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  • 2022年第50卷第22期文章目次
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    • 高速平磨氧化锆陶瓷磨削力模型的研究

      2022, 50(22):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.001

      摘要 (24) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据磨粒突出高度符合瑞利分布的假设,建立关于单颗磨粒的最大未变形切削深度模型。考虑变摩擦及机床主轴振动的影响,以单颗磨粒为研究对象,把磨削力分为磨削变形力和摩擦力,引入主轴振动修正系数,结合单位面积内的磨粒数目,建立了单位宽度上磨削的总法向力和总切向力的磨削力理论模型。结果证明:切向、法向磨削力理论值与试验值平均相对误差分别为7.97%、8.19%,误差最大值不超过15%,模型存在较高的准确性。

    • 非对称泵控系统势能回收理论研究

      2022, 50(22):6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.002

      摘要 (25) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对非对称泵控差动缸系统势能回收效率进行研究,在理论分析的基础上建立势能回收过程的数学模型,分析蓄能器压力对能量回收效率的影响规律;建立势能回收系统的物理仿真模型,对势能回收过程进行仿真研究。结果表明:与普通气囊式蓄能器相比,采用恒压蓄能器进行能量回收可以避免在势能回收过程中,非对称泵从马达工况转化为泵工况而无法回收剩余能量;当负载为10 kN时,采用恒压蓄能器最大节能效率可达到29.8%。通过数值分析计算得到负载下降过程中蓄能器最优压力曲线,可为后续势能回收蓄能器的选型提供理论上的指导。

    • 碳达峰目标下稠油电加热控制装置设计及试验研究

      2022, 50(22):11-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.003

      摘要 (18) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高稠油井电加热系统的加热效率,改变目前油田现场主要通过人工经验控制和低效的自动控制造成能源浪费的情况,研究并提出一种稠油电加热控制装置。基于非嵌入式获取的油井生产电信号,以稠油开采电机的电功率为闭环反馈信号,获取油液最优温度的参考输入。在此基础之上,通过井口油液温度的微分反馈环节,改善温度迟滞效应,实现中频电源输出功率的节能控制。通过对嵌入式硬件核心电路模块的设计和主要软件功能的开发,不仅实现了稠油井电加热过程的动态控制,还实现了各项运行指标的现场实时监测。稠油开采井场测试结果表明:该稠油电加热控制装置满足油井节能安全的生产需求,节能可达21%,相当于少排放二氧化碳约82.3 t

    • 基于改进遗传算法零件加工工序优化研究

      2022, 50(22):18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.004

      摘要 (17) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂零件加工特征多、加工工艺多样等问题,提出一种基于改进遗传算法的零件加工工序优化方法。该方法利用三维工步矩阵实现制造信息存储和表达,建立工步约束矩阵作为约束条件,以花费成本最低作为目标建立加工工序优化的数学模型;对基因进行分层编码,针对不同的决策层选择对应的交叉、变异算子,引入选择层编码实现加工车间加工方式和制造资源的动态决策;以箱体零件为例进行验证。结果表明:改进后的遗传算法提高了种群质量,加快了算法收敛的速度,得到了符合工序约束的加工序列,验证了改进方法的有效性。

    • 定模动辊机电系统动力学智能优化方法

      2022, 50(22):26-31. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.005

      摘要 (11) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:定模动辊成型是一种变截面渐进成型方法,依赖定模动辊成型装备实现高强度金属板材变截面渐进成型。定模动辊成型装备运动平稳性与构件成型质量密切相关,因此以加速度幅值最小为目标函数,考虑定模动辊成型装备伺服电机、传动装置、辊模机构与成型板材的机电系统动力学优化,是机电装备设计理论研究的新课题。采取深度强化学习方法,应用深度确定性策略梯度算法对定模动辊成型装备进行优化。结果表明:该算法适用于机电系统动力学优化,具有科学意义和工程应用价值。

    • 涡轮叶片切削参数研究与仿真

      2022, 50(22):32-37. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.006

      摘要 (34) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决涡轮叶片可选加工参数较多、加工质量与效率难以保证的难题,提出一种涡轮叶片的五轴加工工艺。利用解析分析的方法建立切削力理论模型,对比验证切削力经验公式的模型精度。结合工件受力变形有限元模型,选取优化后的切削参数,并利用可视化软件实现对叶片无偏摆点铣与侧铣程序的编制与仿真。可视化仿真结果表明:该加工工艺及参数下,可获得加工精度较高的叶片表面;点铣法加工精度较高,通用性强,与侧铣法相比效率较低。铣削试验结果表明:仿真表面结果与试验表面在变化规律上吻合良好,证明了所提工艺与参数的有效性,提升了涡轮叶片的制造精度与效率。

