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复杂工况下基于深度强化学习的挖掘机器人自适应控制方法
1
作者
曹宏利
《中国设备工程》
2025年第2期46-48,共3页
在山地作业时,挖掘机器人需要适应不同的坡度,保证自身的稳定性。但挖掘作业通常在山地、丘陵、沟壑等复杂地形中进行,难以根据坡面的起伏调整挖掘动作,导致机器人出现不稳定甚至损坏的情况。因此,引入深度强化学习方法,提出复杂工况下...
在山地作业时,挖掘机器人需要适应不同的坡度,保证自身的稳定性。但挖掘作业通常在山地、丘陵、沟壑等复杂地形中进行,难以根据坡面的起伏调整挖掘动作,导致机器人出现不稳定甚至损坏的情况。因此,引入深度强化学习方法,提出复杂工况下的挖掘机器人自适应控制方法。计算机器人的线速度和角速度,提前预测质心的变化趋势,精确计算最小安全距离。引入了避障最小安全距离控制系数作为深度确定性策略梯度(DDPG)算法的输入,构建状态空间,设置与速度跟踪效果相关的奖励函数,避免陷入局部最优解的重置条件,实现挖掘机器人在复杂工作环境下的自适应控制。实验结果表明,所提方法在复杂工况下能有效地规划出平滑且最短的避障路径,并保持最小的安全距离,显著优于对比方法。
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关键词
复杂工况
深度强化学习
挖掘机器人
自适应控制
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职称材料
双目定位多功能机械臂系统设计
2
作者
曹宏利
吴沁哲
《造纸装备及材料》
2025年第1期13-15,共3页
为推动机械臂智能化发展,提高作业效率和精度,文章针对双目定位多功能机械臂系统功能需求情况,进行系统结构设计,结合双目定位原理,开展控制系统软硬件设计,并设计和实现控制系统自主识别、定位、抓取、搬运、装配等多功能。最后,将双...
为推动机械臂智能化发展,提高作业效率和精度,文章针对双目定位多功能机械臂系统功能需求情况,进行系统结构设计,结合双目定位原理,开展控制系统软硬件设计,并设计和实现控制系统自主识别、定位、抓取、搬运、装配等多功能。最后,将双目相机与机械臂进行有效集成,实现了系统的高效集成和协同工作。
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关键词
双目定位多功能机械臂
功能需求分析
总体设计
系统集成
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职称材料
矿用救援机器人运动规划与柔顺控制研究
3
作者
曹宏利
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第S2期188-190,210,共4页
针对救援机器人在矿井复杂环境中自主行走和躲避障碍过程中出现超调、不连续、易碰撞损坏等问题,采用基于图搜索的A*算法完成全局路径规划,采用DWA算法完成局部路径规划,使机器人运行更加稳定、高效。对机器人在不同刚性环境下的柔顺控...
针对救援机器人在矿井复杂环境中自主行走和躲避障碍过程中出现超调、不连续、易碰撞损坏等问题,采用基于图搜索的A*算法完成全局路径规划,采用DWA算法完成局部路径规划,使机器人运行更加稳定、高效。对机器人在不同刚性环境下的柔顺控制进行研究,提出一种基于加权方式的矿用救援机器人阻纳混合控制方法,有效降低机器人碰撞产生的冲击力。仿真结果表明,设计的运动规划算法与柔顺控制方法提升了救援机器人在井下复杂环境中工作的适应性和稳定性。
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关键词
矿用救援机器人
运动规划
柔顺控制
超调
碰撞
全局路径规划
局部路径规划
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职称材料
液电混合装载机行走驱动系统动能回收与再利用
被引量:
4
4
作者
曹宏利
冯克温
+2 位作者
黄伟男
葛磊
权龙
《液压与气动》
北大核心
2022年第6期174-181,共8页
装载机装卸作业过程中,行走系统频繁启制动,带来系统能耗高且驱动电机装机功率大的问题。提出一种液电混合装载机行走节能系统,阐述了其工作原理并设计了液压再生制动策略和能量辅助启动策略以协调电机和液压泵/马达的动力总成部件,在Si...
装载机装卸作业过程中,行走系统频繁启制动,带来系统能耗高且驱动电机装机功率大的问题。提出一种液电混合装载机行走节能系统,阐述了其工作原理并设计了液压再生制动策略和能量辅助启动策略以协调电机和液压泵/马达的动力总成部件,在Simulation X中建立了仿真模型。结果表明,此方案有效回收和再利用了装载机行走的制动动能,驱动电机的峰值功率降低约39%,一次完整作业能量消耗减少约29%。
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关键词
装载机行走系统
液电混合驱动
能量回收
辅助启动策略
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职称材料
基于分数阶阻抗的机器人动态接触控制仿真
被引量:
2
5
作者
曹宏利
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2022年第6期1160-1167,共8页
针对机器人与物理环境动态接触过程中产生的瞬态超调、跟踪响应慢和稳态精度差的问题,提出了基于分数阶的机器人阻抗控制策略。首先,分析当前整数阶阻抗控制接触过程手段依靠改变更新速率和增减弹性项来适应不同任务,设计出了更加灵活...
