機電一體化最新期刊目錄

基于SVD-XGBoost的盾構機液壓系統故障診斷方法研究————作者：李萬莉;毛文韜;袁向華;閔銳;

摘要：針對盾構機液壓系統結構復雜，采集到的運行數據高維的特點，提出了一種基于SVD XGBoost的故障診斷算法。通過奇異值分解實現對盾構機液壓系統運行數據的降維，再利用XGBoost算法進行故障診斷。實驗結果表明，SVD XGBoost算法有效降低了數據維度，并且在測試集上取得了97.1%故障診斷準確率，體現了SVD XGBoost算法的有效性

基于改進k-means算法的盾構機主軸承聚類分析————作者：尤洲宇;袁向華;閔銳;李萬莉;

摘要：針對盾構機主軸承數據不平衡的特點，擬采用k-means SMOTE算法以平衡數據集。但k-means算法存在k值和初始類簇中心難以選取的缺點，本文提出了一種集成可變長遺傳算法和k-means算法的盾構機主軸承聚類算法解決上述缺點。首先通過自適應控制參數、新引入的交叉機制實現了可變長的遺傳算法，之后將可變長遺傳算法和k-means聚類算法集成，自適應尋找最佳的初始k值和初始類簇中心，最后對盾構機主軸...

基于力傳感器的車輛動態稱重系統————作者：劉曉東;余和;張朦丹;劉琳琳;李溯;

摘要：對于車輛超限超載行為的檢測，現階段大多采用靜態方式，即需被測車輛駛入地磅后停車才能進行稱重，測定效率低。設計了一種車輛動態稱重系統，主要由秤臺、熱變形釋放機構、力傳感器和基體組成，當汽車行駛通過動態稱重系統時就可以得到車重，不需要停車檢測。文章對動態稱重系統進行了靜動態性能分析，結果表明其靜動態特性良好，并對動態稱重系統進行了現場試驗。試驗結果證明，動態稱重系統的稱量誤差在6%以內，稱量精度較高

便攜式水果采摘輔助裝置的設計與研究————作者：葉劍;沈家棟;何東偉;

摘要：對幾種常見的水果生長數據進行了調研，主要包括水果生長的位置分布、單個水果的重量和水果懸掛姿態。通過分析水果生長位置和懸掛姿態對采摘動作的影響，對當下果園里常用的幾款輔助采摘設備及其各自的優缺點進行了調查和研究。基于此，設計了一款便攜式、適應各種水果懸掛姿態的電動水果輔助采摘裝置

某混合動力汽車的NVH實驗及分析————作者：邱鵬飛;何東偉;崔明陽;

摘要：隨著新能源汽車的發展，混合動力汽車具有良好的節油環保優勢以及駕乘體驗，被廣大客戶所接受。然而，混合動力汽車在不同車速、不同工況下，會表現出不同的NVH相關問題，對駕駛員主觀感受有著不同的影響。文章分析了混動汽車動力總成系統的NVH性能，針對某HEV汽車SOC工況下，由EV模式進入并聯模式時存在明顯的金屬敲擊聲問題，分析了激勵產生原因，并排除了故障

基于帶約束DUKF和AMPC的噴霧機路徑跟蹤控制————作者：鄭靖科;戴海峰;

摘要：為提高噴霧機在自身參數變化和復雜工作環境下的自動循跡精度，提出了一種基于帶約束DUKF和AMPC的路徑跟蹤控制方法。帶約束的DUKF包括兩個無跡卡爾曼濾波器，分別用來估計噴霧機的狀態和參數。AMPC路徑跟蹤控制器根據實時獲取到的估計值自適應修正噴霧機動力學模型，以保證在參數變化和受到外部干擾時，仍然能夠實現對參考路徑的精確跟蹤。仿真和試驗結果表明，在典型的U形全覆蓋參考路徑下，參數估計誤差不超過7...

基于傳感器融合的車道線跟蹤與車道保持系統————作者：周蘇;尹丁;裴馮來;

摘要：車道保持是高級駕駛員輔助系統中的一項重要功能，精準魯棒的車道線軌跡方程是高性能車道保持系統的前提。基于奇異值分解-無跡卡爾曼濾波框架融合相機、慣性測量單元和輪速傳感器，提出了一種新穎的、準確性更高的車道線跟蹤與車道保持系統。首先，設計了雙分支車道線檢測網絡，在TuSimple數據集和自行標注的數據集上進行訓練和驗證。然后，通過圖像后處理算法獲得了鳥瞰圖視角下的車道線實例分割結果，并結合慣性測量單元...

