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国际标准连续出版物号 ：ISSN1001-3881
- 《机床与液压》在“2022年度中国科协主管期刊审读”中被评为“优秀”
发布时间：01-03
- 《机床与液压》再次入编2023年版《中文核心期刊要目总览》
发布时间：01-03
- 网站升级维护公告
发布时间：08-08
- 《机床与液压》杂志招聘启事
发布时间：05-26
- 《机床与液压》荣获“第七届广东省精品科技期刊”
发布时间：12-09
- 《机床与液压》论文投稿模板
发布时间：07-03
- 《机床与液压》论文著作权转让合同
发布时间：12-09
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基于扩张状态观测器的伺服加载模糊滑模控制
桑勇，蒋路明，郭联龙，廖连杰
摘要：针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题，以滑模变结构控制（SMC）为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构，提出一种基于扩张状态扰动观测器（ESO）的模糊滑模控制（FSMC）策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上，设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节，提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力，并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明：所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器（FSMC-ESO）对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。
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转子偏心效应下大范围转动弹性梁外激励非线性动力学行为与振动机制
赵磊，翟冉，闫照方，矫立宽
摘要：为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行，综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型，并建立转子偏心运动微分方程；基于行波叠加原理，应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦；应用时、频域分析法解析转子偏心效应下弹性梁的振动机制以及外激励下的频谱响应特性。研究结果表明：外激励响应在转子偏心效应下会衍生新的低频谐波分量，转速和激励幅值的增加会导致频域内多个低频谐波分量高于主振，易引发不同程度的间歇性振动；外激励频率提高会引起频域谱峰后移，数值仿真5~35 Hz频段的外激励，当频率为25 Hz时其低频谐波分量是主振幅值的2倍，高达0.181 mm，进而呈现明显的外激励突发性激振。因此，借助时、频域分析可有效解析具有随机性的间歇性或突发性振动产生机制，可为大型旋转柔性机械的动力学优化设计提供重要的理论基础和数据支持。
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基于云模型的核心竞争力影响因素分析及评估
熊宗慧，胡平平，何志琪
摘要：为寻找合适的影响因素，提升企业核心竞争力水平，提出基于可拓共轭对分析和云模型的核心竞争力影响因素分析方法。通过对典型农机制造企业分析，运用可拓共轭对分析理论，建立企业内部业务流程和供应链两个角度的虚实、软硬共轭对模型，寻找所有影响因素集合。在此基础上构建基于相对偏好关系的云模型，处理评价信息的不确定性和模糊性，计算核心竞争力初始重要度。引入自相关矩阵进行修正并判断各相关因素的重要度，确定关键核心影响因素。最后通过实例分析验证所提模型的科学性和可行性，帮助企业寻找核心竞争力提升方向。
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采棉机动力换挡液压系统仿真与试验
潘文龙，倪向东，叶好运，陈华军，赵永强，蔺元刚，李克志
摘要：为保证采棉机动力换挡过程中动力输出的连续性，以多个离合器为研究对象，提出区域交叉控制策略，设计采棉机动力换挡传动方案及换挡液压系统，分析并搭建采棉机液压传动系统模型，分析离合器、制动器、马达、行车速度与其电磁阀阀芯位移量响应情况。试验结果表明：采棉机速度曲线平滑上升，换挡过程无动力中断，无明显动力换挡冲击，验证了策略的有效性。
