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煤矿井下非均匀照度图像去噪研究
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作者 张旭辉 麻兵 +2 位作者 杨文娟 董征 李语阳 《工矿自动化》 CSCD 2024年第2期1-8,共8页
煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像... 煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像去噪算法。首先,将视频截取为图像,判断图像是否需要进行光照抑制,将需要进行光照抑制的RGB图像拆分通道,并计算每个通道的光照调节因子,实现图像的整体光照调节;然后,将未进行整体光照抑制的图像和经整体光照抑制的图像进行反射分量提取,即将输入的图像转换为HSV空间图像,使用单尺度Retinex(SSR)算法对V通道图像中的光照分量进行单独处理,将V分量中的入射分量去除,保留反射分量,并对反射分量使用直方图均衡算法实现光照均衡化处理;最后,使用基于引导滤波的暗通道先验算法对经过光照处理后的图像进行去雾处理,并使用伽马校正函数重新调节亮度不均的图像。主观评价结果表明:提出的煤矿井下非均匀照度图像去噪算法有效抑制了因光照导致整体亮度较高的问题,且由于大雾、粉尘等因素导致图像模糊的部分更加清晰,图像的细节特征更加突出。采用信息熵、均值、标准差、空间频率4种评价指标对提出的算法效果进行客观评价,结果表明,提出的算法在信息熵、均值、标准差、空间频率上较多尺度Retinex(MSR)算法分别平均提升了21.87%,-56.06%,153.43%,294.45%,较基于颜色保持的多尺度视网膜增强(MSRCP)算法分别平均提升了1.18%,-39.56%,33.29%,-4.71%,较带色彩恢复的多尺度视网膜增强(MSRCR)算法分别平均提升了38.06%,-55.27%,462.10%,300.96%,说明提出的算法能更有效地增加图像信息量、抑制光照强度、提升边缘信息及图像清晰度。 展开更多
关键词 综采工作面 煤矿井下图像去噪 非均匀光照 高光抑制 亮度均衡 图像去雾 伽马校正
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基于单激光束信息的掘锚装备视觉定位方法研究
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作者 张旭辉 陈鑫 +3 位作者 杨文娟 雷孟宇 田琛 杨骏豪 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 2024年第1期311-322,共12页
煤矿井下掘锚装备智能化是改善行业采掘失衡问题的关键,而掘锚装备的精确定位是实现其智能化的前提。与其他传统定位方法相比,基于视觉的位姿测量方法以其无接触、无累计误差的优势在煤矿井下得到了初步的应用。针对目前煤矿井下掘进工... 煤矿井下掘锚装备智能化是改善行业采掘失衡问题的关键,而掘锚装备的精确定位是实现其智能化的前提。与其他传统定位方法相比,基于视觉的位姿测量方法以其无接触、无累计误差的优势在煤矿井下得到了初步的应用。针对目前煤矿井下掘进工作面掘锚装备视觉定位方法存在的合作标靶结构复杂、标定繁琐的问题,结合掘进工作面原有激光指向仪特征,提出一种基于单激光束信息的掘锚装备视觉定位方法。该方法通过分析激光指向仪光斑及光束图像特征,提出了一种基于二维反正切函数拟合的激光光斑中心提取方法和基于Hough直线检测的激光束中心线提取方法,构建了基于点线特征的双目视觉位姿解算模型,得出了掘锚装备在巷道中的实时位姿。最后,为了验证提出的特征提取方法和视觉定位方法的可行性和准确性,在实验室模拟掘进工作面工况环境搭建平台进行了试验。结果表明:基于矿用激光指向仪信息的掘锚装备视觉定位方法具有较高的位姿测量精度。在50 m的测试范围内,机身位置在巷道坐标系下沿X轴、Y轴和Z轴的平均测量误差分别为25.44、58.64、31.08 mm,其最大误差分别为55.16、127.39、63.57 mm;机身姿态在巷道坐标系下的俯仰角、偏航角和横滚角的平均测量误差分别为0.22°、0.22°、0.41°,其最大误差分别为0.29°、0.37°、0.58°。满足煤矿井下巷道施工的定位精度要求。 展开更多
关键词 双目视觉 单激光束 视觉定位 特征提取 掘锚装备
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智能采煤机器人关键技术