基于北斗/GPS雙模定位的遠程車輛防盜監控系統設計————作者：朱立妙;沈旭東;何樂華;

摘要：設計了一種基于加速度傳感器和北斗/GPS雙模定位的遠程車輛防盜監控系統。通過加速度傳感器和北斗/GPS雙模定位模塊共同檢測車輛是否被盜，通過NB-IoT模塊和數據存儲模塊實現遠程監控。為了進一步提高檢測精度，對定位數據采用卡爾曼濾波進行優化，加速度傳感器采用頻域法進行處理。通過實驗測試表明，系統穩定可靠，定位及報警信息準確

基于HIL的控制器故障注入及自動化測試技術研發————作者：韓亞偉;王哲;

摘要：控制器的故障注入測試可模擬觸發可能面臨的各種故障，進而測試控制器在面臨故障時的處置能力，以此對控制器的功能進行評估和改進。介紹了基于美國國家儀器公司(National Instruments, NI)平臺的硬件在環(hardware-in-the-loop, HIL)測試系統，闡述了利用NI平臺的LabVIEW與Veristand軟件、開關矩陣與現場可編程門陣列(field-programmabl...

一種綜合數據采集平臺通用測試軟件架構設計與實現————作者：曹剛;程遠璐;姚慶璐;蔣昕祎;黃誠;

摘要：在進行數據采集時，由于各型號的軟件功能存在被重復開發的情況，因此，提出了一種綜合數據采集平臺通用測試軟件架構的設計方案。軟件采用MVC三層架構，降低軟件的耦合性，將參數信息配置成XML文件，XML的信息存放格式為Key-Value鍵值對形式，每次針對新型號開發，僅需對原執行程序的XML的內容進行配置即可。對所選的軟件進行不同型號的驗證，均達到型號的需求，大大節約了軟件開發的成本和開發效率，同時也降...

周邊式對接機構碰撞點快速求解的一種方法————作者：何明達;

摘要：針對周邊式對接機構在對接過程中碰撞點位置的計算問題，提出一種碰撞點快速求解的方法。該方法簡化了不同類型碰撞判定的數學條件，根據碰撞邊緣對應的空間向量給出碰撞表達式，并引入最小碰撞距離和弦截法求解軸向碰撞位置。該方法具有分析結果直觀、計算效率高、求解誤差小等優點。根據NASA周邊式對接機構的結構參數和對接條件，進行碰撞點的計算分析，并利用軟件進行仿真驗證。分析結果表明，20mm求解精度的計算時間減少...

基于改進牛耕法和慣性軌跡的多機區域覆蓋算法————作者：彭敏;杜澤弘;董偉;丁漢;

摘要：無人機協同區域覆蓋在軍事偵察、植保等領域廣泛應用，然而現有算法仍然存在區域覆蓋重復率高、規劃軌跡方向變化頻繁等問題。為此，提出基于改進牛耕法和慣性軌跡生成的多機分布式區域覆蓋算法。算法基于地圖列方向劃分柵格地圖，在牛耕法的基礎上分裂線性結構并更新線性結構集合，從而實現低重復率覆蓋鄰近區域。此外，在廣度優先算法的基礎上，建立了一種考慮軌跡慣性變化率代價的模型，進而生成了低軌跡方向變化率的慣性軌跡。仿...

渦輪葉片參數化建模技術研究與系統開發————作者：戴禹;王成恩;柳偉;

摘要：航空發動機渦輪葉片具有復雜的外形和冷卻結構，造型設計周期長、可復用性低。本文開發了一款渦輪葉片參數化建模專用軟件，并以榫頭結構為例，介紹了參數化設計功能模塊的開發流程。先進行特征分析提取參數和約束后，求取草圖截面的點列，并以組合NURBS表示和存儲幾何數據，進行實體造型。軟件可實現渦輪葉片外形結構的參數化建模，提高設計效率

一種改進RRT算法在機器人軌跡規劃中的應用————作者：孫超;張偉軍;

摘要：高壓帶電作業機器人是目前機器人研究領域中一個重要的研究方向，而機器人在線纜位置附近的軌跡規劃是一項重要難題。本文以快速搜索隨機樹（rapidly-exploring random tree, RRT）及其相關改進算法作為帶電作業機器人的路徑規劃方法。首先通過分析RRT算法的實現過程，提出根據紅黑樹數據結構加速節點搜尋的優化方案，并通過仿真實驗證明該方法的高效性。然后針對RRT算法路徑效果較差和RR...

