刘鹏
- 作品数：18 被引量：114H指数：5
- 供职机构：西安科技大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：陕西省自然科学基金国家自然科学基金陕西省教育厅科研计划项目更多>>
- 相关领域：矿业工程理学一般工业技术机械工程更多>>
- 并联结构系统可靠性分析的非概率等效平面法
- 2021年
- 采用椭球模型描述结构不确定变量,提出一种并联结构系统可靠性分析的非概率等效平面法。首先,基于两个极限状态平面等效为一个极限状态平面的思想,给出等效非概率可靠性指标和等效单位法向量的解析公式;其次,考虑到等效过程受失效模式排序的影响,提出一种按失效模式相关系数从大到小排序的自适应组合策略;最后,通过一个数值算例和一个工程算例验证文中方法有效可行。
- 乔心州赵悦刘鹏方秀荣
- 关键词：可靠性分析自适应策略
- 一种结构不确定分析的改进多维平行六面体模型被引量：1
- 2024年
- 多维平行六面体模型是一种能够同时考虑相关变量和独立变量的非概率凸集模型,更适用于工程结构中常见的多源不确定性问题。为更加有效合理地度量结构不确定性,提出一种改进多维平行六面体模型。通过定义区间变量的相关角和边缘区间,给出模型不确定域的显式表达式,进而给出依据实验样本点构建多维平行六面体模型的方法。3个算例分析结果表明,改进多维平行六面体模型能够较好地反映区间变量之间的相关性,是一种比传统多维平行六面体模型更为紧凑合理的模型。
- 乔心州张锦瑞方秀荣刘鹏
- 双悬臂截割机器人相对动力学建模与力位混合控制研究
- 2024年
- 双悬臂截割机器人可解决传统单臂掘进机在截割大尺寸断面时效率低下的难题,但其与煤岩的动态交互影响控制性能。现有研究以双臂接触同一对象形成运动闭链为前提,无法满足双悬臂截割机器人双臂运动及末端截割头输出力的控制要求。针对该问题,设计了一种基于机器人相对动力学模型的力位混合控制系统。建立双悬臂截割机器人运动学和动力学模型,基于机器人的相对雅可比矩阵及虚位移与虚功原理推导出机器人的相对动力学模型,通过单一变量同时描述机器人双臂的运动状态,将机器人双臂独立的动力学模型整合为一个整体。基于机器人的相对动力学模型,设计了机器人双臂力位混合控制系统,通过李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性和可行性。仿真结果表明:双悬臂截割工艺较单悬臂截割拥有更大的工作空间,具有一次性实现大断面截割的能力;双悬臂截割机器人力位混合控制系统能够完成对期望相对位置和期望相对力的同步跟踪,对截割头期望位置跟踪的绝对误差在0.3132 m以内,均方根误差为0.1447 m。
- 刘鹏周昊晨刘鹏曹现刚马宏伟段学超曹现刚田海波张旭辉王川伟
- 关键词：巷道掘进
- 煤矿巷道瓦斯气体浓度分布重建方法研究被引量：1
- 2021年
- 为了揭示煤矿巷道瓦斯气体浓度分布规律,提出一种基于高斯烟羽模型的煤矿巷道瓦斯气体浓度分布重建方法。该方法根据煤矿巷道环境特点,采用虚拟像源法,引入巷道空间结构对气体的反射作用,建立煤矿巷道有限空间高斯烟羽模型,参照Pasquill-Gifford气体扩散系数表达式构建煤矿巷道瓦斯气体扩散系数函数;采用Sobol′方法对模型参数进行敏感性分析,得到各参数的总效应指数,并引入气体涌出速度调整参数β;采用粒子群算法对扩散系数及β进行寻优,得到扩散系数和β的最优拟合,以进一步优化瓦斯气体在当前空间的扩散模型,提高模型预测精度,达到重建此空间瓦斯气体浓度分布的目的。实验结果表明,该方法能较好地重建煤矿巷道瓦斯气体浓度分布,对实现煤矿智能检测提供更好的理论支撑。
- 聂珍马宏伟马宏伟
- 关键词：煤矿巷道瓦斯粒子群算法
- 基于蓝墨云班课的《机电传动与控制》翻转课堂教学改革实践被引量：3
- 2019年
- 《机电传动与控制》是机械设计制造及自动化专业的核心课程,该课程综合性和实践性较强,实践证明采用"以教师讲授为主"的教学模式教学效果不理想。为了提高该课程的教学效果,本文探索了一种基于蓝墨云班课的翻转课堂教学模式和以工程案例为主线的教学方法。通过基于蓝墨云班课的翻转课堂教学模式,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的团队协作能力和沟通表达能力。采用以工程案例为主线的教学方法和设计综合性实验,提高了学生综合运用知识解决工程实践问题的能力。
- 毛清华张旭辉樊红卫王川伟刘鹏
- 关键词：机电传动工程案例
- 基于广义超椭球模型的结构非概率可靠性指标
- 2024年
- 非概率凸集合模型仅需获知结构不确定性的范围或界限来度量结构可靠性,因而适用于小样本不确定性结构工程问题.针对广义超椭球模型,对其非概率可靠性度量问题进行了研究.首先,提出了基于广义超椭球模型的简单非概率可靠性指标,定义为结构功能函数的均值与离差之比,并讨论了该可靠性指标的不一致性问题.其次,为克服上述不一致性问题,提出了一种比例因子非概率可靠性指标,定义为不确定域向外扩大或向内收缩时,失效面与不确定域接触的最小比例因子.最后,通过3个工程算例分析验证了所提非概率可靠性指标的有效性和可行性.
