摘要:为方便更换磨损的刀具或者在复杂地层中有效地脱困，设计一种基于自适应滑模控制的泥水盾构刀盘伸缩系统。该系统有若干个相同的伸缩缸，建立伸缩缸系统的数学模型。结合滑模控制和自适应鲁棒控制，设计非线性控制器。通过李雅普诺夫理论验证伸缩缸系统的稳定性。利用AMESim和Simulink联合仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明：所设计的刀盘伸缩系统位置跟随精度较高，自适应性较好。

摘要:研究卡瓦悬挂器密封结构失效案例，对卡瓦式套管悬挂器悬挂能力和密封结构的工作特性进行有限元计算，分析卡瓦悬挂器密封结构经常发生失效的主要原因。为了克服卡瓦悬挂器结构存在的缺陷，提高井口悬挂器承载能力和密封性能，设计一种新型芯轴式悬挂器，并进行了压力和承载实验测试。经过试验前后拆卸对比，得到悬挂器和四通的变形在安全范围内；球形密封钢圈受压后产生变形为平面状，密封宽度较大，表明密封性能良好；试压过程中，随着载荷的增加，试验台仪表和百分表的位移量变化较小。因此，试压测试表明该新型悬挂器可以承受140 MPa的高压压力作用，最后在现场得到应用，效果良好。

摘要:针对风机齿轮箱轴承在运转中出现的外圈局部剥落缺陷及其造成的疲劳寿命问题，以5 MW风机齿轮箱输出轴轴承为研究对象，建立无缺陷轴承和不同宽度尺寸局部剥落缺陷轴承的数值模型。对模型进行显式动力学分析，分析转速及缺陷尺寸扩展对轴承各部件的应力变化；以名义应力法和损伤理论为准则，对无缺陷轴承和有缺陷轴承进行疲劳分析，得出轴承的损伤和疲劳寿命。结果表明：随着局部剥落缺陷的扩展和转速的增大，这两轴承各部件应力均上升，但寿命均下降。

摘要:提出一种基于SCADA数据协整分析的风电机组状态监测方法。利用风力发电机SCADA数据的协整过程得到的协整残差用于风力发电机运行状态监测。取内蒙古包头市金杰公司某1.5 MW双馈风力发电机在不同环境和运行条件下的实验数据，对所提方法有效性进行验证。对风力发电机的多个过程参数进行了两阶段的协整处理，数据趋势具有非线性特征。用已知故障案例对该方法进行了测试。结果表明：该方法能有效地对风力发电机运行状态进行监测。

摘要:为进一步提升汽车悬架系统动力学性能，提出一种基于启发式两步法的静态输出反馈控制方法。为了更好地研究悬架动力学行为，建立一种经典的1/4车主动悬架系统模型用于控制分析与设计。考虑到人体对4~8 Hz频内的垂直振动异常敏感，给出一种有限频域下的性能判据作为控制设计的指导。同时，在控制设计中考虑了悬架行程和轮胎动位移两种机械硬约束，以保证悬架系统的动力学稳定性。由于难以在线获取实际悬架系统中所有状态信息，提出一种新的基于启发式两步法的有限频域输出反馈控制方法。数值仿真及台架试验结果表明：与传统的全频域输出反馈方法相比，该方法具有更好的控制性能。

摘要:以阀控非对称缸系统为研究对象，为得到系统的准确模型以及提高系统的位置控制精度，对系统进行辨识。针对液压缸的非线性和非对称性，提出基于位置基准和位置闭环双PID相结合的位置控制方法。建立阀控缸系统数学模型；依托力士乐液压实验平台和NI测控系统，分别从时域和频域两个角度对阀控缸系统进行辨识，得到系统准确的数学模型。基于该数学模型，分析系统特性。对所设计的阀控非对称缸位置控制策略进行实验验证。结果表明：在保证系统稳定裕量的前提下，该系统可实现较高精度的位置控制。

