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融合滑动窗口与改进SGBM的高分辨率目标检测与测距研究
1
作者 丁建军 汪刚林 +4 位作者 陈正超 张超 夏礼恒 夏骏麒 孙超 《光学技术》 北大核心 2026年第1期86-93,共8页
随着成像技术的发展,高分辨率图像广泛应用于多个领域,但在复杂天气、多尺度变化和立体匹配复杂度高等条件下仍面临挑战。提出一种结合滑动窗口的目标检测与测距方法,在处理高分辨率图像时,采用滑动窗口法对图像进行分割并保留20%的重... 随着成像技术的发展,高分辨率图像广泛应用于多个领域,但在复杂天气、多尺度变化和立体匹配复杂度高等条件下仍面临挑战。提出一种结合滑动窗口的目标检测与测距方法,在处理高分辨率图像时,采用滑动窗口法对图像进行分割并保留20%的重叠区域,随后将各子图输入至YOLOv8模型进行检测。为提升模型性能,在backbone中引入GCANet模块以增强雾霾环境下的图像质量,并加入HorBlock以提升多尺度特征表征能力。检测完成后,合并各子图结果,并采用引入了CIoU匹配机制的非极大值抑制算法(NMS)进行后处理,以缓解密集目标场景中的过抑制问题。最后,设计了基于检测框约束的局部匹配算法,结合加权最小二乘滤波(WLS)补全视差空洞。实验结果表明,在自制的雾天场景Fog-A数据集与公开的无人机视角VisDrone2019数据集上,方法相较于原始YOLOv8n模型,mAP分别提升9.8%和6.1%;匹配时间缩短至原SGBM的三分之一,精度提升0.7%。 展开更多
关键词 成像光学 高分辨率 滑动窗口 目标检测 YOLOV8n SGBM
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压裂作业船气力发送罐气固两相流动数值模拟及结构优化
2
作者 黄天成 沈立文 +4 位作者 陈涛 袁新梅 田晓宁 胡山山 周思柱 《化学工程》 北大核心 2026年第2期58-63,76,共7页
为了提高压裂作业船气力发送罐的输送效率,建立实际工况下的气力发送罐模型,采用正交试验方法和D-最优设计响应面设计方法,针对同种工况下不同结构参数的气力发送罐进行气固两相流动仿真分析;研究发送罐半顶角、进气管直径、出口管直径... 为了提高压裂作业船气力发送罐的输送效率,建立实际工况下的气力发送罐模型,采用正交试验方法和D-最优设计响应面设计方法,针对同种工况下不同结构参数的气力发送罐进行气固两相流动仿真分析;研究发送罐半顶角、进气管直径、出口管直径、吸嘴喷嘴间距、喷嘴直径比和吸嘴直径比对出口平均质量流量的影响程度;通过极差分析,确定以吸嘴喷嘴间距、进气管直径和吸嘴直径比为影响因素,以出口平均质量流量最大为目标,进行响应面优化;通过响应面法,建立3次多项式回归方程,得到气力发送罐优化后的结构参数。分析结果表明:进出口管间距对平均质量流量的影响最显著,在取值范围内,随着间距的增大,平均质量流量呈现先增大后减小的趋势。优化后的平均质量流量为147.60 kg/s,与响应面模型预测值误差为4.7%,较优化前提升29.4%。研究方法与结果可为压裂作业船气力发送罐的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 压裂作业船 气力输送 发送罐 气固两相流 响应面优化
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空间相机光学系统设计及热稳定性分析
3
作者 陈力 刘俊豪 +3 位作者 毕诗文 吴北辰 付天骄 张星祥 《中国光学(中英文)》 北大核心 2026年第1期151-163,共13页
