摘要:为提高定模动辊装备系统的安全性及加工精度，优化其各传动链零部件的性能参数，基于5个道次的定模动辊辊弯成形装备的运动过程，构建等效简化模型；以x向运动的动态响应加速度的最大值的绝对最小值为优化目标对其进行优化，提出量子粒子群优化算法的改进策略；利用改进后的量子粒子群优化算法进行求解，得到5个道次的定模动辊装备系统性能参数的最优方案。

摘要:针对岩石隧道掘进机（TBM）钢拱架拼接施工过程中的定位问题，提出一种基于机器视觉的钢拱架铰接孔定位检测方法。根据钢拱架拼接的现场环境，设计图像采集系统；使用具有旋转不变性的归一化的互相关值（NCC）模板匹配算法，可快速匹配钢拱架铰接孔所在的感兴趣区域；基于一维像素序列上的灰度梯度确定铰接孔外轮廓边缘点，并使用基于随机抽样一致性（RANSAC）算法的椭圆拟合方法确定钢拱架铰接孔圆心，实现钢拱架定位，为钢拱架拼接提供位姿信息。结果表明：该方法可实现钢拱架铰接孔的高效率、高精度定位检测。

摘要:激光诱导太阳能正面电极化过程中，银浆薄膜的运输方式和速度都会对最终形成的栅线形貌产生影响。为合理设计机械转运装置，针对规模印刷中直线运输和环形运输两种典型转运方式，建立简化的银浆薄膜有限元模型，并使其在一定加速度下运动，探究银浆薄膜的自愈特性；在3种不同转运速度曲线下(线性加速，指数形加速，S形加速)对银浆薄膜均匀度进行仿真实验。结果表明：在相同的速度下，由于离心力的存在，环形运输方式所导致的均匀度变化比直线运输方式更严重；在直线运输中，最大速度较低时，薄膜在3种速度曲线下的变形程度相似；随着速度增大，薄膜在线性加速曲线下的变形最小，并且指数形加速和S形加速都出现了银浆溅出的情况。在印刷光伏硅片正面栅线时，对银浆薄膜进行线性加速下的直线运输能保持其较好均匀性。

摘要:研究固结型多孔介质的阻力压降与阻力系数的相关性，以具有固结型多孔介质结构特点的铜网为多孔介质区域，建立水平管段内流动阻力模型；利用无量纲的π定理分析法推导出黏性阻力系数和惯性阻力系数与雷诺数和欧拉数具有系数相关性，归纳比较了公式法和拟合法用于计算多孔介质阻力系数的求解方法；设计一种用于测量具有不同结构特点的多孔介质材料阻力系数的实验装置，通过实验测量法和多孔跃迁模拟法研究流体阻力压降的特性。结果表明：铜网阻力压降随入口速度的增大而增大，入口速度较小时，阻力压降变化幅度较小，随入口速度逐渐增大，阻力压降变化幅度逐渐增大；相同速度条件下，铜网阻力压降随着目数的增加而增大；铜网内流体阻力压降实验值与利用多孔跃迁模型得到的模拟值吻合较好。多孔跃迁模型的可靠性验证为完善多孔介质区域的模拟方法具有实际价值，为详细描述多孔介质阻力特性具有参考意义。

摘要:针对转叶舵机操舵过程中所受水动力负载复杂且与转舵角度、角速度构成强力位耦合关系，严重影响舵机系统控制性能的问题，在分析舵叶表面流体力的基础上，提出一种新型复式液压摆动缸结构解耦的方案。该复式摆动缸为双层结构，舵驱动缸嵌套在力矩解耦缸内部，驱动缸转子与舵杆固连，驱动缸壳体兼做力矩解耦缸转子。通过驱动驱动缸转子进行舵机角度控制，解耦缸转子转动，施加主动力矩作用在驱动缸转子上，抵消水动力在舵杆上产生的负载力矩，消除水动力对舵角控制的影响。仿真结果表明：该复式摆动缸能有效解决流体力干扰，对舵角控制品质的提升有质的帮助。

