基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法

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作者 冯旭刚 阮善会 +2 位作者 王正兵 安硕 张科琪 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2236-2246,2305,共12页

针对电力设备红外和可见光图像匹配过程受图像局部灰度差异影响大,以及特征点描述和匹配困难的问题,该文提出了基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法。首先,利用多尺度角检测算法分别检测红外和可见光图像中的特征点,... 针对电力设备红外和可见光图像匹配过程受图像局部灰度差异影响大,以及特征点描述和匹配困难的问题,该文提出了基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法。首先,利用多尺度角检测算法分别检测红外和可见光图像中的特征点,再使用不同尺度的曲率信息为每个特征点分配特征主方向(CAO);其次,分别构建每个特征点的部分灰度不变特征描述符(PIIFD)和全局上下文特征描述符;然后,将两种特征描述符的相似度进行加权融合,并利用双向匹配方法和随机抽样一致(RANSAC)方法筛选出正确的匹配点对;最后,得到图像间的仿射变换模型参数。实验结果表明:该文匹配方法与PIIFD、Log-Gabor直方图描述符(LGHD)和CAO匹配算法相比,正确匹配数显著增加,平均准确率较其他三种算法分别提高了50.71、27.62、11.11个百分点,平均重复度分别提高了27.69、28.81、19.18个百分点。 展开更多

关键词 电力设备 图像匹配 红外和可见光图像 全局上下文描述符 特征相似度匹配

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复合多尺度包络模糊熵在滚动轴承故障诊断中的应用

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作者 李姜宏 郑近德 +2 位作者 潘海洋 程健 童靳于 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期274-281,共8页

模糊熵(fuzzy entropy, FE)自提出以来就被广泛用于滚动轴承振动信号的时间序列复杂性度量,但模糊熵在单一时间序列的分析中可能无法充分捕获轴承振动信号所有故障特征。针对这一弊端,定义出一种包络模糊熵(envelope fuzzy entropy, EFE... 模糊熵(fuzzy entropy, FE)自提出以来就被广泛用于滚动轴承振动信号的时间序列复杂性度量,但模糊熵在单一时间序列的分析中可能无法充分捕获轴承振动信号所有故障特征。针对这一弊端,定义出一种包络模糊熵(envelope fuzzy entropy, EFE)作为新的复杂性度量指标。进一步利用复合粗粒化的方式对时间序列的包络信号进行复合多尺度处理,提出了复合多尺度包络模糊熵(composite multi-scale envelope fuzzy entropy, CMEFE),旨在全面揭示信号的故障特征。此外,通过仿真信号验证了CMEFE能够区分不同类型的模拟信号,对比其他非线性动力学方法,结果表明提出的方法对于不同模拟信号的区分效果更为显著。在此基础上,提出一种基于复合多尺度包络模糊熵与萤火虫优化支持向量机的滚动轴承故障诊断方法。与现有方法进行对比,验证了该方法的可行性与优越性。 展开更多

关键词 模糊熵(FE) 包络模糊熵(EFE) 多尺度模糊熵 复合多尺度包络模糊熵(CMEFE) 萤火虫优化支持向量机 滚动轴承故障诊断

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囊式气动软体驱动器负载特性分析与跟踪控制

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作者 朱庆 江堤 +2 位作者 赵虎 涂德浴 刘庆运 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第7期1118-1126,共9页

为了设计功率体积比大、结构简单、可柔性接触的高伸缩比驱动器,提出了一款膨胀型囊式气动软体驱动器。采用一种变截面气缸法进行动力学建模与分析,并设计了软体驱动器位置伺服控制器,以实现该型驱动器对期望轨迹的跟踪控制。首先,依据... 为了设计功率体积比大、结构简单、可柔性接触的高伸缩比驱动器,提出了一款膨胀型囊式气动软体驱动器。采用一种变截面气缸法进行动力学建模与分析,并设计了软体驱动器位置伺服控制器,以实现该型驱动器对期望轨迹的跟踪控制。首先,依据柔性接触和弹性体为接触目标的需求,建立了该驱动器驱动弹性体的动态特性数学模型;其次,搭建软体驱动器负载特性实验平台,通过实验结果与仿真数据的比较验证了模型的准确性,并分析弹簧刚度和恒压源压力对软体驱动器驱动特性的影响。再次,结合动力学模型和基于有界的滑模控制策略,设计了软体驱动器位置伺服控制系统,并利用Lyapunov函数理论证明了闭环控制系统的稳定性。最后,通过轨迹跟踪实验表明了位置伺服控制系统在变负载条件下的可行性和有效性。研究结果为膨胀型软体驱动器的应用提供理论指导。 展开更多