离轴反射式光学系统可用于对地遥感与测绘,因此要求光学系统兼具大视场、高像质与稳定内方位元素。针对传统消像差法所得初始结构轴外像质量差、相机成像过程中存在指向热漂移等问题,本文推导了孔径光阑在次镜处、主镜和三镜沿光轴等距... 离轴反射式光学系统可用于对地遥感与测绘,因此要求光学系统兼具大视场、高像质与稳定内方位元素。针对传统消像差法所得初始结构轴外像质量差、相机成像过程中存在指向热漂移等问题,本文推导了孔径光阑在次镜处、主镜和三镜沿光轴等距分布条件下三反光学系统结构像差系数,并引入主、三镜四次非球面项像差,增加优化变量,构建像质评价函数,结合远心约束条件,利用GA-SQP算法得到视场离轴下准远心的三反初始结构。进一步优化得到一款焦距为260 mm、F数为10,视场为7°×30°准远心离轴三反光学系统。其MTF在77 lp/mm处大于0.25,最大畸变为2%,最大主光线倾角为2.3°。针对该设计,采用微晶玻璃为基底,钛合金为结构材料,对系统进行有限元热分析。基于TRIAD算法,定量分析系统光轴在6.8℃温差条件下绕相机坐标系X/Y/Z三轴旋转变化为绕X轴-1.3″,绕Y轴-11.9″,绕Z轴-0.004″,结果表明光学系统具有较高热稳定性的同时也对无控条件下在轨测绘数据误差修正具有重要意义。 展开更多
关键词 离轴三反系统 指向热稳定性 空间相机
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基于并联双注意力的轻量级小样本矿石粒度检测
4
作者 孙国栋 刘明轩 +1 位作者 李仕宬 吴波 《光学精密工程》 北大核心 2026年第2期309-321,共13页
针对传统目标检测方法在矿石粒度检测中存在的计算复杂度高、特征鲁棒性差及分类器性能受限等问题,本文提出一种小样本目标检测算法,旨在降低标注与计算成本,并提升模型在数据稀缺场景下的泛化能力。设计以CenterNet2为框架,采用轻量级V... 针对传统目标检测方法在矿石粒度检测中存在的计算复杂度高、特征鲁棒性差及分类器性能受限等问题,本文提出一种小样本目标检测算法,旨在降低标注与计算成本,并提升模型在数据稀缺场景下的泛化能力。设计以CenterNet2为框架,采用轻量级VoVNet作为主干网络以保证检测速度;核心创新是设计了一个并联双注意力特征融合模块,其中通道交叉注意力模块用于重校准通道维度特征,空间分组注意力模块聚焦目标关键区域,二者协同增强判别性特征融合能力,从而精准指导查询图像检测。在矿石数据集上进行测试,所提模型平均精度(AP)达55.2%,AP50与AP75分别为78.5%和66.9%,推理速度达57 Frame/s(FPS),注意力模块参数量仅为16.1兆字节(MB),体现出优异的精度-效率均衡性。实验表明该方法能有效提升小样本矿石粒度检测的感知性能,且具备极高的边缘端落地潜力,为解决智能矿山中算力受限条件下的实时检测难题提供了可靠的技术方案。 展开更多
关键词 计算机视觉 小样本目标检测 轻量化 矿石图像 实时检测
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基于等效应力的自冲铆C型框架疲劳寿命评估方法
5
作者 陈思韦 邢保英 +3 位作者 张洪申 张文韬 杨恒 曾凯 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第2期10-16,共7页
C型框架是自冲铆接设备的主要承力部件,其在交变载荷作用下容易出现疲劳损伤失效。提出了基于危险点等效应力的疲劳寿命评估方法。对某型号自冲铆设备,开展C型框结构表面应力应变测试,明确结构危险点,同时,以冲压行程及冲压速度为影响... C型框架是自冲铆接设备的主要承力部件,其在交变载荷作用下容易出现疲劳损伤失效。提出了基于危险点等效应力的疲劳寿命评估方法。对某型号自冲铆设备,开展C型框结构表面应力应变测试,明确结构危险点,同时,以冲压行程及冲压速度为影响因素、危险点应力值为响应值,建立二者之间的回归模型,探究成形型工艺参数对结构危险点等效应力演变的影响规律。结果表明:C型框架结构危险点位于喉深顶部内侧,最大应力值为106.15 MPa,与仿真之间的误差为2.923%;冲压行程对框架危险部位应力值的影响最大,冲压速度次之;C型框架危险部位的疲劳寿命为3.46×10^(5)次,最小安全系数为0.832。本文提出的C型框结构疲劳寿命评估方法为铆接机承压部件的寿命预测及疲劳设计提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 自冲铆 C型框架 疲劳寿命 回归模型 应变测试
