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基于机器人–机床制造单元的开放式边缘平台数控系统开发 被引量：1
1
作者 韩振宇 郭震宇 +2 位作者 严一钊 宋剑鑫 金鸿宇 《航空制造技术》 北大核心 2025年第4期22-35,共14页
制造业逐步向智能化和柔性化的方向发展。机器人与机床协同工作可以使整个生产过程更加高效灵活,但传统的控制系统及云计算服务无法满足其数据交互的需求。本文面向机器人–机床制造单元,提出了一种开放式边缘平台的服务架构。提出了以... 制造业逐步向智能化和柔性化的方向发展。机器人与机床协同工作可以使整个生产过程更加高效灵活,但传统的控制系统及云计算服务无法满足其数据交互的需求。本文面向机器人–机床制造单元,提出了一种开放式边缘平台的服务架构。提出了以实时Linux为基础,以ROS和LinuxCNC开源平台为核心,采用EtherCAT主站通信的机器人–机床协同控制系统方案。在控制器与服务器中部署Fast DDS,实现了不同数据的网络接入,并利用容器技术构建边缘微服务环境,实现了数据的高效交互和传输。最后,搭建了试验平台,完成了系统性能测试。试验验证了所提出方案的可行性。 展开更多
关键词 边缘计算 开放式数控系统 边缘数据传输 FastDDS 工业机器人
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基于DoN-LMedS的焊道点云分割方法
2
作者 杨宏韬 李鑫 +3 位作者 程云龙 李秀兰 张鹏 白昊天 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期209-213,218,共6页
针对由三维扫描设备直接采集的焊道点云与母材点云融合,对后续焊道处理工艺造成干扰且传统点云分割算法对焊道点云分割效果不佳的问题,提出了一种基于DoN-LMedS的焊道点云分割方法。首先,利用最小平方中值(LMedS)拟合焊板平面点云,提取... 针对由三维扫描设备直接采集的焊道点云与母材点云融合,对后续焊道处理工艺造成干扰且传统点云分割算法对焊道点云分割效果不佳的问题,提出了一种基于DoN-LMedS的焊道点云分割方法。首先,利用最小平方中值(LMedS)拟合焊板平面点云,提取焊道坡顶点云;其次,计算点云的法线微分算子(DoN)得到曲率较大的焊道根部点云并依据边缘高度差计算二次LMedS分割阈值,得到焊道根部点云;最后,将两次分割后的结果进行点云拼接获得完整的焊道点云。实验结果表明,该方法能够正确提取焊道点云,分割精确率、召回率、分数分别能够达到97.91%、98.38%、98.32%,且对不同形状焊道的提取具有较好的鲁棒性。在相同的实验条件下,所提算法的计算复杂度更低,具有更快的焊道点云分割速度。 展开更多
关键词 三维点云 焊道分割 最小平方中值 法线微分算子
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双丝杠进给系统滑模控制与同步误差仿真分析
3
作者 许向荣 朱培元 +2 位作者 姜洪奎 赵佳佳 于翰文 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期212-216,221,共6页
为了解决双丝杠进给系统同步控制误差过大的问题,建立双丝杠进给系统的机电耦合仿真模型,并且基于自抗扰控制理论中的跟踪微分器与滑模控制理论,设计了基于跟踪微分器与改进趋近律的滑模控制器,以减小因切换滑模面而产生的抖振现象;其次... 为了解决双丝杠进给系统同步控制误差过大的问题,建立双丝杠进给系统的机电耦合仿真模型,并且基于自抗扰控制理论中的跟踪微分器与滑模控制理论,设计了基于跟踪微分器与改进趋近律的滑模控制器,以减小因切换滑模面而产生的抖振现象;其次,为解决两根丝杠因制造装配等产生的工艺误差导致的扰动问题,在采用同步控制的基础上,两根丝杠均采用了基于跟踪微分器与改进趋近律的滑模控制器,大幅度地降低了两根丝杠的同步误差;最后进行了MATLAB/Simulink建模与仿真分析,仿真结果表明采用基于跟踪微分器与改进趋近律的滑模控制策略相比传统滑模同步控制策略和P-PI同步控制策略,对同步误差的抑制效果要更好,工作台运动更加稳定。 展开更多
关键词 双丝杠 滑模控制 同步控制 跟踪微分器
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数控机床移动工作台定位精度预测的建模、仿真及实验
4
