摘要:基于齿轮啮合原理和变齿厚齿轮加工原理，建立平行轴渐开线变齿厚齿轮传动节圆锥模型和三维模型，并通过数字滚检试验及ADAMS仿真验证模型的正确性。为研究平行轴渐开线变齿厚直齿轮传动误差，建立齿轮动力学分析模型并引入动态传递误差，分析不同负载、转速、轴线安装误差对齿轮传动误差的影响。结果表明：随着负载增大，传动误差也随之增大，但逐渐趋于平稳；随着转速增大，传动误差近似线性增长，变化明显；轴线安装误差对传动误差影响较小，传动误差随轴线安装误差的增大整体呈“M”形变化，且都做周期性波动。

摘要:为降低液压挖掘机的能耗损失，对所研究机型挖掘机的被控对象电喷发动机、液压泵进行建模，同时，对基于功率匹配的节能控制策略进行优化设计，运用PID算法和模糊控制算法建立控制过程模型，在确定能耗评价指标后进行仿真。仿真结果表明：新型控制策略在稳定工作点环节响应速度和鲁棒性更好，整体油耗降低2.1%，节能效果明显。

摘要:针对冗余机械臂柔顺控制过程中某些关节运动可能超出安全范围导致安全事故的问题，提出一种基于关节优先级的冗余机械臂柔顺控制方法。此方法通过雅可比矩阵的加权广义逆矩阵与阻抗控制中机械臂的末端速度相结合，计算出关节角度增量，并对关节角度进行迭代更新。在机械臂运动过程中，为减小超限关节的角度增量，将相应关节设置较小的关节优先级，将超限关节角度变化保持在安全范围内。最后使用一种八自由度的冗余机械臂进行柔顺控制实验验证。结果表明：将相应关节设置较小优先级后，该关节角度增量减小，证明了该柔顺控制方法的可行性和有效性。

摘要:永磁同步电机因使用磁钢提供磁通，简化了电机转子结构从而提高了电机的运行可靠性；另外，因无需励磁电流省去了励磁损耗，从而具有高效率、高功率密度等优点。但传统永磁同步电机由于存在齿槽转矩和磁阻转矩，存在电机输出转矩脉动较大的问题。针对该问题，以提高电机平均输出转矩、降低电机输出转矩脉动和减小电机气隙磁密总谐波失真为优化多目标，建立一种分段磁钢永磁同步电机模型。选择电机转子关键结构参数为优化参数，通过田口算法优选出对优化目标影响较大的结构参数，再采用响应面法拟合优化目标曲线确定最优参数组合，实现分段磁钢永磁同步电机多目标优化，并通过仿真验证了有效性。最后试制了一台三相48/8极的样机并进行了试验，试验结果验证了电机结构及优化方法的合理性。

摘要:为了实现龙门双驱的高速、高精度同步需求，搭建双直线电机龙门双驱伺服进给实验平台，对比分析倍福控制器在不同进给速度下双驱同步进给系统的同步误差变化，并分析了加速度、运动位置对同步误差的影响。将同步误差视为随机信号，利用快速傅里叶变换将同步误差的时域信号变换为频域信号，分析龙门双驱系统在不同进给速度下产生的同步误差的频率与幅值。基于速度-位置下同步误差的实验数据，利用正弦曲线拟合建立同步误差与速度-位置影响因素的数学模型，通过实验对比验证该模型对预测同步误差的有效性。

摘要:为减小电静液伺服系统的流量脉动，提出一种基于主动单向阀与电磁直线执行器的主动配流式电磁直驱静液作动器。建立电磁直线驱动单元和主动单向阀的动力学模型，研究该系统流量脉动和流量大小的特点，分析主动单向阀阀芯结构参数和运动参数对作动系统动态特性的影响。结果表明:减小阀座直径、降低阀芯行程会减小液压缸的最大输入流量；柱塞开始单向行程及到达死点位置的时刻与阀芯运动启闭同步时，系统内不会出现回流并显著减小了流量脉冲现象；与被动配流式电磁直驱静液作动系统相比，主动配流式作动系统能够明显提升系统净流量，抑制系统流量脉动。