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求解时变线性方程的噪声抑制零化神经网络
6
作者 李春泉 严达萱 +4 位作者 李定钰 单思淇 汪芊芊 赖青梧 李志农 《振动.测试与诊断》 北大核心 2026年第1期1-9,212,共10页
时变线性方程的快速求解在工程计算和机器人控制中具有重要意义,但现有零化神经网络通常面临收敛速度慢和对噪声敏感的问题。对此,提出了一种具有噪声抑制能力的预定义时间收敛的零化神经网络(predefined-time convergent noise-suppres... 时变线性方程的快速求解在工程计算和机器人控制中具有重要意义,但现有零化神经网络通常面临收敛速度慢和对噪声敏感的问题。对此,提出了一种具有噪声抑制能力的预定义时间收敛的零化神经网络(predefined-time convergent noise-suppressing zeroing neural network,简称PTC-NS-ZNN)模型。首先,设计了一种基于模糊逻辑的参数调节机制,使激活函数可随误差变化自适应调整非线性增益,从而增强系统的瞬态性能并提高稳态精度;其次,从理论上分析了所提模型的稳定性、预定义时间收敛性及抗噪性能,证明了其在给定时间上界内可实现全局收敛,并具备有界噪声抑制能力;然后,在无噪声及多种经典噪声干扰环境下进行了数值仿真对比实验,发现相较于现有模型,PTC-NS-ZNN模型具有更快的收敛速度和更强的抗干扰能力;最后,将所提出模型应用于双机械臂轨迹规划,实验结果验证了其在不同环境下的高精度与实用性。研究结果表明,PTC-NS-ZNN模型在数值仿真和物理实验中均展现出显著优势,具有良好的工程应用潜力。 展开更多
关键词 零化神经网络 时变线性方程 预定义时间收敛 鲁棒性
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跨层级交互与方位感知的航拍图像语义分割
7
作者 刘杰 吴紫钰 +1 位作者 田明 韩轲 《光学精密工程》 北大核心 2026年第2期267-278,共12页
针对航拍图像语义分割中提取特征尺度单一、细节丢失、边界模糊的问题,本文提出一种跨层级交互与方位感知的航拍图像语义分割网络。通过方向解耦注意力策略构建方位感知模块,增强模型对空间方向信息的处理能力;设计跨层级交互模块进行... 针对航拍图像语义分割中提取特征尺度单一、细节丢失、边界模糊的问题,本文提出一种跨层级交互与方位感知的航拍图像语义分割网络。通过方向解耦注意力策略构建方位感知模块,增强模型对空间方向信息的处理能力;设计跨层级交互模块进行跨通道特征交互融合,提升空间感知能力,同时利用通道-空间注意力机制增强特征提取能力,在复杂场景中缓解细节模糊问题;最后对分割头进行轻量化设计,去除冗余操作,在降低计算量的同时保证分割性能。实验结果表明,本文网络在UAVid数据集与Aeroscapes数据集的平均交并比相较于基线模型SegFormer分别提升了1.7%和1.3%,证明了该网络在航拍图像等复杂情况下语义分割的有效性。Human类别相较基线模型分割精度提升了1.8%,证明了本文网络在小目标分割方面表现出色。与多个主流网络相比,本文方法在两个数据集上均实现了最高的分割精度,表现出更优的泛化能力。 展开更多
关键词 跨层级交互 语义分割 航拍图像 轻量化 方向解耦
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改进U-Net的全局特征融合水下图像增强网络
8