摘要:针对多电机卷绕系统存在的强耦合、张力控制精度低、易受扰动影响等问题，提出一种基于非线性扰动观测器和张力观测器的切换滑模控制方法。以永磁同步电机作为系统的驱动机构，设计非奇异快速终端滑模控制器来实现对电机转速的控制，并设计非线性扰动观测器来估计系统的参数摄动，将估计值用于前馈补偿；对于系统的张力环，采用带有切换函数的自适应滑模控制器，切换函数可以使系统状态更快到达滑模面；并设计张力观测器来精确观测张力大小。仿真实验结果表明：与传统的控制策略相比，所设计的控制策略提高了系统的响应速度、跟踪精度和鲁棒性。

摘要:齿轮模态分析主要依靠数值模态分析和试验模态分析法，存在求解过程繁琐且无法直接获取齿轮参数与模态频率振型之间耦合关系的问题。为进一步掌握齿轮主要参数对约束模态频率的影响，根据模态有限元计算理论，对双圆弧齿轮约束模态模型进行研究；分析前6阶模态振型图，采用正交试验方法，运用方差分析，计算各因素对模态频率的影响因子；定量分析双圆弧齿轮的齿数、模数、螺旋角、齿宽因素对约束模态的影响。结果表明：齿数是影响固有频率的主要因素，其次是模数、螺旋角和齿宽；对试验结果进行中心化一次非线性回归模型计算，建立双圆弧齿轮约束模态频率计算模型，实现双圆弧齿轮约束模态的快速计算，对比验证1阶频率计算值的准确性。研究结果为全面研究双圆弧齿轮的振动和噪声特性提供参考。

摘要:针对整体螺栓滚轮滚针轴承滚子边缘应力集中现象，运用非理想赫兹接触理论，建立滚子与滚道非理想赫兹接触模型。研究全圆弧母线修形、相交圆弧母线修形、相切圆弧母线修形和对数母线修形方式对滚子与滚道之间接触变形和应力分布的影响规律。结果表明：在相同载荷下，相切圆弧母线修形的滚子接触变形最小；相交圆弧母线修形和相切圆弧母线修形滚子存在接触应力集中现象；全圆弧母线修形和对数母线修形的接触应力分布均匀，对数母线修形滚子的接触应力最小。对数母线修形是4种方法中适合用于滚轮滚针轴承滚子素线的修形方式。

摘要:提出一种适用于小管径、中低压力油气运输管道维抢修作业的封堵及调速装置。该装置借助管道内介质压差驱动行进，利用电机控制环形缝隙及节流口，实现行进速度的控制及管道内输送介质的封堵。阐述封堵、驱动及调速装置的设计；采用有限元仿真分析方法，研究封堵橡胶的密封特性、环形缝隙及节流口对机器人行进速度的影响；并利用所研制的机器人样机在实验测试平台上开展了封堵可靠性及调速性能实验研究。结果表明：所设计的封堵及调速装置能够在介质压差的驱动下行进，通过控制环形缝隙及节流口可实现速度调控，同时在1 MPa介质压力条件下，可实现快速、可靠封堵。研究结论为管道内智能封堵机器人在速度调控及封堵可靠性方面的研究提供了参考。

摘要:由于示教型焊接机器人在进行汽车薄板件连续焊工艺时存在装夹误差和热变形等问题，导致焊缝实际轨迹与示教轨迹存在较大误差。为提高焊接质量，基于焊接机器人构建激光视觉焊缝检测跟踪系统，提出基于目标估计准则的焊缝跟踪算法，实时跟踪焊缝中心点三维位置变化。以传统图像处理法提取初始帧焊缝特征点，通过改进的孪生神经网络对强干扰下的焊缝特征点进行跟踪提取。通过坐标转换得到机器人基坐标系下的焊缝中心特征点三维坐标。结果表明：该算法能精确提取跟踪焊缝特征点，平均误差为0.48 mm，平均帧率为90帧/s，优于传统图像处理方法和基于相关滤波的方法，能够实现快速准确的跟踪。

摘要:针对无人车的轨迹跟踪问题，基于车辆运动学模型和模型预测控制提出一种改进的轨迹跟踪控制器。该算法动态地根据参考轨迹曲率自适应调节目标函数中的权重矩阵，从而实时提高轨迹的跟踪精度。为验证所设计的控制器的有效性，利用MATLAB/CarSim联合仿真。仿真结果表明：基于权重矩阵自适应的MPC控制器相比于MPC控制，横向跟踪误差减小了0.08 m，最大横摆角速度减小了1.39°/s，能够有效地用于车辆轨迹跟踪。

