- 陈诗佳;周和超;
随着列车速度的进一步提高，轨道激扰对车体振动的影响也更为明显。因此，在高速运行时，列车更容易受到制动系统动态特性的影响，对车辆运行的安全性构成威胁。为了研究车辆振动对高速列车制动系统力承载边界的影响，首先建立了具备制动系统的高速列车整车动力学模型，并进行了仿真计算。其次，研究了制动初速度、减速度、轴重以及线路不平顺幅值对制动盘压力波动的影响。研究结果表明，受到线路激扰的影响，位于轮对上的制动盘与位于转向架构架上的制动夹钳之间产生相对振动，导致制动压力在额定压力附近波动（约为±5%）。此外，制动初速度和线路不平顺的增大、减速度的降低均会加大制动压力的波动。因此，在分析评估高速列车制动系统温度和振动特性时，特别是在高干扰线路条件下，需要考虑车辆振动环境的影响。
2024年03期 v.53;No.384 22-25+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K] - 刘晓宏;温治;杜宇航;苏福永;张四宗;楼国锋;
气液双流体雾化技术在熔体破碎、喷雾冷却、除尘降尘、燃油燃烧等方面具有广泛的应用。为了研究气液双流体雾化喷嘴的流场特性和雾化特性，本研究利用Fluent软件进行数值模拟，采用Realizable k-ε模型处理湍流流动，并将喷嘴的气液入口设置为压力边界条件。通过模拟得到了气液双流体喷嘴内部和外部的流场分布、喷嘴内部的压力分布、雾滴颗粒的空间分布以及雾滴粒径等参数规律。研究结果表明，随着气体压力从0.3 MPa增大至0.7 MPa时，喷嘴出口气流速度增大，雾滴的飞行速度随之增大，雾滴的平均粒径达到微米级，粒径逐渐减小；而随着水压从0.3 MPa增大至0.7 MPa，气流出口速度略有减小，雾滴的飞行速度也有一定的降低，雾滴的平均粒径增大。另外，研究还发现气流在喷嘴出口时速度和压力均会达到最大值，然后速度会迅速衰减，且初始衰减速度相对较快。
2024年03期 v.53;No.384 26-29+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K] - 赖奕骏;阎秋生;李为波;陈俊安;陈浪;
随着纯电汽车续航里程不断增加，电池仓能量密度被提高，其尺寸也被增大。而压铸工艺无法满足大尺寸电池仓的生产，有必要对电池仓进行分体生产。为检验分体后电池仓的安全性，采用HyperMesh建立某动力电池仓下壳体分体后的电池盒前侧板有限元模型以及对其进行前处理，模拟电池盒前侧板装配在车架上承载电池模组的工作状态；然后基于Optistruct对其进行约束模态分析、不同行驶状态下静力学工况分析以及锂电池组高温工况下热变形热应力分析，以验证电池盒前侧板的动静态特性。最后采用LS-DYNA模拟电池盒前侧板在1 m高处倾斜5°进行跌落试验，以验证其抗冲击性能。结果表明，电池盒前侧板在约束模态分析、静力学工况以及高温工况均能满足安全标准及强度要求。在跌落模拟试验中电池盒前侧板局部区域集中分布的等效应力大于材料屈服强度，需要增加该区域的壁厚，从而提高刚度。
2024年03期 v.53;No.384 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1731K] - 石杨山;罗金良;
顶点探测器是中国科学院高能所提出的首次应用于环形正负电子对撞机（CEPC）中的重要探测设备，基于顶点探测器探测精度与工作可靠性要求，顶点探测器的最大振幅需小于1μm，不满足要求将导致探测失效。采用了理论与数值模拟相结合的分析方法，利用梁的挠度计算公式分析了影响探测器刚性的主要因素，通过Fluent与瞬态结构耦合模拟计算危险工况下，空气流体激励中断再恢复时结构关键部位的振动响应，并对计算结果使用Origin可视化处理，结果表明流体流速为2 m/s时结构的最大振幅为1.29μm。通过对结构进行尺寸、形状和拓扑优化，并结合敏感性分析法分析优化措施效果，计算数据表明结构的刚度对增加两侧支撑厚度不敏感，增加支架高度对结构的刚度影响较大，形状和材料分布对结构稳定性具有决定性影响。
2024年03期 v.53;No.384 36-40+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K] - 孙东祥;苏亚丽;唐凌虹;吕少华;
生物柴油是一种可再生的清洁能源，主要原材料是植物油、废弃的餐饮油（地沟油）和动植物脂肪等，主要应用于表面活性剂、天然脂肪醇、工业溶剂、工业润滑剂、生物酯增塑剂、醇酸树脂等。比定压热容是流体的热工性能关键参数，是计算热工设备中工质焓变的基础数据，同时也是流体流动和传热计算的必要数据。采用基团贡献法研究在生物柴油中各基团随压力及温度的变化规律，提出了生物柴油主要组分脂肪酸酯类物质的比定压热容计算模型。与实验数据相比，模型计算值的最大偏差为2.7%，绝对平均偏差为0.79%，具有较高的计算精度，适用于温度333～433 K，及压力0.1～10 MPa范围内脂肪酸酯类物质的比定压热容计算。该模型的提出能够为生物柴油的推广应用提供基础热物性数据。
2024年03期 v.53;No.384 41-44+171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K] - 解玉成;孙晓;于柳;文比强;汤迎红;
目前，对管道内腔为自由曲面的截面轮廓进行高精度测量是行业难题。拟将多个不同测量范围的激光位移传感器放置于管道内腔中，采用旋转的方式对内腔进行测量，将得到的测量数据进行归一化处理后获得被测管道内腔截面轮廓形状。分析测量过程中激光光斑的变化情况，针对光斑图像的多峰、散斑、平顶与形状变化等现象，提出了一种基于传统灰度重心法进行粗定位的距离倒数加权多项式插值亚像素光斑中心定位方法。采用中值滤波对光斑图像进行预处理，通过自适应阈值分割法从环境背景光强中分离出光斑中心定位区域。通过MATLAB仿真与灰度重心法、加权灰度重心法与高斯拟合法传统光斑中心定位方法相比，结果表明，光斑中心定位精度达到0.01 pixel，在激光光斑中心定位精度和稳定性方面有一定的改善，明显优于传统的光斑中心定位算法。
2024年03期 v.53;No.384 45-49+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K] - 任庆忠;周好斌;徐向前;程卓;
针对刮板链螺栓紧固的局限性，设计了一种刮板链螺栓自动紧固设备，根据刮板链螺栓紧固的工艺流程，采用SolidWorks对刮板链螺栓自动紧固设备进行几何建模。在紧固过程中，由于步进电机转速太快时力矩不足，转速太慢时，紧固时间较长，效率太差。因此设计了一种基于MCGS的刮板链螺栓自动紧固速度控制系统，通过对步进电机矩频特性和螺栓拧紧曲线进行分析，得到了步进电机转速与旋转角度的关系，从而推出步进电机速度当量与紧固时间的关系。通过对螺栓紧固时间内速度当量值进行离散，采用MCGS设计硬件和编写软件脚本，同时对人机交互界面进行组态，将设计的控制系统进行联机调试。结果表明：该速度控制系统在15 s的紧固时间内，将速度当量值从3 000离散至1 000，达到了螺栓紧固的力矩要求，在简化紧固过程的同时，缩短了紧固时间，实现了刮板链螺栓的自动紧固，保证了设备运行的可靠性与稳定性，提高了工作效率。
2024年03期 v.53;No.384 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K] - 陈元健;黄靖;孙晓;于柳;罗剑宾;陈培演;
