基于声信号的VMD结合PSO-SVM车轮磨耗识别方法研究

1

作者 冯前前 刘兴起 +4 位作者 李鹏震 许海荣 韩春刚 石邹亮 刘运航 《机械》 2025年第6期31-39,共9页

针对高速列车运营维护中的车轮多边形在线监测与磨耗识别问题,提出一种基于声信号的变分经验模态分解(VMD)结合粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)车轮磨耗识别方法。首先,对静态时车轮多边形磨耗水平进行测试,并采集高速列车平稳运行时车... 针对高速列车运营维护中的车轮多边形在线监测与磨耗识别问题,提出一种基于声信号的变分经验模态分解(VMD)结合粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)车轮磨耗识别方法。首先,对静态时车轮多边形磨耗水平进行测试,并采集高速列车平稳运行时车内噪声数据。其次,分析车内噪声与车轮多边形磨耗幅值的数据规律,将车内噪声与车轮多边形的关系进行映射。随后,应用PSO算法搜寻VMD最优分解参数,结合带通滤波滤除冗余的噪声频段,提取时域和频域特征指标。最后,应用PSO算法优化SVM最优模型参数组合,实现将VMD算法的信号分解能力和支持向量机识别能力的有效结合。实验验证结果表明,基于声信号的VMD结合PSO-SVM车轮磨耗识别方法能有效根据车内噪声信号识别转向架车轮最大磨耗幅值,为动车车轮镟修提供指导和帮助。 展开更多

关键词 车轮多边形 支持向量机 粒子群算法 变分经验模态分解

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基于轴箱垂向振动加速度的地铁车轮失圆状态诊断方法 被引量：5

2

作者 梁红琴 姜进南 +5 位作者 陶功权 刘奇锋 卢纯 温泽峰 张楷 肖乾 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期431-443,共13页

首先,建立卷积神经网络、深度置信网络、支持向量机和以一维卷积神经网络全连接层特征为输入的支持向量机模型(1DCNN-SVM),对比上述模型在地铁车轮失圆状态分类识别上的效果;其次,利用代理模型构建轴箱垂向加速度均方根与车速和多边形... 首先,建立卷积神经网络、深度置信网络、支持向量机和以一维卷积神经网络全连接层特征为输入的支持向量机模型(1DCNN-SVM),对比上述模型在地铁车轮失圆状态分类识别上的效果;其次,利用代理模型构建轴箱垂向加速度均方根与车速和多边形磨耗幅值之间的映射关系;最后,通过智能优化算法逆向求解幅值,对比不同代理模型和智能优化算法在多边形磨耗幅值识别上的适用性。研究结果表明:1DCNN-SVM模型在正常、低阶多边形、高阶多边形、随机非圆车轮4类典型的车轮不圆度状态分类识别中取得99.82%的准确性,相比另外3种分类方法,其泛化性能和强化学习能力都具有明显的优势。在车轮多边形磨耗幅值识别方面,基于克里金模型(KSM)和粒子群算法(PSO)的波深识别模型具有更好的预测稳定性和时效性。 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 卷积神经网络 支持向量机 代理模型 智能优化算法

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基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法

3

作者 李拓 张清福 +6 位作者 潘翀 陈爽 申俊琦 王宏伟 李晓辉 黄湛 王晋军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期68-75,I0002,共9页

粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要... 粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要采用更大的查询窗口以降低测量的不确定度,但会带来空间分辨率低的实际问题。而粒子追踪测速法(particle tracking velocimetry,PTV)追踪单个示踪粒子的跨帧位移,具有比PIV更高的空间分辨率,但难以适用于粒子浓度高的稠密区。针对PIV、PTV各自的优点,本文发展了一种基于粒子图像分割的混合PIV-PTV测速技术。首先定义了基于维诺多边形的粒子局部浓度量度,用以计算示踪粒子在粒子图像上的局部浓度场;其次通过设定的浓度阈值对粒子进行二分类,使用基于高斯核函数的支持向量机寻找出最优的分类边界,从而实现对粒子图像的粒子稀疏区和稠密区的划分;最后对两个区域分别使用PIV和PTV进行速度场计算,并合并为完整的速度场输出。仿真结果表明,上述方法可实现对粒子图像中的示踪粒子稀疏区和稠密区的自动划分,有效提高速度场测量的空间分辨率。将该方法应用在马赫数Ma=6的湍流边界层近壁测量中,可有效解决高速条件下粒子因强剪切难以进入边界层近壁区的问题,显著提高对近壁流动的解析能力。 展开更多