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E型分块定子永磁同步电机热分析及优化
刘政委，史立伟，赵新，乔志伟，朱英杰
摘要：分块定子永磁同步电机作为一种新型电机拓扑结构，具有高容错性、高转矩密度等特点，同时存在电机损耗大的问题，威胁到电机性能的稳固性。以E型分块定子永磁同步电机为研究对象，分析电机损耗机制，研究不同运行工况下电机损耗变化规律；采用磁热双向耦合法对电机进行热分析，并基于热分析结果采用响应面优化方法对电机进行多目标优化设计。优化后，电机平均输出转矩提升了14.15%，涡流损耗降低了55.99%，平均温升降低了12.62%。最后通过实验验证了双向磁热耦合法的准确性及优化设计的有效性。
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基于热流固的热障涂层整体叶盘振动特性研究
党鹏飞，马永珍，杨铮鑫，朱健，李泽亭
摘要：为了研究复杂载荷对整体叶盘振动特性的影响，基于热流固耦合方法对热障涂层整体叶盘振动特性进行研究。简化整体叶盘模型，对叶片表面涂敷热障涂层并建立整体叶盘的流场模型；在Fluent中采用热流固耦合方法对整体叶盘的表面进行气动载荷和温度载荷的模拟；最后，采用预应力模态分析法分别对不同工况下整体叶盘的振动特性进行分析。结果表明:考虑离心载荷对整体叶盘的固有频率影响最大,温度的影响最小；对比不同工况下，考虑温度载荷对整体叶盘的共振点个数无影响，气动载荷增加整体叶盘的共振点个数。
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基于稀疏匹配的机床零件瑕疵投影辅助视觉检测方法
罗虎辉，张春良，龙尚斌，岳夏
摘要：机械臂在自动精准打磨机床零件前需要对机床零件进行特征识别，传统激光点阵扫描精度高，但设备成本高昂而难以规模应用。引入固定式投影产生扫描线图、棋盘格图和随机灰度图等特征作为测量辅助，并结合双目立体视觉测量对零件瑕疵进行检测，改善了传统双目视觉针对光滑平面零件难以识别特征进行立体匹配的情况。分析结果与激光点阵扫描结果进行精度校验。同时，通过5种经典局部立体匹配算法与所提方法进行精度比较，并对辅助图的关键参数进行精度关联分析。最后，引入自适应算法对所提方法进行优化以提高识别精度。结果表明：随机灰度图能够显著提高匹配精度，扫描线优化与子像素拟合能够进一步提高匹配精度，扫描线法与棋盘格法优化后精度提高较大，新方法可有效识别平面零件的瑕疵特征，检测精度达标区域占比大于98%。
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基于灰色关联分析的纵扭超声辅助对电火花微孔加工影响评价
李孝阳，于大国，杜怡洁，殷振，王鹏翔
摘要：TC4钛合金是航空航天领域经常加工的材料，由于其难切削的特点通常使用电火花进行加工，但存在加工效率与废屑排除的问题。纵扭超声振动可以有效优化如上弊端，但目前没有严谨定量的科学分析证明纵扭超声辅助对电火花加工的优化程度。因此提出纵扭超声辅助电火花放电能量模型，阐明放电机制以及放电能量的影响因素；设置单因素试验和正交试验，通过显著性T检验探索纵扭超声振动对电火花加工的影响程度，通过建立灰色关联分析模型分析电参数的影响权重并选出最优参数组，最后通过打孔试验验证了选优结果的正确性。研究结果表明：峰值电流和脉冲宽度对加工效率和质量的影响较为明显，引入纵扭超声振动明显改善了电火花加工性能，最优峰值电流从2 A提升至3 A，脉冲宽度从125 μs提升至150 μs，材料去除率提升了83.8%，相对电极损耗率、孔锥度和表面粗糙度分别降低了33.7%、22.3%和16.4%。
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动力电池复合材料微通道结构主动液冷换热性能研究
陈勇，李东明，程安宇，唐凯威，黄琼，宋政申
摘要：大容量圆柱动力电池在电动汽车上的广泛应用导致电池包轻量化和热管理设计需求日益突出。以新型4680大号圆柱电池为研究对象，设计具有4种不同微通道网络（平行、分叉、蛇形和螺旋）的碳纤维增强复合材料（CFRP）圆筒散热结构，并分析微通道网络结构、冷却剂流速、微通道直径以及微通道进出口数量对其散热性能的影响规律。结果表明，在4种微通道CFRP圆筒结构中，平行网络微通道CFRP圆筒结构的整体换热性能最佳；微通道直径对CFRP圆筒散热性能的影响较小，但对泵压影响较大；二进二出CFRP散热圆筒的换热性能比一进一出圆筒换热结构具备明显优势。