    • 基于WOA-SVR的电主轴热误差优化建模

      2022, 50(22):38-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.007

      摘要 (9) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立更加准确的电主轴热误差预测模型,以某台电主轴为实验对象,测得10 000 r/min转速时的温升和热伸长数据。利用模糊聚类结合灰色关联度分析(FCM-GRA)理论,优化温度测点。采用鲸鱼优化算法(WOA)和支持向量回归(SVR)相结合的方法,建立电主轴的热误差预测模型。对比多元线性回归、SVR和WOA-SVR预测模型预测效果。结果表明:鲸鱼算法优化后的支持向量回归预测模型可以更有效预测电主轴的热误差,将拟合误差最大值降低到3.72 μm,均方根误差降低至1.33 μm,验证了所提方法的可行性。

    • 基于ROS的机械臂运动规划研究

      2022, 50(22):43-47. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.008

      摘要 (26) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高多自由度串联机械臂在作业过程中的工作效率及安全性问题,提出一种基于ROS平台的机械臂运动规划方法。以ABB机器人为研究对象,进行正逆运动学分析。通过MoveIt配置包构建机器人的三维可视化模型,对机器人进行笛卡尔空间下的直线和圆弧规划实验。为提高机器人运动安全性和关节运动的平滑性,自定义一种线性插补算法后集成到MoveIt中进行运动仿真实验。实验结果显示机器人各关节运动轨迹平滑,稳定性高,表明此插补算法的可行性。最后进行机械臂的避障仿真实验,在MATLAB中对快速扩展随机树(RRT)算法和双向快速扩展随机树(RRT-Connect)算法进行对比实验,仿真证明:RRT-Connect算法速度快,路径短,更能提高机械臂在复杂路径下的规划效率。

    • 电液位置伺服系统的自适应抗饱和控制

      2022, 50(22):48-53. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.009

      摘要 (22) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电液位置伺服系统的不确定性与输入饱和问题,提出自适应抗饱和控制策略。建立阀控缸系统的数学模型;在基于反步法的设计框架下,将输入饱和导致的跟踪误差加入到李亚普诺夫函数当中,并根据该李亚普诺夫函数设计控制器。通过使李亚普诺夫函数渐近稳定,使得系统跟踪误差收敛于零。针对系统模型中的不确定参数,通过自适应算法对其进行迭代更新,以保证控制器的有效性。以跟踪误差最小为目标函数,采用粒子群搜索算法优化控制器的4个参数。结果表明:加入抗饱和时的控制信号比未考虑输入饱和时的控制信号的幅值明显减小,消除了输入饱和现象;在参数不确定和输入饱和情况下液压缸活塞的最大跟踪误差仅为5.8×10-6mm,相对无抗饱和算法时的跟踪误差有了大幅减小。

    • 硫氮共渗齿轮的干摩擦特性试验研究

      2022, 50(22):54-57. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.010

      摘要 (13) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高碳钢制齿轮的摩擦学性能,采用硫氮共渗处理技术对常用45钢齿轮进行处理,研究它在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。在室温下,不使用任何液体润滑剂进行齿轮的磨损试验,并对相同参数的45碳钢齿轮进行氮化、渗碳淬火、高频淬火和硫氮共渗+氮化的复合等不同表面处理。采用齿轮检测仪测量6种齿轮试验后轴间距离,并将其变化作为磨损量。采用摩擦磨损试验机测量各种表面处理的摩擦因数,并观察试验4 h后的6种齿轮的齿面状态。结果表明:相比其他表面处理技术,经硫氮共渗处理的齿轮磨损量明显较小,而表面硬度与其他处理相当或较低;硫氮共渗+氮化复合表面处理的磨损量最低;硫氮共渗形成的硫化物层厚度约为1 μm,远低于试验4 h后的磨损量,但是硫化物层磨损后润滑作用仍然存在。因此,硫氮共渗+氮化复合表面处理可有效改善碳钢齿轮在常温空气中的固体润滑性能。

