- 莫易敏;林阳;余自豪;彭承荣;
振动伴随在电连接器的使用过程中，对其可靠性的影响不容忽视。通过研究垂直轴向振动对接触压力的影响，并对电连接器接触件进行振动仿真试验，得出以下变化规律：振幅一定时，电连接器接触压力稳态幅值与频率二次方成正比；高频振动下，接触压力可能造成接触电阻超出临界范围，出现接触失效；频率一定时，接触压力的稳态幅值随外界振幅的增大而增大等。最后，将仿真得到的接触压力变化曲线规律与接触电阻-接触压力关系式相结合，可作为估计同系列环形连接器失效频率范围的方法。
2025年10期 No.416 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：169 ] - 李金琢;付龙海;王晓虎;
随着风力发电技术在世界范围内的迅速发展，风力发电的间歇性和波动特性对微电网和负荷的影响随着其日益普及而受到广泛关注。针对传统风力发电机并网系统的优化控制中存在的速度、电磁转矩稳定性控制和电网电流与参考电流之间永久相移和幅值偏差等问题，构建了开关磁阻风力发电机并网系统的优化控制新框架。在机械部分控制阶段，该框架首先通过内部控制回路和外部控制回路的协调实现机械部分的快速控制，然后通过参数校正滤波器补偿闭环系统传递函数，提升闭环系统的动态特性。在电气部分控制阶段，先后通过比例积分校正器调节直流母线电压、通过谐振校正器调节电网电流，解决电网电流与参考电流之间存在的永久相移和幅值偏差问题。对开关磁阻风力发电机并网系统实例的仿真结果表明，所构建的优化控制框架能够很好的保持开关磁阻电机速度和电磁转矩的稳定性、减小电网电流与参考电流之间的永久相移和幅值偏差。
2025年10期 No.416 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1413K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：60 ] - 黄莉;徐金帅;袁媛;
针对跨座式单轨车辆骑跨在轨道梁上行车时，轨道梁设计参数、振动与形变会对单轨行车产生影响，建立了单轨车辆-轨道梁耦合模型，分析轨道梁自振特性、车梁过桥特性，计算轨道梁变跨距/变刚度/变不平度/梁基础差异/不同车速等对单轨行车的影响，以此探究轨道梁动力行为对行车的影响。研究结果表明：轨道梁横/竖向刚度较大，动力特性良好，单轨通过时，梁竖横向振动主导频率在一阶横弯（3.72Hz）/一阶竖弯（6.91Hz）附近；刚度比在（1.464～0.513）间，横向舒适度指标先增后减再增，竖向舒适指标一直增大，轨道梁跨度变化引起刚度变化进而影响行车舒适性；当不平度幅值比例增大（n=0～2.0）时，车体垂/横响应与车速变化基本呈线性相关；轨道梁动力行为对车体竖向响应有明显影响，而对车体横向振动影响不大；强化对轨道梁竖向刚度与横向变形的控制可有效提升行车舒适度。
2025年10期 No.416 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K] [下载次数：49 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：57 ] - 陈昊;张学文;姚兴田;倪培永;
针对两缸柴油机的主轴承，在建立数学模型的基础上，借助于AVL EXCITE Power Unite软件，搭建了两缸柴油机非线性多体动力学模型，计算分析了在发动机最大转矩工况和额定功率工况的转速下，主轴承1～3的受力、最小油膜厚度、总压、液动油膜压力、粗糙接触压力、摩擦功耗、机油流出量以及轴心轨迹。结果表明：该两缸柴油机的主轴承润滑性能良好，总压、液动油膜压力、粗糙接触压力和最小油膜厚度均在限值以内，主轴承满足不同转速下动力润滑要求。
2025年10期 No.416 21-28+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 徐礼超;王海涛;常绿;张锐;
装载机循环作业特征明显，用汽车传动比设计方法来设计装载机传动比具有一定缺陷。以ZL50G装载机为研究对象，选取5种典型物料进行铲装作业，采样了变速器档位时间历程信号，对各档位使用时间进行加权处理，获得了各档位利用率。根据发动机与液力变矩器共同工作输出特性，求取了在变矩器涡轮高效区的变速器前进与后退各档位理论与实际驱动力特性曲线。考虑典型工况下变速器各档位利用情况，提出了以变矩器涡轮高效区输出功率利用率最高为目标函数，采用遗传算法优化装载机传动系传动比的方法，并对优化结果进行了分析。对汽车性能仿真软件ADVISOR中的发动机、整车及驱动力控制等模块进行二次开发，构建了符合装载机作业工况的动力传动系性能仿真平台，并通过试验验证了仿真平台精度，在更新传动系传动比后进行仿真试验，结果表明，整车最大牵引力提高了2.92%，油耗降低了4.91%，这里提出的装载机传动比优化方法可行。
2025年10期 No.416 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：53 ] - 沈桓宇;王志刚;陈治;
针对搅拌摩擦焊的高强度2219铝合金材料，研究了铝合金2219在焊接成型过程中的各个影响因素。采用热电偶测温法对18mm厚的高强度2219铝合金搅拌摩擦焊接过程进行了全因素试验，得到了距焊缝中心不同距离、不同厚度处的热循环曲线和峰值温度，结合焊接接头的显微组织观察和拉伸试验，研究了在不同转速（n）、焊接速度（v）和螺距比（n/v）下焊接接头的热循环温度、显微组织和力学性能。研究结果能够为2219铝合金材料的加工过程中的参数优化和工程应用提供有效的支撑依据。
2025年10期 No.416 33-38+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K] [下载次数：208 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：40 ] - 李伦;牛宝禛;金喜洋;练松伟;
风电主轴承在其寿命可靠性分析中常面临缺乏寿命试验数据，为了探究风电主轴承疲劳寿命与寿命可靠性指标的关系，研究了一种基于计算机数值模拟仿真和Weibull图估计法的风电主轴承疲劳寿命可靠性评估方法。首先，根据Weibull分布和计算机数值抽样仿真，模拟了100组风电主轴承疲劳寿命样本。其次，利用Weibull图估计法获得轴承疲劳寿命分布的特征参数区间，基于统计分析评估了Weibull形状参数β、尺度参数η的95%置信度区间，并基于自助法扩大Weibull双参数样本量，计算了形状、尺度参数的估计值。最后，得到了风电主轴承疲劳寿命随寿命可靠性指标变化的关系曲线。将Weibull双参数估计结果与模拟假设值进行对比，得到正态拟合和自助法估计的β、η误差分别为4、0.30和3.91、0.42%，可靠性指标随寿命变化趋势符合实际变化规律，因此，该方法可用于缺少试验数据的风电主轴承寿命可靠性评估。
2025年10期 No.416 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K] [下载次数：423 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：44 ] - 徐明旭;王镇冰;赵叶梅;呼咏;
电磁谐振式高频疲劳试验机在理工科实验教学和科学研究方面有着重要的应用，根据电磁谐振式疲劳试验机不同实验对象和实验内容，测力传感器有安装在固定端和激振端两种方式，针对不同安装方式，分别建立了高频疲劳试验机振动系统的动力学模型，得出了传感器安装在固定端时，下夹具质量越大动态误差越大，传感器刚度越大动态误越小，在工作频率400Hz范围内，实际试验机动态误差在0.5%以下；传感器安装激振端时，上夹具质量越大，动态误差越大，试件刚度越大动态误差越小，在工作频率400Hz范围内，修正因子在1.01以上，需要对测量结果进行修正。通过推导相应的修正因子计算公式，并进行了相关试验验证，试验结果表明，修正后的动态误差在1%以内，有效提高了动态测量精度。
2025年10期 No.416 44-49+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K] [下载次数：103 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 邓晰文;王金昆;雷基林;谢光义;
