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Mechanism and experiment of substituting high drainage roadway with directional long drilling group to extract pressure-relief gas
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作者 谢生荣 赵耀江 +3 位作者 张守宝 杨洪增 肖殿才 田春阳 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第9期2591-2597,共7页
By establishing the numerical model in the vertical plane and the similar model in the horizontal plane of gas flow in goaf, the influence of high drainage roadway or drilling on the gas seepage field was analyzed, an... By establishing the numerical model in the vertical plane and the similar model in the horizontal plane of gas flow in goaf, the influence of high drainage roadway or drilling on the gas seepage field was analyzed, and the extraction mechanism was clarified. On this basis, the academic thought of directional long drilling group instead of high drainage roadway was put forward. And then using complex function theory, the permeation mechanical model of drilling group with circle distribution in the mining-induced fracture zone was established to explore the coupling relationship between the drilling quantity, extraction volume and the equivalent extraction rate of single drilling. Finally, combined with the concrete geological production conditions, the main parameters of directional long drilling group were determined. The distance between the drilling group center and the air-return roadway is 24 m, the height is 18 m, and the three drillings are in an approximate equilateral triangle distribution with a space of 8 m. The equivalent extraction square is 4.15 m2. It is shown that the effect of directional long drilling group is evident. The gas content in the upper comer is controlled below 0.95%, the content in the tail roadway is kept below the alarm value, and the content is over 50% in the drill, realizing the secure and effective extraction of coal and gas. 展开更多
关键词 high position fracture ring drilling group extraction seepage field complex function permeation mechanical model extraction disturbance