- 乔心州赵悦童方秀荣刘鹏
- 关键词：非概率可靠性
- 柔索驱动拣矸机器人最小索拉力等值曲面研究被引量：6
- 2020年
- 中国煤炭赋存条件复杂,由于煤层夹矸、开采导致夹矸等原因,直接影响商品煤的质量,若直接燃烧会造成严重的环境污染,因此从原煤中分拣矸石任务艰巨,势在必行。但目前煤与矸石的分离工作主要依靠人工完成,存在生产环境恶劣,工人劳动强度大等问题,为了解决目前煤矸石分拣难题,提出柔索驱动拣矸机器人方案,实现煤矸石的“快、准、稳”分拣。首先,以索拉力最小方差为目标研究拣矸机器人冗余柔索拉力优化求解方法,提出以最小索拉力为基础的3个索拉力性能指标,研究最小索拉力在机器人工作空间竖直中线、水平切面以及整个工作空间的分布规律,进而对拣矸机器人的稳定性进行定性评价。其次,基于最小索拉力,定义并求解最小索拉力工作空间。拣矸机器人末端抓斗处于最小索拉力工作空间等值曲面内部,满足预定的稳定性要求。最后,仿真分析最小索拉力等值曲面的分布特征与规律,拣矸机器人末端抓斗处于最小柔索拉力所形成的等值曲面内部,满足预定的稳定性要求。研究结果为柔索驱动拣矸机器人的进一步应用奠定理论基础。
- 刘鹏刘鹏马宏伟乔心州张凡武琛琛
- 关键词：稳定性
- 离散变量桁架非概率可靠性优化设计被引量：1
- 2021年
- 相较于连续变量优化设计,离散变量优化设计能够给出更符合工程实际需求的结果。本文采用区间变量描述结构不确定参数,提出一种离散变量桁架非概率可靠性优化设计方法。首先,建立了以杆件横截面积为离散设计变量,以桁架重量为目标函数,具有非概率可靠性指标约束的结构优化设计模型。其次,采用分段惩罚函数对离散变量进行连续化处理,得到相应的连续变量优化设计模型。最后,运用了均值点推导了非概率可靠性指标的近似解析公式,并采用序列二次规划法对优化模型进行求解。两个算例分析结果表明所提方法有效的提高了计算效率,为离散变量桁架优化设计提供了一种新的思路。
- 乔心州黄兴刘鹏方秀荣
- 关键词：优化设计离散变量非概率可靠性
- 煤矿智能掘进机器人数字孪生系统研究及应用被引量：35
- 2020年
- 针对煤矿井下巷道掘进过程中环境复杂多变,存在掘进效率低下、智能化程度不高等问题,论文提出了一种基于数字孪生技术的煤矿井下智能掘进机器人监控技术。在数字孪生体技术通用参考框架的指导下搭建了智能掘进数字孪生系统参考框架,分析了面向掘进的数字孪生系统成熟度模型,通过对智能掘进机器人系统及其组件进行数字孪生实例化设计,实现智能掘进机器人群掘-支-运平行作业协同控制。为了适应陕北地区的复杂地质条件,设计了盾体式临时支护+横轴式掘进机的智能掘进机器人并介绍了其各组成部分工作原理。设计了智能掘进机器人数字孪生系统控制架构,详细描述了其数据感知模型。并以小保当矿业有限公司智能掘进机器人系统为应用案例,展示了智能掘进机器人数字孪生系统的研究和应用情况。研究显示该系统可适应复杂地质条件下多机器人掘-支-运平行作业协同控制,结合虚拟现实有效整合多源数据,可实现多机器人掘进过程的智能感知与远程控制,有效提升巷道掘进的智能化水平,保障巷道掘进效率和成型质量。
- 张超张旭辉毛清华马宏伟杜昱阳陈晓晶夏晶夏晶王川伟王川伟薛旭升曹现刚田海波
- 关键词：远程控制
- 粒子群优化与Kriging模型相结合的结构非概率可靠性分析被引量：2
- 2022年
- 针对复杂结构可靠性分析中面临的隐式功能函数和小样本问题,提出了一种粒子群优化和Kriging模型相结合的结构非概率可靠性分析方法.采用多维椭球描述结构不确定参数,运用粒子群优化对模型相关参数进行求解,并构建隐式功能函数的Kriging模型进行可靠性分析.三个算例结果表明所提方法有效可行,精度和效率均优于基于Kriging模型的非概率可靠性分析方法.
- 乔心州陈永婧刘鹏方秀荣
- 关键词：粒子群优化KRIGING模型非概率可靠性分析
