摘要:由于CAD曲线建模的误差以及CAM算法的精度问题，刀位点中存在着瑕疵。通过对典型加工零件的刀位数据点进行分析，归纳瑕疵的类型，分析瑕疵的几何特征，研究瑕疵对数控插补指令的影响。结果表明：瑕疵类型包括密集、突起、折返、重复加工和相邻不一致；密集瑕疵造成线段长度的减小，突起瑕疵造成转角的增大，折返瑕疵在开始和结束位置造成曲率变化率的增大，重复加工在零件同一位置多次加工，相邻轨迹不一致造成点的分布不均匀；密集、突起、折返瑕疵刀位点造成指令速度的降低，以及重复加工对同一位置的多次加工，影响加工效率，突起、折返瑕疵造成指令加速度和加加速度的波动增大，引起机床振动，相邻轨迹不一致在加工同一特征时速度和加速度不同，影响加工表面质量。

摘要:为了解决页岩气开采用螺杆钻具双等壁厚定子内螺旋曲面难加工的问题，建立双等壁厚定子的外高压成形数值模拟模型，研究管坯几何尺寸、液压力大小和回弹对定子成形质量的影响规律，通过实验和三维测量验证了数值模拟模型的准确性。结果表明：管坯几何尺寸与壁厚、等效塑性应变、位移、残余应力和间隙值成正比；成形液压力达到150 MPa及以上对等效塑性应变、壁厚几乎没有影响；定子胀型区域的回弹量大于过渡区域和接触区域；当成形液压力为210 MPa，管坯内径为88 mm，定子成形质量最优。

摘要:针对永磁同步电机因参数扰动、采样延迟、模型失配导致电流控制误差问题，提出基于滑模干扰观测器的改进无差拍电流预测控制。通过将模型参数不匹配引起的扰动引入到电机的电压方程中，构建滑模扰动观测器观测系统扰动；针对滑模控制的抖振问题设计了以sgn为基础的二阶趋近律消除固有抖振问题，并证明了控制器的稳定性；将滑模观测器中的预测电流代替采样电流解决控制延时的问题；将观测估计的系统扰动通过前馈补偿的方式与无差拍电流预测控制相结合，进而提高无差拍电流控制的参数鲁棒性。结果表明：在参数扰动和模型失配时，提出的控制方法可以有效补偿系统扰动，系统稳态误差减小，有效提高了系统鲁棒性。

摘要:遥操作的工作性能很大程度上取决于操作者的操作技巧、操作状态等因素。为抑制由操作者误操作、生理震颤等非均匀牵引运动导致的从手端抖动、主从轨迹跟踪误差变大，提出一种支持低通滤波及人工神经网络的遥操作控制策略。根据人体抖动信号的频段分布，采用低通滤波器将操作者生理震颤产生的抖动信号滤除;根据非均匀运动时操作信号的变化特征与主从运动增益比例的映射关系，采用人工神经网络实现变增益控制以降低主从轨迹跟踪误差。最后，通过实验验证支持低通滤波及人工神经网络的遥操作方案在总体上提高了遥操作机器人的工作质量。

摘要:多自由度电机有望广泛应用于机器人和机器手等多运动自由度系统中。当前虽然有多种样机原型，但大多数都在实验室研究测试阶段，且电机机械机构、控制系统复杂，生产制造难度高，体积较大的同时材料利用率低。为了推进电机产品化进程和实际应用，提出一种新型定子永磁球形两自由度混合式步进电机。详细介绍电机结构及运行原理；建立电机齿层归一化分析模型，对电机空载和负载性能进行归一化分析，所得结论对于该类电机分析具有通用性；最后，设计一台整体外径为50 mm的新型定子永磁球形两自由度混合式步进电机样机，通过有限元仿真、与同规格转子永磁型两自由度混合式步进电机性能比较，验证了该新型电机性能的优越性，以及齿层归一化分析方法的可行性。