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作者 马宏伟 赵英杰 +13 位作者 薛旭升 吴海雁 毛清华 杨会武 张旭辉 车万里 曹现刚 赵友军 王川伟 赵亦 王鹏 孙思雅 马柯翔 李烺 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 2024年第2期1174-1182,共9页
采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的... 采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的“智能感知、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制、位-姿-速协同控制”五大关键技术,并给出解决方案。针对智能感知问题,提出了构建智能感知系统思路,给出了智能采煤机器人智能感知系统的架构,实现对运行状态、位姿、环境等全面感知,为智能采煤机器人安全、可靠运行提供保障;针对位姿控制问题,提出了智能PID位姿控制思路,给出了改进遗传算法的PID位姿控制方法,实现了智能采煤机器人位姿精准控制;针对速度控制问题,提出了融合“力-电”异构数据的截割载荷测量思路,给出了基于神经网络算法的截割载荷测量方法,实现了截割载荷的精准测量;提出牵引与截割速度自适应控制思路,给出了人工智能算法牵引与截割速度决策方法和滑模自抗扰控制的牵引与截割速度控制方法,实现了智能采煤机器人速度精准自适应控制;针对截割轨迹规划与跟踪控制问题,提出了截割轨迹精准规划思路,给出了融合地质数据和历史截割数据的截割轨迹规划模型,实现了截割轨迹的精准规划;提出了截割轨迹精准跟踪控制思路,给出了智能插补算法的截割轨迹跟踪控制方法,实现了智能采煤机器人截割轨迹高精度规划与精准跟踪控制;针对“位-姿-速”协同控制问题,提出了“位-姿-速”协同控制参数智能优化思路,给出了基于多系统互约束的改进粒子群“位-姿-速”协同控制参数优化方法,实现了智能采煤机器人智能高效作业。深入研究五大关键技术破解思路,有利于加快推动研发高性能、高效率、高可靠的智能采煤机器人。 展开更多
关键词 智能采煤机器人 智能感知 速度控制 截割轨迹规划与跟踪控制 协同控制
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改进YOLOv5s的采煤机滚筒与支架护帮板干涉状态智能识别
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作者 毛清华 胡鑫 +2 位作者 王孟寒 张旭辉 薛旭升 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 2024年第2期253-263,共11页
针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视... 针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视频图像进行清晰化处理,提高综采工作面监控视频图像质量;对YOLOv5s模型进行改进,通过将YOLOv5s主干网络中的普通卷积Conv替换为分类效果更佳的Ghost卷积,减少了模型的参数数量,提高了模型识别速度,同时引入坐标注意力机制,提高了模型对护帮板和滚筒特征提取能力,从而提高模型识别精确率。运用软非极大值抑制算法(Soft-NMS)的锚框筛选方法,减少因护帮板重叠而发生漏检问题。针对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态判定问题,提出液压支架护帮板与采煤机滚筒锚框重合度的判定方法。运用本文改进YOLOv5s模型与YOLOv5s、YOLOv3-tiny模型进行对比分析,结果表明:本文方法与原模型相比的识别精确率提高了约8.1%,GFLOPs降低1.86倍;mAP@.5达到97.2%、平均识别速度为检测时间为5.9 ms。运用本文方法对煤矿实际综采工作面采煤机滚筒与液压支架护帮板视频图像进行干涉状态识别试验验证,结果表明:对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态识别准确率为96%。 展开更多
关键词 采煤机滚筒 液压支架护帮板 YOLOv5s 干涉状态 视频图像 智能识别
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靶盏预处理技术在双镜联合治疗完全型鹿角形结石中的应用价值
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作者 荆强 刘凡 +4 位作者 刘荣 张彬 张旭辉 梁学志 曹晓明 《中国微创外科杂志》 CSCD 2024年第3期213-216,共4页
