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脉冲频率和热输入对电弧增材制造TC4钛合金形貌和组织的影响 被引量:1
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作者 陈广森 +2 位作者 吴倩茹 刘长猛 张云峰 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第7期2144-2150,共7页
粗大β柱状晶导致的各项异性是电弧增材制造TC4合金面临的主要问题。为解决上述问题,采用不同的脉冲频率和热输入成形了多组试样,并结合有限元分析,重点研究了热输入和脉冲频率对成形TC4合金形貌和组织的影响。结果表明:随着脉冲频率增... 粗大β柱状晶导致的各项异性是电弧增材制造TC4合金面临的主要问题。为解决上述问题,采用不同的脉冲频率和热输入成形了多组试样,并结合有限元分析,重点研究了热输入和脉冲频率对成形TC4合金形貌和组织的影响。结果表明:随着脉冲频率增加,试样宽度先快速减小,随后略有增加,β晶粒由柱状晶转变为等轴晶,并且得到细化,但α相没有显著变化;提高热输入有利于获得等轴晶,但会增加试样的宽度,还会导致α相变得粗大。试样的宽度由熔池的尺寸决定,主要与平均热输入和峰值阶段输入的热量相关。提高脉冲频率能破碎树枝晶,降低温度梯度,有利于增加形核率,提高热输入也能降低温度梯度,因此能够获得等轴晶。α相形貌主要与相变时的冷却速度相关,降低热输入能增大冷却速度,细化α相。 展开更多
关键词 电弧增材制造 脉冲频率 热输入 TC4 晶粒细化
新型超声磨粒传感器检测能力实验研究 预览
2
作者 徐超 张连武 +4 位作者 陈学军 王正军 楚军 原瑞宏 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期21-25,共5页
搭建测试实验系统对设计新型超声磨粒传感器的磨粒检测能力进行实验分析。利用不同尺寸范围的模拟磨粒对传感器的尺寸检测能力进行实验测量。结果表明,该传感器能够有效检测45—220μm的磨粒,检测尺寸上限约为220μm,且具有检测更小... 搭建测试实验系统对设计新型超声磨粒传感器的磨粒检测能力进行实验分析。利用不同尺寸范围的模拟磨粒对传感器的尺寸检测能力进行实验测量。结果表明,该传感器能够有效检测45—220μm的磨粒,检测尺寸上限约为220μm,且具有检测更小磨粒的能力。通过理论计算并与Spectro LNFQ^200磨粒自动分析仪进行磨粒浓度检测对比实验表明,该传感器能够有效检测磨粒数量浓度高达14000个/mL的油液。 展开更多
关键词 磨粒在线监测 磨粒传感器 超声波 检测能力
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基于改进快速扩展随机树的机械臂路径规划 预览 被引量:3
3
作者 张云峰 +1 位作者 孙华刚 陆继山 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第5期25-30,共6页
针对机械臂路径规划问题,提出一种基于改进RRT算法的路径规划方法。改进RRT结合了目标偏置策略和贪婪生长策略的优点,在随机采样时,以一定概率使采样点偏置为目标节点,降低随机采样的盲目性,在目标节点方向上采用贪婪式扩展策略,增加随... 针对机械臂路径规划问题,提出一种基于改进RRT算法的路径规划方法。改进RRT结合了目标偏置策略和贪婪生长策略的优点,在随机采样时,以一定概率使采样点偏置为目标节点,降低随机采样的盲目性,在目标节点方向上采用贪婪式扩展策略,增加随机树局部方向上的生长速度。RRT法规划路径结果并非最优,提出改进GPP法删除多余路径节点,优化机械臂运动路径。通过与Biased-RRT和Greedy-RRT数值仿真结果对比,证明了改进RRT在计算时间、迭代次数、扩展节点数上均优于以上方法。在机械臂两种典型工作环境中的仿真结果表明,使用该方法可以较好解决排爆机械臂避障路径规划问题。 展开更多