摘要:为探究线接触下齿轮传动系统与弹性流体动力润滑的耦合特性，研究采用广义有限元法建立两级齿轮传动系统，通过有限元法求啮合刚度，考虑齿轮润滑状态下的油膜刚度效应，综合叠加齿轮油膜刚度与啮合刚度，使用Newmark积分法对动力学方程进行求解，分析了耦合润滑后不同工况下齿轮啮合位置处的动力学特性和润滑特性。结果表明：齿轮综合刚度会随转速的增加而减小，随负载增加而增大；转速相比于负载对于油膜厚度影响较大，且考虑了轴的柔性后，传动系统在共振转速区内振幅变化显著，会对油膜厚度和系统振动产生一定影响，耦合油膜后在高速共振区内齿面动载荷变化明显。

摘要:为解决全断面竖井掘进机在钻进过程中的角度偏斜问题，提出纠偏过程撑靴液压系统控制策略。考虑到钻进过程中姿态测量的实时性，重点提出针对小角度偏斜的纠偏原理，将竖井掘进机的纠偏过程规划为绕钻头顶点旋转和向下钻进的交替配合；将各支撑液压系统的作用独立开来，以单个撑靴液压缸为对象，建立了含不确定干扰的纠偏过程撑靴液压系统动力学模型，设计基于模型补偿和角度误差符号积分的鲁棒控制策略，并通过李雅普诺夫稳定性分析证明了控制器可理论实现渐近跟踪性能；基于MATLAB/Simulink平台建立系统仿真模型和控制算法模块，选择两类转角指令，完成控制策略对比仿真。结果表明：在不确定干扰下所提出控制策略具有较高的偏斜角度调节精度。

摘要:对一款由乳胶气囊、纤维布等材料组成的高伸缩比气动软体驱动器的刚度特性展开研究。根据软体驱动器的结构特点，采用理论与实验相结合的方法，改进软体驱动器的静态输出力模型，建立软体驱动器的静态刚度模型;并结合气体多变方程，建立软体驱动器的动态刚度模型，动态刚度为静态刚度与气压刚度之和；搭建软体驱动器静态刚度实验平台并对其静态刚度进行实验研究。结果表明：软体驱动器的静态刚度随膨胀高度的增大而减小，具有良好的线性关系和较小的相对误差，当供气压力为70 kPa时，软体驱动器静态刚度可达15 kN/m左右。对气压刚度进行仿真分析，结果表明：气压刚度主要受膨胀高度、供气压力以及激励位移的影响，当软体驱动器膨胀高度为30 mm、供气压力为10 kPa、激励位移为5 mm时，气压刚度仅为静态刚度的1/6左右。

摘要:为了探索提高机床床身综合性能的新途径，采用钢纤维增强树脂混凝土材料代替铸铁床身，通过“HORSFIELD最密堆积理论”、“贝雷法”以及排水法等理论确定钢纤维树脂混凝土组分质量分数，以优化其综合性能，并测试复合材料强度和阻尼性能参数。以铸铁床身为比对原型，设计了同款的钢纤维树脂混凝土床身新结构，借助于有限元软件对两种材料的床身进行了静、动态特性及轻质性分析和计算，并进行对比。结果表明：与铸铁床身相比，钢纤维树脂混凝土床身质量降低17.78%，最大整体变形和最大等效应力分别降低23%和76.83%，前6阶固有频率均有提升，在 X 、 Y 、 Z 三个方向最大振动幅值分别降低85.96%、68.49%、50.30%。以响应面优化方法对钢纤维树脂混凝土床身进行优化设计，与原设计方案相比，在保证床身轻量化的同时，其静、动态特性均有不同程度改善。

摘要:为解决液压油缸出厂试验过程中由于油缸抓手抓放定位误差导致抓放失败，进而导致试验台损坏和影响工作效率的问题，实现油缸抓手快速准确抓放油缸，采取模糊PID控制算法实现多工位油缸试验台油缸抓手的步进定位控制，多工位油缸试验台测试对象为两相混合式步进电机。通过对固定参数PID的模拟分析，得出系统最优PID参数为Kp=22、 Ki=0.26、Kd=1.40。在此参数下，通过模糊PID控制与固定参数PID控制对比分析，得出模糊PID控制系统达到稳态所需的时间和响应速度均优于固定参数PID控制系统。加入扰动后，对比分析模糊PID控制与固定参数PID的控制效果得出，在车间扰动环境下，步进电机控制系统响应迅速、控制稳定，模糊PID控制效果明显优于固定参数PID控制。最后通过线下车间试验台实践验证得出模糊PID优化控制算法满足油缸抓手定位精度的要求。