摘要:为探究不同曲率型面加工中温度场和力场的差异性，利用Deform平台建立曲率 k 分别为-0.05、0、0.05、0.33 mm-1 的铣削数值模型。设计单因素控制方案完成仿真试验，分析各曲率型面铣削刀具-工件温度场和刀具受力数据的变化规律。观察相同加工参数组在不同曲率模型下刀具轴向力Fz的近似性规律。结果表明：不同曲率数值模型的温度场和力场数据差异小，同工艺参数下具有近似性，且宜选用曲率k=0的数值模型获取叶片变形载荷数据。

摘要:为了解颗粒流滴注润滑的切削加工规律，在干切削、浇注润滑、颗粒流滴注润滑条件下，对45钢进行精、粗车削实验，比较试样的切削力、切削温度和粗糙度的差异，研究颗粒流滴注润滑对切削加工的影响。结果表明：颗粒流滴注润滑径向切削力小于浇注润滑，切向和轴向切削力和浇注润滑相差不大；颗粒流滴注润滑切削温度小于浇注润滑；颗粒流滴注润滑加工表面粗糙度小于浇注润滑。颗粒流滴注润滑可以代替浇注润滑，显著降低润滑液用量，具有环保性。

摘要:由于齿轮副啮合接触和内封装等特点，其疲劳强度的检测存在较大限制，尤其是对疲劳裂纹、轮齿折断等疲劳失效状态的监测大多采取间隔停机并拆解后检视的方式。整个过程耗时耗力，容易因人工主观判断和经验差异造成观测误差，而且无法感知齿轮早期疲劳阶段的微动疲劳特征。为此，基于双目视觉技术和数字图像相关理论提出一种面向齿轮疲劳强度试验的非接触式检测方法。通过双电机对拖驱动的方式搭建包含双目摄像头的减速机试验台，在齿轮上预制作高质量散斑进行疲劳试验，应用双目视觉方法采集全寿命周期的疲劳特征图像。通过图像匹配算法搜索跟踪轮齿上的目标区域，并分析计算得到区域内数据点的位移及应变等信息。结果表明：所提方法可以在无须拆装的情况下，实时在线监控齿轮疲劳试验过程并准确识别早期微小裂纹等疲劳失效特征，具有检测精度高、抗干扰能力强的特点，有利于提高试验效率，降低成本。

摘要:机床转台的几何精度对零件的加工精度产生很大影响。针对转台在运行时所产生角度误差和偏心误差，提出旋转台误差的分离方法。通过配合使用常规测量工具水平仪和角摆仪，快速检测和校正旋转台几何误差，从而减小机床转台的加工误差。通过实验验证校正前后机床转台角度的定位误差。结果表明：校正后转台的定位精度提高了23%，证明该校正方法能够有效提高机床转台的几何精度，而且操作简便、成本低。

摘要:针对国内外无法进行液压支架三伸缩立柱动载过载性能测试的技术难题，依据GB 2597.2—2010要求，基于 20 000 kN蓄能冲击式快速释放装置，采用理论分析与试验测试相结合的技术手段，提出一种三伸缩立柱动载过载试验方法，实现了对三伸缩立柱动载过载性能的测试；并结合仿真分析得到立柱活塞腔压力特性曲线，其试验数据及仿真结果对三伸缩立柱设计制造及其抗冲击性能的提高提供了参考。

摘要:磁浮列车受流器与第三轨之间的摩擦很大程度上影响磁浮列车的稳定运行，其中受流器靴板的结构及材质的耐磨程度是重要因素。介绍一种新结构的磁浮列车受流器，并对受流器靴板的材质和选型进行分析。通过试验模拟受流器靴板和第三轨之间的摩擦情况，对比不同材质靴板的性能。结果表明：链条式球磨铸铁受流器靴板具有更优良的耐磨耗性能。

