基于响应面法的平缝机刺布挑线机构动平衡优化

为改善高速工业平缝机的动态性能,降低其振动响应,对其关键机构——刺布挑线机构进行动平衡优化.建立了该机构的动力学模型,以振动力和振动力矩的均方根值为分析目标,考察设计变量对分析目标的灵敏度.基于最优拉丁超立方的试验设计建立分析目标的响应面模型并进行可靠性验证,选择合适的权重系数,建立优化数学模型.采用多岛遗传算法,通过改变构件的质心坐标位置及质量等参数对机构进行优化.优化后机构振动力和振动力矩等有明显改善,表明该方法具有较高的精确性与有效性,对改善如高速平缝机等复杂机械系统的动态特性有一定的参考价值.     

摩擦与配合间隙对超长大型液压缸承载能力影响规律研究

以水利工程中启闭机油缸为例,对超长大型液压缸最大轴向载荷进行计算分析.研究了两端耳环与支座轴销之间的摩擦、缸筒与活塞杆的配合间隙对轴向承载能力的影响规律,利用有限元软件ANSYS对液压缸进行非线性屈曲分析.样机试验得出最大轴向载荷为580kN,与理论计算值相差约6%,验证了理论模型的合理性.分析结果表明,由强度条件确定的极限载荷小于由稳定性条件确定的临界载荷,液压缸允许的最大轴向载荷由极限载荷衡量.随着配合间隙的减小或摩擦因数的增大,液压缸轴向承载能力增加,如当摩擦因数从0增加到0.3,允许的最大轴向载荷增加约5.5%.     

基于Camshift跟踪算法与SVM的大输液杂质检测识别方法研究

针对我国医药生产检测包装线上大输液杂质智能检测技术问题,提出了一种利用实时视频图像处理技术检测识别大输液杂质的方法.该方法对连续多帧被旋转的大输液瓶图像运用差分图像运动分析方法提取目标杂质;运用图像处理技术去除气泡噪声,准确分割目标杂质,采用Camshift跟踪算法连续跟踪几帧运动杂质以确保检测准确率;根据Camshift跟踪算法提取出的杂质运动和几何特征,应用SVM(Support Vector Machine)准确识别杂质类型.实验结果表明,该方法检测识别直径大于等于4个像素的杂质的检测识别率平均可达到95.4%,检测识别速率平均可达到581 ms/瓶.     

基于修正LM算法的Barlat89和Y-U联合模型参数反求

为精确预测高强钢的回弹,需要使用准确且全面描述其材料力学性能的材料模型参数,由此提出了一种基于修正的Levenberg Marquardt（LM）优化算法对Barlat89和Yoshida-Uemori（Y-U）联合模型参数进行反求的方法.以高强钢材料DP780为例,通过单向拉伸和拉伸压缩试验获取材料的力学性能曲线,使用LS-DYNA软件进行与试验对标的仿真分析,采用修正的LM算法连续优化仿真预设的材料模型参数,使得最终仿真求解输出与试验获取的材料性能曲线达到最小二乘意义上的相等,得到最优的材料联合模型参数.研究结果表明：使用的LM算法相关系数为0.951 4,算法收敛性较好;反求出的Barlat89和Y-U联合模型参数,能够同时较准确地描述DP780材料单向拉伸和拉伸压缩力学性能曲线;仿真结果曲线与试验曲线拟合程度较高,两者的平均相对误差为4.65%.此方法所获取的材料模型参数反映了材料正、反向加载时的力学特性,同时能够极大地提升回弹预测精度.     

基于激光点云特征的LiDAR-GNSS/IMU联合自动标定方法

车载多线激光雷达与GNSS/IMU系统间的数据融合可以提高智能驾驶定位系统的精度,两传感器间外部参数的标定是完成数据融合的前提.针对车辆传感器间外部参数手动测量困难、标定自动化程度低的问题,提出了一种不依赖标志物的自动标定方法,首先构建线、面两类特征点云地图并采用闭环约束减小累积误差,对两类点云地图分别提取面特征体素和线特征聚类,并将每一激光帧中的激光点与面特征体素和线特征聚类进行关联,结合基于运动标定的约束,构建最小二乘问题优化求解外部参数,最后通过实车实验验证了所提出算法的有效性和鲁棒性.     

