- 吕健;武利生;张金柱;付晓艳;
为了提高远程无人测流实时性，提出一种远程实时控制方案。PLC将雷达测流仪采集的水面信号和流速信号进行过滤后，经Zigbee无线数传模块与测流控制软件进行处理与保存，定义通讯格式并开发客户端软件实现远程控制。结合测流平台本身的特点，基于改进小波神经网络PID算法对网络时延实时预测并进行预估补偿，最后的仿真和实验结果表明：小波神经网络-PID算法对时延的预测率较高，系统网络时延能够有效保持在200ms左右，较补偿前缩短20%，满足水文测流实时控制的要求。
2025年09期 No.415 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：20 ] - 张步云;李泽威;刘志强;胡正林;
传统悬架设计通常将道路看作刚性的，事实上车辆与道路的振动是耦合的，即道路受迫会产生变形振动，进而影响车辆。这种作用对悬架系统的优化与控制精度起着关键作用。为提升车辆平顺性并减小道路的损坏，建立四分之一车辆悬架系统-道路耦合模型，其中道路模型由欧拉伯努利梁和粘弹性地基组成。以车身加速度、动态轮胎载荷和悬架相对位移为多目标函数，提出一种考虑车路耦合作用的主动悬架控制算法。针对该算法的加权矩阵参数人工选择耗时长且难以确定最佳参数组合问题，提出采用粒子群算法对其权重参数进行优选，继而进行仿真计算以验证。结果表明：该控制算法可有效减少车辆对路面伤害，提高乘坐舒适性，为悬架设计和减缓道路损坏提供参考。
2025年09期 No.415 5-10+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] [下载次数：376 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 夏骄杨;韩立金;刘辉;谢景硕;
为了提高轮腿机动平台在复杂环境下的运动能力，提出了一种基于虚拟模型和二次规划的轮腿机动平台位姿优化控制方法。对平台进行运动学建模，并借助正运动学模型推导雅可比矩阵。基于质心单刚体动力学模型和虚拟模型控制的思想，研究平台整体的动力学特性，并通过二次规划对车轮地面反作用力进行优化分配，进而求解腿部的关节力矩。利用该控制方法，在Simscape Multibody中对平台X向、Z向、侧倾、俯仰的位姿调节进行仿真验证。仿真结果表明，基于虚拟模型和二次规划的轮腿机动平台位姿动力学控制方法能够有效地跟踪平台目标位姿，且误差较小。
2025年09期 No.415 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 于敬华;曹利杰;
针对齿轮裂纹状态下机车传动系统的共振与参数稳定性进行了研究，基于传动系统模型的设计参数，建立了铁路机车单自由度裂纹齿轮模型，综合考虑了齿轮侧隙、静态传动误差、裂纹下的时变啮合刚度以及轮对粘滑的影响因素，采用多尺度方法得到所提模型的频率响应和近似解。在此基础上，对滑移率、裂纹程度、阻尼比、静、动载荷等几个关键参数对主共振的影响进行了研究，同时对裂纹齿轮系统的稳定性进行了分析，得到了稳定区和不稳定区之间的边界。
2025年09期 No.415 16-22+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 王思齐;蒋玮;董长帅;
针对过往理论应力集中系数计算和应用的繁杂性，采用神经网络技术对常用标准件的理论应力集中系数进行预测，建立了形状特征、载荷和应力集中系数之间的数学关系，从而获得应力集中系数的显性表达式。在这个基础上，根据对训练数据集的预处理以及神经网络的分组，选择BP神经网络，循环神经网络（RNN），长短期记忆（LSTM）神经网络等不同的神经网络算法进行对比。结果表明，RNN和LSTM神经网络对理论应力集中系数的预测是可行的，并且LSTM神经网络获得更好的预测效果。
2025年09期 No.415 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陆颖;孙永铎;束瑜;匡荣;
本研究提出了车联网环境下车路信息融合的高级车辆碰撞自动呼救系统（Advanced Automatic Crash Notification System,AACNS）。首先，设计了基于车联网的车路信息融合AACNS；其次，确定了车联网技术下可获取与事故严重度相关的车-路因素；随后，采用包含多因素的数据训练长短期记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）神经网络，建立车路信息LSTM伤情预测模型用于云计算中心分析驾驶员受伤程度；最后，与仅考虑车载数据的伤情预测模型以及其他常用预测模型进行对比，检查了车路信息融合模型的预测性能。研究结果可用于AACNS中云计算中心的算法改进和性能提升，最终能有效提高事故救援效率。
2025年09期 No.415 28-32+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 秦军磊;饶美丽;叶云龙;张明;
为了提高复合轧辊间隙结构下非线性控制性能能力，利用微分几何反馈方法进行线性解耦，同时加入干扰观测器进行滑模控制，从而避免受间隙因素干扰引起传动系统控制效果的偏差，由此获得精确的运动轨迹参数。在开展仿真的基础上，通过实验测试了叶片辊轧机包含间隙结构时非线性变化规律。研究结果表明：对干扰动观测器实施仿真，实现了轨迹的精确跟踪。跟踪轨迹与理想轨迹平均误差在0.005mm以内，表情采用本文控制算法可以达到较高的可行性。应用验证结果表明，本文控制算法实现更低轧制误差，平均误差控制在0.4mm以下，均方误差控制在0.01mm以下，因此以控制模式能够有效提升辊轧叶片合格率。本研究对提高板材的轧制质量具有很好的意义，实际应用推广价值很大。
2025年09期 No.415 33-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K] [下载次数：64 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 赵宁;王凯;
针对3D模型的质量评价问题，提出一种零件3D模型质量综合评价方法。首先在总结飞机零件设计过程的模型数据质量问题和各类设计规范的基础上，从标准化、合理性、稳健性、高效性、工艺性和经济性等六个方面建立了零件3D模型质量综合评价指标体系。然后设计了基于AHP和三角模糊数的综合评价方法，采用可配置评价指标体系模型对评价指标进行修改以及配置目标评价树，利用层次分析法确定评价指标权重，并通过三角模糊数统一量化不同类型的评价指标特征值，实现了飞机零件3D模型质量的综合评价。实例分析的结果验证了所提方法的有效性和实用性。
2025年09期 No.415 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K] [下载次数：222 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 余琼;高月仕;杨宗能;车鑫;
针对斗轮堆取料机前臂结构，在保证强度、刚度和非共振的前提下，在Kriging模型的基础上以重量最小为目标对斗轮堆取料机前臂进行结构优化。首先采用Morris法对所有结构参数变量进行敏感性分析，筛选出对重量影响较大的结构参数变量，在此基础上建立了计入前臂结构重量的Kriging模型。为了改善模型精度较差的问题，引入了序列多点填充准则。最后，基于所构建的Kriging模型进行了结构减重优化。与初始设计相比，斗轮堆取料机前臂重量大幅降低。此外，通过与有限元模型对比，验证了Kriging模型优化的有效性。
2025年09期 No.415 42-48+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 房晓辉;徐自力;王珺;黄金平;
