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[发明专利]一种融合参数化模型与机器学习的机床进给轴位置预测方法-CN202310837950.9在审
发明人：叶瑛歆;孙健;姬帅;黄祖广;薛瑞娟;胡天亮;黄聪;倪鹤鹏 -专利权人：山东建筑大学
申请日： 2023-07-10 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明提供一种融合参数化模型与机器学习的机床进给轴位置预测方法，对机床进给轴的位置进行了预测，该方法包括以下步骤：采集指令位置下机床进给轴的数据；建立机床进给轴参数化模型，得到机床进给轴参数化模型仿真位置；建立基于机器学习方法的数据驱动模型；构建基于融合参数化模型与机器学习的机床进给轴位置预测模型；基于本发明的机床进给轴位置预测方法，能够提高机床进给轴位置控制的精度。
一种融合参数模型机器学习机床进给位置预测方法

[发明专利]一种基于数字孪生的机床主轴性能测评方法及系统-CN202211405369.1在审
发明人：薛瑞娟;王金江;张培森;黄祖广;周祥;张凤丽 -专利权人：北京机床研究所有限公司;中国石油大学（北京）
申请日： 2022-11-10 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明提供一种基于数字孪生的机床主轴性能测评方法及系统，涉及数控机床技术领域，先获取机床主轴参数，构建机床主轴数字孪生模型；建立基于MCMC的数字孪生模型，对获取的机床主轴参数进行优化；对构建好的机床主轴数字孪生模型进行封装，并预留数据接口，将采集到的机床主轴信息传输给机床主轴数字孪生模型，实现多个维度的实时映射；使用主客观融合的方式来确定机床主轴性能测评指标权重；对机床主轴综合性能测评，得到机床主轴多维度指标融合评价的量化结果，再结合孪生数据和试验数据，建立基于综合指数法的机床主轴性能测评模型，通过将不同维度的指标值通过指数变换，加权得到量化评分。本发明提高了机床主轴的维修效率和开动率。
一种基于数字孪生机床主轴性能测评方法系统

[发明专利]一种数字孪生驱动的数控机床智能诊断方法、系统及终端机-CN202211405385.0在审
发明人：薛瑞娟;王金江;张培森;黄祖广;孙雪皓;张凤丽 -专利权人：北京机床研究所有限公司;中国石油大学（北京）
申请日： 2022-11-10 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G05B19/401 文献下载
摘要：本发明提供一种数字孪生驱动的数控机床智能诊断方法、系统及终端机，涉及数控机床诊断技术领域，采集数控机床的数据信息；构建数控机床数字孪生模型；对构建完成的数控机床数字孪生模型进行更新；将数控机床故障注入到数控机床数字孪生模型中；构建数字孪生模型库，库中的每个数控机床数字孪生模型均能映射到数控机床的某个工作状态；构建模型选择器；将数控机床实时监测数据输入到模型选择器，模型选择器选择出表征数控机床当前时刻状态的数控机床数字孪生模型，当数控机床发生异常时，根据数控机床数字孪生模型的状态，来判断数控机床真实的状态，实现故障诊断。本发明不仅能反映数控机床的健康状态，还要能够反映数控机床的故障状态。
一种数字孪生驱动数控机床智能诊断方法系统终端机

[发明专利]一种工业以太网安全性能的测试系统和方法-CN202210251361.8在审
发明人：姬帅;黄祖广;张承瑞 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： H04L43/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种工业以太网安全性能的测试系统和方法，所述的系统包括FPGA芯片板，所述的FPGA芯片板上集成有第一数据转发接口、第二数据转发接口、第三通信配置接口以及数据缓冲区，所述的第一数据转发接口连接外部第一节点和所述的数据缓冲区，所述的第二数据转发接口连接外部第二节点和所述的数据缓冲区；外部第一节点和外部第二节点之间通过第一数据转发接口、数据缓冲区、第二数据转发接口进行双向数据通信；所述的第三通信配置接口与上位机进行数据通信，所述的第三通信配置接口连接有协议解析模块和故障注入模块；所述的FPGA芯片板还集成有安全响应时间测量模块，用于测量数据安全输出的响应时间。
一种工业以太网安全性能测试系统方法