摘要:为研究如何在满足强度要求的前提下降低铲斗的质量，提出一种基于连续挖掘轨迹和极限挖掘力的铲斗轻量化设计方法。基于连续轨迹理论选定当挖掘机器人动臂处于主挖区内，由铲斗、斗杆液压缸交替挖掘的4段轨迹作为研究前提，计算并分析了连续轨迹上极限挖掘力的数值变化规律；使用APDL语言建立铲斗参数化模型，以极限挖掘力为外载荷研究铲斗结构强度的变化规律；以铲斗质量和应力为优化目标建立铲斗结构优化模型，使用遗传算法对铲斗进行优化。结果表明：铲斗液压缸挖掘时铲斗的应力、变形明显大于斗杆挖掘；优化后铲斗的质量减少了5.27%、最大应力减少了6.23%，验证了优化方法的可行性。

摘要:为保证数控折边机所用驱动电机能正常工作又不存在性能浪费，根据驱动轴的运动学、动力学特性，提出一种全面、准确、实用的电机选型方法。针对一款数控折边机，采用多体动力学仿真软件ADAMS建立其多体动力学模型。根据七段式S形加减速曲线，利用MATLAB对数控折边机的模尖进行运动规划，结合运动规划和ADAMS建立的多体动力学模型得到驱动轴的转速和负载扭矩。从峰值转速、扭矩、热平衡、惯量匹配及扭矩转速特性曲线四方面进行电机选型，并进行实验验证。结果表明：所提方法在保证折边机工作效率的同时能充分发挥电机性能。

摘要:在粉体包装领域常使用人工抓取阀口袋完成粉料的装填，自动化程度低且危害人体健康。为了解决这一问题，设计一套基于机器视觉的阀口袋动态抓取系统。首先,通过机器视觉完成相机标定、图像特征信息提取，得到阀口袋在机器人坐标系下的位姿数据。为了提高运动状态下阀口袋的定位精度，采用卡尔曼滤波对特征点位置进行校正。然后使用数据拟合描述阀口袋的位姿变化，进而预测抓取时刻阀口袋的位姿。在PLC控制下，工业机器人实现了对输送带上运动阀口袋的动态抓取，系统运行稳定，抓取误差小于1 mm，为实现自动化粉体包装提供了一种可行方案。

摘要:针对降低直驱转台质量防止惯性影响其加工精度的问题，开展动静态特性分析、响应面构建、灵敏度分析以及NSGA-II遗传算法优化；对比、分析优化前与优化后的直驱转台加工参数。结果表明：优化后的参数不仅能够更好地满足加工需求，而且可提高直驱转台的刚度和1阶固有频率，显著降低该型号直驱转台的质量。

摘要:针对超磁致伸缩驱动器在特殊工作情况下位移量过小的问题，设计一种杠杆结构的柔性铰链式超磁致伸缩微位移放大机构。通过理论计算与有限元分析相结合，验证该设计的合理性，并搭建实验平台测试超磁致伸缩驱动器驱动下放大机构的输出特性。结果表明：所设计的柔性铰链式放大机构放大比为5.32，等效刚度为1.29 N/μm，负载能力强，位移损失量较小，输出效率较高。

摘要:传统的视觉检测系统不仅浪费时间和人力，检测精度也远远不足，故提出一种视觉检测系统。该检测系统主要以涂层展开板为研究对象，在流水线系统上对其进行在位检测。首先进行了检测系统总体方案设计，在硬件方面主要介绍了该检测系统相机、镜头、光源的选取以及调试；软件方面主要介绍了相机的标定、图像的预处理和增强、边缘检测等关键技术。根据谱带的形状特征，提出一种三次样条插值法与多项式拟合法相结合的算法来提取出各个谱线分割线的边缘点，同时在LabVIEW环境下进行MATLAB编程，进而提高算法效率。然后将MATLAB计算出的坐标值通过上位机发送给数控机床，数控机床对得到的数据进行实时处理，从而对同一颜色区域进行刮取。与人工检测进行对比，该检测系统在检测精度和速度上都优于传统方法。

