機電工程最新期刊目錄

外嚙合齒輪泵困油壓力的函數創建及其波動峰值控制研究————作者：宋陸昊;宋安然;李玉龍;

摘要：針對齒輪泵困油壓力現行計算方法的難應用問題，以CB-B100型齒輪泵為例，對其可函數化的解析方法進行了理論推導、試驗測試及其峰值控制的研究。首先，基于困油過程及其等效液壓模型，由困油壓力變化率為零，推導出了困油壓力僅關于困油位置變量的函數式；然后，通過對有明顯困油壓力的泵的無卸荷槽改造，數據采集裝置的硬件結構、電路原理的高靈敏度設計及其組件優選，重構了現有的測試平臺，進行了多種不同工況下的困油壓力...

基于深度卷積模糊系統的滾動軸承剩余壽命預測方法————作者：邊曉光;蒲曉珉;陳天奇;徐冠華;王鄭拓;田陽;

摘要：針對傳統深度神經網絡模型參數多、計算復雜和可解釋性較差的問題，提出了一種基于深度卷積模糊系統（DCFS）的滾動軸承壽命預測方法。首先，介紹了深度卷積模糊系統模型架構和快速訓練算法，使用試驗臺采集了多個軸承退化的振動數據，整合了各個時段的數據集，利用Pearson相關系數，劃分出了軸承開始失效的時刻；然后，劃分了訓練集與測試集，并提取了失效時間段振動信號的時域統計特征，利用這些特征以遞階方式設計了模...

絞磨機性能測試實驗臺龍門架結構優化及實驗研究————作者：蔡錦云;劉忠;趙宏旺;龐楠;

摘要：為確保絞磨機性能測試實驗臺測試過程中的安全性，保證龍門架的剛強度并提高材料利用率，以龍門架所受最大變形量、最大等效應力和質量為優化目標開展了結構優化設計研究，提出了一種基于參數化有限元模型的試驗設計—響應面代理模型—遺傳算法優化相結合的結構優化設計方法。首先，基于龍門架的三維參數化模型及受力分析情況，建立了有限元分析模型，得到了龍門架所受最大等效應力和最大變形量；然后，利用中心復合設計（CCD）法...

不均勻氣隙對磁懸浮電主軸系統不平衡磁拉力的影響研究————作者：袁玉祿;劉厚才;康輝民;段良輝;鄧洋;王振;李云松;

摘要：針對磁懸浮電主軸系統中不均勻氣隙引起的磁拉力不平衡問題，對不均勻氣隙對不平衡磁拉力的影響進行了理論推導和仿真分析研究。首先，分析了不均勻氣隙產生的原因，以微元積分法為基礎，建立了轉子平動、錐動及彎曲下的不均勻氣隙模型；然后，結合虛功理論及Rayleigh梁理論等理論，分別建立了不同轉子運動狀態下磁懸浮軸承和電機的不平衡磁拉力模型；最后，利用Maxwell仿真平臺，對系統不同運動特征下的氣隙大小、氣...

基于MTF-DARCNN的滾動軸承故障診斷方法————作者：金巖;繆成翔;

摘要：針對傳統卷積神經網絡模型由于滾動軸承的負載或轉速變化而導致故障識別性能下降這一問題，提出了一種創新的基于馬爾科夫轉移場（MTF）與雙注意力殘差卷積神經網絡（DARCNN）的軸承故障診斷方法。首先，采用MTF將原始信號轉換為具有時間相關性的二維圖像，這種轉換有助于更好地捕捉信號的時序特征；然后，構建了壓縮和激勵-多尺度注意力模塊（SE-MSAM），該模塊能夠有效提取不同尺度下的特征信息，以增強模型對...

齒輪箱軸承滾子提前剝落失效原因分析及試驗研究————作者：張斌;王迪;于長鑫;王曉東;章有良;連蕓英;

摘要：針對某型齒輪箱軸承滾子在工況模擬壽命試驗中提前剝落失效的問題，利用故障樹分析法（FTA）系統研究了失效原因。首先，通過電鏡、熱酸洗、切片微裂紋、氣體元素含量等檢查，發現了滾子為疲勞剝落失效，且表面經熱酸洗后存在大量麻點，內部含有貫穿性微裂紋；然后，建立了故障樹，從設計、試驗、材料、加工四個方面對失效故障進行了排查；最后，利用理論計算、仿真分析、宏微觀檢查、尺寸檢測以及金相分析，排除了設計和試驗異常...

齒輪故障影響下機電傳動系統動態特性及電流響應分析————作者：程穎;顧寬昊;李炳初;甘屹;

摘要：機電傳動系統在數控（CNC）機床、新能源汽車、航空航天等領域中有著廣泛應用，為了解決齒輪故障影響下，機電傳動系統電流響應機理不明、故障診斷理論基礎薄弱的問題，對齒輪故障影響下機電傳動系統動態特性及電流響應展開了研究。首先，建立了傳動系統的機電耦合模型，分別建立了電機模型與齒輪箱的集總參數模型；然后，采用考慮精確齒形的改進勢能法計算了齒輪在健康和故障下的嚙合剛度，搭建了磁場定向控制（FOC）調速算法...