目的探讨采用输尿管软镜靶盏预处理技术行一期输尿管软镜联合经皮肾镜钬激光碎石治疗完全型鹿角形结石的安全性和有效性。方法回顾性分析2019年10月~2021年9月采用输尿管软镜联合经皮肾镜手术治疗21例完全型鹿角形结石的临床资料,结石... 目的探讨采用输尿管软镜靶盏预处理技术行一期输尿管软镜联合经皮肾镜钬激光碎石治疗完全型鹿角形结石的安全性和有效性。方法回顾性分析2019年10月~2021年9月采用输尿管软镜联合经皮肾镜手术治疗21例完全型鹿角形结石的临床资料,结石位于左侧8例,右侧12例,双侧结石一期处理右肾结石1例。结石密度(1101±185)HU。手术采用双人双镜操作,全身麻醉,斜仰卧截石位,结合术前影像学检查设计肾穿刺靶盏,输尿管软镜将靶盏内结石击碎,暴露乳头穹隆位置,经皮对靶盏穹隆精准穿刺扩张,直视下建立F_(18)或F_(20)经皮肾通道,双镜联合完成手术。结果本组21例手术均一期顺利完成,手术时间85~158(121.8±21.2)min,术后血红蛋白降低值(9.38±4.36)g/L,术后住院时间3~7(4.4±1.4)d,一期结石清除率85.7%(18/21)。并发症6例,包括术中出血需输血1例,发热3例,胸腔积液1例,术后术区疼痛需要镇痛治疗1例。结论对于完全型鹿角形结石,利用输尿管软镜将靶盏结石预处理后再穿刺建立经皮肾工作通道,手术成功率及一期结石清除率高,经皮肾通道数量少,提高手术安全性。 展开更多
关键词 双镜联合手术 靶盏 结石清除率
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关节镜下喙突无骨道悬吊技术治疗RockwoodⅢ型急性肩锁关节脱位疗效分析
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作者 夏磊 张旭辉 +2 位作者 代瑞 温中华 亢军强 《创伤外科杂志》 2024年第1期54-55,共2页
肩锁关节脱位临床上表现为肩锁关节失稳、疼痛、活动受限,锁骨远端凸起,多可触及浮动感。该类损伤的Rockwood分型目前在临床应用较为广泛,具有良好的临床指导意义^([1]),其中Ⅲ型以上的损伤类型提示肩锁及喙锁稳定性同时丢失。喙锁韧带... 肩锁关节脱位临床上表现为肩锁关节失稳、疼痛、活动受限,锁骨远端凸起,多可触及浮动感。该类损伤的Rockwood分型目前在临床应用较为广泛,具有良好的临床指导意义^([1]),其中Ⅲ型以上的损伤类型提示肩锁及喙锁稳定性同时丢失。喙锁韧带的撕裂在垂直向导致的应力丢失对关节不稳产生主要影响,恢复其垂直向的力学牵拉是治疗肩锁关节向上方脱位的重要平衡力偶^([2])。 展开更多
关键词 肩锁关节脱位 可调节袢钢板 喙突 无骨道
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基于计算机断层扫描的浆砌石真实三维孔隙网络模型及其渗流数值模拟
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作者 谭彩 潘展钊 +3 位作者 袁明道 黄锦林 史永胜 张旭辉 《水电能源科学》 2024年第2期89-93,共5页
为研究浆砌石渗流规律,以广东省某已运行30余年的浆砌石拱坝典型芯样为例,基于计算机断层扫描(CT)技术构建了浆砌石真实三维孔隙网络模型,并对不同孔隙结构和水压差下浆砌石的渗流特性进行模拟。结果表明,高流速的渗流路径沿着大孔隙所... 为研究浆砌石渗流规律,以广东省某已运行30余年的浆砌石拱坝典型芯样为例,基于计算机断层扫描(CT)技术构建了浆砌石真实三维孔隙网络模型,并对不同孔隙结构和水压差下浆砌石的渗流特性进行模拟。结果表明,高流速的渗流路径沿着大孔隙所在位置集中,流线更加顺直平滑,而其周围的小孔隙内渗流路径则较为分散;大孔隙中流速和流量更大,大流速会冲蚀浆砌石结构从而促进联通孔隙向着微裂隙转变,小孔隙向着大孔隙转变;随着水头差增大,浆砌石最大流速和最大流量均逐渐增大,且孔隙结构越发育,增大幅度越大。 展开更多
关键词 浆砌石 孔隙结构 CT技术 渗流 三维重建
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基于同步提取广义S变换的机械故障诊断方法研究
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作者 葛丽英 李志农 +2 位作者 胡志峰 毛清华 张旭辉 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 2024年第2期254-262,共9页