[发明专利]一种周期采集数据快速对齐方法及系统-CN202110223664.4有效
发明人： 黄祖广;倪鹤鹏;姬帅;薛瑞娟 -专利权人：国家机床质量监督检验中心;山东建筑大学
申请日： 2021-03-01 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： G06F16/2458 文献下载
摘要：本发明提供一种周期采集数据快速对齐方法及系统，包括：通过变化率阈值确定第一数据序列的第一对齐索引值和第二数据序列的第二对齐索引值；以第一对齐索引值和第二对齐索引值为假设数据对齐点对两个数据序列进行对齐，并计算两个数据序列对齐后的平均误差；根据预设的波动范围设置第二对齐索引值的下限调节索引值和上限调节索引值，并分别计算分别以下限调节索引值和上限调节索引值为假设数据对齐点时对应的误差值；通过比对以上三项平均误差的比较，缩小索引值的波动范围；迭代执行上述过程，逐步缩小索引值的波动范围并最终确定实际索引值，并根据实际索引值对齐第一数据序列和第二数据序列。本发明提高了数据比对分析效率，保证了分析结果的有效性。
一种周期采集数据快速对齐方法系统

[发明专利]一种刀库系统可靠性试验方法-CN202010518181.2有效
发明人：王军见;赵钦志;黄祖广;官端阳;张维;王方 -专利权人：国家机床质量监督检验中心
申请日： 2020-06-09 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明提出一种刀库系统的工作可靠性试验方法,用于试验刀库系统的可靠性。在对待试验的刀库系统中的每个模组进行并行循环试验，并提出适应的计算方法求出平均故障间隔次数，当平均故障间隔次数大于目标间隔次数则说明刀库系统可靠性合格，反之则不合格。本发明在刀库系统工作可靠性试验中采用并行循环的方式，大幅度缩短了对刀库系统可靠性试验的时间、降低了试验成本、降低了了能源消耗并减少了人工劳动成本。
一种系统可靠性试验方法

[发明专利]一种数控机床多工况下故障诊断优化方法、系统及设备-CN202011502534.6有效
发明人： 黄祖广;王金江;薛瑞娟;常开顺;蒋峥;张凤丽 -专利权人：国家机床质量监督检验中心
申请日： 2020-12-18 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G05B19/4065 文献下载
摘要：本发明提出的一种数控机床多工况下故障诊断优化方法、系统及设备。通过对数控机床传感器进行布置优化，提高数据采集和利用的有效性，利用改进多尺度熵算法提取不同时间尺度的数控机床表征不同状态的特征信息，挖掘深层次的特征信息，提高不同状态之间特征的差异化；在此基础上利用ITML‑K均值聚类进行数控机床工况辨识，以消除传统的聚类方法在多工况边界模糊情况下的辨识效果差的问题；最后利用基于熵的正则化函数来解决数据驱动的数控机床故障诊断模型在构建时出现的过拟合问题，以提高数控机床故障诊断模型的泛化性与准确率，实现数控机床故障诊断模型的优化。本发明对于提高数控机床运行安全性和可靠性，提高数控机床故障诊断率具有重要的帮助。
一种数控机床工况故障诊断优化方法系统设备

[发明专利]一种数控机床关键部件及整机的健康评估方法，系统及评估终端机-CN202010864828.7有效
发明人： 黄祖广;王金江;薛瑞娟;王加哲;高知国;张培森 -专利权人：国家机床质量监督检验中心
申请日： 2020-08-25 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： G05B19/4065 文献下载
摘要：本发明提供一种数控机床关键部件及整机的健康评估方法，系统及评估终端机，包括了数据采集及预处理模块，样本工况辨识模块，健康指标融合模块，评估指标映射模块，基线值构建及关键部件相对评估模块以及整机健康评估模块；基于上述模块之间的配合，再通过对测点信息的冗余性、关联性、灵敏性和稳定性的分析，实现传感器选择和布局优化，获取数控机床传感信息，并进行评估。还能对数控机床的趋势性特征进行融合，反映数控机床全寿命周期劣化状态的评估指标，并有效改善输入信息周期过长导致的前后时序信息权重不平衡问题，改进并提升健康评估准确性。本发明还通过建立基线值，进行健康评估，提升数控机床关键部件及整机的健康评估精度。
一种数控机床关键部件整机健康评估方法系统终端机

