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期刊信息/Journal information
制造业自动化
制造业自动化

黎晓东

半月刊

1009-0134

ma@riamb.ac.cn

010-82285780

100011

北京德胜门外教场口1号

制造业自动化/Journal Manufacturing AutomationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本杂志由北京机械工业自动化研究所主办，国家机械工业局主管，1979年创刊。主要刊载制造业自动化领域所取得的新技术、新成果、新产品、新方法以及自动化技术应用成果、科技动态与信息等。常设栏目有：专家论坛、先进制造技术、CAD/CAM/CIMS、生产自动化、自动化技术与装置、控制与检测、数控技术、工业机器人、应用技术、产业动态等。读者对象为从事制造业自动化技术工作的科技人员、管理人员、企业技工、院校师生等。
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    折纸结构软体机械臂的神经网络逆运动学建模控制策略

    李天恒陶健董二宝
    1-6页
    查看更多>>摘要：针对软体机器人逆运动学求解不精确导致运动控制精度差的问题,提出一种基于多层感知器(MLP)神经网络学习的折纸结构软体机械臂逆运动学求解方法,从而使得软体机械臂在无末端定位引导情况下的运动能够遵循期望路径.通过搭建实验平台,选取了固定点和随机点最佳混合比例的数据集进行训练,同时在工作曲面上进行轨迹验证实验.实验结果表明,通过MLP无模型方法对折纸结构软体机械臂建模,软体机械臂以4.28 mm的平均距离误差(和机械臂原长相比相对距离误差2.17%)追踪期望路径.

    软体机器人折纸结构神经网络运动控制

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    基于改进Preisach迟滞构架的工业机器人柔性关节深度神经网络迟滞建模研究

    党选举芮华
    7-14页
    查看更多>>摘要：针对工业机器人柔性关节所具有非对称、速率相关及强非线性的复杂迟滞特性问题,改进Preisach模型,提出一种描述复杂迟滞特性的深度神经网络迟滞模型.从模型内部迟滞算子和外部网络结构两个角度改进Preisach模型,描述柔性关节的复杂迟滞特性:1)设计一个非对称非线性迟滞函数,替换Preisach模型内部迟滞算子,描述柔性关节的非对称迟滞特性;2)在Preisach模型输出端引入惯性滤波环节,在Preisach模型输入端引入输入输出历史信息,描述柔性关节的速率相关迟滞特性.将改进的Preisach模型与实现非线性映射的全连接神经网络串联构成深度神经网络迟滞模型.通过对比实验验证了所提出的深度神经网络迟滞模型描述工业机器人柔性关节复杂迟滞特性的有效性,其具有良好的预测能力和较高的精度.

    工业机器人柔性关节复杂迟滞特性Preisach模型深度神经网络迟滞模型

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    基于有限状态机的管道自爬行机器人研制

    温舒智彭丽莎刘杨博李世松...
    15-19,214页
    查看更多>>摘要：管道运输是长距离能源运输的重要手段,而管道内检测机器人在管道检测与维护中扮演重要的角色.针对现有管道内检测机器人存在的管道适应能力不足、难以爬升立管等问题,研制了一款可爬立管的管道内自爬行机器人,机械方面,传动齿轮箱与变径机构配合提高了机器人的通过能力.系统硬件方面,多种传感器配合提高了机器人的管道环境感知能力,在此基础上,基于有限状态机理论,提出了机器人管道内自主行进控制方法,机器人物理样机的实验表明:该机器人能够识别并通过长距离油气管道中各种不同的管道结构,对立管有较好的爬升能力,搭载检测设备能够高效的完成管道内检测任务.

    管道内自爬行机器人变径结构有限状态机立管爬行

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    一种采用多阶段模型预测控制器的机器人自主焊件摆放技术

    杨民强
    20-26页
    查看更多>>摘要：为解决焊接机器人的自主焊件摆放问题,结合图像视觉伺服控制和位置视觉伺服控制,提出了一种基于多阶段模型预测控制器的设计方法.将焊件自主摆放流程分为三个阶段:焊件抓取、焊件转移、焊件置放,多阶段控制器根据摆放流程的需求,结合图像视觉伺服模型和位置视觉伺服模型的特性以及模型预测控制器的约束处理能力,赋予自主摆放系统焊件视野保持、地面碰撞避免、运行平稳和远离奇异构型的能力.实验结果表明:基于多阶段视觉伺服控制的机器人自主焊件摆放技术,其控制精度高,安全保护方式有效,能够进一步提升实际焊接作业的无人化程度.

    机器人焊件摆放视觉伺服模型预测控制

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    采用MTF和2DWDCNN的轴承故障诊断方法

    荀志文缪小冬虞浒平凡...
    27-32,82页
    查看更多>>摘要：针对故障信号二维重构结合卷积神经网络的故障诊断方法中卷积操作对时序特征提取能力不足的问题,采用马尔科夫变迁场(MTF)与改进宽卷积神经网络(WDCNN),实现一种MTF-2DWDCNN故障诊断方法.首先将原始振动信号通过MTF编码得到具有时序特征的二维图像,其次利用二维卷积算子结合首层宽卷积的短时特征提取能力建立2DWDCNN网络模型,之后将二维图像输入到2DWDCNN中完成自适应特征的提取以实现轴承不同故障的分类,最后通过西安交通大学轴承数据集(XJTU-SY)和南京工业大学转盘轴承数据集对所提算法进行有效性和泛化性验证,同时与传统故障诊断算法以及二维重构诊断算法进行比较.结果表明:相较于其他故障诊断方法,此方法在不同故障数据下均达到98%以上的诊断精度,具有良好的诊断性能.