摘要:基于某型民用飞机系统架构，根据运输类飞机适航标准CCAR25部中25.735条的（h）条款关于储备能源的要求，当应急刹车系统使用刹车控制阀作为执行机构，输出与驾驶员脚蹬指令成比例的输出压力给刹车装置，应急系统中核心部件喷嘴挡板压力伺服阀的内漏将直接影响储备能源蓄压器容积的选择。根据SAE AIR5372A相关标准，一种低内漏单喷嘴阀结构压力伺服阀已在国外民用飞机刹车系统中使用。对传统四通结构和最新单喷嘴阀结构进行深入研究，对比说明单喷嘴阀在内漏、滑阀级驱动力、滑阀级零件制造及组件装配的工艺性改善等方面的优势，和传统国产阀相比，在性能稳定性、抗污染能力及整产品的可靠性方面有所提升。

摘要:基于集总参数法，建立太阳齿轮有裂纹状态下的行星齿轮的动力学模型。提出一种考虑轮齿过渡曲线的啮合刚度改进方法，推导齿轮健康状态和裂纹状态下的时变啮合刚度计算方法，在此基础上求解振动响应。仿真结果表明：当齿根出现裂纹时，齿根的振动响应具有明显的冲击响应特征，且可以获得太阳齿轮故障的特征频率和倍频特性。最后将仿真信号与测试信号进行对比，试验结果与仿真结果吻合性较好，验证了所提动力学模型的有效性。

摘要:针对现有的磁悬浮电机位移控制响应速度过慢且过载保护有缺陷的问题，设计一种基于MM32的双闭环控制系统以实现转子位移的快速控制和过载保护。以电涡流传感器对转子位置进行实时检测，结合双闭环PID控制算法，通过隔离驱动芯片UCC27714DR对控制器的输出电流进行控制，从而实现转子在平衡位置的运转和过载时的保护。实验结果表明：电机转速发生改变，控制系统在0.1 s内改变输出电流的大小使其维持平稳运转；过载时使电机以较低速度停止运转，减小过载损害。

摘要:为降低调试周期和成本，提前预知系统级风险，基于数字孪生的虚实一致特性，提出一种基于数字孪生的固定轨物流拣选虚拟调试系统设计方法。根据固定轨物流拣选系统的特性和调试需求，建立虚拟物理模型、虚拟执行系统和虚拟控制系统，同时对控制器-虚拟模型接口进行设计，实现虚实之间的通信。通过物流拣选系统实例，验证了基于此数字孪生模型进行虚拟调试的有效性与实用性，基于数字孪生的固定轨物流拣选虚拟调试系统能够降低物流拣选系统的调试周期和成本，进而提高调试效率。

摘要:针对飞机液压基础实验台采用人工控制操作复杂、测试时间长、测试流程易出错等问题，开发一套基于LabVIEW的飞机液压基础试验台测试系统。此系统采用计算机控制，调用D/A板卡与继电器板卡的DLL文件，完成飞机液压基础实验台的测试控制，采用485通信方式采集传感器数据；通过ODBC接口连接MySQL数据库，进而对实验数据进行存储；采用图像化编程实现数据的直观显示。此测试系统能够完成飞机液压泵及飞机液压相关附件的性能测试，具有较高的可靠性及实用性。

摘要:针对大功率风电增速箱轴承试验平台的驱动需求，开发一种基于Profinet协议连接并由TIA博图自动化软件编程的通信系统，来控制试验主轴动作。该系统通过以太网电缆配合Profinet通信端口连接设备，以西门子102报文的形式进行数据交换，采用FBD编程语言设计通信程序。详述系统设计选型、接线方式、参数设置及软件组态的全过程。通过系统运行验证其功能性，通过分析记录数据证明该系统通信良好、运行稳定，满足了系统方案的设计要求。

