儀器儀表學報最新期刊目錄

基于深度學習的工業軸承缺陷檢測算法研究————作者：張彪;荀榮科;許家忠;

摘要：針對現有軸承缺陷檢測算法準確率低、存在誤檢以及漏檢現象嚴重的問題,為解決這些問題,提出了一種基于YOLOv8n的軸承缺陷檢測算法(LASW-YOLOv8)。該算法在YOLOv8n的基礎上,引入了輕量化且高效的LiteShiftHead檢測頭,結合SPConv、REG和CLS模塊,提升了特征提取、目標框回歸和類別分類的效率與準確性。此外,算法還引入了自適應旋轉卷積核模塊(ARConv),增強了對多方...

基于改進遺傳算法的離散波長消色差氧化石墨烯平面透鏡逆向設計方法————作者：李雪巖;于浩文;陳玉璽;

摘要：納米光學成像技術是現代光學成像系統和光學測量系統的主要手段之一,但是傳統寬波段消色差超透鏡隨著工作波長數量的增加而引入的單元結構復雜度驟增、成像效率降低、聚焦分辨力降低等問題,限制了高性能、集成化微型光學系統的發展。氧化石墨烯是一種具有高折射率和高透射率的二維材料,通過激光直寫技術將氧化石墨烯的特定區域熱還原為還原氧化石墨烯,其材料的光學性能發生改變,因此可以制作成氧化石墨烯超薄平面透鏡。針對氧化...

基于導波的套管井完整性評價技術研究————作者：張斯琪;楊涵;曾周末;陳世利;蘇遠大;劉洋;

摘要：套管井固井質量檢測作為保障油氣井全生產周期安全、提升油氣資源開發效益以及支持碳捕獲與封存戰略的關鍵技術,其研究緊密契合國家重大戰略需求,是當前油氣工程領域待解決的挑戰性課題。聲波測井技術因其對介質聲阻抗特性、水泥環空損傷及膠結界面狀態具有較高的敏感性而得到廣泛應用。然而,傳統聲波測井技術的探測靈敏度主要集中于套管-水泥界面,且經典彈性波理論僅能描述理想條件下的波動現象,對界面弱膠結狀態的模擬存在局...

基于二次互相關SRP-PHAT算法聲源定位研究————作者：席旭剛;王晨;李文國;丁一;馬秉宇;

摘要：可控響應功率相位變換算法(SRP-PHAT)因其在混響環境下的較強魯棒性被廣泛應用于聲源定位。然而,傳統的SRPPHAT算法在多傳聲器陣列聲源定位場景下的定位精度不足且計算量較大,不能滿足高精度實時聲源定位的需求。針對上述問題,提出一種基于二次互相關的SRP-PHAT算法,將陣列中兩組通道信號間自相關和互相關的結果進行二次互相關運算,基于廣義互相關相位變換函數(GCC-PHAT)進一步計算得到改進...

無人機載激光測距儀校準和引導定位方法————作者：郭潤澤;孫曉永;孫備;黨昭洋;蘇紹璟;

摘要：激光測距因其優異的方向性、長距離傳輸能力及抗干擾性能,已成為高精度空間感知領域的主流技術手段,特別是近年來智慧城市建設與軍事偵察需求的增長促使無人機載高精度測距和定位技術成為研究熱點。針對機載激光測距儀誤差來源廣泛和定位誤差大的問題,提出了多維度聯合校準和引導定位方法。首先,系統地研究和分析了機載測距儀校準和定位的誤差來源、產生機制和時空相關性,為算法研究提供了理論基礎;其次,設計了一種聯合機械對...

基于計量數據超分辨重構接線錯誤漏電用戶快速定位方法————作者：魏洪吉;陳超強;蘇盛;鄧樂;陳鳳;

摘要：低壓配電臺區中用戶零線、地線接線錯誤漏電故障多發,易釀成人身觸電傷亡事故。目前基于多元回歸分析的方法雖已應用在定位接線錯誤漏電故障用戶,但受制于臺區電流監測設備采樣頻率不足,存在定位時效性差的固有缺陷。于是提出基于計量數據超分辨重構的接線錯誤漏電用戶快速定位方法,通過實現低分辨率數據的重構,突破傳統方法在時間分辨率層面的技術瓶頸。首先分析接線錯誤漏電故障時臺區剩余電流的構成,明確臺區剩余電流與用戶...

數控機床運動精度混沌自演化預測方法————作者：杜柳青;王煜曉;余永維;

摘要：基于深度學習的精度預測模型會因不能自適應新的劣化數據而產生“災難性遺忘”現象以致逐漸失效,這是人工智能領域當前研究的熱點和難點,也是制約智能裝備發展的難點之一。數控機床的運動精度演化過程具有混沌特性,為此,提出一種基于混沌理論與增量學習的數控機床運動精度混沌自演化預測方法。首先,證明了數控機床運動精度的動態變化是一個復雜非線動力學系統的混沌演化過程,提出通過相空間重構恢復運動精度系統在混沌相空間中...

