摘要:采用激光微织构加工技术分别在SAF2507双相不锈钢和碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）表面制备不同形状、面积占有率的微织构凹坑，通过润湿性试验分析时间、液滴体积、微织构形状与面积占有率、液滴种类对润湿性的影响。结果表明：液滴润湿材料表面过程中，固液接触角先随时间迅速减小，后保持在一个较为稳定的值；使用体积较大的液滴测量接触角时，液滴铺展的速度减缓，接触角的测量值变小；CF/PEEK表面的接触角随微织构面积占有率的增大而减小，SAF2507表面的接触角随微织构面积占有率的增大而增大；微织构面积占有率相同的表面，方柱形微织构表面的接触角小于圆柱形微织构表面，润湿效果更好；天然海水在光滑和织构表面的接触角均小于蒸馏水。

摘要:在液力自动变速器液压控制系统中，换挡操纵对工作压力的需求在不同工况下有较大的变化，因此常采用多级主压阀。在工作过程中，溢流量变化会导致主压阀出现定压误差，进而影响系统的性能。为提高主压阀的定压精度，提出针对多级主压阀的比例主压控制策略。介绍多级主压阀的工作原理，推导多级主压阀的数学模型，并在Simulink中对多级主压阀调压特性进行动态仿真。提出在反馈腔连接比例减压阀的方法，通过闭环控制比例减压阀输出压力，实现反馈腔的压力在一定范围内连续变化，从而实现主压阀输出压力的连续变化。最后提出针对主压的压力闭环控制策略，提高主压匹配精度。结果表明:多级主压阀面对不同工况时可以快速实现压力调定，通过比例减压阀可以实现对主压的连续控制，提高了系统的定压精度，优化了负载流量突增导致的压力降低现象。

摘要:为了明确加工状态及切削参数对细长轴类零件切削表面粗糙度的影响规律，通过刀具切削刃与工件表面形貌的几何映射关系，推导轴向截面的轮廓曲线方程，得出不同切削参数下的理论表面粗糙度值；对比分析不同加工状态、切削参数下细长轴切削表面粗糙度数据。结果表明：稳定切削时，细长轴工件的振动以主轴转频及其倍频为主，加工表面粗糙度受进给量影响最大，粗糙度随进给量的增大而增大，工件刚度较大时理论粗糙度与实测结果误差较小；当颤振发生时，工件振动信号中出现与其固有频率接近的高频振动成分，此时粗糙度理论预测结果与实测结果误差较大。理论模型中应充分融合工艺系统的振动信息，可进一步提高预测模型的精度与适用范围。

摘要:由于磁悬浮移动平台具有强非线性，目前各类智能算法只能对磁悬浮移动平台进行定位移动，并不能使磁悬浮移动平台的动子沿着期望轨迹到达预定位置。为了解决磁悬浮移动平台动子的轨迹跟踪及其精准性等问题，将微分平坦理论与磁悬浮移动平台控制相结合。磁悬浮移动平台系统是微分平坦系统,而微分平坦理论具有特殊性，可以将强非线性系统转化为线性系统后进行控制。搭建磁悬浮移动平台的数学模型，在MATLAB/Simulink中进行仿真。结果表明：微分平坦控制的磁悬浮移动平台能够使其动子按照期望轨迹进行运动，且精度更高、跟踪性更强，具有实用性。

摘要:针对复杂工业场景下安全帽佩戴检测存在检测精度低、误检率和漏检率高以及检测速度慢等问题，提出一种改进YOLOv3的识别精度高、检测速度快的安全帽佩戴检测算法。对传统YOLOv3主干网络进行裁剪改进，使检测速度得到明显提升；引入空间金字塔池化模块使局部特征和全局特征更有效地融合；将损失函数改进为CIoU以提升目标预测框与真实目标框的拟合效果；扩充第四特征融合尺度用于小目标检测以提高小目标的识别精度。结果表明：在复杂工业环境下，改进后的YOLOv3安全帽佩戴检测的平均检测精度提高了2.37%，且检测速度提升了2.7倍，同时降低了安全帽佩戴检测的漏检率以及误检率。