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柔性3-PRS并联机构运动学分析
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作者 孙付伟 原泽天 陈国强 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期343-349,共7页
为提高柔性3-PRS并联机构位置运动学精度,就不同轮廓形状对柔性关节弹性特性的影响展开研究。首先,针对多种形状与尺寸的柔性关节进行有限元分析,并根据关节形状设计柔性3-PRS并联机构尺寸。然后,通过运动学逆解获得机构末端位姿在轨迹... 为提高柔性3-PRS并联机构位置运动学精度,就不同轮廓形状对柔性关节弹性特性的影响展开研究。首先,针对多种形状与尺寸的柔性关节进行有限元分析,并根据关节形状设计柔性3-PRS并联机构尺寸。然后,通过运动学逆解获得机构末端位姿在轨迹规划下的驱动输入,建立柔性并联机构有限元模型进行测试,获得平台位姿误差及关节转角误差。最后,通过计算验证不同柔性关节对并联机构的影响。研究表明,柔性关节轮廓形状对关节弹性特性有明显影响之外,对柔性并联机构末端位姿也具有一定影响。同时柔性并联机构与刚体并联机构在输入大小相同方向相反时连杆转角有明显差异。该研究为柔性关节的应用及柔性并联机构的位置运动学研究提供重要理论依据。 展开更多
关键词 柔性并联机构 柔性关节 位置运动学 有限元
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杠杆-复桥式3D压电微定位平台设计与分析
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作者 金俊杰 王硕 +3 位作者 孙凤 郝岩松 徐方超 张晓友 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期214-222,共9页
【目的】针对目前微定位平台体积大、小行程的问题,提出了一种基于杠杆-复桥式的新型位移放大机构,设计了可实现大行程运动的三自由度压电微定位平台。【方法】首先,提出压电微定位平台的结构并分析其工作原理:压电驱动器产生初始位移,... 【目的】针对目前微定位平台体积大、小行程的问题,提出了一种基于杠杆-复桥式的新型位移放大机构,设计了可实现大行程运动的三自由度压电微定位平台。【方法】首先,提出压电微定位平台的结构并分析其工作原理:压电驱动器产生初始位移,该位移先被复桥结构放大,再通过杠杆机构进行二次放大,将最终放大的位移输出到动平台。其次,设计并优化杠杆位移放大机构和复桥位移放大机构,根据静力学、材料力学和弹性力学理论建立杠杆位移放大机构和复桥位移放大机构的刚度模型和位移放大比数学模型。根据理论模型对杠杆位移放大器和复桥位移放大器的尺寸进行优化,优化后的总体放大倍数为20.6。再次,对柔性铰链进行结构优化,针对4种典型的切口形状进行有限元仿真研究,在分析4种柔性铰链输出位移与输入力的关系后确定采用直梁型柔性铰链。对整体压电驱动微定位平台进行有限元仿真,分析压电陶瓷制动器变形放大后的位移输出性能和绕x轴、y轴的转动输出性能。最后,对所设计的压电驱动微定位平台进行输出测试,并对位移放大器的z轴方向位移输出性能和绕x轴、y轴的转动输出性能进行实验验证。【结果】有限元仿真结果显示,压电驱动微定位平台的动平台在z轴方向的输出位移最大约为740μm,仿真放大倍数为15,绕x轴、y轴的最大输出转动角度分别为0.83°和0.86°。压电驱动微定位平台的输出测试结果显示升压曲线与降压曲线不重合,具有迟滞现象,z方向的最大输出位移为706μm,当电压为30 V时,迟滞位移最大为65μm。绕x轴方向最大输出角度为0.8°,绕y轴方向最大输出角度为0.79°。当电压为30 V时,绕x轴方向迟滞角度最大为0.062°;当加载电压为45 V时,绕y轴方向迟滞角度最大为0.047°。与仿真结果对比,沿z轴方向移动以及绕x轴和y轴方向旋转的最大误差分别为34μm、0.03°和0.07°,其对应的最大相对误差分别为4.6%、3.6%和8.1%。【结论】基于杠杆-复桥式新型位移放大机构的压电微定位平台能有效解决压电陶瓷输出位移小的问题,实现了大行程运动。 展开更多
关键词 微定位平台 小行程 三自由度 柔性铰链 杠杆机构 复桥机构 有限元 最大误差
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基于位置感应卷积与注意力机制的钢材缺陷检测