关键词 路径规划 快速扩展随机树 RRT 机械臂 最优路径
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排爆机械臂多目标轨迹规划研究 预览 被引量:2
4
作者 张云峰 +1 位作者 孙华刚 陆继山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期116-123,共8页
针对排爆机械臂轨迹规划问题,提出多目标轨迹规划方法。建立三次样条曲线分段轨迹描述方程,采用外加虚拟点法保证三次样条曲线可任意指定轨迹初始速度、加速度,提出灵活性优化目标以提高机构灵活性;将优化目标及运动学约束以轨迹方... 针对排爆机械臂轨迹规划问题,提出多目标轨迹规划方法。建立三次样条曲线分段轨迹描述方程,采用外加虚拟点法保证三次样条曲线可任意指定轨迹初始速度、加速度,提出灵活性优化目标以提高机构灵活性;将优化目标及运动学约束以轨迹方程参数表示,转化为对各段运动时间的寻优;采用CNSGA-Ⅱ对排爆机械臂运动进行多目标轨迹优化,处理非线性约束最优化,建立排爆机械臂多目标轨迹规划算法流程。结果表明,该方法能有效提高规划结果灵活性,各项目标均优于线性加权单目标规划,所得轨迹平滑可控。 展开更多
关键词 排爆机械臂 轨迹规划 多目标优化 NSGA-Ⅱ
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面向装备应急保障的金属增材制造技术 被引量:1
5
作者 陈广森 +1 位作者 东玺 刘长猛 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期119-124,共6页
若能将金属增材制造技术应用于装备的现场制造和维修,将有效提高部队的应急保障能力。介绍常见的金属增材制造技术及其基本原理,对几种典型技术的成形速度、精度、最大成形尺寸及成形件的力学性能进行对比分析。结合金属增材制造技术在... 若能将金属增材制造技术应用于装备的现场制造和维修,将有效提高部队的应急保障能力。介绍常见的金属增材制造技术及其基本原理,对几种典型技术的成形速度、精度、最大成形尺寸及成形件的力学性能进行对比分析。结合金属增材制造技术在国内外军事领域应用现状及装备应急保障的特点,从成形效率、质量、能力和设备的机动性、抗干扰能力、成本几方面展开分析。结果表明,电弧增材制造和激光近净成形技术在装备应急保障中具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 增材制造 3D打印 应急保障
基于改进QPSO-NN的冗余机械臂逆运动学算法 预览 被引量:4
6
作者 张云峰 +1 位作者 孙华刚 陆继山 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第3期43-47,共5页
针对某种冗余机械臂逆运动学求解的问题,提出了一种基于改进量子粒子群神经网络的求解算法.以冗余机械臂末端位姿为输入,经神经网络求得其逆解;针对神经网络输出结果误差较大的问题,把神经网络求初值加入初始化的粒子群中,通过基于Metro... 针对某种冗余机械臂逆运动学求解的问题,提出了一种基于改进量子粒子群神经网络的求解算法.以冗余机械臂末端位姿为输入,经神经网络求得其逆解;针对神经网络输出结果误差较大的问题,把神经网络求初值加入初始化的粒子群中,通过基于Metropolis准则改进量子粒子群算法,避免了量子粒子群算法的早熟现象;以关节坐标经正向运动学求得的末端位姿和期望位姿的误差为适应度函数,对机械臂关节坐标迭代寻优.仿真结果表明该方法结合了神经网络算法的快速性和改进量子粒子群算法的精确性,满足求冗余机械臂逆运动学问题的速度和精度要求. 展开更多
关键词 冗余机械臂 逆运动学 神经网络 量子粒子群 Metropolis算法