为研究活塞冷却油腔内两相流流动特性，对液相起振流动过程进行了可视化详细分析，并研究了不同粘度溶液对起振流态的影响。试验结果表明：两相流起振现象发生时，液体运动表现为沿着左右壁面向顶面爬高，并在顶面填充产生一定宽度的液面，随后液体呈弧射状海啸波沿顶面而回落，并在回落完成后在底部液面产生少许气泡的过程。随着溶液粘度的增加，起振现象减弱，液体沿顶面填充的液面变窄，延伸距离缩短。转速超过94rpm时，运动能量逐渐使溶液分子间吸附力作用消失。随着溶液粘度的增加，流动发生时，流层之间摩擦阻力增大，流体分子紊乱的能力越困难，雷诺数越小；随着溶液粘度的减小，雷诺数受转速的影响就越大。
2025年10期 No.416 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：41 ] - 李华;周纯燕;马倩怡;
针对目前电动汽车电池荷电状态和健康状态联合估计方法存在的精度低问题，在电动汽车管理系统的基础上，提出一种结合自适应扩展卡尔曼粒子滤波与自适应无迹卡尔曼滤波的电动汽车电池状态联合估计方法。通过自适应扩展卡尔曼粒子滤波估计电动汽车电池的荷电状态SOC，通过自适应无迹卡尔曼滤波估计电动汽车电池的健康状态SOH，使用健康状态SOH估计值校正荷电状态SOC估计值，提高SOC估计的精度。实验验证了所提电池状态联合估计方法的优越性。结果表明，所提方法在电动汽车多种运行工况下的电池状态估计中具有较好的精度和适应性，SOC估计平均误差、平均绝对误差、均方误差均小于1.50%。可为电动汽车的精准续航提供一定的助力。
2025年10期 No.416 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1413K] [下载次数：429 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：39 ] - 于多;曹燚;王海荣;曹倩;
针对传统电力负荷预测模型在处理大规模、高维负荷数据时面临的非线性、非平稳及时空耦合特性捕捉不足的问题，这里提出SWT-MSGAT-MDEIF模型。该模型融合同步压缩小波变换（Synchronous Wavelet Transform,SWT）降噪算法、多尺度感知图注意力网络（Multi-Scale Perceptive Graph Attention Network,MSGAT）及多维增强型Informer网络（Multi-Dimensional Enhanced Informer,MDEIF）。首先，通过SWT算法对原始负荷数据进行降噪处理，提升数据质量；其次，MSGAT通过融合多头自注意力机制和关系注意力模块，有效捕捉负荷数据中的空间耦合信息；最后，MDEIF通过优化时间序列建模，引入相对位置编码、多尺度扩展因果卷积和直通机制，显著增强模型对长序列依赖和低细粒度特征的处理能力。实验结果显示，在SC数据集上，模型RMSE为760.2MW,MAE为449.7MW,MAPE低至0.014%,R2高达0.9885；在GEF数据集上，RMSE为412.8MW,MAE为367.7MW,MAPE为0.012%,R2为0.9931。相较于传统及现有模型，SWT-MSGAT-MDEIF在预测精度和稳定性上均表现出色，验证了其在短期负荷预测中的优越性。
2025年10期 No.416 61-66+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 王亦君;周龙;陈溪奉;张国庆;
为研究外啮合齿轮泵各结构参数对流量的影响，采用RNG k-ε模型，对外啮合齿轮泵流动过程进行数值模拟研究。基于泵阀类专业CFD仿真软件PumpLinx，利用动网格技术，分析了齿轮的齿数、模数、分度圆压力角和齿顶系数等结构参数对齿轮泵无量纲流量的影响；并讨论了当主动齿轮参数一定时，从动齿轮齿数变化对非对称齿轮泵流量大小的影响。结果表明，不同结构参数对齿轮泵无量纲流量影响不同：增加齿数会导致无量纲流量显著下降，降低齿轮泵的排量能力；齿轮模数对齿轮泵无量纲流量的大小无影响；增大分度圆压力角可以增加齿轮泵的无量纲流量，但对体积流量提升效果不明显；随齿顶系数的增加，齿轮泵无量纲流量显著提升。另外，对于非对称齿轮泵，主动齿轮齿数一定时，增加从动齿轮齿数可以小幅度提升齿轮泵的体积流量，但会使无量纲流量大幅度降低。
2025年10期 No.416 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K] [下载次数：404 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：44 ] - 王凤;陈天浩;盛忠起;
随着信息技术的迅速发展，深度学习等先进技术更高频的出现在了人们的生产生活中。为更好、更快地进行拓扑优化结构的求解，将卷积神经网络与拓扑优化结构相结合，提出了基础卷积水平集拓扑优化框架。搭建了基础框架模型，对模型进行评估分析，发现二者的融合切实提升了结构优化效率，但存在结构非通性现象。针对此现象，提出两阶段卷积水平集优化模型，来解决上一模型框架的缺陷。通过悬臂梁计算对比分析，发现所提方法能够在保证结构稳定性、高效能性的同时，提升了模型的优化效率，为拓扑优化设计提供了一种新的行之有效的处理方法。
2025年10期 No.416 73-76+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K] [下载次数：555 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：45 ] - 于昊铜;王晓佳;王健;李连文;
针对车载动力电池在放电过程中，电池荷电状态（SOC）估算误差较大的问题，提出基于带遗忘因子的递推最小二乘算法（FFRLS）与自适应鲁棒无迹卡尔曼滤波（ARUKF）算法相结合的SOC估算方法。利用FFRLS在线辨识锂电池二阶RC等效电路模型参数，然后将H_∞滤波器和自适应无迹卡尔曼滤波（AUKF）融合得到自适应鲁棒无迹卡尔曼滤波（ARUKF）算法，该算法可以自适应地调整系统和测量噪声协方差。最后通过实验验证，在DST工况下FFRLS-ARUKF算法平均绝对误差为0.29%，均方根误差为0.56%，平均绝对百分比误差为1.25%，相比其它SOC估算算法，FFRLS-ARUKF算法有更优的估算性能。
2025年10期 No.416 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1407K] [下载次数：67 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 梁娟;王凯;李小霞;
为提高船舶图像中亚像素级船舶小目标的检测准确率，通过广义似然比校验改进正交子空间投影算法，提出基于改进正交子空间投影算法的海面船舶小目标检测新方法。首先，建立船舶图像和背景图像的信号模型；然后，通过广义似然比校验设计正交子空间投影的统计校验；最后，对非线性的正交子空间投影统计校验表达式进行简化近似和输出对海面船舶小目标的检测概率、误报概率。通过与正交子空间投影检测方法对实验图像数据集中小目标的检测效果对比、与基于数据球化和低秩稀疏矩阵分解的改进正交子空间投影算法对实际船舶图像中船舶的检测效果对比，验证了所提出检测方法的有效性。对模拟图像数据集和船舶真实图像中船舶小目标的检测的实验结果表明，该检测方法能够在背景杂波较重的情况下准确检测出船舶图像中亚像素级船舶，检测效果明显优于改进前的正交子空间投影算法以及基于数据球化和低秩稀疏矩阵分解的改进正交子空间投影算法。
2025年10期 No.416 83-89+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 沙云东;董航;骆丽;
基于适用于纤维增强复合材料的细观力学代表体积元（RVE）法和复合材料宏观失效准则，计算体积分数为40%的连续SiC纤维增强TC4基复合材料强度失效参数，并实施层合板试验进行验证。建立以实际某型号发动机低压涡轮轴为背景的轴结构有限元模型，并用连续SiC纤维增强TC4基复合材料代替原有高温合金材料，应用复合材料宏观强度准则中的Hashin失效准则，对其进行动强度计算与失效判定，总结在六种动载荷下轴结构发动机由静止到最大状态时不同的应力、位移及危险点位置，同时衡量平滑、衰减、正弦铺层的应力、位移随轴结构复合材料铺层数的变化规律，得出轴结构在这几种工况下的最佳铺层情况。
2025年10期 No.416 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：43 ]
- 陈桥;柳龙华;陈晶晶;管在林;