基于改進的FCNN微機器學習的設備異常檢測方法研究————作者：呂浩迪;史建業;徐晟;藍艇;

摘要：針對含有傳動機構的家用設備或工業設備，內部傳動裝置老舊、缺乏潤滑等造成設備運行異常，且實時檢測的嵌入式設備資源受限(如內存不足等情況)，提出了一種基于改進的全連接網絡(FCNN)模型的微機器學習的設備異常檢測方法。首先，利用傳感器采集設備在運行過程中產生的振動數據，并提取數據的峭度等特征指標；然后，將所提取到的特征指標作為輸入特征，傳遞至全連接網絡模型中對其進行訓練并優化了模型參數以提升模型性能；...

基于自適應模型預測的挖掘機軌跡跟蹤控制方法————作者：周恭喜;李仕江;侯亮;卜祥建;

摘要：在挖掘機作業過程中，由于復雜的工作環境、液壓系統強非線性的特性以及外部負載的波動，會導致挖掘機軌跡跟蹤精度變差和系統變得不穩定。針對這些問題，提出了一種基于遞推最小二乘法（RLS）的自適應模型預測軌跡跟蹤控制方法（RLS-MPC）。首先，建立了挖掘機的運動學模型和液壓系統數學模型；然后，將構建的系統數學模型轉化為狀態空間方程的形式，設計了模型預測控制器(MPC)和RLS自適應模塊，使用RLS在線估...

航空發動機零件冰粒氣射流清洗裝備的輸冰系統設計與仿真————作者：孫晶;仇學露;王星爍;張柄楨;崔笑卿;宋金龍;

摘要：冰粒相互黏結以及配送器表面凹槽參數選取不合理，會導致冰粒氣射流清洗裝備冰粒輸出效果不穩定、系統易發生堵塞等問題，為此，對航空發動機零件冰粒氣射流清洗裝備的輸冰系統結構進行了優化設計與仿真研究。 首先，利用計算流體力學（CFD）仿真軟件Fluent模擬了高壓氣體進入配送器凹槽的過程，探究了不同形狀、不同尺寸凹槽的內部流場特性；然后，在輸冰系統中引入了攪拌系統，選取了適用于該技術工況的攪拌結構類型并...

考慮序列相關準備時間的多條阻塞混流裝配線排序問題研究————作者：李夢琪;董紹華;

摘要：為解決某防爆機器人企業當前存在的裝配線擁堵、生產效率低等問題，在傳統混流裝配線排序問題的基礎上，對考慮序列相關準備時間的多條阻塞混流裝配線的排序問題（MBMMALSP-SDST）進行了研究。首先，以最小化最大完工時間和最小化總換裝時間為優化目標，建立了雙目標數學模型；然后，采用基于Pareto的改進人工蜂群算法（IPABC）對上述模型進行了求解，算法采用了基于裝配線的二維編碼方式，在初始化階段采用...

驅動擾動下多繩提升機械的振動特性實驗研究————作者：楊哲明;王金利;李曉東;黃家海;蘭媛;郝惠敏;

摘要：針對多繩摩擦提升機驅動部件擾動激勵引發系統縱-橫耦合振動問題，對多繩提升系統的振動特性進行了理論推導、仿真分析和試驗研究。首先，考慮驅動系統存在轉子偏心、軸系不對中和單側軸承故障的典型缺陷，建立了驅動系統非平穩運動模型，推導出了驅動系統在典型缺陷下的擾動激勵方程；然后，基于廣義Hamilton原理建立了含驅動、擾動激勵的多繩提升系統縱-橫耦合振動動力學模型，并使用Galerkin法將偏微分方程組離...

智能識別技術在現代物流搬運機器人中的應用與優化————作者：劉琴琴;徐子午;熊航;馬力超;

摘要：針對物流自動化中復雜光照導致搬運機器人視覺識別率下降及定位精度偏移這一問題，提出了一種基于動態權重的自適應濾波算法（DWAF）。首先，在傳統平均濾波框架中，構建了動態權重-自適應窗口雙調節架構的數學模型，通過實時調整數據權重和窗口大小，有效抑制了光照變化引起的噪聲干擾；然后，搭建了集成光敏電阻與電荷耦合器件（CCD）融合的實驗平臺，通過PCF8591模塊完成了光強數據的模數轉換，并采用了I

基于改進CNN-GRU模型的滾動軸承多故障診斷模型————作者：張雄;渠偉瀅;王文強;董樂聰;萬書亭;

摘要：針對多種工況和故障共存引起的滾動軸承故障，采用傳統的基于卷積神經網絡的故障診斷模型進行診斷時，存在提取特征不豐富、容易丟失故障敏感信息、計算復雜和準確性低的問題，為此，提出了一種二維卷積神經網絡（2D-CNN）與門控循環單元（GRU）相結合的滾動軸承多故障診斷模型（2D-CNN-GRU），并采用XJTU-SY和QPZZ-II兩個公開軸承數據集，對其有效性進行了驗證。首先，采用2D-CNN作為空間特...