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基于多重分形与CPSO-SVM的车辆传动箱状态识别研究
7
作者 刘超 +1 位作者 孙华刚 郝驰宇 《机械传动》 CSCD 北大核心 2015年第5期165-168,共4页
针对车辆传动箱振动信号的非线性,提出一种将多重分形与支持向量机相结合的状态识别方法。运用奇异谱和广义维数来描述其振动信号特征,并将其作为支持向量机的输入特征量。将改进的混沌粒子群算法引入到支持向量机参数优化中,实现对惩... 针对车辆传动箱振动信号的非线性,提出一种将多重分形与支持向量机相结合的状态识别方法。运用奇异谱和广义维数来描述其振动信号特征,并将其作为支持向量机的输入特征量。将改进的混沌粒子群算法引入到支持向量机参数优化中,实现对惩罚函数c和径向基函数σ的智能优化选取。实验结果表明,该方法建立的SVM分类模型能够对车辆传动箱不同运行状态进行分类,并且具有更高的准确率。 展开更多
关键词 多重分形 混沌粒子群 支持向量机 车辆传动箱 状态识别
隘路环境下排爆机械臂Multi-RRT路径规划算法 预览 被引量:1
8
作者 张云峰 孙华刚 《计算机测量与控制》 2015年第9期3123-3126,共4页
排爆机械臂通常工作在类似隘路的环境中,传统的基于采样的路径规划方法在隘路环境下计算效率较低;提出一种采样增强的Multi-RRT路径规划方法,该方法分为两个部分:第一部分为区域随机桥采样法,该方法以采样特征决定局部C空间(configura... 排爆机械臂通常工作在类似隘路的环境中,传统的基于采样的路径规划方法在隘路环境下计算效率较低;提出一种采样增强的Multi-RRT路径规划方法,该方法分为两个部分:第一部分为区域随机桥采样法,该方法以采样特征决定局部C空间(configuration space)随机桥测试的参数并采集有限隘路样本;第二部分为Multi-RRT算法,以起始点、目标点和随机桥采样所得点为树根,多树多方向协调生长规划路径;仿真实验结果表明该方法提高了快速扩展随机树算法的计算效率,有效地解决了隘路环境下排爆机械臂的路径规划问题,适用于多维高自由度机器人系统的路径规划. 展开更多
关键词 路径规划 快速扩展随机树 排爆机械臂 隘路
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基于改进型粒子群算法的曲面匹配与位姿获取 被引量:3
9
作者 罗磊 陈恳 +1 位作者 杜峰坡 《清华大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1061-1066,共6页
有限散乱点模式匹配是机器视觉与模式识别领域中的一个基础问题和重要环节,在目标识别、医学图像配准、遥感图像匹配、目标位姿获取等方面得到了广泛应用。该文提出了一种变概率密度分布的改进型模拟退火粒子群算法,能够加速算法收敛并... 有限散乱点模式匹配是机器视觉与模式识别领域中的一个基础问题和重要环节,在目标识别、医学图像配准、遥感图像匹配、目标位姿获取等方面得到了广泛应用。该文提出了一种变概率密度分布的改进型模拟退火粒子群算法,能够加速算法收敛并搜索到全局最优解,提高匹配准确性。通过采集已知旋转体目标局部表面有限散乱点,构造适应度函数并进行坐标变换,实现散乱点与曲面的匹配和目标位姿获取,讨论了误差影响因素和算法适用性。应用结果表明:该方法与最小二乘曲面拟合方法相比,所需散乱点数目少,计算效率和精度高,且具有对散乱点采集误差不敏感等优点,能够满足排爆机器人抓取目标局部裸露情况下的位姿获取应用需求。 展开更多
关键词 粒子群算法 模拟退火 曲面匹配 排爆机器人
一种基于混合策略的排爆机器人目标抓取轨迹规划 预览 被引量:4
10
作者 张云峰 +1 位作者 孙华刚 陆继山 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期86-90,共5页