针对机器人与物理环境动态接触过程中产生的瞬态超调、跟踪响应慢和稳态精度差的问题,提出了基于分数阶的机器人阻抗控制策略。首先,分析当前整数阶阻抗控制接触过程手段依靠改变更新速率和增减弹性项来适应不同任务,设计出了更加灵活的分数阶阻抗控制。根据分数阶阻抗的固有属性设计增益系数将分数阶阻抗映射为整数阶阻抗便于计算和实际应用,并将提升整数阶阻抗控制的一些特性引入到分数阶阻抗进一步提升性能,并分析了动态调整边界。仿真结果表明,所提出的分数阶阻抗能够直接削减接触过程产生的接触力超调峰值,对系统不稳定的振荡行为有一定的抑制作用,适合机器人与动态未知环境接触交互的应用场景。
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关键词
分数阶阻抗
接触过程
机器人力控制
柔顺控制
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职称材料
某石英器件内部封闭孔道的等离子清洗技术
6
作者
周彤
李鹏
+1 位作者
曹宏利
张海龙
《真空》
CAS
2023年第5期51-54,共4页
采用射频等离子体放电轰击对精密仪器、器件制造领域石英及陶瓷类器件的内部孔道表面进行处理,利用高能量等离子体轰击被清洗表面,可以使污染物通过物理作用和发生化学反应而排出,以达到清洗效果。本文对等离子体放电清洗射频屏蔽、启...
采用射频等离子体放电轰击对精密仪器、器件制造领域石英及陶瓷类器件的内部孔道表面进行处理,利用高能量等离子体轰击被清洗表面,可以使污染物通过物理作用和发生化学反应而排出,以达到清洗效果。本文对等离子体放电清洗射频屏蔽、启辉调整、工艺参数确定等过程进行了探索,并对电极间距、安装形式对启辉的影响,以及等离子体放电过程中相关工艺参数变化对器件温升的影响进行了研究。结果表明:射频输出功率越高、进气流量越大,石英器件的温升速率越快。以上研究结果为石英及陶瓷类器件的内部孔道表面处理提供了有效指导。
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关键词
石英器件
陶瓷器件
内部孔道
等离子体放电
射频清洗
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职称材料
高压强分子泵在节能灯制作工艺中的应用
7
作者
董涌法
刘爱民
+4 位作者
曹宏利
赵海标
王泓海
何清
曾秋林
《真空》
CAS
2012年第2期19-21,共3页
本文主要介绍高压强分子泵在节能灯圆排车制造中的替代罗茨泵应用,经实验,减能增效效果显著,具有较大的推广意义;并以此抛砖引玉,促进分子泵在照明行业的应用,提高生产效能,降低能耗和制造成本,保证产品质量。
关键词
高压强
分子泵
节能灯
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职称材料
高压强分子泵在节能灯制作中的应用
8
作者
董涌法
刘爱民
曹宏利
《光源与照明》
2011年第3期45-47,共3页
政府在节能灯的推广应用上给予相应的补贴和政策支持。相关设备制造企业也在积极寻找途径和方法,在制造节能灯的生产过程上挖掘降耗潜能,采取新工艺新产品实现生产节能降耗。通过介绍高压强分子泵在节能灯圆排车制造中替代扩散泵或罗茨...
