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基于激光诱导击穿光谱与径向基函数神经网络的铝合金定量分析 被引量：12
1
作者 潘立剑 陈蔚芳 +1 位作者 崔榕芳 李苗苗 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第19期287-293,共7页
采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术激发铝合金标样表面的不同位置,得到320组光谱数据;然后对原始光谱数据进行预处理,并选取铝合金中6种主要元素的20条特征谱线构成320×20光谱数据矩阵;再采用主成分分析法对光谱矩阵进行降维,使模型... 采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术激发铝合金标样表面的不同位置,得到320组光谱数据;然后对原始光谱数据进行预处理,并选取铝合金中6种主要元素的20条特征谱线构成320×20光谱数据矩阵;再采用主成分分析法对光谱矩阵进行降维,使模型输入变量从20个降至6个;最后,将经过主成分降维的光谱数据作为径向基函数神经网络的输入量,对铝合金中5种主要非铝元素(Si、Fe、Cu、Mn和Mg)建立多元定标模型。结果表明:该模型的拟合优度均值为0.978,均方根误差均值为0.31%;主成分分析结合径向基函数神经网络的方法能够有效减小参数波动,并能校正基体效应,提高模型定量分析的精度和稳定性,尤其是对于Fe、Si和Cu等低含量元素的分析精度具有明显的提升作用。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 定量分析 神经网络 主成分分析 铝合金
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基于线激光在机测量的一面两孔特征寻位方法 被引量：8
2
作者 周晏锋 陈蔚芳 +1 位作者 曹新航 潘立剑 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第1期181-187,共7页
针对生产现场中工件精确测量和寻位问题,基于计算机数字控制机床(CNC)平台和线激光搭建了一套在机测量系统,并对工件一面两孔特征的快速寻位方法进行研究。利用球面的各向同性,通过标准球实现线激光在机测量系统的全局标定。将平面和孔... 针对生产现场中工件精确测量和寻位问题,基于计算机数字控制机床(CNC)平台和线激光搭建了一套在机测量系统,并对工件一面两孔特征的快速寻位方法进行研究。利用球面的各向同性,通过标准球实现线激光在机测量系统的全局标定。将平面和孔作为找正特征,基于线激光传感器获取的测量数据,设计拟合算法并对相关特征的尺寸位置信息进行计算,最后利用试验件进行快速寻位实验。实验结果表明,该在机测量系统具有较高的精度和稳定性,能够满足生产加工中的工件寻位找正要求。 展开更多
关键词 测量 线激光传感器 一面两孔 快速寻位 在机测量
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主成分分析结合极限学习机辅助激光诱导击穿光谱用于铝合金分类识别 被引量：6
3
作者 潘立剑 陈蔚芳 +1 位作者 崔榕芳 李苗苗 《冶金分析》 CAS 北大核心 2020年第1期1-6,共6页
随着我国社会发展,废旧产品的数量迅速增长,废旧铝随之大量产生。铝是优良的再生资源,传统分选技术不能将废旧铝按各自的成分牌号进行精细分类,导致很多优质铝资源被降级使用,造成巨大的浪费。研究了主成分分析(PCA)结合极限学习机(ELM... 随着我国社会发展,废旧产品的数量迅速增长,废旧铝随之大量产生。铝是优良的再生资源,传统分选技术不能将废旧铝按各自的成分牌号进行精细分类,导致很多优质铝资源被降级使用,造成巨大的浪费。研究了主成分分析(PCA)结合极限学习机(ELM)算法辅助激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在铝合金分类识别方面的应用。选用2种系列的4个牌号铝合金作为实验样品,通过LIBS技术激发实验样品获得420组光谱数据。对原始光谱数据进行了预处理,并选取样品铝合金中5种主要差异元素(Mg、Mn、Cu、Fe和Si)的21条特征谱线构成了420×21的光谱数据矩阵,通过主成分分析对光谱数据进一步降维,使得模型输入变量从21个降至8个。选取120组光谱数据作为训练集,建立了基于极限学习机的铝合金分类模型,余下300组数据作为测试集。研究发现在主要非铝元素(Mg、Mn、Cu、Fe和Si)含量差异只有0.0021%~3.68%的情况下,PCA-ELM分类模型的平均识别准确率达到98.01%,标准差为0.82%,建模时间为0.081 s。结果表明,PCA-ELM分类模型有着很高的效率及稳定性,将其与LIBS技术结合可以适用于工业快速分类领域,为精细分类行业提供了一种参考方法。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 主成分分析 极限学习机 分类识别 铝合金
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基于遗传算法的多主轴头加工空行程轨迹规划 被引量：5
4
作者 崔榕芳 陈蔚芳 +2 位作者 潘立剑 朱帅 刘振华 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期507-517,共11页