摘要:针对电磁主动悬架中直线作动器非线性特性对车辆减振性能产生影响的问题，采用麦克斯韦应力张量法建立输入电流与输出电磁力的非线性解析模型。通过拟合作动器非线性力的办法将解析模型中多结构参数问题缩减到二维，再将作动器拟合模型应用到采用LQG控制器的1/4车辆悬架模型中，研究作动器非线性对车辆减振性能的影响。结果表明：作动器的非线性使LQG控制效果变差，实际减振性能降低;作动器结构参数中极对数与初级定子长度的比值接近车辆共振频率时，减振性能最差。

摘要:伺服系统中因传动装置刚度不足会引发定位振动问题。针对采用陷波滤波器解决该问题时存在陷波滤波器参数整定过程繁琐且整定抑制效果不明显，基于零极点抵消法提出一种改进的前馈陷波滤波器。该方法采用振幅最高点所对应的频率和对数衰减法快速整定陷波器的中心频率、陷波宽度和陷波深度。实验结果显示：使用该滤波器比未使用滤波器相比可降低88.4%的定位振动，证明将改进滤波器作为前馈陷波滤波器可实现定位振动抑制以及滤波参数整定方法的有效性。

摘要:工程机械动力系统的节能控制是围绕负载、动力和油耗三者之间的功率管理控制。通过综合考虑整机动力匹配、发动机节能、负载适应等因素，引入速度波动因子动态评估发动机的负载刚度，并实时动态调节系统匹配，开发了新型混凝土泵工况自适应节能控制系统并进行了试验研究和效果验证。结果表明：自适应节能控制系统有效解决了负载适应性差的问题，与现有节能系统相比，实现再节油11.1%。

摘要:轨道交通装备Z企业是复兴号动车组核心部件供应商，为在发展中保持核心竞争力，企业对工艺、设备、生产规模等各进行优化升级，但却出现原始布局与车间环境升级不匹配的现象，导致生产成本高、工期延时、质量降低等严重问题，布局优化问题亟待解决。针对复兴号核心部件生产车间混合布局的特征，采用基于SLP的遗传和声算法开展布局优化。用SLP方法将作业单位相互关系转化为遗传算法染色体编码，然后以最小化物料搬运成本、最大化车间利用面积为目标函数完成解的寻优。该方法实现了SLP布局方案的快速迭代和精准计算，布局优化后系统的物流、工艺过程、效率、成本等有明显改善，满足企业发展需要，有效提升企业的核心竞争力。

摘要:为确定腔体数量对压电泵和压电液压驱动器性能的影响，制作双腔至九腔串联压电装置并进行试验。结果表明：压电泵的输出随腔体数量增加而提升。压电泵的输出流量以腔数5个为界限，输出压力以腔数6个分界。腔数低于此数时，每增加一个腔室，二者均提升显著，流量最大可提升2.42倍，压力最大可提升1.96倍；腔数高于此数时，提升幅度较低。压电液压驱动器的输出速度/输出推力以腔体数量5为界，低于此数时，驱动器输出随腔数增加提升的幅度大；腔数在5以上时，提高幅度变小，但增量基本一致。驱动器负载时，随着腔数增加，输出能力和负载能力也逐渐提高。且在260 Hz、腔体数量高于5、负载低于15 N时，二者近似成正比。

摘要:基于齿轮啮合原理，研究变螺旋角纯滚动圆柱斜齿轮传动的几何设计、啮合性能和力学性能。根据齿轮啮合的运动规律，推导纯滚动斜齿轮传动的7种典型情况的设计参数方程，在此基础上从接触模式、接触应力和弯曲应力等啮合性能方面，与非标准渐开线斜齿轮进行对比。结果表明:与恒螺旋角纯滚动斜齿轮相比，变螺旋角纯滚动斜齿轮的设计方案降低了弯曲应力和接触应力;与几何修正的非标准渐开线斜齿轮传动相比，纯滚动齿轮具有良好的弯曲性能。

