仪器仪表学报最新期刊目录
一种用于中介轴承故障诊断的网络模型Res2APCNN————作者：田晶;王敬迪;丁小飞;林政;高明浩;
摘要：针对航空发动机中介轴承在强噪声背景下的健康监测问题,提出了一种结合数据融合和自适应注意力机制的多尺度残差神经网络(Res2APCNN)模型。首先,采用格拉姆角差场(GADF)、格拉姆角和场(GASF)以及马尔科夫转移场(MTF)方法,将轴承信号转化为二维灰度图像,并将这3种图像分别映射至RGB3个通道,构建复合彩色图像,从而增强对时间序列信息的捕获能力。其次,引入Res2Net模块,通过并行卷积操...
铯光泵原子磁力仪研制及应用验证————作者：史彦超;缪培贤;蔡志伟;杨旭红;张金海;
摘要：铯光泵原子磁力仪是一种基于光泵浦与磁共振效应的量子精密测量设备,通过谱灯激发铯原子并探测其自旋拉莫尔进动实现磁场测量。该设备具有测量灵敏度高、响应速度快、结构紧凑等优势,广泛应用于地质勘探、资源探测及国防安全等领域。系统开展了铯光泵原子磁力仪的整机研制工作,解析了设备的核心工作原理,并突破了3项关键技术:1)磁洁净探头设计,通过优化探头几何结构与材料,有效抑制外部干扰磁场,提升测量信噪比;2)无磁...
转速波动和键相抖动下测量转频相位的跟踪回归法————作者：熊成文;高贯鲁;薛久涛;杨磊;廖与禾;
摘要：转子转速波动导致瞬时相位非平稳,键相信号抖动导致参考相位漂移。以上干扰因素叠加造成基于振动信号的转频相位测量方法的误差显著增大,严重制约了转子系统的动态辨识和动平衡效果。针对此问题提出了一种基于瞬时相位重采样的跟踪回归法,以实现实际复杂工况下的高精度转频相位测量。首先通过零相移宽带通滤波和希尔伯特变换计算振动信号的瞬时相位,完整提取了转子转速波动信息。并结合插值上采样的键相点序列对瞬时相位进行跟踪...
基于个性化联邦域泛化框架的旋转机械故障诊断方法————作者：李晔;杨京礼;高天宇;陈寅生;尹双艳;
摘要：在智慧工厂加速落地的背景下,尽管分布式工业环境中各企业及工厂管理的相似旋转机械设备具有潜在的协同诊断价值,但受数据隐私保护要求无法进行共享,同时运行工况差异导致采集的数据呈现非独立同分布特性,严重制约不同客户端高效诊断模型在变工况场景中的泛化能力。为应对这些挑战,故提出了一种基于个性化联邦域泛化框架的旋转机械故障诊断方法,在不共享本地数据的前提下,通过端间协同通信与本地个性化更新的交替对抗优化,有...
基于弱磁法的管道氢致损伤力磁耦合特性研究————作者：武梓涵;廉正;刘斌;杨理践;
摘要：长输油气管道局部氢致损伤的失效过程涉及材料力学行为、磁性响应与氢扩散的耦合效应,难以通过常规无损检测技术进行有效识别,对能源运输系统的安全构成严重威胁。其中管道弱磁内检测技术因对铁磁性材料早期损伤的本征敏感性与在线检测等独特优势,在氢致损伤的检测与评估中展现出巨大的应用潜力。因此基于此技术,结合第一性原理,提出了一种面向管体局部氢致损伤与磁信号响应关系的多尺度交叉分析方法,并引入Qave...
输入迟滞与全状态约束下线控转向系统自适应模糊固定时间容错控制————作者：郁明;曾庆王;朱敏;
摘要：针对具有执行器故障、输入迟滞以及全状态约束的线控转向系统,提出一种自适应模糊固定时间容错控制方法。首先,建立了综合考虑执行器故障与输入迟滞的线控转向系统动力学模型,其中输入迟滞由转向电机电磁特性、机械传动间隙和传感器信号处理延时等原因引起,采用Backlash模型描述;执行器故障通过有效因子和偏置故障建模,反映转向电机性能退化现象。接着,基于反步控制理论、模糊逻辑系统以及自适应技术,设计执行器故障...
基于视觉语义约束的激光雷达大目标尺寸测量方法————作者：何赟泽;郭猜;郭隆强;邓堡元;王耀南;
摘要：针对单帧视角数据难以反映大尺寸目标的完整轮廓从而导致尺寸测量受限的问题,以汽车为大目标测量研究对象提出了基于视觉语义约束的激光雷达大目标尺寸测量方法。该方法首先通过联合标定和时间戳最近邻匹配实现激光雷达、相机和惯性测量单元数据的时空同步;然后移动小车获取整个目标3个维度上的信息,利用同时定位与建图技术实现被测目标轮廓重建,并且在该模块通过基于地面的残差优化和回环检测框架提升算法精度;之后对点云去噪...