管道泄漏次声波信号中的干扰噪声影响管道泄漏定位的精准度。提出了一种基于白鲸优化算法（BWO）优化变分模态分解（VMD）联合小波阈值（WT）的管道泄漏次声波去噪方法。针对VMD算法中分解层数K和惩罚因子α的取值对信号分解结果影响较大，利用白鲸优化算法（BWO）对VMD分解的两关键参数进行寻优，获得最优参数组合[K、α]，并利用优化后的参数对次声波信号进行VMD分解，获得一系列本征模函数（IMF）分量。通过计算各IMF分量的相关系数来区分噪声IMF分量和有效IMF分量，引入一种改进的小波阈值函数对有效的IMF分量进行去噪处理，再重构去噪后各有效IMF分量，得到去噪后的管道泄漏次声波信号。通过仿真实验，将所提方法与灰狼优化算法（GWO）优化VMD联合小波阈值和麻雀搜索算法（SSA）优化VMD联合小波阈值两种方法对比，所提方法去噪后信号的信噪比分别提高了1.27%、2.01%，表明所提方法的去噪效果具有一定的优越性，为后续管道泄漏计算定位奠定了良好的基础。
2024年03期 v.53;No.384 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K] - 徐平凡;王文彬;徐鸣利;黄健;
在电子电路板制造行业，部分非标异性元件需要人工完成供料工序，再对接快速贴片机（Surface Mount Technology,SMT）完成整个生产工序，效率低下，无法满足电子产品组装行业的发展需求。为此设计了一种基于单片机控制的散料异形件供料器，包括2套振动装置和直线导轨，振动装置呈螺旋形上升与直线轨道连接，2个直线导轨并行工作，直线振动器可使导轨部件振动使导槽内的散料移动，当散料移动至导槽的末端时，插件机吸夹嘴定点取料从而进行自动贴插件。与传统的手工贴插件相比，散料经本装置供料后，自动贴装品质更加得到保证。实践结果表明，该装置兼容现有的SMT设备及插件机设备，实现了供料器的全自动工作，提高了生产效率；所需员工从5人减少至1人，生产节拍从5 s/件降低至1 s/件，次品率从3‰大幅度下降至1‰。
2024年03期 v.53;No.384 60-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] - 韩晓兰;张国荣;孔浩;
1Cr18Ni9Ti不锈钢在深孔钻削中面临排屑难、切削力大和刀具易磨损等挑战，然而其在航空航天、船舶、汽车、核工业等军用和民用领域的广泛应用使其备受关注。尤其在小孔径活塞筒的加工中，由于对密封性的高要求和深孔零件自身的特殊性，其加工质量直接关系到使用性能。为解决这一难题，深入研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢的深孔钻削工艺。通过分析BTA钻头在深孔钻削过程中的受力情况，建立了相应的钻削力数学模型。同时分析了不同工艺参数组合对钻削力和切屑形态的影响规律，结论是加工过程中的主要影响因素是进给量，切削速度的影响较小。最终确定了一组优化的工艺参数。应用该组参数后，成功实现了排屑顺畅的C型屑产出，显著减小了切削力和切削热，有效缓解了刀具磨损问题。本研究为类似难加工材料的钻削工艺参数选择提供了参考依据。对于提高1Cr18Ni9Ti不锈钢深孔钻削的加工效率和质量，进而提升相关零部件的使用性能具有重要的理论和实际意义。
2024年03期 v.53;No.384 63-66+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K] - 李振玉;李跃忠;刘剑;齐娟娟;王一;聂颖;张晓芳;
随着现代信息技术的飞速发展，传统的冯·诺伊曼计算架构存在数据处理与存储分离现象，在数据处理方面出现了瓶颈。基于忆阻器的人工突触阵列具有高的并行计算能力以及存算一体的特点，使得其在神经形态计算和人工神经网络等领域的应用具有显著优势。通过采用溶液旋涂法，在空气环境下成功制备了结构为Ag/Bi_2S_3/ITO的忆阻器件，并对器件的忆阻特性进行了测试。直流I-V循环测试结果表明，所制备的忆阻器具有极低的开关电压和良好的一致性。此外，通过设置合适的脉冲测试条件进一步获得了线性的电导调节特性。最后，将具有非易失特性的Ag/Bi_2S_3/ITO忆阻器作为人工突触和神经元建模，利用Python构建了用于手写数字识别的全连接神经网络，其线性可调节电导特性作为网络的权重更新，获得了高达87.46%的数字识别准确率，该研究结果为新型低功耗类脑芯片提供了一种可行的应用方案。
2024年03期 v.53;No.384 67-71+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] - 陈洪军;叶丽珠;陈其龙;万亚利;陈新度;
针对工业大数据的多场景数据建模的复杂性以及数据处理过程中分散式与流式、实时式与离线式的数据多模态等特点，通过一般大数据的技术框架范式分析，阐述了产品全生命周期和典型应用场景工业大数据的阶段数据性质和数据结构特点，提出工业大数据离线批处理、实时检索、实时流处理、融合数据仓库的四种大数据采集与管理技术解决方案，从而为在产品生命周期过程中和不同场景下工业大数据的采集、传递、积聚、融合与在线分析提供更加及时、精准、自动化的技术处理框架范式。
2024年03期 v.53;No.384 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1803K] - 颜毅斌;陈清化;管俊杰;范刚;谭香玲;
利用状态监测与故障诊断能够确保风电机组运行的可靠性与安全性。为了解决风电机组故障诊断适用性差、精度低的问题，针对风电机组早期故障预警及定位工作，在传动链故障诊断中引入深度学习算法，基于监控数据采集系统提供的数据基础，结合稀疏字典对对抗变分自动编码器（AVAE）进行改进，引入非线性深度表示，以降低数据维数，进而实现对原始数据内在特征的多样化、有效提取。同时，提出了一种AVAE-SDL故障诊断模型，可以有效排除训练过程中随机噪声造成的影响，有利于从高维数据中进一步提取内在特征。案例分析结果证明，AVAE-SDL故障诊断模型能够准确检测出机组故障，不存在误报情况，可作为风电机组传动链故障诊断的可靠工具。
2024年03期 v.53;No.384 78-80+135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K] - 梁土珍;谢黧;鲁储生;易显钦;
复杂零件的数控加工通常根据零件三维模型数据进行编程、加工。但由于技术保密，很多时候需要根据零件实物完成三维模型和加工程序。针对此问题，提出了一种对零件实物逆向重构及数控加工仿真的方法，通过逆向工程技术对零件实物进行数据采集，将采集的零件点云数据导入到Geomagic软件中进行处理，最后导出STL格式的数据，接着使用UG软件进行逆向重构，关键部位的尺寸结合千分尺、卡尺等量具进行测绘，对逆向重构完成的三维模型数据和STL数据进行3D比较，对于关键部位的尺寸采用点偏差分析，实际测量和虚拟测量相结合的方法，分析逆向重构的三维模型数据与实际模型的误差，评估逆向重构完成的模型精度，以确保逆向重构的数据的质量。满足精度要求后再将UG逆向重构完成的零件三维模型导入到JDSoft SurfMill9.5软件中进行编程、加工仿真，验证了编写程序的正确性。证明了将Geomagic、UG、JDSoft SurfMill9.5软件相结合以实现复杂零件逆向重构制造的方法简单，而且缩短了零件研发周期，为其他缺少三维模型数据的实物进行逆向重构及加工提供了参考。
