摘要：在侵入式浮地电压测量中,由于探头与地的耦合电容受探头距地高度、安装位置下方带电导体的影响,导致传感器增益不稳定,无法准确测量待测电压。针对该问题,提出一种基于电容变换的侵入式浮地电压测量校准方法,实现传感器增益的自标定。介绍浮地电压测量的基本原理,并分析导致耦合电容发生变化的因素,进而提出基于电容变换的自校准方法。为了减少空间杂散电场对测量系统的耦合作用,设计具有对后端电路进行等电位屏蔽的传感器探头,并选取合理的电路参数。搭建实验平台进行幅值精度、相位精度、电场屏蔽抗干扰、不同高度适应性测试。实验结果显示:电压幅值最大相对误差为1.99%,相位绝对误差为0.51°;等电位探头对外界噪声具有屏蔽作用;针对传感器不同高度所重构的待测电压最大相对误差为1.66%。

摘要：旨在设计并测试一种基于镓基液态金属的电容式柔性压力传感器。该传感器由镓基液态金属镓铟锡合金(Galinstan)、炭黑(CB)以及聚二甲基硅氧烷(PDMS)以牺牲模板法制作传感器介电层,同时通过丝网印刷技术将镓基液态金属共晶镓铟合金(EGaIn)印刷于普通织物上制备传感器电极。完成传感器封装后,对传感器进行各项传感性能的测试。测试结果表明,该传感器具备较高灵敏度(0.18 kPa^(-1)),低迟滞性,快速响应时间(140 ms)及恢复时间(180 ms),并展现出优良的循环耐久性和稳定性。此外,还探讨了该传感器在监测人体运动,如自行车踏频监测和步频监测等方面的潜在应用,证明其在运动分析和健康监测领域的有效性。通过这些实验和分析,证实了该传感器作为一种新型柔性压力传感器的可行性和应用潜力,为未来的研究和应用提供了有价值的参考。

摘要：针对民航机场行李导入系统运行过程中旅客行李注入等待时间长、系统能耗高等问题,综合考虑虚拟视窗控制方式、收集带式输送机运行速度、虚拟视窗长度及同时开放值机柜台数量等关键控制参数对机场行李导入系统运行效率的影响,提出一种求解该问题的仿真优化框架。通过分析机场行李导入系统实际运行工况,建立参数化仿真优化模型。以最小化旅客行李注入平均等待时间和系统能耗为优化目标,结合系统设计和运行过程中的实际约束条件,建立该问题的数学模型,并设计了一种多目标自适应并行狼群算法进行求解。该算法针对所提问题特性及经典狼群算法易陷入局部最优和收敛速度慢等不足,提出一种混合整实数单链编码方式,融合反向学习策略生成初始种群,引入自适应游走概率机制和智能行为并行机制,采用局部和全局自适应邻域搜索及启发式保优策略实现狼群算法智能行为搜索,使用Pareto非支配排序进行寻优迭代并获得最优解集。以国内某大型国际航空枢纽机场行李导入系统为例设计不同规模多种算法对比实验,验证了所提方法的有效性和优越性。

摘要：目的针对物流行业中存在的大规模、复杂、多规格货物的集装箱装载问题,提出一种基于塔装载启发式算法、二维装载点启发式算法、蚁群模拟退火算法的混合算法。方法首先,采用塔装载启发式算法将三维待装箱装载成塔集,即将三维装箱问题降为二维装箱问题,有效降低集装箱的装载规模;其次,蚁群算法通过融入信息素选择更新策略,并利用自适应信息素挥发系数来提升算法整体的收敛速度,同时结合模拟退火算法对每代优秀路径集进行局部搜索,避免算法因收敛过快而陷入局部最优;最后,将蚁群模拟退火算法与二维装载点启发式算法相结合,优化每座塔的装载顺序和放置姿态,寻找最优的装载方案。结果实验证明,在250组算例中,采用混合算法后,集装箱的平均空间利用率为90.92%,优于其他3种对比算法。结论设计的混合蚁群模拟退火算法适用于解决大规模集装箱装载问题。

摘要：针对考虑加工约束的分布式不相关并行机车间调度问题,以总运输成本、工厂间并行机齐停评价函数和工件种类平均切换次数均衡评价函数为优化目标,提出一种扩展帝国竞争算法进行求解。该算法在原始帝国竞争算法的基础上,增加了适于工厂分配的初始化工厂-工件序列群;根据传统帝国竞争算法容易陷入局部最优的缺点,将较劣序列同化分为了外部同化机制和内部同化机制,采用局部和全局相结合的搜索方式实现扩展帝国竞争算法的智能搜索行为;采用部分匹配交叉和单点变异更新工厂-工件序列群,保证工厂-工件序列的多样性。最后设计3个不同规模12个算例,通过仿真实验验证所提算法的有效性,同时对比相关领域研究成果验证了该算法在求解分布式多目标不相关并行机调度问题方面的优越性。