作者 杨洪涛 秦鹏飞 +3 位作者 李莉 刘柄瑶 金磊 姜西祥 《机电工程》 北大核心 2025年第2期351-361,共11页
随着使用时间的延长,数控机床移动工作台会出现部件磨损、失效等现象,进而导致工作台定位精度降低。为了精确预测移动工作台的精度损失,以数控机床移动工作台为研究对象,在考虑载荷、运动速度、温度和运行时间等影响因素的基础上,建立... 随着使用时间的延长,数控机床移动工作台会出现部件磨损、失效等现象,进而导致工作台定位精度降低。为了精确预测移动工作台的精度损失,以数控机床移动工作台为研究对象,在考虑载荷、运动速度、温度和运行时间等影响因素的基础上,建立了工作台的定位误差预测模型,对工作台定位误差随时间的变化情况,进行了理论计算、仿真分析及实验验证。首先,在分析滚动直线导轨副的摩擦磨损机理和负载作用下产生的表面接触变形的基础上,建立了导轨副表面滚珠与滚道在接触载荷作用下的磨损模型,以及滚珠丝杆在电机扭矩、轴向力和温度作用下产生的扭转变形、螺距变化及热膨胀误差模型,还建立了工作台随使用时间变化的定位误差预测模型(因导轨副磨损与滚珠丝杆变形均会使工作台产生定位误差,两部分误差之和为定位精度损失预测模型);然后,开展了不同负载、运动速度、温度等因素影响下的理论计算与仿真分析;最后,在一组特定负载、速度、温度的条件下,进行了定位误差的测量实验,验证了上述预测模型的准确性。研究结果表明:在不同的因素影响作用下,仿真结果、实验结果与理论结果相比,其总体的变化趋势趋于一致,且经拟合对比分析,定位误差的仿真、实验与理论之间的最大相对误差为15.9%。该误差预测模型能够有效预测工作台的定位误差,为数控机床加工精度的预测奠定了基础。 展开更多
关键词 移动工作台运行时间 定位精度损失 定位误差模型 导轨副磨损模型 滚珠丝杆变形 热膨胀误差
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基于点云维度转换的双优化层手眼标定方法
5
作者 陈琳 付钰 +1 位作者 王龙友 潘海鸿 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期185-189,共5页
为提高点云相机与机器人坐标转换精度,提出一种双层Levenberg-Marquardt优化(D-LM)算法标定点云视觉系统和机器人的手眼关系。根据点云成像特点提出采用同心圆标记物代替棋盘格标定板,推导出2D-3D维度转换的标记物中心提取算法。利用欧... 为提高点云相机与机器人坐标转换精度,提出一种双层Levenberg-Marquardt优化(D-LM)算法标定点云视觉系统和机器人的手眼关系。根据点云成像特点提出采用同心圆标记物代替棋盘格标定板,推导出2D-3D维度转换的标记物中心提取算法。利用欧拉角变换正交化手眼矩阵旋转矩阵。此外,构建双层LM优化模型对手眼矩阵进行优化。通过自主搭建的机器人平台验证提出的手眼标定算法,并与传统Tsai-LM标定方法对比。实验结果是采用提出的D-LM方法标定出的手眼矩阵平均误差为0.89 mm,优于Tsai-LM(平均误差3.55 mm),表明D-LM方法能减少系统随机误差对标定结果影响,提升工业领域视觉机器人工作精度。 展开更多
关键词 点云处理 手眼标定 双层LM优化 离群点检测
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基于ESM-REKF的直线电机无差拍预测电流控制
6
作者 林健 孙冀婷 +1 位作者 周磊 姜武杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期110-115,共6页
永磁同步直线电机(PMSLM)无差拍预测电流控制(DPCC)在实际系统中受采样延时和电机参数失配的影响,电流跟踪精度下降,从而引起推力波动,为此提出一种基于扩张状态建模(ESM)和抗差扩展卡尔曼滤波(REKF)的无差拍预测电流控制策略。首先,对P... 永磁同步直线电机(PMSLM)无差拍预测电流控制(DPCC)在实际系统中受采样延时和电机参数失配的影响,电流跟踪精度下降,从而引起推力波动,为此提出一种基于扩张状态建模(ESM)和抗差扩展卡尔曼滤波(REKF)的无差拍预测电流控制策略。首先,对PMSLM电气子系统的扰动进行分析,借鉴扩张状态观测器的思想,将扰动作为一个高阶积分器以构建ESM;其次,结合ESM设计包含参数变化扰动估计的EKF,在此基础上,为了抑制粗差对状态估计的影响,设计抗差误差协方差阵,从而得到ESM-REKF的扰动估计方法;最后,利用电流预测值和扰动估计值对DPCC进行改进与补偿。仿真和实验结果表明,相对传统DPCC,所提控制策略在标称值下,电流谐波畸变率降低了约5.38%;在电感参数失配下,电流谐波畸变率降低了约9.38%,电磁推力的超调下降了约7%,明显削减采样延时和参数失配对电流预测精度的影响,实现对电流快速准确地跟踪,有效抑制推力波动。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 无差拍预测电流控制 扩展卡尔曼滤波器 抗差