基于深度學習和貝葉斯優化的短程車速預測研究————作者：涂家毓;楊林;

摘要：針對模型預測控制能量管理策略中自車短程車速預測精度不足和模型優化耗時長，結果不佳的問題，文章建立了帶注意力機制的編碼解碼器進行短程車速的預測，并利用貝葉斯優化來確定模型的超參數。首先，介紹了模型的整體結構和計算單元的選擇，然后利用實車工況和UDDS、HWFET標準循環工況建立工況庫，并對本文的模型與RBF神經網絡和LSTM神經網絡進行了精度對比；其次，建立貝葉斯優化的框架，對模型的超參數進行優化，...

融合卷積神經網絡與Transformer的三維頸動脈超聲圖像斑塊分割方法————作者：黃建華;李朝軍;沙蕾;林艷萍;

摘要：超聲檢查是頸動脈粥樣硬化診斷的重要手段，在三維頸動脈超聲圖像中準確分割頸動脈斑塊是評估和檢測斑塊的基礎。提出融合卷積神經網絡與Transformer的U型網絡模型(CTUNet)。提出輕量自注意力機制，并將自注意力機制引入模型編碼器與解碼器的不同層次中，以建模長距離依賴關系。在前饋網絡中引入深度卷積，進一步提高建模局部上下文的能力。使用交叉注意力機制融合跳躍連接特征與解碼器特征，恢復圖像細節信息，...

基于Python與S7-1500的清洗機器人運動控制系統————作者：黃燕民;陳宏軒;羅友高;劉捷;孫濤;唐國元;

摘要：針對一種養殖網箱水下清洗機器人，分析了清洗機器人的系統組成和控制原理，提出了其運動控制方法，通過兩臺操縱手柄之間的配合來完成清洗機器人位姿控制。對清洗機器人水面、水下控制系統涉及的串行口通信和以太網通信問題分別進行了分析，在Python環境下利用第三方庫函數解決了水面、水下控制系統之間的通信問題。對清洗機器人控制系統軟件設計部分提出了設計要點并給出了解決辦法。基于以上方法開發了機器人實際控制系統。...

基于TSM-MobileNetV3的洗手動作在線識別研究————作者：何之舟;苗玉彬;張永航;吳炯;羅澤奇;

摘要：洗手動作需關注手部運動時序特征，采用3D-CNN網絡或光流法對其進行動態識別時存在計算量較大、實時性較差等問題。為此建立洗手動作數據集，并基于TSM(時移模塊)思想提出一種動態手勢在線識別的輕型網絡TSM-MobileNetV3。首先針對高性能網絡MobileNetV3結構特點，設計了一種TSM模塊融合方式，構成本網絡的殘差結構；其次通過對比不同的TSM移位比例、時移長度以及共識融合策略對識別準確...

高壓帶電作業線纜識別與定位系統的設計————作者：林卉航;張偉軍;

摘要：針對高壓帶電自動化作業中環境感知的問題，設計了一套線纜識別與定位系統的方案。在強光和復雜背景干擾的情況下，該系統采用深度相機和激光雷達聯合定位的方式，對線纜進行基于特征點的粗匹配和基于最小二乘擬合圓算法的精定位。在室外室內各測試條件下進行驗證，結果表明該系統能夠穩定可靠地進行工作

基于改進模板匹配的外科手術器械清點方法————作者：汪睿;苗玉彬;

摘要：針對當前醫院外科手術器械管理流程中人工清點費力、低效、易出錯的問題，提出一種基于機器視覺的器械清點分類方法。該方法利用形態學骨架提取與像素滑動檢索方法確定器械的數量與位置，并將數量與位置作為先驗信息預先建立待測物搜索框，再結合模板匹配方法對器械進行分類。實驗結果表明，比較傳統匹配方法，文章提出的方法對于多數量、多種類器械清點的準確率得到明顯提升，清點速度可以匹配人工清點水平

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