作者 高绍姝 焦广森 +1 位作者 李广峰 刘宗恩 《光学精密工程》 北大核心 2026年第2期322-335,共14页
针对光在水下环境中传播时由于散射和衰减导致水下图像出现颜色偏差和细节模糊问题,提出改进U-Net的全局特征融合水下图像增强网络。首先,在编码器和解码器中设计多残差卷积模块对特征信息进行分层次融合处理,减少细节信息丢失。其次,... 针对光在水下环境中传播时由于散射和衰减导致水下图像出现颜色偏差和细节模糊问题,提出改进U-Net的全局特征融合水下图像增强网络。首先,在编码器和解码器中设计多残差卷积模块对特征信息进行分层次融合处理,减少细节信息丢失。其次,在解码器中引入通道注意力模块对通道进行加权处理,缓解通道退化程度不同的问题。最后,在解码器中设计卷积-置换自注意力模块融合全局信息,促进网络引导图像重建。所提出的方法在UIEB数据集上测试,最终在PSNR,SSIM和LPIPS三个指标上分别取得了23.42,0.9005和0.1385的成绩,在LSUI数据集上测试,最终在PSNR,SSIM和LPIPS三个指标上分别取得了29.35,0.9382和0.0880的成绩。实验结果表明所提出的方法在恢复颜色偏差和减少细节模糊方面具有较好的效果,证明其有效性和可行性。 展开更多
关键词 水下图像增强 深度学习 特征融合 注意力机制 卷积神经网络
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用于机器视觉的高分辨率双视场双远心镜头设计
9
作者 叶承轩 陈子坤 +2 位作者 徐智谋 王双保 张学明 《光学技术》 北大核心 2026年第1期1-6,共6页
双远心镜头所具有的低畸变、大景深等优点,与机器视觉中高成像质量和多场景应用需求相匹配,利用Zemax仿真设计了一款可用于机器视觉的高分辨率双视场双远心镜头。将该双远心系统分为固定结构和可拆卸结构的两部分,通过翻转可拆卸结构,... 双远心镜头所具有的低畸变、大景深等优点,与机器视觉中高成像质量和多场景应用需求相匹配,利用Zemax仿真设计了一款可用于机器视觉的高分辨率双视场双远心镜头。将该双远心系统分为固定结构和可拆卸结构的两部分,通过翻转可拆卸结构,即可在保证高分辨率和高远心度的同时改变系统的光学放大率,提高了远心镜头在多个应用场景的适用性。所设计的具有双视场双远心镜头在可见光波段(486~656nm)内,平均弥散斑半径小于9μm,各视场远心度均小于0.015°,畸变率低于0.1%,调制传递函数在75lp/mm时大于0.4,各视场波像差均小于λ/4。性能能够满足实际应用要求。 展开更多
关键词 应用光学 双视场 高分辨率 双远心镜头 远心度 畸变
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基于大载重无人机自动挂拆的除冰机器人研制
10
作者 林世忠 朱理宏 +7 位作者 邵展 胡成城 刘波 张凯 童贤德 卢鹏飞 何叶飞 魏茂荣 《工业仪表与自动化装置》 2026年第1期63-67,共5页
利用除冰机器人对架空输电线路地线进行带电除冰作业,可以提前消除覆冰进而避免因地线覆冰而导致跳闸和倒塔断线的事故发生,保障了大电网的安全稳定运行。针对单一档内地线除冰,研制出一种基于大载重无人机挂拆的地线除冰机器人。该款... 利用除冰机器人对架空输电线路地线进行带电除冰作业,可以提前消除覆冰进而避免因地线覆冰而导致跳闸和倒塔断线的事故发生,保障了大电网的安全稳定运行。针对单一档内地线除冰,研制出一种基于大载重无人机挂拆的地线除冰机器人。该款地线除冰机器人创新使用履带碾压式除冰机构,提升清除坚冰的能力;采用大载重无人机吊拆机构,设置限位销钉,可以实现在大载重无人机自主挂拆时防止脱落;将可调机构下移,降低重心,实现自主稳态行走;配备在线监测装置,实现作业实时监控。该款机器人已完成实验室除冰、多条超特高压输电线路挂拆与行走测试以及多条输电线路地线除冰作业,能够实现“混合淞”等坚冰的快速清除,行走速度达15 m/min,破冰速度达到12 m/min,显著提升了作业效率、减少了安全风险,为极端环境下的电网运维提供了新的技术解决方案。 展开更多