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基于卷积神经网络的立体匹配算法研究
7
作者 郭北涛 刘瀚齐 +1 位作者 刘琪 张丽秀 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期69-73,78,共6页
在基于深度学习的立体匹配问题中,模型的网络结构、参数设置对匹配精度和匹配效率起到决定性作用。针对现有模型参数量大,精度低的问题,设计一种基于卷积神经网络的视差回归模型。首先,提出了基于扩张卷积和空间池化金字塔的多尺度特征... 在基于深度学习的立体匹配问题中,模型的网络结构、参数设置对匹配精度和匹配效率起到决定性作用。针对现有模型参数量大,精度低的问题,设计一种基于卷积神经网络的视差回归模型。首先,提出了基于扩张卷积和空间池化金字塔的多尺度特征提取网络,提高弱纹理区域的匹配精度;其次,改进了代价体相似度计算步骤,在保证匹配精度的同时,降低模型的参数量;最后,通过采取视差梯度信息和视差回归损失函数相结合的策略,有效地解决了在视差不连续区域中存在的边界信息保留不完整的问题。使用Middlebury数据集对模型进行验证,实验结果表明,相较于现有的立体匹配算法,在精度和速度方面都有所提升。 展开更多
关键词 机器视觉 立体匹配 卷积神经网络 深度学习
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求解U型拆卸线平衡问题的多目标教与学优化
8
作者 李涛 李梓响 +2 位作者 郑晨昱 张子凯 张利平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期229-235,共7页
考虑到在拆线问题中存在带有AND和OR优先关系的任务,结合最小化工作站数量、优化拆卸平衡、最小化危险程度和最小化需求度4个目标,建立了在U型布局下数学模型。由于U型的特殊布局,采用了基于操作排序的编码和解码来获得可行的操作方案... 考虑到在拆线问题中存在带有AND和OR优先关系的任务,结合最小化工作站数量、优化拆卸平衡、最小化危险程度和最小化需求度4个目标,建立了在U型布局下数学模型。由于U型的特殊布局,采用了基于操作排序的编码和解码来获得可行的操作方案。同时,对教与学优化算法两阶段进行部分更改,在教师阶段扩大了教学因子的取值范围,在学习阶段也加入了教师来指导学生学习,并加入Q学习来选择适合的教学因子,提出了基于Q学习的多目标教与学优化算法,并用Pareto非劣解和拥挤度距离机制来处理多目标问题的解。为了验证所提出的算法性能,将该算法与另外4种多目标算法进行对比,测试结果表明所提出的算法的性能优于所比较的算法。 展开更多
关键词 U型拆卸线 AND和OR优先关系 教与学优化算法 Q学习
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正多边形织构化密封端面的摩擦磨损特性研究
9
作者 刘磊 穆塔里夫·阿赫迈德 樊智超 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期27-31,共5页
针对机械密封磨损严重、使用寿命低的问题,以摩擦副密封环为研究对象,通过激光在表面加工正多边形织构,研究了其在干磨条件下的磨损性能,探讨了正五边形织构的耐磨性原因。通过摩擦磨损试验,得到了织构化密封端面的摩擦系数、磨损系数... 针对机械密封磨损严重、使用寿命低的问题,以摩擦副密封环为研究对象,通过激光在表面加工正多边形织构,研究了其在干磨条件下的磨损性能,探讨了正五边形织构的耐磨性原因。通过摩擦磨损试验,得到了织构化密封端面的摩擦系数、磨损系数、磨损量以及磨损形貌图,验证了基于Archard磨损公式的数值模型的正确性,研究了织构形状以及旋转角度对磨损数据的影响。结果表明,正五边形织构试件与无织构试件相比,磨损量减少了44.322%,摩擦系数减少了18.803%;当正五边形织构旋转角度在48°左右时,正五边形织构的磨损量和磨损深度最小;在干磨条件下,不同织构的形状、结构参数对机械密封使用寿命的影响不同,选取合适的织构形状、结构参数有利于提高机械密封的寿命。 展开更多