政府在节能灯的推广应用上给予相应的补贴和政策支持。相关设备制造企业也在积极寻找途径和方法,在制造节能灯的生产过程上挖掘降耗潜能,采取新工艺新产品实现生产节能降耗。通过介绍高压强分子泵在节能灯圆排车制造中替代扩散泵或罗茨泵的应用,经实验节能增效效果显著,具有较大的推广意义;并以此抛砖引玉,促进分子泵在光源行业的应用,提高生产效能,降低能耗和制造成本,确保产品质量。
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关键词
高压强
分子泵
节能灯
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职称材料
题名
复杂工况下基于深度强化学习的挖掘机器人自适应控制方法
1
作者
曹宏利
机构
太原城市职业技术学院
出处
《中国设备工程》
2025年第2期46-48,共3页
基金
“2021年度山西省基础研究计划项目:基于多源传感融合的挖掘机器人灵巧操作与协同控制基础研究(项目编号‘202103021223109’)”的研究成果。
文摘
在山地作业时,挖掘机器人需要适应不同的坡度,保证自身的稳定性。但挖掘作业通常在山地、丘陵、沟壑等复杂地形中进行,难以根据坡面的起伏调整挖掘动作,导致机器人出现不稳定甚至损坏的情况。因此,引入深度强化学习方法,提出复杂工况下的挖掘机器人自适应控制方法。计算机器人的线速度和角速度,提前预测质心的变化趋势,精确计算最小安全距离。引入了避障最小安全距离控制系数作为深度确定性策略梯度(DDPG)算法的输入,构建状态空间,设置与速度跟踪效果相关的奖励函数,避免陷入局部最优解的重置条件,实现挖掘机器人在复杂工作环境下的自适应控制。实验结果表明,所提方法在复杂工况下能有效地规划出平滑且最短的避障路径,并保持最小的安全距离,显著优于对比方法。
关键词
复杂工况
深度强化学习
挖掘机器人
自适应控制
分类号
TM732 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
双目定位多功能机械臂系统设计
2
作者
曹宏利
吴沁哲
机构
太原城市职业技术学院
出处
《造纸装备及材料》
2025年第1期13-15,共3页
基金
2021年度山西省基础研究计划项目“基于多源传感融合的挖掘机器人灵巧操作与协同控制基础研究”(202103021223109)。
文摘
为推动机械臂智能化发展,提高作业效率和精度,文章针对双目定位多功能机械臂系统功能需求情况,进行系统结构设计,结合双目定位原理,开展控制系统软硬件设计,并设计和实现控制系统自主识别、定位、抓取、搬运、装配等多功能。最后,将双目相机与机械臂进行有效集成,实现了系统的高效集成和协同工作。
关键词
双目定位多功能机械臂
功能需求分析
总体设计
系统集成
分类号
TS241 [轻工技术与工程—制糖工程]
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职称材料
题名
矿用救援机器人运动规划与柔顺控制研究
3
作者
曹宏利
机构
太原城市职业技术学院机电工程系
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第S2期188-190,210,共4页
基金
山西省基础研究计划项目(202103021223109)
文摘
针对救援机器人在矿井复杂环境中自主行走和躲避障碍过程中出现超调、不连续、易碰撞损坏等问题,采用基于图搜索的A*算法完成全局路径规划,采用DWA算法完成局部路径规划,使机器人运行更加稳定、高效。对机器人在不同刚性环境下的柔顺控制进行研究,提出一种基于加权方式的矿用救援机器人阻纳混合控制方法,有效降低机器人碰撞产生的冲击力。仿真结果表明,设计的运动规划算法与柔顺控制方法提升了救援机器人在井下复杂环境中工作的适应性和稳定性。
关键词
矿用救援机器人
运动规划
柔顺控制
超调
碰撞
全局路径规划
局部路径规划
分类号
TD67 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
液电混合装载机行走驱动系统动能回收与再利用
被引量:
4
4
作者
曹宏利
冯克温
黄伟男
葛磊
权龙
机构
太原理工大学新型传感器与智能控制教育部/山西省重点实验室
出处
《液压与气动》
北大核心
2022年第6期174-181,共8页
文摘
装载机装卸作业过程中,行走系统频繁启制动,带来系统能耗高且驱动电机装机功率大的问题。提出一种液电混合装载机行走节能系统,阐述了其工作原理并设计了液压再生制动策略和能量辅助启动策略以协调电机和液压泵/马达的动力总成部件,在Simulation X中建立了仿真模型。结果表明,此方案有效回收和再利用了装载机行走的制动动能,驱动电机的峰值功率降低约39%,一次完整作业能量消耗减少约29%。
关键词
装载机行走系统
液电混合驱动
能量回收
辅助启动策略
Keywords
loader traveling system
hydraulic-electric hybrid driving
energy recovery
assisted start strategy
分类号
TH137 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于分数阶阻抗的机器人动态接触控制仿真
被引量:
2
5
作者
曹宏利
机构
太原理工大学机械与运载工程学院
出处
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2022年第6期1160-1167,共8页
基金
山西省自然科学青年基金资助项目(202103021223109)。
文摘
针对机器人与物理环境动态接触过程中产生的瞬态超调、跟踪响应慢和稳态精度差的问题,提出了基于分数阶的机器人阻抗控制策略。首先,分析当前整数阶阻抗控制接触过程手段依靠改变更新速率和增减弹性项来适应不同任务,设计出了更加灵活的分数阶阻抗控制。根据分数阶阻抗的固有属性设计增益系数将分数阶阻抗映射为整数阶阻抗便于计算和实际应用,并将提升整数阶阻抗控制的一些特性引入到分数阶阻抗进一步提升性能,并分析了动态调整边界。仿真结果表明,所提出的分数阶阻抗能够直接削减接触过程产生的接触力超调峰值,对系统不稳定的振荡行为有一定的抑制作用,适合机器人与动态未知环境接触交互的应用场景。