摘要:设计一种用于双输入双输出液位控制系统的状态估计控制器。从双输入双输出液位控制系统的结构出发，研究其结构及工作原理。在考虑系统集中扰动的基础上，利用系统的已知增益时滞比求取系统的状态空间方程。采用线性扩张状态观测器，构造系统的估计方程，并通过期望信号与输出信号误差的比值，构建状态估计控制器。通过所设计的状态估计控制器，求取双输入双输出液位系统中两个通道的估计方程以及控制信号。利用干扰观测器方法与所提方法分别对恒定及变化期望液位曲线进行跟踪。结果表明：在跟踪恒定及变化液位曲线时，所提方法对双输入双输出液位系统的控制效果较好，能够控制系统液位快速按照期望液位变化，可实现对双输入双输出液位的准确控制。

摘要:针对无心车床车削加工存在自动化程度低、劳动强度高等问题，利用TRIZ理论分析无心车床存在的技术矛盾，并在矛盾矩阵里查找发明原理，确定无心车床改进方案。设计一种同心双轴结构、螺纹驱动刀具进给的无心车床，通过两轴速度差实现刀具进给和退刀；车削光轴和锥面，扩大无心车床加工范围。利用Deform软件仿真无心车床车削加工，比较分析车削加工载荷的仿真值与理论值。结果表明：仿真值与理论值的误差在可接受范围内，验证了无心车床车设计的合理性和车削加工的可行性。

摘要:介绍龙门机床主要部件之一滑枕的设计与应用。介绍滑枕的结构设计，并探讨和分析滑枕部组中主动旋转与传动部件的动平衡和热平衡关键技术，介绍在滑枕的设计开发与应用过程中存在问题及解决方法。

摘要:针对某风机增速齿轮疲劳裂纹断裂问题，基于M积分法探究含初始单裂纹及双裂纹增速齿轮裂纹扩展时的变化规律。根据断裂力学原理和有限元原理进行分析计算，得出应力强度因子及疲劳扩展循环次数的变化规律。创建只含1条裂纹的齿轮裂纹模型，计算裂纹扩展时的应力强度因子及疲劳扩展寿命；在初始单裂纹模型上继续创建第2条裂纹，通过改变第2条裂纹的初始位置探究第1条裂纹与单裂纹前缘应力强度因子及疲劳扩展寿命的变化规律。结果表明：整体上看，双裂纹中裂纹1刚开始扩展时比单裂纹的应力强度因子小，扩展到最后会高于单裂纹的应力强度因子，中间有一个交替变换的过程；产生双裂纹时，其中1条裂纹会导致双裂纹中裂纹1的加速扩展，减少寿命周期；双裂纹距离越近，双裂纹中裂纹1加速扩展得越快。

摘要:针对新型少稀土非对称混合永磁同步电机，考虑到不同运行工况下电机实际电磁性能受驱动器以及控制策略的影响，引入场路耦合方法。基于ANSYS Maxwell、Simplorer平台建立了完整的电机本体及驱动控制系统模型，分析计算了全速域内电机的电磁特性及驱动性能，并与MATLAB-Simulink驱动控制仿真结果进行了对比。结果表明因电机电磁特性和驱动控制信息的实时传递，采用场路耦合仿真分析方法的计算结果具有更高的准确性和可信度，为后续该类新型少稀土非对称混合永磁同步电机的进一步系统级优化设计提供了参考。

摘要:为了获取直升机救助模拟器支撑横梁在模拟器激励运动下的振动响应，为进一步研究缓解横梁振动提供参考，在ANSYS Workbench中建立支撑横梁的有限元模型，通过模态分析以及随机振动响应分析获取了横梁的随机振动特性。建立了横梁固有频率的数值模型，并利用ANSYS 的预应力模块，对考虑集中质量的横梁进行模态分析，将横梁固有频率的仿真结果与数值建模的计算值进行比较，两者误差在1%以内。在模态分析基础上，利用ANSYS随机振动响应模块进一步建立了考虑直升机救助模拟器动力学的天车横梁的ANSYS仿真模型，包括横梁激振力模型以及横梁动态响应模型，得到了在直升机模拟器无规律负载作用下天车横梁的振动状态。并与试验结果对比分析，验证了模型的正确性。结果显示：应用 ANSYS求解得到的振动响应曲线与试验测得的曲线吻合良好，验证了该方法求解横梁随机振动响应的适应性，为今后解决柔性基座对运动平台的干扰问题提供参考。