关键词 大载重无人机 除冰机器人 输电线路 自动挂拆 带电除冰机构
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柔性壁面下悬浮喷嘴换热与压力稳态特性研究
11
作者 熊晓琼 张家豪 刘志辉 《邵阳学院学报(自然科学版)》 2026年第1期70-79,共10页
为了探明柔性壁面对锂电池悬浮喷嘴换热与压力特性的影响机制,采用计算流体力学数值模拟方法,结合SST k-ω湍流模型和Fluent的UDF(user-defined function)功能,构建了用于分析悬浮喷嘴与柔性壁面相互作用的流固耦合模型,通过后处理软件... 为了探明柔性壁面对锂电池悬浮喷嘴换热与压力特性的影响机制,采用计算流体力学数值模拟方法,结合SST k-ω湍流模型和Fluent的UDF(user-defined function)功能,构建了用于分析悬浮喷嘴与柔性壁面相互作用的流固耦合模型,通过后处理软件对柔性壁面条件下的流场结构、换热特性与压力分布进行了系统分析。研究结果表明,1)随着雷诺数(Re)增大,壁面变形加剧,且环流的合并使滞留区壁面温度分布趋于均匀;2)柔性壁面上的最大努塞尔数(Nu)比刚性壁面降低10.59%~19.77%,但其平均努塞尔数(Nu)却比刚性壁面高出约5%。 展开更多
关键词 柔性壁面 悬浮喷嘴 换热特性 压力特性
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高密度聚乙烯船舶智能自动焊接设备的应用研究
12
作者 曹枫 《机械管理开发》 2026年第2期240-242,245,共4页
高密度聚乙烯船舶在国内已发展多年,描述了国内高密度聚乙烯船舶的发展现状,分析了高密度聚乙烯船舶的建造方式和优缺点,并据此给出一套智能自动化焊接体系。针对某一船型详细介绍了此体系的组成和建造方式,为提升高密度聚乙烯船舶的自... 高密度聚乙烯船舶在国内已发展多年,描述了国内高密度聚乙烯船舶的发展现状,分析了高密度聚乙烯船舶的建造方式和优缺点,并据此给出一套智能自动化焊接体系。针对某一船型详细介绍了此体系的组成和建造方式,为提升高密度聚乙烯船舶的自动化建造水平,促进船舶的工业化量产提供了一定参考。 展开更多
关键词 高密度聚乙烯 船舶建造 自动化焊接 智能装备
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基于斜入射光反射差技术的成像系统设计及应用
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作者 宋超 李慧敏 +3 位作者 张浩 赵昆 苗昕扬 詹洪磊 《光学技术》 北大核心 2026年第1期7-11,共5页
研究提出一种基于斜入射光反射差(OIRD)技术的新型快速成像系统,应用于表界面物理化学动态过程的高分辨率实时监测。系统包含光源、光路系统、样品台和检测系统四个部分,在此基础上融合信号处理技术,实时输出OIRD图像,实现微米级尺寸的... 研究提出一种基于斜入射光反射差(OIRD)技术的新型快速成像系统,应用于表界面物理化学动态过程的高分辨率实时监测。系统包含光源、光路系统、样品台和检测系统四个部分,在此基础上融合信号处理技术,实时输出OIRD图像,实现微米级尺寸的横向分辨率。将OIRD成像系统应用于盐溶液沉积晶体形貌分析、油水乳状液表征、以及表面活性剂液滴蒸发过程中的马兰戈尼涡流,实现了固体表面静态表征和液体体系动态过程监测,为表面成像、界面反应、多相体系演化等提供了非标记、高时空分辨的原位表征工具。 展开更多
关键词 应用光学 斜入射光反射差 快速成像 表面表征 动态过程 原位检测
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小F数光学系统宽温域无热化设计