摘要:为了提高机床的强度与刚度，使它具有良好的动静态特性。基于叶片褶皱稳定结构及叶脉分布结构的特点，建立叶片褶皱及叶脉的力学模型。以五轴数控机床的床身构件为研究对象，在SolidWorks环境下对床身构件进行全叶片的数字化仿生设计，通过Workbench对床身构件进行动静态特性分析。研究结果表明:仿生设计床身与原床身相比，比刚度效能提高14.39%，等效应力降低15.7%，质量减少2.17%，改善了床身动静态性能，实现了机床结构的仿生轻量化设计。

摘要:针对曲面玻璃表面缺陷成像难、识别准确率低等问题，提出一种基于YOLOv4的曲面玻璃表面缺陷检测方法。根据光源的方向确定平面与曲面的光学特性，采用明场背面漫射照明的方式来获得图像信息，确立打光方案后获取不同表面的缺陷图片。使用改进K-means聚类算法，采用交并比函数确定锚框的量度，解决原锚框大小不适用于玻璃缺陷小目标检测问题。将所提方法与缺陷检测主流算法对比验证。结果表明：所提改进的YOLOv4方法均值平均精度（mAP）可以达到80.14%，与Faster RCNN以及YOLOv3算法相比，mAP分别提升了8.29%和16.11%，并且有更好的鲁棒性和检测效果。

摘要:针对曲面玻璃表面缺陷成像难、识别准确率低等问题，提出一种基于YOLOv4的曲面玻璃表面缺陷检测方法。根据光源的方向确定平面与曲面的光学特性，采用明场背面漫射照明的方式来获得图像信息，确立打光方案后获取不同表面的缺陷图片。使用改进K-means聚类算法，采用交并比函数确定锚框的量度，解决原锚框大小不适用于玻璃缺陷小目标检测问题。将所提方法与缺陷检测主流算法对比验证。结果表明：所提改进的YOLOv4方法均值平均精度（mAP）可以达到80.14%，与Faster RCNN以及YOLOv3算法相比，mAP分别提升了8.29%和16.11%，并且有更好的鲁棒性和检测效果。

摘要:为了实现液压阀类的全自动检验工作，设计一种多工位液压阀自动检测系统，通过对换向阀、减压阀、单向锁、安全阀和回液断路阀等功能液压元件的集成组合，结合现代液压控制技术的特点，设计出一套可自由切换高/低液压源的液压检验系统，该液压系统实现了全自动多工位同时在线检测，且相互独立互不干涉。目前已经实施并已投入使用，该系统实现了稳定可靠的全自动液压检验。

摘要:针对飞机常见V形结构复合材料双面埋头铆钉压铆问题，提出一种变厚度非均匀万向压铆系统。首先进行飞机V形结构复合材料装配建模分析与双面埋头钛铆钉斜面铆接技术分析。在此基础上进行变厚度非均匀万向压铆系统设计，并采用ANSYS软件进行仿真，最后设计相关试验进行验证。V形试板压铆试验结果表明，采用该系统后压铆前后经无损检测均未产生复合材料分层的情况。在飞机产品应用中压铆合格率能够达到90%以上，压铆成型质量稳定，产品表面质量高，操作简单便捷。

摘要:为了解决传统液压泵站存在的流量调节不准确、闸门运行不同步、故障排除困难等问题，总结以往液压泵站设计优缺点，在京杭运河苏北段淮安三号船闸中以电液比例换向阀为主要控制部件，并结合PLC编程、传感技术、计算机控制技术设计新型液压智能泵站系统。通过对淮安三号船闸闸阀门启闭力进行计算对比，对重要液压元件进行选型，经过两年运行，对改造后的效果进行了跟踪评价。运行结果表明：设计的新型液压智能泵站系统完全满足使用要求，并实现了闸阀门运行的智能控制、泵站运行的在线智能监测及液压系统故障智能报警等功能，达到了设计目标。

摘要:针对航空柱塞泵关键摩擦副存在的摩擦磨损严重、泄漏量大等关键问题，引入压力流和剪切流影响因子，修正间隙流动的雷诺控制方程，然后采用有限元方法，考虑柱塞副弹性变形的影响，对柱塞副的润滑及泄漏特性进行分析。结果表明：考虑衬套弹性变形条件下的最大油膜压力小于刚性衬套条件下的，且油膜压力在靠近柱塞两端的位置时略微大于未考虑弹性变形的情况下的；刚性衬套的最小油膜厚度小于弹性衬套的,考虑弹性变形的油膜厚度沿轴向呈两端急速增大、中间较为平坦的“开口簸箕形”，而刚性衬套沿轴向的油膜厚度呈一条直线，且沿周向方向的衬套最大变形量约为沿轴向的2倍；当压差和柱塞的偏心率增大时，单个柱塞副的泄漏比大部分呈近似线性增大的趋势，当单边间隙增加到3 μm以上时，泄漏比显著增大。

