机电一体化

　　机电一体化最新期刊目录

基于SVD-XGBoost的盾构机液压系统故障诊断方法研究————作者：李万莉;毛文韬;袁向华;闵锐;

摘要：针对盾构机液压系统结构复杂，采集到的运行数据高维的特点，提出了一种基于SVD XGBoost的故障诊断算法。通过奇异值分解实现对盾构机液压系统运行数据的降维，再利用XGBoost算法进行故障诊断。实验结果表明，SVD XGBoost算法有效降低了数据维度，并且在测试集上取得了97.1%故障诊断准确率，体现了SVD XGBoost算法的有效性

基于改进k-means算法的盾构机主轴承聚类分析————作者：尤洲宇;袁向华;闵锐;李万莉;

摘要：针对盾构机主轴承数据不平衡的特点，拟采用k-means SMOTE算法以平衡数据集。但k-means算法存在k值和初始类簇中心难以选取的缺点，本文提出了一种集成可变长遗传算法和k-means算法的盾构机主轴承聚类算法解决上述缺点。首先通过自适应控制参数、新引入的交叉机制实现了可变长的遗传算法，之后将可变长遗传算法和k-means聚类算法集成，自适应寻找最佳的初始k值和初始类簇中心，最后对盾构机主轴...

基于力传感器的车辆动态称重系统————作者：刘晓东;余和;张朦丹;刘琳琳;李溯;

摘要：对于车辆超限超载行为的检测，现阶段大多采用静态方式，即需被测车辆驶入地磅后停车才能进行称重，测定效率低。设计了一种车辆动态称重系统，主要由秤台、热变形释放机构、力传感器和基体组成，当汽车行驶通过动态称重系统时就可以得到车重，不需要停车检测。文章对动态称重系统进行了静动态性能分析，结果表明其静动态特性良好，并对动态称重系统进行了现场试验。试验结果证明，动态称重系统的称量误差在6%以内，称量精度较高

便携式水果采摘辅助装置的设计与研究————作者：叶剑;沈家栋;何东伟;

摘要：对几种常见的水果生长数据进行了调研，主要包括水果生长的位置分布、单个水果的重量和水果悬挂姿态。通过分析水果生长位置和悬挂姿态对采摘动作的影响，对当下果园里常用的几款辅助采摘设备及其各自的优缺点进行了调查和研究。基于此，设计了一款便携式、适应各种水果悬挂姿态的电动水果辅助采摘装置

某混合动力汽车的NVH实验及分析————作者：邱鹏飞;何东伟;崔明阳;

摘要：随着新能源汽车的发展，混合动力汽车具有良好的节油环保优势以及驾乘体验，被广大客户所接受。然而，混合动力汽车在不同车速、不同工况下，会表现出不同的NVH相关问题，对驾驶员主观感受有着不同的影响。文章分析了混动汽车动力总成系统的NVH性能，针对某HEV汽车SOC工况下，由EV模式进入并联模式时存在明显的金属敲击声问题，分析了激励产生原因，并排除了故障

基于带约束DUKF和AMPC的喷雾机路径跟踪控制————作者：郑靖科;戴海峰;

摘要：为提高喷雾机在自身参数变化和复杂工作环境下的自动循迹精度，提出了一种基于带约束DUKF和AMPC的路径跟踪控制方法。带约束的DUKF包括两个无迹卡尔曼滤波器，分别用来估计喷雾机的状态和参数。AMPC路径跟踪控制器根据实时获取到的估计值自适应修正喷雾机动力学模型，以保证在参数变化和受到外部干扰时，仍然能够实现对参考路径的精确跟踪。仿真和试验结果表明，在典型的U形全覆盖参考路径下，参数估计误差不超过7...

基于传感器融合的车道线跟踪与车道保持系统————作者：周苏;尹丁;裴冯来;

摘要：车道保持是高级驾驶员辅助系统中的一项重要功能，精准鲁棒的车道线轨迹方程是高性能车道保持系统的前提。基于奇异值分解-无迹卡尔曼滤波框架融合相机、惯性测量单元和轮速传感器，提出了一种新颖的、准确性更高的车道线跟踪与车道保持系统。首先，设计了双分支车道线检测网络，在TuSimple数据集和自行标注的数据集上进行训练和验证。然后，通过图像后处理算法获得了鸟瞰图视角下的车道线实例分割结果，并结合惯性测量单元...