摘要:在综采工作面供液系统中，由于管路系统的压力损失对工作面液压支架动作的稳定性和快速性影响较大，所以该压力损失不容忽视，要力求采用一种压力损失较小的供液方法。采用理论计算并基于 Simulation X 仿真软件对不同供液方式下管路系统的压力损失与现场采集的数据进行分析。结果表明：理论计算与 Simulation X 仿真结果和现场数据在供液管路压力损失方面的变化趋势保持一致，验证了梯形供液方式的压力损失较小，约为5.0 MPa,且第1台支架和最后1台支架之间的压力损失约为1.0 MPa，是最适合于当前综采工作面的一种供液方式。

摘要:未来飞行器的大功率伺服机构将广泛采用电动静液作动器，由于电动静液作动器的机电液控多学科耦合特性，在原理架构设计之后，必须对系统结构参数进行研究。建立电动静液作动器的Simulink模型，并对系统进行仿真分析，分析电机参数、液压泵参数、液压缸及负载参数对电动静液作动器综合特性的影响，保证设计开发效率的同时提高了可靠性。

摘要:传统泵控系统由于溢流和节流损失产生较大能耗，同时需要根据系统需求的峰值功率进行选型，系统成本高。因此，提出一种基于6个活塞和18个开/关控制阀的数字液压动力管理系统的混合执行器。采用基于模型的控制器实现对混合执行器的有效控制，并对控制效果进行仿真验证。构建新型混合执行器系统液压回路简化图，建立数字液压动力管理系统、液压回路以及电动伺服电机数学模型。设计基于模型的控制器，实现对活塞以及数字液压动力管理系统的最优控制。采用MATLAB对基于数字液压动力管理系统的混合执行器进行仿真，并与传统阀控执行器的计算结果进行对比和分析。结果表明：采用基于数字液压动力管理系统的混合执行器活塞位置和速度跟踪误差分别减少61%和47%；基于数字液压动力管理系统的混合执行器的液压蓄能器会处理局部功率峰值，系统输入功率无较大波动，同时能耗也大大降低；采用基于数字液压动力管理系统的混合执行器可以有效控制活塞位置和速度，同时具有较高的能源效率。

摘要:当今世界制造业智能化发展趋势下，产品制造过程愈加重视机器人的使用和柔性化生产，轻量灵活的协作机器人与人进行协同作业能有效提高工作效率，实现人与机器的优势互补。但人机协作的开放环境中，动态障碍物如人的运动轨迹具有时变性和不确定性，为了使人与机器人的协作过程更安全、流畅，机器人需要感知人类同伴正在进行的动作，预测人体下一步的运动轨迹，并相应地进行自己的运动规划。具体来说，机器人具备早期预测的能力很重要。为了保证人机共享时空下操作人员的安全，使人与机器更高效地协作，介绍了近年来国内外学者针对人机协作安全策略中人体运动预测方法的研究状况，并对其发展趋势和下一步的研究方向进行探讨。

摘要:针对基于浅层学习的轴承寿命预测模型非线性学习能力差、预测精度低的问题，提出一种基于堆叠门控循环神经网络（SGRU）的伺服电机滚动轴承剩余寿命预测方法。首先对轴承振动信号进行时域和时频域特征提取，将常用的时域特征参数和经过集合经验模态分解得到的时频域特征参数作为原始特征集，然后采用相似度度量方法选取最能反映轴承退化性能的特征。之后通过堆叠两层GRU隐层来构建一种深层的寿命预测网络，并以训练集的退化特征参数为输入对网络进行训练，不断优化网络参数。最后在FEMTO数据集上与单层长短期记忆网络（LSTM）方法进行对比。结果表明，该方法相比于单层LSTM方法具有更高的预测精度。