制造企业在多工序并行与有限资源调配环境中，常面临生产计划与实际执行间脱节的问题。这里聚焦于存在中间工序转运瓶颈的两阶段混合流水生产系统，针对成型半成品至成品加工阶段之间的台车转运资源限制，构建了以总综合成本（包括完工延迟、工艺切换与在制品存储）最小化为目标的整数优化模型。为提升求解效率与算法鲁棒性，设计了一种融合启发式调度策略与分层邻域搜索机制的改进型人工蜂群算法。算法通过基于子批优先级的初始化机制，联合三种扰动结构协同搜索，在保持全局探索能力的同时提升局部搜索精度。结合某企业实数据构造典型调度实例进行验证，结果表明该方法能有效降低总调度成本并增强系统的调度柔性。
2025年10期 No.416 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：41 ] - 张慧婧;胡思思;盖爽;王洪燕;
集成电路制造装备作为集成电路技术不断迭代升级的基石，对集成电路产业的发展至关重要。以集成电路核心制造装备以及光刻机、刻蚀机、离子注入机细分领域为研究对象，综合运用文献调研、专家咨询和专利分析等方法，从技术发展趋势、地域分布、重要机构、主要技术布局、关键技术领域分布等方面梳理了集成电路核心制造装备技术发展现状。研究发现，美国、日本集成电路核心制造装备技术全球领先；我国相关专利申请数量虽然处于上游水平，但迫切需要在关键技术领域布局上进一步提升自主可控能力。在此基础上，对我国集成电路制造装备领域的发展提出了建议，为我国集成电路核心制造装备领域的关键技术突破、科技创新等提供决策支撑。
2025年10期 No.416 103-110+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K] [下载次数：982 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 田冰;栗永非;董小婷;李超;
为了利用筛面自身的弹性提高筛分效率，以聚氨酯筛网为筛面，通过EDEM软件对直线振动筛分砂石进行离散元仿真，并研究入料量、筛网倾角、振幅、振动频率、振动方向角对颗粒平均停留时间、各粒径颗粒筛分效率、总筛分效率的影响。结果表明：总筛分效率随着入料量、筛网倾角、振幅、振动频率的增加而降低，当振动方向角从90°增加到120°时增加。为了总筛分效率达到最高，本仿真方案的最优参数为入料量（5～10）t/h、筛网倾角5°、振幅3mm、振动频率15Hz、振动方向角120°。
2025年10期 No.416 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K] [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：35 ] - 唐文献;周志凯;郭胜;王为民;
自动化和智能化已成为当前制造业研究和应用的热点。针对工业现场环境复杂，装配体特征识别困难、定位精度低等问题，提出了改进的滤波算法（组合滤波算法）并结合信噪比，对图像降噪进行多次寻优，以获得最优降噪内核值，提高降噪效果。在此基础上，通过轮廓查找和边缘检测，对装配体的特征进行精确识别与位置判断。最后，通过实际应用验证了本方法的准确度和可靠性。研究表明：采用组合滤波算法识别不同特征零件形状的精度提高了1倍，且该算法能满足装配体实际定位精度要求。
2025年10期 No.416 117-121+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K] [下载次数：123 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 杨靖康;段明德;张波;师华东;
为解决水泥库库壁板结物清理易造成人员伤亡的问题，设计了一种三臂式水泥库库壁板结物清理装置。根据库壁板结物取样试验所得抗压强度以及水泥库参数，对三臂式水泥库库壁板结物清理装置的机械臂、驱动装置、破碎装置和回转悬吊装置等零部件进行结构设计，并分析清理装置的工作原理和各零部件的作用。清理装置采用三臂同时作业的施工模式，极大提高了工作效率和装置的稳定性。通过试验装置的试验，试验结果表明水泥板结物破碎效果明显，验证了三臂式水泥库库壁板结物清理装置的可行性。此装置的应用可以解决在传统模式下人工入库清理所造成的劳动力大、效率低下和安全事故频发等问题，实现了水泥库库壁板结物清理的机械化，适用于多种水泥库库型的定期清理。
2025年10期 No.416 122-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 郭琦;万梁;贺利乐;刘祥;
混凝土泵车分配系统摆缸缓冲结构能有效降低活塞运动到行程末端时的速度，防止与缸壁发生机械碰撞，但会增加换向时活塞运动时间，影响泵送效率。同时，缓冲柱塞进入缓冲孔时也会产生较大的压力峰值，严重时会使油缸的结构发生变形，造成系统泄漏。为此，建立了混凝土泵车分配液压系统AMESim仿真模型，并进行泵车试验，验证了仿真模型的准确性。最后，分析了摆缸缓冲结构参数对系统的影响，对摆缸的关键参数进行优化处理，有效降低了缓冲腔压力峰值7.3MPa，换向时活塞运动时间减少0.012s，提高了泵车分配液压系统的可靠性和工作效率。
2025年10期 No.416 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 陈琛;张翠平;朱建军;张其生;
在一台重型增压中冷柴油机的基础上，对缸盖进行改造，加装火花塞，将其改造成一台点燃式M100甲醇发动机，将甲醇燃料发动机台架试验数据作为边界条件，通过GT-power软件建立发动机一维仿真模型，并验证了该模型的精度和准确性。在不改变凸轮型线的基础上，通过对进排气门升程曲线整体平移进行交叉仿真，并以发动机功率、扭矩、比油耗和进气量作为参考，来优化发动机的配气相位，寻找最佳配气相位点。研究结果表明，当进气门提前角为-7°CA，进气持续期181°CA，进气门晚关角为8°CA，排气门提前角为20°CA，排气持续期206°CA，排气门晚关角为6°CA时，该甲醇发动机在三个转速下的动力性和经济性最优。与原机相比，1000r/min时的功率和扭矩提高了1.97%，燃油消耗率降低了0.34%;1400r/min时的功率和扭矩提高了2.31%，燃油消耗率降低了0.35%;1900r/min时的功率和扭矩提高了2%，燃油消耗率降低了0.59%。
2025年10期 No.416 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 李玉龙;杨华龙;李帅远;
以高速滚齿工艺作为优化对象，设计得到一种以改进多目标灰狼优化（MOGWO）与逼近理想解排序（TOPSIS）方法实现的高速滚齿多目标优化算法。通过MOGWO算法完成模型参数的迭代计算，再以TOPSIS对经过优化后的工艺参数解集开展多属性决策，得到按照性能差异进行排序的参数解，并验证了本算法有效性。研究结果表明：逐渐提高加工品质的过程中，加工能耗持续降低变化。随着直径增大，可以使齿轮切削时间缩短，获得更高生产效率，提高滚刀刚性，获得更长使用期限。为获得最低加工能耗并达到最佳齿轮质量，应考虑实际加工过程引起的加工能耗与质量变化，再对经过优化处理的工艺参数实施决策。这里算法可以减小加工能耗6.3%，同时减小齿轮误差24.6%。
2025年10期 No.416 137-140+145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K] [下载次数：187 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 史青录;黄凌雄;梁永刚;李幸人;
对“BKT-2型”六轴宽轨机车建立空间耦合系统的理论模型和微分方程，首先采用MATLAB对微分方程进行分析求解，再采用SIMPACK软件，建立机车空间耦合仿真模型。轨道谱采用AAR5级，研究机车在不同运行速度和曲线半径下，二系悬挂刚度的变化对于六轴宽轨机车平稳性特性的影响。结果表明：横向刚度增大，横向平稳性近似线性增加；垂向刚度较小时，对于垂向平稳性特性有较大的影响。且随着半径增大而减小，随着速度增大而增大。通过数据对比，减小横向、垂向刚度的参数，可以提升平稳性。
2025年10期 No.416 141-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] [下载次数：71 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 陈新;兰媛;牛蔺楷;钮晨光;