针对多主轴头五轴机床加工时需手动规划空行程的问题,提出一种空行程轨迹自动规划方法。在机床运动学建模的基础上,针对刀位点轨迹和刀轴矢量,分别提出基于最短路径的刀位点轨迹规划和无碰撞刀轴矢量规划,将空行程规划问题转化为参数优... 针对多主轴头五轴机床加工时需手动规划空行程的问题,提出一种空行程轨迹自动规划方法。在机床运动学建模的基础上,针对刀位点轨迹和刀轴矢量,分别提出基于最短路径的刀位点轨迹规划和无碰撞刀轴矢量规划,将空行程规划问题转化为参数优化问题。为了简化碰撞检测,提出两级相交检测算法。通过加权系数法建立空行程规划的目标函数,并采用遗传算法求解,规划出一条无碰撞、运动时间最短、旋转轴角度变化量最小、末端轨迹最短的具有柔性的理想轨迹。在Vericut建立的仿真平台上,验证了该方法的可行性和有效性。所提方法具有拓展性,通过多次分解轨迹求取棱交点能够实现复杂工件的空行程规划。 展开更多
关键词 轨迹规划 无干涉 多主轴头加工 遗传算法 最短路径
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基于响应面法的激光诱导击穿光谱实验装置参数优化研究 被引量：5
5
作者 潘立剑 陈蔚芳 +1 位作者 周晏锋 崔榕芳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期334-340,共7页
激光诱导击穿光谱技术(LIBS)具有无需制备样品、多元素同时测量和快速检测等优点,在物质检测领域得到了广泛应用,选择合适的实验装置参数是其取得良好检测效果的重要基础。在单因素实验的基础上,以激光能量、延迟时间和焦深为影响因素,... 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)具有无需制备样品、多元素同时测量和快速检测等优点,在物质检测领域得到了广泛应用,选择合适的实验装置参数是其取得良好检测效果的重要基础。在单因素实验的基础上,以激光能量、延迟时间和焦深为影响因素,以光谱信背比作为响应指标,建立了一种优化激光诱导击穿光谱实验装置参数的多因素响应面模型。研究了不同影响因素及它们之间的耦合作用对光谱质量的影响,得到的最优实验参数为激光能量114 mJ,延迟时间1.86μs,焦深1.75 mm。最后,对响应面法所得的最优实验参数进行实验验证,得出谱线信背比均值为7.45,较单因素实验法提高了1.92%,相对标准偏差为3.16%,较单因素实验法下降了0.94%。结果表明,响应面法比单因素实验法更加有效、可靠。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 参数优化 响应面法 信背比
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激光诱导击穿光谱中分析谱线的自适应选择方法 被引量：4
6
作者 潘立剑 陈蔚芳 +1 位作者 崔榕芳 李苗苗 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期256-262,共7页
激光诱导击穿光谱技术具有实时在线、非接触式测量和无损分析等优点,在物质检测领域得到了广泛应用,选择合适的分析谱线是其取得良好检测效果的重要基础。结合遗传算法(GA)的全局优化能力和粒子群算法(PSO)的局部搜索能力,提出了一种从... 激光诱导击穿光谱技术具有实时在线、非接触式测量和无损分析等优点,在物质检测领域得到了广泛应用,选择合适的分析谱线是其取得良好检测效果的重要基础。结合遗传算法(GA)的全局优化能力和粒子群算法(PSO)的局部搜索能力,提出了一种从激光诱导击穿光谱的原始光谱数据中自适应选择分析谱线与内标谱线的方法,利用该方法选择的分析谱线与内标谱线对铝合金中4种主要非铝元素(Mg、Mn、Si和Fe)进行定量分析,得到的拟合优度均值为0.972,均方根误差均值为0.35%,相对标准差均值为3.53%,最后遍历其他所有分析谱线进行定量分析,并对比它们的定标性能。结果表明,利用PSO-GA搜索优化得到的分析谱线与内标谱线较PSO、GA算法获得的谱线更优。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 谱线选择 遗传算法 粒子群算法 定量分析
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基于径向基神经网络的废旧铝分离技术研究 被引量：1
7
作者 周晏锋 陈蔚芳 +2 位作者 潘立剑 韦子祥 徐鹏行 《机械与电子》 2020年第12期19-23,共5页
建立了一套废旧铝喷气式分离系统,使用不同气压吹不同体积的废旧铝进行实验,测量其被吹离距离,获得230组训练集、80组测试集数据,从而建立径向基网络模型,拟合优度可达93%,均方根误差低至2.99。结果表明该套系统构造简单、识别效果准确... 建立了一套废旧铝喷气式分离系统,使用不同气压吹不同体积的废旧铝进行实验,测量其被吹离距离,获得230组训练集、80组测试集数据,从而建立径向基网络模型,拟合优度可达93%,均方根误差低至2.99。结果表明该套系统构造简单、识别效果准确,可以根据废旧铝具体情况预测出吹离距离,选取合适大小的气流进行自适应分离操作,实现对不同成分的废旧铝进行精细分离的目的。 展开更多
关键词 废旧铝 径向基神经网络 精细分离 自适应
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