关键词 粒子图像测速 混合PIV-PTV 粒子图像分割 支持向量机 维诺多边形

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基于模型预测控制的双足高效行走系统

4

作者 严海鑫 李国承 +1 位作者 上官倩芡 安康 《上海师范大学学报（自然科学版中英文）》 2024年第3期308-314,共7页

提出基于模型预测的双足高效行走系统.首先,利用最优能效算法对双足行进中的最优步态进行分析,包括行进步长和步速,并以此生成参考轨迹;然后,通过模型预测控制的思路对机器人的最优能效步态进行跟踪控制;最后,结合机器人逆运动学构建高... 提出基于模型预测的双足高效行走系统.首先,利用最优能效算法对双足行进中的最优步态进行分析,包括行进步长和步速,并以此生成参考轨迹;然后,通过模型预测控制的思路对机器人的最优能效步态进行跟踪控制;最后,结合机器人逆运动学构建高效稳定的双足行走系统.通过仿真实验验证了该系统可以有效跟踪、生成高效的行走步态,探寻了双足机器人动态行走的新思路. 展开更多

关键词 模型预测控制 线性倒立摆 高效行走步态 零力矩点(ZMP) 支撑多边形

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广义多边形凸包弹性线递支模拟算法 被引量：1

5

作者 崔钰萍 李子涵 郑国磊 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期216-223,共8页

针对诸多领域涉及的平面弯曲图形的凸包计算,提出弹性线递支模拟算法用于计算简单闭广义多边形的弹性包络线。所提算法基于物理模型,通过判断各支点是否受力平衡来判别其是否为弹性包络线上的平衡支点,并据此分别进行前进、回弹和跳跃... 针对诸多领域涉及的平面弯曲图形的凸包计算,提出弹性线递支模拟算法用于计算简单闭广义多边形的弹性包络线。所提算法基于物理模型,通过判断各支点是否受力平衡来判别其是否为弹性包络线上的平衡支点,并据此分别进行前进、回弹和跳跃等操作,直至计算出所有平衡支点进而求出其弹性包络线。3种典型的简单闭广义多边形的对比测算表明:所提算法可实时稳健地求解平面任意简单闭广义多边形的弹性包络线,具有高效性和普遍适用性。 展开更多

关键词 广义多边形 曲边形 凸包 弹性包络线 支撑线

原文传递

基于零力矩点理论的腿式着陆器着陆稳定性研究 被引量：17

6

作者 罗昌杰 邓宗全 +1 位作者 刘荣强 王闯 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期38-45,共8页

为得出腿式着陆器着陆稳定性判据及提高其着陆稳定性的方法,给出腿式着陆器的结构原理,结合腿式着陆器的结构特点,基于零力矩点(Zero moment point,ZMP)理论研究腿式着陆器着陆过程的稳定性及其相关理论,给出基于ZMP的腿式着陆器着陆稳... 为得出腿式着陆器着陆稳定性判据及提高其着陆稳定性的方法,给出腿式着陆器的结构原理,结合腿式着陆器的结构特点,基于零力矩点(Zero moment point,ZMP)理论研究腿式着陆器着陆过程的稳定性及其相关理论,给出基于ZMP的腿式着陆器着陆稳定性分析流程,为腿式着陆器着陆稳定性研究提供参考。为验证所提出基于零力矩点理论的腿式着陆器着陆稳定性研究方法的正确性,以哈尔滨工业大学研制的四腿桁架式月球着陆器样机为例,结合所提出的腿式着陆器着陆稳定性研究方法,给出四腿桁架式月球着陆器样机的支撑多边形与ZMP的关系图,并得到了该样机在着陆过程中的ZMP及支撑多边形的计算公式,最后给出通过判断着陆器的ZMP是否位于其支撑多边形内部来判断腿式着陆器是否稳定的方法。 展开更多

关键词 着陆器 稳定性 支撑多边形 零力矩点 判据

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带有孔洞的多边形的布尔运算 被引量：12

7

作者 刘红军 王从军 黄树槐 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期18-20,共3页

鉴于FDM /SLA快速成形中实现支撑自动生成的关键是实现复杂轮廓层之间的布尔运算 ,提出将复杂的轮廓层之间的布尔运算分解成带有孔洞的多边形之间的布尔运算 .提出了一种基于线段和带有孔洞的多边形之间关系的布尔运算算法 。