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作者 解妙霞 程照中 +2 位作者 李嘉乐 李玲 贺宁 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期135-148,共14页
为了提高钢材缺陷检测精度,提出一种基于YOLOv5s的缺陷检测算法YOLOv5sFNCE.首先,在骨干特征提取网络中加入新型NAMAttention注意力机制,提高对目标的感知和区分能力;并提出新型的C3-Faster,通过减小内存访问和冗余计算更有效地提取特征... 为了提高钢材缺陷检测精度,提出一种基于YOLOv5s的缺陷检测算法YOLOv5sFNCE.首先,在骨干特征提取网络中加入新型NAMAttention注意力机制,提高对目标的感知和区分能力;并提出新型的C3-Faster,通过减小内存访问和冗余计算更有效地提取特征;在特征融合网络和输出端引入位置卷积CoordConvs,增强目标的语义感知能力和全局感知能力;最后,引入新的损失函数Focal-EIoU,以加快收敛速度,提高回归精度.实验结果表明,YOLOv5sFNCE算法在钢材表面缺陷数据集上的均值平均精度达到了75.1%,比原始YOLOv5s提高了1.7个百分点,检测速度则提升了20.5%,证明了该算法在钢材缺陷检测中能够有效提升检测速度和检测精度. 展开更多
关键词 目标检测 YOLOv5 位置感应 损失函数 注意力机制 钢材缺陷
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基于可学习掩模和位置编码的遮挡行人重识别
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作者 杨真真 陈亚楠 +1 位作者 杨永鹏 吴心怡 《数据采集与处理》 北大核心 2025年第1期217-229,共13页
行人重识别虽已取得了显著进展,但在实际应用场景中,不同障碍物引起的遮挡问题仍然是一个亟待解决的挑战。为了从被遮挡行人中提取更有效的特征,提出了一种基于可学习掩模和位置编码(Learnable mask and position encoding, LMPE)的遮... 行人重识别虽已取得了显著进展,但在实际应用场景中,不同障碍物引起的遮挡问题仍然是一个亟待解决的挑战。为了从被遮挡行人中提取更有效的特征,提出了一种基于可学习掩模和位置编码(Learnable mask and position encoding, LMPE)的遮挡行人重识别方法。首先,引入了一种可学习的双路注意力掩模生成器(Learnable dual attention mask generator, LDAMG),生成的掩模能够适应不同遮挡模式,显著提升了对被遮挡行人的识别准确性。该模块可以使网络更灵活,能更好地适应多样性的遮挡情况,有效克服了遮挡带来的困扰。同时,该网络通过掩模学习上下文信息,进一步增强了对行人所处场景的理解力。此外,为了解决Transformer位置信息损耗问题,引入了遮挡感知位置编码融合(Occlusion aware position encoding fusion, OAPEF)模块。该模块进行不同层次位置编码融合,使网络获得更强的表达能力。通过全方位整合图像位置编码,可以更准确地理解行人间的空间关系,提高模型对遮挡情况的适应能力。最后,仿真实验表明,本文提出的LMPE在Occluded-Duke和Occluded-ReID遮挡数据集以及Market-1501和DukeMTMC-ReID无遮挡数据集上都取得了较好的效果,验证了本文方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 行人重识别 注意力机制 掩模机制 位置编码 TRANSFORMER
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多尺度金字塔注意力的葡萄果梗分割模型
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作者 张丽英 贺静宇 赵建辉 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第5期1445-1450,共6页