近年来，我国市场经济快速发展，基础建设投资持续增加，挖掘机在建筑施工、矿山开采、国防工程等土石方作业中应用日益广泛。在挖掘机自动化研究领域，传统接触式传感器常被用于工作装置姿态测量，但设备振动和碰撞容易导致传感器损坏。虽然基于人工标记的视觉检测方法被提出作为替代方案，但其存在标记易污染、检测困难等问题。针对上述问题，本研究提出一种无人工标记的视觉检测方法，以挖掘机杆件铰点为测量对象。研究采用Keypoint RCNN深度学习算法，通过标注杆件铰点构建数据集，并以此训练视觉检测模型。该模型能够准确识别杆件铰点，结合关键点约束关系与相机成像原理，实现三维坐标解算与杆件姿态角计算。实验结果显示，该姿态测量系统性能优异，瞬时测量偏差与平均测量偏差均控制在±1°以内，满足视觉伺服系统的姿态预测精度要求。同时，系统每帧图像处理时间平均仅为200ms，具备良好的实时性，可有效应用于挖掘机工作装置姿态测量。
2025年10期 No.416 146-150+155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K] [下载次数：94 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 景会成;贾光远;刘晓悦;赵欣;
为解决铝型材在上料环节依赖人工上料导致的上料效率低、工人存在安全隐患等问题，提出了一种基于斑鬣狗优化的模板匹配快速检测方法来辅助铝型材自动上料。首先，为了提高挂钩的图像质量，先后进行了伽马校正对图像进行对比度增强和以输入图像为引导图的引导滤波进行去噪处理；接着，利用Canny算法进行边缘检测；最后，最后采用基于斑鬣狗优化算法的方法来进行模板匹配。经车间生产线实验后，该方法配合六轴机器人实现了自动化挂钩，识别准确率为99.5%。该方法很好的解决了上述问题，在图像匹配过程中加入了仿生优化算法，减少了搜索时间和提高了搜索准确率，基本满足工业需求，验证了算法的可行性。
2025年10期 No.416 151-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] [下载次数：82 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ]
- 马志刚;张明明;王国强;
为深入分析锻件的变形程度并精确调控锻件尺寸，设计了一种基于主缸压力变化的锻机变形量补偿控制方法。利用伺服阀调节锻机液压系统位置获得位移偏差数据，再利用变形量对位移信号实施补偿获得精确的锻件尺寸，从而实现对不同试验变形程度补偿效果，达到同样的稳态值。采用0.6MN锻机验证锻件尺寸控制性能，经过变形补偿调节后，将会形成比没有设置补偿条件时更大的实际压下量，这使得变形补偿状态下主缸中形成了更高的压力。能够消除机架变形程度与主缸压力差异引起的锻件变形现象，由此达到对锻件变形量的精确调控。方法利用主缸压力补偿控制器进行锻件尺寸调节，为优化锻件尺寸控制性能提供了参考价值。
2025年10期 No.416 156-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1328K] [下载次数：104 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 陈化奎;李峰;张建国;
为了降低锻压设备在使用过程中会因振动而产生冲击作用，设计了一种双出杆液粘阻尼器隔振系统。外部载荷对粘滞阻尼器产生冲击作用后，活塞和液压缸缸体间出现相对运动，活塞一侧的油液经节流孔流至另一侧，通过孔缩效应形成阻尼力，从而使冲击能量发生耗散，由此达到隔振的效果。通过AMESim软件对孔隙液压阻尼器开展了阻尼力仿真分析，并进行试压验证。研究结果表明：随着阻尼孔的增大，阻尼力发生了逐渐减小现象。阻尼孔的孔径尺寸由2mm提高至3mm时，阻尼力峰值发生了快速降低，表现为剧烈变化的特征。当输入载荷小于50g时，实验与仿真误差均小于5%；当输入载荷大于50g后，最大误差只有6.85%，远低于20%允许误差，表明这里构建的模型能够满足准确性要求。
2025年10期 No.416 160-163+169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1347K] [下载次数：146 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：35 ] - 曹金凤;李策;刘鹏;沈大港;
针对渐开线齿轮建模难度大，时间成本高等问题，研究实用性好、准确率高、建模速度快的算法，具有重要的工程应用意义。这里基于计算机视觉中的图像增强和边缘识别技术，提出标准直齿圆柱齿轮的轮廓特征提取方法和建模流程，仅需提供清晰的齿轮图片，即可实现复杂齿轮结构的快速建模。基于Abaqus软件提供的Python二次开发接口，对基于计算机视觉技术建立的齿轮模型与传统CAD软件建立的相同齿轮模型进行相同工况、相同网格尺寸的有限元分析，结果表明：基于计算机视觉技术的齿轮结构建模时间为10.25s，其中，调用摄像头获取画面、获取轮廓特征和建立模型的用时分别为5.084、0.028和5.138s。效率比传统CAD软件提高几十倍；与传统建模软件建立的几何模型相比，此方法建立齿轮几何模型的内孔直径、齿根圆直径、齿顶圆直径等关键特征的误差均小于3%；有限元分析结果绝对误差小于12%。基于计算机视觉的复杂结构建模技术，具有速度快、效率高、准确度高、人力成本低等优点，研究成果可推广应用于其他复杂结构的快速设计及建模，具有较好的应用前景。
2025年10期 No.416 164-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K] [下载次数：446 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 王凯;王丹丹;王彦婷;
针对共振腔消声器的结构原理和消声特性进行分析，获取影响特性的关键参数，对关键参数进行设计。根据分析，获得性能评价指标；基于有限元模型，导入SYSNOISE建立不同类型的分析模型，对性能进行分析；对不同因素的影响进行分析，获取影响规律；搭建消声器消声测试系统，对理论分析参数的消声性能进行分析，以验证理论和模型分析的准确性。结果可知：对于只发出特定频率的声源有很好的消声效果，可以通过串联多个消声器达到扩大频率范围的目的；由于共振腔处在和空气流向相垂直的方向，产生的空气阻力较小；实测消声器的传递损失集中在（190～205）Hz范围内，与理论分析200Hz范围的结果基本一致。表明理论和模型分析结果很好的反应了消声器内部传递损失的变化趋势，获得的极值频率结果是准确的。
2025年10期 No.416 170-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 1346K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 张婕姝;李鑫;张钊;牛艳莉;
货箱轻量化不仅是重量的减轻，还要保证满足强度、使用寿命及经济性等要求。针对某矿用自卸车货箱结构进行分析，基于有限单元模型对8种不同工况下的强度进行分析；对初步设计方案进行结构参数和加强筋结构优化；采用等强度减薄理论，采用HG500和DG700X对原Q345E进行减薄替换，并对轻量化效果进行分析；基于有限元模型，对三种材料方案的最大应力进行分析，验证方案可行性；基于疲劳损伤累积对货箱的疲劳寿命进行对比分析；对材料成本和燃油经济性进行分析，对比分析各方案的经济性；采用实车对最终方案进行测试，通过应变片对最大应力进行测试，对方案进行验证，同时对模型仿真结果进行验证。结果可知：设计方案在前部装载工况时，等效应力出现最大值，但在需用范围内，方案可行；使用Q345E 、HG500、DG700X钢板为主体材料的货箱疲劳寿命依次增长；实车测试货箱举升铰接座处的最大应力为591.6MPa，测试结果满足材料的使用安全裕度要求；测试与仿真结果误差控制在5%以内，表明有限元分析的可靠性，同时验证了模型的准确与可靠性，为此类优化设计分析及评价提供参考。
2025年10期 No.416 174-177+182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 刘志红;赵化良;马鸣;李超;
为更精准地获取近场有效声信息，在随机稀疏声阵列理论基础上，提出一种声阵列随机分区优化构型方法。首先，以麦克风在阵列面上的分布均匀性为目标，确定了基础阵几何结构及分区方式，定义了麦克风分布均匀性评价参数，并给出了分区优化的结构条件；其次，联合阵列性能评价参数主瓣宽度和旁瓣抑制比，构建了阵列性能目标函数，同时探讨了分区数量及中心麦克风对阵列性能的影响；最后，通过随机分区优化得到目标阵列构型，数值仿真和实验验证了该方法的有效性。
