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基于BP神经网络的工程机械液压系统自动故障诊断研究
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作者 曾行健 丁悦 +1 位作者 汤清源 白龙 《机床与液压》 北大核心 2025年第2期165-170,共6页
工程机械液压系统由于结构复杂而不可避免地出现故障,常规检测方法为人工检测,但检测过程费时费力。针对此问题,对工程机械液压系统进行建模及简化,并结合BP神经网络学习故障数据。在管路系统中安装压力和流量监测仪以跟踪数据,通过调... 工程机械液压系统由于结构复杂而不可避免地出现故障,常规检测方法为人工检测,但检测过程费时费力。针对此问题,对工程机械液压系统进行建模及简化,并结合BP神经网络学习故障数据。在管路系统中安装压力和流量监测仪以跟踪数据,通过调整选定元件的参数来模拟故障情况,记录监测仪的数据并进行整理,采用主成分分析法进行信息抽取和降维,并作为神经网络的输入。同时,手动标注元器件的当前状态作为训练标签。对每个元件均构建了一个独立的神经网络模型,用于学习输入数据与标签之间的关系。结果显示:阀和泵的准确率分别达到98.61%和96.52%,表明模型的准确率较高,可实现工程机械液压模型的自动故障诊断。 展开更多
关键词 BP神经网络 故障诊断 工程机械液压系统
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机械工程科学前沿及优先资助领域设想 被引量:1
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作者 雷源忠 师汉民 +1 位作者 张福润 黄志建 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 1994年第5期13-15,共3页
提出国家自然科学基金机械工程科学“九五”优先资助领域设想,列出了优先资助的研究领域,简述了我国机械工程科学的发展趋势,说明了优先资助领域遴选原则。
关键词 自然科学基金 机械工程科学 优先资助领域
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基于去线性化误差的冗余机械臂两步标定法
3
作者 蒋周翔 蒙月晨 +3 位作者 陈世园 曹磊 龙忠杰 宋宝 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期25-30,共6页
为解决冗余机械臂运动学标定时线性化误差导致的距离类运动学参数误差辨识精度劣化问题,提出了一种精确的两步运动学标定方法。通过理论分析论证了线性化误差的客观存在依据,在此基础上建立无需线性化的距离类运动学参数误差到臂体末端... 为解决冗余机械臂运动学标定时线性化误差导致的距离类运动学参数误差辨识精度劣化问题,提出了一种精确的两步运动学标定方法。通过理论分析论证了线性化误差的客观存在依据,在此基础上建立无需线性化的距离类运动学参数误差到臂体末端关节位姿误差的映射关系,构造了一种具有最小化线性化误差的运动学误差降维模型,并将其与典型运动学标定方法组合得到两步标定法。仿真结果表明,当角度类运动学参数误差上升一个量级时,线性化误差在末端关节位姿误差平均占比也增大约10倍,对角度类运动学参数误差具有高敏感性。对比验证表明,新方法能在距离类运动学参数误差的辨识精度上平均提升60.2%,并将标定后的残差在典型运动学标定方法基础上减少73.3%。 展开更多
关键词 冗余机械臂 运动学标定 线性化误差 辨识精度 混合标定
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基于自适应粒子群的机械臂模糊计算力矩控制
4
作者 李嘉辉 杨建中 +2 位作者 黄思 吴浩天 张青 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期150-154,159,共6页