摘要:针对当前数控机床热变形误差实施补偿存在的预测值滞后实际补偿值问题，提出基于长短期记忆(LSTM)神经网络算法热误差超前预测解决方案，详细探讨LSTM神经网络算法的解析流程，建立基于LSTM神经网络算法热误差超前预测模型，并进行关键温测点及热变形误差超前预测实验。实验结果表明：热变形误差实际值与预测值的最大残差、平均值和均方差均在可控范围内，超前预测的准确度为86.3%，进一步论证了机床热变形误差超前预测的有效性。

摘要:为了减少斜齿轮传动因啮合错位导致的齿面偏载、传递误差增大、啮合冲击增大，研究考虑啮合错位的斜齿轮复合修形方法，讨论修形前后不同错位量下齿面啮合性能的变化规律。该方法考虑了啮合错位对齿轮啮合性能的影响，基于斜齿轮啮合接触计算模型，以齿面载荷分布、传递误差、啮合冲击等性能指标为评价依据，进行了“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”的复合修形。结果表明：基于多目标的“螺旋角修形+齿廓鼓形修形”复合修形能有效改善因啮合错位造成的齿向偏载，且在降低传动误差峰峰值和改善啮合冲击方面显著优于单一的螺旋角修形，能较全面地改善斜齿轮的啮合质量。

摘要:针对协作机器人在非结构化或动态变化环境中，对随机目标物体抓取困难的问题，参考鳍条结构，采用热塑性聚氨酯弹性体，结合增材制造技术，提出一种自适应柔性夹爪的解决方案。利用SolidWorks建立模型，在有限元分析软件ANSYS Workbench中通过虚拟正交试验进行静力学分析，完成夹爪结构的优化。在协作机器人Baxter上进行抓取试验。结果表明：设计的柔性夹爪能够满足对日常用品抓取的需要，在抓取形状各异的物体时效果良好，具有较好的自适应性，能够实现无损抓取。

摘要:针对离散制造车间对天车运行状态缺乏高效监测手段的问题，提出一套基于超宽带(UWB)定位技术的离散车间天车数据采集与监测系统。基于UWB实时定位系统结合无线传感硬件获取离散车间天车实时定位及负载数据，针对UWB定位异常数据进行平滑处理，运用时空数据融合建模方法输出天车作业相关信息，采用混合开发架构搭建天车可视化监测与数据统计界面。实际应用结果表明：该系统数据处理精度较高，可视化效果良好，提供了高效的天车监测方式。

摘要:利用液压放大原理实现较好的输出性能，设计一种基于压电驱动的液压放大柔性盲文触点装置。说明盲文触点装置的结构及工作原理，并对液压放大单元进行理论分析及参数化设计。利用MATLAB仿真分析得出位移放大倍数与流体腔的直径和高度的关系，利用激光测微仪测量压电振子和柔性薄膜触点在不同驱动电压下的输出位移，试验与理论分析相吻合，验证了理论分析的正确性。最后对装置进行测试，结果表明：当流体腔直径为20 mm、腔高为3 mm、充水量为0.9 mL、共振频率为317.5 Hz时，位移放大比为4.16，柔性薄膜触点位移为0.226 mm，可供盲人感知字符，验证了用压电驱动液压放大方式构造盲文柔性触点是可行的、有效的。

摘要:针对传统液压型风力发电机组采用单个大排量定量液压泵和单个变量马达组合，在中低风速下系统处于欠功率运行状态的现象，研究一种多泵多马达组合的传动方案，根据风速的不同，控制液压泵和马达的切入切出，从而将风能最大化地转化为电能。对串、并联马达转速控制进行研究，采用复合转速闭环控制和解耦补偿控制使转速稳定在同步转速。AMESim/Simulink联合仿真结果证明：该系统可以适应复杂风速工况运行且满足并网要求，相对传统单泵单马达系统更加稳定可靠。