2025年10期 No.416 178-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：31 ] - 靳越;李桢森;李岩;孙娜;
鉴于现有的滤波算法在处理非线性同步发电机系统的动态状态估计问题时难有满意的滤波效果，这里提出了一种鲁棒扩展卡尔曼滤波（EKF）算法。该算法保留了非线性模型泰勒级数展开式的高阶项，并将其等效为满足范数有界的不确定线性矩阵形式。基于传统的EKF估计器框架，并使用一系列引理，逐步推导了误差协方差的上界，同时优化设计了合适的滤波器增益使得这样的上界最小以保证最优的滤波性能。提出的鲁棒EKF是一种递推算法，因此可在线应用，计算简便。最后，同步发电机的二阶和三阶模型作为例子以测试提出的估计方法，仿真结果表明，提出的鲁棒EKF算法的估计精度要优于传统的EKF。
2025年10期 No.416 183-187+193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 王勇;左希庆;邢彤;汪序凯;
阐述了电液伺服作动器的结构及工作原理，根据其结构参数建立电液伺服作动器内部流道的简化物理模型，对作动器内部流道通过Fluent软件进行流场仿真分析和可视化研究。对电液伺服作动器进行结构优化，减少内部流道转向次数的同时缩短内部流道总长度，以降低内部流道的压力损失。因内部流道主要压力损失在直角转向处，将直角转向流道优化为圆弧过渡流道，通过正交试验法确定作动器内部参数即流道圆弧过渡半径、圆弧弯曲程度、流道转向前长度，对流道压力损失的影响程度，以此指导流道结构参数的设置，进一步降低流道的压力损失。通过实验研究测量三种流道的压降值，绘制了其内部流道局部压力损失与流量关系曲线，验证了仿真结果的正确性，为电液伺服作动器的优化设计提供理论依据。
2025年10期 No.416 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]
- 徐冬爽;倪艳光;崔永存;刘玉;
以喷涂机器人用动静压气体轴承为研究对象，基于雷诺方程和连续性方程，推导出符合小孔节流动静压气体轴承的理论方程，采用有限差分法对非线性方程组进行求解，分析不同结构参数和工况参数对轴承承载特性的影响，通过正交试验对相关参数进行优化。结果表明：随着供气压力、转速、偏心率、供气孔个数的增加，承载力均呈增大趋势；随着轴承间隙和节流孔直径的增大，承载力降低；正交优化试验得出影响轴承承载力的主次顺序：偏心率对轴承承载力的影响最大，供气孔直径影响次之，供气压力影响最小；最优参数组合为偏心率0.5，供气孔直径0.2mm，供气压力0.7MPa，最优组合得到的承载力为437.8206N。研究为喷涂机器人用动静压气体轴承的设计及制造提供理论参考。
2025年10期 No.416 194-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K] [下载次数：163 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 辜志强;张华杰;
针对目前采用探测距离进行模式切换方式，在前方车辆运动状态不可预估时存在模式切换及控制不稳定的情况，提出一种基于模糊逻辑的多模式切换控制策略。首先，将ACC模式划分为定速、跟随、预警避障及紧急避障四种模式，在模式切换模型中，将间距系数与相对速度系数作为输入，稳定跟随系数作为输出，通过模糊推理建立模糊规则，根据输出进行模式决策。然后，设计各模式控制策略，并在MPC的预测模型中引入预测状态与车辆实际状态误差的反馈补偿。最后，借助Carsim与Simulink联合仿真，开展高速车辆切入、动态换道切入及前车切出工况试验。仿真结果表明：设计的系统可实现模式间稳定切换，同时进一步提高了车辆跟随控制的精度。
2025年10期 No.416 199-205+210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K] [下载次数：313 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 连晋毅;王瑞祥;刘超;柴晓辉;
分布驱动式纯电动汽车角模块系统是集机、电、水、磁、热等于一身的复杂多能量体系，传统的系统建模方式具有无法多源耦合分析的缺陷。采用键合图理论，分别构建角模块系统轮毂电机电磁控制系统与冷却系统的键合图模型，然后再把二种系统耦合到一起，形成了轮毂电机控制系统的键合图耦合模式与数学模型，进而利用MATLAB/Simulink实现了轮毂电机的动态仿真，并且通过Fluent仿真进一步探究了冷却液的最佳流速，经仿真结果显示，可在实际工作中对冷却液流速进行合理设定，使电机系统达到整体效能最优，而且所建立的键合图模型能够反映轮毂电机多能域耦合效应和能量传递过程，为角模块系统的设计和应用提供了理论参考。
2025年10期 No.416 206-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K] [下载次数：268 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 张伟;王颖;
为了提高筒形件多道次强力旋压成形质量，建立了强力旋压参数与筒形件性能参数之间的多回归模型，并基于该模型实现了工艺参数多目标优化。以减小筒形件壁厚偏差和圆柱度偏差为目标，以参数取值范围为约束，建立了强力旋压多目标优化模型。基于正交实验数据，拟合了强力旋压工艺参数与筒形件质量参数之间的回归模型。首先使用精度较高的二阶模型，基于极值原理得到各工艺参数取值范围；而后基于线性模型系数的敏感方向与程度分析，在前一步优化范围内确定最优值。综合圆柱度偏差和壁厚偏差多回归模型的优化结果，得到最优工艺参数。经强力旋压机的试生产验证，产品的壁厚偏差均值由0.10mm减小为0.07mm，圆柱度偏差均值由0.26mm减小为0.14mm。实验结果证明了这里方法的可行性和优越性。
2025年10期 No.416 211-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1340K] [下载次数：198 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 林俊杰;李笑;刘晓明;蔡旭明;
为解决挖掘机器人作业目标的土坑图像难以检测和分割问题，提出一种基于卷积神经网络YOLOv4的挖掘机器人土坑检测与三维重建方法。利用双目相机获取挖掘机器人作业过程中的土坑图像，采用YOLOv4及立体匹配算法，在图像上分割出土坑并计算出土坑相对挖掘机器人的距离及土坑体积，以此为挖掘机器人铲斗路径规划提供依据。实验结果表明：该方法简单有效，误差在4%以内，能满足微型挖掘机器人作业过程对土坑的检测与定位要求，可为微型和中小型自主作业挖掘机器人的视觉检测系统设计提供指导和借鉴。
2025年10期 No.416 216-220+225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K] [下载次数：275 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 牟鸣飞;郭士豪;寇桂岳;窦立壮;
针对非道路机械柴油发动机用排气颗粒物过滤器（DPF）需求，应用金属纤维毡为滤芯材料，设计了一款折叠型DPF。为优化折叠型DPF的结构参数，利用CFD软件Fluent对DPF内排气流动特性进行仿真计算。计算结果表明，随着滤芯高度与入口高度比值大于2后，压力损失有明显上升；在总过滤面积相同条件下，滤芯层数为奇数时比偶数的压力损失小，可降低约14%；增加滤芯长度有助于在滤芯后端流速延径向分布更加均匀；设计弧形滤层结构、调整滤层间距可以促进颗粒物分布和流速分布更加均匀。
2025年10期 No.416 221-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K] [下载次数：80 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 徐雪峰;郭广伟;黄余;
