基于孤立森林算法的挤压机流数据异常检测

挤压机流数据异常检测是一个典型的多维时间序列流数据异常检测问题。在工业环境中,挤压机流数据不仅存在概念漂移问题,还存在噪声问题。为了检测出挤压机在运行中可能存在的设备状态异常,提出一种基于孤立森林算法的挤压机流数据异常检测方法。针对数据集中存在噪声无法正确反映设备状态的问题,算法抽取数据的序列特征用来表示设备在某一时间段的状态,避免了噪声数据对异常检测效果的影响。同时,在半空间孤立森林(HS-Trees)算法的基础上做进一步改进,解决原算法中存在的结果反馈延迟问题,使其能更好地适应流数据应用场景。实验显示,该算法不仅可以实时地检测出挤压机在运行中存在的状态异常,还具有较高的准确性。     

基于功率键合图的挤压机液压系统能耗特性建模及优化分析

分析了铝型材挤压机的能耗特性,明确了变量泵容积调速挤压机生产过程中的基本能量流。基于功率键合图对液压系统的能耗特性进行建模,然后推导出状态方程,采用Simulink仿真软件对其动态特性进行仿真。将仿真结果与采集到的实验数据进行对比,从而验证了模型的可靠性。仿真分析了挤压机液压系统的能耗分布特性以及工艺参数对能耗的影响。结果表明:造成变量泵容积调速挤压机效率不高的主要原因是溢流能耗损失,次要原因是变量泵效率低,可通过降低或取消泄压阀的溢流损耗或者采用其它的变流量传动方式来实现挤压机液压系统的节能降耗。在保证铝型材品质的前提下提高挤压速度,有利于降低能耗和生产成本。     

基于GSA-AGRU的挤压机能耗预测

在铝型材的生产过程中,挤压机是核心的生产机器,其能耗占铝型材生产能耗的60％以上.针对当前挤压机能耗预测精度低和预测速度慢的问题,提出基于引力搜索优化的注意力机制门控循环单位网络模型(GSA-AGRU)用于预测挤压机的能耗,首先构建注意力机制的门控循环单位网络模型(AGRU),然后加入引力搜索算法(GSA)优化该网络的权重,最后得到最优的GSA-AGRU预测模型.利用某铝型材企业的挤压机生产能耗数据进行实验,结果表明GSA-AGRU模型相比于传统的GRU、LSTM、BP和AGRU模型具有更高的预测精度和更快的预测速度.     

分流组合模挤压成形的能耗建模与分析

挤压成形是一种典型的大变形、复杂摩擦条件下的非线性高耗能成形过程,目前大多通过测量挤压力的方法推算其能耗值,由此造成了额外成本增加、设备干扰等一些问题。针对这些问题,提出了一种新颖的挤压能耗模型。以使用分流模的圆管挤压作为研究对象,首先根据挤压过程中金属流动特点,将挤压过程分为填充挤压阶段、基本挤压阶段和终了挤压阶段。然后根据各阶段的不同特点,以上限理论为基础建立能耗模型。最后以4种规格的圆棒挤压为例验证模型的准确性,同时采用实验设计(DOE)和方差分析(ANOVA)分析工艺参数对挤压能耗的影响。结果证明,所提出的模型能够有效计算圆管的挤压能耗,分析表明模具初始温度和挤压速度对挤压成形的能耗影响较为显著。     

激光诱导精密沉积铜箔实验

通过改变激光脉冲能量和激光聚焦位置,进行了激光诱导向前转移铜箔的实验,并通过超景深三维显微镜和扫描电子显微镜对基片和约束层上沉积的铜箔进行了观察,探讨了激光脉冲能量和激光聚焦位置对铜沉积效果所产生的影响,在此基础上研究了激光诱导向前转移的机理。研究结果表明,在石英玻璃基片上沉积的铜箔直径最小可达10μm,远小于激光光斑直径;在约束层上也沉积有铜箔,即同时出现了激光诱导向后转移的现象;光脉冲能量增大,石英玻璃上沉积的铜箔逐渐分散,尺寸逐渐增大,而且呈环形分布;通过调节靶材离焦点距离,可以使环形消失,并使沉积尺寸降到激光光斑尺寸以下。最后成功实现了微细阵列的激光诱导沉积。     

激光诱导空泡微孔抛光机理及实验研究

针对微孔抛光的问题,提出了一种新的抛光方法,该方法利用激光聚焦水中产生空泡,并利用激光等离子体冲击波、空泡溃灭冲击波和射流推送磨粒进行微孔抛光。通过高速摄影仪和高频动态压力传感器对激光诱导空泡机理进行了研究。利用不同激光脉冲能量、脉冲次数和脉冲频率对304不锈钢管进行抛光实验,发现随着激光脉冲能量（7~21.6mJ）和脉冲次数（0~7000）的增加,微孔表面粗糙度也随之改善;同时激光在低脉冲频率（1~10Hz）情况下,改变脉冲频率的大小对微孔的抛光效果影响不大。对微孔在不同位置的抛光效果进行了对比分析,发现孔入口1~1.5mm处的抛光效果较好,孔中和孔尾的抛光效果不佳。通过激光诱导空泡微孔抛光机理和实验研究,表明微孔抛光过程是激光等离子体冲击波、空泡溃灭冲击波和射流共同作用的过程,并得到了激光微孔抛光的一般规律。     

管道内激光诱导空化泡动力学研究

论述了一种新型的微泵原理,该微泵将激光聚焦于管道内液体介质产生空化泡,利用空化泡生长和溃灭过程中产生的流体推进速度和推进力驱动流体运动。采用Volume Of Fluid方法模拟了管道内空化泡的动力学特性,计算了不同管径对管道内空化泡动力学特性的影响。研究结果表明:管道内空化泡在生长和溃灭过程中所产生的流速可以高速推动流体运动,随着管道的管径越小,管道内空化泡的第一次脉动周期越长,空化泡越稳定;同时,管道内空化泡生长和溃灭过程中附近流体的流速也随着管径减小而呈现增大的趋势。     

基于ABC-DPC算法的玻璃窑炉能耗异常检测

针对传统的窑炉异常检测方法易受主观因素干扰且存在异常冗余报错的情况,提出一种基于人工蜂群算法的密度峰值聚类(ABC-DPC)的玻璃窑炉能耗异常检测方法。该方法针对密度峰值聚类存在人工设定参数和无法自动划分簇中心和离群点的不足,以人工蜂群算法实现了截断距离的自适应优选过程,并设立离群系数策略以实现自动划分簇中心和离群点的功能。研究了玻璃窑炉的分层能耗模型,并基于此导出能耗特征值,然后应用ABC-DPC算法实现窑炉异常能耗的聚类检测。实验结果表明,所提出算法较于经典聚类算法,检测准确率较高,而且能实时地检测窑炉的能耗异常状况。