基于北斗/GPS双模定位的远程车辆防盗监控系统设计————作者：朱立妙;沈旭东;何乐华;

摘要：设计了一种基于加速度传感器和北斗/GPS双模定位的远程车辆防盗监控系统。通过加速度传感器和北斗/GPS双模定位模块共同检测车辆是否被盗，通过NB-IoT模块和数据存储模块实现远程监控。为了进一步提高检测精度，对定位数据采用卡尔曼滤波进行优化，加速度传感器采用频域法进行处理。通过实验测试表明，系统稳定可靠，定位及报警信息准确

基于HIL的控制器故障注入及自动化测试技术研发————作者：韩亚伟;王哲;

摘要：控制器的故障注入测试可模拟触发可能面临的各种故障，进而测试控制器在面临故障时的处置能力，以此对控制器的功能进行评估和改进。介绍了基于美国国家仪器公司(National Instruments, NI)平台的硬件在环(hardware-in-the-loop, HIL)测试系统，阐述了利用NI平台的LabVIEW与Veristand软件、开关矩阵与现场可编程门阵列(field-programmabl...

一种综合数据采集平台通用测试软件架构设计与实现————作者：曹刚;程远璐;姚庆璐;蒋昕祎;黄诚;

摘要：在进行数据采集时，由于各型号的软件功能存在被重复开发的情况，因此，提出了一种综合数据采集平台通用测试软件架构的设计方案。软件采用MVC三层架构，降低软件的耦合性，将参数信息配置成XML文件，XML的信息存放格式为Key-Value键值对形式，每次针对新型号开发，仅需对原执行程序的XML的内容进行配置即可。对所选的软件进行不同型号的验证，均达到型号的需求，大大节约了软件开发的成本和开发效率，同时也降...

周边式对接机构碰撞点快速求解的一种方法————作者：何明达;

摘要：针对周边式对接机构在对接过程中碰撞点位置的计算问题，提出一种碰撞点快速求解的方法。该方法简化了不同类型碰撞判定的数学条件，根据碰撞边缘对应的空间向量给出碰撞表达式，并引入最小碰撞距离和弦截法求解轴向碰撞位置。该方法具有分析结果直观、计算效率高、求解误差小等优点。根据NASA周边式对接机构的结构参数和对接条件，进行碰撞点的计算分析，并利用软件进行仿真验证。分析结果表明，20mm求解精度的计算时间减少...

基于改进牛耕法和惯性轨迹的多机区域覆盖算法————作者：彭敏;杜泽弘;董伟;丁汉;

摘要：无人机协同区域覆盖在军事侦察、植保等领域广泛应用，然而现有算法仍然存在区域覆盖重复率高、规划轨迹方向变化频繁等问题。为此，提出基于改进牛耕法和惯性轨迹生成的多机分布式区域覆盖算法。算法基于地图列方向划分栅格地图，在牛耕法的基础上分裂线性结构并更新线性结构集合，从而实现低重复率覆盖邻近区域。此外，在广度优先算法的基础上，建立了一种考虑轨迹惯性变化率代价的模型，进而生成了低轨迹方向变化率的惯性轨迹。仿...

涡轮叶片参数化建模技术研究与系统开发————作者：戴禹;王成恩;柳伟;

摘要：航空发动机涡轮叶片具有复杂的外形和冷却结构，造型设计周期长、可复用性低。本文开发了一款涡轮叶片参数化建模专用软件，并以榫头结构为例，介绍了参数化设计功能模块的开发流程。先进行特征分析提取参数和约束后，求取草图截面的点列，并以组合NURBS表示和存储几何数据，进行实体造型。软件可实现涡轮叶片外形结构的参数化建模，提高设计效率

一种改进RRT算法在机器人轨迹规划中的应用————作者：孙超;张伟军;

摘要：高压带电作业机器人是目前机器人研究领域中一个重要的研究方向，而机器人在线缆位置附近的轨迹规划是一项重要难题。本文以快速搜索随机树（rapidly-exploring random tree, RRT）及其相关改进算法作为带电作业机器人的路径规划方法。首先通过分析RRT算法的实现过程，提出根据红黑树数据结构加速节点搜寻的优化方案，并通过仿真实验证明该方法的高效性。然后针对RRT算法路径效果较差和RR...