一种时间一脉动最优的混合优化策略被用来对排爆机器人目标抓取的轨迹进行规划,以兼顾机械臂运动过程中的平稳性和效率。采用三次样条曲线连接路径点,对路径点之间的运动时间搜索优化抓取轨迹。结果表明:关节空间的轨迹十分平滑,可... 一种时间一脉动最优的混合优化策略被用来对排爆机器人目标抓取的轨迹进行规划,以兼顾机械臂运动过程中的平稳性和效率。采用三次样条曲线连接路径点,对路径点之间的运动时间搜索优化抓取轨迹。结果表明:关节空间的轨迹十分平滑,可以减小机械磨损,避免关节速度、加速度的突然变化,控制振动。在工作空间的目标抓取仿真显示,机械臂可以沿着预定路径和策略在预抓取位置调整好姿态,无干涉的接近目标完成抓取任务。 展开更多
关键词 机械制造自动化 排爆机器人 轨迹规划 混合策略 目标抓取
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排爆机械臂逆运动学的模拟退火神经网络算法 预览 被引量:1
11
作者 张云峰 《计算机测量与控制》 2015年第4期1269-1272,共4页
采用传统方法计算没有封闭解的机械臂的逆运动学运算量大、精度无法保证,对于复杂结构很难满足实时精确控制的要求;6个并行三层双隐层前馈神经网络被设计用来解决排爆机器臂的逆运动学问题,神经网络的应用受到输出误差的限制,需要减小... 采用传统方法计算没有封闭解的机械臂的逆运动学运算量大、精度无法保证,对于复杂结构很难满足实时精确控制的要求;6个并行三层双隐层前馈神经网络被设计用来解决排爆机器臂的逆运动学问题,神经网络的应用受到输出误差的限制,需要减小网络输出误差;针对机械臂结构,以神经网络输出为初始值,对网络输出关节变量进行实值编码,采用分离位姿模拟退火算法对的机械臂末端位置、姿态分别进行优化;仿真结果显示,该方法有效地减小了网络输出误差,在运算结果精确性和运算速度方面满足排爆机械臂求逆运动学解的要求. 展开更多
关键词 排爆机械臂 逆运动学 神经网络 模拟退火
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基于遗传算法的排爆机械手最优轨迹规划 被引量:1
12
作者 张云峰 +1 位作者 孙华刚 陆继山 《装甲兵工程学院学报》 2015年第2期76-80,共5页
针对一种排爆机械手的轨迹规划问题,提出了一种时间-脉动-能量最优策略优化其运动轨迹,以减小机械手的运动时间、关节脉动和消耗能量。采用改进三次样条曲线连接路径点,保证关节始末速度、加速度可任意指定,在各关节运动约束条件下采用... 针对一种排爆机械手的轨迹规划问题,提出了一种时间-脉动-能量最优策略优化其运动轨迹,以减小机械手的运动时间、关节脉动和消耗能量。采用改进三次样条曲线连接路径点,保证关节始末速度、加速度可任意指定,在各关节运动约束条件下采用遗传算法对路径点之间的运动时间进行搜索优化。仿真结果表明:优化后的运动轨迹十分平滑,可以避免关节速度、加速度的突然变化,控制振动。与时间最优规化结果对比表明:该优化方法可以有效地减小关节运动的平均速度、加速度和脉动。 展开更多
关键词 排爆机械手 轨迹规划 时间-脉动-能量最优 三次样条曲线
基于PSO-SVM的齿轮箱故障诊断研究 预览 被引量:6
13
作者 楼红伟 +1 位作者 孙华刚 向飞飞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第9期1364-1367,共4页
针对目前齿轮箱故障诊断存在的检测难度大、主观性强、准确性不高等问题,提出了一种基于粒子群算法和支持向量机的故障诊断方法。运用时域频域分析法对振动信号进行分析获取特征值,利用支持向量机(SVM)技术对齿轮箱特征参数进行模式... 针对目前齿轮箱故障诊断存在的检测难度大、主观性强、准确性不高等问题,提出了一种基于粒子群算法和支持向量机的故障诊断方法。运用时域频域分析法对振动信号进行分析获取特征值,利用支持向量机(SVM)技术对齿轮箱特征参数进行模式识别和故障分类,并引入粒子群算法(PSO)用于优化支持向量机参数,建立了齿轮箱典型故障诊断模型。实验结果表明:该方法可以对齿轮箱不同故障类型进行准确的分类,有效的提高了齿轮箱故障诊断的可靠性。 展开更多
