与高效的设计方法。

摘要：为实现意图捕捉、建模和求解,并且使求解结果可直接作为参数化设计的输入,提出了意图域、载体域和信息域三个概念。从需求的角度分解设计意图,形成意图域;在意图域的指导下,对产品进行结构划分,形成载体域。用意图域映射载体域,形成含有设计信息的信息域。信息域中每个信息单元为一个独立的物理模型,应用优化理论求解模型,得到参数化设计中的主参数。以叉车设计过程为例验证了所提方法的有效性。

摘要：设计了一套带喷射器的跨临界CO2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实验结果表明:随着冷却水体积流量减小或进口温度增加,喷射系数增加的同时,升压比也增加,而喷射器效率却降低;在测试工况范围内喷射器效率最高达到34%,升压比最高达到1.165;在蒸发温度为-5℃时,制热系数达到3左右.带喷射器的跨临界CO2热泵热水器循环的压缩机压比与传统循环相比减少了12%～14%,喷射器的引入有效地提高了跨临界CO2热泵热水器循环的效率.

摘要：基于对产品人机接触面形态的概率和接触力学等特性的分析,提出了基于人体形态与产品曲面形态的相似性和人机接触压力的能量优化曲面形态设计方法。考虑载荷大小、接触压力分布状态、曲面材料特性设置、曲面光顺性等,拟订了人机曲面形态设计的能量函数与求解方法,并建立了基于能量优化的产品曲面人机设计过程模型,结合理论建模、实验数据分析和编程实践,建立了从实验数据到产品人机接触面形态的映射机制,以座椅曲面设计为实例实现了基于接触压力实验数据的能量优化设计方法,并对设计结果做了比较分析。

摘要：利用传输矩阵法对级联长周期光纤光栅(LPFG)构成的马赫-曾德尔(M-Z)滤波器的滤波特性进行了模拟研究,针对提高滤波器的有效带宽和有效通道数进行了优化设计,并实验制备了多个M-Z滤波器,与模拟结果进行了对比。研究结果表明,该M-Z滤波器的有效带宽和有效通道数与单个LPFG的透射谱峰值损耗(TSPL)密切相关,可针对具体要求进行优化设计。当调节LPFG的TSPL从1.96dB增加到4.95dB时,满足10dB消光比要求的有效带宽从0.5nm增加到44.9nm;对于信道间隔为2nm的M-Z滤波器,有效通道数从1增加到22个。实验结果和理论计算相符合。