    • 大变形结构强度试验滑轮组加载系统扣重技术研究

      2022, 50(22):58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.011

      摘要 (8) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证大变形结构试验扣重的准确性,提出一种大变形结构强度试验扣重方法,设计一种滑轮组加载系统扣重装置,以实现试验状态及非试验期间结构重力的精准扣除。滑轮组由动滑轮和定滑轮组成,保证结构大变形下扣重装置始终保持水平状态,确保扣重载荷的力线方向;利用力控作动筒可有效克服滑轮组摩擦力的影响,确保大变形下扣重载荷施加的精准性。以某型飞机扰流板静强度试验为研究对象,采用所提的试验扣重方法完成试验。试验结果满足要求,验证了该扣重方法的可行性、有效性。

    • 基于CAPSO-RBF的磁悬浮系统控制研究

      2022, 50(22):63-68. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.012

      摘要 (18) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统控制器磁悬浮球系统快速性和稳定性易受干扰等问题,建立云自适应粒子群优化(CAPSO)的RBF神经网络监督控制器。通过RBF神经网络学习整定PD控制器的输出后采用云自适应粒子群算法对RBF网络的3个参数进〖JP+1〗行归一动态优化。采用原有RBF神经网络梯度下降法、粒子群算法、云自适应粒子群算法分别训练后进行对比控制仿真。结果表明:基于CAPSO-RBF的混合控制算法实现了磁悬浮球系统自适应控制,其动态性能和稳态性方面有较好的提升。

    • 基于AMESim的起重机回转系统建模与冲击抑制

      2022, 50(22):69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.013

      摘要 (36) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:起重机回转过程中产生的冲击容易缩短设备寿命,降低起重机回转稳定性。针对此问题,对起重机回转系统进行建模,并提出了一种压力冲击的抑制方法。根据某型号起重机回转系统的工作原理和过程,使用AMESim软件建立起重机回转系统模型,通过实验与仿真的对比验证模型的准确性;提出一种压力冲击的抑制方法,通过所搭建的AMESim模型对该方法进行验证;在起重机实车上进行实验。实验结果表明:所提出的压力冲击抑制方法使马达进口压力最大值降低25 MPa,一定程度上抑制了起重机回转作业时的压力冲击,提升了起重机的回转稳定性。

    • 纵-扭超声磨削陶瓷表面粗糙度拟合与预测模型

      2022, 50(22):74-79. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.014

      摘要 (34) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究纵-扭超声振动对陶瓷磨削表面几何形貌的影响,以ZrO2陶瓷为研究对象,通过正交对比试验,以磨削表面粗糙度值为评价指标,采用多元线性回归分析法,建立普通磨削(OG)及纵-扭超声磨削(L-TUG)材料表面粗糙度拟合模型,研究工艺参数对表面粗糙度作用的主次顺序及影响程度;同时利用BP神经网络预测模型进行L-TUG表面粗糙度的优化求解。结果表明:在L-TUG中,主轴转速对粗糙度值影响最大,超声能量影响最小;在OG中,磨削深度对粗糙度值影响最大,主轴转速影响最小。BP神经网络模型预测误差在1.070%~9.396%内,且最优磨削参数组合获得的表面质量最好,可实现对L-TUG表面粗糙度值较高精度的智能预测。

    • BF-850B立式高速数控机床精度检测及误差补偿研究

      2022, 50(22):80-83. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.015

      摘要 (31) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:机床在加工的过程中会因为物理变形和热变形,使得加工零件的精度难以保证,因此必须对运动中的影响机床精度的误差源进行误差分析及实时补偿。利用激光干涉仪和球杆仪对数控机床定位精度进行检测,并建立了关于机床变形的检测数据的数学模型,确定了定位误差补偿方法,同时以具体的数控机床为例进行了定位精度检测与误差补偿,最后对补偿效果进行了分析。结果表明:该定位误差检测及补偿方法具有可行性与实用性,使数控机床的定位精度得到了显著的提高。

    • 基于CIP协议的液压型风力发电机组上位监控系统通信方法研究

      2022, 50(22):84-89. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.016

      摘要 (10) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以液压型风力发电机组的上位监控系统为研究对象,针对上位监控系统与下位机的通信问题,结合EtherNet/IP通信原理,提出一种基于CIP协议的液压型风力发电机组上位监控系统通信方法,并通过Microsoft Visual Studio开发环境,采用C#语言实现上位监控系统的通信。测试结果表明:采用基于CIP协议的通信方法能够实现液压型风力发电机组上位监控系统的通信,并独立于其他任何通信软件;与上位监控系统的其他通信方法相比,基于CIP协议的通信方法提升了通信效率,节约了资源,降低了成本,可为后续开发完整的液压型风力发电机组上位监控系统提供通信基础。