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一种基于函数逼近的柔性加减速算法研究
丁承君，李涛，段萍，申敏
摘要：嵌入式数控系统优点诸多，但系统资源、处理能力有限。三角函数加减速算法拥有柔性冲击小、精度高的优点，但其计算复杂，当运用在嵌入式数控系统时，难以满足系统的高实时性要求。针对这个问题，提出一种加减速算法，基于最佳平方逼近方法，利用多项式函数逼近三角函数，进而推理、构建出完整的加减速方程，随后分析算法在不同情况下的速度规划。最终对该算法进行了仿真分析并在以MCU为控制器的数控平台进行了实验，结果表明：算法在保留三角函数曲线柔性的同时降低了计算复杂度，提高了加工效率。
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高速列车减振器活塞预紧力对阻尼特性影响的研究
丁孟达
摘要：为探究动车组减振器检修过程中预紧力对试验结果的影响，以某型号抗蛇行油压减振器为研究对象，通过构建减振器活塞阻尼阀三维模型和流量力学模型，分别用ANSYS和MATLAB/Simulink软件联合仿真，改变预紧力参数得出阻尼阀流体力学变化及减振器阻尼特性曲线。结合减振器阻尼试验台对仿真结果进行论证，分析活塞阻尼阀预紧力对减振器阻尼影响。通过试验对比得出：在速度未达到阀口开启条件时，阻尼阀预紧力的变化不会对减振器的阻尼力值产生影响；仅当速度值达到阻尼阀开启条件时，预紧力变化才会影响减振器的阻尼特性，拉伸和压缩阻尼力均随着阻尼阀预紧力的增加而增加。
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基于IGWO-BP-PID的管廊吊具液压缸同步控制研究
林朝，王衍英，张耀东，马华兵，王刚锋
摘要：综合管廊吊装吨位重且存在偏载起吊的不利工况，易发生危险事故。为保证管廊节段偏载吊装工况下的安全稳定性，提高吊具液压缸组的同步控制精度，提出IGWO-BP-PID与状态差值反馈同步控制策略。通过分析专用吊具结构及液压原理，将液压缸按纵向分为2组。通过在GWO中对灰狼位置进行更新，实现IGWO对BP-PID参数的优化。采用3种控制器进行系统控制分析，验证IGWO-BP-PID的控制效果。最后，采用IGWO-BP-PID与状态差值反馈相结合的同步控制策略，对吊具液压缸组进行AMESim/Simulink联合仿真，并与试验数据进行对比分析。研究结果表明：IGWO-BP-PID控制器无超调量、具有更好的控制效果；相比于常规PID控制，该方法缩短了液压缸组震荡调节时间，同步控制精度更高；试验验证了管廊吊具同步控制策略的有效性，满足工程施工要求。
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直动式安全阀启闭特性分析与优化
赵峰，高二峰，郭琪，孔德才，李曼迪
摘要：针对某安全阀启闭特性影响无法满足设计需求的问题，需要对液流力进行分析。首先进行流场仿真与分析，研究安全阀内部流体的流动特性与液流力作用规律，得到安全阀启闭特性不足的主要原因是安全阀出口结构不合理；基于动力学分析与CFD仿真结果构建AMESim仿真模型并复现实验曲线，通过提高出口位置以及扩大出口直径实现安全阀的结构优化。结果表明该方法可以有效改善安全阀的启闭特性，使其关闭压力达到正常关闭要求。
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曲面硅电极五轴精密磨削工艺研究
卢震，程俊兰
摘要：近两年出现了新型刻蚀技术，将半导体刻蚀用硅电极设计成曲面结构。而曲面硅电极的精度及粗糙度要求非常高，其生产都是在国外进行，具体工艺未知。研究出一套曲面硅电极高效、精密磨削方法。通过分析曲面硅电极零件，提出采用五轴磨削技术进行加工的工艺方案，使用五轴编程软件进行编程，采用具备机内自动化技术和数字仿真技术的五轴磨削中心，对曲面硅电极的磨削加工策略进行验证。结果表明：此项加工技术可提高加工效率和产品良率，并减少后续的研磨抛光时间，降低了生产成本。
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基于模糊时变滑模的永磁同步电机调速系统设计
李旭阳，黎晓曦，朱其新，朱永红