现有的同步提取变换(synchroextracting transform, SET)窗函数固定缺乏灵活性,在进行故障诊断时很难有效获取到高时频精度和高抗干扰性能的瞬时频率,针对此问题,结合广义S变换可以自适应调节窗函数宽度的优点,提出一种基于同步提取广义... 现有的同步提取变换(synchroextracting transform, SET)窗函数固定缺乏灵活性,在进行故障诊断时很难有效获取到高时频精度和高抗干扰性能的瞬时频率,针对此问题,结合广义S变换可以自适应调节窗函数宽度的优点,提出一种基于同步提取广义S变换(synchroextracting generalized Stransform, SEGST)的机械故障诊断方法。SEGST方法的特点在于将Rényi熵作为度量时频聚集性的标准,通过在高斯窗函数中引入2个尺度调节因子来选择参数的最佳值,对得到的广义S变换二维时频谱构造出同步提取算子来提取时频脊线处的时频系数,该算子能保留与信号的时变特征最相关的TF信息,剔除多余的模糊时频能量,从而得到高时频分辨率的时频能量特征。仿真结果表明,所提方法不论在时频分辨率方面,还是在噪声鲁棒性方面,都优于传统时频分析方法,并且保持了良好的重构性。最后,将所提方法应用于航空发动机高速滚动轴承故障诊断中,结果表明,该方法能够准确识别故障信号中的特征频率。 展开更多
关键词 同步提取变换 广义S变换 时频分析 机械故障诊断 航空发动机
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两级自适应调频模式分解-同步提取变换的故障诊断方法
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作者 葛丽英 李志农 +2 位作者 胡志峰 毛清华 张旭辉 《噪声与振动控制》 CSCD 2024年第2期88-94,155,共8页
同步提取变换(Synchroextracting Transform,SET)处理强干扰信号分量时缺乏自适应性而易发生频率模糊,导致难以精确提取快速波动的瞬时频率。针对此问题,结合自适应调频模式分解(Adaptive Chirp Mode Decomposition,ACMD)的自适应先验... 同步提取变换(Synchroextracting Transform,SET)处理强干扰信号分量时缺乏自适应性而易发生频率模糊,导致难以精确提取快速波动的瞬时频率。针对此问题,结合自适应调频模式分解(Adaptive Chirp Mode Decomposition,ACMD)的自适应先验信息和贪婪算法的优势,将ACMD引入到SET中,构造一种两级ACMD-SET故障诊断方法。在提出的方法中,将基于基尼指数(Gini Index,GI)最大化准则的分量选择重组算法和第一级ACMD结合,提取出强干扰下的多模态故障脉冲信号的模式。然后,利用SET对第二级ACMD分离出的时变频率故障特征进行高精度的时频表示。将此方法应用到仿真调频-调幅信号中,得到高分辨率的故障特征,方法的有效性得到验证。最后,将所提方法应用于航空发动机高速滚动轴承的振动信号分析中,结果表明,所提方法能有效地提取高速滚动轴承振动信号的时变故障特征频率,其结果明显优于SET方法。 展开更多
关键词 故障诊断 同步提取变换 自适应调频模态分解 滚动轴承
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煤矿掘进工作面低照度视频增强技术研究 被引量:1
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作者 张旭辉 杨红强 +7 位作者 白琳娜 石硕 杜昱阳 张超 万继成 杨文娟 毛清华 董征 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期309-316,共8页
针对煤矿掘进工作面视频光照较低、亮度不均、纹理模糊、噪声较多等问题,提出一种煤矿掘进工作面低照度视频增强算法。首先,利用卷积的可分离性将视频图像进行一维水平卷积与垂直卷积,再利用完美反射法实现视频图像自动白平衡,并使用图... 针对煤矿掘进工作面视频光照较低、亮度不均、纹理模糊、噪声较多等问题,提出一种煤矿掘进工作面低照度视频增强算法。首先,利用卷积的可分离性将视频图像进行一维水平卷积与垂直卷积,再利用完美反射法实现视频图像自动白平衡,并使用图像混合增强技术提高视频图像整体亮度。然后,基于大气散射模型与暗通道先验方法,通过递归分割将图像分割为高光区、中间调和暗调区,并求取对应区间通道像素最大值,将其3者均值作为大气光照估计值,引入调节因子对透射率进行调整优化,并使用拉普拉斯锐化操作,增加图像高频成分、抑制图像低频成分,提高图像对比度。最后,基于改进的大气散射模型对掘进工作面低照度视频进行去雾处理。实验结果表明,视频增强算法能够对煤矿掘进工作面低照度视频进行实时增强、去雾处理,避免了视频图像暗淡、失真、模糊和突变等问题。相较于Retinex算法、ALTM算法和暗通道先验算法,视频增强算法大幅度提高了视频图像的信息熵、标准差和平均梯度,且具有较好的实时处理速度,能够为掘进工作面视频的目标识别、目标跟踪、目标监测和图像分割等后续处理提供优质、可靠的支撑。 展开更多
