近年来,已有300多套TFDS系统安装在我国铁路线上,以监视货运列车的安全。然而,TFDS系统只能采集、传输图像,列车故障的识别仍然以人眼观察为主。针对TFDS系统中人工识别螺栓故障效率低下的问题,提出了一种基于图像处理的螺栓故障自动识别算法。首先,根据先验知识,从原始图像中截取包括螺栓的感兴趣区域并使用模板匹配技术得到螺栓的精确子图。然后,使用改进的自适应LTP算子提取螺栓子图的特征直方图。最后,将螺栓特征直方图送入训练好的支持向量机实现故障螺栓的识别。不同光照的TFDS图像被用于实验。实验结果表明,该算法对螺栓故障识别取得了很好的表现(漏检率为0.36%,误检率为3.33%,准确率为90.88%),可以满足工程应用。

针对高频元件精密加工后纹理复杂、相似度高,导致较难区分的问题,提出了一种基于等积环形分割的快速定位识别算法。首先使用互信息熵进行快速粗定位,然后在等积环形分割的基础上通过像素梯度幅值与像素梯度方向进行有效特征点的筛选及匹配系数(Matching Ratio Result,MRR)的计算,根据得到的匹配系数对元件进行精确定位及识别分类。实验结果表明,与传统的模板匹配方法相比,该方法的定位精准度和时效性有较大的提升,对1350张高频元件图像的识别准确率达到了95.9%。

针对精密加工结构件在加工过程中人工分拣效率低的问题,提出一种改进PSO对于SVM参数优化的图像分类算法(Adaptive Levy Flight Particle Swarm Optimization Algorithm-Support Vector Machine,ALPSO-SVM)。首先,建立一个SVM分类器用来完成图像分类,然后使用改进的PSO算法(ALPSO)来帮助SVM找到最优参数,以提高分类效果;通过引入自适应步长的Levy飞行算法来调整PSO算法中粒子的位置更新公式,提高PSO的寻优效率,以得到SVM的最优参数;最后,SVM以ALPSO输出的结果作为最优参数进行分类测试。实验结果表明,ALPSO有效地提高了SVM的分类性能,分类正确率与鲁棒性都得到提高,平均正确率达到90%以上。

针对工业场景下高频工件多视角识别精度低的问题,提出一种深度度量学习的高频工件图像检索方法。首先搭建基于卷积神经网络的图像特征向量编码模型,采用差异性损失(Different Loss)提取工件图像的私有特征和公共特征,通过相似度损失(Similarity Loss)融合多视角图像的公共特征获得初级嵌入向量;然后利用三元组中心损失(Triplet-Center Loss)以减小类内距离和增大类间距离为准则监督嵌入向量的学习,获得鲁棒性强的嵌入向量;最后以该嵌入向量表示高频工件图像的特征编码,实现多视角高频工件的图像检索。实验结果表明,提出的方法比单视角特征编码具有更强的表征能力,其检索准确率提高了8.95%;在相同网络结构下,提出的模型比其他网络模型的检索准确率高出9.68%。

针对电主轴设计中普遍存在的资源查询困难,大量资源难以有效重用的问题,这里提出电主轴结构设计知识图谱方法,将电主轴结构设计知识分析归纳为事实性知识和过程性知识,运用斯坦福大学七步法,完成电主轴知识图谱模式层的交互式构建,并进一步通过D2RQ映射将设计数据与模式层结合,完成电主轴设计知识图谱的构建,实现了基于Neo4j的数据存储。该研究成果解决了制造业电主轴数据资源利用价值低的问题,为基于知识图谱的电主轴设计推理提供了有力支持。

通过分析力平衡加速度计的工作原理，运用解析法推导出输入惯性力与质量块位移的关系，指出加速度计的工作过程包括刚度“刚化”与刚度“软化”2种状态，有别于开环加速度计仅涉及刚度“软化”状态。以质量块位移的静电刚度与机械刚度之比作为结构的刚度耦合值，分析表明：加速度计的“刚化”与“软化”的分界点是耦合值为零的位置，而“正”刚度与“负”刚度的分界点是耦合值为-1的位置。耦合曲线的尖锐程度反映了质量块的允许位移大小和耦合的非线性度，刚度耦合的幅值越大，耦合曲线越尖锐，非线性度越大，质量块允许位移反而越小。

运用梁的横向振动特性分析了梁振动频率与平行板电容形成的静电刚度的关系，并以此设计了静电刚度式谐振微加速度计。在加速度作用下，检测质量产生的惯性力使电容器极板发生位移来改变电容结构的间隙大小，从而使谐振频率发生变化，通过检测频率变化量来测量输入加速度的大小。根据加速度计的工作原理说明检测过程中梁的机械刚度保持不变，只与产生静电刚度的电容间隙变化相关，减小了检测信号对机械误差与残余应力的依赖性。运用加工参数进行理论计算得出加速度计的灵敏度为21．17Hz／gn，在CoventorWare2005中进行仿真表明：加速度计的固有频率为23．94kHz，灵敏度约为20Hz／gn，与理论设计值相近。

发动机气缸垫精确三维尺寸的获得是气缸垫质量检验及其样品反向工程的关键.介绍了一种用于发动机气缸垫及其类似的大尺寸平面薄板状零件测量的基于图像处理的激光扫描三维尺寸测量技术,并对测量试验结果进行了分析.

从闭环控制系统出发，基于力平衡式微加速度计的工作原理及工作过程，分析了机电耦合控制与结构参数对加速度计灵敏度与非线性误差的影响，并运用解析法得出以下结论：加速度计的灵敏度与系统的交流偏压及增益无关；非线性误差与系统的交流偏压及闭增益成反比，与输入加速度的三次方成正比。运用深反应离子刻蚀技术与硅微键合技术制造出加速度计敏感芯片，离心机测试的数据表明实际结果与理论结果相符。

液压齿轮马达作为重要的执行组件，其性能的好坏影响到系统的使用性能及其应用发展。文中概述了液压马达的发展及齿轮马达的发展，论述了普通液压齿轮马达的优点，并分析了新型液庄齿轮马达——复合齿轮马达的性能及应用，对液压齿轮马达的今后发展作了简述。