摘要:为了提高工业生产中视觉控制机械臂抓取工业零件的精度和速度，提出一种新的识别工业零件类别和最佳抓取位置的检测算法。运用YOLOv5l目标检测算法对视界中的多种工业零件进行识别，随后将其识别图片传入抓取位置检测算法进行最佳抓取位置的识别。针对抓取位置检测的问题，提出一种改进的神经网络模型，在GG-CNN网络的基础上添加四层残差网络做平层特征提取，增强特征提取的效果。实验结果表明：此算法的识别准确率在95%以上，抓取成功率在90%左右，验证了该算法在多种工业零件和最佳抓取位置识别中具有高准确性和时效性。

摘要:针对氧化锆陶瓷钻削微孔过程中出现的轴向力大和出口崩边严重的问题，使用直径为0.2 mm的金刚石涂层钻头钻削完全烧结的氧化锆陶瓷微孔，通过单因素试验方法，研究主轴转速、进给速度和步进距离对轴向力的影响，在此基础上开展啄钻工艺对比试验，探索变进给啄钻工艺对出口崩边尺寸的影响。结果表明：轴向力大小随着进给速度和步进距离的增加而增大，随着主轴转速的增加先降低后增大；采用变进给啄钻可以有效提高孔出口加工质量。

摘要:针对目前车刀磨损检测中所获取的二维图像处理无法提取车刀磨损区域三维特征的问题，提出一种基于结构光投影技术的方法，提取车刀磨损区域三维特征信息。对获取的信息进行分割，分离车刀中的垫片点云和刀头部分点云;然后对垫片点云进行最小二乘拟合平面处理，将拟合的平面与刀头部分点云进行最大距离求解，并用标准量块进行实际物理距离换算;最终获得刀头的最大实际磨损量，为工人更换刀头提供数据参考。实验结果表明：在对车刀进行磨损区域量化处理中，该方法可以获取车刀刀头的具体磨损量值，且具有较高的精度和较低的经济成本，该系统的误差小于0.05 mm，可满足实际生产需求。

摘要:增材制造路径对于成型质量、打印效率等具有重要影响。针对由多重因素造成的增材制造路径选择困难等问题，提出基于层次分析法的增材制造路径选择方法。通过调研得到17个主要评价指标，剔除耦合指标后归类为6大子指标，构建增材制造路径评价指标体系；以成型性能、开发性能、应用性能为主要指标，以常见的6种增材制造路径为备选方案，构建具有双层指标的增材制造路径选择层次模型，应用层次分析法相对权数计算的层位传递原理,对路径选择的多层判断矩阵进行一致性检验，确定备选增材制造路径方案总排序。分析结果显示分形路径综合性能最佳。

摘要:在永磁同步电机矢量控制系统中，受电流谐波的影响，电机产生转矩脉动。为了解决此问题，利用谐波注入原理设计一种电压谐波注入器。利用坐标变换提取待消除次数的电流谐波，考虑到基波会影响到谐波的提取精度，设计一种消去基波的电流谐波提取结构。利用提取到的电流谐波，设计针对5、7次谐波的电压谐波注入器。最后通过实验对比，证明了所提方法能够明显抑制电机转矩脉动。

摘要:针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%，能耗减少64.6%，进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。

摘要:为了提高对液压泵复杂条件下的故障诊断能力，综合运用传感器数据融合与级联森林模型来实现液压泵的健康评价。运用特征级与决策级融合技术来实现对柱塞泵各传感器信息的快速融合，以随机森林模型对初步特征重要性实施评价并从中选择具备高重要度的初始特征参数，通过级联森林模型对液压泵健康检测结果实施分类。结果表明：以多传感器信息融合方法构建的级联森林模型进行预测时可以实现对液压泵健康状态的准确诊断，只设置5%训练集时，液压泵健康诊断结果达到99.5%精确率;当采用单一温度特征无法同时满足精确率与召回率条件时，组合模式的各类预测精确率与召回率相对其他模式达到了更高的预测精度与召回率，其中，温度融合流量组合形式具备更大优势。