关键词 掘进工作面 低照度 完美反射法 大气散射模型 视频增强算法 拉普拉斯锐化 煤矿
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悬臂式掘进机自主调速截割控制系统 被引量:1
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作者 张旭辉 石硕 +3 位作者 杨红强 杨文娟 张超 王甜 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第1期80-89,共10页
现有悬臂式掘进机截割控制采用较为单一的控制方法且截割头以定速完成巷道断面截割,未综合考虑轨迹规划和自主调速控制,在复杂地质条件下难以实现较高的巷道工程质量。针对上述问题,提出了一种悬臂式掘进机自主调速截割控制系统。首先,... 现有悬臂式掘进机截割控制采用较为单一的控制方法且截割头以定速完成巷道断面截割,未综合考虑轨迹规划和自主调速控制,在复杂地质条件下难以实现较高的巷道工程质量。针对上述问题,提出了一种悬臂式掘进机自主调速截割控制系统。首先,建立截割头和煤层的三维模型并导入ABAQUS软件进行有限元分析,获取截割头受到的反作用力与截割臂摆动速度之间的关系,进而得到截割臂摆动速度与截割头加速度之间的关系,利用k-means聚类方法对加速度进行分层。然后,采用层次包围盒算法建立截割头碰撞检测模型,规划合适的矩形巷道断面截割轨迹,经多次离散化生成离散截割轨迹规划点,对截割臂进行运动学逆解计算,获取截割头到达离散截割轨迹规划点所需的截割臂回转弧度、抬升弧度和伸长量,并利用全局最优速度模型求解截割头运动至离散截割轨迹规划点的速度。最后,利用加速度传感器采集截割臂振动信号,根据加速度分层结果确定截割臂目标摆动速度,并通过模糊PID控制使截割臂摆动速度及时准确地随截割头加速度的变化调整到目标摆动速度。实验结果表明:采用模糊PID控制可实现较为快速、无超调量的截割臂摆动速度调节;与定速截割控制相比,采用自主调速截割控制的巷道断面成形质量高,宽度规格偏差降低了37%,高度规格偏差降低了17%,满足MT/T 5009-1994《煤矿井巷工程质量检验评定标准》规定的巷道成形质量要求。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 智能截割控制 截割臂 自主调速 自动截割控制 巷道断面成形
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数字孪生驱动的悬臂式掘进机虚拟示教记忆截割方法
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作者 张旭辉 王甜 +11 位作者 张超 万继成 杜昱阳 杨文娟 毛清华 石硕 刘彦徽 余恒翰 王亮 乔杰 田江伟 李晓鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4247-4260,共14页
针对当前掘进设备智能化程度低,掘进过程中超挖、欠挖和异常碰撞等情况难以具体描述,传统自动截割和记忆截割技术难以适应复杂地质条件等问题,提出了一种数字孪生驱动的悬臂式掘进机虚拟示教记忆截割控制方法。通过分析数字孪生技术在... 针对当前掘进设备智能化程度低,掘进过程中超挖、欠挖和异常碰撞等情况难以具体描述,传统自动截割和记忆截割技术难以适应复杂地质条件等问题,提出了一种数字孪生驱动的悬臂式掘进机虚拟示教记忆截割控制方法。通过分析数字孪生技术在当前煤炭智能化开采领域的研究情况,设计了数字孪生驱动的悬臂式掘进机记忆截割控制系统总体方案,对复杂工况下悬臂式掘进机记忆截割关键技术进行研究。首先,充分利用数字孪生和虚拟现实技术的特性,研究复杂工况环境下的虚拟示教策略,基于Unity3D平台建立对应实体等尺寸的工作面及设备虚拟孪生模型、截割部运动学模型和虚拟碰撞检测模型,在虚拟端通过智能交互界面控制虚拟模型运动,结合工人经验设计示教轨迹并优化,使其作为轨迹跟踪的目标期望轨迹,弥补传统井下人工示教由于恶劣工况环境导致的过度依赖工人经验等问题;其次,为提高断面成形质量,研究记忆自动截割阶段示教轨迹跟踪再现控制方法,利用拉格朗日法建立截割部动力学模型,采用迭代学习与滑模控制相结合的方法提高末端执行器对示教轨迹的跟踪控制精度;最后,搭建悬臂式掘进机记忆截割仿真控制平台,通过虚拟空间与物理空间以及各模块之间的实时数据传输与交互,在虚拟空间中完成记忆截割虚拟示教与轨迹跟踪控制过程的三维可视化仿真,进而生成记忆自动截割轨迹跟踪控制指令并发送至悬臂式掘进机物理实体的末端执行器,驱动其按照示教轨迹进行断面成形截割,同时物理传感器采集悬臂式掘进机机身及截割臂位姿数据,反向驱动虚拟模型同步动作,实现对机器人虚拟模型和物理实体的闭环控制。