关键词 机械密封 干磨条件 织构化端面 磨损形貌 摩擦磨损特性
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面向不确定度的机床系统正交鲁棒设计方法
10
作者 韦进文 郭志俊 李东旭 《机电工程》 北大核心 2025年第4期780-788,共9页
针对数控机床加工中存在不确定度从而影响机床加工精度的问题,依据广义叉积(GCP)鲁棒定理所明确的“叉矩阵(CM)正交则积向量(PV)鲁棒性最强”,提出了一种新的机床控制系统鲁棒设计方法。首先,采用了牛顿法建立了机床的动力学模型,并利... 针对数控机床加工中存在不确定度从而影响机床加工精度的问题,依据广义叉积(GCP)鲁棒定理所明确的“叉矩阵(CM)正交则积向量(PV)鲁棒性最强”,提出了一种新的机床控制系统鲁棒设计方法。首先,采用了牛顿法建立了机床的动力学模型,并利用阶跃响应方法分析了不确定度对控制系统性能的影响;其次,详细阐述了GCP鲁棒定理,并将其应用于机床的控制系统设计,即用差分方程系数构造CM、输入输出序列构造PV,得到了系统的GCP形式;然后,在状态空间对系统进行了状态反馈设计,建立了满足CM正交条件的方程组,通过求解该正交方程组确定了控制器参数;最后,采用了蒙特卡洛法(MCM)仿真与加工实验,对该方法的有效性进行了验证。研究结果表明:采用该方法的正交鲁棒系统具有强鲁棒性,对比传统的极点配置系统和滑模控制系统,实验加工误差的期望值分别降低了40.4%和12.3%。该方法能有效抑制不确定度的影响,可为机床控制系统鲁棒设计提供参考。 展开更多
关键词 不确定度 广义叉积 叉矩阵 积向量 正交鲁棒设计 蒙特卡洛法 控制系统性能
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基于iTransformer模型的工业机器人关节迟滞建模研究
11
作者 党选举 沈远桂 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期177-182,共6页
针对工业机器人的柔性关节表现的复杂迟滞特性问题,提出了一种基于改进的iTransformer(inverted transformer)模型的非线性迟滞建模方法,用于描述柔性关节的输出力矩与扭转角之间的复杂迟滞特性。采用具有输入反转嵌入层的iTransformer... 针对工业机器人的柔性关节表现的复杂迟滞特性问题,提出了一种基于改进的iTransformer(inverted transformer)模型的非线性迟滞建模方法,用于描述柔性关节的输出力矩与扭转角之间的复杂迟滞特性。采用具有输入反转嵌入层的iTransformer模型,体现时间前后信号关联性,其自注意力机制,描述了迟滞的记忆特性。为了提高迟滞模型的精度,从结构及输入前端信息两个方面对iTransformer模型进行改进:在结构上,将LSTM网络与iTransformer模型并联,以增强迟滞模型的动态特性;在输入端,设计了一个自相关模块。将输入扭转角向量进行哈达玛积运算,构成新输入向量,并与所设计类迟滞算子结合,设计一个iTransformer模型前端的自相关模块,充分体现了输入信号的关联性。与iTransformer、LSTM及PI迟滞模型相比较,实验结果表明,所提出迟滞模型,对工业机器人的复杂迟滞特性的描述,具有更高的精度和泛化能力。 展开更多
关键词 柔性关节 复杂迟滞特性 iTransformer模型 类迟滞算子 自相关模块
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基于LMedS的WTLSD拟合平面算法研究
12
作者 任永强 臧昌禹 胡长路 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期83-86,共4页
针对实际点云数据中存在的噪点与缺陷对拟合平面时带来的影响,提出一种基于最小平方中值算法(least median of squares,LMedS)与距离加权总体最小二乘法(weighted total least squares based on distance,WTLSD)相结合的平面拟合算法。... 针对实际点云数据中存在的噪点与缺陷对拟合平面时带来的影响,提出一种基于最小平方中值算法(least median of squares,LMedS)与距离加权总体最小二乘法(weighted total least squares based on distance,WTLSD)相结合的平面拟合算法。通过最小平方中值算法初步去除点云中的噪点,并基于距离构建初始权重矩阵,利用距离加权总体最小二乘法对点云进行平面拟合,减少平面中凸起与凹陷等缺陷对平面拟合的影响,该算法与传统平面拟合算法相比具备消除异常点与平面缺陷的优点,具备更高的拟合精度;与随机采样一致性算法(random sample consensus,RANSAC)相比具有更高的拟合效率与相近的拟合精度。 展开更多