摘要:加工制造及现场装配会导致飞机液压管路外表面产生微缺陷，管路的流固耦合振动会导致微缺陷逐渐转化成裂纹甚至扩展成贯穿性裂纹，进而导致管路产生泄漏故障。因此，研究两端固支约束的飞机液压管路在含有圆周非贯穿裂纹时的动力学特性，建立飞机液压管路流固耦合振动方程以及两端固支约束管路模态函数，并在此基础上构建裂纹管路模态函数，采用Galerkin法对管路流固耦合振动方程离散化，求解方程得到裂纹位置、裂纹圆周角对管路动力学特性影响规律；考虑在循环冲击作用下管路裂纹会扩展成贯穿性裂纹情况下，对循环压力冲击作用下飞机液压管路泄漏故障进行模拟，通过小波变换和负压波法检测及定位管路泄漏位置，最后开展管路泄漏故障实验，验证了检测方法的精确性。

摘要:针对单参数不能准确表征发动机性能退化过程，以及传统智能学习模型难以准确拟合发动机退化模型等问题，提出一种融合数据构建发动机健康指数（HI），并结合多模型相似性匹配与集成模型进行发动机剩余寿命预测的方法。利用层次聚类与轮廓系数筛选参数，并融合为发动机健康指数。采用遗传算法优化随机森林拟合发动机性能退化过程，并将多模型相似性匹配用于回归模型预测，优化模型的预测结果。选择某涡扇发动机仿真数据集（C-MPASS）验证所提方法的有效性。结果表明：该方法的RMSE为6.128、MAE为4.901,且融合健康指数和多模型相似匹配极大地提高了发动机剩余寿命预测精度。

摘要:针对往复机轴承性能衰退评估中模型适应性和指标量化困难等问题，提出一种基于奇异谱分布与核模糊C均值聚类算法（KFCM）的性能衰退评估方法。利用变分模态分解（VMD）算法提取并优选主模态多重分形奇异谱(MSS)构成谱形态参量，经奇异值分解降噪处理，建立KFCM与二叉树支持向量机相结合的评估模型，并给出完整的轴承性能衰退评估流程；进行压缩机轴承磨损故障模拟及算法对比分析。结果表明：该方法能有效评定滑动轴承磨损故障性能衰退程度。

摘要:针对变转速变载荷工况下的齿轮故障检测、识别和分类问题，提出一种基于最大重叠离散小波包变换和人工神经网络的智能故障诊断新方法。研究自相关谱峭度图中的最大重叠离散小波包变换，并采用它将复杂的齿轮故障振动信号分解为频带和称为节点的中心频率。推导出每个节点的平方包络的自相关，以便计算每个节点在每个分解层次上的峭度，减少了非周期性脉冲和噪声的影响。将上一步得到的特征矩阵作为径向基函数神经网络的输入，从而实现齿轮状态的自动分类。并在变转速变载荷（16种）工况下对健康状态和5种不同类型齿轮故障的齿轮箱进行了具体测试分析。结果表明：该方法可以更好地提取特征信息，为齿轮故障诊断定位合适的解调频带，提高了所有工况下齿轮故障诊断的准确率。

摘要:为解决大型回转支承转速低、背景噪声大、常规的声发射诊断方法难以适用的问题，提出一种基于灰度图和ResNet模型相结合的声发射信号处理方法。将声发射信号编码为二维灰度图像，并通过ResNet模型识别声发射信号编码得到的灰度图，通过训练模型实现对大型回转支承的故障诊断。对某型号大型回转支承进行试验，结果表明：以时序二维化后的灰度图作为故障诊断依据，可以显著提高回转支承的故障诊断准确率；相比于传统方法，所提方法泛化性能和鲁棒性能更好，可以很好地应用在实际工况中的大型回转支承故障诊断。