针对轴承承受载荷不均匀、游隙设计不合理等原因，双半内圈三点接触球轴承可能出现异常接触状态，严重时甚至导致轴承故障，影响转子系统的正常运行。给出了三点接触球轴承正常接触和异常接触的判定条件，考虑了内、外圈及滚珠的弹性变形，建立了双半内圈三点接触球轴承的有限元模型，研究了沟曲率系数和径向游隙等结构参数以及轴向载荷和径向载荷对接触状态的影响规律，揭示了三点接触球轴承接触状态的影响机理。结果表明：随着内、外圈沟曲率系数的增大，原始接触角逐渐减小，三点接触球轴承出现异常接触的风险增大；存在临界径向游隙，当径向游隙大于临界值时，三点接触球轴承不会产生异常接触；增大轴向载荷能够防止三点接触球轴承产生异常接触，径向载荷增大到一定值后能够使三点接触球轴承处于异常接触状态。
2025年09期 No.415 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 吴志峯;高建雄;朱鹏年;徐蓉霞;
Miner损伤理论不计算小载荷对材料造成的损伤，也忽略了材料疲劳极限本身的模糊性。针对上述问题，提出了考虑疲劳极限模糊性的疲劳损伤累积理论及相关的疲劳寿命预测公式。此模型引用尺寸效应确定疲劳极限模糊性的分布范围，并将此分布范围定义为初始模糊区域。引入模糊理论中的隶属函数对初始模糊区域进行定量分析，以此解决Miner理论忽略疲劳极限模糊性的问题。通过两个实例验证可知，该模型可以极大提升疲劳寿命的预测精度。
2025年09期 No.415 55-58+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王玉国;沈缪聪;朱晓春;谢斌;
针对传统组合车床不能及时准确地获取生产数量、效率、运行状态异常等生产信息的问题，提出了一种基于总电流信号的组合车床运行状态实时监测方法。首先对采集的组合车床总电流信号进行滤波去噪预处理，离线标定出组合车床在特定零件和工序下的生产运行状态特征向量；然后以此特征向量为基准，实时监测组合车床的运行状态，辨识获得每个零件的加工开始时间、加工结束时间、上下料待机时长、倍率异常和撞刀异常等信息。以某汽车传动轴零件为例，进行了监测试验，验证了该方法的有效性。
2025年09期 No.415 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K] [下载次数：49 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 宋江南;黄瑛;
冷却板在质子交换膜燃料电池中起到排出废热，提升双极板温度均匀性的作用，是质子交换膜燃料电池的重要组成部件。将冷却板的进出口位置进行重新设计，通过CFD技术将冷却液在整体流量不变的情况下进行了重新分配，比较冷却流量分配后和增大冷却液总流量后的质子交换膜燃料电池冷却板的温度分布、压力分布，分析各结构流场的换热能力。分析得出，在蛇形流场冷却板的腰部增加补充冷却液流量入口能明显降低蛇形冷却通道的压降，减缓冷却液流体的堵塞情况，最大降幅为43%。冷却液补充流量入口分配在上中游的流场温度表现更好，增大冷却液的整体流量能有效降低质子交换膜燃料电池冷却板的整体温度，提升冷却板的温度分布的均匀性。但增加冷却液流量后提升冷却板换热性能的效果随冷却液的增量变大而减弱，最高温度降幅从3.45K降低到1.02K。
2025年09期 No.415 64-67+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王敏;刘诗道;杨海华;赵锦华;
某款新能源商用车AMT变速箱在换挡测试阶段，有批量换挡失效及异响故障现象，拆机发现拨叉齿条轴断裂。对失效拨叉齿条轴开展化学成分光谱分析、金相组织分析排除材料或热处理缺陷；开展拔叉力测试实验，应用测试结果对拔叉齿条轴开展静力学分析，结果显示拨叉齿条轴失效处存在应力集中现象。针对拔叉齿条轴应力集中及拔叉力大的问题，采取齿条和拨叉轴分体设计、拔叉齿轮限位等优化措施，结果显示应力集中改善明显，安全系数提升（2～3）倍，拨叉力下降至283N以下，有效提高换挡寿命。利用AMT疲劳寿命试验台对优化后的换挡机构寿命进行验证，通过测量、对比拔叉齿条轴和拔叉试验前后的尺寸变化，判断其磨损或变形符合设计要求，为AMT换挡机构拔叉齿条轴失效分析及优化设计提供一定参考。
2025年09期 No.415 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 王喜社;朱炜义;
针对人工垃圾分类复杂繁琐的问题，设计了一款基于机器视觉的多垃圾自动分类系统。该系统主要由检测系统和分拣系统两部分组成。树莓派4B、NCS2(Neural Compute Stick 2)与高清摄像头等构成检测系统，将训练YOLOv4-Tiny网络建立的目标检测模型通过OpenVINO工具包优化后部署于树莓派进行实时垃圾识别与定位。Arduino、UM(Ultimaker)结构、二自由度机械臂与分拣台等构成分拣系统，采取S型加减速算法与PI位置环算法控制步进电机，提高了运行效率。实测结果表明:该系统分类垃圾的平均准确率高达91%以上，平均速度约为6秒每个，实现了对同时投入的多个垃圾快速准确地进行分类。
2025年09期 No.415 74-77+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] [下载次数：821 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 张明会;张华丽;郑磊;孙利军;
微流控芯片广泛应用于生物医学领域，微阀是微流控芯片中的重要控制部件。基于形状记忆合金会随温度变化而改变形状的特性，设计了具有三层结构的微流控分选芯片，包括多通道鞘流模块、细胞电学特性检测模块和形状记忆合金微阀分选模块三部分。利用软光刻技术制备了分选芯片，使用浓度为10~5个/ml、直径为8μm的聚苯乙烯微球溶液测试了该芯片的功能，验证了利用形状记忆合金微阀控制细胞的流动路径是可行的。分析了细胞在不同大小下的电学特性，可结合单细胞电学特性和形状记忆合金微阀特性发挥芯片的细胞分选作用。
2025年09期 No.415 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：138 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 迟军;忻明杰;宋加涛;崔怀峰;
根据燃气自闭阀对安全性的技术要求，设计了一款以凸轮为核心的纯机械结构的控制装置。介绍该装置的工作原理后，先根据工艺条件设计了凸轮轮廓曲线的数学表达式，再建立了凸轮机构在运行过程中的力学模型，在线性化后求得了该模型的近似解。在此基础上，结合遗传算法设计了适应度函数，然后对凸轮轮廓曲线的参数进行了最优化设计。基于样品的实验表明，用该方法设计的产品在控制精度和可靠性方面都高于国家标准，完全能满足实际应用要求。
2025年09期 No.415 82-85+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 程志江;王智强;张志鹏;袁嘉旺;
针对传统的电涡流调谐质量阻尼器耗能效率有限的问题，将电磁铁引入到阻尼装置中，利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics，分别对永磁体，电磁铁以及电涡流阻尼器进行三维有限元仿真，分别分析了永磁体和电磁铁的磁场特性，并探讨了电磁铁的引入对阻尼器特性的影响。采用稳态分析的方法，针对铁芯，材料，磁体间隙等参数对磁场特性的影响进行分析。结果表明，电磁铁的合理引入将显著增强装置的磁通密度和阻尼能力。导磁钢板，磁体排列以及磁体间隙等都会对ECTMD的磁场产生一定影响。
2025年09期 No.415 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K] [下载次数：243 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张伟生;颜新星;练水泉;李风雷;
对钢筋套筒冷挤压连接的连接工艺、抗拉试验、设备结构进行了全流程联合仿真，基于弹塑性有限元，建立了两半压模在挤压力作用下逐渐合模，使套筒发生大塑性变形和加工硬化，锢紧两根钢筋的连接工艺模型，得到了加卸载力和压模行程的关系，以及压模、钢筋套筒连接体的变形与等效应力分布，揭示了冷挤压连接原理，得到了压模的失效机制及改进方法；在钢筋套筒连接体中加入拉伸试验条件，建立了抗拉试验模型，得到抗拉力与挤压力的关系，以及实现有效连接的最佳挤压力；将该最佳挤压力作为边界条件，建立了挤压机的设备结构模型，得到主要承力部分的等效应力分布以及最佳结构和尺寸；最后基于制造性和易用性，进行模块化原理和结构优化，研制出了优化样机。跟原挤压机相比，在实现相同挤压效果的情况下，该样机尺寸和重量减半，而且由于实现了最紧凑设计，大功率液压泵可以替换为小功率液压泵，大幅降低了整套冷挤压设备的体积、重量和制造成本。