关键词 点云数据 噪点 平面拟合 最小平方中值算法(LMedS) 距离加权总体最小二乘法(WTLSD)
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基于改进GEP的绿色柔性作业车间调度研究
13
作者 王婷 于颖 赵曜 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期219-225,231,共8页
降低制造过程能源消耗和碳排放是近年来备受制造业关注的问题,车间生产是制造过程产生能耗的主要因素之一,合理的车间调度方法可以有效降低车间生产能耗和碳排放。针对绿色柔性作业车间调度问题(green flexible job shop scheduling pro... 降低制造过程能源消耗和碳排放是近年来备受制造业关注的问题,车间生产是制造过程产生能耗的主要因素之一,合理的车间调度方法可以有效降低车间生产能耗和碳排放。针对绿色柔性作业车间调度问题(green flexible job shop scheduling problem,GFJSP),提出了一种改进的多目标基因表达式编程(multi-objective gene expression programming,MOGEP)算法,并建立起以最大完工时间和总能耗为优化目标的数学模型。针对GFJSP的特点和MOGEP算法的求解方式,设计了用于车间调度问题的个体评价机制;针对算法特殊的基因构造形式,设计了基于K-表达式的变异操作和重组操作;提出了基于个体的自适应遗传算子,能够动态地调整遗传操作的概率;在MOGEP框架中融入了具有5层邻域结构的禁忌搜索策略,避免算法过早陷入局部最优。通过仿真对比实验证明,改进MOGEP算法在兼顾解的分布性的同时增强了全局收敛能力,具有更高的探索效率;且其生成的调度规则能够有效优化完工时间和生产能耗,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 绿色柔性作业车间调度 多目标基因表达式编程 个体评价机制 自适应遗传算子 禁忌搜索策略
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任意初始状态机械臂的保性能预设时间跟踪控制
14
作者 殷春武 吴岐 +1 位作者 杨思逸 周承德 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期103-108,113,共7页
为解决预设性能控制中性能约束函数的参数设置受系统状态初值影响的问题,为任意初值下的机械臂系统设计了一种收敛时间和瞬态性能可预设的反演控制算法。通过引入预设时间收敛误差转换函数,将任意初值下的轨迹跟踪误差转换成初值在原点... 为解决预设性能控制中性能约束函数的参数设置受系统状态初值影响的问题,为任意初值下的机械臂系统设计了一种收敛时间和瞬态性能可预设的反演控制算法。通过引入预设时间收敛误差转换函数,将任意初值下的轨迹跟踪误差转换成初值在原点、且可在预设时间内收敛到实际跟踪误差的新变量,给出收敛时间可任意设置的预设时间收敛Lyapunov稳定判据,采用扩张状态观测器估计系统不确定部分,基于新变量设计反演控制算法,使机械臂轨迹跟踪误差满足有限时间性能约束函数的预设瞬态性能和稳态精度,理论证明了闭环系统的预设时间稳定。仿真结果表明,所设计的控制器能使任意初始位置的机械臂轨迹跟踪误差在预设时间内按照给定性能约束收敛,且具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹跟踪控制 预设性能控制 预设时间控制 扩展状态观测器
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基于学习型多策略改进鲸鱼算法的路径规划研究
15
作者 岳凡 艾尔肯·亥木都拉 刘拴 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期46-51,56,共7页