摘要：针对永磁同步电机突然加入负载时存在的转速波动和不稳定问题，提出一种基于积分时变滑模面和新型模糊增益趋近律的滑模调速方法。采用积分时变滑模面，在传统积分滑模面中加入一个时变项，借此提升系统的响应速度。改进传统的指数趋近律，加入非线性函数来削弱系统的抖振，同时根据不同的系统状态用模糊算法整定趋近律增益参数，着重于提升趋近速度和系统抗扰动能力。最后，使用李雅普诺夫稳定性判据证明了该控制系统的稳定性。在MATLAB/Simulink环境下将此控制策略与传统滑模控制策略进行对比，仿真结果表明：采用此控制方法的系统响应速度更快、抑制系统扰动和抖振的能力更强，具备更好的综合性能。
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激光清洗效果评价体系及系统研究
陈银鹏，宁利川，肖潇，杨金堂
摘要：为判断激光清洗效果，优化激光清洗工艺参数，对激光清洗效果进行评价就显出重要性。利用1 000 W级激光清洗机进行激光清洗实验，结合实验数据，运用机器视觉技术及表面性能测试技术从宏观和微观两个方面对激光清洗后的效果进行评价，提出清洁度、粗糙度、清洗效率3种评价指标；根据评价指标制定激光清洗效果等级评价体系“Lcq”，基于此体系开发激光清洗效果智能评估系统。测试结果表明：该激光清洗效果等级评价体系客观准确，系统运行稳定，可指导激光清洗设备现场作业，从而更快地调整激光清洗机参数，提高清洗效果。
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重载液压缸动态位移信号的自适应滤波器设计
丁兆轩，刘凯磊，强红宾，康绍鹏，朱勇，殷鹏龙
摘要：为了能够在大型减震阻尼器性能测试试验中更好反馈试验台的重载液压缸动态位移变化信息，从而真实模拟大型减震阻尼器所需振动激励信号，进而获得更好的特性参数，对比传统变步长LMS算法，根据试验台重载液压缸实际振动的加载工况，在预期参考信号不可知的情况下，通过小波变换对原始信号进行拟合，并使用MATLAB建立误差与步长之间的非线性函数表达式，提出一种基于小波变换的LMS自适应滤波器，最后通过LabVIEW编写了测控程序进行了试验。试验结果表明，相较于传统变步长LMS算法，基于小波变换的自适应滤波器收敛速度更快、稳态误差更小且跟踪能力更强，在实际应用中，相较于其他类型滤波器具有更好的滤波效果。
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阀用位移传感器的多目标优化设计与仿真
冯淑慧，闵为，王鹤明，杨森
摘要：为解决阀用位移传感器多目标多准则的电磁结构耦合优化设计问题，针对径向尺寸受到严格约束的长行程、高精度阀用位移传感器，运用MATLAB编写优化算法程序，得到以线性度和灵敏度为目标、以结构尺寸参数为约束条件的最优化参数匹配组。根据多目标优化结果，运用Maxwell电磁仿真软件对阀用LVDT进行等效建模，对优化模型和原始模型进行电磁场仿真分析，对比两者的输出特性。结果表明：优化模型的线性度为0.19%，灵敏度为23.12 mV/mm，较原始模型有较大的提高。该方法较完整地解决了LVDT结构优化设计，可为小型化阀用位移传感器的优化与设计提供参考。
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基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的特性研究
于贺春，寇新俊，侯玮杰，刘海腾，李广平，张国庆，王文博
摘要：随着超精密加工技术和地面微低重力仿真的发展，相关产业对空气静压轴承的性能要求越来越高。由于传统的孔式节流器其结构特点不能完全满足实际使用的需要，节流孔直径与气膜间隙同一数量级的微孔节流空气静压轴承因其良好的刚度和承载特性，越来越受到关注。但在微孔节流器的发展过程中，微孔的加工工艺却限制了其推广应用。针对目前常用的三类微孔加工工艺，进行了理论仿真研究，通过建立不同加工工艺轴承仿真模型，运用双向流固耦合仿真方法，对比分析了基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的动静态特性。研究结果表明：锥孔类轴承承载性能优于其他两类，但耗气量大且在小间隙时刚度较差；薄壁直孔类轴承承载性能稍逊，但在大间隙下轴承刚度较佳；嵌套类轴承承载性能较差，但在小间隙下轴承刚度较大且耗气量较低。
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对置端曲面齿轮柱塞泵动态特性仿真研究
周凯红，佘东，张奕