摘要:针对建模后修改模型参数需要返回到对应软件的问题，搭建新的机电液联合仿真平台，通过独立开发的人机界面，分别调用ADAMS、Simulink和AMESim接口，在此界面直接修改机电液参数，实现机电液一体化仿真。该平台以Python作为开发语言，对各仿真软件的数据传输接口进行分析和参数化设计；使用TCP/IP技术实现仿真平台和ADAMS的数据传输；使用MATLAB虚拟环境中的API函数，实现Simulink中模块参数的动态修改；用Python代码建立AMESim液压系统模型，实现所有液压元件参数的编程化修改。结合喷管模型进行仿真测试，结果表明：该平台界面简洁，操作简单，能大幅提高仿真效率，对机电液一体化仿真分析具有普遍适用性。

摘要:针对现有耐久性试验机液压加载系统加载时存在系统温升过高、微小内泄漏检测不够准确的问题，对回转接头耐久性试验机液压加载系统进行设计，增加了保压卸荷功能，对高压回路的增压器进行了结构设计。利用AMESim软件建立完整液压加载系统热液压仿真模型，在没有现成模型的情况下构建了回转接头和增压器的仿真模型，并完成了系统温升仿真,比较系统不同工作模式下油液温度的变化情况。结果表明：有卸荷运行情况下，系统油液温度与无卸荷运行相比下降5 ℃，为液压加载系统设计及预测系统温升提供了参考。

摘要:针对传统滑模磁链观测器（SMO）观测内置式永磁同步电机磁链容易受参数变化而出现观测误差的问题，以定子电流作为状态方程，构建一种自适应超螺旋滑模观测器（STA-SMO）。通过滑模等值理论对永磁磁链进行重构，实现永磁磁链的在线辨识，通过Lyapunov函数推导出定子电阻自适应律。结果表明：所设计的自适应STA-SMO相较于传统SMO，克服了电阻参数变化对磁链观测的影响，有效抑制了抖振，提高了辨识精度。

摘要:为了抑制舰船舵液压系统压力冲击，提出一款新型液压减振降噪装置，将气囊、磁流变液阻尼器、阻尼孔3种常见的消振方法集成在一起。通过查阅液压手册，确定气囊的体积、压力参数；基于AMESim仿真，确定阻尼孔的数量、直径和长度；结合Lord公司生产的磁流变液阻尼器，确定磁流变液阻尼器的参数。基于AMESim，搭建改进型蓄能器仿真模型。结果表明：改进后的蓄能器在冲击模式下的插入损失大于15 dB；流量脉动模式下，当流量脉动频率大于100 Hz时，其插入损失大于10 dB;脉动频率越高，插入损失越大。

摘要:为提升新能源特种车辆动力分配装置的响应速度和控制精度，提出一种新型的应用于新能源特种车辆的直动阀控动力分配装置。该装置由高功率密度的电-机械转换器直接驱动电磁阀阀芯，通过液压控制离合器的结合与分离实现动力分配。相较于传统的车用液压控制系统，省去了先导阀建压时间；由于减少了一级液压放大，从机构设计上减少了系统的非线性度，提升了新能源特种车辆动力分配装置的响应速度与控制精度。结果表明：该装置离合器的压力达到2 MPa的时间约为69 ms。

摘要:氮气因化学性质稳定，常作为现代导弹贮运发射箱（筒）内部的保护气，为箱（筒）内产品提供温度干燥的气氛环境。目前，列装部队常采用标准氮气瓶直接充装，但在战术阵地等交通受限的边远地区，不具备氮气瓶充装条件。基于上述需求，设计一种模块化制氮充氮设备。该设备采用中空纤维膜渗透原理制备氮气，所制备氮气纯度大于 99.95%，露点小于-60℃，优于标准氮气瓶。该设备各项制氮指标均优于标准要求，能够满足贮运发射筒氮气充填的需要。