2024年03期 v.53;No.384 81-84+210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] - 刘旭;张华伟;张寒蕾;吴卫萍;刘松;
逆向工程（RE）也称反求工程，以实物、样件、软件（包括图样、程序、技术文件等）或影像（图片、照片等）为对象，应用产品设计方法学、系统工程学、计算机辅助技术方法进行系统分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类或更先进产品。从数据采集、数据处理和模型构建3个阶段给出了RE中的模型重建过程。首先基于特征的点云匹配方法进行数据采集，获取物体表面的点云数据，然后采取降噪、平滑等方式进行预处理，最后通过曲面拟合、曲面特征提取和数据拼接完成实物到模型的建模。同时给出了各阶段的通用方法和实际应用的注意事项。RE可快速准确地确定实物的结构特点、内部构造等信息，并为后续设计提供参考。
2024年03期 v.53;No.384 85-87+194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] - 杨海华;周崎;李浩;黄心深;樊志维;
影响机动车制动率和制动不平衡率的主要因数是车轮在制动检验台上附着系数。在汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台上分别进行在用机动车5组制动率和制动不平衡率测定，比较分析检测结果。结果表明：使用汽车滚筒反力式制动检验台时，由于车轮抱死，车身后移，影响检测结果的准确性，需要在非检测车轮后放置三角木才能保证结果的准确性；使用平板制动检验台检测时，4个车轮都在检测台上，附着力比滚筒反力式汽车制动检验台高,能够仿真汽车在路面上行驶制动。由于平板制动检验台同时具有轮重和制动功能，而滚筒反力式汽车制动检验台没有轮重功能，需配置轮重台才能进行检验，所以平板制动检验台比滚筒反力式汽车制动检验台检测数据准确率更高，时间更短。
2024年03期 v.53;No.384 88-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] - 曹迪;何达雄;李金任;文浩;
汽车管件连接螺母在汽车上起到管件连接、紧固和密封等作用，广泛应用在汽车的供油、供水、供气等相关系统中，对汽车各系统的正常运行和行驶安全起到重要作用。然而，在汽车行驶过程中，管件连接螺母容易受到高温、高压、震动等恶劣环境的影响，导致松动、渗漏、疲劳裂纹、断裂等故障，对汽车质量和驾乘人员安全造成较大影响。通过使用扫描电镜、硬度计、工业CT等设备对断裂失效的管件连接螺母进行全面分析，找出了断裂的根本原因，并确定了存在问题的工艺参数。最后，对汽车管件连接螺母的成型工艺参数进行了优化，有效避免了由于微裂纹产生而导致的失效，提升了管件连接螺母的质量，保障了驾乘人员的安全。本研究对于分析螺母类零件断裂失效原因并解决实际问题具有指导意义。
2024年03期 v.53;No.384 92-94+215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K] - 张缘;章培成;王瑞良;徐伊丽;刘为;李飞越;
在风力发电机组吊装完成和高风速切出或故障切出时，机组保持在空转停机状态。在现场特定风况和特定机组状态组合下，叶片容易发生由动态失速导致的振荡现象，极大威胁叶片疲劳寿命和机组安全性。根据IEC 61400-1规范中的要求，机组处于空转停机状态，应考虑极端风速模型（EWM）。针对叶片长度分别为92、97、112 m 3款叶片进行建模分析，研究机组发生失速振荡的内在规律和抑制手段。通过对机组在0～360°风向、场址极端风速以及降低风况条件进行Bladed仿真，发现3款机组均在1只叶片竖直向下位置附近、风向30°和330°附近容易发生叶片失速振荡现象。基于失速振荡发生较为集中的工况，通过调整桨距角能够实现对振荡幅值的抑制；针对不同气动外形，抑制效果有一定差别。
2024年03期 v.53;No.384 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K] - 杜进;张庆荣;刘奇群;
提出了一种基于BP神经网络的密封胶注胶轨迹在线自适应调整的方法。前期采集大量数据给BP神经网络模型学习，然后将BP神经网络模型与3D相机的实时探测结果相结合，计算得到当前产品注胶轨迹偏差的调整值。接着，将该偏差调整值通过网线传递到三轴耦合伺服控制系统，最后三轴耦合伺服控制系统实时更新密封胶注胶轨迹的NC程序，从而实现密封胶注胶轨迹的在线自适应调整。实验结果表明，该方法能够有效地提高密封胶轨迹的位置精度，降低产品报废率，并且减少了对个人能力和经验的依赖，减少了人工调整密封胶注胶轨迹所需要的时间，降低了调试员的工作强度，提高了生产效率。
2024年03期 v.53;No.384 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K] - 杨自攀;陈林;郭忠海;
通过对无极绳连续牵引车张紧装置的结构进行分析，划分了动滑轮圆心在两个定滑轮圆心的下方和动滑轮圆心在两个定滑轮圆心的上方2种可能存在的形式，分别推导出可直观测量尺寸（动滑轮的垂直浮动距离）与实际变量尺寸（定滑轮轴线与动滑轮轴线之间的垂直距离）之间的关系式；并利用动滑轮与定滑轮垂直高度导致角度变化的关系，以及动滑轮两边夹角钢丝绳的合力与配重块重力相等的原理，推导出张紧装置的张力计算关系式。通过将该关系式引入到无极绳连续牵引车的控制系统的数据处理模块中，实时获取牵引力数据，当监测到牵引力数据异常时，触发制动系统进行紧急制动，从而提高设备运行安全性。最后对张力的理论计算数据与实际测量数据进行试验对比，结果验证了计算公式的准确性。
2024年03期 v.53;No.384 103-106+189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1821K] - 齐卫阳;朱伟嘉;方佳民;
采用消防火灾烟气模拟软件FDS对8A编组地铁车站站厅公共区及站台公共区不同区域火灾进行了模拟计算分析，分别研究了在标准排烟量工况及1.2倍标准排烟量工况下不同区域的烟气高度。结果表明：标准排烟量时6 min内公共区烟气高度基本上满足人员疏散的要求；站台层端部区域及站厅层烟气高度满足相关规范规定的清晰高度要求；站台层1/4区域烟气平均高度稍低于规范规定的清晰高度。但站厅层公共区火灾时挡烟垂壁不能完全限制烟气的蔓延，需要考虑烟气蔓延至相邻防烟分区的排烟工况。站台层火灾时人员疏散的时间建议控制在140 s以内，初期可以利用4部楼扶梯进行疏散，后期尽量组织人员由端部两部楼扶梯进行疏散。
2024年03期 v.53;No.384 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1797K] - 于士博;李云虹;熊润祥;张笛;郭旭阳;陈毅;
