面向高维特征故障数据的进化软子空间聚类算法

针对复杂机械设备故障诊断中特征量众多且对各种故障敏感程度不同的现象,提出了采用软子空间聚类算法来实现故障的识别方法。同时,针对传统软子空间聚类易陷入局部最优,目标函数设计受限制的缺点,又提出了采用进化计算实现聚类的方法。利用同类样本在相关特征维上方差小的假设,新的目标函数能更好地评价聚类结果的质量。在该算法中,通过设计类中心和权重值的混合编码以及聚类导向搜索算子,使算法更适于聚类问题的优化,而且设计的修复算子可有效地去除不合理的聚类结果。采用5组UCI数据集、2组轴承滚珠故障数据集和3组往复式压缩机气阀故障数据集对算法进行了测试,结果表明:该算法明显好于几种的软子空间聚类算法,在Rand指标上最多可高出0.226 6,并且对2组不同工况下一级缸气阀故障可实现100%的故障识别。     

坐标网格立体视觉测量中的图像匹配技术

利用立体视觉技术，实现对板料成形分析中应用的大批量坐标网格的变形进行无接触自动测量与分析，以减少工作量并提高测量的速度和精度．主要针对圆形坐标网格变形的立体视觉测量中的图像匹配技术进行了研究．在对网格图像进行特征提取与编码的基础上，实现网格单元的子域匹配，并通过对摄像位置进行预约束，建立起左右对应像素点纵向图像坐标间的约束关系，从而实现左右图像特征点的快速准确匹配方法．该方法程序实现简单，匹配结果可靠，无二义性，可推广应用于其他具有相似结构特征的三维图像的立体匹配中．     

一种新型开槽机工作过程的计算机实时监控

采用可编程控制器与微机组成的两级结构来实现调试和实时监控新型全自动开槽机的工作过程，用Vsual Basic6.0语言编制了开槽机动作过程可编程控制器监控模块化动画仿真程序，其与可编程控制器中的控制程序能协调工作，并具有相互间通信控制，可编程控制器状态显示，控制面板和开槽机动画仿真功能，利用Visual Basic6.0语言中的图形控件进行动画编程，程序按照功能进行模块化设计，增强了可读性，便于调试；监控界面友好，简化了在工业实际应用中改进开槽机工艺和完善控制功能的过程。     

脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析

为了进行定量化的红外无损检测,全面考察脉冲加热－冷却的全过程,更准确地得到红外无损检测过程中各参数对缺陷检测的影响,通过三维有限元分析方法模拟了脉冲加热红外无损检测过程,分析了影响脉冲加热红外无损检测灵敏度的几个参数,找出了脉冲加热红外无损检测对比度变化的规律,为进一步进行定量化红外无损评价打下了基础。     

采用李雅普诺夫函数的电液伺服系统反馈线性化控制

针对电液伺服系统的参数时变、强非线性,致使传统控制算法难以实现高精度高稳定性的位置输出的问题,提出了一种采用李雅普诺夫函数(Lyapunov)的反馈线性化控制器。该控制器通过反馈线性化方法将电液伺服系统的位置输出控制在预定轨迹上,使系统满足准确性、快速性的要求。针对液压系统中的油液体积弹性模量参数存在着较大的不确定性且难以在线测量、不精确的参数将削弱反馈线性化的控制效果甚至导致系统失稳的问题,采用Lyapunov直接法对反馈线性化控制器进行再设计。通过系统的综合误差构建形式简单的Lyapunov函数,进而给出最优参数估计值的取值方法,且满足Lyapunov函数的导函数为非正定,从而保证了整个系统的渐进稳定性。仿真结果表明,改进的反馈线性化控制器能够很好地兼顾控制精度和系统的鲁棒性,获得较好的控制效果。     

模糊抗饱和补偿器的设计及应用

针对采用固定反馈系数的传统抗饱和补偿器难以有效补偿强非线性系统的问题,提出了一种基于模糊思想的抗饱和补偿器。采用基于条件积分法和反计算法的混合补偿方式,对反计算法中所需的补偿系数进行模糊整定,在此基础上,采用硬件描述语言描述该补偿器的逻辑算法,对算法中的乘、除运算进行优化,并移植到现场可编程门阵列器件中来完成硬件的实现。实验表明,所设计的新型补偿器在直驱式转阀的控制中能够有效地提高控制精度并减少占用资源,阀芯阶跃响应的最大超调量小于3%,需要的等效逻辑门数比未优化前减少了约41%,从而证实了模糊抗饱和补偿器的可行性。     

基于图像外形的多尺度相关性检索算法

采用数学分析的方法比较了图像检索算法中常用的2种坐标系，发现极坐标更加有利于图像的多尺度处理．设计的边缘序列点的插值算法，既保证了2个比较序列的长度相同，叉保留了序列中所有的边缘特征点．根据极坐标下边缘序列点的插值算法和相似轮廓在空间距离上相关性最大的特点，给出了多尺度相关性的检索算法（MSRA），该算法具有对图像尺度变化不敏感，而对图像轮廓变化敏感的特性．通过对自然类图像库和人工类图像库200幅图像的检索，表明该算法的性能高于常用的图像检索算法，与笛卡儿坐标下普通边缘点傅里叶搜索算法（CBPFD）相比，MSRA的搜索识别率在自然类图像库中高于CBPFD的29％，而在人工类图像库中几乎是CBPFD的2．5倍．     

一种考虑环境作用的协同免疫遗传算法

在综合考虑了环境对生物进化的影响、免疫算法的结构以及遗传算法部分算子的基础上,提出一种考虑环境作用的协同免疫遗传算法(ESIGA),以实现提高算法搜索速度和全局搜索能力的目标.在该算法中,设计了克隆环境演化算子和自适应探索算子,并构造了3个子种群协同进化以发挥克隆环境演化算子的影响,从而提高算法的全局搜索能力.引入的自适应探索算子和克隆环境演化算子,使算法具备了一定的学习能力,可加速搜索和防止早熟.构建的主种群和协同种群相互影响,使得算法对环境具有改良能力,加强了克隆环境演化算子的性能,而精英种群则加强了算法在优质个体邻域的搜索能力.采用13个常用无约束优化问题测试函数对算法做了检验,测试数据表明:ESIGA算法与正交遗传算法相比,其搜索速度要快于正交遗传算法1～2倍,并能够处理1 000维的高维优化问题.     

纳米氧化铝粒子—聚酯—环氧树脂复合体系内应力的研究

研究了未改性环氧树脂体系及聚酯复合纳米氧化铝粒子改性环氧树脂的三元体系在固化及冷却过程中内应力的变化,研究结果表明,环氧树脂体系中的内应力主要产生于冷却过程中,随纳米粒子加入量的增加,三元体系弹性模量线性增大,其体积收缩率逐渐减小,而增大体系的弹性模量或增大体系的体积收缩率均使三元体系的内应力增加,在聚酯复合纳米氧化铝粒子改性环氧树脂的三元体系中,当纳米粒子加入量为8g时,三元体系的弹性模量和体积收缩率达到最佳组合,此时三元体系的内应力最小,相应的动态力学分析显示,三元体系的贮能模量大于未改性环氧树脂体系的贮能模量。