摘要:随着煤炭综采技术的发展，液压支架受到顶板来压的强度和频率不断增强。为研究高压大流量安全阀在顶板来压时的响应特性，以典型的1 000 L/min大流量安全阀为基础研究对象，分别利用Simulink和AMESim建立模型，分析顶板来压时安全阀的弹簧刚度变化对其响应特性和启溢闭时间的影响规律。结果表明：定刚度弹簧刚度减小能有效减小超调量但阀芯震荡加剧，安全阀压力波动较大；刚度增加能使阀芯振幅减小且更快趋于稳定，但安全阀超调量增加，不利于卸荷溢流；变刚度弹簧能有效减小冲击载荷下安全阀的超调量，提高安全阀的压力控制精度，从而提高安全阀的稳定性和可靠性。此外，设计一种以氮气为气体弹簧的新结构安全阀，仿真结果表明：氮气弹簧安全阀的超调量为9.5 MPa，压力稳定时间61.4 ms，安全阀关闭时液压缸内压力为35.61 MPa,关闭延迟时间为78 ms，为高压大流量安全阀的设计提供了理论依据。

摘要:为了优化永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能，使用滑模控制的PMSM控制系统的非线性速度控制算法。提出一种新的快速积分终端滑模面（FITSMC），以提高传统积分终端滑模控制在速度误差远离平衡点时的跟踪误差收敛速度。针对高切换增益引起的大抖动现象，提出一种改进的抗干扰滑模速度控制器，该方法引入扩展状态观测器观测集中扰动，并在FITSMC中添加前馈补偿项。最后，通过仿真验证所提控制方法的有效性。 结果表明：采用FITSMC替代传统的PI控制器，可以有效地降低动态速度跟踪误差。通过与传统方法进行比较，验证了所提方法（FITSMC+ESO）的优越性。

摘要:针对三偏心蝶阀开阀过程中易出现阀轴运动不平稳、卡涩故障等问题，基于三偏心蝶阀研究操作力矩及其动作特性。利用有限元仿真软件Fluent对三偏心蝶阀不同开度与压差下的内部流场状态、动水力矩及其系数进行模拟计算，并通过实验验证仿真结果的准确性；利用三偏心蝶阀操作力矩计算公式对实验阀门进行数值计算，分析动作过程中操作扭矩随开度的变化；最后利用仿真平台AMESim对单作用气动执行器系统进行建模，分析操作力矩对开阀动作时间及蝶板稳定性的影响。结果表明： 随着压差的增加，动水力矩的最大值向小开度偏移，在60°~75°开度区间达到最大值；蝶阀的压差越大，阀轴动作时间越长且越不稳定，0.1、0.3 MPa压差下三偏心蝶阀动作时间分别增加了4.4%、10.7%；增加气缸直径、弹簧刚度可增加动作的稳定性。

摘要:针对轴流式止回阀的止回性能，通过动网格数值试验的方法，采用正交试验设计和极差分析，研究缓冲结构的活塞直径、活塞行程、阻尼孔直径3个结构参数对阀瓣止回性能的影响。分析3个结构参数对止回性能的〖JP2〗权重影响；以阀瓣的完全闭合时间及止回过程中的最大液动力为目标进行多目标优化设计，在保证瞬态液动力尽可能小的情况下减少阀瓣的闭合时间，实现“快关缓闭”，提升阀门的稳定性。结果表明：笛形缓冲结构在0.035 2 s时，由于通孔面积变化导致缓冲阻尼发生突变，使得阀瓣闭合过程中发生震颤，而改进后的缓冲结构具有恒定的阻尼，提升了阀瓣运动的稳定性；通过对3个结构参数的正交试验结果进行极差分析可知，3个结构参数对于阀瓣闭合时间的影响程度排序为：活塞直径（0.021 8）＞缓冲行程（0.017 8）＞阻尼孔直径（0.013 5）,对于最大液动力的影响程度排序为：缓冲行程（204 107）＞活塞直径（140 362）＞阻尼孔直径（140 086）；缩短阀门的止回时间与减小阀芯振动是两个相悖的目标，不存在唯一的最优结构参数，应根据实际工况选取适当的优化结果。