2025年09期 No.415 91-95+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 王运梦;崔龙;刘钊铭;张峰;
针对医疗手术过程中的脊骨病变位置难以被医生直接观测出、病人的时间成本极其昂贵等问题，提出一种适合于医疗导航定位系统的快速点云配准方法。首先在粗配准阶段对点云数据进行预处理，包括去除NAN点、体素下采样滤波和3D-SIFT关键点提取，然后使用4PCS算法对脊骨外轮廓的CT点云图和手工采集的关键点云数据进行大致配准，最后基于改进后的ICP算法进行精配准。四组融合实验的结果表明，相比于使用4PCS算法、NDT算法和PCA算法分别结合传统ICP算法的配准，所提改进方法的配准误差能够稳定在10以内，时间能够稳定在0.12s内，高效地完成了配准，为后续手术规划提供了较精确的导航定位。
2025年09期 No.415 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K] [下载次数：299 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 马伊科;
高强度矿用链长期使用产生的磨损会导致链环破断强度降低甚至断裂，因此需对磨损后链环的破断强度进行预测。这里利用三维扫描方法获得磨损后链环实物模型，并通过有限元方法对链环进行拉伸实验模拟分析，利用Ductile损伤模型分析延性金属断裂时的最大负荷，根据磨损后链环的实物拉伸试验验证了模型的准确性。结果表明，链环承载后应力集中于内圈一侧，链环破坏失效产生于肩部，利用Ductile损伤判断磨损链拉伸试验断裂负荷误差小于5%，可用于分析磨损后链环破断强度并预测断裂情况，指导更换强度不足的磨损链环，从而减少故障带来的损失。
2025年09期 No.415 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 唐杰;陈明山;
针对电动汽车的稳定性和能耗特性，提出了一种神经模糊控制和模型预测控制结合的综合控制方法。首先，建立了制动条件下的纵向-横向相互作用模型，其次以制动强度为扰动，采用模型预测控制对主动悬架进行调节，以提高行驶动态过程中的动态舒适特性。为了提高车辆的能量回收效率，提出了一种神经模糊优化策略，该策略考虑了车辆横向运动对制动力矩的约束，优化了神经模糊隶属度函数，实现了神经模糊控制。最后通过仿真和实验对比，表明所提出的综合控制方法能够有效提升车辆的稳定性和能耗控制。
2025年09期 No.415 106-112+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K] [下载次数：271 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李岩;张国卿;付留杰;郭万金;
随着高层及超高层建筑的普及，对电梯提出更高要求以保证乘客的生命安全，电梯水平振动很大程度上会影响乘客的乘坐电梯时的安全与舒适性。通过研究电梯轿厢架-轿厢-导轨-滚动导靴耦合系统，提出一种乘客跳跃行为下电梯水平振动分析方法，开展导轨自身误差和乘客跳跃行为共同作用对电梯运行的影响分析。采用拉格朗日方程构建电梯系统的动力学模型，并对乘客不同形式的跳跃行为进行仿真分析和实验验证。仿真结果表明，当乘客在轿厢内跳跃时，电梯轿厢的水平振动的加速度所对应最大峰峰值大于《电梯技术条件GB/T10058-2009》规定的最大峰峰值0.20m/s~2，存在安全风险。实验结果表明：实验所测得的数据与仿真结果振动加速度的最大峰峰值分别为0.304、0.242和0.319m/s~2，验证了所提出的乘客跳跃行为下电梯水平振动分析方法的有效性。所提方法可为电梯安全领域提供一种分析乘客行为对电梯水平振动影响的新途径。
2025年09期 No.415 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 汪智求;陈偲;任智;杨金堂;
为使红外测温仪能以适宜的温度在高温环境下正常运行，提出了一种基于模糊PID的红外测温系统。系统以PLC为核心控制枢纽，搭建了硬件平台和模糊PID控制器对红外测温系统进行控温，通过SIMULIINK平台进行优化仿真实验，然后进行实物验证。根据实验结果可知：系统使用模糊PID控制方式进行系统控温时，超调量为1.4%，达到平衡时间为8.5s，其响应速度快，超调量小，稳定性高；面对外界干扰，系统实现动态平衡，且波动范围为±0.1℃，系统能有效对抗外界环境温度的动态扰动，实现红外测温仪温度的智能控温，对诸如红外测温仪等此类需温降的系统具有借鉴意义。
2025年09期 No.415 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K] [下载次数：838 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 周祺;陈颖阳;蒋瑨;王晨旭;
为提高家庭种植产品设计评价的准确性与科学性，提出一种改进可用性结合产品特征的可用性评价方法。以本团队研发的家庭种植机为例。首先，以可用性工程为基础，针对产品个性，构建了标准属性、种植效果、效率、易学性及满意度5个一级指标和24个二级指标的可用性评价体指标。其次，邀请专家小组赋权，通过层次分析法（AHP）计算指标的主观权重；再由测试用户使用产品进行可用性测试、由专家指导进行对比种植实验，采用熵权法（EWM）计算评价指标的客观权重；结合AHP与EVM的计算结果得到各评价指标的综合权重。最后，运用模糊综合评价法对指标层和准则层进行评价，得到最终评价结果。该评价方法能够从不同视角发现产品的可用性问题，准确把握产品缺口。改进后的评价模型能够提升设计评价的合理性，为其他产品的改进优化提供参考。
2025年09期 No.415 123-128+133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1547K] [下载次数：212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王昌;水乐峰;王宇鑫;周忠锋;
以1250kN热室小型精密压铸机为研究对象，针对小型热室压铸机双曲肘合模机构扩力系数较低的问题，通过运用ADAMS多体动力学分析软件，对双曲肘合模机构的开合模过程进行运动学和动力学仿真，把得到的不同曲线和各优化目标的敏感值参数进行分析调整，达到对合模机构的各构件进行优化，将优化值与原始值进行对比，最后进行力学分析验证，结果表明，压铸机合模机构的扩力系数由13.38增加到18.67，曲肘角减小了2.50，减轻了各构件的质量，从而使生产成本降低，生产率提高。
2025年09期 No.415 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 于春蕾;C. Chiu;冀浩杰;卢纪丽;
多层大直径拉索具有复杂的几何结构和高度非线性的钢丝接触行为，采用传统有限元技术难以对其力学性能进行高效预测。探索了多层大直径拉索的新型有限元模型的建立方法，其中钢丝采用三维两节点梁单元进行结构网格划分，钢丝间接触行为采用基于赫兹接触理论开发的点、线接触单元进行模拟。新模型具有较小的模型计算规模且能够同时考虑钢丝不均匀弯曲、接触变形和钢丝材料塑性等非线性因素对拉索性能的影响。为验证模型的正确性，以91丝拉索为对象预测其轴向拉伸性能，数值结果与拉伸实验结果及现有文献仿真结果进行对比，新模型预测结果与实验结果吻合良好。
2025年09期 No.415 134-138+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1472K] [下载次数：67 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王健;崔俊;王晓佳;于昊铜;