    • 钻挖一体式挖掘机设计及研究

      2022, 50(22):90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.017

      摘要 (12) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对中石油的挖掘机改造项目安全与控制方面的要求,设计一种液压节能、安全控制为核心,用于管道施工的自动化设备钻挖一体式挖掘机。根据挖掘机改造的设计要求,设计一种基于PLC控制的钻挖一体式挖掘机施工设备的机械结构。在普通挖掘机的基础上,台达AS228T-A PLC与外部执行器件连接,采用RS485串口通信的方式进行信号采集,通过PLC进行数据处理实时控制相应的传感器。同时还采用PLC的D/A模拟量输出模块与VT3000比例放大器对变量柱塞泵进行控制。分别控制泵1和泵2电流大小,解决在作业时若有一种方式失效带来的困扰,保证挖掘与钻孔两个功能能够正常进行,有效提高工作效率。

    • 多维振动平面静压解耦设计

      2022, 50(22):95-99. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.018

      摘要 (24) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:多维振动试验系统在航天、航空领域有着广泛应用,可以为航空、航天产品提供3个方向的激振力,能够更加真实地模拟试件振动环境,系统中解耦装置的性能对整体系统性能有着重要影响。基于静压技术指标要求对平面静压解耦装置结构展开了设计与研究,通过理论计算方法设计了一套平面静压解耦装置,并对该装置进行了油膜性能测试以及动态性能测试,测试结果达到技术指标要求,为多维振动试验系统的液压解耦装置结构设计提供了理论依据。

    • 基于HPGL的数控裁床加工系统方案设计与实现

      2022, 50(22):100-104. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.019

      摘要 (9) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高数控裁床自动化生产水平,设计一种数控裁床加工系统方案。围绕数控裁床运动速度控制和轨迹插补算法等关键技术点,根据HPGL协议的数据特性,提出数控裁床CNC加工数据生成方法,设计一种基于线段分段的速度控制方法来生成速度列表,并基于微软基础类库MFC开发上位机,实现处理曲线中各线段的运动速度控制的功能。设计将加工插补算法与数据栈相结合的应用方法,并运用STM32F103开发下位机,实现计算各线段的插补步进量并进行轨迹控制的功能。通过样片测试,验证了所设计的数控裁床系统具有用于实际加工的可行性和高效准确性,能有效满足生产需要。

    • 集成式电磁阀设计及阀芯卡滞优化

      2022, 50(22):105-108. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.020

      摘要 (10) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用一维软件进行电磁阀参数设计,利用3D制图软件进行建模,使用三维流体软件进行功能校核及优化,设计集成式电磁阀。针对电磁阀卡滞问题,应用CFD方法计算阀芯特定工作位置下的稳态液动力和全工况瞬态液动力;对比轴向液动力、弹簧力与电磁力的平衡关系,校核径向液动力大小,排查设计缺陷,筛选关键参数,进行导向性优化设计。结果表明:增加阀芯槽深或在阀芯出口位置增加坡角设计,能够有效解决电磁阀阀芯卡滞问题。

    • 开关型被动式调平系统设计及其应用

      2022, 50(22):109-112. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.021

      摘要 (8) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用三级压力调节插装式溢流阀取代多个伺服比例阀进行调平同步控制,设计一种开关型被动式四角调平系统,降低同步控制硬件成本。将此系统应用于HET4000D型号复合材料全自动液压机上,测试结果表明:活动梁在20 mm/s的加压速度下,四缸的同步误差为0.25 mm,即活动梁的平行度为0.068 7 mm/m,此设计系统可满足平行度需控制在0.1 mm/m内的行业标准要求。

    • 基于磁场及动态响应的磁流变阻尼器结构分析

      2022, 50(22):113-118. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.022

      摘要 (16) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据阻尼力理论数学模型分析减振器结构设计,并基于有限元仿真建立磁路结构模型,深入剖析不同磁路结构对磁场分布特性的影响以及对动态响应的影响。结果表明:小的阻尼间隙有利于增加磁感应强度并减小响应时间,活塞有效长度的增加在减少响应时间的同时也减小磁感应强度,磁极形状对二者的影响都较小。综合考虑磁场分布及响应时间,给出活塞头合理结构参数区间,为磁流变减振器的结构设计与优化提供参考。