摘要:为解决非圆齿轮泵在流体输送过程中其大排量导致的剧烈流量脉动问题，提出一种将ADAMS-Simulink联合仿真与计算流体力学（CFD）数值模拟相结合的优化方法，实现齿轮泵转子平稳传动从而降低其流量脉动。分析高阶椭圆齿轮转子的传动特性，讨论齿轮偏心率及其阶数对传动比的影响，以卵形齿轮转子为例分析偏心率对流量脉动的影响；搭建基于Simulink和ADAMS的联合仿真模型，利用PID实现卵形齿轮泵转子的平稳传动，达到缓冲减振的目的；利用Fluent动网格技术，对卵形齿轮泵进行CFD数值仿真，并基于Visual Studio网络编程平台实现 Fluent 和Simulink之间的数据耦合，精确模拟转子平稳传动时的变速比关系。结果表明：转子平稳传动后其流量脉动降低30.72%，该方法能够在不改变齿轮泵内部结构的情况下平抑流量脉动，具有显著的优化效果。

摘要:船舶喷漆与除锈等作业需求量大，爬壁机器人成为该领域研究热点。瓦形磁吸单元是机器人在垂直钢质立面附壁行走核心装置。为提高磁力和降低磁力对距离敏感性，对瓦形磁性单元采用Halbach阵列充磁的新型磁路设计，利用数值仿真与试验方法开展瓦形磁吸单元力学特性研究。结果表明：Halbach阵列磁路的磁质比是常规配对磁路的2.87倍，衰减率是其0.5倍；Halbach阵列瓦形磁吸单元优化了磁路，减弱了异性磁极间的磁场损耗，使得磁吸单元表面磁感应强度增强。

摘要:冲压空气涡轮系统（RAT）是飞机的应急能源设备，在相对气流的作用下为飞机提供应急能源。为研究液压模式RAT启动性能、动态调速新能及应急能源输出特性，分析液压模式RAT工作原理，分别在Motion和AMESim环境中建立液压模式RAT的动力学模型和液压仿真模型。通过构建两模型之间的接口文件，建立了液压模式RAT的联合仿真模型，实现了动力学与液压的联合仿真。仿真结果与理论分析一致，验证了联合仿真方法的可行性，为液压模式RAT的设计和仿真分析提供了一种方法。

摘要:基于ANSYS Workbench平台的Rigit Dynamic及Transient structual模块对某企业研发的HE63卧式加工中心进行了多体动力学仿真分析。采用刚柔混合模型分析出机床主轴、导轨面等的振动量、变形量，对比动力学分析和静力学分析的结果差异。结果表明：机床在启动、加减速时的变形和振动较大，主轴存在不平衡量时，主轴旋转对立柱、主轴箱的振动影响较大，机床零部件的振动直接影响到机床的加工精度。

摘要:空间误差是影响车铣复合数控机床零件加工精度的最重要因素，现有方法对机床各轴的定位精度提升效果不好，为此设计车铣复合数控机床空间误差建模和补偿方法。忽略机床两个旋转轴的位置无关误差，通过齐次坐标变换理论构建其几何误差辨识模型，对几何误差辨识模型进行简化，实现两轴的几何误差辨识。在工件坐标系下，根据旋转轴几何误差辨识结果，采用多体理论构建机床空间误差模型。基于此误差模型，利用理想状态的逆运动学设计同步空间误差补偿策略，通过迭代方式对各轴补偿值进行计算，实现空间误差补偿。测试结果表明：设计方法补偿后，实验机床X轴、Y轴、Z轴的定位精度提升了0.6 μm， B轴、C轴的定位精度提升了4″、3″，各轴的重复定位精度有很大提升，机床的反行程实验圆度也有所提升。

摘要:为解决单一传感器信号易受干扰且能提取的退化信息有限，导致轴承剩余寿命预测精度低的问题，提出一种基于双通道信息融合与门控单元（GRU）神经网络的轴承剩余寿命预测方法。进行轴承寿命试验时，在振动传感器采集信号的基础上增加声发射传感器，弥补单一信号易受干扰的缺点；使用卷积神经网络自动挖掘出包含轴承退化信息的特征，避免传统算法过分依赖专家判断的弊端；通过归一化处理对信息进行融合；最后使用这些数据训练GRU神经网络，利用训练好的门控单元神经网络预测高铁牵引电机轴承的剩余寿命。结果表明：相比单通道数据,双通道数据训练出的门控神经网络模型的预测结果更为准确；门控单元神经网络相比长短时记忆神经网络有更高的轴承寿命预测精确度。