某发动机在台架冷热冲击试验中多次发生气缸垫外漏冷却液问题，在同步进行的道路试验中也出现同样问题。为查明原因并加以改善，使用有限元方法搭建了发动机整机网格模型，分别将仿真和试验的温度场和冷却液压力流量等作为边界条件，进行了气缸垫密封性能的动态仿真。为验证仿真结果的准确性，使用微型高精度位移传感器进行了预定位置的缸体缸盖间隙测试。结果表明：（1）在瞬态工况过程中，发动机缸体缸盖的间隙大部分时间低于常温停机状态，但在发动机快速进入大负荷而冷却液温度仍在上升时，间隙逐渐拉大并高于常温状态，此工况下发生发动机冷却液渗漏；（2）通过有限元方法建模和仿真计算气缸垫密封线压力，并使用实测温度和气缸垫特性作为边界，计算结果准确，可以有效评定气缸垫的密封性能；（3）首次采用安装小型位移传感器的方法准确测量了发动机动态工况中缸体缸盖的间隙，可以与仿真结合使用，能够准确找到发动机气缸垫外渗漏冷却液的工况和位置，明确了气缸垫外渗漏冷却液的解决方向。（4）发动机气缸垫功能层结构和层数直接影响密封性能，尤其是缸体缸盖间隙变大工况的密封性能。
2024年03期 v.53;No.384 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K] - 王辉甫;唐地;方异锋;石万里;曾凡爽;游弋;王佳;巫江;晏东阳;
针对机载振动夹具设计过程中存在的经验依赖性高、设计周期长、试制成本高、缺乏综合分析等问题，在传统设计方法的基础上，提出了一种基于拓扑优化方法的振动夹具优化设计策略。阐述了传统振动夹具的设计原则和方法，基于传统设计规范开展了振动试验夹具的初步设计。采用模态动力学仿真对基于初始设计的振动夹具进行了分析。根据模态分析结果确定了振动夹具拓扑优化设计的优化位置，优化初始空间、优化目标和约束条件，开展了基于固体各向同性材料惩罚方法 （SIMP）的拓扑优化分析。基于拓扑优化分析结果，综合考虑可制造性、后期维护和安装便捷性等因素，进行了模型重构，同时针对装夹结构的薄弱位置进行了刚度优化设计。优化后的振动夹具模态分析结果验证了所提设计方法的有效性，为振动夹具的优化设计提供了一种新的思路。
2024年03期 v.53;No.384 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K] - 张良;马光伟;刘通;武聪魁;李攀攀;
随着国六排放法规趋严，重型柴油发动机排放控制的车载诊断系统（Onboard Diagnostics,OBD）标定和策略也随之越来越复杂，为了确保汽车的安全、高效运行，对车辆进行OBD功能核查至关重要。现有整车OBD核查工作存在数据采集和处理不便的问题，同时主要依赖于专业工程师的经验和熟练程度，测试效率低，无法满足车型快速升级的需求。针对以上问题，提出了建立引导式整车OBD自动核查系统，基于Auto-Box控制盒，以OBD-II为基础，整合了多种技术手段，借助软件界面良好的人机交互性，实现引导式自动控制，实现了对车辆排放及性能状况的快速、准确检测和判断，从而提供了一套标准一致、流程规范的自动核查确认系统，辅助工程师进行核查确认，并最终达到替代专业工程师的目的。通过系统测试，证明了该系统具有较高的检测准确性和高效性，并且可以方便地应用于各种车型和环境，为汽车行业提供了一种安全、高效、低成本的整车OBD自动核查系统。
2024年03期 v.53;No.384 121-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1739K] - 闵青;张震威;李怀金;
作为常见的传动机构，齿轮相对于链、皮带等其他传动机构，其外观形状相对较为复杂，研发、设计及制造过程较为繁琐，容易因模型绘制不精准而造成制造误差。且在实际应用中，齿轮常因材料、设计参数等缺陷导致齿面磨损，甚至出现因超过齿轮强度而引起断齿、根切等现象。基于Creo Parametric 7.0使用三维模型参数化建模的方式建立了完整的常用直齿齿轮模型，并基于MCAD工具的零件建模及组件装配，模拟了齿轮啮合过程。采用Simulation模块分析了齿轮啮合过程中的受力情况，校核了齿轮设计强度。不仅提前完成了齿轮的结构应力分析，避免无谓浪费，还可根据校核结果，适度对齿轮材料、设计参数等进行微调，以便更好地满足应用需要。
2024年03期 v.53;No.384 125-127+204页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K]
- 杨滨;娄军强;许学文;柴泽豪;
传统水表制造由人工装配完成，存在生产周期长、生产效率低、生产费用高等问题。分析了水表的结构组成和各零件之间的相互配合，以国内主流的无线远传水表为例，设计了一款由6个设备组成的自动化装配生产线。完成了生产线的整体布局和物料在各个设备之间的流转，经过现场安装和运行调试，实现了自动化生产装配线的可靠稳定运行。有效提高了生产效率和装配精度，适应企业产业升级的需求，为自动化生产装配线提供了设计新思路，具有实际借鉴意义。
2024年03期 v.53;No.384 128-130+152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1700K] - 陈恒星;刘一鸣;
自动驾驶控制算法对自动驾驶至关重要，为了设计适应多种环境更高效的自动驾驶控制算法，提出了基于强化学习的联合训练方法。自动驾驶控制算法应该在各种道路环境、各种天气环境、各种场景下都可以稳定的运行，因此通过人工智能的方法设计自动驾驶算法时必须要考虑到各种场景。基于TORCS仿真软件设计了基于强化学习的联合训练方法，包括使用神经网络拟合动作、状态空间，设置训练策略、奖励函数等机制。同时通过在不同环境下设置多个智能体进行强化学习训练，并设计了联合训练的算法，实现多个智能体在不同环境下进行联合训练，不同智能体共享相互学习到的经验，提高了模型的泛化性。所设计的联合训练方法实现了多个强化学习智能体的联合训练，并通过了实验验证，达到了高效、稳定的训练策略。
2024年03期 v.53;No.384 131-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] - 熊勇刚;付茂林;李波;姚焘;张锐;
编队控制是多机器人系统研究的核心问题之一，具有广泛的研究价值。针对编队问题，通过对轮式差分驱动机器人运动模型进行分析，并设计相应的控制器。在传统的领航-跟随模型上，引入“虚拟机器人”，将跟随者机器人对领航者机器人的轨迹跟踪转换为跟随者对“虚拟领航者”的轨迹跟踪。首先，预设定实际领航者机器人的行进路径，由实际领航者引导运动方向的运动轨迹被视为主轨迹，虚拟机器人通过数据产生参考点从而生成参考轨迹，跟随者机器人通过对参考轨迹的跟踪与“虚拟领航者”构成轨迹误差跟踪系统。然后通过Lyapunov的控制理论验证控制器的理论可行性，最后在MATLAB/Simulink仿真平台进行实验，通过改变控制参数来使机器人形成相应的期望队形，在较短的时间内，跟随机器人对参考轨迹的跟踪误差趋向于0且速度收敛，验证了编队系统的可行性。
2024年03期 v.53;No.384 136-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K] - 鲍泽富;鲁石磊;张云;
针对陆地立根输送系统，为在输送的第二阶段能够将钻具输送至方便吊卡吊取和工人操作的合适位置和角度，并解决两个液压支撑臂对输送臂同步举升的问题，设计了一种基于PLC的立根输送系统的PID同步控制系统。首先，介绍立根输送装置各部分（坡道、底座、输送臂、液压辅助装置、送钻小车和液压绞车）的原理和工作过程。其次，根据目标功能，选择西门子S7-200smartPLC进行控制系统设计，采用电液控制相结合的方式完成输送系统的功能设计，同时运用PID实现同步控制，运用变频器控制送钻装置实现多段速控制，完成程序的设计接线。最后，对PID程序进行组态调试，并设计控制面板。结果表明自动化控制下的陆地立根输送系统更加安全稳定，自动化程度进一步得到提高，钻具输送效率大大提高。