[发明专利]一种数控机床精度解耦测试系统及方法-CN202010256663.5有效
发明人： 黄祖广;姬帅;胡天亮;薛瑞娟;倪鹤鹏;张承瑞 -专利权人：山东建筑大学
申请日： 2020-04-02 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G05B19/401 文献下载
摘要：本发明提供一种数控机床精度解耦测试系统及方法，包括：位置测量单元、数据采集单元和计算机；所述数据采单元包括：总线数据侦听接口、位置编码器接口、数据上传接口和核心处理器；所述位置测量单元与位置编码接口通信连接；所述总线数据侦听接口和位置编码接口分别与核心处理器通信连接；所述核心处理器与数据上传接口通信连接；所述数据上传接口与计算机通信连接。本发明实现了对运动控制系统的综合误差、伺服单元的跟踪误差以及机械传动误差的实时测量和解耦，从而为数控机床、伺服单元及机械结构的精度、刚度等参数的优化调整提供参考。
一种数控机床精度测试系统方法

[发明专利]一种链状工业以太网节点转发延时的测量装置及方法-CN202010256066.2有效
发明人：姬帅;黄祖广;胡天亮;倪鹤鹏;薛瑞娟;张承瑞 -专利权人：山东建筑大学
申请日： 2020-04-02 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： H04L12/26 文献下载
摘要：本发明提供一种链状工业以太网节点转发延时的测量装置及方法，所述装置包括第一网口组、第二网口组以及主控模块；第一网口组与待测网络节点的上一节点及待测网络节点连接，第二网口组与待测网络节点及待测网络节点的下一节点连接；第一网口组连接有第一网络变压器组，第一网络变压器组连接有第一物理层芯片组；第二网口组连接有第二网络变压器组，第二网络变压器组连接有第二物理层芯片组；第一物理层芯片组、第二物理层芯片组均与主控模块连接；主控模块分别计算待测网络节点对下行网络信号数据及上行网络信号数据的转发延时，再根据下行网络信号数据的转发延时及上行网络信号数据的转发延时计算出待测网络节点的综合延时。
一种工业以太网节点转发延时测量装置方法

[发明专利]一种数控系统抗扰度的量化测试系统及方法-CN202010881277.5有效
发明人： 黄祖广;姬帅;薛瑞娟;胡天亮;张承瑞 -专利权人：国家机床质量监督检验中心;山东建筑大学
申请日： 2020-08-27 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： G05B19/401 文献下载
摘要：本发明提出的一种数控系统抗扰度的量化测试系统及方法，在数控系统运行过程中控制线性模组重复完成设定动作，数据采集与控制装置通过光栅尺实时采集线性模组工作台的位置，并在相同的位置、速度和加速度条件下，触发电磁骚扰模拟装置对被测数控系统施加电磁骚扰。通读分析对比工作台在电磁骚扰施加前后的位置、速度和加速度曲线，实现对数控系统的抗扰度评估。
一种数控系统抗扰度量化测试系统方法

[发明专利]一种设备运行状态边云融合诊断方法及系统-CN202010938853.5在审
发明人：王金江;张来斌;薛子章;李奕霖;黄祖广;薛瑞娟 -专利权人：中国石油大学(北京)
申请日： 2020-09-09 - 公布日： 2020-12-18 - 主分类号： G06Q10/06 文献下载
摘要：本说明书实施例公开了一种设备运行状态边云融合诊断方法及系统，所述方法包括云端利用目标设备的历史数据以及融合迁移方法，先对基于相似运行特征的设备的历史数据所构建的云端初始诊断模型进行调整处理，得到目标设备的云端诊断模型。边缘端向云端发送云端诊断模型获取请求，云端基于获取请求进行模型迁移；边缘端再利用目标设备的运行状态数据对迁移到边端的云端诊断模型进行调整处理，构建更适应于目标设备的边端诊断模型，以对目标设备进行实时诊断，实现云端模型高效准确的复用。同时还可以将诊断结果及实时数据上传至云端，更新云端样本集，进而更新云端诊断模型，实现边端诊断模型的持续更新优化，提升诊断的准确率与快捷性。
一种设备运行状态融合诊断方法系统

