任春平
- 作品数：12 被引量：70H指数：5
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- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省教育厅科学技术研究项目更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- 基于离散正则化的实验载荷谱重构与推演算法被引量：5
- 2014年
- 针对截齿截割煤岩随机过程中特征值提取较困难的问题,根据有限的截齿平面截割煤岩实验载荷谱,确定载荷谱的重构算法和波形特征,推演出了截齿截割煤岩的载荷谱,给出了不同参数的拓扑关系及推演算法,并探讨了其载荷谱的推演规律。基于离散正则化方法(DRM),采用Morozov偏差原则与Newton迭代格式相结合的手段选取正则参数,重构截齿载荷谱,并提取载荷谱特征参量。结果表明:重构与推演的截割载荷谱特征易于辨识和提取,截割能量主要处在1～3Hz的低频带上;楔入角β=45°与β=40°的载荷均值关系为F45°≈1.4F40°,其相关系数R=0.8603;重构与推演的算法对截齿截割载荷的反演定量求解十分有效。
- 刘春生任春平
- 关键词：镐型截齿载荷谱
- 改进分数阶Tikhonov正则化的截割煤岩载荷识别方法被引量：8
- 2019年
- 为探究截齿截割煤岩载荷的有效识别方法,实现截割载荷特征的提取与辨识,根据分数阶微积分理论,将经典的整数阶Tikhonov正则化推广到分数阶模式,构造改进分数阶滤波因子,提出了一种改进分数阶Tikhonov正则化方法和算法。根据时域方法理论建立截割煤岩载荷的识别模型,通过核函数方法将载荷表示为一系列核函数的叠加,测量载荷表示为输入载荷和核函数响应之间的卷积分形式,采用离散化将卷积方程转化为线性方程组,利用改进分数阶正则化方法将反求过程转化为一类无约束优化问题,并采用新超记忆梯度法求解目标函数。研究表明:随着分数阶次的增大,均方根误差(RMSE)及迭代次数值呈先减小后增大的趋势,存在着最小RMSE和最少迭代次数值,可以判断存在最优的分数阶次,即α=0. 5,此时载荷识别效果相对理想。与整数阶和分数阶Tikhonov正则化方法相比较,改进的算法不仅能够保留较小奇异值对应的分量,且也能抑制较大奇异值对应的分量,从而能够有效克服载荷识别的病态性,且被识别载荷与试验载荷的均方根误差(RMSE)分别为0. 418 2,0. 388 4,0. 366 5,及迭代次数分别为19,14,11,具有较高的精度,能够克服其解的光滑性,且载荷细节特征能够较好被识别。据此,改进分数阶正则化方法在截割煤岩载荷识别方面具有更强的抗噪性和鲁棒性,为解决截割煤岩载荷及矿山机械工程中的载荷识别问题提供了一种有效研究方法。
- 刘春生任春平
- 关键词：载荷识别无约束优化
- 分布质量模型下的采煤机牵引部扭振系统动态特性及优化被引量：3
- 2017年
- 针对采煤机牵引部扭振引发各种故障问题,采用等效构件法,建立采煤机牵引传动系统扭振分析等效模型和轴段分布质量扭振数学模型,得到分布质量模型下采煤机扭振系统的传递矩阵、固有频率及振动模态。以各弹性轴段势能分布均匀性作为优化目标,以各弹性势能方差作为目标函数,利用降梯度算法对扭振系统进行了参数优化。结果表明:该矩阵在轴系纯扭系统中具有通用性,可以解决集中参数模型下扭振分析精度不足的问题;优化后,行星减速器输出轴和行走轮轴的弹性势能占比分别由原来的40%、41%降低到23%、22%,弹性势能均匀性明显提高,系统动态特性得到改善。研究结果为采煤机牵引部传动系统参数的确定及扭转动态特性的改善提供了理论依据。
- 张丹刘春生王爱芳任春平
- 关键词：采煤机牵引传动系统传递矩阵
- 基于最大似然估计-Hilbert法的截齿侧向载荷特征识别被引量：5
- 2015年
- 为探求镐型截齿旋转截割煤岩侧向载荷的统计规律及时频谱特性,实现其特征参量的定量提取与有效识别,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台开展煤岩截割实验。采用最大似然估计法与希尔伯特变换Hilbert法,给出锐齿、棱齿和钝齿侧向载荷统计特征与时频谱特征的内在关联。结果表明:在截齿旋转角为零度、截槽对称的实验条件下,截齿侧向载荷概率密度函数曲线服从正态分布规律,截齿侧向载荷的方向具有明显的不确定性,绕y轴正、负半轴波动。其均值接近于零,不利于截齿的自回转运动。二维时频谱表明截割能量集中在5 Hz以内的低频区域,且可有效识别侧向载荷的时频特征。
- 刘春生韩飞任春平王庆华于信伟