为降低葡萄图像中目标尺寸差异大、光照等复杂环境的影响,提出一种多尺度金字塔注意力网络MPANet(multiscale pyramid attention network)。网络包括特征提取模块、多尺度特征的注意力池化金字塔模块和特征增强模块。在采集的葡萄图像... 为降低葡萄图像中目标尺寸差异大、光照等复杂环境的影响,提出一种多尺度金字塔注意力网络MPANet(multiscale pyramid attention network)。网络包括特征提取模块、多尺度特征的注意力池化金字塔模块和特征增强模块。在采集的葡萄图像数据集上进行实验,提出方法的交并比(IoU)和Dice系数分别为85.3%、97.98%,均优于对比模型,使用几何学方法对分割的果梗进行采摘点定位,准确率为98.26%,验证了模型在果梗分割任务上的有效性。 展开更多
关键词 果梗识别 语义分割 注意力机制 多尺度特征提取 池化金字塔 残差连接 采摘点定位
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基于自注意力机制的桥梁预应力数据分类
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作者 刘恒洋 李中海 王俊婷 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期132-136,共5页
在桥梁预应力施工数据分类算法的领域中,实时准确地进行数据分类对提高生产效率以及排除安全隐患尤为重要。针对传统的桥梁预应力施工数据分类模型的分类不准确问题,构建一种基于自注意力机制的长短期记忆(LSTM)网络混合模型,以结合自... 在桥梁预应力施工数据分类算法的领域中,实时准确地进行数据分类对提高生产效率以及排除安全隐患尤为重要。针对传统的桥梁预应力施工数据分类模型的分类不准确问题,构建一种基于自注意力机制的长短期记忆(LSTM)网络混合模型,以结合自注意力机制和LSTM模型高效准确分类的优点。首先,引入时间绝对位置编码(tAPE)和高效的相对位置编码(eRPE);其次,使用伪高斯分布的概率运算,并且模型架构通过增量学习用新数据不断地完善。实验结果表明,所提混合模型在桥梁预应力施工数据分类数据集上的平均准确率达到了96.6%,相较于ConvTran和Inception_Time等对比模型,最少提升了6.1%。 展开更多
关键词 桥梁预应力 自注意力机制 长短期记忆网络 位置编码 伪高斯分布
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基于位置约束与注意力的低空无人机障碍物检测方法 被引量:1
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作者 唐友军 缪存孝 +2 位作者 张贺 李玉峰 叶文 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期933-942,共10页
无人机(UAV)在低空领域广泛应用于电力巡检、搜救、侦察等任务,对飞行过程中的障碍物进行提前检测是完成既定任务的安全保障。为满足无人机低空飞行时对障碍物的检测精度要求及位置回归精度要求,提出一种基于位置约束与注意力改进的低... 无人机(UAV)在低空领域广泛应用于电力巡检、搜救、侦察等任务,对飞行过程中的障碍物进行提前检测是完成既定任务的安全保障。为满足无人机低空飞行时对障碍物的检测精度要求及位置回归精度要求,提出一种基于位置约束与注意力改进的低空无人机障碍物检测方法。分析位置回归损失函数的不足并基于此提出分离尺度损失与融合方向约束的损失函数对回归过程进行优化;改进注意力机制CBAM提出双重注意力机制以强化特征抑制干扰,提高检测性能。实验结果表明:本文方法在mAP上提高了2.28%,在mAP@0.5:0.95上提高了2.7%,在检测精度和位置回归精度上都表现出了更好的低空障碍物检出性能。 展开更多
关键词 低空无人机 障碍物检测 位置回归损失函数 双重注意力机制 位置回归损失函数
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菠萝机械化采摘技术与装备研究进展及发展趋势 被引量:1
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作者 陈志轩 王宏轩 +2 位作者 李海亮 于珍珍 汪春 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期1-7,41,共8页