摘要:为了符合绿色制造的发展方向，微量润滑技术逐步取代传统浇注式技术，而应用该技术的前提是设计出优良的微量润滑装置。在研究微量润滑技术以及国内常见微量润滑装置的基础上，设计一种新型微量润滑装置，并阐述精密雾化喷嘴、密封式缸体、润滑油循环系统等设计原理，最后通过切削实验与干切削和传统微量润滑装置进行对比。实验结果表明此装置在工业切削领域的可应用性，并且相比传统微量润滑装置有更好的切削效果。

摘要:未来飞机将采用功率电传代替传统的液压传动，电动静液作动器（EHA）受到越来越多的关注。针对航空机载电动静液作动器的抗扰动问题，基于自抗扰算法设计一种位置伺服控制系统。以EHA为对象，对作动器位置外环进行建模分析，得到EHA位置伺服系统二阶状态空间模型；基于模型设计位置伺服自抗扰控制器的结构，并对所用的非线性函数进行了优化；在施加正弦扰动与突变扰动的情况下与传统PID进行仿真对比，验证了算法的有效性。仿真结果表明：该算法在满足系统动态性能的前提下，提高了系统的抗干扰能力。

摘要:为简化常见外圆弧凸轮转子的根部轮廓加工，提出内圆弧的轮廓构造。由已知内共轭轮廓下的统一构造方程，通过转子副共轭关系上的欧拉-萨伐里方程和节圆外共轭轮廓曲率半径为0的极限特征，推导出已知内共轭轮廓下的通用极限判据；由该极限判据，给出内圆弧轮廓的极限特征，最后将最大形状系数和最大容积利用系数与外圆弧做比较。结果表明：当轮廓中点处的内共轭轮廓曲率半径线垂直于中轴时，转子轮廓处于极限状态；内圆弧转子的根部轮廓可由标准孔加工方法一次完成，加工最简单；相较于外圆弧转子，最大形状系数降低了2叶的5.0%、3叶的3.7%和4叶的2.6%，最大容积利用系数减少了12.5%、7.2%和0.1%。

摘要:以某煤矿运顺工业试验为基础介绍全断面矩形快速掘进机、机载锚杆机的工作原理与性能特点。为实现全断面矩形快速掘进机高效而安全的快速掘进，通过研究生产工艺，设计适合掘锚一体化及掘锚平行作业的机载锚杆钻机的液压系统，工业性试验中机载锚杆钻机安全、高效且可靠地完成了整条巷道的支护。针对巷道掘进工作面现场的复杂性和多变性，研究适合全断面矩形掘进机掘锚平行作业的机载锚杆机操控系统的安全操作防护措施。应急开关、防护箱体、阀杆U形锁、防挂栏杆及可定位操作手柄多种防护手段可根据具体情况而选用不同组合。经过在某矿区的工业性试验，验证了该锚杆机液压系统高效、稳定且可靠。机载锚杆机操控系统的安全防护措施有效避免了因其他外界因素而造成的器械误动作，起到对操作工人的安全保护。

摘要:由于胜利油田的层系较多，因此华东地区的页岩油井内一般会含有多段不同压力储层（高低压油层），从而在采油过程中因层间矛盾（高压油液阻碍低压油液采出），使得采油难度逐渐增大，进而开采到一定时间之后，系统效率降低明显。为了有效开采低产层、实现采油工程的降本增效，提出一种射流泵。该射流泵根据文丘里喷射携带原理，将高压储层中的油液变成自身动力液，以实现对低压储层的同时开采。通过分析射流泵的整体结构，发现其结构简单、采油效率高以及生产成本低。为了提高射流泵的采油效率以及找到影响泵效的因素，在Fluent中建立了开采高低压储层时射流泵的仿真模型，通过数值模拟分析射流泵中喉管距、面积比、喉管长径比等对泵效的影响规律，得出泵效最大时的喉嘴距、面积比、喉管长径比等具体数值区间。