针对多自由度机械臂控制器在控制参数不能适应系统变化时轨迹跟踪性能不足的问题,提出一种基于自适应粒子群算法的模糊计算力矩控制(APSO-FCTC)。以二连杆机械臂轨迹跟踪为对象,基于拉格朗日法建立动力学模型,设计了用于自适应调整计算... 针对多自由度机械臂控制器在控制参数不能适应系统变化时轨迹跟踪性能不足的问题,提出一种基于自适应粒子群算法的模糊计算力矩控制(APSO-FCTC)。以二连杆机械臂轨迹跟踪为对象,基于拉格朗日法建立动力学模型,设计了用于自适应调整计算力矩控制(CTC)中PID参数的模糊控制器。进一步提出APSO-FCTC方法,通过基于动态适应度数组的自适应粒子群算法实时优化模糊集合的端点值。通过仿真验证了所提出的APSO-FCTC方法在传统CTC方法的控制参数不能适应系统变化时轨迹跟踪的优越性和抗干扰性,且优于单独使用模糊或自适应粒子群的方法。 展开更多
关键词 机械臂 计算力矩 模糊控制 自适应粒子群
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基于深度学习的旋转机械小样本故障诊断方法研究综述
5
作者 吴轲 吴军 +2 位作者 舒启明 沈卫明 宋文斌 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期3-19,共17页
[目的]深度学习在旋转机械故障诊断领域展示出显著潜力,但因工程实践中训练样本难以获取,导致基于深度学习的故障诊断方法存在泛化性弱、诊断精度低等问题。小样本故障诊断方法,凭借在有限数据条件下故障信息有效挖掘的能力,逐渐成为学... [目的]深度学习在旋转机械故障诊断领域展示出显著潜力,但因工程实践中训练样本难以获取,导致基于深度学习的故障诊断方法存在泛化性弱、诊断精度低等问题。小样本故障诊断方法,凭借在有限数据条件下故障信息有效挖掘的能力,逐渐成为学术界和工程界研究的热点。[方法]通过回顾并总结小样本学习方法在旋转机械故障诊断中的最新研究成果,阐述小样本故障诊断的任务定义和主要学习方法。在此基础上,根据不同的技术原理,将现有小样本故障诊断方法归纳为元学习、迁移学习、领域泛化、数据增强和自监督学习5类,并分析各类方法原理、应用及优缺点。[结果]各类方法在小样本故障诊断领域已取得一定成效,但在实际应用中仍存在诸多局限性,如元学习计算资源需求大、迁移学习受域间相似性限制等。[结论]未来在小样本故障诊断领域应探索数据治理、多模态学习、联邦学习以及机理-数据混合驱动等方法,克服现有方法的局限性,进一步提升小样本故障诊断的可靠性。 展开更多
关键词 旋转机械 故障分析 故障诊断 小样本 元学习 迁移学习 领域泛化 数据增强 自监督学习
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新工科视角下基于OBE理念的“工程制图”课程教学改革与实践
6
作者 蒋婷 王妍 +2 位作者 丁宇奇 邢延方 于跃强 《南方农机》 2025年第12期168-171,共4页
“工程制图”课程存在教学内容与课程资源平面化、理论知识与实践活动脱节、思政元素与专业知识割离等问题,传统教学模式不适应新工科建设的发展,“工程制图”课程需要不断革新教学理念、转变教学思路、创新教学模式。基于此,文章以OBE... “工程制图”课程存在教学内容与课程资源平面化、理论知识与实践活动脱节、思政元素与专业知识割离等问题,传统教学模式不适应新工科建设的发展,“工程制图”课程需要不断革新教学理念、转变教学思路、创新教学模式。基于此,文章以OBE理念为指导,创新“工程制图”课程的教学思路,重新整合教学内容和资源,深挖思政元素,形成分形思政育人机制,构建强基重实的教学模式,并建立全过程多元化评价体系。研究结果表明,“工程制图”课程改革实现了授课内容系统化、立体化和具象化,全面提升了学生的工程意识、解决复杂工程问题的能力以及综合素质,提高了课程教学效果,为培育更多高素质工程技术人才提供了有力支撑。 展开更多
关键词 新工科 OBE理念 “工程制图” 教学模式 评价体系
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果园植保机械的研究现状与发展趋势