2024年03期 v.53;No.384 142-146+198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1987K] - 钟守炎;邱镘洁;欧俊杰;冯隆沛;李锐圳;邓君;
针对现有水下航行器能耗高、噪声大、续航能力一般等问题，通过探索水下仿生扑翼的推进机理，结合流体力学运动的知识，利用SolidWorks仿造龟的外形设计了仿生机械龟。该机械龟装载浮力与重力感应系统，通过PID算法控制机器在水中的平衡，使用Arduino作为主控制板，利用传感器、摄像系统与数据传输系统，进行实时监测并传输数据，龟壳中设计了贮藏空间，满足勘测和物资救援任务。实验结果表明，所设计的水陆两栖仿生机械龟优化了形态和运行控制系统，对比美国耶鲁大学研制出的仿乌龟形水陆两栖机器人ART，能够适应多样化地形高效的运动，具有高灵活性和机动性，能完成对水中温度、压强、地形进行实时监测并将数据传输回终端。
2024年03期 v.53;No.384 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K] - 石雪兆;罗先喜;
针对协作机械臂在工业应用场景中目标定位困难、抓取精度不高等问题，提出一种基于ROS (Robot Operating System)和深度学习的协作机械臂目标定位与抓取方法。首先搭建了一种视触觉融合的机械臂智能抓取实验平台，该平台由Kinect v2视觉系统、Moveit控制系统及AUBO i5机械臂执行系统组成；以Kinect v2视觉系统为基础设计了一种改进YOLOv8轻量化模型的目标检测识别定位方法实现目标定位；采用GSConv和VoV-GSCSP网络结构改进特征融合Neck端解决了参数量大、算力要求高的问题；控制系统订阅tf广播的目标物体坐标信息实现抓取任务。实验结果表明，模型改进后的计算量GSConv和VoV-GSCSP减少6.9%,GFLOPs减少7.3 (9.8%)，且提高了检测精度；螺丝和螺母两种目标物抓取的成功率分别为99%和97%。
2024年03期 v.53;No.384 153-157+166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K] - 幸荫宇;罗先喜;
针对工业机器人辅助的数控机床对避障、平稳且以较快速度实现目标点定位的需求，设计了三维空间中工业机器人轨迹规划的目标函数，提出具有角度目标导向的改进RRT算法，构建了基于机器人操作系统（ROS）的AUBOi5机器人数控机床上下料仿真环境。在ROS中分别对数控机床加工环境的主要组成部分进行仿真，模拟真实工况；在创建数控机床加工环境的基础上，利用Moveit！和Gezebo平台对机械臂进行配置，创建了Moviet！轨迹规划和机器人控制文件，并测试两种算法的轨迹规划效果。仿真实验结果表明，改进后的RRT算法规划在规划时间和拓展点总数上分别比传统的RRT算法减少18.6%和22.7%。所提RRT改进算法可以成功应用于协作机器人的数控机床工作环境，实现人机安全协作，提高了上下料效率。
2024年03期 v.53;No.384 158-161+186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1745K] - 唐艳凤;郑诗蕴;谢梓腾;
目前在小件物料生产搬运过程中，AGV机器人存在灵活性强与定位精度高不能兼具的问题。为此设计了一种新型的AGV机器人用于实现小件物料的精准搬运。该机器人采用了上下位机电路构型，上位机（Jetson nano）负责识别任务码和物料，下位机（STM32F407）控制步进电机驱动麦克纳姆轮底盘，通过步进电机梯形加减速和位置式PID控制算法，使机器人运行更加稳定。此外，机器人还配备了五自由度机械臂，用于完成小件物料的抓取和放置，以增强其灵活性。为了提高机器人的定位精度，AGV机器人在获取地面环境信息和机器人位姿信息后，提出了一种基于光电与航向角融合定位纠偏方法。大量实验结果表明，该AGV机器人到达指定目标点的平均误差为0.85 mm，定位最大误差不超过±3 mm，其机械臂能够准确将物料放置至对应区域。
2024年03期 v.53;No.384 162-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K] - 张春烨;周好斌;贾海海;
为满足航空航天实验需要，研发一款平稳运行、功能齐全的动物离心机。根据动物离心机的结构，将控制策略分为两部分，利用电子计算机+运动控制器实现试验平台的位置控制，利用电子计算机+伺服驱动器实现主轴旋转运动控制，采用编码器反馈控制精度。上位机操作系统基于C#语言，使用Visual Studio开发工具，MySQL数据库，设置了输入异常、通信异常、主轴转速阈值、试验平台旋转角度阈值等异常处理方案，确保动物离心机设备的运行稳定。开发出的控制系统具有较高的稳定性和精确性，在离心机主轴转速为10、15、20、30 r/min，试验平台旋转角度和俯仰角度为5°、10°、15°、20°时，编码器测量结果与输入参数基本符合，运行平稳达到实验要求。研发出的动物离心机设备能够灵活、可靠运转，提供多轴向G值加速度力学环境仿真，便利高载荷力学环境下生理实验研究。
2024年03期 v.53;No.384 167-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K] - 周梦;郝同鑫;闰文彬;代文杰;韩宁豪;
为降低六足机器人制造成本，提高六足机器人在不同环境下的适应性，设计一款新型腿部结构的六足机器人。该机器人使用SolidWorks软件设计结构，机械结构采用3D打印机打印制造，机器人采用圆形六足式布局，腿部关节处使用弹簧机械结构来减少伺服系统的设计，并搭配适用不同地形可拆卸的模块化足端，可以利用较少的伺服系统完成复杂的运动。通过对机器人进行运动学分析，以3种步态为例分析了不同环境下不同步态的特点，以单腿为例建立坐标系，使用DH法对机器人腿部进行运动学分析，Adams仿真结果表明，机器人在84 mm/s的情况下运行时，机器人重心的变化在9 mm以内，满足设计要求。机器人样机进行了不同地形下运动实验，实验结果与仿真基本一致。仿真实验以及样机运动实验验证了这种新型腿部结构的稳定性与可靠性，说明这种腿部结构在保证稳定性的前提下能够代替同类机器人并降低伺服系统的使用，从而降低了六足机器人的生产成本。
2024年03期 v.53;No.384 172-175+233页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] - 江成;陈佳骏;张彦欢;韩云岩;王宝;
针对电网区域内多配电站的巡检，单一值守机器人无法满足区域协调能力且会造成众多资源的浪费，云机器人可以实现资源共享提升巡检效率，以优化系统负载均衡、各类资源利用率均衡和系统能耗为目标，提出了云架构的资源调度系统。搭建资源调度数学模型，结合物理机的几种重要参数建立面向不同目标的数学模型。创建两种不同类型的RVM服务虚拟机：初始放置与增量放置。在云端初始创建服务虚拟机时产生的资源分配问题，可以借鉴PSO算法采用BPSO算法进行放置；在工作环境中对于虚拟机数量不足需要增加虚拟机个数时的分配问题，采用IRS算法进行分配。最后利用设计仿真实验，对比OpenStack原生的LFF调度算法，对BPSO-IRS算法优越性进行验证。