锂离子电池是纯电动汽车供能的主要形式，针对目前锂离子电池剩余使用寿命（RUL）预测精度低，模型适应性不强等问题，提出一种WD-ISSA-LSTM的锂电池RUL预测方法。首先对马里兰大学公开数据集中的CX2-36和CX2-38两块电池的原始数据进行小波降噪处理；其次利用Logistic混沌映射初始化种群和加入动态权重因子去改进麻雀搜索算法（SSA）；最后，采用ISSA对长短期记忆网络（LSTM）的超参数进行优化，用优化后的LSTM实现滚动预测。预测结果表明：与单一的LSTM预测相比，预测精度有了很大的提高，均方根误差均保持在1%之内，拟合程度提高了16%，并在CX2-34电池上验证了该方法的适应性。
2025年09期 No.415 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1491K] [下载次数：651 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王绪科;郭延磊;李峰;
采用电流辅助轧制可以实现智能制造更高处理效率的加工成型，大幅缩短加工时间。为了提高316L不锈钢薄板的制备能力，在冷轧的基础上设计了一种脉冲电流辅助不锈钢薄板加工方法，并通过实验测试手段研究其拉伸性能和组织。研究结果表明：施加脉冲电流辅助后保持在60℃附近，到达邻近断裂状态时的温度升高至400℃。室温极限拉伸应力达到360MPa，屈服强度291MPa，延伸率25%。通过加入脉冲电流来减小变形应力，断口区域形成了更大尺寸与更深的韧窝，获得了更大延伸率。电流密度1.6A/mm~2下晶粒尺寸增加，提高电流密度后，晶粒出现位错积累，大部分位错出现于靠近晶界的部位，提升变形抗力。该研究有助于提高板材的成形效率，为后续的工艺优化奠定一定的理论基础。
2025年09期 No.415 145-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹琼;荣耀;刘清;杨静;
为了提高大倾角煤层综采的采煤效果，通过设计正交试验研究了在大倾角综采工作面下滚筒转速、滚筒直径和叶片螺旋角度对采煤效率的影响。首先根据理论分析得到主要影响因素，并设计了相应的正交试验；接着结合某矿场实际情况，利用三维软件SoildWorks对滚筒进行建模，利用离散元软件EDEM对煤岩进行建模；接着按照正交试验表，将滚筒和煤岩模型进行联合采煤仿真；最后利用极差分析法对结果进行了分析。结果显示滚筒转速、螺旋角度、滚筒直径对装煤效率的影响逐次降低，同时在滚筒转速150r/min、滚筒直径550mm、螺旋角度21°时装煤效率最高。此外，各因素对装煤效率影响的变化情况，都能在实际作业中找到对应的原因，进而验证了离散元法结合正交试验在大倾角综采工作面采煤机设计与优化上的可行性与优势，具有一定的工程实践意义。
2025年09期 No.415 149-152+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] [下载次数：119 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄丙利;詹勤颂;张明;
纤维增强复合材料GFRP各层间的各向异性对钻削加工影响很大。采用电镀金刚石钻头与硬质合金麻花钻进行GFRP钻削测试，设计了相应的正交方案来判断刀具材质、钻削参数引起的钻削力与钻削损伤变化。研究结果表明：轴向力受到刀具因素的影响最明显，其次为进给速度造成的影响，转速造成的影响程度最低。当转速增大后，轴向力减小，而当进给速度增大时将会引起轴向力也发生明显上升，麻花钻与金刚石钻头相比形成了更小轴向力。进给速度差异引起的出口分层损伤变化程度最明显，其次为刀具产生的影响，影响程度最低的是转速。随着进给速度的提高，形成更大的轴向力，引起出口分层损伤程度的进一步加重。综合确定最优参数条件为：转速6000r/min，进给速度为25mm/min，采用麻花钻。
2025年09期 No.415 153-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1312K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘世明;施友志;李子玮;杨梅;
针对当前卷烟机钢印辊调节方式复杂、钢印位置容易偏移及更换印钢印辊的操作复杂，这里提出了一种将印钢印辊固定到联轴器上，然后用定位销钉对印钢印辊与联轴器进行对位，并使用锁定螺母对钢印辊进行锁止，并在第1钢印印刷设备和第2钢印印刷设备之间设置自动标定装置和预粗调机构，以使卷烟机套色钢印位置偏移控制设备的最佳化。研究结果显示：调节和拆卸钢印辊操作简便、快速，可以有效地改善钢印定位精度，降低不良品率，达到了烟草制品质量管理的目的，在实际生产中推广使用是可行的。
2025年09期 No.415 157-161+166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 乔虎;伍娅;曹岩;
以TC4钛合金为研究对象，建立砂带磨削钛合金表面粗糙度理论预测模型，分析磨削过程中的主要工艺参数对表面粗糙度的影响。首先设计与搭建了能够在恒定压力和恒定线速度下进行磨削实验的工作台；在该实验台上进行正交实验，利用实验结果进行多元线性回归分析，从而建立表面粗糙度理论预测模型；对该回归方程与回归系数进行显著性检验，并利用随机实验验证其准确性。实验结果表明：该预测模型具有一定的准确性与可靠性，由正交试验与预测模型分析，表面粗糙度受磨料粒度的影响最大，磨削压力次之，砂带线速度影响最小，随机验证实验的结果显示，该模型具有一定的准确性与可靠性。
2025年09期 No.415 162-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：214 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 费胜;赵海伦;徐辉;姚建南;
光纤预制玻璃棒的偏心量作为影响光纤拉制成型的重要品质参数之一，目前采用人工方式对其检测，存在效率低，检测精度不稳定等问题。为解决此问题，根据光纤预制棒的光学成像特性及其几何结构特征，提出了机器视觉结合运动机构的测量方法，设计了一种光纤预制棒偏心量检测系统。首先根据测量方法设计了可实现检测原理的机械运动机构；其次，调用Halcon软件对采集的图像进行处理；最后，基于倍福PLC设计了运动控制系统，将PLC和Halcon进行通讯，结合图像处理和运动控制完成偏心量的检测。测试结果表明，该系统能够高效率高精度地完成不同规格预制棒偏心量的检测，有效弥补了人工检测的不足，满足了企业的需求。
2025年09期 No.415 167-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 童岩鹏;李宏新;汤天宁;薛阳;
以应急放油附件的喷嘴泄漏量、小柱塞油嘴直径、安装垫片厚度等可能引发加力燃油泵异常工作的关键因素为目的，通过试验验证的方式对匹配性设计边界进行了摸索研究。结果表明喷嘴泄漏量的边界设置为28L/h以下且小柱塞安装垫片厚度在1.5mm以下时，对加力燃油泵的工作状态无影响；小柱塞油嘴直径变化不会引起加力燃油泵异常工作。通过某型航空发动机推力脉动故障的分析研究，设计的试验方法能够进行故障复现。喷嘴泄漏量恰好处于使加力泵处于工作与不工作的临界状态会引起主燃油泵调节器供油波动，进而造成推力脉动。将试验结果应用到航空发动机推力脉动排故中，设计的试验方法及取得试验结果能够实现故障复现，快速地完成了故障定位并有效解决问题，为外场排故争分夺秒。
2025年09期 No.415 172-176+183页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 吴焱明;冯超健;李晓龙;朱家诚;