摘要：在传统的风洞飞行器风阻力实验中,搭载飞行器的工作转台不能实现空间中的转向控制,因此,不能实现飞行器模拟真实环境中的运行状态。为此设计了一种基于伺服液压缸、伺服电机的风洞工作转台控制方案。所设计的风洞工作转台,通过控制四个液压缸的伸缩以及圆台的旋转实现飞行器在空间中的方向控制。在设计中,首先给出风洞工作转台的机械结构,然后根据风洞工作转台的控制所需要求和几何运动关系进行数学模型的建立,最后通过MATLAB中的Simulink进行仿真实验。仿真实验表明通过输入不同的阶跃信号,圆台5与圆台2均能较好地实现工作转台的空间方向的控制。

摘要：针对现有烟苗移栽机用浇水装置水资源利用率不高、浇水时会对幼苗和土壤造成强烈冲击以及不能够与移栽作业保持同步运行等问题,提出了一种新的烟苗移栽机用浇水装置。通过建立该装置的三维模型并对其中的倒水组件进行了理论研究和ADAMS仿真,得到了其运动特性及运动曲线图。首先,以时间作为试验指标,通过浇水组件对不同体积的水进行浇灌试验,测量所需的倒水时间和总时间,并对其进行一元线性回归拟合得到拟合方程;其次,采用相同体积的水,利用不同出水口口径的导流器进行浇灌试验并进行单因素方差分析。结果表明:导流器出水口口径的大小是影响浇水时间的重要因素,口径越大,导流速度越快,浇水所需时间越短。将装置设置于移栽机上,可与移栽作业保持同步。研究为移栽机用浇水装置提供了一种新的设计思路和理论依据。

摘要：针对带同时取送货的绿色车辆路径问题,以最小化带碳排放费用的配送成本为优化目标,建立混合整数规划模型,并提出一种结合数学规划方法与启发式算法的三阶段拉格朗日启发式算法进行求解.第1阶段,利用拉格朗日松弛技术得到该问题的拉格朗日对偶模型;第2阶段,设计一种改进的次梯度算法迭代求解该对偶模型,同时引入修复机制,将每次迭代所得下界对应的解修复为原问题较高质量的可行解,并在下次迭代中利用该可行解更新次梯度方向和步长;第3阶段,设计一种启发式局部搜索算法,对第2阶段得到的可行解进行优化,进一步改进解的质量,以得到原问题的近似最优解.实验表明,所提出算法能够获得问题的一个优质解,同时提供一个紧致下界,用以定量评估解的质量.

摘要：为提高磁瓦表面缺陷人工检测效率、防止缺陷漏检,针对经典缺陷检测算法不能很好地提取颜色暗、对比度低的磁瓦图像缺陷问题,提出一种非下采样Contourlet域自适应阈值面的磁瓦缺陷自动检测方法.该方法根据非下采样Contourlet变换(NSCT)子带系数所在不同区域的特性,采用线扫描的方式对NSCT系数进行阈值处理,给出不同尺度、不同方向的归一化自适应阈值面;并与原始NSCT各子带归一化系数对比分割,以实现对磁瓦图像NSCT系数逐列自适应修正;最后重构NSCT系数提取出磁瓦缺陷.实验结果表明,文中方法能够有效地去除磁瓦表面纹理,提取出磁瓦表面缺陷的准确率可达95%.

摘要：为解决自动化生产车间生产运行过程和生产信息实时可视化程度低、设备数据采集困难等问题,研究了数字孪生技术和OPC UA技术在车间三维实时可视化方面的应用。首先,以搭建数字孪生车间为基础,完成了三维实时监控系统总体框架的设计,并确定了其关键运行流程和技术路线。然后,对实现该系统的4项关键技术,即车间设备孪生体建模及虚拟车间的构建、基于OPC UA技术的车间多源异构数据采集和传输方式、虚实车间同步运行,以及生产加工数据的实时可视化进行了详细阐述。最后,通过设计开发了某印章生产线的三维实时监控系统,以实时数据驱动孪生车间运行的方式,完成了对物理车间生产过程在三维场景中全方位、任意距离的实时监控。并对采集的实时数据进行分析、处理和计算,实现了车间中设备使用率、产品合格率和库存状况等生产信息动态可视化,验证了该监控系统的可行性和有效性。