氣體活塞式壓力計超局部化無模型自適應控制研究————作者：龐桂兵;王思遙;高騰;楊遠超;原浩;

摘要：活塞式壓力計是一種重要的壓力溯源檢測裝備。活塞系統是氣體活塞式壓力計的核心部件,由于氣體介質特性,活塞精準定位和快速穩定是一項難題。通過分析氣體活塞式壓力計活塞系統的非線性因素,提出超局部化無模型自適應控制(ULMFAC)方法,采用超螺旋非奇異終端滑模控制(STNTSMC)與有限時間擾動觀測器相結合,有效避免了滑模控制中的抖振現象,并顯著提高了系統的動態響應特性。由于活塞有效面積、溫度和介質泄漏等...

基于多階段動態過濾的靜態點云地圖生成算法————作者：范明澤;徐曉蘇;

摘要：在動態場景中,諸如行人、車輛等動態對象出現在傳感器的觀測范圍內,對靜態點云地圖的構建帶來了顯著干擾。這些動態目標在地圖的生成過程中常常留下“鬼影”,嚴重影響地圖構建精度與完整性。為了解決該問題,提出了一種面向復雜動態場景的高精細靜態點云地圖生成算法,旨在保持地圖構建精度的同時,有效剔除動態干擾點。首先,對點云進行序列化處理并結合區域化地面分割,以減少地面點對動態判別的干擾。然后,設計了一種多階段的...

基于結點熱光效應的點熱源非接觸式溫度傳感器————作者：劉梅;白鑫;王嘉誠;周小彤;王志明;

摘要：傳統點熱源溫度測量方法包括熱電偶、電阻溫度計和紅外測溫等，但它們通常存在體積較大、響應速度較慢或難以實現微小區域精確測量的局限性。為此，設計并開發了一種基于光波導交叉結點和熱光效應的溫度傳感器，實現了對小尺寸點熱源的非接觸式溫度測量。采用3D打印法制備了不同形態的光敏樹脂結點，激光照射在結點交叉處，結點將激光分散到其分支結構上；氧化鋁陶瓷加熱片作為點熱源提供小范圍恒定溫度，利用可調壓電源實現對其溫...

大型薄壁構件加工變形誤差綜合補償方法————作者：宜亞麗;陳一凡;程陽洋;王志勇;金賀榮;

摘要：針對大型薄壁構件弱剛性和壁厚不均勻特性,導致在斷續開槽銑削加工中槽底易發生加工變形,影響加工精度的問題,提出了一種加工變形誤差綜合補償方法。首先,基于經驗法開展銑削力測量試驗,通過回歸分析建立加工參數與銑削力映射關系,構建銑削力預測模型。針對大型薄壁構件仿真計算效率低的問題,采用等效剛度理論對薄壁構件的變形區域進行簡化;在此基礎上,提出了一種通過替換主結構模擬多層銑削加工的改進子結構仿真方法,并結...

半球諧振陀螺高精度質量平衡研究————作者：王鵬;車馳騁;曲天良;劉天怡;張熙;

摘要：質量不平衡是半球諧振子制造及組件裝配過程中產生的非對稱性缺陷,由材料各向異性、加工誤差及裝配偏差等工藝環節引入的非對稱特性會引發諧振子非理想振動模式,導致四波腹駐波畸變,加劇哥氏效應耦合誤差,進而惡化半球諧振陀螺的輸出特性,影響其導航精度。針對這一制約高精度半球諧振陀螺發展及批量化生產的關鍵技術,提出了基于諧振子駐波虛擬旋轉狀態參數解調與支撐桿振動檢測相結合的辨識方法,通過激光測振儀精確捕捉諧振子...

基于改進遺傳粒子群算法的無人機路徑規劃————作者：武曉雯;郭孟營;胡阿建;吳卿;

摘要：針對無人機高效飛行路徑規劃問題,提出一種改進遺傳粒子群算法(IHGPA)。該算法在粒子群算法的基礎上,融合多種策略,改善了收斂效果和解的質量。首先,為提升全局尋優能力,IHGPA算法引入分區優化策略,通過構建動態參數調整機制,優化了粒子速度與位置更新方式。其次,改進遺傳算法的選擇、交叉、變異算子進一步強化尋優能力,其中選擇階段采用輪盤賭方法與模擬退火算法優化并保留精英個體,交叉階段結合概率算術交叉...