为解决双容水箱液位控制中存在的建模误差和外部扰动的问题，提出基于改进自抗扰控制算法的双容水箱液位控制方法。该方法选用自抗扰控制算法框架作为主体控制框架，选用扩展状态观测器用于扰动估计，选用比例-积分-微分控制器作为主控制器，选用线性二次调节器技术确保闭环控制的规范性和确定改进的自抗扰控制算法中比例-积分-微分控制器的最优参数。通过对双容水箱进行抗扰实验，验证了所构建双容水箱液位控制方法的有效性；仿真对比实验的结果表明，所提方法所对应的评价指标的数值均明显优于常规比例-积分-微分控制算法、RBF神经网络滑模控制算法、模糊分数阶控制算法和多模型预测自适应控制算法，所提出的控制算法能够实现对双容水箱液位的精确控制。
2025年10期 No.416 226-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K] [下载次数：648 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 林何;孟渔航;李瑞华;屈文宽;
为进一步研究分扭-并车齿轮传动系统在时变刚度下的动态特性，构建由斜齿分扭传动级与人字齿并车传动级构成的纯扭转动力学模型；通过高斯消元去除状态方程中的冗余变量，解决了系统动力学方程的奇异性并采用4阶Runge-Kutta法数值求解；引入基于轮齿啮合接触线轨迹时变啮合刚度法，结合简谐刚度波动，分析了在2种时变啮合刚度模型和阻尼比作用下系统的振动特性，采用三维瀑布图分析激振频率对系统振动主谐波阶次与共振特性的影响，研究结果表明：基于轮齿啮合接触线轨迹时变啮合刚度法精确度优于简谐时变啮合刚度法；阻尼比的递增会消耗振动系统中能量，使其振幅逐渐衰减；系统啮合位移与动态啮合力响应瀑布图反映了该系统固有频率接近运行谐波频率1820Hz整数倍时，系统出现超谐波共振。
2025年10期 No.416 233-237+244页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 许永民;于瑛;薛岳钊;邹德宁;
为解决以往PID控制器对非线性、时变的推床位置自动控制（Automatic Position Control,APC）系统控制效果不理想，无法满足钛合金轧制精度标准的问题，提出将PID位置调节器改进为模糊PID位置调节器的方案。同时为解决模糊控制中量化因子和比例因子取值过度依赖专家经验的问题，引入粒子群算法寻找参数最优值。针对粒子群优化模糊PID算法难以在工程中应用这一现状，提出一种解决方法，并在实验平台中采用该方法对改进后的推床APC系统进行实验验证，证明该方法实际可行。仿真与实验表明：改进后的推床APC系统具有响应速度快、几乎无超调等优点，能够更好地满足钛合金轧制的精度要求。
2025年10期 No.416 238-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K] [下载次数：555 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王栋;郗欣甫;葛晓逸;孙以泽;
为提升双针床经编机舌针机构运动精度的可靠度，改善多连杆运动带来的累积误差，本研究建立运动精度误差以及位移可靠度模型。对双针床经编机舌针机构进行建模并分析多连杆运动情况，建立舌针连杆机构优化模型。为防止陷入局部最优，采用改进蚁群算法对舌针机构各杆进行优化设计。优化后的舌针机构满足原先运动需求，且在相同误差情况下位移可靠度有所提升，在x和y方向可靠度整体提升了4.3%和2.14%。此研究可有效解决多连杆运动中的累积误差导致的运动精度问题，具有实际参考价值。
2025年10期 No.416 245-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张庆宏;施卫东;谭林伟;谢占山;
为研究非定常流场双吸离心泵的振动特性，采用非定常数值模拟计算，开展了不同流量下双吸泵压力脉动的研究，得到了转轮和压出室的压力脉动时域频域特性和转轮径向力周期变化规律。研究结果表明：在压出室监测区域中，压力脉动的主要振动频率为叶频，隔舌区域的压力脉动幅值最大，压出室区域内压力脉动幅值与离隔舌的距离远近呈负相关：偏离额定工况，压力脉动随偏离额定流量的程度增加而增大：转轮区的压力脉动同转轮径向力同步变化且存在相近的变化周期，且转轮区域压力脉动的主频为轴频：转轮区域压力脉动幅值及转轮径向力与偏离额定工况程度呈正相关性。
2025年10期 No.416 251-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K] [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 邱香;祝栎严;张明华;吴晓建;
多数无人驾驶路径跟踪控制实验测试的底层执行系统基于传统车辆EPS改装而成，需要将路径跟踪算法决策出的方向盘转角输入转换为EPS助力电机力矩输入。目前主要使用的线性标定方法虽简单但不够精确，因此提出模糊PID算法以提高路径跟踪效果。首先建立了ADAMS/CAR-Simulink联合仿真模型，以及基于加速度反馈的驾驶员“预瞄-跟随”模型以计算路径跟踪所需的转向角度输入；然后分别构建了线性标定算法、传统PID算法及模糊PID算法进行转角-转矩转换。双移线及蛇形绕桩实验结果表明，使用模糊PID控制策略在多种速度工况下和路径上均具有更优的跟踪效果。
2025年10期 No.416 258-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李金义;阎兵;李鹏宇;
整车的研发过程中，为了科学的分析白车身的疲劳寿命，采用了一种基于实测道路载荷谱与虚拟仿真相结合的方式评估车身疲劳寿命。白车身建立有限元模型，应用惯性释放原理，获得单位载荷应力分布与柔性体车身，并在Adams/car中建立整车刚柔耦合模型。根据试验车采集的路面载荷谱，以轮心加速度、位移等作为目标信号，运用虚拟迭代原理，仿真获取车身与底盘连接点的动态载荷，通过载荷对标试验，验证载荷谱的准确性。采用局部应变理论对白车身进行疲劳仿真计算，仿真结果显示车身后轮罩与车身侧围板连接处存在疲劳失效风险，与道路耐久性试验结果基本一致，表明所提出的疲劳分析的方法具有一定的工程参考价值。
2025年10期 No.416 263-268+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K] [下载次数：138 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张健美;盖晓平;张旭耀;李泽;
为研究水平轴风力机的尾流特性，采用风力机叶片致动线模型和大涡模拟相结合的研究方法，在不同叶尖速比下对33kW两叶片水平轴风力机进行了数值模拟，研究了风力机运行的叶尖速比变化对尾流特性的影响。结果表明：随着叶尖速比的增大，在下游离风轮较近的区域，叶尖涡和叶根涡开始发生破坏和耗散，导致尾流区轴向速度分布随下游位置发生变化：同时，叶尖速比越大，尾流的膨胀越明显，螺旋状叶尖涡之间的间距越小。研究可为深入分析不同来流条件下水平轴风力机的尾流特性提供参考。
2025年10期 No.416 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张永鑫;宋晓庆;王志阳;
滚动轴承在不同状态下的标签化样本中通常包含多种故障模式和噪声，他们之间的关系往往是非线性的。传统方法往往难以处理这种复杂的非线性关系，且需要手动选择特征，易导致信息丢失或引入噪声，影响识别效果，为此提出一种低速重载滚动轴承状态粒子群优化算法-支持向量机（Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine,PSO-SVM）识别方法。提取低速重载滚动轴承振动信号的层次时移多尺度波动散布熵作为轴承状态特征，并量化不同状态样本特征之间的差异。引入支持向量机构建低速重载滚动轴承状态识别模型，SVM将输入的非线性可分样本向量映射至高维空间，在空间中搜索最优线性平面，避免非线性带来的负面影响。并利用粒子群优化算法寻优支持向量机参数，获取最优参数组合，通过标签化样本集训练SVM作为状态识别模型，将训练完成SVM用于低速重载滚动轴承状态识别。实验结果表明，所提方法状态识别准确性较高，说明其能够更准确地识别出轴承的不同状态。
2025年10期 No.416 273-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 何苗;蔡林;