7
作者 刘晓瑜 何义川 +3 位作者 汤智辉 沈帅 张超 张宗伟 《现代农业装备》 2025年第2期25-33,共9页
果园种植生产过程中,病虫害的预防与控制是提高果品品质和产量的重要因素,采用精准施药技术能够有效预防病虫害以及减少药液对环境的污染。我国的果园机械化发展正处于一个加速成长的关键阶段,将农机与农艺进行有效的整合,不仅是实现果... 果园种植生产过程中,病虫害的预防与控制是提高果品品质和产量的重要因素,采用精准施药技术能够有效预防病虫害以及减少药液对环境的污染。我国的果园机械化发展正处于一个加速成长的关键阶段,将农机与农艺进行有效的整合,不仅是实现果园植保机械化进程的关键,也是推动先进适宜农业技术广泛应用的必由之路。通过分析国内外植保机械的发展现状,对当前现有的果园植保机械进行归纳和总结,指出使用过程中的问题,阐述了关键技术,并分析其优缺点,为果园植保装备的发展提供参考。 展开更多
关键词 果园植保 喷雾机 精准施药 变量施药
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连续多稳态齿轮元胞机械超结构及其力学性能
8
作者 莫帅 黄轩 +1 位作者 黄祖瑞 张伟 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期857-863,887,共8页
为拓展机械超结构形式、优化机械超结构动态调节能力,设计出一种微观齿轮单元结构,在二维平面内周期性排列形成超结构。从结构设计原理和稳定性方面对该超结构进行了分析,表明所设计的超结构能够实现力学性能连续、稳定调节。通过有限... 为拓展机械超结构形式、优化机械超结构动态调节能力,设计出一种微观齿轮单元结构,在二维平面内周期性排列形成超结构。从结构设计原理和稳定性方面对该超结构进行了分析,表明所设计的超结构能够实现力学性能连续、稳定调节。通过有限元模拟的方法分析了这种超结构广泛的力学性能,包括静力学与动力学。研究结果表明,外啮合齿轮胞的弹性模量调节范围超过了10倍,内啮合行星齿轮胞的弹性模量调节范围则超过200倍,其剪切模量也有可观的调节范围;此外,基于齿轮单元的超结构可以实现固有频率与频幅曲线的连续变化,为材料的避振减振设计提供了新的思路。最后,基于这种微观齿轮单元设计出多种减振装置,证明了它在减振与动力学调控的独特优势与广阔应用前景。 展开更多
关键词 机械超结构 齿轮元胞 力学性能 连续可调 减振结构
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辣椒收获机械的研究现状与展望
9
作者 甄梦杰 何义川 +2 位作者 刘晓瑜 刘书梅 陈奎 《现代农业装备》 2025年第2期9-14,24,共7页
我国是辣椒生产、消费及出口量最多的国家,当下辣椒机械化采收的程度较低。随着近年来种植区域及年产量均呈现持续增长的态势,现有辣椒收获的方式不利于辣椒产业的发展,辣椒收获机械化的短板也逐渐呈现,辣椒生产机械化体系还需完善。通... 我国是辣椒生产、消费及出口量最多的国家,当下辣椒机械化采收的程度较低。随着近年来种植区域及年产量均呈现持续增长的态势,现有辣椒收获的方式不利于辣椒产业的发展,辣椒收获机械化的短板也逐渐呈现,辣椒生产机械化体系还需完善。通过对国内外现有辣椒收获机械的归纳总结,整理出辣椒收获机采摘装置的主要类型,其中包括展开双螺旋线型、杆条梳指型、带状梳齿型和滚筒弹指型,介绍其工作原理,列举部分典型收获机详情,阐述清选装置的工作原理及在辣椒收获过程中所具有的作用。总结当前辣椒收获机械化存在的问题,指出未来的发展趋势,为辣椒收获机械的研发提供参考。 展开更多
关键词 辣椒 收获机械 研究现状 自动化 集成化
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人工神经网络及其在机械工程领域中的应用 被引量:51
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作者 师汉民 陈吉红 +1 位作者 阎兴 王平江 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期5-10,共6页