摘要:以液压球形关节为研究对象，针对其多输入多输出、非线性和模型不确定性等特征，采用一种基于改进型粒子群算法(PSO)参数自整定的自抗扰控制器(ADRC)。分析ADRC各参数的意义和整定原则，采用改进的非线性动态方式更新PSO的惯性权重，并引入基于时间乘以绝对误差积分的优化准则(ITAE)，运用改进型PSO在线自整定ADRC的参数。利用MATLAB/Simulink建立控制系统仿真模型，结果表明：与传统ADRC相比，经过改进型PSO参数优化的ADRC具有更好的控制性能，在α和β运动方向上超调量分别减小0.3、0.13 rad，调节时间分别缩短0.98、0.59 s。

摘要:阐述一种利用超声波测量管路内油液压力的方法：使用专用调压设备向钢管中的液压油施加压力，利用中心频率4 MHz的宽带超声换能器在钢管外壁对管内的液压油进行探测并获取反射超声回波信号，然后利用短时傅里叶变换对不同压力下超声回波信号的时间-频率谱与相同压力下时间-幅值谱进行分析。结果表明：随着钢管内液压油承受压力的增加，超声声速变大，声衰减系数变大。对管路内油液压力与超声声速、声衰减系数的关系进行拟合后得到函数关系，可以通过测得的超声声速、声衰减系数反演得出液压油压力。

摘要:在常规试验技术下，民用飞机全机疲劳试验周期过长，不仅费用高，更影响到适航取证和服役使用，开展载荷谱简化研究可有效加速疲劳试验。结合细节疲劳额定值（DFR）法和线性损伤累积理论，建立以损伤比门限值为折算依据的载荷谱等损伤折算方法。选用螺接和铆接的两种试验件进行试验验证，将原谱分别折算简化为五级谱和三级谱，折算后循环次数减少了约98%，且疲劳寿命结果符合工程要求，证明了该载荷谱折算方法的正确性和有效性。

摘要:针对磁轴承在偏转时产生干扰力矩和磁路耦合问题，提出一种球面解耦永磁偏置磁轴承。基于麦克斯韦电磁吸力方程和等效磁路法理论分析磁轴承的力解耦和磁路解耦，并利用有限元仿真验证理论分析结果。结果表明：在转子发生0.5°偏转时，球面解耦永磁偏置磁轴承的干扰力矩是柱面永磁偏置磁轴承干扰力矩的1.3%，且在轴承径向隔磁块中间位置，气隙磁密约等于0.01 T，磁通几乎不穿过轴承定转子。球面解耦永磁偏置磁轴承可降低干扰力矩，实现磁路解耦，提高控制力矩精度，可用作磁悬浮飞轮的主动高精度控制。

摘要:针对目前自动引导小车（AGV）导航精度低、轨迹柔性差等问题，提出一种基于视觉和RFID的AGV复合导航方法。利用RFID读取AGV所处站点的射频卡信息，采用视觉技术检测地标相对于AGV的位置并纠偏，实现AGV导航定位；在视觉定位中引入卡尔曼滤波，提高AGV的导航精度和稳定性；在地图构建中，采用地标图案中嵌入射频卡的方式建立网格型地图，保证轨迹的柔性。结果表明：所提出的复合导航方法具有较高的定位精度，平均轨迹误差为5.85 mm,平均角度误差为0.65°，可以满足实际应用需求。

摘要:针对太阳方位存在时变性、太阳能能量分散的问题，提出一种基于液压传动的二维双轴太阳能聚光照明跟踪系统。设计一种新型粗、精调相结合的二级定位跟踪传感器，完成粗调大范围追踪阳光信号及细调精准采集阳光方位；主控核心STM32单片机控制液压传动系统自动高精度寻找阳光，保证太阳光垂直照射机械平台的采光板；通过直径为100 mm的菲涅尔透镜将阳光汇聚成2 mm高亮光斑，利用光纤将光斑导入特定区域照明，实现自然光照明目标；使用多传感器数据有效融合来增加系统在外界恶劣天气下的工作稳定性与自保护性。结果表明：该系统的跟踪误差小于0.1°，且光纤终端光斑始终高亮，符合新能源精准利用的发展要求。