中心开窗结构的GFSP磁耦合机构轻量化设计————作者：杨奕;郭科;夏诗蕴;李海啸;郑朝永;
摘要：针对负载移动场景下无线电能传输(WPT)系统的轻量化与抗偏移性能的综合需求,提出一种面向工程实现性的中心开窗结构的网格型扁平螺线管(GFSP)磁耦合机构轻量化设计方法。首先,采用GFSP线圈作为WPT系统的发射和接收机构,基于互感理论对分散绕制的耦合系数进行机理建模与分析,分析分散绕制方式在提升耦合系数方面的作用机制,并指出该结构在位置偏移工况下具有更低的互感波动性。在此基础上,对GFSP磁耦合机...
少样本跨域混合迁移输电线路绝缘子缺陷检测方法————作者：王亚茹;屈卓;杨春旺;赵顺;张诗吟;
摘要：绝缘子缺陷检测是输电线路智能巡检中的重要任务,目前存在图像样本不足的问题,通过生成人工样本进行数据扩增是一种有效的解决办法,但人工样本与真实样本的域特征分布不可避免的存在差异。为了解决此问题,提出了一种少样本跨域混合迁移有监督领域自适应模型,通过将大量有标注的人工图像作为源域,少量的真实图像作为目标域,实现人工样本的有效利用与跨域特征分布的优化对齐,提高少样本情形下绝缘子缺陷检测性能。首先对源域图...
面向复杂工业场景的人体姿态估计性能增强方法————作者：李帆雅;张泽辉;陈博洋;徐晓滨;管聪;
摘要：人体姿态估计是工业制造5.0的重要支撑技术之一,已经在行为识别、人机交互、数字孪生等多种场景展开了应用。然而,在复杂工业场景下,告示牌、管线、立柱等物品极易对作业人员形成局部或全局遮挡,导致人体姿态估计模型在关键点定位时出现偏差,造成模型对姿态估计的准确率降低。针对该问题,提出一种面向复杂工业场景的人体姿态估计性能增强方法,该方法首先基于量子化自编码器对人体关键点进行结构化建模,将关节点特征映射到...
用于焊缝缺陷检测的双弧V型EMAT设计与优化————作者：申鑫;涂君;宋旖旎;张付春;宋小春;
摘要：尽管无损检测技术在工业领域有较广泛的应用,在满足焊缝缺陷的高精度、高分辨率检测需求时仍面临巨大挑战。以核电、船舶等领域的板焊缝为例,其结构通常尺寸紧凑、分布位置复杂,常位于边角、加强筋交汇处或其他难以接近的区域,对检测探头的体积和布置方式提出了严格要求,往往只能在焊缝附近进行检测。现有超声检测多依赖接触式耦合或体积较大的换能器,难以兼顾狭小空间下的激励效率和缺陷识别灵敏度,且在面对小尺寸缺陷时信噪...
物理知识引导的卷积神经网络故障诊断预测方法————作者：米洁;马超;周海龙;甄真;张健;
摘要：针对卷积神经网络预测滚动轴承故障中的捷径学习问题进行深入研究,并提出了一种基于物理知识引导的卷积神经网络故障诊断预测模型。本研究采用滚动轴承数据集,对卷积神经网络在滚动轴承故障诊断模型的训练过程中出现的捷径学习问题进行了分析,揭示了捷径学习现象的存在:即使卷积网络在特定的故障数据集上达到了90%以上的精度,由于捷径学习的存在,卷积网络模型并没有学习到正确的与故障理论匹配的故障特征,而是学习到了错误...
LIO-SAM改进:自适应降采样与特征筛选优化————作者：曾宪阳;于浩;梁远生;杨红莉;
摘要：针对激光雷达的SLAM算法中的LIO-SAM算法在复杂环境中高度定位精度不足的问题,围绕特征点提取与后端点云匹配两个关键环节提出改进策略。在后端匹配方面,鉴于其存在的帧间误差波动大、鲁棒性差的情况,创新性地提出一种基于前置匹配的自适应降采样方法。该方法借助预匹配操作,有效提升初始匹配精度,并依据点云局部密度,动态调整体素滤波分辨率,从而在保证匹配精度的同时显著提升计算效率。在前端特征点提取环节,针...
