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[发明专利]一种基于概率和区间混合模型的可靠性优化设计方法-CN202310831723.5在审
发明人：刘鑫;陈中华;李宝童;宋学官;刘凯;吴少伟 -专利权人：长沙理工大学
申请日： 2023-07-07 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于概率和区间混合模型的可靠性优化设计方法，该方法通过使用单元降维法对高维极限状态函数进行降维，将极限状态函数分解成一维函数的线性叠加，以降低对极限状态函数积分的计算成本；并采用使极限状态函数失效的最可能点作为降维参考点，以提高极限状态函数的近似精度；同时采用贯序优化法对基于混合模型的优化设计问题进行解耦，通过使用标准正态空间中的一组最优位移向量来偏移边界，以实现将可靠性约束转换为确定性约束；本发明可将复杂的嵌套优化设计问题转化为单层确定性优化设计问题，可从本质上提高优化的计算效率和求解精度，在工程机械结构设计领域具有广泛的工程应用价值。
一种基于概率区间混合模型可靠性优化设计方法

[发明专利]一种复杂机械结构的智能可靠性评估方法-CN202310831504.7在审
发明人：刘鑫;万俊;宋学官;李宝童;吴少伟;刘凯 -专利权人：长沙理工大学
申请日： 2023-07-07 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种复杂机械结构的智能可靠性评估方法，该方法通过证据理论对复杂机械结构可靠性评估过程中的不确定性因素进行描述，并采用近似模型构建复杂机械结构的近似极限状态函数；通过拉丁超立方设计获取样本焦元，同时采用遗传算法确定样本焦元的类别并将焦元转换为数据集；构建孪生卷积神经网络模型并对孪生卷积神经网络模型进行训练；利用训练好的孪生卷积神经网络模型对待识别焦元进行识别分类，从而求解出置信区间；本发明可提高求解置信区间的计算效率和样本焦元信息的利用率，在复杂机械结构可靠性评估领域具有广泛的工程应用价值。
一种复杂机械结构智能可靠性评估方法

[发明专利]基于进化算法的智能电铲多目标最优挖掘轨迹规划方法-CN202310583485.0在审
发明人： 宋学官;陈广玲;付涛;胡正国;王沐晨 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-05-23 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开一种基于进化算法的智能电铲多目标最优挖掘轨迹规划方法，采用PTP方法并使用高次多项式对挖掘轨迹进行插值，将轨迹寻优问题转化为多项式系数寻优问题，使用拉格朗日方程对简化后的电铲工作装置建立动力学模型，使用散列积分的方式对挖掘过程中的挖掘体积进行计算，使用经验公式计算挖掘阻力，以挖掘时间及单位体积物料的挖掘能耗作为优化目标，以电机性能与挖掘过程中几何条件等作为约束，以轨迹参数、挖掘时间、挖掘终止位置等作为设计变量，建立多目标优化模型，根据优化模型采用进化算法及决策方法进行优化处理，获取到满足设计需求的最优挖掘轨迹，实现挖掘能耗与挖掘时间综合最优，优化后挖掘轨迹满足实时节能的挖掘要求。
基于进化算法智能电铲多目标最优挖掘轨迹规划方法

[发明专利]智能挖掘机的结构性能数字孪生体构建方法-CN202110017331.6有效
发明人： 宋学官;邹亚男;来孝楠;王鑫;何西旺 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-01-07 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06Q50/02 文献下载
摘要：一种智能挖掘机的结构性能数字孪生体构建方法，通过对智能挖掘机挖掘过程中关键零部件进行有限元分析，得到相关结构力学性能；采集智能挖掘机关键零部件在挖掘过程中的重要运行状态，通过数据处理计算得等到关键运行数据；将传感器数据与人工智能算法融合，利用预测模型对多种未知工况下智能挖掘机零部件进行结构性能预测；最后利用计算机图形学技术将性能数据信息建模渲染，得到智能挖掘机结构性能显示的数字孪生体，实现智能挖掘机在挖掘过程中关键零部件性能信息的数字孪生映射。本发明在多种运行工况下，利用传感器以及人工智能算法实时计算智能挖掘机关键零部件结构力学性能，实现性能信息的实时显示监测、挖掘轨迹显示、反馈控制、故障预警等实用性功能。
智能挖掘机结构性能数字孪生构建方法

[发明专利]一种大型复杂机电装备的“测-算-控”智能化数字孪生方法-CN202010407005.1有效
发明人： 宋学官;原永亮;来孝楠;王硕 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-05-14 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供了一种大型复杂机电装备的“测‑算‑控”智能化数字孪生方法，包括物理样机系统、数据通讯系统、数据解码系统、优化计算系统、数据融合系统、孪生仿真系统和存储系统，可以实现大型复杂机电装备从产品研发、制造到后期运维的全生命周期管理，对大型复杂机电装备的性能预估、故障诊断和性能优化具有重要意义。
一种大型复杂机电装备智能化数字孪生方法