针对目前国内人工洗车耗水量大、用时长、清洁效果不佳，以及市场上现有洗车机工作过程中存在一些不足等洗车行业现状，设计了一种新型龙门式自动洗车机。首先，分析了龙门式自动洗车机的设计需求，对其功能进行分解与设计，提出了洗车机的整机设计方案；其次，对洗车机的竖刷倾斜机构和风刀机构等关键机构进行了创新设计，实现了竖刷双向倾斜和风刀摆动吹风功能；随后，对自动洗车机的控制系统进行设计，使其易于实现开发多套可选的洗车程序，并重点对自动洗车程序的仿形刷车和仿形吹风模块进行了设计；最后，制作出龙门式自动洗车机样机，对编写的多套洗车程序进行了现场测试，分析了测试过程中各毛刷的刷车功率稳定性。结果表明，所设计的龙门式自动洗车机较好地解决了市场上现有洗车机存在的车身清洗、吹干不彻底的问题，能够满足市场上大部分车型的清洗需求，具有一定的参考价值和应用前景。
2025年09期 No.415 177-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] [下载次数：514 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 古莹奎;钱志远;王波;吴宽;
针对现有剩余使用寿命预测模型设置退化量与退化率是维护活动的相关函数，而忽略了时间因素对系统退化过程的影响，提出一种考虑退化率函数与系统累计运行时间相关的剩余使用寿命预测模型。首先建立考虑了不完美维护活动与系统运行时间的系统阶段性随机退化模型；然后基于首达时间理论，通过卷积算子推导系统剩余使用寿命的概率密度函数；接着通过蒙特卡洛方法近似求解剩余使用寿命的概率密度；最后通过极大似然估计确定模型相关退化与维护参数。为验证模型的准确性设计了基于油液监控的齿轮箱退化试验，结果表明：将不完美维护活动影响下的剩余使用寿命预测模型的退化率设置为与时间相关的函数能有效提高模型预测精度。
2025年09期 No.415 184-188+192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 周淑娟;张峰;
为了提高差动缸控制系统存在输出精度，设计了一种差动缸运行控制特征优化了过驱动分配控制方案，实现了对压力与位置的参数高效控制。分析了差动缸泵控驱动线性模型与状态耦合过程，利用仿真验证了位置控制性能。研究结果表明：以非差动缸控制系统进行测试时，腔室压力与活塞运动位移都跟期望值存在明显差异，以差动缸控制系统进行测试时，则达到了与期望值接近的结果。以Matlab软件进行仿真分析发现，可以检验过驱动、非差动缸活塞的腔室压力与运动位移，从而为设计优化提供了一定的参考价值。
2025年09期 No.415 189-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李振霞;程方;
为了解决实际施加工况下柔索驱动机械臂调节多根绳索载荷的情况具备较大偏差的问题，设计了一种可以适应变负载柔性机械臂调控性能的预紧系统，使总体成本明显减少，并保证连接效果的紧密性，可以有效适应多根柔索共同产生的载荷。有效载荷试验表明，加入预紧结构时机械臂可以有效承受220g的载荷，没有加入预紧结构时则只能承受200g的载荷。由于绳索松弛时造成了明显抖动，在运动阶段产生了一定程度的不连贯现象。载荷可操作性试验表明，电机则在运动期间为末端位置偏差进行补偿来实现水平移动控制过程，主动补偿方式实现了机械臂运动状态灵活调控，使载荷操作性获得明显改善。该装置能够同时避免绳索松弛以及改善机械臂的运动轨迹，获得更优的综合控制性能。
2025年09期 No.415 193-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王昱;姚凯斌;张文鹏;张文杭;
机械超材料因其性能的高度可设计性备受关注。鉴于基体材料过渡界面对机械超材料性能的影响，针对由拓扑优化方法设计的具有特殊热弹性能的机械超材料，提出一种通过基体材料过渡界面的物理属性和几何参数调控材料宏观性能的方法。首先基于多相基体材料单胞模型，构建平滑-投影方法对过渡界面进行识别；然后,调节平滑处理的过滤半径来控制界面区域的宽度，并用插值函数表征界面区域的材料属性；最后,采用数值均匀化方法计算单胞的等效热弹性能，并分析过渡界面对机械超材料等效热弹性能的调控机制。数值分析结果表明：通过调节基体材料过渡界面参数，可在同一单胞拓扑构型下调控材料的热膨胀系数，为机械超材料设计提供了一种新型的等效性能调控方法。
2025年09期 No.415 197-200+208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 宋伟;贺伟;李晓辉;
针对输送带多视场表面故障在线采集的图像特征，提出了基于灰度和特征相结合的自适应多视场图像拼接（AMIN）方法。首先，通过建立图像重叠区域估计模型，对相邻两图像的重叠区域进行初步估计，然后采用基于灰度的方法对重叠区域进行配准。其次，采用感兴趣图像（IOI）检测算法对感兴趣图像（IOI）和非感兴趣图像（非IOI）进行分割，采用基于特征的分块配准方法对IOI图像进行更精确的配准，对重叠区域进行自适应分割，并采用加速稳健特性（SURF）算法提取特征点，通过随机样本一致性（RANSAC）算法实现精确配准。最后，采用改进的加权平滑算法对相邻两幅图像进行融合。实验结果表明，该方法用于输送带表面故障的在线检测中具有较高的配准率，减少了拼接计算量和拼接时间。
2025年09期 No.415 201-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 宋金朋;王峰;李建国;
为了提高齿轮故障振动调制信号的特征频率调幅与调频信号分离效果，开发出了一种基于信赖阈反射最小二乘法的齿轮故障振动信号调幅调频方法，可以准确区分调幅与调频成分，获得不同齿轮故障下的调幅与调频分布结果。FN1与FN2之间存在一定的耦合性，可单独分析两组调制边带的变化特征。研究结果表明：轻微不对中+断齿故障完成调幅与调频参数分离后，形成较大的测试幅值时，跟重构幅值间形成了较低的误差，当测试幅值较小的情况下跟重构幅值之间形成了58.32%的最大误差。轻微不对中故障重构调制信号的部分频率幅值和初始信号幅值，误差达到15.41%。两种故障调幅的第一阶成分达到了相近的幅值，故障存在明显一阶转速波动。该研究适用于其它的机械传动系统，具有很好的推广价值。
2025年09期 No.415 209-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 温金龙;胡志荣;刘强;
激光测控工具具备空间小、无源多场、良好抗腐蚀性能等优点。为了提高利用轴承热诱导预紧力的实时测试方法获取轴承服役参数的能力，利用激光干涉仪建立了实时检测主轴轴承预紧力的监测系统，测试了不同转速下的机床主轴轴承热诱导作用力。研究结果表明：激光干涉仪相对热敏传感器形成了更平缓变化的温度曲线，具备更强可靠性，能够对机床轴承参数进行精确在线检测。仿真数据跟测试温度之间的差值在1.5℃以内，稳态温度跟测试结果之间形成了良好吻合，偏差不超过5%，表明机床主轴单元热模型具备可靠性要求。转速超过4000r/min后轴承中产生更高瞬态热诱导预紧力。该研究为在线监测主轴轴承的服役性能及热性能提供一定的参考价值。
2025年09期 No.415 213-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹道武;王琳;盛步云;罗瑞平;
因类型和数量繁多，应用传统方法对汽车总装线设备三维模型进行装配时，面临着难以选择装配特征、添加约束过程复杂、装配效率低等问题。针对上述问题，以设备三维模型为基本对象，提出汽车总装线设备三维模型智能装配方法。对设备三维模型中的装配特征元素进行抽象提取，预定义装配特征组。装配时根据待装配模型与目标模型的干涉关系，进行目标模型过滤、装配意图识别，判断定义在零件组合上的装配特征是否满足装配准则，满足则完成待装配模型与目标模型的装配，实现汽车总装线设备三维模型的智能装配。
2025年09期 No.415 217-220+224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 毕长飞;