2024年03期 v.53;No.384 176-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K] - 宋振伟;孙玉忠;李永华;吴鑫辉;
针对当前生产制造中物料分拣搬运任务的自动化需求，设计出的一款智能物料搬运机器人，分别从机械结构设计、硬件设计、程序设计3个方面对机器人进行研究分析。基于Arduino Mega2560芯片的主控制系统，通过二维码扫描模块获取待搬运物料信息，信息通过串口通信传入主控制器后将搬运信息显示在液晶屏上，机器人通过寻迹到达所需物料区域，通过OpenMV识别搬运物料，将所需物料位置发送给主控制器，控制舵机控制板使机械臂完成对应物料的抓取，运送到物料放置区，识别放置位置并进行物料放置。底盘采用4个麦克纳姆轮，通过灰度传感器，实现机器人的自主运动。根据结构设计，搭建智能物料搬运机器人物理样机，用物理样机进行实验室物料搬运试验，验证了物料搬运过程的稳定性和有效性。
2024年03期 v.53;No.384 181-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K] - 于晓丽;陈卓雄;孙晓伟;
介绍一种高速公路出口智能机器人，它可完全取代人工收费，并可提供高效的异常定位和处理能力，同时具有良好的人机交互方式，可为车主提供客户服务，打造高效智能的无人收费站。该系统通过应用机器视觉识别技术、云服务技术、智能语音播报技术、智能信息识别技术、智能道闸控制与管理技术等，通过对各技术的整合并应用于主控机、机芯单元、动环系统、车辆检测单元及读写单元、配电单元等，构成了一套高效的智能高速公路出口智能机器人系统。该系统实现了对车辆的自动识别，提高了计费和支付的效率，使机动车辆通过收费站时更加方便快捷。
2024年03期 v.53;No.384 187-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] - 于琪;张静;
蚁群算法所具备的合作搜索能力被广泛用于寻找单台AGV最短路径，却不适用解决现实情况中多台AGV同时使用的问题，为此提出了融合任务规则优先级的蚁群算法实现多AGV路径规划，用于解决现实问题中多台AGV同时使用而且存在多种碰撞冲突的情形。通过将AGV运行的路径环境进行建模等针对性措施，把蚁群算法引入到AGV路径规划的现实问题中，然后考虑多AGV路径规划可能存在的不同碰撞冲突类型，并考虑不同AGV拥有不同的任务优先级的现实情况，提出了避免AGV碰撞的策略，形成了基于融合任务规则优先级蚁群算法的多AGV路径规划算法。通过仿真实验结果，证实所提出的算法可以避免多台AGV之间的路径冲突，同时利用了蚁群算法寻求最优路径的能力，改进后的蚁群算法能够用于多AGV路径规划的实际场景中。
2024年03期 v.53;No.384 190-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K] - 王睦雄;陈坤旭;陈图镔;
针对智能化鞋机需求，介绍一种应用于制鞋裁切机的智能视觉识别的多工位裁切新技术，通过研究装备智能化视觉识别定位技术，结合以具转盘式新架构的多工位高效自动化裁切工艺，提高裁切装备的控制智能化和裁切自动化程度，解决制鞋设备裁切精度不佳，依靠人工识别，生产效率低和废品率高等产业难题，完成动态裁切的过程不需要面料带停止输送后再裁切，提高加工的流畅性，实现具智能视觉识别功能的多工位高效裁切机新装备的开发和产业化。
2024年03期 v.53;No.384 195-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K]
- 刘新贺;马山刚;金福宝;石进强;李若冰;
针对SWISS整流器在采用电压电流PI双闭环控制策略的SWISS整流器在负载发生变化时容易引起直流侧母线电压波动的问题，提出了一种将PI双闭环控制与负载扰动前馈控制相结合的控制策略，通过引入负载前馈环路消除负载变化所引起的扰动，从而抑制直流母线电压的波动。首先根据SWISS整流器的工作原理推导出系统各个环节的传递函数，然后设计系统的控制环路并利用Mathematica进行控制器参数的计算，最后使用PLECS对该控制策略及参数进行仿真验证。仿真结果表明，采用电压电流PI双闭环控制策略和PI双闭环与负载扰动前馈控制相结合的控制策略在负载线性变化时，系统输出电压最大超调量分别为9.5%和0.25%。所提出的控制策略能够有效抑制因负载变化所引起的输出电压的波动。
2024年03期 v.53;No.384 244-247+263页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K] - 嵇志腾;汪志成;罗雅孜;陈经纬;李云翔;李紫微;纪荣焕;
设计了一种非隔离型推挽式变压器DC-DC升压方式，给出了推挽式升压主要电路模块参数的设计方法，其中包括尖峰吸收电路、MOS管外围电路、变压器以及整流桥。通过3525驱动板实现变压器输出电压非隔离反馈调节与MOS管驱动。通过设计发现在推挽式升压中：RC尖峰吸收电路，RC参数值与电路寄生电容电感、MOS管结电容以及电路整体谐振有关，并当电阻值固定时，电容越大尖峰吸收效果越好；MOS管需用NPN型，并考虑输入信号的阻抗平衡以及NMOS的安全与性能；变压器设计中需注意磁通不平衡和磁饱和引起的变压器短路，磁通不平衡可通过调节MOS管驱动信号使MOS管导通时间基本一致实现，磁饱和可通过对磁心开气隙使磁心磁饱和强度增加的方式进行调节；整流桥设计要点是考虑能量转化效率以及器件耐电压耐电流的值。通过3525驱动板的1、2以及9引脚和电阻电容实现非隔离电压采集，成本更低，并设计简单，稳定性强。
2024年03期 v.53;No.384 248-252+305页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K] - 张一博;杨宗记;张建东;李瑞盈;张晨宇;靳甜甜;
短期电力负荷预测是电力部门生产调度的重要参考，不同地区影响电力负荷的因素有所不同，因此，为探索电力负荷与气象因子之间的因果关系，以某变电站逐小时电力负荷和气象要素数据为基础，采用格兰杰因果检验分析气象要素与电力负荷的因果关系。采用ADF检验验证气象因子与电力负荷数据的平稳性，将通过ADF检验的平稳性变量进行格兰杰因果检验。结果显示，温度、相对湿度和风速均是电力负荷的格兰杰原因，温度和相对湿度对电力负荷变化的影响是实时的，风速对电力负荷变化的影响具有1 h以上的滞后性。采用灰色关联度和余弦相似度建立综合相似性指标，基于相似日法提出一种短期电力负荷预测模型，以2018—2020年的气象数据和电力负荷数据作为样本库，采用2021年的数据对模型预测准确性进行检验。经验证，模型在天气因子变化不明显或变化缓慢情况下预测准确率为90%以上，可作为电力部门生产调度参考。
2024年03期 v.53;No.384 253-257+318页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K] - 孙斌;王迪;