关键词 气动软体驱动器 负载特性 位置伺服 滑模控制

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基于Deform的弯链板U弯成形分析及模具参数优化

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作者 汪永明 孙永文 连润柱 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期79-86,共8页

针对弯链板在U弯成形过程中产生的向外弯曲现象,基于Deform软件在其U弯凹模上分别建立了无预弯块和有预弯块的2组U弯成形有限元仿真模型,仿真结果表明:有预弯块的U弯凹模对工件的向外弯曲变形有着很大的改善作用。建立了5组不同预弯块... 针对弯链板在U弯成形过程中产生的向外弯曲现象,基于Deform软件在其U弯凹模上分别建立了无预弯块和有预弯块的2组U弯成形有限元仿真模型,仿真结果表明:有预弯块的U弯凹模对工件的向外弯曲变形有着很大的改善作用。建立了5组不同预弯块间距的U弯成形有限元仿真模型,分析不同预弯块间距对工件的台阶面间距和平行度的影响,根据仿真结果对比:当预弯块间距为75 mm时,U弯成形件的成形效果最佳,此时其台阶面间距为38.36 mm,台阶面向内弯曲夹角为0.1°。取预弯块间距为最佳值75 mm时,分别研究了不同的U弯间隙与凹模圆角半径对工件U弯成形效果的影响,得出其最佳U弯间隙为5.15 mm,最佳凹模圆角半径为10 mm。基于优化后的模具参数进行了U弯成形实验,依据实验结果,U弯成形件的窄端面间距为27.41~27.47 mm,台阶面间距为38.45~38.61 mm,台阶面夹角为-0.14°~0.27°,实验结果满足U弯成形的工艺要求,有效解决了弯链板在U弯成形过程中的向外弯曲现象。 展开更多

关键词 弯链板 U弯成形 Deform仿真 模具改进 参数优化

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求解大规模全局优化问题的新型三层递归差分分组方法 被引量：2

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作者 李飞 刘翔 +1 位作者 徐洪斌 刘建昌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期691-700,共10页

协同进化算法在求解大规模全局优化问题上具有较好的效果,其核心思想是利用分而治之的策略将一个高维问题分解成若干个子问题,然后分别优化每个子问题.然而,现有的分解方法通常需要花费大量的计算成本来获得精确的变量分组.通过采用递... 协同进化算法在求解大规模全局优化问题上具有较好的效果,其核心思想是利用分而治之的策略将一个高维问题分解成若干个子问题,然后分别优化每个子问题.然而,现有的分解方法通常需要花费大量的计算成本来获得精确的变量分组.通过采用递归交互检测中的历史信息简化分组过程,能够避免检测某些集合的相互关系,本文提出了一种新型三层递归差分分组策略(NTRDG).与其他4种现有的分组方法相比,NTRDG在不影响分组精度的情况下计算成本消耗较低.仿真结果表明,NTRDG在求解大规模全局优化问题时具有很强的竞争力. 展开更多

关键词 全局优化 协同进化 分解方法 三层递归差分分组 递归搜索

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随机森林算法在超声缺陷识别中的应用研究 被引量：3

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作者 魏新园 周京欢 +2 位作者 钱牧云 李丹 黄三傲 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期47-55,共9页

超声波检测是一种常见的钢材缺陷检测方法,通过机器学习算法建立分类模型能够实现有效的缺陷识别。神经网络是目前最常采用的一种算法,但存在模型结构复杂且需要大量训练数据的问题。对此,提出一种基于随机森林的超声缺陷识别方法,能够... 超声波检测是一种常见的钢材缺陷检测方法,通过机器学习算法建立分类模型能够实现有效的缺陷识别。神经网络是目前最常采用的一种算法,但存在模型结构复杂且需要大量训练数据的问题。对此,提出一种基于随机森林的超声缺陷识别方法,能够实现对缺陷类型的智能、准确识别,以解决模型结构复杂和训练数据需求大的问题。首先对方体试件中的不同形状、尺寸和深度的缺陷进行超声检测实验,基于实验数据利用随机森林算法建立超声缺陷识别模型;进而对模型的缺陷识别效果进行分析,并与支持向量机、K-近邻分类算法、AdaBoosting算法和卷积神经网络比对分析缺陷识别效果;然后利用验证试件进行缺陷识别验证实验,以进一步验证所建立缺陷识别模型的有效性。结果表明,所提缺陷识别方法相比其他算法具有最高的准确率,验证实验中缺陷分类准确率达到94.6%。 展开更多