关键词 诊断 模式识别 支持向量机 粒子群算法
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基于大型机械传动实验台的传动箱故障诊断实验研究 预览
14
作者 刘超 +1 位作者 孙华刚 郝驰宇 《机械制造》 2014年第9期74-77,共4页
针对齿轮的几种常见故障,依托大型机械传动实验台进行传动箱实验研究。结合传感器的布置优化方法,通过实验测试记录传动箱的转速、转矩、负载、润滑油温度、振动信号等多方面信息,全面了解齿轮常见故障的基本表现和信号特征。实验结果表... 针对齿轮的几种常见故障,依托大型机械传动实验台进行传动箱实验研究。结合传感器的布置优化方法,通过实验测试记录传动箱的转速、转矩、负载、润滑油温度、振动信号等多方面信息,全面了解齿轮常见故障的基本表现和信号特征。实验结果表明,基于实验台采集的振动信号故障特征明显,为齿轮传动机构的实时状态监测、寿命预测和故障诊断提供了依据。 展开更多
关键词 机械传动实验台 断齿故障诊断 实验研究
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基于EMD和分形的齿轮箱特征提取技术研究 预览
15
作者 楼红伟 +2 位作者 孙华刚 向飞飞 刘超 《机械制造》 2014年第3期67-70,共4页
齿轮箱故障诊断实质上是一个特征提取和状态识别的过程,在旋转机械研究中,其特征频率往往是已知或者可以计算的,而实际测量的机械振动信号往往含有故障特征以外的频率成分,为了避免多余信息的干扰,提出了结合EMD和分形几何算法的齿轮箱... 齿轮箱故障诊断实质上是一个特征提取和状态识别的过程,在旋转机械研究中,其特征频率往往是已知或者可以计算的,而实际测量的机械振动信号往往含有故障特征以外的频率成分,为了避免多余信息的干扰,提出了结合EMD和分形几何算法的齿轮箱有效频率分量的特征提取方法.实验表明,该方法可以有效地计算出不同齿轮故障的特征值,实现了定量表征. 展开更多
关键词 故障诊断技术 齿轮箱
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基于ITS与多重分形的传动箱状态识别
16
作者 刘超 +1 位作者 孙华刚 郝驰宇 《装甲兵工程学院学报》 2014年第6期48-52,共5页
实验采集的传动箱振动信号受噪声干扰严重,难以直接通过信号的多重分形特征参量来区分不同工况,为此,采用ITS降噪及微弱特征提取方法,计算了降噪后传动箱正常运转、润滑不良及基座松动3种状态下的多重分形谱参数,对特征提取后信号从局... 实验采集的传动箱振动信号受噪声干扰严重,难以直接通过信号的多重分形特征参量来区分不同工况,为此,采用ITS降噪及微弱特征提取方法,计算了降噪后传动箱正常运转、润滑不良及基座松动3种状态下的多重分形谱参数,对特征提取后信号从局部到整体、从渐进态到最终态的微变化过程进行了定量描述,并由这些特征值的敏感性判断了系统状态类别。 展开更多
关键词 ITD SSA 多重分形 传动箱 状态识别
基于虚拟连杆机构的类圆柱体目标位姿获取 预览 被引量:2
17
作者 罗磊 陈恳 +1 位作者 穆希辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期885-890,共6页