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作者 陈硕 潘宇 +6 位作者 李泓洋 张砚冬 李博 李寒霜 顾国超 范纪泽 张旭 《中国光学(中英文)》 北大核心 2026年第1期143-150,共8页
在宽温域应用场景中,传统光学系统往往难以维持稳定的成像质量,其主要原因在于常规无热化设计方法未能充分考虑玻璃材料在高温与低温下线胀系数与折射率温度系数的差异。针对这一问题,本文提出了一种面向宽温域的无热化设计方法,通过重... 在宽温域应用场景中,传统光学系统往往难以维持稳定的成像质量,其主要原因在于常规无热化设计方法未能充分考虑玻璃材料在高温与低温下线胀系数与折射率温度系数的差异。针对这一问题,本文提出了一种面向宽温域的无热化设计方法,通过重建热像差建模过程,准确表征热像差随温度变化的非线性响应,进而筛选出在宽温域内综合热光焦度最小的玻璃材料组合,并结合镜筒材料热膨胀特性,有效抑制系统焦点漂移。设计验证中,构建了一套焦距为100 mm、F数为2.2、视场角为7°的光学系统。结果表明,在-30℃至270℃的温度范围内,该系统始终保持优异的成像性能:在全视场和全温度条件下,MTF(@56 lp/mm)均大于0.5,弥散斑直径小于9μm,且90%以上的能量聚焦在直径18μm的包围圆内。上述结果充分验证了所提方法的有效性,为宽温域光学系统的无热化设计提供了有力支撑。同时,该方法具备良好的工程适应性,在复杂环境下的成像系统设计中展现出广阔的应用前景。 展开更多
关键词 宽温度范围 光学系统设计 热像差补偿 无热化 可见光范围
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全海深原位微生物多级过滤取样装置设计与原位试验
15
作者 周朋 陈家旺 +2 位作者 何巍涛 柳帅 王豪 《工程科学与技术》 北大核心 2026年第1期245-252,共8页
针对深渊微生物采样中样本易污染、RNA易降解以及采样装置工作深度受限等关键问题,本文设计并研制一套具备原位过滤和即时固定功能的全海深微生物多级过滤取样装置。该装置采用串联式多级过滤结构,通过孔径分别为3.0、0.2和0.1μm的微... 针对深渊微生物采样中样本易污染、RNA易降解以及采样装置工作深度受限等关键问题,本文设计并研制一套具备原位过滤和即时固定功能的全海深微生物多级过滤取样装置。该装置采用串联式多级过滤结构,通过孔径分别为3.0、0.2和0.1μm的微孔滤膜实现微生物初步筛分,并利用自主研发的深渊柱塞泵作为动力源。为实现无污染取样,引入压力自平衡机构补偿深海压力引起的液体体积压缩,经计算确定体积补偿器容积需大于装置内液体总体积的13.42%。此外,装置集成动物组织RNA稳定保存液(RNAlater)自动注射系统,可在过滤结束后立即进行原位固定,有效防止因回收过程温差导致的RNA降解。实验室高压环境测试表明,充油电机在0~120 MPa压力范围内电流与环境压力呈线性关系,验证动力系统的稳定性。该装置在马里亚纳海沟10931、10925 m深度成功实施多次万米级海试,累计海底作业超过15 h,并获取高品质的深渊微生物滤膜样品。试验结果表明,该装置具备全海深环境下的稳定作业能力,通过原位富集与即时固定技术显著提升了样本质量,为深渊微生物基因库的建立及应用潜力研究提供了可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 全海深 多级过滤 微生物 原位取样 马里亚纳海沟
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基于跨尺度特征融合的内窥镜图像增强算法
16
作者 刘旭阳 蔡芸 蒋林 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期34-40,共7页