在论述人工神经网络模型的特点和性质的基础上,综述国内机械工程领域研究与应用人工种经网络技术的现状与发展,介绍最常用的模型种类,举例说明这类模型在机械制造和机械设计各环节中的实际应用,并阐述了完善模型结构、改进建模方法... 在论述人工神经网络模型的特点和性质的基础上,综述国内机械工程领域研究与应用人工种经网络技术的现状与发展,介绍最常用的模型种类,举例说明这类模型在机械制造和机械设计各环节中的实际应用,并阐述了完善模型结构、改进建模方法方面的基础性研究工作。从内容、深度、实际效果和软硬件环境方面评述当前在人工种经网络模型研究与应用中的不足之处,指出今后努力的方向和潜在的应用领域。 展开更多
关键词 人工神经网络 机械工程 机械制造
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工程机械模糊神经网络挡位控制试验研究 被引量:9
11
作者 王学峰 许纯新 +1 位作者 赵克利 聂非 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-5,共5页
结合工程机械 (车辆 )的工作特点 ,提出了一种可应用于工程机械换挡决策的模糊神经网络 (FNN)方法 ,改造后的模糊控制系统具有了知识自动获取功能 ,能更好地适应工况环境。仿真试验结果表明 :该挡位决策方法可以根据操作工况环境实现正... 结合工程机械 (车辆 )的工作特点 ,提出了一种可应用于工程机械换挡决策的模糊神经网络 (FNN)方法 ,改造后的模糊控制系统具有了知识自动获取功能 ,能更好地适应工况环境。仿真试验结果表明 :该挡位决策方法可以根据操作工况环境实现正确的变速箱挡位决策 ,并依据工况环境的变化调整换挡策略 。 展开更多
关键词 工程机械 换挡变速装置 模糊神经网络 档位控制 试验
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信息化对工程机械传动技术的影响 被引量:6
12
作者 赵丁选 巩明德 +1 位作者 张志文 李天宇 《液压与气动》 北大核心 2013年第9期1-9,共9页
工程机械的传动形式主要包括机械传动、流体传动与电传动,该研究分析了信息化对工程机械传动技术的影响,概括了工程机械传动技术信息化的4种发展趋势为:由流体、机械处理动力流信息逐渐走向由微电子技术处理动力流信息;由复杂的多路阀... 工程机械的传动形式主要包括机械传动、流体传动与电传动,该研究分析了信息化对工程机械传动技术的影响,概括了工程机械传动技术信息化的4种发展趋势为:由流体、机械处理动力流信息逐渐走向由微电子技术处理动力流信息;由复杂的多路阀控制的流体动力系统逐渐走向由总线和分立电控元件控制的动力系统;电传动的应用逐步增多;动力源的输出向恒功率输出方向发展。 展开更多
关键词 工程机械 传动技术 信息化 微电子技术 总线 混合动力
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工程机械FNN换挡控制系统的改进 被引量:3
13
作者 王学峰 许纯新 +1 位作者 孔德文 赵克利 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期1-4,共4页
系统地介绍了工程车辆模糊神经网络 (FNN)换挡控制的后续研究。针对原系统神经网络训练收敛速度慢、挡位决策时间长的问题 ,在仔细分析原控制系统缺陷的基础上 ,对系统中的挡位决策信息进行了研究。主要的改进工作包括训练样本的评价准... 系统地介绍了工程车辆模糊神经网络 (FNN)换挡控制的后续研究。针对原系统神经网络训练收敛速度慢、挡位决策时间长的问题 ,在仔细分析原控制系统缺陷的基础上 ,对系统中的挡位决策信息进行了研究。主要的改进工作包括训练样本的评价准则、按工况分离方法、输入与排序、表示方法等 ,最后改进了控制程序 ,并且给出了改进前、后系统性能对比试验的结果。 展开更多
关键词 工程车辆 FNN 换挡控制系统 模糊神经网络 挡位决策信息 训练样本 排序