针对电力电子变换器采用有限集模型预测控制（MPC）时，其成本函数中权重系数难以整定的问题，设计了一种基于人工神经网络（ANN）的新型MPC权重系数整定方案。基于仿真平台搭建了变换器电路仿真模型并代入不同权重系数进行测试以获取对应的如总谐波失真等关键性能指标，然后利用这些数据对ANN进行训练，使得ANN具备为任意权重系数组合快速准确估计性能指标的能力。从而，对于任意结合输出指标的用户自定义适应度函数，可快速准确地找到权重系数优化组合。利用不间断电源系统开展了对MPC权重系数设计的ANN方法的实验，实验结果为对于指定的示例性适应度函数，采用AAN设计权重系数后可产生预期的控制性能，并对负载变化具有一定的鲁棒性，同时与仿真模型的误差小于3%，与实测误差小于10%。实验结果验证了所设计的ANN方法整定电力电子变换器MPC权重系数的有效性。
2025年09期 No.415 221-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 尚家杰;杨智杰;原言和;迟媛;
在保证车架设计结构安全、合理的前提下，依据BSC(Baja SAE China中国汽车工程学会巴哈大赛)赛事规则，设计一款赛车车架结构。因其特有桁架结构及受力复杂，为保证设计过程中有效控制强度和刚度，运用CATIA建模，利用ANSYS中Workbench模块对优化前后车架分别进行静载及弯曲工况下应力及变形分析。最终计算得到优化后车架弯曲刚度和扭转刚度分别为129030.01N·m~2和2962.07N·m/（°）。并运用Modal模块对车架进行自由和约束模态分析，根据分析结果对车架进行优化及对比分析，使赛车车架减重3.274kg。结合比赛实地测试表明，该车架的强度及刚度满足设计要求及相关行业标准。研究方法可为以轻量化和良好人机交互为目标的相关设计进入性能验证阶段提供指导，也为具有同类越野车车架和复杂结构设计及分析提供参考。
2025年09期 No.415 225-228+232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K] [下载次数：325 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张家骅;马玉莹;
针对现有优化产能的设备预防性维护决策方法存在的不足，在考虑中间缓存区结构基础上，提出一种遗传算法和离散事件仿真相结合的镜片成型车间设备预防性维护决策求解方法。将系统的可靠度阈值区间作为决策变量生成染色体，按照设备可靠度与可靠度阈值区间关系解码获得设备维护时间，在离散事件仿真模型中构建带缓存区结构的树脂镜片成型设备模型，采用组件对象模型技术，将维护时间输入离散事件仿真模型获得系统产能用于算法寻优。计算结果表明，求解设备维护决策时需要考虑缓存区容量，当前车间设置的缓存区容量可以保持最高产能，而且所提出的方法比企业现有方法能多生产镜片3000片。
2025年09期 No.415 229-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] [下载次数：68 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩飞坡;朱全;王佐;张良安;
针对高龄者及行动不便患者如厕过程中难以独立完成站立事件的问题，在分析人体髋关节运动轨迹的基础上设计开发了一种辅助如厕站立装置。首先采用分段法建立了老年人人体自然站立模型，并测定了人体自然站立过程中髋关节运动轨迹；其次在静态分析的基础上构建辅助如厕站立结构模型，并基于测定的髋关节运动轨迹对装置尺寸参数优化设计和运动仿真，考虑到用户使用安全，对主要承重部件坐圈进行了静力学分析，最后完成了电动推杆的选型和整体设计工作。设计的辅助站立装置机构合理，强度可靠。最后在搭建的辅助如厕站立装置实物样机上进行运动特性分析试验，试验结果表明，所设计的装置能够辅助用户自然站立，满足用户自助如厕需求。
2025年09期 No.415 233-238+243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K] [下载次数：64 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王龙;段国林;
目前利用微流挤出工艺打印功能梯度材料逐渐引起研究者的广泛关注，但对梯度材料的混合模型仿真模拟研究甚少。为揭示螺杆几何结构参数与混合时间之间的关系，提高混合效率，以变内径螺杆为研究对象，采用ANSYS软件对螺杆结构进行三维模型仿真研究，定义了出口流体组分变化达到稳定的时间为材料混合时间。分析了螺杆转速、结构参数、两端进料速率的改变对流体停留时间、混合时间的影响。结果表明，单一变量下螺杆转速由15r/min增大到45r/min，混合腔内部流体停留时间平均减小了23.8%；螺旋槽深由1.875mm减小到0.875mm，流体停留时间与过渡时间分别减小了16%、28.9%；螺棱宽度由0.5mm增大到2mm，流体停留时间、材料过渡时间分别减小了25.2%、24.2%；螺杆螺距在6、8mm比10、12mm下的流体平均停留时间减少了10%，但平均梯度过渡的时间延长了41.1%。为改善螺杆混合输送性能，进一步深入研究混合腔内部流体流场以及混合过程机制，满足打印连续梯度变化部件提供一定的参考依据。
2025年09期 No.415 239-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹鹏彬;张思源;于宝成;
在干式变压器线圈产线中，针对绕线机换模系统模具非均布负载变化时双电机运行位置同步率不高的问题，提出一种新型交叉耦合补偿器。通过补偿选择器选择补偿对象，减少两侧电机的时变干扰；补偿器计算双电机的位置偏差与偏差变化率后利用模糊规则调节PID控制参数，使交叉耦合补偿随位置偏差实时变化。在三环控制研究基础上，以不同负载情况为背景，建立新型交叉耦合补偿控制的换模系统数学模型。基于Matlab/Simulink与Adams，在预设八种工况下进行联合仿真实验，不同模具的多工况实验验证了新型交叉耦合补偿器的有效性。
2025年09期 No.415 244-248+254页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 段瑞永;闫吉玲;陈小兰;葛昕;
在内部振动、外部冲击的双重影响下，齿差减速器传动系统输出轴在反向转动时滞后现象明显，加大了回差控制难度。为有效减少齿差减速器传动回差，保证机械设备稳定运行，提出一种具有侧隙补偿的齿差减速器回差控制方法。计算内、外齿轮圆周侧隙，推算内齿轮副由圆周侧隙引起的齿轮空程角回差，利用分度圆直径参数计算当前齿差减速器的实际回差值；在弹性形变与扭转刚度的基础上，根据力矩均衡耦合关联计算弹变扭转角；基于静态回差计算结果和动态弹变扭转角计算结果，明确当前偏心轴的偏心距，提高控制灵敏性；基于偏心距补偿侧隙，并通过比例积分微分控制模块实现高精度齿差减速器回差控制。实验结果表明，所提方法可以准确获取回差结果和弹变扭转角，为回差控制奠定了良好基础；在多次测试中均展现出更低的回差值，且波动范围小，性能表现更为稳定，在实际应用中具有广泛的推广前景。
2025年09期 No.415 249-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 裴宝浩;肖振;周娟;于蓬;
为了提高超高强度A柱加强板热冲压成形质量，提出了基于自适应MOEA/D算法的冲压参数多目标优化方法。使用数值模拟法分析了超高强度A柱加强板热冲压质量问题，并针对最大减薄率和最大增厚率建立了多目标优化模型。在仿真数据基础上，使用Kriging模型拟合了质量参数与工艺参数间模型。将优化变量编码为基因，从而将冲压优化问题转化为算法寻优问题。为了提高MOEA/D算法的优化能力，在算法中引入了自适应差异性惩罚方案，进而提出了基于自适应MOEA/D算法的优化方法。经生产优化，优化后产品的金相组织实现了预期变化，最大减薄率均值由17.1%减小为14.5%，最大增厚率均值由18.1%减小为15.7%，实验结果证明了自适应MOEA/D优化算法的优越性。
2025年09期 No.415 255-259+265页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 常皓;王昕妍;李中盼;张文超;