摘要:为了解决信息化条件下数控机床故障监测效率低、维修成本高、时延高等问题，同时满足网络技术、边缘计算、故障预测与健康管理技术相结合的智能诊断需求，提出基于信息物理系统的智能诊断系统。系统设计为4层：智能感知层、数据决策层、网络层、应用层。与传统的故障诊断与健康管理相比，该系统引入边缘计算技术与人工智能相关技术，解决系统的实时性、网络可靠性、数据安全性等问题，进一步实现智能化的故障预测与健康管理。以数控机床滚珠丝杠副为例，通过分析其故障现象并设计PHM流程，应用网络技术远程部署和配置PHM算法从而实现对机床的在线监测，同时能够识别丝杠的早期、中期和晚期故障。结果表明：该系统对进一步提高数控机床故障诊断可靠性以及实现设备智能运维和健康管理具有重要的意义。

摘要:针对齿轮箱故障诊断需要大量专家经验知识、人工提取特征困难的问题，提出基于特征差异性学习卷积神经网络(FDLCNN)的故障诊断方法。构建不同深度的多尺度网络，并引入残差模块，以提升网络的特征提取能力；提取一维时序信号中不同尺度不同深度的故障特征，再通过自适应平均池化层处理后进行特征融合，以丰富智能诊断决策信息；最后在全连接层实现特征降维，使用Softmax分类器输出诊断结果。利用10种齿轮箱故障状态实验数据与现有3种方法进行对比分析，结果表明：FDLCNN故障识别精度更高，鲁棒性更强，收敛速度更快。

摘要:针对铣头运行过程中退化状态不可直接测量、寿命数据难获取、样本小以及成本高等问题，提出基于状态空间模型的铣头性能退化及实时寿命预测模型。融合最新测定的铣头温度数据，并使用贝叶斯理论计算模型参数，更新铣头退化状态变化率以及剩余寿命的失效概率密度，实现对铣头的在线实时寿命预测。加工中心功能铣头运行过程中的温度数据表明：铣头寿命预测准确率随着测定的温度数据增加而逐渐增加，至运行末期，准确率可达96%以上，同时其退化状态变化率也随着铣头运行时间的增加而逐渐减小。

摘要:针对某飞机起落架及护板同时收上的故障现象，建立故障树进行故障的分析与定位，并提出改进措施。分析表明:该故障的主要原因为收放过程调试协调活门活塞压缩行程偏大，以及产品内部弹簧与止动器之间间隙偏大且无定位装置，产品长期工作后使弹簧产生偏斜无法顶压钢球与衬套保持同心，导致密封失效，最终使护板提前收起。针对此故障，提出了三项改进措施。

摘要:为适应多种类型的产品加工需求，锻压机具高度自动化控制能力的提高尤为重要。采用单一智能故障诊断算法无法达到高的故障诊断率以及需要设置复杂的诊断措施等，综合故障树分析（FTA）与混沌粒子群（CPSO）算法相结合方式实现故障诊断。分析实际传感器测点，并与GA与PSO算法结果进行对比。结果表明：FTA-CPSO算法的故障诊断准确率比GA高6.25%，比PSO高4.20%;FTA-CPSO算法可以获得较小的误差，相对GA与PSO达到了更优的诊断性能;经过多次迭代后，所有算法的适应值都减小;FTA-CPSO可以在最短时间内完成迭代计算，有效降低迭代次数，同时搜索时间也明显缩短。

摘要:数控机床加工中的机床故障会影响加工精度。提出一种预测方法，在加工前预判机床的故障，避免机床在加工中发生故障影响加工精度。为了快速准确地预测数控机床故障，采用遗传算法优化长短期记忆神经网络模型，预测服役过程数控机床中可能出现的故障。采集不同状态下的故障信号作为网络训练样本，采用网络模型预测机床出现故障的状态。结果表明：GA-LSTM是一种精度较高的预测模型，在数控机床故障预测中具有良好的表现，可以避免机床出现故障而影响加工精度的情况。