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机械工程中的多体系统动力学问题 被引量:22
14
作者 吴洪涛 熊有伦 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期608-611,共4页
介绍多体系统动力学在先进制造技术中的重要地位和作用。建议抓住机遇 ,迎接挑战 ,采取有力措施 ,推动我国多体系统动力学的应用与发展 ,使之有效地支撑我国的先进制造技术 。
关键词 先进制造技术 多体系统动力学 机械工程
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基于虚拟仪器的“机械工程控制基础”实验设计 被引量:3
15
作者 黄弢 何岭松 史铁林 《实验技术与管理》 CAS 2008年第1期73-76,共4页
详细介绍了基于虚拟仪器的“机械工程控制基础”实验教学的教学体系,在实验内容设计上借鉴了国外的思路,在表现手法上则采用虚拟仪器技术来取代MatLab,将典型工程被控对象虚拟化,开发了球杆控制系统等仿真模型,在虚拟仪器的基础上设计... 详细介绍了基于虚拟仪器的“机械工程控制基础”实验教学的教学体系,在实验内容设计上借鉴了国外的思路,在表现手法上则采用虚拟仪器技术来取代MatLab,将典型工程被控对象虚拟化,开发了球杆控制系统等仿真模型,在虚拟仪器的基础上设计了典型环节的阶跃响应、球杆系统PID控制等实验。 展开更多
关键词 虚拟仪器 控制 球杆系统 PID
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基于CFD的机械随动调节高度控制阀数值仿真 被引量:1
16
作者 周耀兵 严伊豪 +1 位作者 高隆隆 李宝仁 《液压与气动》 北大核心 2024年第2期184-188,共5页
机械随动调节高度控制阀是列车悬挂控制装置的核心部件,其性能的好坏直接影响系统能否稳定工作。在设计过程中,采用CFD对其进行仿真计算,通过对其流场特性的分析,可以验证其流量特性是否满足系统需求。针对机械随动调节高度控制阀内部... 机械随动调节高度控制阀是列车悬挂控制装置的核心部件,其性能的好坏直接影响系统能否稳定工作。在设计过程中,采用CFD对其进行仿真计算,通过对其流场特性的分析,可以验证其流量特性是否满足系统需求。针对机械随动调节高度控制阀内部气体流动特性,建立了机械随动调节高度控制阀流场仿真模型,利用Fluent分析了机械随动调节高度控制阀阀口在不同开度下的流场特性,研究结果为机械随动调节高度控制阀流量性能指标试验提供理论支撑。 展开更多
关键词 CFD 机械随动调节高度控制阀 流场 数值模拟
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工程机械铰接系统铰点动态约束反力的研究 被引量:2
17
作者 刘刚 张子达 +1 位作者 邹广德 诸文农 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期132-136,共5页
通过整车系统动力学分析,对铰接式工程机械铰接系统铰点动态约束反力进行了研究。在作业工况下,铰接系统铰点受到三个力及二个力矩的作用,这些力和力矩的大小依赖于作业阻力、机械自重、惯性力、车轮滚动阻力和车轮驱动力矩,得到了其解... 通过整车系统动力学分析,对铰接式工程机械铰接系统铰点动态约束反力进行了研究。在作业工况下,铰接系统铰点受到三个力及二个力矩的作用,这些力和力矩的大小依赖于作业阻力、机械自重、惯性力、车轮滚动阻力和车轮驱动力矩,得到了其解析表达式。 展开更多
关键词 铰接系统 动态约束反力 工程机械
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运动学误差模型变体下的机械臂标定精度研究 被引量:2
18
作者 蒋周翔 苏瑞 +4 位作者 秦鹏举 蒙月晨 龙忠杰 宋宝 唐小琦 《机床与液压》 北大核心 2024年第5期37-44,共8页