摘要:鱼雷热动力装置各组件结构复杂，振源丰富且耦合程度高。为模拟动力装置的真实工作状态，有效隔离电机等试验环境对动力装置的振动传递，设计一种基于帘线式弹性气囊的隔振支撑系统，并对其进行技术特性研究和试验验证。结果表明：该系统在充分保障试验台运行可靠性和安全性的前提下可有效阻断环境振动的传递途径，为动力装置振源分离、评估和控制提供参考。

摘要:针对活塞泵式湿喷机换向时出现瞬时冲击压力升高，严重影响液压系统元件的问题，提出利用AMESim平台建立S管阀换向系统仿真模型；研究不同比例阀的换向频率、油液体积模量和液压泵的排量对S管阀系统冲击的影响。结果表明：增加频率会缩短比例阀换向时间，系统趋向于不稳定，导致回程的波峰冲击力升高，因此在工程中应选用低频率，以增大换向时间，降低冲击力；在湿喷机运行过程中，体积模量小的液压油液振荡小，冲击力低,系统趋于平稳；当恒功率变量泵的排量增大时，系统起程的波峰冲击力降低、回程的波峰冲击力升高，适当减小排量可以降低比例阀换向时带来的冲击力。

摘要:由型线方程建立三涡圈涡旋压缩机涡旋齿的几何模型，利用积分法计算得到三涡圈涡旋压缩机工作腔容积随主轴转角的变化规律，并对其工作过程进行分析，得出6个工作腔分别以π/3为周期依次完成吸气、压缩以及排气过程。给出三涡圈涡旋压缩机压缩过程中容积腔内压力的计算方法，在此基础上对比分析单涡圈、双涡圈以及三涡圈涡旋压缩机的工作腔容积特性、工作腔内压力的变化规律以及排气孔面积的变化规律，得出三涡圈涡旋压缩机的排气更加稳定，更适用于低压比场合。

摘要:油液可压缩性是液压系统建模与分析的一个重要参数，对液压控制系统的动态响应特性影响较大。在分析电液比例压力控制系统的基础上，引入油液压缩性，建立相应的数学模型；利用AMESim建立其仿真模型。仿真结果表明：油液压缩性对电液比例溢流阀和电液比例压力控制系统静态特性影响较小；对电液比例溢流阀和电液比例压力控制系统的动态特性影响较大。仿真结果为电液比例压力控制系统设计提供了理论支撑。

摘要:下肢外骨骼康复机器人的组成连杆在辅助人类运动的时候会因为自身柔性发生弹性变形，会影响到整个行走轨迹的位置精度和控制的实时性与准确性。针对所设计的下肢外骨骼康复机器人，首先通过步态仿真验证模型的正确性，然后建立其刚柔耦合动力学模型。在刚柔耦合动力学模型的基础上，通过ADAMS和ANSYS完成摆动期阶段内的刚柔耦合动力学联合仿真，得到其动态变形误差数据。结果表明：在Y方向、Z方向位移误差和整体位移误差分别在-38～3.6 mm、-7.5～3 mm、-6～14.5 mm内波动，与其他两方面相比，Y方向上的位移误差最大，在误差允许的范围内。验证了下肢外骨骼康复机器人刚柔耦合模型的正确性与合理性，为后续的结构优化和控制系统的设计提供了参考依据。

摘要:针对电子喷油器控制难度和精度高的特点，为进一步提高喷油精度，提出一种新型高压共轨喷油器配油转阀，并对阀口流场特性进行数值模拟。介绍转阀结构和工作原理，基于JE4D25A型柴油发动机工作参数，通过理论计算得到阀口关键尺寸，建立阀道流体域物理模型，在Fluent软件下对阀芯转角分别为11.5°、23°和34.5°位置流域模型进行仿真分析，得到流体在阀口处的流动特性。经分析，在怠速和额定转速下，单次配油量分别为0.059 mL和0.078 mL，额定转速下的输出流量比理论计算多6.8%，为后续阀口尺寸优化提供了参考。