摘要：为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响，根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理，推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型，通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相应曲线。结果表明：转速增大，泵出口流量与压力增大，脉动幅值与脉动频率增大；偏心率增加，泵出口流量与压力增大，脉动幅值增大，脉动频率不变。
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龙门双驱系统转速跟踪同步耦合控制
匡佳维，周细枝，黎仕，姚主林，方文康
摘要：针对龙门双驱系统的转速同步精度问题，提出一种转速跟踪同步耦合控制方法。为实现对外界负载的准确跟踪，构建基于Sigmoid函数的滑模负载观测器；设计结合积分滑模的双电机均值同步差控制器，结合跟踪误差反步控制器，制定转速同步误差与跟踪误差耦合控制策略，完成了两种负载情况下的仿真测试。仿真结果表明：相比PID控制，耦合控制策略的同步误差降低52.4%，响应时间降低75%；相比单一反步控制，耦合控制策略的同步误差降低39.1%，响应时间降低17%。
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基于曲率控制前缘的离心泵压力脉动及水力性能分析
黎伟，周贤成，牟磊，吴蔚，赵兴安
摘要：蜗壳式离心泵作为流体输送的核心设备，压力脉动及水利性能对泵的稳定性、噪声、寿命等有重大影响。结合曲率控制前缘的设计方法，按增长率1.19%、0.47%、0.32%设计，建立前缘轴长比为0.96、2.11、3.11、4.11的蜗壳式离心泵，以SST κ-ω模型定常计算结果为初始条件，进行κ-ε RNG模型非定常分析，通过频域图分析蜗壳式离心泵压力脉动，并通过矢量云图分析水力性能。结果表明：设计的模型最佳流量为35 m3/h，设计效率与模拟效率误差仅为2%；前缘轴长比不同，流道内压力扩散有差异；前缘轴长比为3.11时出口压力脉动偏低，低频区更易产生压力脉动；前缘轴长比为0.96时，压力脉动范围偏小，适用于一定流量范围内扬程变化较大的工况。
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基于AMESim的新型变排量机油泵建模与仿真研究
张伟，翟翼飞
摘要：以一种新型叶片柱塞复合形式的二级变量叶片泵为研究对象，其主要特点是将叶片顶端嵌入到定子中，转子、叶片、定子同时转动，减小了高速时的叶片冲击。推导叶片柱塞复合作用下泵的瞬时流量特性公式。基于AMESim仿真平台搭建比例电磁阀、瞬时流量、变量机构模型，并对二级变量叶片泵特性进行仿真，并通过台架试验进行相关验证。实验结果表明：该泵在中低速下压力-流量曲线吻合较好，说明流量和变排量建模准确；加减速曲线说明泵在比例阀不同占空比时，压力调节具有稳定性。
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基于多仿真模型的动臂势能再生控制策略研究
袁玉林，贺湘宇，蒋梦军，刘琪，张家彦
摘要：液压挖掘机工作时，动臂频繁下降会造成大量重力势能浪费，因此动臂势能再生能够有效提高挖掘机能耗效率。基于1.7×104 N液压挖掘机实验平台，设计一种组合式节能型动臂结构及其液压再生回路，建立动臂动力学模型、液压模型与控制器模型，进行多仿真模型联合仿真，提出基于模糊PID控制策略进行动臂势能再生控制。结果表明：与传统PID控制的无蓄能器模型相比，模糊PID控制的动臂势能再生系统节能效率达到25.57%，高于传统PID控制策略的18.04%。
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正流量液压挖掘机多路阀阀口压力损失研究
马军辉，高春莹，陈俊翔，刘英豪，艾超
摘要：挖掘机液压系统存在管道损失、溢流损失、节流损失及泄漏损失等问题，导致挖掘机作业过程中功率损失较大，能量利用率不高。为提高挖掘机液压系统功率利用率，以正流量挖掘机为研究对象，通过建立机电液联合仿真平台，针对多路阀压力损失较大的问题，提出改变主阀异形阀口区域过流面积的方法，以降低局部压力损失，提高液压系统的功率利用率。以铲斗联为例，改变铲斗主阀进出油口、合流阀口的过流面积及其之间的匹配，将铲斗动作的驱动效率提高了4%，降低了液压系统的功率损失，提高了液压系统的节能性能。
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船舶滑油系统运行特性仿真分析
欧阳文恒，尹誉先，刘晓锋，胡智华