目标位姿获取是制约排爆机器人智能化程度的关键技术与环节。针对危险弹药等类圆柱体目标的位姿获取难题,设计了一种以具有角度反馈的云台为底座、以激光测距传感器光束为虚拟连杆的目标位姿获取机构,描述其组成和测量原理,给出利用... 目标位姿获取是制约排爆机器人智能化程度的关键技术与环节。针对危险弹药等类圆柱体目标的位姿获取难题,设计了一种以具有角度反馈的云台为底座、以激光测距传感器光束为虚拟连杆的目标位姿获取机构,描述其组成和测量原理,给出利用该机构实现位姿获取的计算、验证方法与公式,对测量误差进行分析。采用该机构和方法,仅需采集空间两点的坐标信息即可同时获取弹药等类圆柱体的位置和姿态,作业效率高,适于工程应用。设计了遥操作位姿测量系统,将该机构用于排爆机器人,获取的位姿精度能够满足使用要求,可直接用于引导机械手实现路径规划与自主抓取,效果良好。 展开更多
关键词 控制科学与技术 排爆机器人 位姿 激光测距传感器 数字云台
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基于ITD与SSA的传动箱信号降噪及微弱特征提取 被引量:1
18
作者 刘超 +1 位作者 孙华刚 刘志川 《装甲兵工程学院学报》 2014年第5期77-81,共5页
试验采集的传动箱振动信号特征能量通常很小且易淹没在背景噪声之中,针对这一问题,提出了一种将固有时间尺度分解(Intrinsic Time-scale Decomposition,ITD)与奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)相结合的时频分析方法,并用于... 试验采集的传动箱振动信号特征能量通常很小且易淹没在背景噪声之中,针对这一问题,提出了一种将固有时间尺度分解(Intrinsic Time-scale Decomposition,ITD)与奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)相结合的时频分析方法,并用于信号微弱特征的提取。通过仿真信号及试验采集的振动信号进行验证,结果表明:该方法能够有效地从混杂着能量较大的背景信号和噪声干扰中提取出微弱信号的特征频率成分,并达到了很好的降噪效果,提取出的信号更接近于原始无噪声信号。研究为设备运行状态信息的提取与状态识别提供了一种新方法。 展开更多
关键词 ITD SSA 传动箱 信号降噪 微弱特征提取
大型多功能机械传动试验台 被引量:4
19
作者 楼红伟 孙华刚 《机械传动》 CSCD 北大核心 2013年第9期136-139,共4页
基于车辆装备机械传动系统运行原理、结构组成和相关测试需求,搭建了一套电封闭多功能机械传动综合测试试系统。试验台采用模块化设计,结合远程控制、共直流母线、直接转矩控制、多线程信号监测等多种先进技术,提高了测试工作的自动... 基于车辆装备机械传动系统运行原理、结构组成和相关测试需求,搭建了一套电封闭多功能机械传动综合测试试系统。试验台采用模块化设计,结合远程控制、共直流母线、直接转矩控制、多线程信号监测等多种先进技术,提高了测试工作的自动化水平和可靠性,实现了传动机构的实际工况模拟,为机械传动系统的研究与测试提供了技术手段。 展开更多
关键词 机械传动系统 综合测试 共直流母线 直接转矩控制
大口径牵引火炮改装灌注轮胎后射击稳定性研究 预览
20
作者 孙华刚 闫鹏程 +2 位作者 陈学军 毛向东 《兵工自动化》 2013年第7期13-18,共6页
为研究灌注轮胎对火炮射击稳定性的影响,通过对炮膛合力、驻退机力和复进机力进行分析,建立全炮模型的各主要构件间的拓扑关系及对应的自由度;并在ADAMS进行火炮动力学仿真,得到不同射击角度火炮动力学特性曲线。仿真结果表明:灌... 为研究灌注轮胎对火炮射击稳定性的影响,通过对炮膛合力、驻退机力和复进机力进行分析,建立全炮模型的各主要构件间的拓扑关系及对应的自由度;并在ADAMS进行火炮动力学仿真,得到不同射击角度火炮动力学特性曲线。仿真结果表明:灌注轮胎不仅不会对大口径牵引的射击稳定性产生影响,而且提升了火炮的射击精度。 展开更多
关键词 聚氨酯弹性体灌注轮胎 ADAMS 射击稳定性 动力学仿真
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