菠萝是一种重要的热带水果,其采摘工作属于劳动密集型,故采摘机械化已成为菠萝种植业的重要研究方向之一。为此,基于传统菠萝采摘方法和机械化采摘的优点和局限性,概述了国内外菠萝采摘机械化的研究进展和应用现状。目前,菠萝采摘机械... 菠萝是一种重要的热带水果,其采摘工作属于劳动密集型,故采摘机械化已成为菠萝种植业的重要研究方向之一。为此,基于传统菠萝采摘方法和机械化采摘的优点和局限性,概述了国内外菠萝采摘机械化的研究进展和应用现状。目前,菠萝采摘机械化技术主要包括果实检测识别、定位和末端执行器设计等,这些技术在采摘效率、采摘质量等方面都取得了显著的提升,但也存在一定的问题,如效率低、识别率低、损伤率高和成本高等。随着人工智能、机器视觉和机器学习等技术的发展,未来菠萝采摘机械的设计将更加注重实用性和经济性,以适应不同菠萝种植地区和采摘需求。其中,菠萝采摘机械的感知能力、定位精度和动作控制将是关键研究方向。 展开更多
关键词 菠萝 采摘机械化 识别 定位 末端执行器 研究进展 发展趋势
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轴向柱塞泵变量机构的控制特性与优化研究 被引量:1
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作者 董佳鑫 胡晓兵 +2 位作者 杜玲羽 刘国刚 杨莽 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期107-113,共7页
为提高轴向柱塞泵变量机构的控制特性,改善由于系统非线性、时变性等因素导致的响应速度慢和超调量较大等问题,以轴向柱塞泵的变量机构为研究对象。根据系统物理结构及工作原理,通过经验累计及理论分析计算,建立比例阀控液压缸各个环节... 为提高轴向柱塞泵变量机构的控制特性,改善由于系统非线性、时变性等因素导致的响应速度慢和超调量较大等问题,以轴向柱塞泵的变量机构为研究对象。根据系统物理结构及工作原理,通过经验累计及理论分析计算,建立比例阀控液压缸各个环节的数学模型。采用AMESim仿真平台对变量机构及比例阀控液压缸进行系统建模,并将仿真结果与样机试验结果进行对比,以验证模型的准确性。基于AMESim/Simulink联合仿真平台建立PID及模糊PID控制算法联合仿真模型,对比分析闭环系统的动态响应性能。仿真结果表明:相较于普通PID控制,自适应模糊PID控制效果更好,系统超调量显著减小,缩短了调节时间并有效减少了稳态误差,具有良好的控制特性。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 变量机构 位置控制 模糊控制 联合仿真
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蓝光灭活微生物的作用机制及其在食品和医疗领域的应用
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作者 毕若红 吴荣谦 +1 位作者 吕毅 刘晓菲 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第5期1219-1228,共10页
蓝光灭活技术作为一种新兴的替代性灭菌手段,受到了越来越多研究者的关注。该技术通过特定波长(尤其是405 nm)的蓝光激发微生物细胞内的内源性光敏剂,如卟啉类化合物,产生活性氧类(ROS),从而破坏微生物的细胞和分子结构,如细胞膜、蛋白... 蓝光灭活技术作为一种新兴的替代性灭菌手段,受到了越来越多研究者的关注。该技术通过特定波长(尤其是405 nm)的蓝光激发微生物细胞内的内源性光敏剂,如卟啉类化合物,产生活性氧类(ROS),从而破坏微生物的细胞和分子结构,如细胞膜、蛋白质和DNA,最终实现灭活。研究表明,蓝光灭活技术对多种病原微生物(包括细菌、真菌和病毒)均具有显著的灭活效果,尤其在对抗耐药菌和生物膜方面展现出独特优势。此外,蓝光灭活技术具有非接触、无化学残留、环境友好等特点,因此在医疗领域(如医疗器械消毒、伤口感染控制)和食品工业(如食品表面杀菌、延长保质期)中具有广泛的应用前景。本文系统归纳了以405 nm蓝光为主的光源灭活病原微生物的种类及其对不同类型微生物的作用机制,同时探讨了该技术在医疗和食品等领域的潜在应用,旨在为蓝光技术的进一步研究和转化应用提供重要的理论依据和实践参考。 展开更多
关键词 蓝光 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 灭菌 微生物 抑菌机理
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喷码装箱可重构机器人的设计与运动特性研究
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作者 高垚 赵耀虹 +3 位作者 郭文孝 张云帆 李瑞琴 宁峰平 《包装工程》 北大核心 2025年第15期222-229,共8页