在此基础上对系统的虚实同步性、虚拟样机与物理样机运动一致性和轨迹跟踪再现控制精度进行验证,实验结果表明,系统数据传输延迟较低,能够保证虚实一致性和同步性,且轨迹跟踪控制精度满足实际使用要求,该方法为掘进设备记忆截割与智能化控制提供了新的思路。 展开更多
关键词 数字孪生 悬臂式掘进机 记忆截割 虚拟示教 轨迹跟踪 数据交互
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基于有限元的热力耦合场匣钵运动分析与优化
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作者 彭可 张志成 +3 位作者 胡有章 张旭辉 周稼 李彬 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2024年第2期634-642,共9页
为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推... 为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推导出匣钵发生异常横向运动的原因是辊棒的弹性变形;其次,通过Abaqus软件进行有限元仿真,对比分析热力耦合场和重力场下匣钵的位移曲线以及辊棒的受力情况。结果表明,与重力场相比,热力耦合场的辊棒弹性变形量更大,且热力耦合场匣钵横向位移在0~1 s内相对重力场增大,而在1~5 s内相对重力场减小,说明在温度和重力共同作用下所引起的辊棒弹性变形是导致匣钵异常横向运动的主要原因。在此基础上,设计了一种匣钵传动机构,包括辊棒支撑机构、匣钵夹紧装置及匣钵挡齐装置,并通过对比生产验证了改进机构的可行性。本研究对在辊道窑烧结过程中匣钵异常横向运动的影响因素进行分析并提供了一种改进机构,有助于推进锂离子电池正极材料生产设备的发展。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 辊道窑 匣钵 热力耦合 有限元法
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基于虚实融合数据的悬臂式掘进机截割部故障预警技术研究
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作者 张旭辉 白琳娜 杨红强 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第8期9-19,共11页
目前悬臂式掘进机截割部故障预警技术依赖于传统的数据采集方法,在掘进机截割部实际运行过程中存在信号获取困难、噪声较多等问题,导致掘进机截割部故障预测预警能力受到限制。针对上述问题,提出一种基于虚实融合数据的悬臂式掘进机截... 目前悬臂式掘进机截割部故障预警技术依赖于传统的数据采集方法,在掘进机截割部实际运行过程中存在信号获取困难、噪声较多等问题,导致掘进机截割部故障预测预警能力受到限制。针对上述问题,提出一种基于虚实融合数据的悬臂式掘进机截割部故障预警方法。对悬臂式掘进机截割部进行三维实体建模,利用机械系统动力学自动分析软件(ADAMS)获取截割部机械系统虚拟数据,构建其动力学仿真模型以获取虚拟数据,并采用余弦相似度函数表征其与真实数据的相似度,验证虚拟数据的可信度。将虚拟、真实数据分别采用贝叶斯估计与自适应互补加权融合方法进行相似关联与互补关联融合,获得虚实融合数据。针对传统自组织映射(SOM)神经网络学习效率易受学习速率的影响问题,建立了基于改进SOM神经网络的故障预警模型,引入关于时间的单调递减函数对SOM神经网络进行训练,在保证学习速率的同时,兼顾模型的稳定性。将融合数据输入基于SOM神经网络的故障预警模型以确定获胜神经元并进行权值调整,计算真实数据与获胜神经元间的距离并进行权值调整,进而实现故障预警。实验结果表明,改进SOM神经网络的平均运行效率可提高35.84%;基于虚实融合数据的悬臂式掘进机截割部故障预警方法可成功实现单一故障和复合故障的类型预测,其预测准确率达83.33%。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割部 故障预警 故障预测 虚实数据融合 自组织映射神经网络