摘要：船舶滑油系统的主要功能是为动力装置提供符合质量和数量要求的润滑油，以确保运动部件的正常润滑、冷却、防腐、清洁和传递动力等功能。在不同的运行工况下，滑油系统内部参数会发生显著变化，影响舰船系统的正常运行。因此，结合工程实际的使用需求和运行情况，采用MATLAB与Simulink对滑油系统进行仿真，以最大化其效益。主要从启动阶段、稳定阶段、停机阶段和故障阶段等多个方面进行仿真模拟，以最大程度地还原滑油系统的实际运行情况。结果表明：采用仿真技术可以有效模拟船舶滑油系统在各种工况下的运行情况，有助于优化系统设计和运行策略，以及最大化滑油系统的效益，保障舰船系统的正常运行。
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伺服阀端盖预紧力矩对零位影响分析及优化
郭加利，沈一鸣，江金林，李超，陈培源，黎贻晨，何孟璋
摘要：介绍某形式的伺服阀端盖结构，对该位置结构的受力情况进行分析，利用有限元软件仿真预紧力矩对端盖结构应力、应变的影响。经分析得出：较大的预紧力矩不仅有引起端盖材料破坏的风险，同时也会引起伺服阀机械零位的变化，从而对伺服阀性能的稳定性产生不利的影响。通过分析改进措施，选取了合适的预紧力矩及防松措施。实践结果验证了改进措施的有效性。
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基于声信号的机械设备故障检测研究现状及进展
李亚男，王春光，宗哲英，王帅，王祯，杜英杰
摘要：我国工业呈现规模化、复杂化和集成化的趋势，其中机械设备的长期、稳定、高效运行是工业快速发展的关键。机械设备长期工作容易出现故障导致突然停机，降低工厂的经济效益，甚至对人的生命安全造成威胁，所以机械设备故障检测对于我国工业的发展和经济效益的提高有着重要的意义。现阶段的常见故障检测方式主要是人工检测和振动监测，人工检测巡检周期长、不能及时发现故障、主观性强，振动检测对检测装备的安装要求较高。因为机械设备发生损坏时声音会发生改变，并且声信号的采集方式为非接触式，方便安装，所以声信号逐渐被应用于机械设备的故障检测领域。基于声信号的故障检测技术能及时发现机械设备的故障，及时维修，降低经济损失。从机器学习和深度学习两个方面综述了机械设备故障检测领域的国内外研究进展，并且提出了基于声信号的机械设备故障检测技术未来的研究重点和参考方向，旨在为机械设备的故障诊断提供参考。
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基于空时模型的航空管路卡箍故障诊断研究
王铜宇，袁晟友，李开泰，米承权，林洁如，杨同光
摘要：针对航空液压管路卡箍振动信号受强噪声干扰，导致航空卡箍故障难以精准识别的问题，提出一种空时模型的航空卡箍故障诊断新方法。建立空间特征提取模型，对航空卡箍的故障特征进行局部融合。在空间模型中引入GRU模块，提取航空卡箍故障信号中的全局特征。结果表明：设计的空时故障诊断模型可实现航空卡箍故障的精准识别。与目前所用的深度卷积神经网络模型、门控循环单元神经网络模型、循环神经网络模型、支持向量机和误差反向传播神经网络模型等5种先进的故障诊断方法进行对比分析，所提方法对航空卡箍故障识别具有优越性。
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基于振动烈度的乳化液泵配流阀弹簧故障特征提取研究
马宝玉，廉自生，茆虎成
摘要：针对乳化液泵配流阀弹簧故障识别难度大、故障特征提取困难等一系列问题，提出一种基于振动烈度的乳化液泵配流阀弹簧故障特征提取方法。基于AMESim软件搭建乳化液泵仿真模型，通过分别设置不同参数模拟吸、排液阀弹簧故障形式，得到正常和吸、排液阀弹簧故障状态下的出口压力信号；根据振动烈度理论，将泵出口压力信号转换成加速度信号，在频域上对出口压力信号进行烈度特征值的提取和分析。研究结果表明：当吸、排液阀分别发生故障时，对出口压力烈度特征值的影响规律不同,随着吸液阀弹簧故障程度的加深，出口压力烈度特征值由正常时的15.82 mm/s2增大到20.58、28.18、34.85 mm/s2，且在断裂时达到最大值；随着排液阀弹簧故障程度的加深，出口压力烈度特征值由正常时的15.82 mm/s2减小到15.77、14.88、9.28 mm/s2，且在断裂时达到最小值。该结果可为后续乳化液泵的故障诊断提供理论依据。
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基于特征选择与Transformer的涡扇发动机剩余使用寿命预测
刘耕鑫，董辛旻，张瑞博，陈阳