机床在加工过程中，负载会随着切削条件和加工步骤的变化而波动，而齿轮传动系统中的平行轴在运转过程中会产生振动和摩擦，传导到传感器中，导致速度信号产生噪声。在负载不均衡的情况下，若缺少合理约束会使得转速出现偏差，扰乱转速控制系统的稳定性。对此，提出机床齿轮传动平行轴同步转速控制方法。通过集中参数法构建平行轴动力学方程，对其展开平行最大动能计算。引入离散小波变换方法，分解平行轴速度偏差信号，选择最优小波基函数，利用小波多分辨模糊（Multiresolution Proportional Integral Derivative,MRPID）控制器有效滤除信号内的噪声，实时调整转速偏差信号。引入模糊自适应算法，以平行最大动能为约束，配合调整后的转速偏差信号，实现同步转速控制。仿真分析表明：所提方法应用下同步转速均控制在1200/rpm，在17ms时即可实现转速控制，控制后的转速趋于平稳，节能效果更优。
2025年10期 No.416 279-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈如意;王峰;李玮;卢君龙;
履带车斜坡行驶稳定性问题是影响履带车作业安全性和效率的关键因素之一。通过对履带车斜坡上的理论分析及建模，得出了履带车在斜坡上的纵向和横向理论翻倾角分别为58.91°和53.29°以及不同坡度转向受阻时翻倾的横滑速度，并且通过实验验证得到履带车的实际纵向和横向的倾覆角为52.14°和48.03°误差小于10%，可知理论分析模型的正确性，同时在斜坡上对履带车的转向运动进行了理论建模，探讨了履带车斜坡转向运动时的稳定性，并通过实验，验证了理论分析影响履带车稳定性的规律的正确性，为履带车的结构优化和控制策略提供了理论依据。
2025年10期 No.416 285-291+297页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 邱永峰;黄萱;袁鑫攀;李威;
针对复杂背景下钢材表面缺陷检测中存在特征提取不足、参数量大和检测精度低等问题，基于YOLOv8n提出了MHLC-YOLOv8算法，旨在提升检测精度的同时，降低模型的计算量和参数量。首先，设计了CSH-C2f模块，替代原有C2f模块。基于单头自注意力机制和卷积门控线性单元，有效增强了对缺陷特征的提取能力，优化了对全局语义理解，提升了对低对比度缺陷的检测能力。其次，提出TLAD模块，通过动态自适应下采样融合多尺度信息，提高了对关键区域的检测能力，减少了背景干扰。最后，采用Inner-MPDIoU损失函数，优化了边界框回归精度，增强了对不规则缺陷的检测能力，加速模型收敛。实验结果表明，MHLC-YOLOv8在mAP上提升了3.4%，参数量减少至2.3M，计算量降至7.5G，有效平衡了检测精度与参数量，且具有良好的泛化能力，适用于复杂背景下的钢材表面缺陷检测任务。
2025年10期 No.416 292-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K] [下载次数：455 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 杨富强;赵嘉彬;余波;闫涛;
针对路面图像中裂缝特征的准确提取问题，提出基于最小路径选择思想的裂缝提取改进方法。首先分析了原有最小成本路径方法所存在的不足；然后根据裂缝分布特点，构造了新的路径端点选择策略，并依据端点选择结果，优化了路径搜索策略，接着阐述了具体的路径搜索过程。最后将改进方法与其他裂缝提取方法进行实验对比，并完成定量评价，结果表明改进后的方法可提高运行效率，将计算时间缩短至原方法的57%；其结果准确率远高于传统分割方法，可稳定保持在80%以上。
2025年10期 No.416 298-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王静蕾;姚云磊;
针对汽车面板件机器人抓取过程中的变形问题，提出了基于GSA-Kriging代理模型的两阶段抓取点布局优化设计方法。首先，根据机器人抓取操作的稳定性和不同位置的变形程度，确定机器人手指的数量及其可行范围。基于抓取点的位置分布，将其分为两个阶段进行优化。采用GSA-Kriging代理模型和重力搜索算法（GSA）寻找抓取点的最佳布局。以某汽车车门面板件的抓取点优化布局为例，进行了机器人抓取实验，结果表明GSA-Kriging代理模型比其它代理模型具有更优的抓取精度，能够有效降低机器人抓取过程面板件的变形。
2025年10期 No.416 303-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 郭凌岑;李愿;李维;
针对四足机器人的步态控制，提出了适应于并联四足机器人跳跃步态的高频模型预测控制方法（MPC）。根据机器人跳跃步态的特点，将四足机器人模型简化为等效的平面双足模型。在双足机器人模型下，通过MPC计算机器人腿部与地面之间的作用力，应用比例差分控制器将作用力分配到四足机器人的各个腿部上，实现四足机器人跳跃步态的控制。为了验证所提控制方法的有效性，在开发的四足机器人样机上进行了验证实验，实验表明当机器人以跳跃步态稳定高效运行时，MPC的更新频率可以稳定在500Hz。研究结果可以为四足机器人工作效率提升和稳定性控制提供参考。
2025年10期 No.416 311-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] [下载次数：259 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 陈艳霞;高岳林;黄丹;
冗余机械臂灵活性和适应性更好，在工作空间内的可达范围较大，增加了路径动态规划的难度，导致部分机械臂规划路径长度过长，应用效果不佳。为此，本研究以群智能优化算法为支持，面向冗余机械臂设计了一种路径动态规划方法。选取群智能优化算法中的麻雀搜索算法作为基本算法，将其与高斯变异和Tent扰动策略相结合，以此求取机械臂的最优运动学逆解，确定各关节角度。然后融合三次与五次两种多项式插值，构建用于描述关节轨迹的混合多项式函数。最后基于该函数的关节三段运动指标，构建路径动态规划的目标函数，并设定最优问题，利用群智能优化算法中的沙猫群算法求取问题的最优解，实现路径动态规划。以KUKAiiwaR820冗余机械臂为对象开展实验，实验结果表明，所提出方法能对冗余机械臂运动路径进行动态规划，在整个运动过程中，机械臂与各个障碍物之间的距离始终在10cm以上，且其规划路径效果较为稳定，长度均小于40cm，具有较大的应用价值。
2025年10期 No.416 318-322+327页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K] [下载次数：361 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 嵇鹏海;李长勇;
为了解决工业机器人在复杂环境下对目标物体快速平稳作业、避障以及使用寿命问题，提出了一种基于混合蚁群的三维路径规划算法。通过机械臂运动学进行数学模型的建立与分析；根据改进的启发函数、信息素与信息素挥发因子规划出机械臂末端三维避障运动路径，并在此基础上加入二次贝塞尔对规划的路径进行平滑处理来完成路径的规划。实验结果表明，混合后路径搜索平均长度降为原来的40%左右，搜索时间降为原来的38%左右，还大大的提高了机械臂运行的平稳性与使用寿命。
2025年10期 No.416 323-327页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K] [下载次数：544 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 卢明星;李占芳;
针对四旋翼无人机在风干扰下的轨迹跟踪问题，提出了自适应轨迹跟踪控制策略。根据外部风扰动特点，采用自适应律对自适应超扭扩展状态观测站（ESO）增益进行估计误差调整，以提高自适应超扭ESO的观测效果。在此基础上设计了基于超扭转算法的自适应轨迹跟踪控制器来跟踪目标轨迹，给出了自适应超扭扩展状态观测器和自适应超扭滑模控制器在有限时间内的收敛性。最后对四旋翼无人机在外部风干扰作用下进行了实验，通过对比串级PID控制器与所提自适应轨迹跟踪控制器，验证了所提无人机自适应轨迹跟踪控制策略的有效性。
2025年10期 No.416 328-334+339页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K] [下载次数：561 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 唐志锋;孟祥印;于新善;李丹;