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“双碳”与新工科背景下土木工程材料教学问题及改革对策研究
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作者 许福 张旭辉 +1 位作者 曹国栋 朱崇政 《高教学刊》 2024年第10期127-131,共5页
具备减碳思维的土木工程专业人才培养是实现我国“双碳”目标的关键。同时,创新能力是新工科土木工程人才培养的核心目标。目前将“双碳”与新工科相结合对土木工程专业人才培养的研究还有待进一步深入。该文提出当前土木工程材料课程... 具备减碳思维的土木工程专业人才培养是实现我国“双碳”目标的关键。同时,创新能力是新工科土木工程人才培养的核心目标。目前将“双碳”与新工科相结合对土木工程专业人才培养的研究还有待进一步深入。该文提出当前土木工程材料课程教学中针对“双碳”和新工科的思考与做法,总结存在的问题。在改革对策方面,提出首先从架构层面探索“双碳”和新工科对土木工程专业人才培养的目标需求,对课程教学大纲提出调整建议;其次针对教材内容,提出以多学科交叉融合的知识体系和教学内容促进创新思维;最后是以提高新工科土木工程人才创新能力和培养“双碳”思维为目标,结合教学大纲和教学内容,开展多层次、全过程的创新实践以提升创新技能,提出教学实践过程的具体建议。 展开更多
关键词 “双碳” 新工科 土木工程材料 教学问题 改革对策
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民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的财政政策研究
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作者 张旭辉 房红 《攀枝花学院学报》 2023年第6期69-75,共7页
2020年脱贫攻坚战取得全面胜利后,我国“三农”工作的重心已经迈向全面推进“乡村振兴”阶段。相对于其他地区,民族地区的脱贫攻坚与乡村振兴衔接工作面临难度更大、任务更重的难题,因此需要财政政策发挥更为积极的作用。论文分析了财... 2020年脱贫攻坚战取得全面胜利后,我国“三农”工作的重心已经迈向全面推进“乡村振兴”阶段。相对于其他地区,民族地区的脱贫攻坚与乡村振兴衔接工作面临难度更大、任务更重的难题,因此需要财政政策发挥更为积极的作用。论文分析了财政政策在民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接中的必要性,在现状与问题分析的基础上,从资金投入机制、产业扶持机制、税收优惠机制三方面提出我国民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的财政政策的具体构建内容。 展开更多
关键词 民族地区 脱贫攻坚 乡村振兴 财政政策
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攀西民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的财政政策研究
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作者 张旭辉 任代莉 房红 《西昌学院学报(社会科学版)》 2023年第4期18-22,共5页
2020年脱贫攻坚战取得全面胜利后,我国“三农”工作的重心已经迈向全面推进乡村振兴阶段。相对于其他地区,民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的难度更大,任务更为繁重,需要财政政策在其中发挥更为积极的作用。以攀西民族地区为例,深... 2020年脱贫攻坚战取得全面胜利后,我国“三农”工作的重心已经迈向全面推进乡村振兴阶段。相对于其他地区,民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的难度更大,任务更为繁重,需要财政政策在其中发挥更为积极的作用。以攀西民族地区为例,深入分析该地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接中财政政策的必要性,剖析了目前攀西民族地区通过财政政策支持脱贫攻坚与乡村振兴“有效衔接”面临的困境,总结了制定衔接政策需考虑的关键因素,提出有助于攀西民族地区实现脱贫攻坚与乡村振兴“有效衔接”的具体财政政策建议。 展开更多
关键词 脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接 攀西民族地区 财政政策