    • 流量反馈型电液比例阀的模糊PID控制特性

      2022, 50(22):119-124. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.023

      摘要 (77) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:流量反馈型电液比例阀是一种较为复杂的高阶非线性系统,传统PID对其控制效果不佳。为提高该阀的控制性能,提出一套基于模糊控制理论的参数自整定PID算法。分析电液比例阀工作原理,设计一种两输入三输出的模糊自整定PID控制器;采用Simulink和SimulationX软件,分别建立模糊PID模型和电液比例阀模型,对电液比例阀的控制特性进行仿真分析。结果表明:采用所设计的模糊PID控制器,可有效改善新型电液比例流量方向阀稳定性和动态性能。

    • 混合磁源式磁流变阀的数值研究

      2022, 50(22):125-130. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.024

      摘要 (10) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前磁流变阀的阻尼通道简单、磁流变阀压降调节较小的情况,设计一种基于轴向环形液流通道混合磁源的磁流变阀。阐述混合磁源式磁流变阀的结构及工作原理,推导压降数学模型。采用有限元法对混合磁源式磁流变阀的磁场进行仿真,分析输入电流、液流通道阻尼间隙、圆环厚度和隔磁环厚度对磁流变阀压降变化的影响规律。结果表明:阀的压降随着输入电流的增加逐渐增大,随着液流通道阻尼间隙的增加而减小,随着圆环厚度和隔磁环厚度的增加而减小。其中隔磁环厚度影响最小,液流通道阻尼间隙影响最大。当液流入口速度为4 L/min、输入电流为2 A、液流通道阻尼间隙为1 mm 时,混合磁源式磁流变阀的饱和磁致压降可达8.553 2 MPa。

    • 基于Abaqus的SAE分体法兰密封影响因素仿真分析

      2022, 50(22):131-136. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.025

      摘要 (11) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对风洞油源系统硬质管路连接法兰渗油漏油问题,在Abaqus中建立SAE分体法兰连接的油管有限元模型,分析O形密封圈预压缩率、工作油压、油管装配前的径向偏差、角度偏差对法兰连接密封性的影响规律。结果表明:O形密封圈具有自密封性,且密封性随着预压缩率的增大而增强,密封面上的接触应力随着工作油压的增大而增大;油管安装中存在的径向偏差和角度偏差造成SAE法兰焊接头端面接触应力分布不均甚至出现局部屈服现象,但是装配偏差在一定范围内对密封圈的静密封性能影响较小;当油管每100 mm径向偏差大于1.2 mm且角度偏差大于5°时,法兰密封快速失效。

    • 双余度机电作动系统静态力均衡技术研究

      2022, 50(22):137-142. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.026

      摘要 (11) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机多电/全电化技术的发展使得机电作动系统广泛应用于飞控舵面作动系统中。通过分析主动/主动式双余度机电作动系统的架构和工作原理,考虑舵面空气负载以及连接刚度建立完整的系统数学模型。通过理论分析研究系统静态力纷争形成的主要因素,进行实例仿真验证并评估这些因素对静态力纷争的影响。在此基础上,提出采用调整位置偏差补偿静态力纷争、积分环节力均衡技术和比例积分环节力均衡技术,结果表明:双余度EMA中产生静态力纷争的主要因素为通道间的静态位置偏差以及连接刚度不一致,并且其影响可以叠加;与传统积分环节的力均衡技术相比,比例积分环节力均衡技术能更精准、快速、稳定地消除静态力纷争。

    • 典型工况下桥式起重机大车运行机构摆角模型

      2022, 50(22):143-149. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.027

      摘要 (11) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥式起重机常常受到如空气阻力、风载荷影响、系统自身阻尼、轨道变化以及运动过程中的摩擦力等多种因素的干扰,这些不确定的因素对负载摆动有着不可避免的影响。对起重机建立准确模型是研究桥式起重机的电子防摇控制策略的基础。从桥式起重机四大组成部分的功能出发,分析起重机一个作业循环以及大小车运行时的受力情况:包括由轨道缺陷导致的负载阻力、绳长弹性形变以及风载等。建立桥式起重机-负载三维动力学数学模型,基于MATLAB对仿真结果进行分析。研究结果表明:驱动力大小、风载以及负载质量在不同程度下会促进负载的摆动,且当这些因素保持不变时,摆角增速有所下降。