针对目前风能、光能、柴油发电机组多能互补模型中考虑弃风光能源的浪费，在系统构建中加入电解水制氢系统和氢燃料电池系统，利用可再生能源弃电实现零碳排放制氢，增强新能源电力的消纳，建立电力系统经济调度模型。将电解水制氢系统、氢燃料电池与风光火多能互补电力系统结合，利用电力系统满足负荷后多余的可再生能源弃电进行电解水制氢，并利用氢燃料电池对不足的电力进行补足，辅助火电机组进行调峰，氢储能的加入能够提升系统对其孤岛环境的电力供应能力。提出基于一种改进非支配排序遗传算法2 (NSGA2)来求解目标函数，利用测试函数对改进前后的算法进行性能测试，通过实例数据进行模拟仿真，仿真结果表明，在不增污染气体排放量的同时降低了燃料费用，验证了在解决电力系统经济调度问题方面的可行性和有效性。
2024年03期 v.53;No.384 258-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K] - 冯天瑞;
为有序分析电网中日益丰富的谐波检测数据，提出了一种基于灰色模型的电力谐波相关性分析方法，用以分析被监测线路的谐波频域变化趋势、季节波动特性、以及不同被监测线路的谐波相关性。首先，利用FFT方法分析各被监测线路电压谐波数据的频域变化趋势；然后，引入灰色模型求取电压谐波的趋势值，并根据趋势值和原始数据计算季节波动特性；最后，分析各线路电压谐波趋势值、季节指数之间的相关性，辨识非谐波源线路中受谐波源影响较大的线路。通过实际算例分析，验证了所设计的方法可对海量电压谐波数据进行有效地挖掘，分析得到与谐波源线路相关性较强的线路，为谐波治理提供有效的数据支持和决策依据，具有较高的工程可行性，适用范围广。
2024年03期 v.53;No.384 264-267+288页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K] - 丁杨;朱志军;唐培全;张文奎;王松;
根据山东电网最新要求，结合现场实际情况对原有控制方案进行改造，设计了基于网源协同的新能源电力系统的快速调频改造方案，制定风电机组一次调频优化控制策略。改造方案除了保持原有要求准确、及时地响应稳态的调度指令，满足电网的调峰、二次调频、调压等功能不变外，还能够主动、快速地支撑所在电网的频率和电压的波动，实现新电源的惯量响应、一次调频及快速调压等功能。通过各种扰动情况下动态试验，验证改造方案对系统响应速度有了明显的提升，支撑电网的安全稳定运行，具有一定应用推广价值。
2024年03期 v.53;No.384 268-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K] - 梁哲文;诸定生;沈勤峰;赵志修;
带电作业过程中，不仅要保障人员的安全，还要保护操作环境和设备。分析了带电作业中的潜在风险与安全问题，整理讨论了带电作业安全监控系统的实际需求，从而设计了新的安全监控系统，说明其功能，并补充实践案例。带电作业安全监控系统具备视频监控、声音监控、人员定位、设备状态监测和数据分析等功能，能够实时监测带电作业现场的情况。系统实现需要考虑到硬件设备和软件系统的配合，网络环境的建设等方面。实际应用表明，基于带电作业安全监控风险与需求设计的安全监控系统，较好地保护了带电作业人员的安全，在事故中及时排除安全隐患，为检修人员提供预警与辅助信息参与决策，该安全监控系统能够在实践中有效支持带电作业安全，具有一定应用价值。
2024年03期 v.53;No.384 272-275+297页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K]
- 吴仁君;张方阳;刘锦杭;
传统喷砂工艺中，人工手持喷涂效率低、良品率低、且粉尘伤害较大、工序危险系数极大，根据以上问题，经项目小组讨论评审设计了自动超音速冷喷涂设备的控制系统。机构采用三轴模组机械手、喷涂机构、粉尘回收机构。机械手动作由PLC、触摸屏、伺服电机驱动模组方式控制完成，可实现多段连续直线、圆弧等轨迹以兼容不同场合的使用需求，实现了喷涂的手动/自动切换以及急停控制、报警功能，还能根据不同的产品需求设置不同的参数。人机交互友好、运行稳定等特点。该喷涂机可适用不同类型的产品的喷涂工艺，也可满足复杂曲面的产品喷涂需求；产品平台喷涂更加均匀，提高了产品的喷涂质量，良品率更高，喷涂效率相对原来人工作业提升了190%。
2024年03期 v.53;No.384 276-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K] - 雷鹏;韩成才;尚子俊;
由于安塞油田常规转油站点，采用气液分离输送，传统工艺流程设备设施多，维护工作量大。针对这一问题，研制新型集输装置，此装置的创新设计是当流经混输泵的气液比比例高时，后置分离稳流器开始自动给混输泵补液，直到满足混输泵的气油比要求，最后经防结蜡装置处理管壁结蜡。新型油气集输橇具有自动化高、工艺性强等优点；实时监控系统运行参数及设备状态，并具有远程控制终端，相比于其他混输设备能实现无人值守状态下系统流程的自动切换，保障系统在超压、有害气体超标等异常工况下自动调整流程，解除故障。在王南作业区开展试验与运行结果表明：智能油气混输装置现场安装运行后满足混输需求，实现了输送纯液、输送纯气、油气混输、等模式。
2024年03期 v.53;No.384 280-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K] - 曾霞;谢伦辉;彭瑶;陈志杰;利嘉洪;
为解决传统输液系统中人工医疗成本高，人工操作风险大，操作不确定等问题，设计了一种可以实现远程无线监控以及能够自动插拔穿刺器的输液系统。系统以STM32为主控芯片，外围电路由水滴传感器、水位传感器、温度传感器、语音识别模块以及蓝牙模块组成。该系统能实现插拔瓶塞穿刺器进行自动换液，并实时监测输液过程中剩余的药液瓶数，并且能对液体加温，调整液体的输液流速。用户能通过语音模块控制对应的操作，通过蓝牙模块建立与移动终端之间的通讯提醒医护人员进行干预操作，以及远程监控，方便医护人员对患者输液情况的实时监测和调整。系统能实现自动化的输液换液，监控过程可靠。将复杂的输液过程智能化，代替传统人工。而且经过多次调试结果，将输液管的穿刺器与瓶塞触点偏差角度控制在3°范围以内，自动准确率能达到90%以上。
2024年03期 v.53;No.384 285-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 1238K] - 徐昕东;刘晓;贾志伟;汤宝峰;于骏;
为了降低草方格铺设作业的人工成本，实现草方格规格的统一，提高铺设质量的稳定性，其相关机械设备多采用提前预织草帘，横、纵向单向铺设，其生产成本高，无播种功能，生产效率低。针对以上问题，对沙漠环境适应要求和秸秆性能特点进行了调研和分析，从整机布局、散草捆扎、横纵向草帘铺设、播种等方面对双向作业式多功能沙漠固沙种草装置进行结构设计。利用SolidWorks软件对装置进行三维建模和模拟仿真。该装置由牵引车带动，以散草为原料，通过散草捆扎机构、横纵向铺设机构、播种机构相互配合，最终实现自动捆扎、纵横向同时铺草、压草、植物播种覆土等功能。铺设速度是人工铺设的20倍。达到高效连续铺设标准草方格、降低劳动成本、提升防风固沙效果、加快沙漠绿化的目的。
2024年03期 v.53;No.384 289-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K] - 李增勇;阮毅;萧倩美;