摘要:直升机悬停救助模拟器用于在实验室中模拟训练救生人员在恶劣海况进行的直升机救助任务，Stewart并联机构因其刚度大、承载能力强、精度高等优点，被用做直升机模拟舱的动感产生装置。确定工作空间的边界一直是并联机构研究的重要内容，为保证直升机悬停模拟的运动参数不超过平台最大边界范围，需要对其工作空间进行计算和分析。以直升机悬停救助模拟系统的Stewart机构为研究对象，结合直升机悬停救助模拟器的特殊应用场景，提出一种将运动学正解和凸包算法相结合的Stewart机构工作空间计算方法，该方法具有运算准确、速度快等优点。最后，通过实验验证，该方法用于对直升机悬停模拟器在不同海况下运动状态的干涉检测具有良好的效果。

摘要:斜盘式轴向柱塞泵工作过程中，滑靴与柱塞球头配合副需转动灵活、无紧涩、无阻滞且具备一定的拉脱力和转动摆角，其滑靴收口工艺是关键。利用DEFORM建立滑靴压合模具仿真模型，分析滑靴裙部在压合过程中的变形及应力特性曲线，揭示不同滑靴裙部外偏角对其收口特性的影响规律。结果表明：滑靴裙部外偏角对压合工艺影响较大，以F3V112DT型号泵为例，滑靴裙部外偏角越大，球头包覆材料越多，所能承受的拉脱力越大；滑靴裙部外偏角越大，柱塞径向间隙越大；当外偏角为13.5°～16.0°时，柱塞滑靴副运动特性较好。研究结果为柱塞泵滑靴压合工艺的智能数字化设计提供参考。

摘要:为了促进面齿轮适用于多种空间布局的传动场合，扩大面齿轮在传动领域的应用优势，推导了斜齿偏置非正交面齿轮齿面方程，并使用VERICUT软件完成了斜齿偏置非正交面齿轮插齿仿真加工。由齿轮啮合原理，推导斜齿偏置非正交面齿轮方程，计算出面齿轮齿面点坐标；在三维软件中构建机床模型、刀具和加工毛坯，导入VERICUT中，编写相应的数控加工程序，完成插齿加工仿真；在加工模型上提取坐标点，与计算得到相对应的坐标点进行齿面偏差分析。结果显示：插齿仿真加工齿面没有产生过切，插齿仿真加工齿面最大残留为7.4 μm，最小残留为3.3 μm，验证了数控插齿加工斜齿偏置非正交面齿轮的正确性。

摘要:为实现比例阀的流量精确控制，设计一种电机带动丝杠推动先导阀芯运动的大流量可控阀。在主阀控制腔内建立开启阀芯所需压力并设置流量连通，从而实现对流量的比例控制；利用AMESim平台进行仿真分析。阶跃响应特性表明：开始时刻，主阀芯发生动作，在t=0.05 s时保持在5.8 mm的开启位移处，主阀出口流量为285 L/min，达到设计标准。启闭特性表明：在t=0.05 s后，主阀芯速度存在显著的滞后性，直至主阀芯开启。级间位置匹配特性表明：开启阶梯信号时，主阀芯也发生跟随运动，完成快速响应；开启斜坡信号时，主阀跟随先导阀发生运动，但仍存在位移响应滞后且形成了0.5 mm稳态误差。

摘要:穿戴式助力机器人可用于负重携行、山地作战、高原巡逻等军事领域，具有携行助力、延缓疲劳、提高战斗力等功能，是当前各国研究的热点。对穿戴式助力机器人的研究现状进行较为详细的综述，然后进行对比分析，并对穿戴式助力机器人的常用驱动方式做了分析说明。指出穿戴式助力机器人存在的问题，提出需要发展刚柔耦合穿戴式助力机器人的设想，需要重点解决仿生轻量化、高效驱动以及同步控制等关键技术，对有效提升单兵综合效能具有重要的研究价值和现实意义。