为了解决传统化学分析中，操作的重复性高、有毒易挥发的液体泄露所带来的安全隐患等问题，搭建了一套基于机器视觉的采样钢瓶定位与抓取系统，该系统能够对采样钢瓶进行精确定位与抓取。针对拍摄圆柱状采样钢瓶时因反光造成的图片局部高亮现象，提出了一种采样钢瓶识别与定位方法，该方法通过图像灰度变换与孔洞填充相结合，获取到采样钢瓶中心连通区域，对该连通区域进行计算得到采样钢瓶的位姿。经实验测试该方法具有较高的准确性。
2025年10期 No.416 335-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 1384K] [下载次数：733 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈贵亮;葛朋飞;杨冬;蔡超;
针对随行助力外骨骼机器人对液压驱动系统的实际需求，提出了一种可供助力外骨骼使用的差动液压驱动系统。基于双边节流滑阀原理，研究、设计了一种由步进电机直接驱动阀芯位移的数字双边锥面节流滑阀。对常见的两种滑阀阀芯压力损失进行了对比分析，得出了锥形阀芯过流面积大，压力响应速度快的结论。设计基于双边节流滑阀的差动液压系统和测试实验平台，进行了阀控液压缸的推力随阀芯移动而变化的实验。结果表明，该种差动液压系统理念的确可以以较少的液压控制元件完成对执行油缸正、反向行程的控制，且压力响应速度快，可以满足随行助力外骨骼对轻便、廉价和随动性好的需求。
2025年10期 No.416 340-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K] [下载次数：291 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李景景;魏彦飞;范建德;
变电站巡检机器人在转弯运动过程中容易受到外界环境干扰以及自身动力学特性的影响，存在自平衡控制稳定性不佳、响应速度较慢等问题。为解决这一问题，本次提出变电站巡检机器人转弯运动自平衡控制方法研究。该方法先建立工作平面空间和巡检机器人坐标系，得到巡检机器人运动模型；然后，基于机器人运动模型，通过差速驱动转向方法，获得车轮速度与转向间的关系，分析机器人转弯运动状态；最后，基于滑动模态结构，完成巡检机器人转弯运动自平衡控制设计。实验结果表明，所提方法能显著提升巡检机器人转弯运动的自平衡能力，有效提高稳定性和转弯响应速度，应用效果较好。
2025年10期 No.416 345-349+356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K] [下载次数：243 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 王磊磊;赵津;唐雄;
针对RRT*算法在狭窄通道等环境下搜索效率低、收敛速度慢的问题，提出一种改进的RRT*算法。所提算法采用目标偏置扩展的方法向目标搜索，以降低算法扩展的盲目性。在找到初始路径后，通过改进的椭圆采样策略，把采样空间限制在椭圆区域内，对路径剪枝进一步减小椭圆采样空间，从而提高算法收敛速度。为了机器人能平稳运行，使用贝塞尔曲线减少路径的曲折性。Matlab仿真平台和移动机器人的实验结果表明，与RRT*,Informed-RRT*算法相比，改进RRT*算法在狭窄通道等环境中表现更好。
2025年10期 No.416 350-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K] [下载次数：903 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张汝通;吴宝江;张怡;谢俊峰;
针对永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）调速系统存在扰动、超调大和响应慢的问题，提出一种新型趋近律和负载转矩扩展滑模观测器相结合的永磁同步电机滑模控制（Sliding-Mode Control,SMC）。设计了新型趋近律滑模速度控制器，引入系统状态变量和终端吸引子的概念，解决了超调大和收敛速度慢的问题，同时抑制了滑模固有抖振。通过负载转矩扩展滑模观测器将扰动观测值进行前馈补偿，解决了负载扰动的问题。通过仿真与PI控制比较，仿真结果表明，基于新型趋近律的滑模控制器能够快速达到稳定状态，减小超调量，增强了系统的鲁棒性，观测器能够及时将扰动观测值进行补偿提高系统鲁棒性。
2025年10期 No.416 357-362页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K] [下载次数：1036 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 文建平;李项河;陈兴;莫为;
轨道巡检机器人可以实现带式输送机的无人值守，其定位精度在很大程度上决定了机器人巡检的效果。对于无线供电巡检机器人来说，电子标签的有效性受到导轨近距离范围内无线供电系统辐射的电磁场的影响。此外，由于长距离检测场合也限制了栅尺等的位置检测装置的使用。针对这一问题，这里提出使用惯性测量单元和里程计，通过扩展卡尔曼滤波器（EKF）融合这两种传感器数据，对轨道巡检机器人进行准确定位。实验结果表明，通过扩展卡尔曼滤波器融合这两种传感器数据的方法来定位机器人位置，可以满足轨道式无线供电巡检机器人定位精度的需求。
2025年10期 No.416 363-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘树博;李智;赖招宇;
针对一类带有复杂执行器非线性的机器人，为了抑制控制器增益摄动带来的不利影响，提出了一种具有非脆弱H_∞积分滑模面的滑模非脆弱自适应控制策略。首先，建立具有复杂执行器非线性的机器人数学模型；其次，推导了非脆弱H_∞积分滑模面存在的充分条件；最后，设计了滑模非脆弱自适应控制器，并基于Lyapunov方法对闭环系统的稳定性进行了分析。仿真结果表明，该算法能够实现在执行器非线性和控制器增益摄动的情况下，实现对给定信号的有效跟踪，体现出了较强的实用性和鲁棒性。
2025年10期 No.416 368-373页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K] [下载次数：196 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 贾天航;侯伯杰;高建设;
在机器人自动化磨抛系统中，对于加工件表面存在凸起、工件偏心等导致难以恒力打磨的问题，经典的力控制方案：混合力/位置控制、阻抗控制，在初始接触阶段和稳定磨削阶段不能取得很好的效果。因此，在两者的基础上提出了一种基于机器人位置的自适应混合阻抗控制算法，该算法可动态改变阻抗模型中的阻尼参数，并适当调整自适应更新率，以补偿环境参数的误差以及由机器人系统模型误差引起的力跟踪误差，不仅解决了初始接触阶段的瞬态力超调问题，而且保证了稳定磨削阶段的力跟踪精度。基于Routh准则，对系统进行稳定性分析，保证了整个闭环系统的所有参数和状态一致，并最终有界。仿真部分比较了混合阻抗控制、自适应混合阻抗控制以及改进的自适应混合阻抗控制不同环境下的动态性能；通过搭建实验平台，实验结果表明，在接触阶段，最大超调量为10.11N，在力跟踪阶段，力误差维持在（-1.47～2.02）N的范围之内波动，验证了基于机器人位置的自适应混和阻抗控制模型的正确性和有效性。
2025年10期 No.416 374-378+384页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈集滨;刘建群;许东伟;高伟强;
喷涂机器人的拖动示教数据优化，既要对运动轨迹进行平滑处理，以减少运动过程中的冲击和振动，又要考虑喷涂过程中的工艺因素，在工件上的喷涂用料和涂层厚度分布应与示教时一致，针对这一问题，提出一种示教数据优化方法。建立机器人运动学模型，通过正运算将原始数据映射到笛卡尔空间，并根据机器人的运动轨迹和喷枪开关状态变化，提取一组特征数据。采用非均匀B样条，构造出机器人末端的位置曲线和姿态曲线，并对曲线进行离散化，通过逆运算获得优化的关节空间数据。为各优化数据生成对应的喷枪开关状态，并进一步生成新的示教文件。通过实验验证该方法的有效性，机器人运动时的冲击和振动明显减小，且能很好地还原示教时的喷涂效果。
2025年10期 No.416 379-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] 下载本期数据