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水射流构造自由面下滚刀线性切割破岩特性研究
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作者 张旭辉 谭涛 +2 位作者 钟科 龙金京 夏毅敏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2024年第2期367-374,共8页
为了分析水射流构造自由面情况下的滚刀切割破岩特性,本文采用有限元模拟分析方法,建立自由面工况下滚刀破岩模型,模拟不同切宽下滚刀切割岩石动态过程,得到水射流构造自由面工况下滚刀破岩载荷、破岩状态等变化规律,并利用线性切割实... 为了分析水射流构造自由面情况下的滚刀切割破岩特性,本文采用有限元模拟分析方法,建立自由面工况下滚刀破岩模型,模拟不同切宽下滚刀切割岩石动态过程,得到水射流构造自由面工况下滚刀破岩载荷、破岩状态等变化规律,并利用线性切割实验进行验证。研究结果表明:水射流构造自由面后滚刀切割过程中,岩石会产生表面和内部拉伸裂纹,且当切宽小于临界值50 mm时,滚刀临近自由面侧的拉伸裂纹可以延伸到自由面,促进岩石破碎;水射流构造自由面情况下的滚刀破岩垂直载荷最大,侧向载荷最小,且合适的切宽可以显著改善滚刀受载;当滚刀能有效利用水射流构造的自由面破岩时,其破岩比能耗远低于无自由面效应下的滚刀破岩比能耗,前者仅约为后者的30%,破岩效率得到显著提高。研究结果可为水射流辅助滚刀破岩参数设计提供依据。 展开更多
关键词 水射流 自由面 有限元模拟 滚刀 切割 切宽 破岩载荷 破岩效率
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基于层次聚类的终端波形相似度评价方法
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作者 施昕昕 张旭辉 《电子设计工程》 2024年第2期6-11,16,共7页
为深入挖掘录波波形在配电终端健康状态评估中的作用,提出了一种基于层次聚类与层次分析相结合的配电终端健康状态评估方法。通过动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法计算源信号波形与终端录波波形的距离。将各指标对终端采样... 为深入挖掘录波波形在配电终端健康状态评估中的作用,提出了一种基于层次聚类与层次分析相结合的配电终端健康状态评估方法。通过动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法计算源信号波形与终端录波波形的距离。将各指标对终端采样的影响两两比较,构建比较矩阵,进行层次分析,计算各指标权重。将权重与各指标下的聚类结果相结合,提出适用于终端采样波形全局对比的评估体系。通过计算源信号波形与终端采样波形之间的相似度,与评估体系比较判定终端的健康状态,实验证明该方法能为配电终端的健康状态评估提供数据支撑。 展开更多
关键词 波形相似度 配电终端 层次聚类 层次分析 评价体系
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煤矿定位系统快速建站移站调平装置设计
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作者 张旭辉 高博林 《陕西煤炭》 2023年第2期1-5,共5页
针对在煤矿定位系统中,建站移站时调平全站仪困难的问题,提出了一种快速调平装置。调平结构采用三点支撑的方式,使用1个支撑点不动,其余2个支撑点向固定点看齐的调平策略。首先利用单倾角传感器检测平台固定点和活动点之间直线的水平度... 针对在煤矿定位系统中,建站移站时调平全站仪困难的问题,提出了一种快速调平装置。调平结构采用三点支撑的方式,使用1个支撑点不动,其余2个支撑点向固定点看齐的调平策略。首先利用单倾角传感器检测平台固定点和活动点之间直线的水平度,再将传感器数据发送至控制中心,结合模糊PID控制算法,由控制中心驱动步进电机实现平台的调平。对控制系统进行建模,并利用Matlab中的Simulink模块建立仿真模型,通过对比得知模糊PID控制算法比传统PID响应更快、更稳定。最后搭建调平控制系统的试验平台,以PLC为控制核心实现控制算法。试验结果表明,在加入模糊PID控制算法的自动调平控制系统,调平时间为4 s左右,调平误差为1°左右,满足全站仪的工作需求。 展开更多
关键词 煤矿定位系统 建站移站 全站仪调平装置 模糊PID
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