[发明专利]一种空气冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法-CN202310174185.7在审
发明人： 宋学官;汪子逸;阚子云;李建基;来孝楠;杨亮亮;曹旭阳 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种空气冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法，属于数字孪生领域。其基于数字孪生系统，包括散热物理模块、传感器模块、算法模块和实时虚拟显示模块。散热物理模块为真实散热模组物理实体；传感器模块在散热物理模块的热源部分安装热电阻用于采集实时温度，在其空气冷却散热器附近安装红外摄像机采集环境的实时温度，在空气冷却散热器附近安装分贝采集器采集散热器工作时的环境实时噪音；算法模块建立散热器工作信息的训练集，并搭建神经网络；通过实时显示模块对散热器散热特性进行显示。本发明能够实时分析、监测和预测散热器在长时间不同负荷下工作时散热特性；可在没有物理实体的情况下预测散热器的散热特性，为散热器的优化设计提供直观、可靠的信息。
一种空气冷却散热器散热特性数字孪生系统构建使用方法

[发明专利]面向重大装备或关键部件的“形-性”一体化数字孪生方法-CN202010134404.5有效
发明人： 宋学官;来孝楠;郭正刚;原永亮;邱一鸣;孙伟 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2020-03-02 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种面向重大装备或关键部件的“形‑性”一体化数字孪生方法，属于数字孪生领域。针对重大装备或关键部件，利用传感器技术采集其关键数据，将所得大量实时数据通过大数据技术简化分类；按照数据的不同响应要求，采用“云‑边结合”的计算模式，开发对应AI算法与数值求解器得到所需的性能数据，充分利用边缘计算低延迟与云计算高性能的特性完成数据融合；利用计算机图形技术将所得性能数据映射为物理设备的高保真孪生体，搭建直观、可信、虚实高度一致的孪生映射模型。本发明实现了在复杂工况下，利用少量的传感器信息即可实时计算出装备的整体性能，结合历史数据实现对装备性能的评估、预测及反馈控制，保障装备的正常作业，防止事故的发生。
面向重大装备关键部件一体化数字孪生方法

[发明专利]定制产品用户评论意见挖掘与综合量化方法及系统-CN202310476738.4在审
发明人： 宋学官;刘通;来孝楠;张林 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G06F40/211 文献下载
摘要：本发明属于文本情感分析领域，具体为一种定制产品用户评论意见挖掘与综合量化方法及系统。本发明在用户观点抽取的基础上，结合LDA主题模型、word2vec词向量和k‑means聚类算法设计了一种用户评价单元归类算法，实现评价单元总结和归纳。同时，提出一种情感强度计算方法，并结合数理统计量将用户评价按照类别量化。该意见挖掘方法和系统实现海量文本信息的快速分析、总结和情感量化，使用户评论意见挖掘结果更加直观。
定制产品用户评论意见挖掘综合量化方法系统

[发明专利]基于数字孪生的盾构机虚拟体验策略-CN202310484215.4在审
发明人： 宋学官;李建基;张帅;来孝楠;梁朋伟;马新奥 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供一种基于数字孪生的盾构机虚拟体验策略，属于装备虚拟体验技术领域。步骤如下：首先，创建数字孪生平台，搭建历史数据模型库；其次，在ANSYS中，对历史数据模型库进行不同工况下的仿真计算，建立虚拟仿真数据模型库；再次，融合历史数据模型库、虚拟仿真数据模型库，建立本地数据模型库D；通过克里金代理模型对本地数据模型库中的其他工况下的数据进行预测，并建立预测模型库P；最后，基于预测模型库P中的预测的不同工况下的数据，构建盾构机数字孪生体，实现对不同工况下盾构机刀盘受力、变形等状态的实时显示。本发明可以有效提高盾构机施工效率，降低施工风险，优化施工方案，从而实现盾构机施工数字化、智能化的目标。
基于数字孪生盾构虚拟体验策略

[发明专利]基于数字孪生的无人挖掘机自主采矿挖掘轨迹规划方法-CN202310156259.4在审
发明人： 宋学官;龙秀华;付涛;胡正国;吕一林 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-23 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：一种基于数字孪生的无人挖掘机自主采矿挖掘轨迹规划方法，属于轨迹规划技术领域。步骤：1)建立数字孪生模型，提取采样点；2)评估采样点。对采样点进行几何约束、性能约束、目标导向约束评估。如果符合，进入优化，否则需重复采样；3)优化。经评估采，得到各个约束函数，对无人电铲的最终目标函数进行优化。设置结束条件。如果不满足结束条件，重复步骤1)2)；否则，循环将停止，并生成最佳挖掘轨迹。采用COBILA算法优化实现实时轨迹规划。(4)输出最优挖掘轨迹后结束优化。本发明能够构建集成的形状性能数字孪生模型，实时分析UCS的形状和结构性能，进一步用于支持最优挖掘轨迹的生成；可以将耗时的结构性能响应作为额外的约束，有效地防止结构突然失效。
基于数字孪生无人挖掘机自主采矿挖掘轨迹规划方法

