摘要：针对以最小化最大完工时间为目标的分布式异构作业车间调度问题(DHJSP),本文提出了一种新的混合遗传禁忌搜索算法.首先,综合考虑工厂的工件总负载与最大机器负载,提出了一种新的工厂负载表达方式.其次,针对DHJSP总工序数不定的特性,提出以最小化最大工厂负载为目标快速确定初始工件分配方案,并验证了方法的高效性.然后,新设计了两种考虑负载均衡的单工件转移邻域结构,根据工序调度的结果对工件分配方案进行局部搜索.最后,因DHJSP缺少标准算例和相关算法,在分布式同构作业车间调度问题(DJSP)上与现有算法进行对比,所提算法在TA算例的480个问题上更新了420个问题的最优解,其余60个问题取得了同等最优解.在随机生成的3个不同规模的异构算例中,所提算法也均取得了较好解,验证了所提方法的优越性.

摘要：等几何分析能够将几何建模的基函数与结构数值分析的形函数统一,从而得到高精度的结构数值分析结果。面向柔性机构,提出了一种基于等几何拓扑优化的柔性机构设计方法:通过NURBS基函数和Shepard函数构造增强密度分布函数,该函数的高阶连续性可确保优化结构边界的光滑清晰;然后根据密度分布函数建立柔性机构的等几何拓扑优化模型;最后,将该方法应用于柔性机构设计。通过算例结果可知,等几何拓扑优化方法特有的计算原理可提高数值计算的精度和效率,能有效避免由网格依赖、棋盘格现象等产生的边界问题,确保了优化结构均具有较好的光滑性和连续性,验证了提出的方法能有效避免柔性机构的铰链现象。

摘要：湿式离合器动密封装配间隙是车辆传动系统中的重要装配要求,直接影响车辆运行性能与行驶安全。为保障实际工况下其装配间隙符合设计要求,基于有限元分析方法与雅可比旋量理论,提出考虑实际工况的湿式离合器动密封装配间隙分析方法。针对某湿式离合器动密封装配间隙问题,计算转动状态下的最小装配间隙分布区间,并定量分析各载荷变形对装配间隙的贡献度。结果表明:实际运行状态下最小装配间隙分布区间为[-0.022,0.098]mm,与设计要求[0.025,0.207]mm严重不符;采用装配后再对内孔精加工的工艺对贡献度为74.22%的配流套内孔过盈装配变形进行调控后,最小装配间隙分布区间提升至[0.027,0.139]mm,符合设计要求,车辆运行性能得到有效保障。

摘要：基于对行星齿轮传动系统高传动效率和低噪音等要求,以行星齿轮传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑偏心误差和安装误差的斜齿行星齿轮传动系统的弯⁃扭⁃轴耦合动力学模型,利用四阶Runge⁃Kutta法求解动力学方程得到行星齿轮的动态啮合力、动态传动误差和动载系数等动态特性,并以此为评价指标展开行星齿轮的修形研究。建立了齿廓修形后的齿面方程和考虑齿面修形的动力学方程,研究不同修形量的行星齿轮传动系统动态特性变化。研究结果表明,随着修形量的增大,行星齿轮的动态啮合力、动态传动误差和动载系数都有不同程度的降低,降到最低值后又开始增大,最终确定齿轮的合理修形量。经过整机性能测试发现合理修形下的行星减速器振动噪声降低、传动性能提升,为行星齿轮传动系统的减振降噪、传动效率提升设计提供了理论支撑。

摘要：针对混合流水车间调度问题(HFSP),本文提出了一种新的基于果蝇算法和变邻域搜索的混合优化方法.首先,将关键块内的工序与同阶段其他机器上的工序进行交换,提出了一种基于关键路径的HFSP新邻域结构.其次,针对HFSP的阶段式解码特性,提出了一种邻域解的快速评估方法,并验证了快速评估方法的高效性.然后,基于提出的新邻域结构,并将N7和K-insertion邻域结构引入HFSP,设计了基于上述3种邻域结构的变邻域搜索方法,以此为基础提出了一种针对HFSP的混合优化方法.最后,通过对Carlier和Liao等经典测试集进行测试,验证了所提新邻域结构的可行性和有效性,并将该方法与其他文献的方法进行了对比,验证了所提方法的优越性.