临床医学的内窥镜图像由于在成像过程中存在补充光源不均匀和人体组织粘液反光的问题,出现大量曝光过度等图像质量较低的现象。现有基于深度学习的图像增强算法由于仅采用固定尺寸的特征融合方式,导致特征提取能力较低、增强效果较差。... 临床医学的内窥镜图像由于在成像过程中存在补充光源不均匀和人体组织粘液反光的问题,出现大量曝光过度等图像质量较低的现象。现有基于深度学习的图像增强算法由于仅采用固定尺寸的特征融合方式,导致特征提取能力较低、增强效果较差。为改善这一问题,文中构建了基于跨尺度特征融合的内窥镜图像增强算法,通过构建CM卷积模块实现高性能特征提取,同时采用SPPF金字塔池化模块实现对特征图不同尺度的池化操作,并且在网络不同尺度的网络层之间引入跨尺度特征融合(CFF)模块,实现多尺度特征融合和上下文信息传播,从而大幅提高图像细节捕捉能力和图像质量。实验结果表明,文中算法在PSNR、SSIM指标均高于现有算法,其中PSNR指标提高了9.9%,SSIM指标提高了15.4%,可以实现高质量内窥镜图像增强任务。 展开更多
关键词 内窥镜图像 深度特征融合 CFF 曝光异常 图像增强算法 金字塔池化模块
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基于DDPG动态补偿的压机位置伺服控制
17
作者 朱婷婷 储昭碧 +1 位作者 武睿芃 李龙龙 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第3期165-173,共9页
在芯片封装过程中,传统PID控制应用于伺服压机控制器时,虽能达成基础稳定控制,但存在参数整定依赖经验、动态适应性不足的问题,难以处理伺服压机封装过程中的非线性、参数变化等复杂状况。为使伺服压机适应实际应用环境,提高位置跟踪精... 在芯片封装过程中,传统PID控制应用于伺服压机控制器时,虽能达成基础稳定控制,但存在参数整定依赖经验、动态适应性不足的问题,难以处理伺服压机封装过程中的非线性、参数变化等复杂状况。为使伺服压机适应实际应用环境,提高位置跟踪精度,实现精确控制,创新性地将深度强化学习引入伺服压机控制模型,采用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法,并构建自适应动态补偿机制实现参数优化。仿真试验结果表明,与传统PID控制相比,所构建的基于DDPG的动态补偿控制策略在标称情况、大摩擦工况、宽齿隙工况与带有随机扰动的工况下的误差范围分别降低了91.70%、94.09%、85.38%以及87.57%,显著提高系统模型的跟踪性能与较强的抗干扰能力。仿真试验结果充分验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 伺服压机 深度强化学习 DDPG算法 自适应控制 动态补偿 位置跟踪
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四向穿梭车双提升机仓储系统出库任务调度优化研究
18
作者 许丽丽 谢星韡 +2 位作者 彭文明 鲁建厦 许愉航 《机电工程》 北大核心 2026年第1期117-127,共11页
为了解决多提升机对四向穿梭车仓储系统出库效率影响问题,对系统的任务调度问题进行了研究。首先,考虑了双提升机和四向穿梭车在缓存区的作业特点和作业完成时间,以总出库作业时间最短为目标,建立了四向穿梭车双提升机仓储系统出库任务... 为了解决多提升机对四向穿梭车仓储系统出库效率影响问题,对系统的任务调度问题进行了研究。首先,考虑了双提升机和四向穿梭车在缓存区的作业特点和作业完成时间,以总出库作业时间最短为目标,建立了四向穿梭车双提升机仓储系统出库任务调度模型,针对该模型,分别求解了四向穿梭车和提升机的作业时间,结合系统作业方式获得了总的出库作业时间;然后,为避免陷入局部最优,结合变邻域搜索和遗传算法的思想设计变邻域搜索遗传算法(VNSGA),对模型进行了优化求解;最后,分析了种群数量及交叉、变异、逆转、插入概率对算法的影响,获得了最优的参数组合,并在不同规模的任务场景中对该组合进行了验证。研究结果表明:在该参数组合下,针对系统调度优化问题,由四种算法的比较结果可知,VNSGA在优化效果和结果稳定性上均优于其他算法,在实验中其优化效果最高可优于其他算法6.9%;能获得稳定和近似最优解,并得到系统作业的合理出库调度方案,验证了算法和模型的有效性。该研究可为四向穿梭车仓储系统调度问题的深入研究奠定基础,从而有效提升系统的整体作业效率。 展开更多