- 关键词：镐型截齿
- 基于小波正则化重构镐型截齿载荷谱的时频特性
- 2016年
- 为探寻镐型截齿旋转破碎煤岩载荷时频谱特性规律,研究其载荷谱能量分布特征与截割过程的映射关系,以期实现截割破碎煤岩载荷谱的定量重构。利用小波正则化方法建立截齿旋转破碎煤岩载荷谱重构模型,确定不同频段其载荷谱能量特征分布。结果表明:实验载荷谱能量随旋转破碎循环次数的增加呈先增大后减小变化,其能量特征可表征截齿破碎过程,重构载荷谱能量主要分布在低频段,在高频段其能量幅值较小,重构与实验载荷谱能量差值变化率在15%以内。该研究可以为实现高效旋转破碎煤岩判定方法提供参考。
- 付守奎任春平
- 关键词：镐型截齿载荷谱
- 等切削厚度的镐型齿旋转截割煤岩比能耗模型被引量：8
- 2016年
- 为探明截割转速与牵引速度对比能耗影响的规律,根据旋转截割实验载荷谱,建立了截齿平面和旋转截割比能耗理论模型;采用离散统计算法,给出了旋转截割比能耗与截割转速的实验计算模型。结果表明:平面和旋转截割比能耗理论模型的数学描述具有一致性,切削厚度不变,旋转截割比能耗随截割转速同步增大,单位转速的截割比能耗递增率为0.73%。旋转截割比能耗理论计算的修正模型,反映出了与切削厚度、截割转速以及煤岩截割特性的关系,使截割比能耗的评价更接近实际和截割参数优化更为有效。
- 刘春生任春平王磊
- 关键词：采煤机盒维数
- 修正离散正则化算法的截割煤岩载荷谱的重构与推演被引量：34
- 2014年
- 为探求镐型截齿载荷反演定量求解的方法,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台,对不同楔入角镐型截齿的载荷进行关联分析。采用修正离散正则化方法,根据镐型截齿实验载荷谱及其结构和运动参数,重构其载荷谱,提取载荷谱特征参量,给出不同楔入角载荷谱的拓扑关系及推演算法。结果表明：楔入角在35°～50°以及楔入角和齿尖半锥角之和小于90°时,给出了实验截割载荷随楔入角的增大呈现出极值性的变化规律。重构40°和45°楔入角截齿载荷谱的特征值易辨识和提取,其截割能量主要处在1～4 Hz,二者均值关系为F40°≈1.2F45°,幅值之间具有正相关性,其相关系数r=0.976 7。其推演和重构载荷的特征值与实验最大值误差分别为1.5%,9.8%,均值误差分别为5.5%,1.6%,二者具有较高的吻合度。
- 刘春生任春平李德根
- 关键词：载荷谱镐型截齿
- 截齿截割载荷谱重构的正则参数优化策略被引量：3
- 2013年
- 为有效提取及识别截割载荷谱特征,提高煤岩破碎效率,针对有限的镐型截齿实验载荷谱,应用Tikhonov正则化方法,分析其载荷谱在不同正则参数下的重构效果,给出载荷谱重构的最优正则参数选取策略,探讨选取不同正则参数策略对载荷谱重构的影响程度。结果表明:广义交叉法(GCV)比L-曲线准则更能够选取最优的正则参数,其重构载荷谱特征易于识别和提取,且能够反映煤岩实际破碎状态。
- 刘春生任春平鲁士铂万丰
- 关键词：镐型截齿载荷谱TIKHONOV正则化
- 截齿破碎煤岩侧向载荷分布特性研究被引量：2
- 2014年
- 为探求不同类型镐型截齿破碎煤岩侧向载荷分布规律,实现低能耗、高效破碎煤岩,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台,采用锐齿、棱齿和钝齿分别开展破碎煤岩测试实验研究,应用概率论与数理统计分析方法,给出不同类型截齿破碎煤岩侧向载荷的分布特性。结果表明:在实验研究范围内,三种截齿侧向载荷呈正负交替的变化趋势均较显著。棱齿侧向载荷负向波动较为明显。侧向载荷统计特征服从正态分布规律,分布特点可表征煤岩体的崩落状况。
- 刘春生任春平王庆华
- 关键词：镐型截齿
- 镐型截齿载荷谱定量特征的旋转截割实验与仿真被引量：10
- 2014年
- 为验证截齿截割煤岩仿真实验的准确性与可行性,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台研究镐型截齿的截割过程,得到镐型截齿在旋转截割过程中所受的轴向载荷、径向载荷和侧向载荷。采用ABAQUS软件仿真镐型截齿截割煤岩的动态过程,得到截齿截割过程的三向载荷谱。实验与仿真结果表明：在切削厚度为15-25 mm时,截齿的三向载荷波动具有一致性,截齿工作时所受的轴向载荷和径向载荷较大,且载荷波动程度基本相同,侧向载荷波动较为剧烈。仿真与实验的轴向载荷和径向载荷误差精度均在10%以内,二者具有较高的吻合度。该实验台能够真实地模拟截齿的实际工作状态。
- 刘春生王庆华任春平
- 关键词：镐型截齿载荷谱