摘要：由于具有紧凑的空间布局和良好的结构刚度等特点,3自由度球面并联机构在肩、腕等多自由度关节的设计方面具有潜在的优势,但现有球面机构设计方法未结合人体肩关节工作空间呈非对称形貌、灵巧运动能力呈非对称分布的特点开展针对性的设计.本文以3-RRR非对称球面并联机构为原型,开展假肢肩关节机构参数优化研究,旨在改善非对称球面并联假肢肩关节机构的运动学性能.为此,首先确定了机构的参数化模型,在推导机构运动学正反解和速度雅可比矩阵的基础上,以机构工作空间对人体肩关节工作空间的覆盖程度最大、机构灵巧性最高和输入轴最大力矩最小为目标对机构的参数进行多目标优化设计.利用基于三角模糊数的模糊层次分析法计算各个指标的权重,以加权求和法从优化求解的Pareto解集中筛选出满足需求的最优机构参数.根据该最优机构参数设计的假肢肩关节机构,其工作空间能够有效覆盖人体肩关节的工作空间.和现有对称配置的球面并联机构相比,其机构灵巧性和最大关节力矩得到有效改善.研究工作可为假肢肩关节的设计与应用提供理论基础.

摘要：为了准确高效地监测和预报复杂曲面多轴加工的切削力,本文建立了一种基于高斯过程回归(GPR)算法的切削力预测模型。提出根据刀位文件(CLS)提取刀具–工件啮合区刀轴矢量倾角、切宽等特征参数的方法,构建以特征参数为输入的GPR模型,实现复杂曲面加工切削力预测。开发了复杂曲面加工切削力仿真软件,与传统机械力模型利用布尔运算计算刀具–工件啮合区域并预测切削力的方法进行对比,切削力预测误差小于10%,预测结果评价系数维持在0.98以上。设计叶轮流道加工试验,验证了本文提出的GPR模型对复杂曲面加工切削力预测的准确性。在整体叶轮流道加工同一条刀路的预测时间上,基于布尔运算预测切削力的方法耗时161 s,而本文方法耗时仅为1.63 s,实现了复杂曲面加工切削力高效准确预测。

摘要：提出了基于稀疏表示的声扫描显微镜(Scanning acoustic microscope,SAM)图像超分辨率重构方法,以解决其空间检测分辨率受超声波频率和穿透深度的限制,原始SAM图像分辨率较低,不利于封装缺陷辨识等问题。通过字典设计训练和稀疏系数α求解获得了重构的高分辨率SAM图像,利用Levenberg-Marquardt算法改进BP神经网络(LM-BP),并用于倒装芯片焊点缺陷识别。与原始图像及双三次插值图像相比,稀疏重构图像的峰值信噪比明显增大,提高了SAM图像质量,减小了芯片焊点的错误识别数目,错误率降至2.76%。试验结果表明稀疏表示的SAM重构算法和LM-BP神经网络训练速度快、识别精度高,可用于高密度半导体封装缺陷的检测及可靠性评估。

摘要：随着工业大数据技术的发展,制造企业通过收集和分析生产数据,获取在预测、诊断等方面的优化方法。然而制造企业受限于建模和算力等技术瓶颈,难以高效地实现数据分析,在联合其他参与方共同协作时即需要承担信息泄露的风险,又难以保证模型的性能无损。针对这些场景问题,提出基于数据隐私保护的多方无损线性模型学习方法。首先搭建多方协作计算框架,设计了数据单向加密算法来保护数据出场的隐私安全,各协作方分别基于加密数据进行线性模型的训练。随后,研究分析线性模型与数据集的关联特性,提出线性模型无损聚合算法。最后,在典型工业场景数据集上进行方法验证,试验结果表明提出的框架可以获得性能无损的全局模型,并实现数据持有方的隐私安全保护。

摘要：手势识别是人机交互领域的重要研究内容,为截肢患者控制智能假肢手提供基础.当前主流方法之一是利用表面肌电图(Electromyogram,EMG)识别手部运动意图,但肌电信号存在信号弱和易受噪声、汗液、疲劳影响等缺点.同时肌电图在识别准确率方面,尤其是截肢患者手势识别方面仍然具有较大的提升空间.针对这些问题,设计了基于气压肌动图(Pressure-based mechanomyogram,pMMG)的穿戴式信号采集装置,为手势识别提供了优质的信号源.结合深度神经网络中全连接层结构、典型抽样和标准正则化技术,提出了一种改进多类神经模糊推理系统(Improved multicalss neural fuzzy inference system,IMNFIS),与传统自适应神经模糊推理系统(Adaptive neural fuzzy inference system,ANFIS)相比,泛化能力得到显著提升.招募了7名健康受试者和1名截肢受试者,并用8种算法开展离线实验.所提方法在残疾人手势识别实验中取得了97.25%的最高平均准确率,在健康人手势识别实验中取得了98.18%的最高平均准确率.与近年公开报道的多种手势识别研究相比,所提方法的综合性能更优.