[发明专利]一种非介入式的网络节点响应延时测量方法-CN201811299064.0在审
发明人：姬帅;张承瑞;黄祖广;胡天亮 -专利权人：山东建筑大学
申请日： 2018-11-02 - 公布日： 2018-12-14 - 主分类号： H04L12/26 文献下载
摘要：本发明涉及测量方法及装置领域，公开了一种非介入式的网络节点响应延时测量方法，所述测试装置采用外置式，测试装置按照设定周期将测试报文上传至待测系统，并在报文发送结束时刻启动延时计时器；待测系统接收到测试装置所上传的报文后，执行所需运算并下发计时停止报文；测试装置接收到待测系统下发的停止计时报文后，停止延时计时器，并计算得到待测系统的响应延时。在基于工业网络的控制系统中，网络节点收发数据的响应延时对控制系统的性能具有显著的影响，该延时难以准确测量，传统的植入软件方式会占用系统资源，难以准确反映系统真实性能且测量精度低。本发明避免了安装测试软件测量中引入的不确定因素，实现了对系统响应延时的综合测量。
待测系统响应延时测试装置网络节点测量计时器非介入式控制系统报文上传延时测量方法及装置测试装置接收安装测试报文发送测试报文反映系统工业网络启动延时软件测量收发数据停止延时系统响应系统资源植入软件准确测量传统的外置式运算计时占用引入

[实用新型]一种数控车床用的模拟加载工件-CN201420769295.4有效
发明人：官端阳;赵钦志;黄祖广;纪大成;张维 -专利权人：国家机床质量监督检验中心
申请日： 2014-12-08 - 公布日： 2015-05-20 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：一种数控车床用的模拟加载工件，属于数控机床性能试验和可靠性加速试验技术领域。其特征在于：包括心轴、分度盘、紧定螺钉、端盖、轴承组、回转套、中间套、防松螺钉、密封螺钉、锁紧螺母、沉头螺钉；所述心轴是装夹在数控车床的三爪卡盘上，保持与数控车床主轴同轴心。分度盘通过紧定螺钉锁定在心轴上，保持与主轴一起运转，用来监测主轴转速，端盖和回转套通过沉头螺钉连接成一体。回转套通过轴承组与主轴卡盘一起运转；回转套内还设有中间套和防松螺钉，回转套中心孔部位设有密封螺钉。本实用新型解决了如何找到可调受力点位移的模拟工件进行刚度试验，如何模拟数控车床实际工况在主轴和进给轴之间实现动态模拟加载的难题。
一种数控车床模拟加载工件

[实用新型]一种加工中心用的HSK高速模拟加载刀柄-CN201320527086.4有效
发明人：官端阳;赵钦志;黄祖广;张维;纪大成 -专利权人：国家机床质量监督检验中心
申请日： 2013-08-27 - 公布日： 2014-04-09 - 主分类号： B23Q3/12 文献下载
摘要：一种加工中心用的HSK高速加载模拟刀柄，属于数控机床性能试验和可靠性加速试验技术领域。目前现有技术还没有一种加工中心刚度和可靠性用的主轴高速模拟加载刀柄。其特征在于：包括HSK刀体、端盖、刀套、正向轴承、反向轴承、中间套、锁紧螺母、沉头螺钉；所述HSK刀体是安装在加工中心的主轴上，端盖和刀套通过沉头螺钉连接成一体，刀套通过正向轴承和反向轴承与主轴连在能一起运转，在主轴的一端设有用于固定的中间套和锁紧螺母。本实用新型用于开展加工中心可靠性加速试验，可实现对数控机床主轴动态载荷模拟加载，快速、准确和定量的可靠性评价。
一种加工中心 hsk 高速模拟加载刀柄

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