摘要：针对传统剩余使用寿命预测模型难以解决长时依赖问题以及不同特征组合对模型预测精度影响大的问题，提出一种基于特征选择与Transformer的剩余使用寿命预测模型。首先利用以互信息为理论基础的最大相关最小冗余特征选择算法，捕获特征与标签、特征与特征的关系，得到最佳特征组合；然后以 Transformer的编码器为主体并加入门控卷积单元组成预测模型，使模型可以充分捕捉全局信息且提高运算效率的基础上也更加注重局部信息；通过网格搜索与粒子群算法确定模型超参数。最后将最优特征组合的变量数据输入模型实现涡扇发动机剩余使用寿命预测。利用此方法在C-MAPSS数据集进行验证，并进行对比实验，结果表明预测误差与模型效率均有一定改进。
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基于ICEEMDAN模糊熵与Bi-LSTM的工业设备健康状态预测
鹿广志，李敬兆，张金伟
摘要：工业设备健康状态关系着工业生产能否正常进行，为此提出一种基于改进自适应噪声完备经验模态分解（ICEEMDAN）和双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）的工业设备健康状态预测方法。ICEEMDAN用于将原始音频信号进行分解得到若干个固有模态函数（IMF）分量，通过计算相关系数选取最佳分量组进行信号重构，然后计算重构IMF分量的模糊熵值构造特征向量集合，最后再输入到Bi-LSTM网络进行模型训练和预测。实验结果表明：相较于其他模型，基于ICEEMDAN模糊熵和Bi-LSTM的工业设备健康状态预测方法，能够有效提取音频信号特征，并准确进行健康状态预测。
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基于多传感数据融合的变速运行齿轮异常振动故障诊断
周光祥，李鹏，江德业
摘要：变速运行齿轮异常振动故障诊断性能过差会增加汽车维护成本，缩短齿轮使用寿命。为了及时识别齿轮故障，保证汽车变速器总成具有良好的振动特性，提出基于多传感数据融合的变速运行齿轮异常振动故障诊断方法。通过分析多传感器数据融合技术，掌握变速运行齿轮异常振动故障诊断的理论框架，并以此为基础，参考传感器融合模块、特征级并行多神经网络局部诊断模块和终端分类模块，结合变分模态分解、多通道加权融合和单隐层前馈神经网络训练算法，从信号采集、信号特征提取和信号特征分类3个步骤实现变速运行齿轮异常振动故障诊断。实验结果表明：在齿轮发生轻度磨损时，磨损振动信号的幅值在20~40 mV之间，磨损振动信号的频率在0~4 000 Hz区间；中度磨损时，信号的幅值在30~55 mV之间，信号频率在3 000~7 000 Hz区间；重度磨损时，信号幅值在50~70 mV之间，信号频率在6 000~12 000 Hz区间，且各阶段诊断结果均与故障程度的实际转折点吻合。由此可知在各样本数量均相同的情况下，提出的故障诊断方法预测值与真实值均相同，故障程度和故障类型的诊断性能均较好。
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基于DSC-DenseNet的流程工业系统故障监测
汪凯，亚森江·加入拉
摘要：田纳西-伊士曼过程数据高纬度、高耦合，存在数据特征难以提取的问题。为进一步提高流程工业系统中故障监测的识别率，现将一维稠密卷积网络（1D-DenseNet）与深度可分离卷积（DSC）结合，利用DenseNet的高效特征提取能力，并结合DSC减少计算参数、提高诊断效率，以提供基于DSC-DenseNet的故障监测方式。先将数据进行归一化整理，并加入随机种子避免过拟合，随后将处理后的结果作为DSC-DenseNet的输入进行特征提取，然后将输出结果传入全连接层进行故障分类；最后在TEP数据集上进行准确率测试。结果证明：基于DSC-DenseNet的方法能有效分辨故障类型，故障分类准确率达到98.8%。并证明DSC-DenseNet比传统DenseNet有更好的故障识别效果。
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航空发动机燃油系统部件寿命建模研究
袁忠大，程秀全，王大伟
摘要：为解决燃油系统部件可靠性难以估计的问题，收集了燃油系统重要部件燃油泵组件、液压机械装置、燃油流量传感器、燃油喷嘴的工作时间数据，针对不同部件的工作时间分别绘制Weibull概率图，用三参数相关系数优化法对Weibull分布模型进行参数估计，并依据参数估计值得到不同部件的可靠度函数、失效率函数及故障概率密度函数，最后对燃油系统部件进行可靠性评估与分析。结果表明：航空发动机燃油系统部件作为一种复杂的机械电子系统，Weibull分布模型可有效评估其使用寿命，可用于对航空发动机燃油系统部件进行可靠性分析。