    故障诊断轴承马尔科夫变迁场卷积神经网络

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    一种采用SVD-Reformer的高精度滚动轴承故障诊断方法

    郑直李显泽张华钦王志军...
    33-41,126页
    查看更多>>摘要：引入Reformer对滚动轴承进行故障诊断时,存在精度和效率都很低的问题.针对上述问题,引入了奇异值分解(SVD)方法和全连接层网络对Reformer进行了改进处理,提出了一种高精度和高效率的SRFC新方法.首先,利用SVD对所输入长序列信号数据压缩成不同的小数据段,并进行消噪处理;其次,利用并行的Reformer对上述小数据段进行细节故障特征提取;再次,利用全连接层网络调整上述特征信息大小,并将其融合为一体;最后,将上述特征信息作为输入,利用另一种全连接层网络实现故障诊断.经过实测滚动轴承故障信号分析可知,所提SRFC新方法的精度高达96%,比原算法Reformer提高了12.94%,与Transformer相当;所提SRFC新方法的运行时间低至6.36 s,分别比原算法Reformer和Transformer降低了95.73%和96.93%.因此,所提SRFC新方法在精度和效率方面具有优越性.

    滚动轴承Reformer奇异值分解全连接层网络

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    线束卡箍位置一致性视觉检测方法

    黄燃东周佳钟学敏唐健钧...
    42-49页
    查看更多>>摘要：在飞机总装过程中,线束卡箍位置一致性对装配质量至关重要.检测该一致性的常用方法是精度低和效率低的人工目视检测.鉴于此,提出一种线束卡箍位置一致性视觉检测方法.基于SIFT对模板图像与测试图像进行图像匹配及透视变换,并裁减二者的公共区域.引入实例分割模型BlendMask检测卡箍分割图,利用卷积神经网络提取特征,并使用特征金字塔网络融合特征,通过直接回归检测卡箍矩形框,提取矩形框对应的高层特征和底层特征并融合输出卡箍分割图.对模板分割图和测试分割图计算交并比矩阵,根据交并比矩阵匹配模板分割图与测试分割图,设置交并比阈值并判定线束卡箍位置一致性.BlendMask检测卡箍的AP为79.697%,AP50为98.431%,AP75为98.431%.所提方法检测时间为22.24秒.与人工目视检测相比,所提方法能够更加快速精确地检测线束卡箍位置一致性.

    线束卡箍位置一致性图像匹配实例分割直接回归

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    一种利用旋转台运动的点云多视拼接方法

    秦琴汪光宇屠子美曹龙...
    50-57页
    查看更多>>摘要：点云多视拼接在制造业领域中自动化测量方面具有重要作用.目前,点云多视拼接的技术在拼接效率和拼接精度上存在不足.提出一种新的利用旋转台运动的点云多视拼接方法.使用特征简单的圆环形校准件,校准过程更加灵活,适用性更强.在ICP配准算法运行前进行点云摆正与旋转变换,提高了算法的运行效率与精度.首先利用对旋转台旋转角度的精确控制,采集校准件全部视角的点云数据,进行分析与处理后,实现旋转台在点云空间坐标系里的位置校准.之后利用旋转台运动完成点云多视拼接,使用ICP配准算法进一步提高拼接精度.试验表明,该方法拼接时间短,效果好.

    点云多视拼接旋转台校准件

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    基于双路时频特征融合网络的电能质量扰动识别方法

    刘辉吴家猛陈思源钱晓东...
    58-68页
    查看更多>>摘要：针对噪声环境下单一及复合电能质量扰动(Power Quality Disturbance,PQD)识别的准确性和鲁棒性不足的问题,提出了一种基于双路时频特征融合网络的PQD识别模型.首先对电能质量扰动信号进行处理,通过S变换生成对应的矩阵图像,并结合周期重构矩阵图像,以此构建双路输入特征;再将两种矩阵图像特征送入轻量级网络ShuffleNet_V2进行特征提取,提取得到的特征随后被展平并拼接,形成一组特征序列,输入到多头注意力机制模块中进行深度融合;最终,通过分类层输出电能质量扰动的识别结果.实验结果表明,该模型能够有效地提取和融合时频特征,从而在复杂噪声背景下实现对PQD信号的准确识别,验证了方法的有效性.

    电能质量扰动S变换周期重构特征融合轻量级网络

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    自调节趋近算法的PMSM无位置传感器控制系统研究

    汪子涵文永蓬周贤周
    69-75页
    查看更多>>摘要：为提高永磁同步电机滑模系统性能,分别从趋近算法和滑动模态函数角度对滑模系统进行改进.从趋近算法角度对滑模控制器进行设计,在指数趋近律和幂次趋近律的基础上,引入与滑模函数相关联的双曲正切函数设计了一种自调节趋近算法,用自调节趋近算法设计自调节滑模控制器并用李雅普诺夫函数验证其稳定性;采用自适应滑模观测器实现永磁同步电机无感控制,从滑动模态函数角度对滑模观测器进行设计,采用自适应环节对滑模观测器进行优化.仿真表明:自调节滑模控制器结合自适应滑模观测器的无位置传感器控制方法具有可行性,自调节滑模控制器具有良好的动态性能和抗扰性,改进的自适应滑模观测器能有效提高反电动势观测精度,削弱抖振,减小转子位置和转速的估计误差,为永磁同步电机无位置传感器滑模控制系统优化设计提供参考.

    永磁同步电机滑模控制器趋近律滑模观测器自适应律

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