基于深度学习和贝叶斯优化的短程车速预测研究————作者：涂家毓;杨林;

摘要：针对模型预测控制能量管理策略中自车短程车速预测精度不足和模型优化耗时长，结果不佳的问题，文章建立了带注意力机制的编码解码器进行短程车速的预测，并利用贝叶斯优化来确定模型的超参数。首先，介绍了模型的整体结构和计算单元的选择，然后利用实车工况和UDDS、HWFET标准循环工况建立工况库，并对本文的模型与RBF神经网络和LSTM神经网络进行了精度对比；其次，建立贝叶斯优化的框架，对模型的超参数进行优化，...

融合卷积神经网络与Transformer的三维颈动脉超声图像斑块分割方法————作者：黄建华;李朝军;沙蕾;林艳萍;

摘要：超声检查是颈动脉粥样硬化诊断的重要手段，在三维颈动脉超声图像中准确分割颈动脉斑块是评估和检测斑块的基础。提出融合卷积神经网络与Transformer的U型网络模型(CTUNet)。提出轻量自注意力机制，并将自注意力机制引入模型编码器与解码器的不同层次中，以建模长距离依赖关系。在前馈网络中引入深度卷积，进一步提高建模局部上下文的能力。使用交叉注意力机制融合跳跃连接特征与解码器特征，恢复图像细节信息，...

基于Python与S7-1500的清洗机器人运动控制系统————作者：黄燕民;陈宏轩;罗友高;刘捷;孙涛;唐国元;

摘要：针对一种养殖网箱水下清洗机器人，分析了清洗机器人的系统组成和控制原理，提出了其运动控制方法，通过两台操纵手柄之间的配合来完成清洗机器人位姿控制。对清洗机器人水面、水下控制系统涉及的串行口通信和以太网通信问题分别进行了分析，在Python环境下利用第三方库函数解决了水面、水下控制系统之间的通信问题。对清洗机器人控制系统软件设计部分提出了设计要点并给出了解决办法。基于以上方法开发了机器人实际控制系统。...

基于TSM-MobileNetV3的洗手动作在线识别研究————作者：何之舟;苗玉彬;张永航;吴炯;罗泽奇;

摘要：洗手动作需关注手部运动时序特征，采用3D-CNN网络或光流法对其进行动态识别时存在计算量较大、实时性较差等问题。为此建立洗手动作数据集，并基于TSM(时移模块)思想提出一种动态手势在线识别的轻型网络TSM-MobileNetV3。首先针对高性能网络MobileNetV3结构特点，设计了一种TSM模块融合方式，构成本网络的残差结构；其次通过对比不同的TSM移位比例、时移长度以及共识融合策略对识别准确...

高压带电作业线缆识别与定位系统的设计————作者：林卉航;张伟军;

摘要：针对高压带电自动化作业中环境感知的问题，设计了一套线缆识别与定位系统的方案。在强光和复杂背景干扰的情况下，该系统采用深度相机和激光雷达联合定位的方式，对线缆进行基于特征点的粗匹配和基于最小二乘拟合圆算法的精定位。在室外室内各测试条件下进行验证，结果表明该系统能够稳定可靠地进行工作

基于改进模板匹配的外科手术器械清点方法————作者：汪睿;苗玉彬;

摘要：针对当前医院外科手术器械管理流程中人工清点费力、低效、易出错的问题，提出一种基于机器视觉的器械清点分类方法。该方法利用形态学骨架提取与像素滑动检索方法确定器械的数量与位置，并将数量与位置作为先验信息预先建立待测物搜索框，再结合模板匹配方法对器械进行分类。实验结果表明，比较传统匹配方法，文章提出的方法对于多数量、多种类器械清点的准确率得到明显提升，清点速度可以匹配人工清点水平

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