随着硅片的大尺寸化、薄片化成为未来发展趋势，降本增效势在必行。电火花线切割加工过程不产生切削力，可有效满足大尺寸超薄硅片的切割需求。但单程切割轨迹下只能切割一片硅片，加工效率低。针对上述问题，提出一种电火花多线同步放电方法，并设计电火花多线高效切割辅助装置。对装置进行模态分析，并采用有限体积法对加工过程的流场进行分析，发现工作液无法进入加工区域，设计了磁力万向冲液头，并开展试验验证。结果表明，设计的电火花多线高效切割辅助装置加工过程稳定，在保证切割速度不变的条件下可有效降低硅片表面粗糙度，进而提高加工质量。在表面粗糙度相同情况下，多线切割效率更高。
2025年09期 No.415 260-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 1544K] [下载次数：113 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王受和;陈川;刘元海;李秋平;
为提高对湿热海洋环境中电气设备真实运行环境的模拟准确率，设计了基于盐雾浓度和相对湿度协同控制的湿热海洋环境下电气设备试验设备。该设备可以通过盐雾浓度和相对湿度协同控制，准确模拟被测电气设备的实际服役湿热海洋环境。为验证所设计的试验设备的有效性，在某城市海岸附近露天湿热环境和试验设备内同时开展了设备腐蚀测试试验。测试试验结果验证了所设计试验设备和该设备参数设置方法对电气设备真实运行环境模拟的有效性和合理性。
2025年09期 No.415 266-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李阳;王超凡;马云瑞;叶中飞;
为了解决超声纵波法测量螺栓紧固力时，易受夹紧长度、温度的影响，导致测量准确度偏低的问题。首先建立了螺栓紧固力的超声检测模型，分析了夹紧长度对螺栓紧固力标定系数的影响，并推导了螺栓紧固力温度补偿公式。然后，搭建了螺栓紧固力超声检测装置，以8.8级M16高强螺栓为研究对象，对不同夹紧长度的螺栓进行了超声标定，绘制出了螺栓紧固力与超声波渡越时间差的标定曲线；并对标定曲线进行了实验验证，结果和预置紧固力有较高的一致性。最后，搭建了温控加热装置，实验建立了温度变化量与超声波渡越时间差的关系；并利用该关系对螺栓紧固力测量进行了温度补偿，温度补偿后可使螺栓紧固力测量相对误差在5%以内。通过以上研究工作，提高了螺栓紧固力检测精度，为螺栓紧固力的检测和监测提供了参考。
2025年09期 No.415 273-277+283页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K] [下载次数：119 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 邓昭;孔少伯;
为了提高汽车内饰的感官协调性，增强汽车内饰中感官的作用，运用多感官设计方法获得内饰与感官的权重关系，得到一种基于多感官的汽车内饰设计方案与评价模型。针对汽车内饰与多感官的联系进行调研，采用主成分分析法将原始数据进行降维处理，用两个主成分代表大部分因素以此表达总体的信息，得到方差和载荷数据，由此得出内饰主成分权重排列，再采用层次分析法，分别统计与计算层次得分情况，对特征向量、权重值等层次分析要素计算与归纳，得到汽车内饰设计方案。通过模糊综合评价法，结合层级分析法得出的权重集对三种设计方案建立评价矩阵，并得到综合评价分数，从而验证多感官设计方案的优势性。结果表明该评价模型基于多感官角度，分析驾乘人员对内饰感官的需求和偏向性，将多感官体验与评价融入内饰系统中，提高了内饰的感官体验。该模型量化了汽车内饰与感官的联系性和偏向性，有效指导了汽车内饰的研究与设计方向。
2025年09期 No.415 278-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K] [下载次数：582 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 张续冲;叶颖;李文帆;
为了更好地控制冗余型仿人机械臂，设计了一款符合人体工学的七自由度示教器。首先分析了人体上肢构造、人臂各关节自由度和运动范围，根据人手臂的运动特点，确定了示教器的构型和尺寸，并利用JACK软件进行人体工学分析。示教器各关节角度经运动学正解，得到人手末端的位置、姿态和臂形角，末端位置缩放后发送给仿人机械臂，并对机器人的臂形角进行局部优化，提高机械臂动作的仿人性。最后邀请受试者进行抓取实验，结果表明受试者能够流畅的操控机械臂完成任务，验证了所设计示教器的有效性。
2025年09期 No.415 284-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K] [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 唐宇;黄海龙;
面向低温地区风力发电机叶片除冰需求，研发了一种风力发电机串并混联攀爬除冰机器人，并对其步态进行规划与动力学分析。以攀爬灵活、功耗低、易于控制为设计目标，基于3-RPS并联机构单元设计多组串联式机器人主体结构，并虑及攀爬适应性设计多组并联式真空吸盘组合式定位机构，在此基础上建立攀爬机器人运动学模型；为适应多种攀爬工况，增强平稳性，分析机器人在风力发电机塔筒、机舱、叶片等结构及结构间攀爬特点，规划了蠕动-过渡-翻转组合式攀爬步态；基于机械系统动力学分析方法，对机器人攀爬步态进行仿真分析，获取了机器人不同攀爬工况下真空吸盘组的运动规律，验证了攀爬机器人结构设计和步态规划的合理性。
2025年09期 No.415 288-292+298页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K] [下载次数：439 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄赓;杨东超;陶铂;陈晨;
机械臂的绝对定位精度对于完成精确的操作任务非常重要，运动学参数标定是提高机械臂绝对定位精度最主要的方法。提出一种使用相机的简便的机械臂运动学自标定方法。为避免相机标定，选择基于经过相机光心且投影在图像中心点的直线建立点约束，称这条直线为伪光轴。首先利用安装在机械臂末端的相机，根据基于图像的视觉伺服方法调整机械臂将相机移动到多个不同的空间位置使得所有伪光轴交于同一点，之后使用获得的关节电机转角数据，以任意两条伪光轴公垂线段的中点组成的点集的几何中心到各伪光轴的距离之和最短为优化目标，基于粒子群算法辨识运动学参数。对ABB IRB 120工业机械臂进行了仿真标定实验，标定后机械臂的绝对定位精度得到了显著提高，证明了方法的有效性。
2025年09期 No.415 293-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 周洋;靳兴来;黎鑫;胡敏;
为解决移动机器人的折线路径只能通过原地旋转实现精确跟踪的问题，基于分段五阶贝塞尔曲线对折线路径平滑问题进行了研究。首先，充分利用五阶贝塞尔曲线的凸包性和平滑性特点，提出构造旋转矩形框保证曲线的安全性，建立仅需满足线性等式约束、线性不等式约束条件，优化指标为二次型函数的凸优化模型；然后，设计迭代二次规划算法进行求解，能够快速找到全局最优解；最后，利用Stageros仿真器，在“迷宫”仿真环境中，利用提出的路径平滑算法对折线路径进行平滑，平滑路径满足曲率连续、安全的条件，验证了算法的有效性和正确性。
2025年09期 No.415 299-302+308页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 完颜丹丹;孙士保;赵威;
电力巡检是保障电力设备安全稳定的关键，针对现有巡检机器人路径规划方法存在的规划路径长、效率低、路径安全性不高等问题，基于路径规划系统，提出一种将全局规划与局部规划相结合的电力巡检机器人路径规划方法。将改进灰狼优化算法与A*算法相结合实现电力巡检机器人的全局路径规划，通过改进的动态窗口法实现电力巡检机器人的局部路径规划，将全局与局部相结合实现电力巡检机器人路径动态规划。通过实验与常规路径规划方法进行比较分析，验证所提方法的优越性。结果表明，所提混合规划方法在完成全局最优性的同时兼顾动态故障，与常规方法相比，所提方法在保证安全性的前提下，规划路径和规划时间均为最优。可为巡检机器人的发展提供一定的助力。