关键词
分数阶阻抗
接触过程
机器人力控制
柔顺控制
Keywords
fractional order impedance
contact process
robot force control
compliant control
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
某石英器件内部封闭孔道的等离子清洗技术
6
作者
周彤
李鹏
曹宏利
张海龙
机构
北京中科科美科技股份有限公司
出处
《真空》
CAS
2023年第5期51-54,共4页
文摘
采用射频等离子体放电轰击对精密仪器、器件制造领域石英及陶瓷类器件的内部孔道表面进行处理,利用高能量等离子体轰击被清洗表面,可以使污染物通过物理作用和发生化学反应而排出,以达到清洗效果。本文对等离子体放电清洗射频屏蔽、启辉调整、工艺参数确定等过程进行了探索,并对电极间距、安装形式对启辉的影响,以及等离子体放电过程中相关工艺参数变化对器件温升的影响进行了研究。结果表明:射频输出功率越高、进气流量越大,石英器件的温升速率越快。以上研究结果为石英及陶瓷类器件的内部孔道表面处理提供了有效指导。
关键词
石英器件
陶瓷器件
内部孔道
等离子体放电
射频清洗
Keywords
quartz device
ceramic component
internal channel
plasma discharge
radio frequency(RF)cleaning
分类号
TB43 [一般工业技术]
O461 [理学—电子物理学]
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职称材料
题名
高压强分子泵在节能灯制作工艺中的应用
7
作者
董涌法
刘爱民
曹宏利
赵海标
王泓海
何清
曾秋林
机构
上海涌真机械有限公司
上海正贝照明电器有限公司
北京中科科仪技术发展有限公司
出处
《真空》
CAS
2012年第2期19-21,共3页
文摘
本文主要介绍高压强分子泵在节能灯圆排车制造中的替代罗茨泵应用,经实验,减能增效效果显著,具有较大的推广意义;并以此抛砖引玉,促进分子泵在照明行业的应用,提高生产效能,降低能耗和制造成本,保证产品质量。
关键词
高压强
分子泵
节能灯
Keywords
high-pressure
molecular pump
energy-saving lamp
分类号
TH36 [机械工程—机械制造及自动化]
TB752.27 [一般工业技术—真空技术]
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职称材料
题名
高压强分子泵在节能灯制作中的应用
8
作者
董涌法
刘爱民
曹宏利
机构
上海涌真机械有限公司
上海正贝照明电器有限公司
北京中科科仪技术发展有限责任公司
出处
《光源与照明》
2011年第3期45-47,共3页
文摘
政府在节能灯的推广应用上给予相应的补贴和政策支持。相关设备制造企业也在积极寻找途径和方法,在制造节能灯的生产过程上挖掘降耗潜能,采取新工艺新产品实现生产节能降耗。通过介绍高压强分子泵在节能灯圆排车制造中替代扩散泵或罗茨泵的应用,经实验节能增效效果显著,具有较大的推广意义;并以此抛砖引玉,促进分子泵在光源行业的应用,提高生产效能,降低能耗和制造成本,确保产品质量。
关键词
高压强
分子泵
节能灯
分类号
TM923.05 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
复杂工况下基于深度强化学习的挖掘机器人自适应控制方法
曹宏利
《中国设备工程》
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
双目定位多功能机械臂系统设计
曹宏利
吴沁哲
《造纸装备及材料》
2025
0
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职称材料
3
矿用救援机器人运动规划与柔顺控制研究
曹宏利
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
4
液电混合装载机行走驱动系统动能回收与再利用
曹宏利
冯克温
黄伟男
葛磊
权龙
《液压与气动》
北大核心
2022
4
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职称材料
5
基于分数阶阻抗的机器人动态接触控制仿真
曹宏利
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2022
2
在线阅读
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职称材料
6
某石英器件内部封闭孔道的等离子清洗技术
周彤
李鹏
曹宏利
张海龙
《真空》
CAS
2023
0
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职称材料
7
高压强分子泵在节能灯制作工艺中的应用
董涌法
刘爱民
曹宏利
赵海标
王泓海
何清
曾秋林
《真空》
CAS
2012
0
在线阅读
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职称材料
8
高压强分子泵在节能灯制作中的应用
董涌法
刘爱民
曹宏利
《光源与照明》
2011
0
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职称材料
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