目的针对包装生产线中喷码装箱工序对运动自由度的差异化需求,提出一种基于可变轴线运动副(vA副)的喷码装箱可重构机器人。方法基于螺旋理论,分析机构处于2种模式下的自由度性质,利用闭环矢量法求解机构运动学反解,采用粒子群优化算法... 目的针对包装生产线中喷码装箱工序对运动自由度的差异化需求,提出一种基于可变轴线运动副(vA副)的喷码装箱可重构机器人。方法基于螺旋理论,分析机构处于2种模式下的自由度性质,利用闭环矢量法求解机构运动学反解,采用粒子群优化算法对机构正解进行求解,并对雅可比矩阵进行分析,以评估运动状态;分析机构在2种模式下末端执行器的可达工作空间,并对灵巧度进行分析。结果机构在2-RPS/UPU/UPS模式下具有2R1T自由度,在2-UPS/RPS/UPU模式下具有2R2T自由度,工作空间连续。结论机构在2-RPS/UPU/UPS模式下可用于产品喷码作业,在2-UPS/RPS/UPU模式下可用于产品装箱作业,提高了产品的生产效率。 展开更多
关键词 可重构并联机构 位置正逆解 工作空间 灵巧度 喷码 装箱
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定位艏型自航绞吸船钢桩台车开槽优化及减阻机理
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作者 余欣 杨剑涛 +2 位作者 何炎平 陈新权 任禹陪 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期54-60,共7页
定位艏型自航绞吸船船首设钢桩台车定位系统,船底开槽会显著增加航行阻力。为了减小阻力,改善船舶快速性,对船底开槽进行优化设计。采用CFD方法,开展船模阻力试验数值验证;在此基础上,对比分析3种设计方案,包括常规开槽F_(1)、钢桩开槽F... 定位艏型自航绞吸船船首设钢桩台车定位系统,船底开槽会显著增加航行阻力。为了减小阻力,改善船舶快速性,对船底开槽进行优化设计。采用CFD方法,开展船模阻力试验数值验证;在此基础上,对比分析3种设计方案,包括常规开槽F_(1)、钢桩开槽F_(2)和开槽封盖F_(3),评估其阻力性能,研究开槽优化的减阻机理。结果表明,在设计航速处,相对于F_(1)、F_(2)的总阻力降低了15.48%,F_(3)降低了28.55%,封盖的主要作用是抑制了开槽内部水流运动,减小船体剩余阻力。研究结果对同类船型的减阻方案具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 定位艏型自航绞吸船 钢桩台车开槽优化设计 封盖 减阻机理 水流运动
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基于Moldex3D分析筋位对倒装模具顶出机构的影响
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作者 张尧 李章宇 +1 位作者 章金宇 王明伟 《现代塑料加工应用》 北大核心 2025年第3期37-40,共4页
基于Moldex3D模流分析,讨论了某型油漆桶盖不同筋位结构的优缺点。根据充填/保压切换点(V/P转换点)时的模腔压力分布,由仿真结果驱动顶出机构设计,将其由推杆和脱模板顶出优化为纯脱模板顶出,同时均辅以气顶。结果表明:116°筋位结... 基于Moldex3D模流分析,讨论了某型油漆桶盖不同筋位结构的优缺点。根据充填/保压切换点(V/P转换点)时的模腔压力分布,由仿真结果驱动顶出机构设计,将其由推杆和脱模板顶出优化为纯脱模板顶出,同时均辅以气顶。结果表明:116°筋位结构避免了流动迟滞效应,翘曲变形降低10.30%,且脱模顺利,验证了仿真驱动筋位结构设计的可行性。 展开更多
关键词 模流分析 筋位成型 顶出机构
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融合多策略改进的班翠鸟算法及微电网调度
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作者 何印 孔玲玲 郑哲明 《电子测量技术》 北大核心 2025年第7期55-65,共11页