动态环境下基于时序滑动窗口的鲁棒激光SLAM系统

无人驾驶场景中的动态物体会影响同时定位与建图（SLAM）系统的整体精度和鲁棒性,针对现有多数激光SLAM系统在动态环境下易出现里程计漂移、定位失败和建图重影问题,本文融合轻量级PointPillars目标检测网络和多目标跟踪方法,构建了一种面向动态场景的语义激光SLAM系统.该系统首先利用PointPillars网络获取潜在动态目标检测框并过滤检测框内特征点,以获取里程计初始位姿.其次基于匀速卡尔曼滤波器的多目标跟踪算法获取跟踪结果,以构建时序滑动窗口,实现鲁棒、高效的目标级数据时空关联,以去除动态物体和恢复静态目标,进一步优化里程计.最后在包含动态场景的KITTI和NUSCENES公开数据集上与主流激光SLAM方法进行对比实验,结果表明本系统在里程计和全局地图的准确性和鲁棒性方面有显著的提高,同时系统保持了实时性,可满足动态场景下自主机器人系统和智能交通应用.     

基于调制比跟踪的三电平变换器VSVPWM策略研究

在采用虚拟空间矢量调制策略的二极管钳位型三电平变换器中,参考矢量经过的小三角形区域多,电压畸变率高,且虚拟中矢量幅值无法随着调制比的变化而调节电压畸变率.针对该问题,提出了一种减小线电压谐波畸变率的基于调制比跟踪的虚拟空间矢量调制策略.首先分析了传统虚拟空间矢量调制策略的小三角形区域划分方法,指出其参考矢量经过的小三角形区域多,电压畸变率高;然后提出了一种基于调制比跟踪的虚拟空间矢量调制策略,该策略在虚拟中矢量幅值与传统中矢量幅值的比值等于调制比时线电压总谐波畸变率取得的最小值;最后在Matlab/Simulink平台上验证了所提虚拟空间矢量调制策略,仿真结果证明所提出的调制策略简单、正确、有效.     

基于全景环视的端到端停车位检测方法

现有停车位检测方案大多将目标检测方案和人工设计的后处理模块进行简单结合,各阶段提取的特征存在大量冗余信息.并且,人工设计的后处理模块通常适应面窄,计算量大,最终导致停车位检测效果难以实用.针对这些问题,本文引入全景视觉,结合现有算法的优点与环视图像的特点,设计端到端的无锚框停车位检测算法.该算法对停车位进行进入线朝向建模,而非单独考虑两个入口点,省去了停车位入口点匹配和朝向判断流程,最终实现完全一体化的停车位位置、朝向和占用情况检测.考虑到实用性,在网络结构设计上进行了速度和精度的平衡、正负样本均衡,以及无后处理等多方面优化.最终,在ps2.0数据集上,本文提出的AFPSD模型以88.7的FPS（每秒帧数）达到68.7%的AP,相较VPS-Net和DMPR-PS方案精度分别提升1.2%和2.1%.由此可知,本文设计的一阶段端到端方案可以代替三阶段方案,在环视图像上实现停车位的稳定检测.     

智能减压阀压力相关性研究和膜片尺寸优化

智能自力式减压阀(简称智能减压阀)的膜片尺寸对控制部分的密封性能会产生重要影响,进而影响阀门的压力波动范围、寿命、功耗等性能参数.本文提出了一种智能减压阀膜片尺寸优化设计方法,即依据力平衡方程建立智能减压阀压力相关性的理论模型,通过流动实验和实时采样获取原始数据,以此为基础进行回归分析建立实际数学模型,采用有约束条件的最小值优化模型对膜片尺寸进行优化.优化结果表明:采用优化后的膜片尺寸,压差和减少了30%,最大压差极值减少了7.7%,最小压差极值减少了39.6%.这对有效降低控制系统漏率起到了有益的作用.     

电子束光刻设备发展现状及展望

 电子束光刻设备在高精度掩模制备、原型器件开发、小批量生产以及基础研究中有着不可替代的作用。在国外高端电子束光刻设备禁运的条件下,中国迫切需要实现高端国产化设备的突破。介绍了电子束光刻设备发展历程,列举了当前活跃在科研和产业界的3种设备（高斯束、变形束、多束）的主要厂商及其最新设备性能,并概括了国产化电子束光刻设备发展现状。通过国内外电子束光刻设备性能的对比,总结了国产化研发需要解决的关键性难题。其中,着重介绍了高端高斯电子束光刻设备国产化需要面临的技术挑战：热场发射电子枪、高加速电压、高频图形发生器、极高精度的激光干涉仪检测技术及高精度电子束偏转补偿技术。