面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模

传统运动仿真的虚拟建模缺少针对复杂系统中信息子系统与物理子系统的动态性融合建模。融合传统运动学虚拟建模与信息计算的优势,针对运动仿真的精度和实时性难以满足实际工业制造需求的问题,提出面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模方法,并以机械臂的运动学控制为仿真案例进行验证,解决了实际环境中机械臂的驱动与仿真环境虚拟机械臂运动不一致的问题。搭建了复杂系统运动仿真虚实映射平台,集成了虚拟建模环境CoppeliaSim,融合实际机器人的运动反馈,和虚实映射计算模型,确定工业机器人运动方程的唯一位姿解。实验结果表明本文提出的方法实现了工业机器人的虚实映射实时运动仿真。     

多视域下基于机器视觉的索力测试

拉索是缆索承重体系桥梁的关键承力或传力构件,在体系构成中的地位至关重要。为解决现有非接触视觉测量存在的测试视场不足、应用场景复杂多变,致使其测试精度与视域范围相互矛盾无法协调统一的技术难题,提出了多视域下基于机器视觉的索力测试新方法。以全息视觉传感器系统获取斜拉索全视域-多视域下的空间几何构型数据,建立了像素映射及图像增强算法计算模型;通过数字空间基准平面的信息转化,对复杂测试场景下视觉传感器光轴射线与被测物体所在承影面非正交情况进行测试参数修正。为避免实测拉索全息性态特征因偏离标准悬链线所导致的索力测量误差,以单一视域下的几何构型拟合降噪后的全息曲线并精确定拉索上下锚固点坐标,进而可由拉索全息性态特征参数精确测算斜拉索索力。试验结果表明：所提方法可在复杂测试场景下量化分析拉索索力计算参数,相较于常规索力测试方法,最大相对误差为9.2%,均方根误差为2.79%,满足工程实践测试精度及稳定性要求,为复杂测试场景下斜拉桥索力监测提供了一种新途径。     

基于改进编解码网络的钢箱梁疲劳裂纹分割

针对基于图像的疲劳裂纹检测方法精度受焊缝、涂层等复杂背景因素影响较大的问题,提出了一种基于深度学习的空洞金字塔注意力网络(APA-Net)模型用于疲劳裂纹分割．在传统编解码网络的基础上引入预训练ResNet34模型、密集空洞卷积(DAC)模块、尺度感知金字塔融合(SAPF)模块和注意力门控(AG)机制,极大地提升了模型提取多尺度上下文信息的能力．通过图像裁剪制作了包含多种干扰因素的钢箱梁疲劳裂纹分割数据集,然后利用该数据集对APA-Net,FCN,U-Net,Attention U-Net,U-Net++和CE-Net等经典网络进行测试,结果表明：所提出的APA-Net在复杂背景干扰下对钢箱梁表面图像中的疲劳裂纹提取能力最佳,分割结果的平均交并比达72.2%,比其他经典网络中表现最优的CE-Net的平均交并比提高了约4%．最后通过消融实验讨论了所提模块对裂纹分割精度的影响．     

面向人机协作装配规划的AR仿真交互与人因评估

为提高装配效率,传统手工装配工位进行人—机器人协作改造已成为一种发展趋势.为实现对人机协作工位改进方案的安全快捷评估,提出一种塞于增强现实技术的通用人机协作仿真才法与人因评估才法.建立人机协作装配仿真构建总体思路的4个层次;建立真人与虚拟机器人的视觉检测、感知、增强现实反馈的交互方案;构建工位设计方案的人因生理和心理指...     

考虑复杂场景的常导高速磁浮辅助停车区优化布置

针对辅助停车区(ASA)布置的复杂场景,面向多目标速度曲线共存线路,以辅助停车区数量与列车区间追踪时间最小化为目标,以列车安全运行为约束,构建了多目标优化模型,设计与讨论了带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II),提出了一种考虑辅助停车区布置特征的种群初始化策略,使得算法具有良好计算性能。算例仿真验证了模型与算法解决复杂场景下辅助停车区优化布置的有效性,为求解辅助停车区布置问题提供了新思路。     

反渗透、纳滤设备CAI的设计

通过对反渗透、纳滤设备CAI的设计,进而去除了传统的发图传达的模式,实时交流安装工艺,减少安装技术人员读图浪费的时间等弊端,大大缩短了产品安装的周期,提出设计CAI的设想及设计思路,同时介绍了CAI具体设计情况及其在安装中起到的作用.介绍了反渗透设备多媒体CAI的设计安装实时互动的方案,总体结构、显示效果及其优越性.应...     

人机融合社会中的系统调控

科学技术的深入发展和广泛应用正在深刻改变人类社会的生产和生活模式,尤其是信息技术的快速发展,推动人工智能(AI)与人的关系由"辅助"到"互助"和"融合"不断深化.相应地,社会调控对象向着能力不断增强的AI系统以及AI赋能的人和组织演变,社会系统将呈现"信息-物理-社会"的高度耦合,调控环境也相应转换为人机融合的复杂社会系统.这一显著变化将倒逼法律体系的变革,对社会系统调控能力提出更高要求,迫切需要人文社科与科学技术相关方法的交叉融合.论文基于对人机融合社会系统发展的研判,在分析法律体系、控制论、人工智能等所面临挑战的基础上,从法律规制和系统控制的角度,提出将调控工程系统的控制科学与调控社会系统的法律充分结合,在系统科学框架内研究处理人工智能时代社会中的系统调控问题;并进一步归纳探讨了以人为本、优势互补、系统分析、量化支撑、算法规制、博弈控制等若干调控原则和可尝试的前瞻领域,以及需要深入研究的问题.这一思路可望量化表达公平正义等法学基本问题,优化调控系统技术指标,促进人机融合社会系统实现其安全稳定、公平正义、民主自由、和谐发展等价值目标.     

快速装配钢框-预应力混凝土道面承载性能的影响因素分析

为满足机场与道路改扩建的临时交通需求,需要在一般土基上快速修筑临时道面来满足飞机或车辆通行,采用ABAQUS分析了一种新型快速装配钢框-预应力混凝土道面结构的力学响应行为。结果表明:土基反应模量在中低强度范围(5～80 MN/m~3)变化时,对减小道面板板底变形十分明显,而板底应力几乎没有变化。道面板板厚变化对板底应力的影响较为显著,当板厚增加到14 cm后,增加板厚对于板底变形影响较小。板间铰接件位置越靠近板厚下部时,应力扩散效应越明显,道面板内混凝土应力集中现象发生在结构边角处。     

基于ADAMS的柔性导轨自动制孔系统仿真分析

借助虚拟样机技术,对柔性导轨自动制孔系统进行三维造型设计,将模型导入ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)软件对其虚拟样机进行运动学和动力学仿真分析,评价其系统设计的合理性和可行性。通过对比分析,给出了制孔系统合理的驱动速度、加速度等运动参数。根据制孔系统动力学特性分析,发现该系统存在非对称驱动的问题并提出了相应的改进方案,为柔性导轨自动制孔系统的结构和运动方案优化、缩短产品开发周期以及降低开发费用提供参考,为飞机装配高效精密自动制孔奠定基础。