为解决班翠鸟优化算法(PKO)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,本文提出了一种多策略改进的班翠鸟优化算法(IPKO)。首先,采用拉丁超立方抽样避免在高维问题中出现过度集中或忽视潜在有利区域的情况,降低局部最优的风险;其次,引入鱼鹰算... 为解决班翠鸟优化算法(PKO)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,本文提出了一种多策略改进的班翠鸟优化算法(IPKO)。首先,采用拉丁超立方抽样避免在高维问题中出现过度集中或忽视潜在有利区域的情况,降低局部最优的风险;其次,引入鱼鹰算法(OOA)中的定位捕鱼机制,增强最优区域的探索和逃逸局部最优的能力;最后,融合新的坠落机制提高搜索稳定性,避免过早收敛,同时通过自适应变异率终止条件,自适应地平衡全局探索与局部开发,从而优化解的质量和搜索效率。比较了在不同特征维度下的训练-测试准确率、运行时间等,并分析了种群大小和迭代次数对算法性能的影响;通过在12个基准测试函数上进行实验对比,实验结果表明,IPKO在收敛速度、求解精度、稳定性以及Friedman检验方面均优于其他对比算法。将IPKO应用于微电网调度问题中,证明了此算法较其他算法成本更低,较原算法PKO降低了1.92%,验证了实际问题中的有效性与可靠性。 展开更多
关键词 班翠鸟优化算法 拉丁超立方抽样 鱼鹰定位捕鱼机制 坠落机制 优化调度
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新型MEMS-IMU/Wi-Fi组合室内行人定位算法
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作者 朱明红 于飞 +2 位作者 金明 刘娟 王振鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期609-617,共9页
为有效利用智能手机中的微机电惯性测量器件,本文研究一种新型集成策略,通过有效结合微机电惯性测量和Wi-Fi的数据直接估算行人的位置。基于行人航位推算法建立相对参考坐标系的位置推算模型;将惯性测量单元中陀螺仪的输出直接作为观测... 为有效利用智能手机中的微机电惯性测量器件,本文研究一种新型集成策略,通过有效结合微机电惯性测量和Wi-Fi的数据直接估算行人的位置。基于行人航位推算法建立相对参考坐标系的位置推算模型;将惯性测量单元中陀螺仪的输出直接作为观测值,同时定频采用无线网的位置数据进行校正,设计扩展卡尔曼滤波算法估算行人的实时位置坐标;设计运动轨迹,采集手机传感器和无线信号接入点的数据对该算法进行了有效性和可行性验证。研究结果表明:采用微机电惯性测量器件和无线网组合定位时,位置误差会小于惯性测量单元单独定位时的误差,可见Wi-Fi信息可辅助微电子机械系统惯性传感器更精确地完成室内行人导航定位任务。 展开更多
关键词 室内行人定位 微机电惯性测量器件 无线传输系统定位 行人航位推算 组合定位 独立建模 扩展卡尔曼滤波 直接法卡尔曼滤波
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具有弯曲平移特性的三平移并联机构设计与分析
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作者 蔡祥 高波 石志新 《机电工程》 北大核心 2025年第4期754-765,共12页
常规三平移机构若想实现沿曲线轨迹平移的运动,需花费大量时间进行线性拟合,且实现路径较为繁琐和复杂,为此,提出了一种具有弯曲平移特性的三平移并联机构,利用机构本身结构的约束特性,使机构实现沿曲线轨迹平移运动,降低了机构的控制... 常规三平移机构若想实现沿曲线轨迹平移的运动,需花费大量时间进行线性拟合,且实现路径较为繁琐和复杂,为此,提出了一种具有弯曲平移特性的三平移并联机构,利用机构本身结构的约束特性,使机构实现沿曲线轨迹平移运动,降低了机构的控制难度。首先,明确了两类能够实现弯曲平移的支链,设计了一种可以弯曲平移的单回路并联机构,并完成了单回路并联的方位特征集、自由度、约束度等拓扑性能分析;然后,以单回路并联机构为基础,进一步设计了一种三平移并联机构,并完成了其方位特征集、自由度、约束度等拓扑性能分析;接着,基于拓扑结构运动学建模原理,完成了3T并联机构的符号式位置正、逆解方程的构建,并采用实例验证了正、逆解方程的正确性;最后,使用MATLAB软件对该机构的弯曲平移特性进行了仿真实验,分析了该机构所具有的控制优势,完成了对机构的运动学、动力学方程等理论公式的推导,并采用具体数值代入法,对三平移并联机构的正、逆解进行了实例验证。研究结果表明:三平移并联机构在工作空间内具有平直运动和弯曲平移的移动特性,动平台满足设计要求;速度及加速度曲线变化平稳、无突变,不会产生柔性冲击,具有较好的动力学性能。具有弯曲平移特性的三平移并联机构在理论研究和实际应用方面均具有较高价值。 展开更多
关键词 机构学 拓扑设计 机构控制精度 解析解 符号式位置正解 零耦合度 控制算法
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基于AMESim和ADAMS钻井管柱液压举升装置联合仿真研究