关键词 快速成形 多边形 布尔运算 支撑

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求两个不相交凸多边形公共支撑线的改进算法 被引量：1

8

作者 傅清祥 王晓东 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1990年第4期6-11,共6页

本文提出了一个求两个不相交凸多边形公共支撑线的算法，证明了它的正确性，表明它 改进了文［１］中提出的相应算法．

关键词 算法 凸多边形 计算几何 支撑线

原文传递

一种轮廓曲线的多边形近似算法 被引量：10

9

作者 张志刚 周明全 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2006年第3期577-578,604,共3页

首先基于相邻像素间的欧氏距离计算出轮廓曲线上每一点的支持区域及支持半径,用线性插值得到支持区域的端点;然后求得支持区域的质心,以曲线上的点和其相应的支持区域质心之间的距离作为特征响应筛选出候选特征点;最后将具有局部极大特... 首先基于相邻像素间的欧氏距离计算出轮廓曲线上每一点的支持区域及支持半径,用线性插值得到支持区域的端点;然后求得支持区域的质心,以曲线上的点和其相应的支持区域质心之间的距离作为特征响应筛选出候选特征点;最后将具有局部极大特征强度的点作为多边形的顶点。实验表明这种方法能降低曲线数字化所带来的影响,对旋转也具有较高的不变性。 展开更多

关键词 多边形近似 特征点检测 支持区域

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求平面内两互不相交的凸多边形的内公切线的最优算法 被引量：4

10

作者 覃中平 张焕国 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第11期851-857,共7页

设P与Q为平面内两个互不相交的分别具有m与n个顶点的凸多边形,它们的顶点用直角坐标描述并且沿其边界按顺时针方向依次列出.本文给出求P与Q的内公切线(或称斜支撑线)的时间复杂度为O(logm+logn)的最优算法,从而突破了李辉关于解决同一... 设P与Q为平面内两个互不相交的分别具有m与n个顶点的凸多边形,它们的顶点用直角坐标描述并且沿其边界按顺时针方向依次列出.本文给出求P与Q的内公切线(或称斜支撑线)的时间复杂度为O(logm+logn)的最优算法,从而突破了李辉关于解决同一问题的时间复杂度为O(m+n)的算法是最优的论断. 展开更多

关键词 凸多边形 内公切线 计算几何 算法

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统一确定两凸多边形支撑线的快速算法

11

作者 刘金义 程小茁 《工程图学学报》 CSCD 2000年第2期52-58,共7页

设P与Q为平面上两个互不相交的凸多边形，则在P与Q之间必存在两条正支撑线和两条科支撑线，确定它们就可以确定P与Q的凸壳和P与Q的全部可移动方向，这在机器人学、几何布局及VLSI设计等领域具有重要实用意义。本文给出统一确定这些支撑... 设P与Q为平面上两个互不相交的凸多边形，则在P与Q之间必存在两条正支撑线和两条科支撑线，确定它们就可以确定P与Q的凸壳和P与Q的全部可移动方向，这在机器人学、几何布局及VLSI设计等领域具有重要实用意义。本文给出统一确定这些支撑线的快速算法，其时间复杂度为O（logm·logn），其中m与n分别为P与Q的顶点数。 展开更多

关键词 凸多边形 支撑线 凸壳 可移动方向 快速算法

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在MIMD－CREW模型上确定凸多边形可碰撞区域的并行算法

12

作者 崔国华 李庆华 高燕 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1994年第6期5-9,共5页

设Ｐ和Ｑ是平面内任意两个互不相交的凸多边形，目前确定Ｐ与Ｑ的可碰撞区域的最佳串行算法时间复杂度为Ｏ（ｎ＋ｍ），其中ｎ和ｍ分别为凸多边形Ｐ和Ｑ的顶点个数．在该算法的基础上构造了一个易于并行化的求支撑点的串行算法，进而给... 设Ｐ和Ｑ是平面内任意两个互不相交的凸多边形，目前确定Ｐ与Ｑ的可碰撞区域的最佳串行算法时间复杂度为Ｏ（ｎ＋ｍ），其中ｎ和ｍ分别为凸多边形Ｐ和Ｑ的顶点个数．在该算法的基础上构造了一个易于并行化的求支撑点的串行算法，进而给出了在ＭＩＭＤ－ＣＲＥＷ模型上确定可碰撞区域的并行算法，其时间复杂度为Ｏ（（Ｓ＋ｌｏｇ＿２（ｎ＋ｍ））ｌｏｇ＿２（ｎ＋ｍ）／ｌｏｇ＿２Ｓ）。 展开更多