摘要:针对阀控非对称缸位置控制系统，通过理论公式搭建非对称液压缸的数学模型，采用前馈PID控制方法实现其位置控制并进行仿真和实验验证。利用传递函数推导出基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统数学模型；根据所推导的数学模型采用前馈PID控制算法，利用AMESim搭建了非对称液压缸位置控制系统仿真模型；通过对阀控非对称液压缸位置控制系统进行实验，验证了搭建的轴控阀阀芯位置控制系统与非对称液压缸位置控制系统的正确性和有效性，实现了轴控阀阀芯精确位置控制与对外负载的控制。

摘要:基于电液比例控制技术，设计一种履带式底盘液压驱动系统，实现履带式液压驱动底盘的直线和转向行驶控制。在分析电液比例转速控制原理和驱动底盘运动学的基础上，推导出底盘转向角度与两侧履带速度差以及与两侧马达的转动速度之间的关系。为改善系统动态响应性能，设计PID控制器以及模糊PID控制策略。基于AMESim与MATLAB/Simulink建立仿真模型，并进行联合仿真研究。结果表明：采用提出的控制策略，直行时两侧马达同步性控制效果良好、抗干扰能力好、超调量小；转向时，对信号的跟踪误差小、响应速度快、超调量小、鲁棒性好。

摘要:轴向柱塞泵工作环境恶劣、工况复杂，柱塞在柱塞腔内做往复直线运动，承受着复杂的交变应力，疲劳损伤是其常见的失效形式之一。为了分析柱塞泵的疲劳损伤、预测其剩余寿命，提高其运行的安全可靠性，提出柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测方法。建立柱塞泵的刚-柔-液耦合模型，进行联合仿真并分析；基于Miner疲劳累计损伤理论，运用ANSYS Workbench软件及nCode模块，得到柱塞的疲劳损伤云图和疲劳寿命云图，对柱塞泵疲劳损伤的薄弱部位以及剩余寿命进行分析,最后探究了主轴转速、工作压力对柱塞泵疲劳损伤及剩余寿命的影响。结果显示:在典型工况下，柱塞的疲劳寿命约为7 448.8 h，基本可以满足柱塞疲劳寿命要求。

摘要:为研究无人机水下发射的可行性及其弹射过程动力学性能，对系统主要参数进行影响规律和灵敏度分析。通过研究机械结构和传动系统的耦合特性，建立基于AMESim和ADAMS的水下发射试验系统动力学联合仿真模型，在发射角10°～90°范围内对3种类型无人机进行仿真，得到发射速度随发射角和储气瓶压力的变化规律；利用局部灵敏度分析方法，对储气瓶压力、储气瓶容积、气缸有效面积和行程4个关键参数进行了影响发射速度和加速时间的规律分析。结果表明：在相同压力下，随着发射角的增大和无人机模型质量的减小，其脱离发射架的速度逐渐增大；影响发射速度灵敏度最大的参数为储气瓶压力，随着压力的增大，速度增大的幅度逐渐减小；影响加速过程时间灵敏度最大的参数为储气瓶压力和气缸有效面积。

摘要:干气密封是高速轴重要的密封形式，通过螺旋槽密封设计改变其接触间隙流变特性是改善其摩擦磨损的重要手段。在传统研究中，密封接触面开槽区的间隙导致的气膜分布不均极易被忽略，从而使流变特性分析产生误差，给摩擦特性研究带来影响。在平板模型的基础上，考虑气膜分布不均匀性，提出平均间隙模型用于描述干气密封开槽区气体流变特性，实现接触界面摩擦力矩计算，使数值计算误差减小。通过对气膜流变特性数值模拟，确定了关键参数黏度与流变特性的关系，获得了转速等工况参数和螺旋槽结构参数对气膜摩擦特性的影响规律。