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作者 宋炳豪 王旱祥 +3 位作者 张衡 刘延鑫 蔡文军 陈志礼 《石油机械》 北大核心 2025年第7期50-57,82,共9页
随着钻井工艺技术的不断发展,对钻具输送效率以及自动化程度要求越来越高,但在输送过程中钻具存在不可预知的滚动,故无法有效控制其运动轨迹,同时负载实时变化也无法保证液压缸的同步性,且单一仿真软件无法真实反映实际工况。为此,研发... 随着钻井工艺技术的不断发展,对钻具输送效率以及自动化程度要求越来越高,但在输送过程中钻具存在不可预知的滚动,故无法有效控制其运动轨迹,同时负载实时变化也无法保证液压缸的同步性,且单一仿真软件无法真实反映实际工况。为此,研发了一款新型夹持式的钻井管柱液压举升装置,可防止管柱在输送过程中的滚动。基于阀前补偿的负载敏感液压系统保证了各机构液压缸的同步性,实现了流量与负载压力大小无关的无级控制;基于AMESim和ADAMS搭建的联合仿真模型,模拟了该举升装置的真实运行状态。仿真结果表明:液压执行机构输出值较好地跟踪了目标期望值,最大相对误差不超过3.6%。研究结果可为管柱输送装置的研制与试验提供理论指导。 展开更多
关键词 钻井管柱 液压举升装置 PID位置反馈 负载敏感液压系统 机液联合仿真
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地面微重力环境零刚度机构动态调控
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作者 姜朋飞 王震南 +3 位作者 张慧博 张浩 侯玮杰 徐嘉亮 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第1期123-126,共4页
针对航天器地面微重力方法中无法抑制惯性力影响的问题,设计了一种零刚度机构主动补偿系统。建立了系统冗余驱动的动力学模型,提出了一种自适应的力/位混合控制方法,研究了未加干扰、系统干扰以及不同控制方法对比下控制器的性能。仿真... 针对航天器地面微重力方法中无法抑制惯性力影响的问题,设计了一种零刚度机构主动补偿系统。建立了系统冗余驱动的动力学模型,提出了一种自适应的力/位混合控制方法,研究了未加干扰、系统干扰以及不同控制方法对比下控制器的性能。仿真结果表明:力/位混合控制方法可以平稳度过危险时段,并将重力补偿误差控制在1.5%以内,使系统具有很高的重力补偿精度。 展开更多
关键词 地面微重力环境 零刚度机构 自适应控制 力/位混合控制
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120 keV正离子源加速器绝缘支撑系统设计
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作者 邓文 谢亚红 +4 位作者 顾玉明 江云飞 刘龙斌 王昉 胡纯栋 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期64-72,共9页
针对120 keV正离子源,设计了加速器的绝缘支撑系统,确定了绝缘体与支撑法兰的连接方式及相关参数,并通过有限元分析的方法,针对电场集中和连接支撑的问题,开展了绝缘支撑系统的优化设计。分别对绝缘体和电极进行静电模拟,确定了绝缘体... 针对120 keV正离子源,设计了加速器的绝缘支撑系统,确定了绝缘体与支撑法兰的连接方式及相关参数,并通过有限元分析的方法,针对电场集中和连接支撑的问题,开展了绝缘支撑系统的优化设计。分别对绝缘体和电极进行静电模拟,确定了绝缘体的材料及结构参数,研究了加速器的绝缘性能。研究表明各绝缘体周围最大电场值低于4 kV/mm,电极间最大电场值约为14 kV/mm,满足120 keV正离子源加速器耐压要求。其次考虑离子源的垂直安装,在离子源重力作用下EG支撑法兰和绝缘体的连接螺栓要承受很大的正应力和剪应力,开展了加速器的机械性能研究。经过力学分析,螺栓最大正应力为26.336 MPa,剪切力为1.292 MPa。经过模拟分析,螺栓最大正应力为25.867 MPa,与理论解相差1.78%,小于材料的抗拉强度;最大剪切力为1.295 MPa,与理论解相差0.23%,小于材料的抗剪强度。研究结果表明120 keV正离子源加速器机械性能满足设计要求。 展开更多
关键词 正离子源 加速器 绝缘支撑系统 有限元分析 绝缘性能 机械性能
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