基于Transformer的特征频率解耦融合三维目标检测方法————作者：李明光;陶重犇;
摘要：针对现有多模态方法在融合过程中普遍依赖多尺度空间特征堆叠,导致特征频率信息耦合,从而限制三维目标检测精度提升的问题,提出一种基于Transformer的特征频率解耦融合三维目标检测方法。首先,对输入图像进行小波频域特征解耦,通过离散小波变换对特征图进行多频率分解,通过独立的高低频特征金字塔获得高低频图像特征。其次,设计非对称频率更新编码块,将高频图像特征作为主要特征,采用自适应动态窗口编码进行高频...
非对称导波检测埋地聚乙烯管热熔焊接接头缺陷————作者：方舟;陈千禧;黄宴委;
摘要：对称导波模态在传播至圆管缺陷位置时,因缺陷导致的能量不均匀反射会产生非对称导波,其传播特性与缺陷的位置、尺寸存在量化关系,可以用于检测圆管缺陷。然而,聚乙烯(PE)管中缺陷产生的非对称导波传播特性目前并不明确。针对埋地聚乙烯管热熔焊接接头开裂的问题,研究了非对称纵向导波L(M,2)在聚乙烯管中的能量分布规律,并利用该规律检测与评估聚乙烯管中热熔焊接接头的缺陷。为分析聚乙烯管热熔焊接接头缺陷产生的非...
结合几何误差模型和神经网络的三坐标测量机全面误差补偿方法————作者：梁健;封善斋;甄明吉;宫鹏飞;吴斌;
摘要：三坐标测量机作为精密测量与高端制造领域的核心设备,其测量精度受到几何误差和非几何误差的制约。传统基于激光干涉仪的误差补偿方法存在效率低下及补偿模型不完善的问题,难以满足日益提升的测量精度需求。针对上述挑战,提出了一种结合几何误差模型与神经网络的综合误差补偿方法,实现对复杂误差的高效精准补偿。针对几何误差,基于刚体运动学构建误差模型,并采用自适应差分演化算法实现高精度的误差参数辨识;针对非几何误差,...
MFSF-DETR：一种基于多尺度特征移位融合的PCB缺陷与元件检测算法————作者：张永宏;许鑫豪;尹贺峰;李子奇;
摘要：随着电子产品向高性能、小型化方向发展，印刷电路板(PCB)作为电子系统的核心载体，其设计与制造日趋复杂，元件排列更加紧密，结构也更加精细，从而对元件检测与缺陷检测提出了更高的要求。虽然以YOLO为代表的基于卷积神经网络的目标检测模型已获得大量研究，但这些模型只针对单一的缺陷或元件检测场景进行设计，且在小目标和密集场景的检测上效果有限，而RT-DETR的出现使得基于Transformer的端到端检测...
基于抽油机悬点载荷的油井动液面软测量方法————作者：赵怀军;姬永晟;胡定兴;赵东升;聂小兵;
摘要：动液面深度的准确测量是分析油田生产运行动态、制定和调整油田开发方案的关键技术。针对常规浮筒法和声波反射法等因受套管环空空间的影响无法适用于斜井、示功图计算法因其测力传感器受持续交变载荷影响稳定性差、动液面预测法计算量较大的问题,从电能“既是动力源又是信息源”的双源特性出发,提出一种从地上电动机工作电参数—抽油机悬点载荷—地下油井动液面深度跨域关联的软测量方法。首先根据游梁式抽油机抽油过程中的能量流...
基于粒子群-梯度下降混合优化的物镜偏振像差测量研究————作者：裴世鑫;郑改革;曹兆楼;
摘要：受到镀膜及材料双折射、内部应力的影响,高数值孔径光学系统不可避免存在一定的偏振像差,使得系统的成像质量与入射光偏振态相关。现有偏振像差测量技术一般装置较为复杂,测量不便,效率较低。针对此问题,提出使用往返式光路进行测量,利用偏振分辨波前测量技术从聚焦光场的强度分布反演显微物镜的Jones矩阵,降低系统复杂度。首先,基于光线追迹及标量衍射理论建立了数值计算模型,模拟聚焦光场不同轴向位置处的强度分布;...
基于ARMA模型的原子干涉陀螺噪声滤波方法————作者：牛克骁;刘元正;王宇晨;黄晨煜;
摘要：原子干涉陀螺仪作为下一代超高精度惯性传感器方案之一,在国防和基础科研领域具有重要应用价值和发展前景,但其复杂的噪声特性严重制约了其实际性能。针对这一关键性问题,提出了一种基于时间序列分析的ARMA模型与卡尔曼滤波相结合的噪声抑制方法,旨在绕过复杂的噪声源物理建模环节,直接对陀螺输出信号进行整体建模与滤波处理。首先,通过一阶差分预处理的方式使陀螺输出数据满足ARMA模型的平稳性要求,采用AIC以及B...
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