关键词 并行算法 凸多边形 可碰撞性

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正多边形气柜壳体的壁板简化分析方法研究 被引量：1

13

作者 贾冬云 曹平周 姜德进 《结构工程师》 2010年第2期83-88,共6页

建设大型储气柜是冶金行业向大型化发展的需求。我国虽已建造了一些的正多边形气柜,但理论研究不足,尚无专用设计规程。为了提供气柜壳体在储气压力作用下的实用设计公式,根据正多边形气柜壳体的壁板的构造形式和储气压力下的受力特征,... 建设大型储气柜是冶金行业向大型化发展的需求。我国虽已建造了一些的正多边形气柜,但理论研究不足,尚无专用设计规程。为了提供气柜壳体在储气压力作用下的实用设计公式,根据正多边形气柜壳体的壁板的构造形式和储气压力下的受力特征,先考虑了两种不同壁板支座的简化形式:两端固接(2F)和一端固接一端转动弹簧支座(1F1R),然后引入狭长板条假定,按无限长薄板大挠度弯曲理论分析壁板,推导出壁板的变形和内力公式。分析了不同支座简化形式对计算精度的影响,以视角焊缝连接为铰接的转动弹簧支座为简化计算模型所得公式的计算值与有限元ABAQUS值和实测值吻合较好,验证了该分析方法的可行性和公式的可靠性。所应用的理论、计算模型和所推导的公式可为气柜壳体设计和相关规程的制定提供参考。 展开更多

关键词 薄壁结构 正多边形气柜 转动弹簧支座 狭长板条 大挠度弯曲理论

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Reuleaux多边形的支撑函数和p-非对称度（英文）

14

作者 国起 《苏州科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第2期1-5,31,共6页

给出了Reuleaux多边形支撑函数的一个内积形式的具体表达式和其p-非对称度的一个Riemann积分形式的计算公式。这些结果的表现形式简单初等,但文中采用的计算支撑函数的方法具有启发性。

关键词 Reuleaux多边形 支撑函数 p-非对称度

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基于多边形支持域的无单元Galerkin方法研究 被引量：2

15

作者 张金凤 王晓东 +1 位作者 欧阳洁 冯昭 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期348-358,共11页

本文针对传统无单元Galerkin方法不能直接施加本质边界条件的缺点,提出了基于多边形支持域的无单元Galerkin方法.该方法将计算点的支持域由矩形或圆形扩展为多边形,使得移动最小二乘形函数满足Kronecker函数性质,进而使无单元Galerkin... 本文针对传统无单元Galerkin方法不能直接施加本质边界条件的缺点,提出了基于多边形支持域的无单元Galerkin方法.该方法将计算点的支持域由矩形或圆形扩展为多边形,使得移动最小二乘形函数满足Kronecker函数性质,进而使无单元Galerkin方法可以直接施加本质边界条件.此外,该方法将积分背景网格与多边形支持域关联,可以避免重复的节点搜索,提高了无单元Galerkin方法的计算效率.数值结果表明,基于多边形支持域的无单元Galerkin方法不但具有较高的计算效率,且与稳定化方案耦合,可以成功克服对流占优引起的数值不稳定问题. 展开更多

关键词 多边形支持域 无单元方法 本质边界条件 GALERKIN方法

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线性支持向量机多类分类器几何构造方法 被引量：2

16

作者 唐英 李应珍 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第4期152-154,共3页

针对支持向量机多类分类问题,根据样本点集凸包找寻模式类间隙,通过提取模式类间隙多边形中轴线构造多类分类边界。当基本支持向量机扩展为多类分类问题时,该方法克服了OAO和OAA等传统方法存在的决策盲区和类别不平衡等缺陷。基于仿真... 针对支持向量机多类分类问题,根据样本点集凸包找寻模式类间隙,通过提取模式类间隙多边形中轴线构造多类分类边界。当基本支持向量机扩展为多类分类问题时,该方法克服了OAO和OAA等传统方法存在的决策盲区和类别不平衡等缺陷。基于仿真数据集的实验结果表明,构造的分类边界在保证分类精度的同时,能够使分类空隙最大化,实现对线性可分多类数据的最优分类。 展开更多