为解决机器人在路径规划中路径过长与后期寻优停滞的问题,提出了一种学习型多策略改进鲸鱼优化算法(reinforcement learning multi-strategy improvement whale optimization algorithm,RLMIWOA),并在欧式距离的基础上引入了障碍物信息... 为解决机器人在路径规划中路径过长与后期寻优停滞的问题,提出了一种学习型多策略改进鲸鱼优化算法(reinforcement learning multi-strategy improvement whale optimization algorithm,RLMIWOA),并在欧式距离的基础上引入了障碍物信息与拐点信息,构建了路径规划适应度函数。首先,引入自适应帐篷映射初始化,使得初始化种群更加均匀;其次,引入了非线性收敛策略平衡算法的开发和探索阶段;然后,通过采用非线性加权因子对最优个体进行扰动,避免了其他个体对最优个体的“盲从”;最后,通过采用强化学习结合ε-精英逐维反向学习策略和动态局部最优逃生策略,提高了算法的收敛效率和跳出局部最优的能力。实验结果表明:RLMIWOA算法可以高效地找到最优路径,在路径搜索方面具有显著的优势。 展开更多
关键词 路径规划 强化学习 鲸鱼优化算法 适应度函数 局部最优
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多目标约束下绿色柔性车间机器与AGV集成调度优化
16
作者 张天瑞 朱广豪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期232-240,共9页
为降低柔性制造车间加工过程和运输过程的综合能耗,建立了绿色柔性作业车间集成调度问题的双目标优化模型。提出了一种改进型多目标樽海鞘群算法求解,该算法基于工序、机器和AGV三层编码并采用反向学习的初始化策略提高初始种群的质量,... 为降低柔性制造车间加工过程和运输过程的综合能耗,建立了绿色柔性作业车间集成调度问题的双目标优化模型。提出了一种改进型多目标樽海鞘群算法求解,该算法基于工序、机器和AGV三层编码并采用反向学习的初始化策略提高初始种群的质量,采用基于快速非支配排序和外部存储库的选择操作结合改进的交叉变异算子进行非支配解集更新,保证非劣解均匀分布;设置了3种领域结构,基于变领域搜索算法作对存储库中非支配解执行变邻域搜索,提高了局部搜索能力。通过测试算例仿真实验和案例应用,证明了所提算法在解决柔性制造车间机器与AGV集成调度多目标优化问题的有效性。 展开更多
关键词 绿色柔性车间 集成调度 多目标优化 樽海鞘群算法 变领域搜索
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基于比例矢量谐振自抗扰的PMSM谐波抑制策略
17
作者 张奇志 毛璀璨 +2 位作者 刘海龙 许宇豪 肖海峰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期135-141,共7页
针对永磁同步电机采用传统矢量控制时不能无静差跟踪交流信号,存在周期性谐波电流扰动及参数鲁棒性差的问题,提出一种新型的比例矢量谐振自抗扰控制(proportion vector resonant-active disturbance rejection control,PVR-LADRC)策略... 针对永磁同步电机采用传统矢量控制时不能无静差跟踪交流信号,存在周期性谐波电流扰动及参数鲁棒性差的问题,提出一种新型的比例矢量谐振自抗扰控制(proportion vector resonant-active disturbance rejection control,PVR-LADRC)策略。实现了已知扰动反馈补偿中dq轴电流完全的解耦,并在线性自抗扰控制器(LADRC)中引入改进的矢量谐振控制器,构成PVR-LADRC策略,改善了LADRC对特定次谐波抑制能力不足的问题。对所提PVR-LADRC的谐波抑制能力及抗扰能力进行了理论分析、仿真对比实验。结果表明,所提方法对相电流中6k±1次谐波抑制效果在90%以上,有效降低了6次及12次转矩脉动,且相较于传统控制方法有更强的参数鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自抗扰控制 矢量谐振控制 电流谐波抑制 转矩脉动
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基于改进SMO的PMSM无位置传感器控制
18
作者 陈甦欣 蒋曜骏 +1 位作者 王淑旺 侯陈义 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期148-152,共5页