摘要:针对液电阀阀芯处密封结构，采用组合式密封结构的设计思路，通过压缩波簧提供预紧力和补偿力。建立密封结构数值模型，对液电阀动密封面的接触应力和转动摩擦力矩进行分析。根据不同的影响因素模拟动密封面间的接触应力分布以及峰值接触应力的变化情况，通过施加流体压力，研究各因素对液电阀转动摩擦力矩的影响规律。设计正交试验并进行直观分析和方差分析，确定最优密封结构。结果显示：优化后主密封副间接触应力增大，转动摩擦力矩减小，有效提升了主密封结构的密封性能。

摘要:旋压机横向进给广泛采用电液伺服闭环控制，横向进给的退让量参数对旋压产品的质量有直接影响，是工艺人员最为关心的问题。以自动控制原理为理论基础，建立阀控非对称伺服油缸电液伺服系统的数学模型，采用MATLAB软件的Simulink模块作为工具对数学模型进行模拟仿真。以某三轮旋压机横向进给电液伺服系统为研究对象，分析斜坡信号在不同速度和不同负载时的退让量指标，同时进行工艺试验，将工艺试验退让量结果与模拟仿真结果进行对比分析，验证了模拟仿真的正确性,得到了旋压机横向进给电液伺服系统斜坡响应的稳态误差与进给速度的关系和阶跃响应的稳态误差与负载变化的关系。

摘要:随着机器人在机械加工、搬运码垛、焊接喷漆和医疗卫生等领域的广泛应用，作为决定人-机、机-机交互安全性的碰撞检测成为研究热点。把碰撞检测算法按照不同角度进行划分，论述了不同算法所具有的特点及其常见的应用领域。分别阐述了特种机器人、多足式机器人、工业机器人和服务机器人等领域碰撞检测研究现状。通过对被检测对象及工作环境进行分析，结合不同碰撞检测算法的特点，给出了针对不同环境和领域机器人作业过程中的最佳碰撞检测算法。最后，总结了目前碰撞检测算法在机器人领域中存在的不足和对未来发展的思考和建议。

摘要:针对风电机组齿轮箱的故障诊断中特征提取过分依赖人为经验和准确率不高的问题，提出一种基于长短时记忆网络（LSTM）与支持向量机（SVM）相结合的方法。对原始时域振动信号作傅里叶变换，利用LSTM神经网络自适应智能提取特征的优势，结合SVM的分类功能，实现对风电机组齿轮箱更加准确的故障诊断。仿真结果显示，该网络模型在经过16轮训练后准确率可以达到100%，使用测试集数据准确率也可以达到99.1%。

摘要:为有效提取振动信号中隐含的故障特征，以准确判别机械故障类型，提出一种基于卷积残差权值共享长短时记忆神经网络(Conv-Res-SWLSTM)的故障诊断模型。利用卷积网络来捕获振动信号的局部空间特征；通过融合门结构构建共享权值长短时记忆神经网络(SWLSTM），减少网络需要优化的参数及训练时间，进而更高效地发掘上层网络输出信号中隐含的时间特征。同时，引入缩放指数线性单元函数以提升网络自归一化性能，并嵌入残差模块以增强网络对故障特征的感知及提取能力。最后，基于机械故障实测数据集开展对比实验，结果表明所提模型在4种转速下的平均诊断精度达到99.30%，相对于其他模型具有更优的诊断精度和稳定性。

摘要:同一监测点的多源通道信号可以为精准故障诊断提供更全面的特征信息，然而多源特征的有效融合仍然具有挑战性。为解决此问题，耦合隐马尔科夫(CHMM)被用来有效融合双通道信息的循环平稳特征，即用快速谱相关(FSC)提取特征，从而为提高滚动轴承智能诊断正确率提供有效多源融合特征向量支撑。FSC分析方法用于滚动轴承同源双通道振动信号的特征提取；参数优化选取后的CHMM对双通道同源特征进行融合，实现滚动轴承的智能诊断。通过滚动轴承常规故障实验和全寿命加速疲劳实验，验证了所述方法不仅能用于滚动轴承故障的智能分类，而且还能用于滚动轴承的有效性能退化评估。此外，通过对比研究验证了所述方法的优越性。