摘要:根据环模成型机的实际攫取工况，考虑环模与压辊和物料间存在大量接触和碰撞的非线性力学行为，采用FFlex法建立柔性体动力学模型；建立环模成型机的DEM-MFBD双向耦合的模拟仿真模型，使结果更加接近实际情况。采用正交试验，分析环模转速、模辊间隙、颗粒粒径对颗粒所受压力的影响。结果表明：各因素对试验指标的影响按大小次序排列应当是最小模辊间隙、颗粒粒径、环模转速。分析不同参数对环模最大扭矩的影响，结果表明：环模转速在5~6 rad/s时，环模所受最大扭矩随着环模的转速增加而增加，而环模转速增加到6 rad/s后，环模所受最大扭矩随着环模转速的增加而减小；在颗粒粒径为2~2.4 mm时，随着颗粒粒径的增加，环模最大扭矩也不断增大。将EDEM-RecurDyn耦合得到的数据结果导入到Durability模块进行疲劳寿命分析，结果显示，环模比压辊更容易出现疲劳破坏。

摘要:为解决传统挖掘机能量利用率低、排放量大的问题，设计以超级电容为储能元件的电动挖掘机动臂能量回收系统。将挖掘机动臂下放时的势能最终以电能的形式储存到超级电容中，在挖掘机动臂上升时可以将该部分能量直接利用。建立超级电容数学模型，设置超级电容主要参数。同时充分利用ADAMS、AMESim与MATLAB的优势实现各个软件间的数据交互，使仿真结果更加直观、可靠。仿真结果表明：在满足传统挖掘机工作要求前提下，挖掘机动臂在一个工作周期内，能量消耗降低了20.72%，该系统具有较好的节能减排效果。

摘要:针对七自由度重载液压机械臂，建立精确、高效的重载液压机械臂系统逆动力学模型。利用牛顿-欧拉递推法、Spong柔性关节模型和Stribeck摩擦模型建立机械臂动力学模型；利用Creo完成机械臂三维模型搭建并导入ADAMS分析计算。与试验结果对比，确定系数均大于0.6，与无摩擦纯刚体模型计算结果相比有明显提升，验证了建模方法的准确性。

摘要:针对20辊轧机轧制板形受到多重因素影响、难以精确预测的问题，基于有限元和PSO-BP法，建立20辊轧机轧制板形质量预测模型。根据20辊轧机轧辊间的位置关系，基于有限元软件ANSYS/LSDYNA，考虑轧辊弹性变形、板带塑性变形与摩擦等因素，建立20辊轧机辊系有限元模型，分析板宽、厚度、张力、速度等因素对板形指数的影响；综合考虑不同轧制板形影响因素，以板形指数作为板形质量衡量指标，基于BP神经网络建立轧制板形质量预测模型，采用粒子群算法优化BP神经网络板形质量预测模型的权值和阈值，提高板形预测精度。

摘要:高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量，对某电主轴的热源及热边界条件进行分析，利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真，得到电主轴温度场和热结构耦合场；搭建实验台测试电主轴系统的温度场和轴向热伸长，验证有限元模型建立的正确性。最后选用38CrMoAl、ZrO2、Si3N4、玻璃陶瓷作为主轴材料进行热-结构耦合对比分析。结果表明：陶瓷材料在热态性能方面优于钢材，玻璃陶瓷材料热态性能最好。

摘要:以单节U形节流槽非全周滑阀为研究对象，采用RNS κ-ε模型，利用场协同理论、机械能耗原理及Ω涡识别方法对流场进行了后处理，分析了不同流向时节流槽内部流场参数分布特征。结果显示：流入方向节流槽能耗主要由液流入口加速、射流液固撞击、离心效应涡流及出口流动减速产生；流出方向节流槽能耗主要由入口加速、槽内涡流及出口流动减速产生。不同流向时能耗机制的差异性造成不同流向时流量系数不一致，出现流量滞环现象。

