高频涡流阵列探头在CFRP缺陷检测中的应用

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作者 程军 刘蒙蒙 +3 位作者 汪步云 许德章 裘进浩 季宏丽 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期161-168,206,207,共10页

为了实现高频印制电路板(printed circuit board,简称PCB)线圈阵列探头对碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)复合材料缺陷的涡流检测,提出一种通过将PCB线圈连接不同电缆线以提高深层缺陷检测灵敏度的方法。首先... 为了实现高频印制电路板(printed circuit board,简称PCB)线圈阵列探头对碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)复合材料缺陷的涡流检测,提出一种通过将PCB线圈连接不同电缆线以提高深层缺陷检测灵敏度的方法。首先,分析高频PCB阵列线圈的结构参数对磁感应强度和阻抗特性的影响,并确定线圈的内外径和线径尺寸等参数;其次,建立仿真模型,研究线圈的层数、线径对阻抗谐振频率的影响,并利用阻抗分析仪测量PCB线圈以及线圈连接不同类型同轴电缆接头(bayonet nut connector,简称BNC)电缆线时的阻抗。实验表明,电缆线的寄生电容与谐振频率呈负相关关系,较长的电缆线可提高对深层缺陷的检测能力;最后,建立CFRP检测实验平台,发现当高频PCB阵列线圈在连接不同BNC电缆线时,能够有效检测深层缺陷。该研究为通过调整连接PCB线圈的电阻-电感-电容分支电路参数来提高深层缺陷检测精度提供了参考。 展开更多

关键词 涡流阵列检测 高频印制电路板线圈 阻抗分析 碳纤维增强树脂复合材料 缺陷定量检测

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基于改进DLO算法的无人叉车同时定位与建图

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作者 程军 毛伟 +2 位作者 汪步云 许德章 杨秋生 《电子测量技术》 北大核心 2025年第8期88-98,共11页

堆垛式无人叉车在仓储和物流管理中负责货物的堆垛和取放任务,在工业环境中,需要开发快速而准确的状态估计和环境感知算法,以便实现无人叉车的自主导航运动。然而,直接使用激光雷达里程计进行状态估计时,往往会导致建图不准确和位姿漂... 堆垛式无人叉车在仓储和物流管理中负责货物的堆垛和取放任务,在工业环境中,需要开发快速而准确的状态估计和环境感知算法,以便实现无人叉车的自主导航运动。然而,直接使用激光雷达里程计进行状态估计时,往往会导致建图不准确和位姿漂移等问题。为此,提出了一种基于改进DLO算法的堆垛式无人叉车同时定位与建图方法。利用惯性测量单元提供的运动模型以及多线激光雷达的点云数据,对叉车的初始位姿进行先验估计。通过DLO SLAM算法的前端,采用广义最小二乘法进行扫描匹配,实时估计叉车的位姿并构建地图。利用HDL-Graph-SLAM的后端位姿图优化和回环检测,进一步提升地图重建的精度。实验结果表明,该方案能够有效抑制动态环境中的地图漂移及误差累积问题。与DLO SLAM相比,定位精度提高了60.9%,与Cartographer算法相比提高了56.9%,同时,稳定性也显著提升,能够满足堆垛式无人叉车同时定位与建图的要求。 展开更多

关键词 同时定位与建图 堆垛式无人叉车 状态估计 环境感知 位姿漂移

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基于相似周和模态分解的融合模型电动汽车负荷预测

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作者 叶永盛 徐燕龙 +3 位作者 李阳 严芳芳 黎丽丽 黄江华 《电网技术》 北大核心 2025年第5期1910-1919,I0046,共11页