    • 基于线性自抗扰控制的激光通信跟瞄机构机电联合仿真

      2022, 50(22):150-156. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.028

      摘要 (12) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析空间激光通信组网从光端机跟瞄机构的性能、提高跟踪精度,对跟瞄机构的控制与仿真技术展开研究。建立跟瞄机构机械系统模型,设计基于线性自抗扰控制的控制系统;使用ADAMS和Simulink搭建机电联合虚拟样机,完成跟瞄机构跟踪性能的仿真分析。结果表明:基于LADRC的联合仿真控制系统消除了摩擦扰动造成的速度跟踪死区,跟踪精度优于传统PID控制;对频率为0.1 Hz的正弦信号跟踪误差最大值为105 μrad,符合跟瞄机构的指标要求,可以作为实物样机研发的参考依据。

    • 基于粒化散布熵和SSA-SVM的轴承故障诊断

      2022, 50(22):157-162. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.029

      摘要 (17) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轴承故障振动信号在单一尺度下提取故障特征信息不完备,导致故障诊断识别率较低的问题,提出基于粒化散布熵(FIG-DE)和麻雀搜索算法(SSA)参〖JP2〗数优化的支持向量机(SVM)的轴承故障诊断方法。利用模糊信息粒化对轴承振动信号进行粒化处理,得到fLow、fR、fUp3个尺度下的模糊信息粒;分别计算3组信号的散布熵;将所得的熵值组成特征向量矩阵,输入SSA-SVM进行轴承故障分类。结果表明:利用SSA-SVM进行滚动轴承故障诊断,准确率有明显的提高。

    • 复杂工况下旋转机组齿轮箱的故障诊断方法

      2022, 50(22):163-166. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.030

      摘要 (14) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:故障诊断;齿轮箱;D-S证据理论;旋转机组;复杂工况

    • 基于T-S模型的锚杆钻车液压系统故障树分析

      2022, 50(22):167-171. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.031

      摘要 (11) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍基于T-S模型的模糊故障树理论,并应用于锚杆钻车液压系统。构建锚杆钻车液压系统T-S故障树,分别在已知底事件故障模糊概率和已知底事件故障程度两种情况下计算锚杆钻车液压系统模糊故障概率。结果表明:锚杆钻车各系统故障模糊概率存在联系;日常使用中做好液压泵的保养可提高整体系统可靠性;计算需选取合适隶属度函数,可通过试验或维修数据完善,提高故障诊断分析准确率。

    • 基于云平台的锻压机床状态监测与故障诊断系统研究

      2022, 50(22):172-178. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.032

      摘要 (16) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究基于云平台的状态检测与故障诊断系统方案,提出基于NETWORX和DJANGO双软件架构的策略,以解决监控评价和故障诊断网络融合的问题及实现监控多台设备的目的。设计以PLC为核心的现场控制系统;NETWORX架构可以方便与各种物联网采集系统交换数据,所以用NETWORX架构实现云平台的远程监控程序;采用Python的DJANGO设计状态检测和故障诊断程序。结果表明:所提系统特征参数的采集精度在1%范围内,控制及显示监控功能都符合设计要求。利用经验故障数据对分类回归故障树(CART)、SVM、MLP 3种常见的故障诊断智能算法进行比较。结果表明:CART算法、SVM算法、MLP算法的故障诊断正确率分别为91.3%、73.2%、86.2%,证明基于云平台的锻压机床状态监测与故障诊断系统能够满足设计需要。

    • 基于DTW相似度和Bi-LSTM的滚动轴承寿命预测

      2022, 50(22):179-184. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.22.033

      摘要 (50) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的滚动轴承退化指标单调性差,对轴承异常不敏感导致基于数据驱动的深度学习算法难以实现轴承寿命准确预测的问题,提出一种基于动态时间规整算法(DTW)和双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)的滚动轴承剩余寿命预测算法。利用信息熵提取滚动轴承的退化特征,构造连续的时间序列;划分时间序列并构造出参考模板及测试模板,采用DTW算法计算模板间的相似度,将它作为健康指标表征轴承的退化程度;用健康指标训练Bi-LSTM网络并预测轴承的寿命。采用法国IEEE PHM 2012的全寿命数据进行研究,结果表明:经过DTW算法优化信息熵指标后所构造的健康指标可更好地反映轴承的退化过程;当进行寿命预测并保持预测算法不变时,经过优化后的指标较优化前相比,能明显提高轴承寿命预测的准确度。

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