摘要:面对新能源汽车空调技术的需求，作为空调系统的核心部件电磁阀的性能是系统稳定的关键，而针对电磁阀尤其是其中波纹管结构优化与应力分析的研究甚少。采用有限元分析法，建立波纹管结构简化模型，分析波纹管的波高、壁厚对波纹管的刚度和等效应力的影响。结果表明：波纹管的波高与刚度、等效应力成负相关，壁厚与刚度、等效应力成正相关，设计波纹管结构时，需要综合考虑壁厚、波高、刚度与等效应力影响。以波纹管为研究对象,利用Ansoft Maxwell和ANSYS Workbench建立波纹管的电磁结构耦合有限元模型,通过Ansoft Maxwell电磁场有限元分析得到电磁阀电磁力分布情况,把电磁力作为载荷导入ANSYS Workbench中,对波纹管的主体结构进行动力学分析,得到结构的变形分布情况。

摘要:针对液压起重机在工作过程中易发生吊重摇摆等问题，为保证作业安全，提高运行稳定性，提出一种吊重防摆控制系统。利用拉格朗日法推导出吊重动力学微分方程，确定控制参数；结合D-H矩阵，分析支撑臂（主臂和转向臂）倾角空间动力学，建立其与吊重控制参数之间方程式；分析驱动支撑臂的油缸空间动力学，建立液压缸速度与支撑臂倾角关系方程，对油缸液压系统进行建模；最后，设计吊重防摆控制系统，该系统包括反馈控制器、前馈控制器和防摆控制器。仿真结果表明：所提出的控制系统能有效抑制起重机吊重摆动。

摘要:为了解决轴承故障特征提取中经验模态分解(EMD)出现的模态混叠现象，提出一种集合经验模态分解(EEMD)、快速谱峭度选频和共振解调技术相结合的滚动轴承故障诊断方法。对原始振动信号进行EEMD处理，分解为多个本征模态函数(IMF)；将符合峭度准则的IMF分量筛选出来，对其进行信号重构，对重构信号进行快速谱峭度计算得出快速谱峭度图，从图中选出最优频带中心和带宽，确定FIR带通滤波器设计参数；最后通过共振解调技术对滤波信号进行包络分析，得出包络谱确定滚动轴承故障特征信息。通过滚动轴承实验分析，验证了此方法的可行性。

摘要:伴随制造加工业对可靠度与精准度的需求不断提升，及时而有效地获取旋转机械的故障信息能够保证设备的正常运行。采用深度LSTM残差网络完成旋转机械的故障诊断，主要包含3个模块：初始数据处理层、SP-LSTM残差网络信号诊断层与GAP-ELM网络下的故障分类层。该方法能够完成初始数据的深层特征发掘，利用LSTM元中的记忆与遗忘门获取故障数据的细微变化。所采用的GAP-ELM网络可规避传统Softmax方法分类准确度不高的问题，从而有效完成故障诊断。通过CWRU集完成该方法与文献方法的实验对比，结果表明该方法的鲁棒性较好，诊断正常信号、滚动体与内外圈的故障信号准确率均优于文献方法，此外，所提方法可在较少的epoch中实现稳定，并随着epoch的增加，损失值会逐渐减小。

摘要:针对奇异值分解（SVD）优化局部均值分解（LMD）方法提取工业机器人交叉滚子轴承振动信号微弱故障特征分量时出现的模态混淆现象，提出一种基于最大分辨率SVD与 LMD 的工业机器人交叉滚子轴承故障特征提取方法。以最大奇异值分辨率原则将一维振动信号构造成Hankel矩阵，采用SVD对Hankel矩阵进行分解得到奇异值序列；按照奇异值曲率谱原则及非目标值抑制原则对奇异值序列进行重构，将包含故障突变信息的重构奇异值序列进行SVD逆运算得到重构振动信号；最后利用LMD方法对重构振动信号进行故障特征提取，得到能够表征原始振动信号振动特征的故障特征分量。通过与SVD优化LMD方法对比可知，该方法完整地提取了工业机器人交叉滚子轴承振动信号的微弱故障特征分量，改善了模态混淆现象。