随着电动汽车的快速发展,其带来的庞大随机负荷对配电网的安全稳定运行带来了挑战。针对电动汽车负荷数据存在非线性和特征不明显等特点,提出了一种基于相似周和模态分解的融合模型电动汽车负荷预测方法。首先,使用皮尔逊相关系数和动... 随着电动汽车的快速发展,其带来的庞大随机负荷对配电网的安全稳定运行带来了挑战。针对电动汽车负荷数据存在非线性和特征不明显等特点,提出了一种基于相似周和模态分解的融合模型电动汽车负荷预测方法。首先,使用皮尔逊相关系数和动态时间规整(dynamic time warping,DTW)筛选出的相似周和特征组成相似周负荷序列。然后,使用自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)将相似周负荷序列分解为高频和低频分量,高频分量输入到卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-门控循环网络(gate recurrent unit,GRU)模型,低频分量输入到核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)模型,并使用改进的麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化网络模型的超参数。最后,将不同分量的预测结果求和,输出最终负荷预测序列。实验表明,所提方法有着较快的预测速度和较高的预测精度。 展开更多

关键词 相似周 电动汽车 负荷预测 参数优化 核极限学习机

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肌电和足压信息融合的外骨骼步态识别 被引量：3

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作者 汪步云 缪龙 +3 位作者 吴臣 杨鸥 张振 许德章 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期278-287,共10页

为解决基于单一信号识别步态相位不够精准的问题,开展了动态交互力激励下的人机协同行走的步态识别研究。设计了肌电和足压信息采集的多模态传感器检测硬件平台;分别对单一信号开展滤波降噪、特征提取与降维等预处理;将表征下肢生理信... 为解决基于单一信号识别步态相位不够精准的问题,开展了动态交互力激励下的人机协同行走的步态识别研究。设计了肌电和足压信息采集的多模态传感器检测硬件平台;分别对单一信号开展滤波降噪、特征提取与降维等预处理;将表征下肢生理信息的肌电信号与运动信息的足压信号相融合,构建了支持向量机-模糊C均值(support vector machine-fuzzy C-mean algorithm,SVM-FCM)多模信息融合的外骨骼助行步态识别算法;开展了人机协同助行实验,实验结果表明:信息融合后的人机步态相位平均识别率达到82.49%,优于使用单一信号的识别效果,验证了多模信息融合算法识别人机协同步态的有效性。本研究可用于下肢外骨骼机器人运动控制,为人机运动相融奠定基础。 展开更多

关键词 外骨骼机器人 多模态信息感知 人机步态识别 SVM-FCM融合算法

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全向移动光伏清扫机器人清扫特性分析与优化 被引量：2

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作者 梁艺 王伟振 +3 位作者 汪步云 全鹏 孙凯 汪玉冰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期32-38,共7页

针对光伏组件灵活、安全清扫问题,设计一种全向移动式光伏清扫机器人构型,采用四轮差速建模法、轮组电磁制动分析,确定机器人构型的合理性。针对现有移动式清扫方式的局限性,研究新型滚刷除尘、管道吸尘同步清扫方法。通过CFD仿真方法,... 针对光伏组件灵活、安全清扫问题,设计一种全向移动式光伏清扫机器人构型,采用四轮差速建模法、轮组电磁制动分析,确定机器人构型的合理性。针对现有移动式清扫方式的局限性,研究新型滚刷除尘、管道吸尘同步清扫方法。通过CFD仿真方法,建立机器人吸尘管道、清扫机构流场仿真模型,完成结构模型的清扫特性分析与结构优化仿真,以及实际清扫效果对比评价试验。试验结果表明:设计的清扫机器人能实现86.5%清扫效率,同时改善了运动制动能力。 展开更多

关键词 光伏组件 清扫机器人 结构优化 流场仿真 清扫试验

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基于色貌尺度相位一致性的全参考图像质量评价 被引量：3

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作者 江本赤 卞仕磊 +1 位作者 史晨阳 吴路路 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1509-1521,共13页