面向神經血動力與電生理監測的一體化fNIRS-EEG成像系統————作者：王語珂;朱聞睿;張麗敏;高峰;劉東遠;

摘要：近年來,功能性近紅外光譜成像(fNIRS)和腦電圖(EEG)已經廣泛應用于建立自然和社會交互場景下的神經認知響應與精神狀態的腦功能測量與分析。盡管已有一些f NIRS-EEG雙模態研究,但多為分立設備實現,數據存在測量通道有限、靈敏度低、數據不同步等諸多問題。為了更好地在日常情境下探索大腦的神經電生理變化過程,發展了一種輕量型f NIRS-EEG雙模態成像系統,實現了覆蓋全腦的f NIRS(80通...

一種基于缺陷響應空間補償的多模式超聲全聚焦復合成像及應用————作者：焦敬品;梁士通;李晨旭;齊高君;岳大慶;

摘要：因奧氏體不銹鋼小徑管壁厚較小,超聲波在其界面多次反射和模式轉換產生的多次回波導致相控陣成像中產生大量偽像,嚴重影響缺陷的識別。為解決所選超聲波模式類型、數量及其幅值空間差異性對成像效果的影響,提出了一種基于缺陷響應空間補償的多模式超聲全聚焦復合成像方法。建立了缺陷空間響應模型,對模型獲取的全矩陣數據進行多模式成像,與CIVA仿真軟件的成像結果具有較好的一致性。將各模式成像結果中缺陷位置附近的最大強...

基于人體運動干擾建模預測的外肢體機器人補償控制研究————作者：戴歡;曾洪;張建喜;張競天;宋愛國;

摘要：針對人機協作中外肢體機器人受到人體運動干擾從而影響末端工作精度的問題,提出一種基于人體運動干擾建模預測的外肢體機器人補償控制方法。首先,為了精確測量人體運動干擾,設計了融合IMU和視覺估計的T265視覺慣性里程計傳感方案。其次,針對人-外肢體系統進行了運動學建模與分析,構造了末端位姿關于人體運動干擾和外肢體機器人關節運動參數的函數,并以末端位姿保持不變作為控制目標,提出一種基于PID前饋控制的運動...

熱輔助條件下微織構刀具銑削力預測方法研究————作者：佟欣;王佰藝;李鑫宇;楊樹財;

摘要：刀具表面織構化處理能夠顯著改善刀具的切削性能。但激光加工有著急速升溫與驟冷的加工特點，這會導致重熔層堆疊和微裂紋等問題。針對上述問題，文章引入熱輔助激光加工技術。由于鈦合金是難加工材料，因此銑削過程中刀具承受較大的銑削力，這會導致機械系統的動態響應及振動，進而影響刀具壽命和加工表面質量。因此，準確預測銑削力可以及時調整切削參數，在保證加工質量的同時，使銑削力處于合理范圍，從而提高加工效率、降低刀具...

基于視覺測量的微探針跨尺度沉積方法————作者：邢強;萬晗馳;楊寶權;莊健;徐海黎;

摘要：彎月形液滴限制電化學沉積技術以其低成本、高加工精度的優勢在微納尺度的結構制造中倍受青睞,但壓電實驗平臺有限的位移行程限制了其在大尺度制造場景中的應用。據此,提出了一種基于視覺檢測的跨尺度連續沉積法。該方法首先在現有MCED設備的基礎上,集成了顯微相機與三軸移動裝置,搭建了基于顯微視覺測量的探針粗調節與平臺精調節相結合的跨尺度連續沉積平臺;其次,以微納平臺的基底預設等間距位移為基準,利用圖像灰度特征...

無線電能傳輸系統最優負載優化與最大效率跟蹤控制方法————作者：耿宇宇;陳華國;王濤;

摘要：針對無線電能傳輸系統因忽略逆變器與整流器損耗,僅考慮補償網絡最優負載,導致最大效率點偏移的問題,提出一種減小最優負載偏移的最大效率跟蹤和恒壓輸出復合控制方法。首先,分析LCC-S型無線電能傳輸系統參數與各部分輸出電壓、電流之間的關系,建立非線性整流橋負載等效模型,揭示整流二極管壓降對負載轉換的影響機制。之后構建納入逆變器和整流器損耗的系統效率量化模型,定量分析系統效率隨負載變化的特性,對比僅考慮補...

基于自主全向CPT原子磁力儀的拖曳式地磁測繪系統————作者：徐強鋒;鄧意成;韓濤宇;和煥雪;王學鋒;

摘要：無人機拖曳式地磁測繪技術因其能夠有效抑制載體磁干擾,在高精度航空磁測領域具有重要的應用價值。提出并構建了一種基于相干布居俘獲(CPT)原子磁力儀的拖曳式地磁測繪系統,該系統首次采用單探頭架構,充分發揮CPT原子磁力儀的高靈敏度和全向自主測量特性,可實現全緯度范圍內的高精度地磁測量。為驗證系統性能,在近海區域開展了多次飛行試驗,并提出了一套系統化的數據處理與磁圖繪制方法,集成航向誤差補償、載體磁干擾...

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