传统滑模观测器(SMO)在估算电机转速和转子位置时存在抖振较强以及转速误差波动较大等问题,为解决以上问题,引入了一种改进型指数趋近律,并且用光滑的双曲正切函数代替传统的符号函数,降低了系统的高频抖振;采用积分滑模面代替传统的滑... 传统滑模观测器(SMO)在估算电机转速和转子位置时存在抖振较强以及转速误差波动较大等问题,为解决以上问题,引入了一种改进型指数趋近律,并且用光滑的双曲正切函数代替传统的符号函数,降低了系统的高频抖振;采用积分滑模面代替传统的滑模面,消除了定子电阻的影响,并用Lyapunov第二方法证明了该方法的稳定性;最后,为了保证电机运行时有较高的观测精度,通过改进锁相环代替反正切函数和相位补偿。并基于Simulink搭建仿真模型来验证可行性,经仿真对比分析,本文设计的观测器在转速突变和加入负载后转速误差范围从-10 r/min~10 r/min降低至-0.1 r/min~0.4 r/min,转子位置误差降低了44.4%。表明了设计的观测器具有良好的动态响应性能,并且能有效地降低高频抖振,提高了观测精度,具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 滑模观测器 指数趋近律方法 锁相环(PLL)
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基于SABO-VMD-IWT与LSTM的变负载滚动轴承故障诊断
19
作者 郗涛 王龙 王莉静 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期192-198,共7页
针对滚动轴承在强干扰噪声、变负载工况下故障特征难以提取和故障识别不准确问题,提出了一种减法平均优化算法(SABO)-变分模态分解(VMD)-小波阈值降噪(IWT)的故障特征提取与长短时记忆神经网络(LSTM)相融合的滚动轴承故障诊断模型。同时... 针对滚动轴承在强干扰噪声、变负载工况下故障特征难以提取和故障识别不准确问题,提出了一种减法平均优化算法(SABO)-变分模态分解(VMD)-小波阈值降噪(IWT)的故障特征提取与长短时记忆神经网络(LSTM)相融合的滚动轴承故障诊断模型。同时,提出了一种新的阈值函数,克服了传统软硬阈值的缺点,提高了降噪的精度。首先,通过SABO-VMD-IWT对信号进行降噪;然后,提取降噪重构后信号的包络谱值作为故障特征向量;最后,在某大学公开数据基础上构建了低、中、高3种变负载、强干扰噪声的数据集,把提取的特征向量输入到LSTM中进行训练,并使用不同负载数据集进行交叉测试。结果表明,在噪声干扰、负载动态变化条件下,此模型的准确率达到97.08%,验证了本模型的有效性。 展开更多
关键词 变负载滚动轴承 减法平均优化算法 变分模态分解 改进阈值 长短时记忆网络
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机床立柱的竹子结构仿生设计及性能分析
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作者 李有堂 连虎强 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期18-22,共5页
为了提高机床的静、动态特性,通过分析竹子与机床立柱在结构、功能、载荷和约束4个方面的相似性,提出机床立柱结构仿生思想。通过仿生设计源流与设计流程,将竹子特有的维管束和竹节结构设计到机床立柱上,并合理地布置加强筋,以立式数控... 为了提高机床的静、动态特性,通过分析竹子与机床立柱在结构、功能、载荷和约束4个方面的相似性,提出机床立柱结构仿生思想。通过仿生设计源流与设计流程,将竹子特有的维管束和竹节结构设计到机床立柱上,并合理地布置加强筋,以立式数控机床的立柱为例,应用有限元软件分析其静、动态特性,得到设计结果为:相对于原型铸铁材料立柱,仿生型立柱质量减小了14.22%,最大等效应力和最大变形都得到了不同程度的改善;在满足轻量化的前提下,仿生型机床立柱的静态特性有显著提高。模态分析中仿生型结构材料前6阶固有频率均要高于铸铁材料立柱,通过谐响应分析,仿生型材料立柱在X轴、Y轴的最大响应振幅分别减少了62.37%、25.18%。从而证明结构仿生型立柱具有更优越静、动态特性。 展开更多
关键词 结构仿生 相似性 机床立柱 静动态特性
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