关键词 调度优化问题 四向穿梭车双提升机仓储系统 任务分配及排序 出库任务调度模型 变邻域搜索遗传算法 模型优化求解
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可倾转双旋翼飞行系统起降控制器设计
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作者 王天奇 于海 《光学精密工程》 北大核心 2026年第4期599-610,共12页
为了改进可倾转双旋翼飞行器起降的控制策略,设计了飞控系统中的起降控制器及其飞行验证实验。首先根据飞行器的非线性动力学方程,研究广义力和姿态耦合的非线性因素对起降控制器稳定性的作用,并将带有广义力和姿态乘积项的耦合状态方... 为了改进可倾转双旋翼飞行器起降的控制策略,设计了飞控系统中的起降控制器及其飞行验证实验。首先根据飞行器的非线性动力学方程,研究广义力和姿态耦合的非线性因素对起降控制器稳定性的作用,并将带有广义力和姿态乘积项的耦合状态方程线性化,得到系统控制优化的反馈增益矩阵。然后,针对实际的起降过程,利用机载惯性测量单元和超声测距单元所构成的测量装置,独立地测量了飞行器的姿态、加速度和飞行高度。最后,比较了起降控制器实测飞行高度和线性化状态方程的仿真,并分析了所设计的控制器对姿态和飞行高度的作用及耦合状态方程线性化的有效性。实验结果表明:飞行高度实测平均值和仿真值相差-2 mm,最大值和仿真值相差+8 mm,实测飞行高度和仿真的变化趋势一致,所设计的起降控制器满足系统控制稳定性的要求。本文所设计的起降控制器及方法能够有效地控制飞行器起降,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 非线性系统 非线性控制器 倾转双旋翼 无人机 惯性测量单元
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磁阻驱动柔顺精密定位平台设计与测试分析
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作者 王巍 尹小恰 +1 位作者 赖磊捷 朱利民 《光学精密工程》 北大核心 2026年第4期586-598,共13页
为实现中短行程微纳米精密定位平台对高力密度与高精度控制的综合要求,设计分析了一种基于磁阻驱动器的柔顺精密定位平台,并对其进行了非线性磁滞建模和轨迹跟踪控制。首先,通过分析磁阻驱动器的等效磁路与不同气隙下的驱动力特性,结合... 为实现中短行程微纳米精密定位平台对高力密度与高精度控制的综合要求,设计分析了一种基于磁阻驱动器的柔顺精密定位平台,并对其进行了非线性磁滞建模和轨迹跟踪控制。首先,通过分析磁阻驱动器的等效磁路与不同气隙下的驱动力特性,结合柔性机构的刚度模型,确定了平台设计参数和适合平台工作的气隙大小;其次,搭建了实验平台系统,构建了包含有理函数与Prandtl-Ishlinskii逆磁滞模型的前馈补偿策略,实现了磁阻驱动器的非线性补偿。最后,利用比例-积分控制与陷波滤波器构成反馈控制方法,开展轨迹跟踪控制实验。实验结果表明:所构建的逆磁滞模型补偿和控制方法能够显著提升平台控制精度,非线性补偿后两种三角波信号的跟踪均方根误差分别降低了69.2%和63.68%,验证了本文所设计磁阻驱动柔顺精密定位平台在微纳米定位中的可行性与有效性。 展开更多
关键词 磁阻驱动器 柔性机构 磁滞 精密定位平台 轨迹跟踪控制
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