路灯照明是城市关键基础设施，为了降低路灯照明的能源消耗，分析了研究现有路灯照明控制系统的运行和现场使用情况，提出了基于物联网技术的整套路灯管理系统设计。新设计通过采集现场各类环境、电参数等实时信息，结合多场景控制模式，实现对路灯的精细化管理，通过实践应用证明，该系统具备稳定性、可靠性以及强大的功能，能够实现对采集的数据进行有效地传输和管理，达到了节能、高效的目的，为城市提供了更为智能化、数字化以及可持续的照明解决方案。
2024年03期 v.53;No.384 293-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 1294K] - 汪曦祥;李伟;程永强;徐进兵;周会平;鲁琳琳;昂梦瑶;
针对承压设备使用过程中应变强度及疲劳寿命的实时监测问题，提出了一种云边协同的数据采集分析系统。该系统对承压结构关键节点的应变、压力、温度等状态进行实时监测，传感器采集到的实时数据经由边缘网关汇总后上传到云端进行计算和存储，云服务器利用三向应变测试法来计算监测点的应力状态并给出应力安全等级评价，并根据优化的雨流计数法，对承压设备的疲劳寿命进行预估。与现有关于承压设备应力强度和疲劳寿命测试的研究相比，该系统对承压设备的全生命周期进行了详细的跟踪和记录，并通过实时状态监测与历史数据相结合来提升疲劳寿命预估的准确性。最后，在钢结构承压平台进行系统部署和试验，结合具体的实时监测过程数据验证了该方法的有效性。
2024年03期 v.53;No.384 298-301页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K] - 侯妍君;申樟虹;乔志忠;
城市轨道交通的站台门与车门之间客观存在物理间隙，通过减小限界等方式无法彻底消除。随着乘坐轨道交通出行人数的增加，高峰时段乘车拥挤，多个城市均出现过乘客被夹在间隙内发生危险。为避免上述事件发生，站台门系统增设防夹设备、灯带检测方案等措施，但检测仍存在一定盲区。因此，急需提供新型间隙检测方案，以保证乘客安全乘车。提供3套站台门与车门间隙探测方案，有别于传统安装于站台上的固定式探测设备，通过说明其探测原理、设置位置、使用方法、联动手段，对比分析不同方案的使用环境、探测精度等，帮助远端运营人员更加迅速便捷地判断间隙内是否存在异物，进而发出准确有效指令。为未来全自动驾驶线路上设置间隙探测方案提供更多参考。
2024年03期 v.53;No.384 302-305页 [查看摘要][在线阅读][下载 1176K] - 蔡承伟;高鸿;何志敏;卓永佳;
燃机厂仍为目前我国发电侧的主要能源结构。“上大压小”政策及双碳政策的推行对燃机厂运作过程中气体污染的排放监测和预警提出了更高的要求。目前大部分传统燃机厂存在气体污染监测薄弱、计量设备老旧、应用功能缺乏等问题，无法满足双碳及新型电力系统建设背景的发展需求。因此，首先提出燃机厂的气体污染监测设计的基本理论；其次，从硬件角度分析对比不同类型量测设备的技术特点；然后，从软件角度提出适应燃机厂气体污染监测预警系统的应用架构；最后，结合应用效果进行说明分析，验证系统设计的有效性和实用性。该设计实现了对气体污染的全景化监测及预警，助力燃机厂适应双碳建设的发展需求，提高燃机厂自身安全运行管理效果。
2024年03期 v.53;No.384 306-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K] - 蒋科;毛立;
传导性电磁骚扰是经由电源导线来传递噪声的，连接在同一电网的电子电气装置所产生的电磁骚扰会经由电源线而彼此相互干扰，为滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少电源本身对外界的电磁兼容干扰，通常在设备与电源之间加装电源滤波器来加以防治。在进行电源滤波器结构和参数设计过程中，如果采取尝试-纠错-再尝试的方法来解决电磁噪声问题，其结果是耗费很多时间精力和增加不必要的元件导致成本提高。在研究滤波器原理的基础上，按照正向设计方法，探讨了测量原始噪声并对差、共模噪声分离，采用6dB余量满足限值曲线并计算滤波器元件参数值，按步骤进行设计，最终的试验结果验证了所提设计得到的电源滤波器可以有效抑制电磁骚扰，而且这种电源滤波器结构简单，通用性好，差共模滤波融和一体，所需额外加入的元件较少。
2024年03期 v.53;No.384 310-313+322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K] - 刘万强;王付胜;张鹏伟;高红星;
轨道车辆对空气弹簧的横向变形能力以及无气下的垂向刚度要求越来越高，这对空气弹簧的辅助弹簧提出了更高的设计要求。通过总结现有轨道车辆中不同类型的橡胶辅助弹簧，对比分析其优缺点。并针对轨道交通更高的舒适性、轻量化要求，创新地设计了一种新型沙漏式橡胶辅助弹簧，既可以通过上盖接触曲面与橡胶接触形成非线性，又通过设计隔板分隔橡胶，使上下部分橡胶分别承担旋转和横向变形，从结构上解决了现有橡胶辅助弹簧横向变形能力不足的难题。通过对该产品进行有限元计算、试制试验和实际应用证明，新型沙漏式橡胶辅助弹簧可以提供较小的垂向刚度和较强的横向变形能力，并且具有重量轻、成本低和工艺简单等诸多优点，可以有效提升轨道车辆无气状态下的安全性和舒适性。
2024年03期 v.53;No.384 314-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K] - 何代澄;郑德金;
为了得到满足温升要求且质量轻的制动盘结构，同时也为制动盘的温升优化设计开发提供理论依据，以某乘用车通风前制动盘为研究对象，创建制动盘的单次制动温升和连续10次制动温升的有限元瞬态热仿真分析模型，将制动盘的结构参数作为制动盘温升优化分析的设计变量，建立制动盘温升响应面分析模型，采用遗传算法以制动盘的温升为约束条件，质量最小为目标，对制动盘温升分析的响应面模型进行优化。结果表明，基于响应面分析模型得到的制动盘温升优化结果具有较高的可靠度，其中优化后的制动盘单次制动温升为93.4℃，连续10次制动温升为375.9℃，同时优化后的制动盘分别基于响应面分析模型和有限元瞬态热仿真分析模型计算得到的制动盘质量、单次制动结束时的温度、第10次循环制动结束时的温度结果的误差分别为1.05%、0.48%、0.32%，误差值均在可接受范围内。
2024年03期 v.53;No.384 319-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K] - 崔向东;韩佳龙;王正灿;段锋;张世福;
包装机小盒外观视觉检测多采用高速、高清的彩色CCD相机，利用图像处理器把拍摄照片所有特征提取出来，逐个进行比对分析，从而找出烟包缺陷部分。应用于FOCKS-350S包装机的ZNO系列小盒外观检测相较于其他机型，在401拐角处增加了烟包正面检测。由于相机镜头向上拍摄的缘故，在实际生产中相机镜头经常被掉落的烟末和灰尘遮挡。使得图像处理器对相机拍摄的烟包表面图片识别错误造成误检。针对以上问题在相机镜头前端增加正压吹风装置来解决相机落尘误检问题。通过PLC中的时钟功能，完成正压吹风除尘的启停切换。经验证，安装吹风除尘装置后，小盒外观检测误剔率减少了86%左右，大大降低了卷烟包装材料的消耗，提高了小盒外观检测剔除的准确率，进而减少了生产过程中小盒外观的质量隐患。
2024年03期 v.53;No.384 323-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] 下载本期数据