关键词 随机森林 超声探伤 缺陷识别 不同形状和尺寸 分类准确率

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机器人打磨系统力控补偿优化算法研究 被引量：2

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作者 严海堂 钱牧云 +1 位作者 魏新园 张姣姣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期272-281,共10页

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动... 针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动柔顺恒力磨削实验,最后,采用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化打磨力的实时补偿值,并对比了各算法的补偿效果。实验结果表明,通过力控补偿功能,在20 mm内可实现100%对系统结构误差的补偿;与设定期望打磨力比较,平均相对误差为5.44%;利用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化后平均误差分别降低至1.20%、1.24%和1.64%。拓展优化机器人协同力控系统的实时力/位补偿功能,将有助于提高机器人打磨系统的精度和稳定性,为机器人技术的发展提供理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 机器人打磨 扩展Kalman滤波 力控补偿

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基于深度迁移学习的超声缺陷识别方法研究

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作者 魏新园 周京欢 +2 位作者 张楠 李丹 顾浩然 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期256-263,共8页

数据驱动的超声缺陷识别在航空航天和工业制造等领域中应用广泛,但大量实验数据难于获取。软件仿真数据虽易于获取,但与实验数据存在差异,直接应用效果并不理想。对此,提出基于深度迁移学习的超声缺陷识别方法研究。首先同时对试件中的... 数据驱动的超声缺陷识别在航空航天和工业制造等领域中应用广泛,但大量实验数据难于获取。软件仿真数据虽易于获取,但与实验数据存在差异,直接应用效果并不理想。对此,提出基于深度迁移学习的超声缺陷识别方法研究。首先同时对试件中的不同形状、尺寸和深度的缺陷进行超声检测实验和超声检测仿真,得到实验数据和仿真数据。进而基于仿真数据建立超声缺陷识别深度学习模型,然后基于少量实验数据利用深度迁移学习方法对所建模型进行迁移学习,从而建立能够对实验数据实现准确缺陷识别的模型,最后对所建模型的预测效果进行实验验证。结果表明,基于仿真数据建立的超声损伤识别模型经过迁移后,缺陷识别准确率和精确率大幅提升,均达到0.956。 展开更多

关键词 深度迁移学习 超声探伤 缺陷识别

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高伸缩比气动软体驱动器刚度特性研究 被引量：1

9

作者 涂德浴 陈武杰 +2 位作者 朱庆 刘庆运 赵虎 《机床与液压》 北大核心 2023年第16期51-57,共7页

对一款由乳胶气囊、纤维布等材料组成的高伸缩比气动软体驱动器的刚度特性展开研究。根据软体驱动器的结构特点,采用理论与实验相结合的方法,改进软体驱动器的静态输出力模型,建立软体驱动器的静态刚度模型;并结合气体多变方程,建立软... 对一款由乳胶气囊、纤维布等材料组成的高伸缩比气动软体驱动器的刚度特性展开研究。根据软体驱动器的结构特点,采用理论与实验相结合的方法,改进软体驱动器的静态输出力模型,建立软体驱动器的静态刚度模型;并结合气体多变方程,建立软体驱动器的动态刚度模型,动态刚度为静态刚度与气压刚度之和;搭建软体驱动器静态刚度实验平台并对其静态刚度进行实验研究。结果表明:软体驱动器的静态刚度随膨胀高度的增大而减小,具有良好的线性关系和较小的相对误差,当供气压力为70 kPa时,软体驱动器静态刚度可达15 kN/m左右。对气压刚度进行仿真分析,结果表明:气压刚度主要受膨胀高度、供气压力以及激励位移的影响,当软体驱动器膨胀高度为30 mm、供气压力为10 kPa、激励位移为5 mm时,气压刚度仅为静态刚度的1/6左右。 展开更多