关键词 支持向量机 最优分类线 点集凸包 DELAUNAY三角剖分 多边形中轴线 多类分类

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基于岩体三维裂隙网络模型的随机块体稳定分析 被引量：7

17

作者 李明超 张野 周四宝 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期331-338,共8页

利用蒙特卡洛模拟方法和三维地质建模技术建立多边形离散裂隙网络与工程岩体的耦合模型,并对随机块体进行了识别分析,提出了一种新的随机岩石块体支护分析方法.根据空间坐标和地质属性对耦合模型进行分区,统计各个区域内块体的埋深、体... 利用蒙特卡洛模拟方法和三维地质建模技术建立多边形离散裂隙网络与工程岩体的耦合模型,并对随机块体进行了识别分析,提出了一种新的随机岩石块体支护分析方法.根据空间坐标和地质属性对耦合模型进行分区,统计各个区域内块体的埋深、体积和密集度,研究随机块体的空间分布规律;在自重和地震两种情况下分别计算各区域的块体失稳概率和支护强度.通过以上参数的计算和分析,为锚杆间距、长度和锚杆支护力提供参数化指导,同时也可对支护方案进行检验.最后将该方法应用于某取水隧洞岩体支护分析中. 展开更多

关键词 岩体结构 三维地质模型 多边形离散裂隙网络 随机块体 稳定性分析 块体支护

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基于支撑多边形的四足步行机动平台静步态分析 被引量：1

18

作者 谭永营 王睿 《农业装备与车辆工程》 2015年第6期20-24,共5页

静步态是步行机动平台的基本步态,静步态研究是进行其它步态研究的基础。阐述了静步态的参数和步态稳定性的影响因素。基于足底支撑多边形,分析了间歇静步态不同迈腿顺序下重心的最小调整次数,选择了一种适用于复杂环境行走的间歇静步... 静步态是步行机动平台的基本步态,静步态研究是进行其它步态研究的基础。阐述了静步态的参数和步态稳定性的影响因素。基于足底支撑多边形,分析了间歇静步态不同迈腿顺序下重心的最小调整次数,选择了一种适用于复杂环境行走的间歇静步态。同时,分析了协调静步态各腿的初始位置,选择了一种适用于平坦路面的协调静步态,并计算了稳定裕度。 展开更多

关键词 四足步行 机动平台 支撑多边形 静步态 稳定性

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基于二次规划的四足机器人机身轨迹优化研究 被引量：2

19

作者 张明换 朱雅光 姬子恒 《国外电子测量技术》 北大核心 2022年第9期101-108,共8页

为使四足机器人在无地形感知运动过程中能表现出较稳定的运动性能,结合对角步态运动特点,提出了一种对角步态下零力矩点的约束方法。采用二次规划的优化方法分别在线优化出行走、对角步态下机器人稳定运动的机身轨迹。将优化出的两种步... 为使四足机器人在无地形感知运动过程中能表现出较稳定的运动性能,结合对角步态运动特点,提出了一种对角步态下零力矩点的约束方法。采用二次规划的优化方法分别在线优化出行走、对角步态下机器人稳定运动的机身轨迹。将优化出的两种步态下机身轨迹采用相同的映射关系映射到全身状态,结合规划控制框架,通过仿真验证两种步态下机器人的运动状态及轨迹跟随情况。仿真结果表明,机器人以行走步态运动时位置、速度跟踪效果及机身姿态稳定性相比对角步态较好,且两种步态下机器人都能跟随规划轨迹保持稳定运动。 展开更多

关键词 中枢模式发生器 零力矩点 支撑多边形 PD控制

原文传递

网架式天线环状支撑桁架结构连续体降阶模型研究

20

作者 吴瑞琴 祝巍 +2 位作者 张伟 陈建恩 胡文华 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期487-494,共8页

根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元,给出了变形假设条件,并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能,利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环... 根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元,给出了变形假设条件,并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能,利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环结构的弹性模量与密度之间的关系表达式,从而计算得到了两者频率比表达式,综合利用有限元和理论方法对比了等效多边形结构和对应圆环结构的低阶振型和频率。研究结果表明,当单元数目大于30后,采用连续体降阶圆环模型简化等效多边形结构对环状支撑桁架结构进行动力学分析是合理的。 展开更多

关键词 支撑桁架 连续体模型 等效多边形结构 频率比

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