[发明专利]一种液体冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法-CN202310174499.7在审
发明人： 宋学官;汪子逸;阚子云;李建基;来孝楠;杨亮亮;曹旭阳 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：一种液体冷却散热器散热特性的数字孪生系统构建及使用方法，属于数字孪生领域。其基于数字孪生系统，由散热物理模块、传感器模块、算法模块和实时虚拟显示模块四个模块组成。散热物理模块为真实散热器物理实体；传感器模块在散热物理模块的热源部分和散热器部分安装热电阻用于采集实时温度；算法模块建立散热器工作信息的训练集，并搭建神经网络，将训练集和神经网络记录在数据库中；通过实时显示模块对散热器散热特性进行实时显示。本发明能够实时分析、监测和预测散热器在长时间不同负荷下工作时散热特性；本发明可在没有物理实体的情况下预测散热器的散热特性，为散热器的优化设计提供直观、可靠的信息。
一种液体冷却散热器散热特性数字孪生系统构建使用方法

[发明专利]一种基于综合评价模型的挖掘机工作点寻优方法-CN202310184349.4在审
发明人：刘伟嵬;邓剑洋;张靖文;宋学官;桑勇;曹旭阳;牛东东;李国锋 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F17/11 文献下载
摘要：一种基于综合评价模型的挖掘机工作点寻优方法。针对通过控制液压泵的排量稳定工作点这一方法，综合考虑挖掘机发动机的油耗、液压泵的效率和挖掘机的负载变化。根据发动机万有特性曲线确定发动机的燃油消耗量和其转速、转矩的关系；根据液压泵实验数据确定液压泵的效率和其转速、压差、排量比的关系；将发动机负载的压力值换算拟合成发动机的转矩值。选定挖掘机的工作转速，以实际工作时发动机的燃油消耗量低、液压泵的效率高，在实际工作过程中发动机工作点的波动小为寻优目标，建立综合评价寻优模型，其中通过设置权重系数来确定发动机油耗和负载波动的重要程度，根据液压泵的效率来确定工作点扭矩的上下限，最后确定发动机实际的工作点的转矩。
一种基于综合评价模型挖掘机工作点寻优方法

[发明专利]基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法-CN202310095282.7在审
发明人：马新奥;宋学官;王硕;鄢来强;闫盛;范世龙 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种基于DADOS优化设计云端系统的天轮结构轻量化设计方法，属于优化设计领域。首先，以大型矿井提升机的天轮为研究对象，对其建立有限元模型，将天轮轮辐工艺孔主要结构参数定义为设计变量，采用最优拉丁超立方方法，得到多组天轮设计尺寸及其对应的应力值，并将其代入到RBF代理模型中得到拟合曲线；验证代理模型的精度后，采用自适应模拟退火法限定优化目标，以最小的成本获得全局最优解；最终得到满足优化目标的最优解，进而最终确定设计方案。本发明综合采用最优拉丁超立方采样方法、RBF代理模型、交叉验证代理模型检验方法及自适应模拟退火法完成天轮轻量化设计目标，保证在优化设计要求得到实现的同时，使得优化操作简便、优化效率高效且优化效果最好。
基于 dados 优化设计云端系统结构量化方法

[发明专利]一种面向隧道掘进机的实测数据离群值检测及修正方法-CN202310141397.5在审
发明人： 宋学官;王苏杭;王一棠;庞勇;李一阳;刘富文;韩畅阳;刘通 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G06F18/21 文献下载
摘要：本发明提供了一种面向隧道掘进机的实测数据离群值检测及修正方法，属于异常值数据检测领域，通过滑动窗口的方法对不同工况下的隧道掘进机实测数据进行分层异常值检测，并对异常值点进行修正填补。该方法首先通过滑动窗口将原始时间序列分割成多个子时间序列，并采用快速计算的方式提取子时间序列斜率的置信区间半径并识别异常子时间序列，然后利用局部离群因子算法进一步判定异常值，最后采用回归技术针对剔除后的异常值进行合理填补。本发明能有效识别隧道掘进机实测数据中的异常值，且对异常值进行合理的填补修正，保证了隧道掘进机实测数据工程可用性，为进一步数据分析提供良好的条件。
一种面向隧道掘进机实测数据离群检测修正方法

[发明专利]基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法-CN202310095029.1在审
发明人：马新奥;宋学官;王硕;鄢来强;闫盛;范世龙 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种基于DADOS优化设计云端系统的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计方法，属于优化设计领域。首先，以组合式压力机上横梁为研究对象建立有限元模型，将天轮轮辐工艺孔的4个可更改的主要结构参数定义为设计变量x，在可行域内进行均匀随机采样，仿真得到对应的研究对象的质量及最大变形值。其次，将其分别代入不同的代理模型方法中，建立非线性映射关系，并进行行敏感性分析。再次，分析出对研究对象质量及发生的最大变形影响最大的设计参数之后，进行优化求解，综合考虑优化目标后，得到满足优化目标的最优解，并最终确定设计方案。本发明能够保证在优化设计要求得到实现的同时，使得优化操作简便、优化效率高效且优化效果最好。
基于 dados 优化设计云端系统大型组合式压力机横梁量化方法

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