納米顆粒/硅膠的增材制造成型精度及多目標優化研究————作者：佟得利;

摘要：針對納米顆粒/硅膠擠出打印時易出現的成型精度差及透光率低等問題，開展了納米顆粒/硅膠復合墨水擠出打印成型質量和多目標參數優化研究。首先，利用點擊化學原理開發了氣相二氧化硅(SiO₂)納米顆粒增強的光敏硅膠復合墨水，并對復合墨水的交聯機理進行了理論分析；然后，設計了單因素試驗方案，分析研究了不同納米顆粒質量分數和打印速度對成型精度及透光率的影響，為實際工藝參數的組合及選取提供了...

基于改進卡爾曼濾波算法的振鏡系統動態誤差補償方法研究————作者：張澤林;陳光勝;

摘要：圍繞振鏡電機系統中動態誤差對控制性能的影響問題，分析了光柵編碼器動態誤差的來源，構建了誤差數學模型，提出了基于速度動態調整觀測噪聲協方差的改進卡爾曼濾波算法，并將其嵌入了三環PID控制結構中，驗證了改進卡爾曼濾波算法的有效性。首先，從振鏡電機中光柵編碼器直流分量及幅值誤差和軸系晃動誤差兩方面入手，建立了誤差隨轉速變化規律的數學模型，揭示了動態條件下編碼器信號的內在特性；然后，基于上述理論分析，設計...

單調與循環拉伸條件下含內部裂紋圓環鏈力學性能試驗研究————作者：段九君;武彪;王建勇;哈麗瓊;

摘要：針對焊接內部裂紋引起圓環鏈結構強度減弱的問題，對含內部缺陷的圓環鏈力學性能進行了研究。首先，針對裂紋的不同分布方式，設定豎向、軸向裂紋，利用增材制造技術對含不同尺寸、不同類型缺陷的圓環鏈進行了預制；然后，采用單向實驗測試方法結合有限元軟件，進行了單調拉伸載荷作用下含缺陷圓環鏈力學性能測試及內部裂紋宏觀擴展過程分析，研究了不同尺寸、不同分布方式的內部裂紋對圓環鏈力學性能的影響；最后，采用循環實驗測試...

核電蒸汽發生器氣動控制閥動態響應與靜態特性的試驗研究————作者：洪雪嬌;劉平;向方娜;岳陽;顧純宇;高志崗;汪栩涵;林振浩;錢錦遠;

摘要：蒸汽發生器氣動控制閥是核電站一回路系統中調節流量、壓力的核心部件之一，其調節和響應性能對回路系統的穩定運行具有關鍵作用。由于蒸汽發生器氣動控制閥的具有調節精度高和響應特性快的要求，以具體的某個項目中涉及到的核電蒸汽發生器氣動控制閥為研究對象，通過靜態試驗和動態響應試驗，開展針對影響氣動控制閥動態響應特性的潛在因素的研究，評估了蒸汽發生器氣動控制閥的靜態性能與動態響應性能。首先，測量了基本誤差、回差...

基于慢特征方差聚類的風電機組主傳動系統過渡狀態劃分————作者：楊磊;陳換過;高祥沖;盧夏沁;姚智敏;蘇世弘;

摘要：針對主傳動系統運行過程中穩定狀態和過渡狀態頻繁切換，以及過渡狀態下表現出的復雜動態特性導致傳統故障預警模型誤報警率較高的問題，提出了一種針對風電機組主傳動系統過渡狀態的劃分方法，以提升故障預警的準確性。首先，深入分析了過渡狀態的形成機制及其復雜特性，采用最大互信息系數（MIC）對數據采集與監視控制系統（SCADA）數據進行了相關性分析，以降低數據冗余，并通過慢特征分析（SFA）提取了運行數據的慢特...

機電作動器故障診斷方法及其可解釋性分析————作者：姚智敏;陳換過;蘇世弘;

摘要：針對現存機電作動器(EMA)故障診斷方法中決策過程不清晰和可解釋性不足的問題，提出了一種基于輕量級梯度提升機（LightGBM）的故障診斷方法，并利用SHAP框架對診斷模型進行了可解釋性分析。首先，提取了多源信號的時域和頻域特征，并結合隨機森林(RF)和最大互信息數(MIC)對特征進行了篩選，降低了特征集和模型的復雜性；然后，提出了一種基于黑翅鳶優化算法(BKA)的LightGBM故障診斷方法，使...

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