为提高图像质量评价模型的准确性,提出一种基于色貌尺度相位一致性的全参考评价模型。首先,在CIELAB色空间的色貌指标Vividness上提取图像结构信息,得到色貌尺度上的相位一致性量值;然后,利用均方根法计算对比度相似图,并在通过上述色... 为提高图像质量评价模型的准确性,提出一种基于色貌尺度相位一致性的全参考评价模型。首先,在CIELAB色空间的色貌指标Vividness上提取图像结构信息,得到色貌尺度上的相位一致性量值;然后,利用均方根法计算对比度相似图,并在通过上述色空间的颜色通道获取色度相似图;最后,将相位一致性、对比度以及色度三种图像特征结合,采用标准差法进行求和池化,得到全参考图像质量评价计算模型。为验证本模型的可靠性,对4个常用图像数据库中的失真图像进行测试,依据4项评价标准分析其预测精度、计算复杂度及泛化性。实验结果表明,模型在上述数据库中测得的Pearson线性相关系数值最低为0.8781(TID2013),最高达到0.9616(LIVE);Spearman秩相关系数值最低为0.8592(TID2013),最高达到0.9653(LIVE)。与多种现有方法相比,本图像质量评价模型具有更高的视觉关系预测精度。 展开更多

关键词 图像质量评价 相位一致性 色度算子 标准差池化 对比度相似

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基于下肢肌张力感知的痉挛特征提取算法研究

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作者 汪步云 吴臣 +2 位作者 魏壮壮 张振 许德章 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期223-232,共10页

从被动辅助行走训练到人体下肢运动功能复原这一阶段,对脑卒中患者恢复下肢运动功能至关重要,在这一治疗过程,运用康复机器人开展步态训练是临床上一种有效的治疗手段。在步态康复训练过程中,训练强度与康复程度的不良匹配,容易诱发病... 从被动辅助行走训练到人体下肢运动功能复原这一阶段,对脑卒中患者恢复下肢运动功能至关重要,在这一治疗过程,运用康复机器人开展步态训练是临床上一种有效的治疗手段。在步态康复训练过程中,训练强度与康复程度的不良匹配,容易诱发病理性痉挛,进而带来二次损伤。因此,融入客观量化的痉挛在线评价,预警、防范痉挛带来的运动损伤是康复临床的迫切需求。在设计的痉挛传感器基础上,获取了强直、阵挛和痛性痉挛3种病理性痉挛信息,运用时域和频域相互结合的方法解析出痉挛性肌张力信号。针对阵挛和痛性痉挛,设计了一种B4-FFT算法,解决了其不易量化和特征阈值随机出现的问题。开展了手动激励和步态康复训练机器人施加交互力激励的痉挛特征提取实验,验证了特征提取算法的有效性,有助于提升步态康复训练机器人的安全性。 展开更多

关键词 步态康复机器人 肌张力 病理性痉挛 人机交互力激励 B4-FFT算法

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多目标混合流水车间调度问题求解算法 被引量：4

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作者 王静云 王雷 +2 位作者 蔡劲草 李佳路 苏学满 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期544-552,共9页

针对多目标不相关并行机混合流水车间调度问题,建立以最小化最大完工时间、机器总能耗和机器加工成本为目标的多目标数学模型。提出一种改进的基于分解的多目标进化算法(Improved multi-objective evolution algorithm based on decompo... 针对多目标不相关并行机混合流水车间调度问题,建立以最小化最大完工时间、机器总能耗和机器加工成本为目标的多目标数学模型。提出一种改进的基于分解的多目标进化算法(Improved multi-objective evolution algorithm based on decomposition,IMOEAD),采用均匀设计表生成初始权重向量,提高种群多样性,利用正态分布交叉并设计了自适应高斯变异来提高算法的全局搜索能力和局部搜索能力,在权重向量邻域中选择个体产生新解,运用非支配等级和拥挤距离更新外部档案。以反世代距离、世代距离和非支配解个数为性能指标,通过大量案例仿真,与非支配排序遗传算法Ⅱ和基于分解的多目标进化算法进行对比,结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 流水车间调度 改进的基于分解的多目标进化算法 正态分布交叉 自适应高斯变异

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下肢外骨骼助力机器人动力学建模及实验研究 被引量：5

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作者 王月朋 汪步云 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期358-369,383,共13页