关键词 气动软体驱动器 静态刚度 气压刚度

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一种刚柔结合柔性夹持器的设计 被引量：1

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作者 涂德浴 赵虎 +1 位作者 朱庆 陈武杰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期120-125,共6页

为解决传统刚性夹持器适应性差和软体夹持器夹持范围较小的问题,提出了一种刚柔结合柔性夹持器的设计方案,其中刚性的曲柄滑块机构采用铝合金材料制作,柔性的气动软体驱动器则由乳胶气囊以及纤维布两部分组成。通过滑块平移带动夹爪转动... 为解决传统刚性夹持器适应性差和软体夹持器夹持范围较小的问题,提出了一种刚柔结合柔性夹持器的设计方案,其中刚性的曲柄滑块机构采用铝合金材料制作,柔性的气动软体驱动器则由乳胶气囊以及纤维布两部分组成。通过滑块平移带动夹爪转动,实现夹爪张开和闭合,再通过调整供气气压控制夹持范围。基于ADAMS软件对刚性机构进行运动学分析,再仿真并结合实验,研究气动软体驱动器的动态特性,确定其最佳尺寸。最后,对样机进行实验测试,实验结果表明,设计的夹持器自适应性好、夹持范围较大。 展开更多

关键词 刚柔结合 气动软体驱动器 动态特性 自适应性

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改进的深度残差收缩网络轴承故障诊断方法 被引量：9

11

作者 唐世钰 童靳于 +2 位作者 郑近德 潘海洋 伍毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期217-224,285,共9页

针对深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)在降噪过程中引起的信号失真问题,提出了一种改进的深度残差收缩网络(improved deep residual shrinkage network,IDRSN)并将其应用于滚动轴承的故障诊断中。首先,引入一种... 针对深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network,DRSN)在降噪过程中引起的信号失真问题,提出了一种改进的深度残差收缩网络(improved deep residual shrinkage network,IDRSN)并将其应用于滚动轴承的故障诊断中。首先,引入一种改进的半软阈值函数(improved semi-soft threshold function,ISSTF)用于解决恒等偏差的问题并消除软阈值函数引起的信号失真。然后,设计了半软阈值模块(semi-soft threshold block,SSTB)和自适应斜率模块(adaptive slope block,ASB)构建改进的残差收缩单元(improved residual shrinkage building unit,IRSBU),用于自适应设置最优阈值并进一步修正输出。最后,将所提方法应用于两种不同工况的滚动轴承故障诊断中。研究结果表明,与现有方法相比,所提方法的分类准确率和鲁棒性更高,对于变转速工况下的故障诊断更为有效。 展开更多

关键词 故障诊断 滚动轴承 深度残差收缩网络 半软阈值函数 自适应斜率模块

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基于PCCS色彩体系和灰色关联分析的产品色彩设计方法 被引量：3

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作者 陈天宇 肖旺群 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第22期259-266,321,共9页

目的旨在帮助设计人员把握产品色彩属性与用户意象感知间潜在联系,提高产品色彩设计效率。方法采用多维统计及聚类分析获取PCCS色彩体系下的代表性色彩样本与语汇样本,并设置色彩语义量化实验获取色彩在各语汇尺度上的意象评值。以获取... 目的旨在帮助设计人员把握产品色彩属性与用户意象感知间潜在联系,提高产品色彩设计效率。方法采用多维统计及聚类分析获取PCCS色彩体系下的代表性色彩样本与语汇样本,并设置色彩语义量化实验获取色彩在各语汇尺度上的意象评值。以获取的评值量化数据为基础结合灰色关联分析,通过色彩转置在Lab均匀色彩空间中建立产品的色彩设计评价模型。结果以双色儿童玩具车为对象进行产品色彩设计实践,构建的色彩设计评价模型良好达成了产品色彩方案的用色筛选、确认及评价优选等目标。结论结合灰色关联分析,在PCCS色彩体系下构建的产品色彩设计评价模型能够有效提升产品方案的色彩设计效率,并对产品色彩方案的优选给出直观准确的参考标准。 展开更多

关键词 PCCS色彩体系 灰色关联分析 意象感知 Lab色彩空间 色彩设计

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