摘要:微型电机振动信号信噪比低，环境噪声复杂，对噪声信号进行有效去除是对其进行质量检测的关键步骤。针对传统小波降噪阈值函数连续性差、降噪效果不理想等问题，提出一种基于样本熵的改进小波阈值函数，能够根据信号混乱程度自动对阈值函数进行调节。仿真结果表明：在低信噪比环境下，基于样本熵的改进阈值函数降噪效果明显优于传统阈值函数和普通改进阈值函数，信号信噪比得到显著提升。对微型电机异音信号进行降噪处理和特征提取，结合SVM分类器进行训练测试，试验结果表明：改进的小波降噪算法能够有效去除电机信号环境噪声，提取有效的信号特征，对出厂电机性能优劣进行准确判断。该方法将为微型电机厂家大规模质量检测提供理论依据和支持。

摘要:针对供输弹系统早期采集的信号中成分复杂，故障特征难以提取和识别的问题，提出一种基于模糊熵与布谷鸟改进的极限学习机（CS-ELM）的供输弹系统早期故障预示方法。运用改进的可调品质因子小波变换对信号进行滤波降噪，提取各子带信号的模糊熵特征；选取模糊熵值较大的5个子带进行重构，完成降噪并将其模糊熵组成特征向量；运用CS-ELM对所提取的特征向量进行早期故障预示并与ELM的诊断结果进行对比。试验结果验证了该方法的有效性，其预示准确率达90.7%。

摘要:低速重载的门座起重机回转支承信号易受环境噪声影响，难以提取故障特征。为解决此问题，提出一种集合经验模态分解（EEMD）与灰狼优化（GWO）算法优化的最大相关峭度解卷积（MCKD）相结合的故障诊断方法。对回转支承信号进行EEMD分解，得到一系列本征模态函数（IMF），选择峭度最大的IMF作为最优分量；以相关峭度为目标函数，利用GWO寻找在最优分量上的MCKD的最佳参数组合；使用最佳参数组合的MCKD对最优分量进行降噪，突出故障冲击成分；对降噪后的信号进行包络谱分析，完成故障诊断。结果表明：所提方法能自适应增强故障冲击成分，有效提取故障特征。

摘要:针对传统大型旋转机械健康状态评估中过分依赖人工经验和对复杂信号的处理通用性较差的问题，基于对抗自编码模型提出一种误差阈值异常检测方法。直接利用设备振动信号进行特征提取与运行状态建模，利用正常状态下设备的振动状态数据建立分布模型；通过深度学习的方式学习振动数据的内在特征，并引入误差阈值作为故障预警的决策准则，实现设备运行状态的高效评估；以一台高转速离心泵为测试对象验证所提方法。结果表明：对抗自编码模型对异常数据的判断准确率能达到100%，该方法能够基于监测数据对旋转设备运行状态进行有效检测；相比于传统自编码神经网络，该方法的诊断准确度和精度大幅提高。

摘要:为提升工业现场采集摩擦故障振动信号时频分辨率，采用小波变换、短时傅里叶变换、同步挤压变换和同步提取变换（SET）4种时频分析算法对多分量仿真信号和旋转机械的摩擦故障振动信号进行时频分析，并对同步提取变换算法原理进行详细介绍。通过实验与其他3种算法Renyi熵值进行比较。结果表明：针对多分量仿真信号，利用SET算法可有效去除能量发散现象、混叠和端点效应，与原始多分量仿真信号的真实时频谱一致，在时间分辨率和频率分辨率上均实现了最优；针对现场摩擦故障振动信号，利用SET可以很好地抑制摩擦故障信号中的背景噪声，得到的时频图时频聚焦性较好，同时能量发散情况得到极大改善，在时频图中可以清晰地看出摩擦故障信号对应的频率。

摘要:针对噪声环境下一维卷积神经网络单一卷积拓扑结构难以准确诊断齿轮箱故障的难题，提出一种基于二维特征图和深度残差收缩网络 (TM-DRSN) 的故障诊断方法。根据采集到的齿轮箱振动信号，基于重叠采样方法获取故障数据样本，并分为训练集和测试集；基于横向插样法将一维数据样本构建成便于DRSN输入的二维特征图，在DRSN输入层构建宽卷积核层作为第一特征提取层；将残差收缩模块加入深度卷积神经网络中替换由传统卷积和池化组成的特征提取层；叠加多个残差收缩模块得到深度残差收缩网络模型；将构建的DRSN用于噪声环境下的轴承故障诊断试验。结果表明：TM-DRSN方法的故障诊断精度优于其他对比方法。