下肢外骨骼助力机器人存在人-机关节是否匹配、主动关节设计是否满足人体关节运动的驱动力要求等问题。为解决上述问题,基于所设计的电液伺服驱动下肢外骨骼助力机器人,将其简化为七连杆结构,并结合步态平衡理论,采用牛顿-欧拉法构建了... 下肢外骨骼助力机器人存在人-机关节是否匹配、主动关节设计是否满足人体关节运动的驱动力要求等问题。为解决上述问题,基于所设计的电液伺服驱动下肢外骨骼助力机器人,将其简化为七连杆结构,并结合步态平衡理论,采用牛顿-欧拉法构建了其摆动相与支撑相瞬时动力学模型。然后,将不同步态相位下人体运动时的角度数据、速度数据及机器人结构参数代入牛顿-欧拉动力学迭代方程,求得机器人各关节的理论驱动力矩。最后,开展ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)仿真实验和人机协同助行实验,通过对机器人各关节的驱动力矩峰值进行比较,验证了所构建动力学迭代方程的正确性和有效性。结果表明,通过采用牛顿-欧拉法来求解下肢外骨骼助力机器人关节的驱动力矩,可为其结构优化与控制策略制定提供重要的理论支撑。 展开更多

关键词 下肢外骨骼助力机器人 动力学分析 牛顿-欧拉法 人机协同助行实验

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可变斜面光伏清扫机器人行走特性研究 被引量：2

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作者 梁艺 汪步云 +3 位作者 全鹏 孙凯 王伟振 汪玉冰 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期239-245,共7页

针对光伏面板清扫特点、大斜面稳定行走的严苛要求,设计了变斜面光伏清扫全向轮式机器人构型。在建立其数学模型基础上,完成了机器人行走特性分析和实验。分析了斜面角φ变化的附着特性,给出了在2种工况下行走机构斜面上稳定附着角度。... 针对光伏面板清扫特点、大斜面稳定行走的严苛要求,设计了变斜面光伏清扫全向轮式机器人构型。在建立其数学模型基础上,完成了机器人行走特性分析和实验。分析了斜面角φ变化的附着特性,给出了在2种工况下行走机构斜面上稳定附着角度。通过仿真和实验,验证了在满足力学模型约束下,三全向轮式对称构型,在斜面上有一定附着角度。分析了随姿态角θ变化的速度、力矩分配规律基础上,为了消除行走机构3个全向轮之间挤压力问题,对行走机构速度和驱动电机力矩进行综合控制。实验数据表明,采用双PI控制策略后,机器人在斜面上行走的速度偏差和功耗都有一定的减少。 展开更多

关键词 光伏清扫机器人 行走特性 附着特性 双PI控制

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材料氢脆涡流评价的有限元仿真研究 被引量：1

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作者 周海婷 叶东东 +1 位作者 朱晨曦 胡沁 《电子测量技术》 北大核心 2022年第21期156-160,共5页

针对扩散氢在材料内部渗透和聚集引起的氢脆问题,提出了一种基于涡流信号的表征方法。以电化学充氢试样为研究对象,首先基于Fick定律计算了电化学充氢过程中试样的氢分布,然后基于电磁感应原理运用COMSOL Multiphysics建立了不同氢分布... 针对扩散氢在材料内部渗透和聚集引起的氢脆问题,提出了一种基于涡流信号的表征方法。以电化学充氢试样为研究对象,首先基于Fick定律计算了电化学充氢过程中试样的氢分布,然后基于电磁感应原理运用COMSOL Multiphysics建立了不同氢分布状态下材料氢脆的涡流检测有限元模型,通过数值计算分析时谐电磁场激励下试样的感生涡流场分布及检测线圈的电磁场量图,并通过原位拉伸实验定量表征氢脆程度,最后分析了氢脆指数-涡流响应信号之间的关联机制,进行实验验证。研究结果表明,金属材料的氢脆程度与所含氢含量密切相关,时谐电磁场作用下的涡流信号与氢脆程度呈现线性相关,验证了材料氢脆涡流评价的有限元模型的有效性。 展开更多

关键词 无损评价 涡流检测 有限元仿真 氢脆

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