面向人机交互的数字孪生系统工业安全控制体系与关键技术

面向人机交互的数字孪生系统工业安全控制体系与技术是系统应用实施的重要支撑,为了突破数字孪生系统中人机交互的安全控制机制和若干关键技术,在分析面向人机交互的数字孪生系统特征的基础上,建立了面向人机交互的数字孪生系统工业安全与控制体系架构,提出数字孪生系统工业安全与控制机制,研究了系统工业安全与控制关键技术,包括人机远程安全操控技术、人机协作作业安全控制技术、模型/数据安全技术、系统态势感知与监测预警技术。通过智能设备远程人机交互与安全操控原型系统和汽车焊接装配工作站人机协作安全控制案例,初步实现了部分关键技术。     

基于数字孪生的产品设计过程和工作量预测方法

为解决由于实际产品设计过程和理想的仿真过程状态不一致而导致的产品设计复杂性预测不准确的问题,研究了基于数字孪生的产品设计过程及其工作量预测方法.构建了产品设计数字孪生系统五维结构模型.详细定义了虚拟空间的产品设计数字孪生模型,包括功能数字孪生模型、设计师数字孪生模型和设计活动数字孪生模型.从知识的角度出发,提出了产品设...     

聚结板式餐饮废水油水分离器的设计与试验研究

为提高油水分离效率,通过分析油水强化分离理论,提出将"浅池"强化、"聚结"强化相结合的方案,研制出一种新型聚结板式油水分离器,并进行油水分离试验,在处理水量为0.3m3/h、静置时间为0.5h的试验条件下,结果表明:在不含任何内置构件、仅加入下孔箱式入口构件及仅加入折型板三个单因素试验变量下,平均除油效率分别为87.34%,91.76%和91.28%。通过正交试验对折形聚结板构件进行参数优化,试验显示在折形板间距为60mm、角度为0°时,平均除油效率最高,达95%。     

基于CFD-DPM的大规模颗粒-流体系统数值仿真与分析

大规模复杂颗粒-流体系统主要运行参数与多物理场形态的关联机制不清晰,试验研究方法难以对这些运行参数和质量特性之间的耦合关系进行精准描述。为了探究大型立磨运行过程中多物理场耦合工作机理,通过构建粗粒非解析CFD-DPM耦合模型进行数值模拟,分析主要运行参数对立磨流场、颗粒分级、粒度分布以及成品质量的影响,模拟结果与实际工况运行结果吻合度较好,验证了所建数值计算模型能够有效地模拟出大规模颗粒-流体系统的动态选粉过程。结果表明,系统风量与选粉机转速直接影响着立磨离心分级的切割粒径与成品细度,当其它参数不变,随着系统风量增大切割粒径值变大、成品比表面积越小;当只改变选粉装置转速,切割粒径随着转速增大而减小、成品比表面积越大。     

不平衡样本下基于生成式对抗网络的风机叶片开裂状态识别

针对风机叶片开裂状态样本少、识别率低的问题，提出基于生成式对抗网络(GAN)的开裂状态样本增强方法来提高识别率。以经验风险分类模型为对象，从理论角度对不平衡样本问题进行深入分析，设计了满足开裂样本生成与判别的GAN网络模型，引入批量归一化保障特征服从标准正态分布，加速网络训练过程收敛。以神经网络为分类器，以F1值、Recall、Precision为度量指标，在36个UCI基准数据集上对所提方法进行测试，结果表明增强后的结果更好。真实实验表明，以逻辑回归及神经网络为分类器，相比原始不平衡样本，增强后的结果分别提升13.88%,8.20%。与SMOTE算法对比，以上两种分类器的分类准确率分别提高74%和11%;与ADASYN算法对比，分类准确率分别提高19%和23%。     

部分断面TBM推进机构的设计及刚度性能分析

针对部分断面掘进机串联支撑机构刚度弱、异形TBM断面适应性差、开挖盲区难以处理等问题，设计了基于6-SPS并联机构的部分断面TBM推进机构，提出了考虑平台局部柔性的刚度预估模型建立方法。首先，初选地质条件，根据总推力预测模型确定推进反力、设计推进机构，在逆向运动学的基础上，采用直角坐标边界搜索法计算机构的位置工作空间；然后，通过推导支链与平台的微小位移映射，考虑支链柔性，将动平台重力视为外载荷，使用有限元软件识别平台与支链接触处的柔度系数，建立了推进机构半解析静刚度模型，借助有限元软件验证了模型的准确性；最后，对比分析了平台局部柔性对刚度性能的影响。结果表明，考虑平台局部柔性的刚度模型更精确。研究为部分断面TBM推进机构的设计及样机研制提供了理论基础。