为进一步提高机械臂运动学标定精度,研究不同D-H建模方式下运动学误差辨识精度的差异,为运动学误差准确建模提供理论依据。围绕SD-H和MD-H运动学误差模型的各种变体形式,量化对比各模型变体的性态水平和线性化误差,并分析二者对运动学... 为进一步提高机械臂运动学标定精度,研究不同D-H建模方式下运动学误差辨识精度的差异,为运动学误差准确建模提供理论依据。围绕SD-H和MD-H运动学误差模型的各种变体形式,量化对比各模型变体的性态水平和线性化误差,并分析二者对运动学标定精度的综合影响。研究结果表明:x-z-y欧拉变换会破坏MD-H运动学误差模型最小性,不适用于运动学标定;其余满秩MD-H模型性态水平优于SD-H模型两个数量级;MD-H建模时引入的线性化误差与SD-H数量级等同;在模型性态水平和线性化误差综合作用下,较强测量噪声环境中的SD-H模型运动学标定精度(0.1%~39.3%)优于MD-H模型(0.1%~71.2%);角度类与位置类的运动学参数误差的辨识精度差异显著。研究成果为机械臂标定的精确建模以及误差类型与辨识方法的合理匹配提供了理论依据。 展开更多
关键词 机械臂标定 SD-H模型 MD-H模型 欧拉角 可辨识性
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松连接运输模型下的双移动机械臂协同规划研究 被引量:1
19
作者 韩东辰 李祥飞 +1 位作者 赵欢 丁汉 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第5期632-639,共8页
针对松连接运输模型下的双移动机械臂协同运输问题,提出了一种基于事件的运动规划方法。首先,针对物体协同运输场景,对任务中系统的运输模型进行了讨论;然后,在基于事件的框架下,设计了一种基于事件的规划方法;最后,针对提出的2种运输模... 针对松连接运输模型下的双移动机械臂协同运输问题,提出了一种基于事件的运动规划方法。首先,针对物体协同运输场景,对任务中系统的运输模型进行了讨论;然后,在基于事件的框架下,设计了一种基于事件的规划方法;最后,针对提出的2种运输模型,在基于事件的规划下得到了相应的运动控制率。实验结果表明:运输过程中机械臂末端之间几乎没有相对运动,并且2个方向的位置跟踪误差以及姿态误差分别控制在0.03 m,0.15 m和0.02 rad以内,因此基于事件的方法能较好地保证多机系统在运输过程中的协同性能。 展开更多
关键词 双移动机械臂 松连接 协同运输 基于事件的规划
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基于脊线自修正的蛇形机械臂逆运动学求解
20
作者 张鸿洋 李虎 +1 位作者 王书亭 谢远龙 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-8,共8页
绳索驱动的蛇形机械臂具有超冗余的运动特性,提高了自身的灵活性及避障能力。但由于机械臂存在大量的自由度,这使得其逆运动学求解变得非常复杂,导致难以实现实时运动规划。因此,文中提出了一种新型的蛇形机械臂逆运动学求解方法,通过... 绳索驱动的蛇形机械臂具有超冗余的运动特性,提高了自身的灵活性及避障能力。但由于机械臂存在大量的自由度,这使得其逆运动学求解变得非常复杂,导致难以实现实时运动规划。因此,文中提出了一种新型的蛇形机械臂逆运动学求解方法,通过优化脊线及关节角度求解,实现了机械臂高效和实时的运动规划。首先,搭建了蛇形机械臂运动学模型,建立了蛇形机械臂关节空间与工作空间的映射关系;之后,提出了基于多种群蚁群优化的参考脊线求解策略,并设计了移位修正法确定多任务点脊线的空间构型,减少了脊线复杂求解的计算。此外,通过考虑拟合信息和关节约束,设计了一种结合并行趋近式规则的关节优化调整方法,推导出了蛇形机械臂的关节角度,实现了关节的连续性变化。结果表明:所提出的逆运动学求解方法可以有效降低计算复杂度,保证关节角度的有效性和连续性,以及末端位姿信息的精确性。 展开更多
关键词 蛇形机械臂 逆运动学 超冗余 脊线
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