2025年09期 No.415 303-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K] [下载次数：927 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 朱志伟;唐春霞;徐立娟;陈殿生;
针对常见仿人机器人步态优化方法中存在模型复杂、数据量大和收敛速度慢的问题，采用投影解析法分析仿人机器人运动模型，利用三次样条插值法对步态轨迹进行规划，基于粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）优化仿人机器人关节电机的角度。将零力矩点（Zero Moment Point,ZMP）作为仿人机器人动态稳定的判断依据，并把最小轨迹变量和每步驱动能耗构造为目标函数。MATLAB仿真实验表明：所提方法在仿人机器人步态优化中具有高效地搜寻全局最优参数能力，使仿人机器人实现了轨迹平滑、控制稳定的初始步、周期步和终止步等。
2025年09期 No.415 309-314+319页 [查看摘要][在线阅读][下载 1481K] [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李婷钰;李贵;裴晓宇;黄千稳;
新风系统的管道结构复杂，且其安装空间狭窄、不易拆卸，难以实现人工清理。因此，根据新风系统管道的结构特点，设计了一种自适应环境的管道清理机器人，其结构由两个移动模块和一个清洁模块组成。移动模块采用了三个独立驱动的履带轮，两两之间呈120度°使其灵活转向。清洁模块采用毛刷清洁与吸尘相结合的方式使清洁效果达到最佳。最后通过ADAMS软件仿真分析结果表明，所设计的机器人能够满足工作环境和功能要求。
2025年09期 No.415 315-319页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K] [下载次数：957 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 黄钰婷;丁昴;
为了减少抖振，实现快速收敛，并且考虑外部扰动和参数不确定性，提出了一种基于权值因子自适应律的无人机非奇异终端滑模控制方法。首先定义了实际轨迹和期望轨迹之间的跟踪误差，并设计了一种快速到达的非奇异终端滑模，以确保跟踪误差的快速收敛。使用李亚普诺夫稳定性理论证明了切换曲面的有限时间可达性。为了进一步提高系统对模型不确定性和外部扰动的性能，引入一种权值因子自适应律，从而提升模型不确定性的上界和外部扰动的估计准确度。最后通过仿真证明了提出方法的有效性。
2025年09期 No.415 320-327+332页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K] [下载次数：412 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张冰;侯凌玉;
发动机气门在长期的工作中不可避免地会产生间隙异常，其故障识别能力能够有效提高发动机使用寿命。引进和声搜索算法（HS）来实现对栈式自编码器（SAE）超参数优化的功能。设置SAE前三层节点丢弃比例以及隐含层节点数，确保HS-SAE模型同时具备优异故障诊断以及良好泛化性能。利用发动机测试了各工况条件下不同气门运行状态故障情况。研究结果表明：当采用SAE方法时不需要进行预处理便可以保留初始信号的参数，显著提升了诊断性能。当Dropout参数提高后，诊断准确率发生了先上升再降低的变化趋势。加入HS算法后，获得匹配性最优的超参数组合，显著提升故障诊断的效率与准确性。采用Dropout正则化与BN策略并结合HS超参数优化技术，显著提升故障诊断的综合性能。采用HS-SAE方法能够准确诊断气门间隙异常故障问题，保障发动机的运行效率。
2025年09期 No.415 328-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K] [下载次数：63 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 何驰;付龙海;何涛;
针对现有特高压变电站巡检机器人路径规划方法存在的规划路径长、适应性差等问题，基于巡检机器人系统，提出一种用于特高压变电站巡检机器人的混合路径规划方法。全局规划采用改进的烟花算法，动态障碍物壁障采用改进的人工势场法。通过仿真与优化前路径规划方法进行对比分析。结果表明，与优化前的路径规划方法相比，优化后所提方法能有效缩短路径规划的总长度，具有良好的寻优和避障能力，为巡检机器人的发展提供了一定的参考。
2025年09期 No.415 333-337+345页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K] [下载次数：364 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄祥源;刘进福;吕志朋;徐林森;
针对风电铁磁吸附爬壁机器人机身过重而导致其负载能力有限的问题。这里设计了双模块磁吸附式爬壁机器人的原理样机并对运行稳定性以及运动学进行分析，基于拓扑优化算法以及迭代优化设计方法，通过Ansys Workbench软件开展机器人整机优化。对机器人关键零部件机身以及L型支架开展静力学分析，采用变密度拓扑优化方法确定部件的优化区域，合理去除对结构强度影响不大的冗余材料，再结合目标驱动尺寸优化方法确定结构的目标尺寸最优解。结果表明：机身前侧板质量减轻了37.3%，后侧板减轻了39.1%,L型支架减轻了31.66%，机器人的整体机身结构质量共减轻20.7%。在保证强度不变的基础上达到了一定的轻量化设计目的，最后采用铝镁合金材料制作了机器人的原理样机，并在多种壁面攀爬测试。
2025年09期 No.415 338-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K] [下载次数：908 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 姚江云;王宽田;王一波;
针对生产线中码垛机器人的柔性化程度及精度较低的问题，提出一种基于膜计算优化粒子群算法（Membrane Computing Optimization Particle Swarm Optimization Algorithm,MC-PSO）的分数阶PI~λD~μ参数自整定码垛机器人关节最优控制方法。采用RBF神经网络对码垛机器人的系统模型进行辨识，构建一个能够精确反映系统动态特性的模型；采用单层膜结构模型对粒子群算法进行优化设计，得到膜计算优化粒子群算法，将分数阶PI~λD~μ的五个控制参数编码成MC-PSO算法优化的对象，经过算法运行处理后得到优化值；最后进行了仿真实验，并与模糊PID相比较，实验数据表明：在两次不同规格的码垛实验中，这里所提方法各关节均方根误差平均分别减少了10.61%和9.86%，验证了本算法在控制精度及鲁棒性方面的有效性。
2025年09期 No.415 346-351+357页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K] [下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 柯安熠;金友振;杨火根;夏小云;
当前仓库环境中已大量使用机器人来提高物流作业效率，但随着机器人和订单数量的增加也给机器人的调度带来了更多的挑战。针对上述问题，提出了一种群机器人调度算法，可以极大地扩展仓库环境中机器人数量。该算法在任务分配阶段采用市场拍卖算法，并考虑机器人及任务点密度对任务完成的影响，以所有机器人的总运行时间为优化目标。随后，在算法的路径规划阶段，通过在线障碍物检测和优先级策略对Floyd算法进行了改进，在避免碰撞的同时获得最短路径。最后，通过仿真与实验证明了算法的有效性。
2025年09期 No.415 352-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K] [下载次数：349 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ]