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标题：超高速砂轮研究现状
引文格式：杨忠京,李帅,张璧.超高速砂轮研究现状[J].机电工程技术,2025,54(05):1-9+127.
作者：杨忠京；李帅；张璧
作者单位：南方科技大学机械与能源工程系
基金项目：深圳市孔雀团队项目（KQTD20190929172505711）；高水平专项资金（G03034K003）；粤莞联合基金面向超高速精密机床的气浮式钛合金电主轴热平衡与动态性设计基础理论（2021B1515120009）；重2022N054锂离子电池隔膜连续高速控制的智能卷绕机研发（JSGG20220831110605009）；2019JC01Z031
关键词：超高速磨削；砂轮；磨料层；砂轮基体；砂轮制造
摘要：超高速磨削（UHSG）是一种全新的加工技术，不仅可以提高加工效率，而且可以提高加工质量。目前，超高速磨削技术尚未在工业界得到普及，其中最重要的原因是没有成熟的超高速加工装备与工艺。超高速磨削加工对砂轮性能以及制造工艺提出了更高的要求，针对这些问题超高速砂轮提高性能的研究主要在材料设计与结构优化，通过重点介绍超高速磨削砂轮的研究和应用现状的总结，定性讨论超高速磨削工艺对砂轮的技术要求和现有工艺存在的问题，分别从砂轮的磨料层成分设计与砂轮基体的材料与结构两个部分展开讨论，提出超高速砂轮制作的迭代流程与评价指标，指明超高速磨削用砂轮未来的研究方向。
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标题：基于ABAQUS软件的金属切削加工有限元仿真研究
引文格式：赵雅慧,何恩球,白俊峰,等.基于ABAQUS软件的金属切削加工有限元仿真研究[J].机电工程技术,2025,54(05):10-15+92.
作者：赵雅慧；何恩球；白俊峰；崔浩文；刘宁；张淇
作者单位：沈阳工业大学化工装备学院；沈鼓集团股份有限公司；沈阳勤威科技有限公司
基金项目：2022年度辽宁省教育厅基本科研项目（LJKMZ20220515）
关键词：薄壁零件加工；金属切削加工机理；有限元技术
摘要：薄壁铝制工件在加工过程中常出现变形现象。以金属切削基本理论为依托，介绍了有限元仿真建模技术。重点探讨了薄壁工件加工变形的基本理论，特别是针对薄壁铝件材料属性的模拟分析。通过仿真分析工件加工过程中的应力场、应变场、温度场和切削力的变化情况，与理论切削力计算结果进行详细对比，验证ABAQUS软件在预测薄壁铝制工件加工过程中的仿真准确性。研究成果可以为探索薄壁铝制工件加工变形的原因提供理论依据，进而为提升薄壁工件加工制造精度奠定技术基础。这不仅有助于深入理解金属切削机理，还能指导实际生产中的加工操作，减少因加工变形而导致的质量问题，提高工件的加工精度和成形稳定性，从而推动工艺技术的进步和应用领域的拓展。
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标题：考虑脆性相TiC颗粒的镍基高温合金磨削仿真研究
引文格式：陈宏轩,曾鑫,陈帅.考虑脆性相TiC颗粒的镍基高温合金磨削仿真研究[J].机电工程技术,2025,54(05):16-22.
作者：陈宏轩；曾鑫；陈帅
作者单位：湖南工业大学机械工程学院
基金项目：湖南省教育厅研究项目优秀青年项目（22B0584）
关键词：脆性相；镍基高温合金；磨削力；应力场；有限元模拟
摘要：镍基高温合金GH4169其增强相由高硬度化合物TiC构成，加工过程中会对工件的表面质量造成一定的影响。基于磨削基本理论和材料的J-C本构方程，采用ABAQUS仿真软件，建立了含单颗TiC颗粒的镍基高温合金GH4169单颗磨粒正交磨削模型，研究了磨削过程中基体材料的变形以及磨粒-脆性相颗粒的相互作用过程，分析了颗粒分别位于磨削路径上方0.05 μm、路径下方不同深度和沿着路径3种情况下磨削过程中磨削力和颗粒的去除过程以及应力场演变过程。仿真结果表明：当颗粒位于磨削路径下方时对加工过程影响较小，其余两种情况对磨削力的影响较大；当颗粒位于磨削路径上方时，其主要的去除形式为压溃；当颗粒沿着磨削路径时，其去除过程经历了裂纹萌生、裂纹扩展和颗粒完全断裂3个阶段，且两种情况下其应力和应变场都呈现碎片化分布，说明了颗粒的位置在确定应力的传播机制中具有重要的作用。研究结果可为进一步探究GH4169磨削过程中微结构演变机理提供参考。
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标题：Cu基体上FeNiCrCoCu高熵合金涂层力学和磨损特性的原子尺度分析
引文格式：陈帅,曾鑫,陈宏轩.Cu基体上FeNiCrCoCu高熵合金涂层力学和磨损特性的原子尺度分析[J].机电工程技术,2025,54(05):23-28.
作者：陈帅；曾鑫；陈宏轩
作者单位：湖南工业大学机械工程学院
基金项目：湖南省教育厅研究项目优秀青年项目（22B0584）
关键词：高熵合金HEA；涂层；分子动力学；摩擦磨损特性；势函数
摘要：高熵合金（HEA）由于其优异的力学性能被认为是一种有前景的涂层材料。采用分子动力学方法，探讨Cu基体上制备的FeNiCrCoCu高熵合金涂层在不同划痕深度和划痕速度下的力学和摩擦磨损特性。分析模拟结果表明，切削深度增加导致刀具运动阻力和摩擦因数上升。然而，由于热软化和应变速率硬化的作用，摩擦因数会随着切削速度的提高而逐渐降低。进一步分析发现，随着划痕深度的增加，位错密度升高，亚表面损伤加剧，HEA涂层通过吸收和释放切削应力来保护Cu基体，减少基体应力和缺陷深度，防止刀具切割破坏Cu晶格结构，HEA涂层能有效提高材料表面的耐磨性。这些发现可为HEA涂料的应用提供理论依据。
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标题：难加工材料钻削刀具磨损特性研究
引文格式：卞玲玲,李金乐,罗胜,等.难加工材料钻削刀具磨损特性研究[J].机电工程技术,2025,54(05):29-33+51.
作者：卞玲玲；李金乐；罗胜；周磊；刘凯；聂超；石运轩
作者单位：株洲钻石切削刀具股份有限公司
基金项目：国家重点研发计划青年科学家项目（2022YFB3708800）
关键词：1Cr18Ni9Ti；GH4169；切削参数；磨损；钻削；单因素试验
摘要：为揭示难加工材料钻削过程中的磨损变化，从而为刀具的优化设计及实际应用提供参考,以典型难加工材料1Cr18Ni9Ti和GH4169为被加工材料，采用单因素试验法，对4种不同刃口刀具分别采用内冷和外冷方式进行钻削加工，每加工一定距离后采用超景深显微镜对刀具的后刀面、前刀面及柱刃的磨损值进行测量，同时对磨损形貌进行观测。结果表明：随着加工距离的增加，刀具磨损加剧，刀具钻削过程中主要经历剧烈磨损阶段和正常缓慢磨损阶段，在剧烈磨损阶段其主要失效形式为刀具折断和崩刃，在正常磨损阶段其磨损形式主要为磨粒磨损和黏结磨损，在此阶段应根据磨损情况及时更换刀具保证加工质量；对于内冷和外冷加工，主切削刃内凹量较大时其综合磨损值最小；外凸型切削刃排屑阻力大，切削温度高，易发生黏结磨损，不利于外冷加工的工况。
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标题：储罐爬壁机器人转向滑移分析与优化
引文格式：何媛媛,唐东林,覃超,等.储罐爬壁机器人转向滑移分析与优化[J].机电工程技术,2025,54(05):34-39.
作者：何媛媛；唐东林；覃超；王平杰
作者单位：四川省特种设备检验研究院；西南石油大学机电工程学院
基金项目：国家市场监管总局科技计划项目（2022MK115）；南充市-西南石油大学市校科技战略合作项目（23XNSYSX0048）
关键词：爬壁机器人；壁面滑移；动力学模型；机器人定位
摘要：针对轮式爬壁机器人在垂直壁面发生转向滑移等问题，提出了爬壁机器人转向滑移量数学模型，分析了壁面滑移的影响因素。首先建立爬壁机器人壁面转向的动力学模型，结合四轮差速运动学、动力学方程推导了爬壁机器人的转向滑移模型，计算出滑移前后机器人质心位移变化关系。其次，根据机器人质心位移表达式，分析驱动轮转速和磁吸附力对转向滑移量的关系。最后，基于滑移理论模型和仿真分析结果，进行爬壁机器人样机转向滑移及优化实验。结果表明，滑移量受爬壁机器人的驱动轮转速和磁吸附力等参数影响，通过适量增大驱动轮速和磁吸附力，机器人在X方向上滑移量的最大缩减值约21 mm，Y方向滑移量的最大缩减值约为220 mm，能够有效减小壁面滑移。该研究对改善爬壁机器人滑移现象，提高控制精度具有一定的工程实践意义。
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标题：基于VMC的四足机器人稳定行走控制
引文格式：刘畅,陈腾飞,薛晨慷,等.基于VMC的四足机器人稳定行走控制[J].机电工程技术,2025,54(05):40-45+64.
作者：刘畅；陈腾飞；薛晨慷；周枫林
作者单位：湖南工业大学机械工程学院；湖南第一师范学院智能制造学院
基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（2021JJ30211,2021JJ50043）
关键词：四足机器人；虚拟模型控制；机身航向；稳定行走控制
摘要：近年来，移动机器人领域中的仿生足机器人成为研究热点。其中，四足机器人由于移动速度快、动作灵活等优点被广泛研究与应用。但是，在实现足式机器人能够行走运动的同时，足底打滑、足端速度不一致等现象导致整个机器人机体的稳定性与航向控制依然存在问题。单纯依靠运动学对位置和轨迹进行控制和优化效果并不理想。为解决此问题，使用虚拟模型控制方法，由虚功原理简化了四足机器人的运动模型。同时将位姿变换指令转化为腿部关节的力矩指令，实现整机控制。在不同的阻尼系数和刚度系数下探究机体的足端轨迹、偏航距离和质心高度的变化，并对机体的偏航位移和偏航角度进行分析。经过计算与仿真实验，在合理的刚度系数和阻尼系数条件下，机器人的行进和偏航距离与足端轨迹得到了改善，机身航向与机体稳定性也得到了极大的提升。
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标题：基于联合虚拟仿真的1+X型机器人教学平台升级研究
引文格式：单以才,刘强,张磊,等.基于联合虚拟仿真的1+X型机器人教学平台升级研究[J].机电工程技术,2025,54(05):46-51.
作者：单以才；刘强；张磊；王腾辉
作者单位：南京晓庄学院电子工程学院；杭州维讯机器人科技有限公司
基金项目：南京晓庄学院2021年教育教学研究改革项目；江苏省教育科学“十三五”规划课题（B-b/2020/01/16）
关键词：1+X型机器人教学平台；虚实结合；联合虚拟仿真；升级
摘要：研究了当前全球经济持续低迷背景下高校1+X型机器人实验实训平台升级之路。通过分析此类平台升级困境，明确虚实结合是促进平台升级和教法创新的一种较好方法。该方法已应用在机器人实践教学中。但由机器人仿真软件建立的应用场景难以满足1+X型机器人教学平台对其普适性和高效性的要求。为此，基于虚拟以太网通信技术，将应用场景搭建与机器人离线编程的仿真环境分离，把机器人虚拟控制器和PLCSIM设置为场景模型的外部设备，使同一应用场景能被不同品牌机器人仿真软件使用；通过构建仿真模型库，快速组建多种应用场景。以南京晓庄学院1+X型KUKA机器人实物平台为例，对其升级增效途径进行了探索实践，形成了一种“以虚为主，以实为辅”的实践教学新模式，有力提升机器人专业人才培养质量。
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标题：基于跨介质通信技术的空海无人机设计与实现
引文格式：吴立华,蔡展达,武云发,等.基于跨介质通信技术的空海无人机设计与实现[J].机电工程技术,2025,54(05):52-58.
作者：吴立华；蔡展达；武云发；何镜奎；张彬如；陈婷婷；黄贤由；林俊华
作者单位：广东理工职业学院机器人学院；广东工业大学自动化学院
基金项目：广东省普通高校重点科研平台和项目重点领域专项（2023ZDZX4072）；广东理工职业学院创新强校建设项目（2023LGCQ06-03）
关键词：空海一体化无人机；水下光通信；结构设计；动力系统；能源管理
摘要：随着跨介质无人机在海洋监测和水下巡检等领域的应用需求增加，水空一体化无人机的设计面临水下通信受限和环境适应性不足的技术挑战。提出了一种基于跨介质通信技术的空海无人机系统，旨在实现无人机在空中和水下环境之间的无缝转换。该系统采用十字共轴多旋翼结构，通过水下光纤通信技术解决水下通信的高带宽和低损耗问题，显著提升通信效率。无人机设计包括空中、水面和水下运动模式，以及出水及入水方式，确保在不同介质中的稳定性和高效性。实验结果表明，该系统在水下信号传输和结构转换稳定性方面表现优异，适用于海洋监测、应急救援等多种复杂场景。本研究的创新点包括水下光纤通信技术的应用、高稳定性的共轴双层旋翼结构设计，以及系统集成和实验验证，为水空一体化无人机的应用提供了理论和技术支持。
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标题：基于ADAMS的新型空间飞爪捕获机构设计与仿真验证
引文格式：[1]邓军生,史凯.基于ADAMS的新型空间飞爪捕获机构设计与仿真验证[J].机电工程技术,2025,54(05):59-64.
作者：邓军生；史凯
作者单位：长安大学工程机械学院
关键词：捕获机构；结构设计；容差性；碰撞接触
摘要：为了缓解近地轨道资源压力和增强太空探索的可持续性，解决传统的刚性捕获适应性差、柔性捕获连接刚度低等问题，设计了一种新型空间飞爪捕获机构。首先，对空间飞爪捕获机构的机械结构开展详细设计，该捕获机构由驱动机构、抓捕执行机构、滑轮组机构、收绳机构及质心调整机构5部分组成，结合设计结果对其功能原理进行阐述，并且针对不同的目标设计不同的抓捕策略；然后，建立捕获爪运动学坐标系，以此作为动力学仿真过程中捕获目标的先决条件；最后，利用ADAMS动力学软件对捕获机构的容差性和碰撞接触力进行仿真分析和验证。仿真结果表明，该捕获机构径向位置和轴向位置捕获容差可达20 cm，满足设计容差性指标要求，碰撞过程的最大接触力为450 N，满足设计要求，验证结构设计的有效性和可行性。
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标题：基于GPS锚点的自行车机器人路径跟踪算法设计与实现
引文格式：郑佳秋,严华,邱健斌,等.基于GPS锚点的自行车机器人路径跟踪算法设计与实现[J].机电工程技术,2025,54(05):65-68+157.
作者：郑佳秋；严华；邱健斌；何倩；蒋文全；钟蕾
作者单位：成都工业学院
基金项目：成都工业学院校级科研项目（2023YB028）；大学生创新训练计划项目（202411116012）
关键词：自行车机器人；路径跟踪算法；GPS；PID；RT1064单片机
摘要：设计了一款基于RT064核心板的自行车机器人，该机器人利用GPS锚点跟踪算法实现了路径跟踪。采用TAU201双频GPS模块以及IMU963RA九轴姿态传感器模块来获取小车姿态数据以及GPS位置数据；采用惯性飞轮通过惯性力矩保持自行车的侧向平衡；车把控制采用舵机调整方向角，实现路径跟踪。在跟踪算法的实现上，首先在预设路径沿线上采集多个锚点的坐标数据，在自行车机器人行驶过程中实时采集自身的GPS信息，通过计算实时方位角和与锚点之间的夹角，然后用于构造误差量，误差代入PID控制算法，使得机器人能对锚点进行趋近，以实现锚点跟踪，一系列锚点的跟踪形成了路径跟踪。设计了实物样机，通过编写算法代码控制自行车机器人平衡控制和航向运动，在样机上实现了自行车机器人路径跟踪控制。
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标题：基于改进型粒子群算法的机械臂时间最优轨迹规划
引文格式：张涛,罗怀林,周展冲.基于改进型粒子群算法的机械臂时间最优轨迹规划[J].机电工程技术,2025,54(05):69-73+86.
作者：张涛；罗怀林；周展冲
作者单位：四川轻化工大学机械工程学院
基金项目：普拉斯包装材料有限公司技术开发合作协议（E10202102）
关键词：机械臂；粒子群算法；时间最优；轨迹规划
摘要：针对传统机械臂在轨迹规划上工作效率低、运动过程中平稳性不佳和规划算法不够智能化等问题，提出了一种基于改进型粒子群算法对机械臂进行时间最优轨迹规划的策略。该方法通过引入自适应调整惯性权重和非线性动态学习因子的方法来对粒子群算法进行改进优化，采用3-5-3多项式函数构成机械臂在工作空间中的插值曲线轨迹，以时间最优为目标，将机械臂关节速度作为约束，并在寻找最优时间的迭代过程中考虑了适应度值因素，从而完成对机械臂运动轨迹的时间最优规划。通过仿真软件MATLAB进行实验，结果表明，所提改进粒子群算法优化后的轨迹相比于传统粒子群算法具有更快的收敛速度，其总运动时间减少52%，在保证机械臂平稳运动的同时，明显缩短了机械臂的运行时间。
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标题：基于数字孪生的玻璃幕墙注胶机器人检测控制系统
引文格式：黄伟,黄飞扬,雷佳豪,等.基于数字孪生的玻璃幕墙注胶机器人检测控制系统[J].机电工程技术,2025,54(05):74-79+183.
作者：黄伟；黄飞扬；雷佳豪；肖阳；吴文强；萧仲敏
作者单位：广州大学机械与电气工程学院
基金项目：大学生创新创业训练项目（202311078026）；广州大学2023年度校级探索性实验建设项目（SJ202302）
关键词：数字孪生；CoppeliaSim；动态实时交互；玻璃幕墙注胶机器人
摘要：为解决玻璃幕墙注胶行业在生产加工过程中面临的困难，如成本高、效率低和难以实现全面智能化和自动化等问题，设计并研发了一种基于数字孪生的玻璃幕墙注胶机器人检测控制系统。首先，使用建模软件SolidWorks建立了注胶机器人的仿真模型，并搭建仿真实体机器人。接着，通过虚拟机器人运动仿真平台CoppeliaSim构建虚拟场景，实现了机器人注胶过程的运动仿真，并进行机器人运动控制与检验。在此过程中，利用Visual Studio 2022设计了人机交互界面和基于C#的串口通信模块，以实现界面、仿真平台和机器人的有效通信，达到虚拟模型与注胶机器人的动态实时交互的目的。在系统控制检测方面，对机器人进行了正逆运动学分析，结合包围盒算法和GJK算法实现了机器人碰撞检测。实验结果表明，注胶机器人能够有效响应控制指令，响应延迟小于200 ms，界面能够实时显示运动参数，参数误差小于5%，动态交互成功实现。该系统为玻璃幕墙注胶行业提供了技术支持与解决方案，有效提升了生产效率并降低了成本。
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标题：基于遗传果蝇混合算法的双无刷直流伺服电机控制优化研究
引文格式：杨洪涛,田杭州,金磊,等.基于遗传果蝇混合算法的双无刷直流伺服电机控制优化研究[J].机电工程技术,2025,54(05):80-86.
作者：杨洪涛；田杭州；金磊；姜西祥；秦鹏飞
作者单位：安徽理工大学机电工程学院
基金项目：安徽省重点研究与开发计划项目（202004a07020046）
关键词：无刷直流伺服电机；三环PI控制；遗传混合算法；矢量控制；仿真建模
摘要：针对双无刷直流伺服电控制系统在机器人关节控制应用中精度低、响应速度慢、鲁棒性差的不足，拟采取遗传和果蝇混合（GA-FOA）算法PI参数优化方法，以提高双电机控制系统的控制精度、响应速度、鲁棒性。建立无刷直流伺服电机三闭环控制仿真模型，以CSPACE为主控器建立控制系统，结合上位机、霍尔传感器设计双无刷直流伺服电机控制系统。通过遗传和果蝇混合算法PI参数优化方法，优化无刷直流伺服电机矢量控制中的三环PI控制器参数。仿真结果表明，GA-FOA混合算法优化速度环时比GA和FOA算法分别快9.9 ms和9.8 ms，且具有更小的波动和超调量，优化电流环时，响应时间快7.0 ms和5.9 ms，波动小更稳定，优化位置环时，收敛快且未出现超调量，轨迹跟踪优化后的电机模型在髋关节和膝关节的平均跟踪误差分别为0.069 474°和0.042 495°。双电机单轮腿样机实验中，实验空间轨迹和理论空间轨迹误差为[0.28 mm, 2.11 mm]，空间轨迹吻合，结果表明GAFOA混合算法在双电机单腿样机实验上对电机的精度、响应速度、鲁棒性具有意义。
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标题：镜头模组点胶量影响因素分析与精确控制系统研究
引文格式：杨洪涛,韩明,穆莉莉,等.镜头模组点胶量影响因素分析与精确控制系统研究[J].机电工程技术,2025,54(05):87-92.
作者：杨洪涛；韩明；穆莉莉；王海超；李天乐
作者单位：安徽理工大学机电工程学院；安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室
基金项目：安徽省科技重大专项（202203a05020036）
关键词：时间-压力型点胶；出胶量；镜头模组；鲸鱼优化算法；多项式模型
摘要：时间-压力型点胶的出胶量会受到点胶时间、胶水温度、点胶气压和胶水余量的影响，最终会影响到镜头模组的点胶质量。为精确控制出胶量，保证点胶质量，根据镜头模组的点胶需求设计了点胶装置，分析了点胶时间、胶水温度、点胶气压和胶水余量等因素对该系统出胶量的影响，并利用实验确定了主次影响因素，建立了各因素与出胶量的多项式模型，利用鲸鱼优化算法确定了多项式模型的系数，进而获得精确的出胶量预测模型，并将出胶量的变化转换成点胶时间的变化，设计了精确控制模型，实现了出胶量的精确补偿和稳定控制，出胶量控制精度约为98%。
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标题：基于深紫外激光的水中大肠杆菌消杀灭活方法研究
引文格式：苗风一,陈浪,曹雄晶,等.基于深紫外激光的水中大肠杆菌消杀灭活方法研究[J].机电工程技术,2025,54(05):93-96.
作者：苗风一；陈浪；曹雄晶；李萌；米高阳；马修泉
作者单位：华中科技大学机械科学与工程学院；华中科技大学同济医学院附属协和医院
关键词：紫外激光；大肠杆菌；水消毒
摘要：水作为生物赖以生存的基本资源，特别是对人类的健康生存至关重要，对水的消毒杀菌问题越来越得到重视。大肠杆菌是一种食源性致病菌，水是其主要传播媒介，可作为水质分析的指标。目前广泛使用的几种消毒水的方法，包括使用臭氧、紫外线照射和氯化工艺，都有一些缺点。为此研究提出一种基于深紫外激光对水中大肠杆菌进行消杀灭活的方法，利用266 nm的紫外激光在水管中多次反射穿行，对微生物基因组进行破坏，使其失活，抑制其复制，最终导致它们丧失繁殖能力并因此消亡。实验中通过控制水流量探究紫外激光对大肠杆菌的灭活效率，结果表明在水流量小于240 mL/min时紫外激光对水中大肠杆菌的灭活效率可超过98%，随着水流量的增大，大肠杆菌的灭活效率仅下降到97%，表明此时紫外激光仍能实现大肠杆菌的高效率灭活。因此，紫外激光可用于水中大肠杆菌消杀，是一种高效的杀菌技术。
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标题：基于最可能失效时间的腐蚀加筋板安全寿命分析
引文格式：王昊东,王伊凡,刘炎.基于最可能失效时间的腐蚀加筋板安全寿命分析[J].机电工程技术,2025,54(05):97-102.
作者：王昊东；王伊凡；刘炎
作者单位：华中科技大学船舶与海洋工程学院
关键词：最可能失效时间；Kriging模型；腐蚀加筋板；安全寿命分析
摘要：为了研究腐蚀等退化现象对于船舶结构可靠性的影响，提出了一种结合Kriging模型和最可能失效时间（MPFI）的安全寿命分析方法。提出通过样本点最可能失效时间的状态替代其在当前时间区间的状态，以简化时变可靠性计算。采用Kriging模型识别每个样本点在最可能失效时间的状态，计算结构时变失效概率，搜寻结构的安全寿命。悬臂管结构算例验证了方法的可行性，并应用于腐蚀作用下船舶加筋板结构的安全寿命分析，得到在一级延性破坏的标准下腐蚀加筋板结构的安全寿命为13年2月。相较其他安全寿命算法，调用仿真计算的次数和总计算时间分别减少了20.8%和24.1%。
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标题：一种基于数据驱动和负时间序列PCA的滚动轴承健康指标构建方法
引文格式：王栩沂,丁泽良,米承继,等.一种基于数据驱动和负时间序列PCA的滚动轴承健康指标构建方法[J].机电工程技术,2025,54(05):103-107+196.
作者：王栩沂；丁泽良；米承继；王思睿
作者单位：湖南工业大学机械工程学院
基金项目：湖南省自然科学基金项目（2023JJ50186）；湖南省自然科学基金项目（2022JJ50056）
关键词：滚动轴承；健康指标；数据驱动；主成分分析(PCA)
摘要：滚动轴承在制造和装配等过程中存在不确定性因素，导致滚动轴承健康指标初始退化程度不一致，对早期故障不敏感。针对此问题提出了一种基于数据驱动方法和负时间序列主成分分析法（PCA）的表征滚动轴承退化性能的健康指标构建方法。首先，基于数据驱动方法从轴承的原始振动数据中提取16个表征轴承各退化阶段所有故障信息的时域特征；然后，使用均值化方法对特征数据进行降噪，基于标准化方法统一量纲；最后，利用负时间序列的主成分分析法构建轴承的健康指标。通过在实验数据中的应用，并与有效值（RMS）指标进行对比，结果表明负时序指标均先于RMS指标发现早期故障，验证了此方法的有效性。
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标题：超临界二氧化碳离心压缩机内部流场数值模拟
引文格式：于绍轩,赵海峰.超临界二氧化碳离心压缩机内部流场数值模拟[J].机电工程技术,2025,54(05):108-112.
作者：于绍轩；赵海峰
作者单位：沈阳工业大学化工装备学院
关键词：超临界二氧化碳；离心压缩机；流场；数值模拟
摘要：超临界二氧化碳（SCO2）布雷顿循环中的离心压缩机工作在CO2临界点附近，其内部流场与传统空气压缩机相比有较大差别，需对其进行深入研究。基于Sandia SCO2布雷顿循环主压缩机几何参数建立了三维几何模型，采用数值模拟方法对SCO2离心压缩机内部流场进行了仿真研究，探究了CO2物性表分辨率对计算结果的影响，验证了数值方法的准确性，通过流场后处理分析了压缩机内部流场中的几种特殊流动现象。结果表明，采用范围4～40 MPa、270～470 K，分辨率200×200的CO2物性表，可同时兼顾计算精度和成本；使用该数值方法模拟所得性能曲线与实验性能曲线趋势一致。对流场的后处理结果表明Sandia叶轮内部流场存在工质相变现象、尾缘流动分离现象和叶顶间隙二次流现象。分析结果可为SCO2离心压缩机的研究提供有价值的参考。
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标题：户外通信电源柜的热仿真分析及风道设计
引文格式：张耀武,鞠录岩,潘广镇,等.户外通信电源柜的热仿真分析及风道设计[J].机电工程技术,2025,54(05):113-117+164.
作者：张耀武；鞠录岩；潘广镇；田耀鹏；张冰冰；张维琨
作者单位：西安石油大学机械工程学院；巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司
基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目（2020JQ-782）；西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划资助项目（YCS23214282）
关键词：数值模拟；风道优化；散热优化；结构设计；CFD
摘要：为了保证户外通信电源柜内部设备运行的最佳环境温度，采用CFD仿真的方法利用ANSYS Fluent软件首先对原机柜温度场进行分析，发现现有散热模式下机柜内设备温差较大，有大量冷风直接从出风口回流出去，在电池与电池间隙中无对流产生。基于此，通过加装风道的方式实现冷热隔离、低温引流、定点送风，对内部气流组织进行规划，通过再仿真验证风道设计的有效性与合理性。结果表明：机柜高温聚集区主要分布在整流器外表面附近以及远离进风口的电池附近；在加装开孔风道后不仅减少了冷风回流现象，而且也使机柜内部散热更加均匀。最终，机柜内空气域最高温度降低了24.67 ℃，整流器温度降低了24.81 ℃，锂电池的温差由6.08 ℃降至4.19 ℃，电池温度更加趋近于最佳工作温度。
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标题：考虑缸内摩擦力补偿的液压回转关节运动控制
引文格式：王锦涛,吕立彤,张心颖,等.考虑缸内摩擦力补偿的液压回转关节运动控制[J].机电工程技术,2025,54(05):118-122+142.
作者：王锦涛；吕立彤；张心颖；张连朋；王瑞晨
作者单位：石家庄铁道大学机械工程学院
基金项目：国家重点研发计划（2023YFC2809903）；国家自然科学基金资助项目（52105065,52205064）
关键词：液压缸；摩擦力补偿；回转关节；自适应鲁棒控制
摘要：液压机械装备的建模方式仅考虑运动关节处的库仑摩擦以及黏滞摩擦力而忽略了液压缸直线运动的摩擦力，导致在运动控制中存在摩擦力补偿不到位的问题。以液压机械臂的运动控制为载体，详细分析直线运动液压缸推动关节转动的非线性驱动关节构型，并考虑来自液压缸内部和转动轴的摩擦特性，建立起基于模型补偿的液压机械臂非线性驱动关节动力学模型，分析现有主流PID与前馈PID等不基于模型控制的算法，相较于基于模型的自适应鲁棒控制在轨迹跟踪控制精度上存在不足，采用自适应鲁棒控制算法对比有无缸内摩擦力补偿的液压机械臂回转关节运动控制精度差异。最后通过开展多组实验对比，验证在相同控制算法下考虑液压缸内部摩擦力补偿方式对于提升液压机械系统的运动控制精度有显著效果。
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标题：盘根材料对柱塞密封性能影响试验研究
引文格式：徐明明,孔佳,李风,等.盘根材料对柱塞密封性能影响试验研究[J].机电工程技术,2025,54(05):123-127.
作者：徐明明；孔佳；李风；王晓君；张瑾
作者单位：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心；中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物资管理配送中心
关键词：盘根；密封性能；接触应力；泄漏量
摘要：柱塞泵作为一种常用的高压液体输送机械结构，其中的盘根材料在高速往复运行过程中极易损坏，从而导致柱塞泵的使用寿命和工作效率大大降低。因此，针对不同盘根材料对柱塞密封性能的影响进行研究，利用试验工装对选定的7种盘根材料进行轴向位移试验，通过试验测试得到相应的接触应力随位移变化曲线以及试验装置的泄漏量，结合加卸载过程曲线特征的差异性对比分析，最后得出高水基、芳纶、芳纶四氟以及四氟乙烯相较其他几种盘根材料对柱塞密封性能更优秀，实际选用时也要考虑具体工作压力和泄漏等级的影响。
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标题：基于NSI1311的推挽式升压隔离反馈逆变器设计
引文格式：周书民,罗贤里,汪志成,等.基于NSI1311的推挽式升压隔离反馈逆变器设计[J].机电工程技术,2025,54(05):128-133.
作者：周书民；罗贤里；汪志成；嵇志腾；陈经纬；纪荣焕
作者单位：东华理工大学机械与电子工程学院；江西软件职业技术大学；泉州维盾电气有限公司
基金项目：江西省技术创新引导类项目（科技合作专项）（20212BDH80008）；东华理工大学江西省新能源工艺与装备工程技术研究中心开放基金（JXNE 2018-04）；抚州市揭榜挂帅重大项目（变配电设备健康状态在线诊断及智能云平台）
关键词：推挽式升压；NSI1311；隔离反馈；SPWM调制；全桥逆变；LLC型滤波
摘要：针对传统推挽式逆变器在高压和高功率隔离反馈的不足，提出了一种基于NSI1311的推挽式逆变器隔离升压设计方案。NSI1311作为高性能隔离放大器，利用其优异的隔离性能和高输入阻抗，显著提高了逆变器的电气隔离效果和反馈精度。基于设计要求选出合理的磁芯结构并精确计算了变压器的磁芯参数和线圈匝数，以优化电压升压和能量转换。在全桥逆变设计中，采用单极性SPWM调制技术和LLC型滤波结构，有效降低了开关损耗和输出阻抗，改善了交流输出的波形质量。稳定的DC 316 V和AC 220 V表明，基于NSI1311的设计在反馈调节速度、系统稳定性优于传统光耦隔离反馈方案。此外，该设计还降低了系统成本并减小了变压器体积。研究表明，NSI1311隔离反馈方案为高压高功率逆变器应用的隔离反馈提供了有效的解决方案和技术参考。
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标题：基于小波分析与迁移学习的风电机组关键部件故障诊断系统研究
引文格式：秦晓梅,王有杰,俞啸.基于小波分析与迁移学习的风电机组关键部件故障诊断系统研究[J].机电工程技术,2025,54(05):134-138+147.
作者：秦晓梅；王有杰；俞啸
作者单位：济宁市太白湖区许庄街道办事处科技办公室；中国矿业大学,物联网研究中心
基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFC0804400,2017YFC0804401）
关键词：风电机组；小波分析；深度学习；故障诊断；物联网
摘要：为进一步提高风电机组关键部件的在变工况场景中的故障诊断精度，满足工业现场诊断实际应用需求。首先设计了一种信号-图像转换方法，利用连续小波变换对旋转部件产生的振动信号进行时频分析处理，研究信号中低频故障频率和高频冲激频率分布特点，并采用图像融合方法构建CWT时频特征图，充分表达振动信号中包含的关键故障特征信息；其次针对变工况场景下故障诊断精度下降问题，设计出基于ConvNeXt和DJP-MMD的迁移故障诊断模型，实现对旋转部件运行状态的深度域不变特征的自适应提取，实验结果表明所设计的故障迁移诊断方法具有不错的诊断效果，平均准确率达到90.7%；最后设计了一套基于物联网架构的风电机组关键部件诊断应用系统，实现风电机组多源传感信息的采集、远程诊断和运维管理等功能，满足实际工作场景中风电机组状态在线监测与预测性维护的需求。
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标题：基于DBN深度学习的低压配电台区高精度反窃电检测
引文格式：谭心琳.基于DBN深度学习的低压配电台区高精度反窃电检测[J].机电工程技术,2025,54(05):139-142.
作者：谭心琳
作者单位：国网湖南省电力有限公司长沙供电公司
关键词：DBN深度学习；配电台区；反窃电；高精度；低压
摘要：为解决当前配电台区窃电检测领域普遍面临的窃电信息识别率低、检测精度不足等问题，引入DBN深度学习，开展低压配电台区高精度反窃电检测研究。充分利用边缘计算智能终端的强大能力，实现对低压配电台区实时窃电数据的快速采集与初步处理。通过精心设计的自适应加权融合算法，有效整合了来自不同电能计量设备的多维度数据，极大地丰富了窃电行为分析的数据基础。在数据处理与分析阶段，DBN深度学习模型凭借其强大的特征提取与非线性映射能力，对融合后的窃电信息进行了深度挖掘与智能识别，显著提升了窃电行为的识别精度与效率。实验结果表明，相较于传统检测方法，所提检测方法显著提高了检测精度，实现了对复杂窃电行为的精准识别与及时响应，为电力系统的安全稳定运行提供了强有力的技术支撑。
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标题：基于高频脉冲电流传感器的局部放电实时监测系统设计与应用
引文格式：杨海鹏,许国澎.基于高频脉冲电流传感器的局部放电实时监测系统设计与应用[J].机电工程技术,2025,54(05):143-147.
作者：杨海鹏；许国澎
作者单位：广州长川科技有限公司
关键词：局部放电；在线监测；高频脉冲电流；高频信号采集
摘要：研究一种能够实时识别运行中高压电缆缺陷隐患的方法，通过提前识别可能存在的缺陷隐患，主动快速消除隐患，避免故障延伸，保证钢铁企业电力系统可靠运行。研究利用高压电缆局部放电的形成机理及其信号特点，并通过对电缆局部放电常用监测方法进行分析与比较，选择脉冲电流法（HFCT）获取电缆局部放电信号，并利用宽频带测量、信号预处理、放大电路、数字分频处理及高频采样模块，提高测量的灵敏度、准确度及自适应自调节能力，由此设计建立一套基于高频脉冲电流传感器的局放无线实时监测系统，实时采集并展现高压电缆运行过程中的局部放电图谱。同时将该系统进行了现场化的应用，利用该系统发现某钢铁企业110 kV高压电缆中间接头的局部放电幅值异常，成功排查出高压电缆接地线护套破裂，线芯暴露且与交叉互联箱金属部位存在搭接的隐患，避免该回线路后续因环流异常及局部过热导致的生产安全事故，保障了该钢铁企业的生产运行安全。
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标题：基于正则化随机扰动优化LSTM的动力电池SOC估计研究
引文格式：邢云祥,王玥琦,易吉良,等.基于正则化随机扰动优化LSTM的动力电池SOC估计研究[J].机电工程技术,2025,54(05):148-151.
作者：邢云祥；王玥琦；易吉良；刘路
作者单位：桂林航天工业学院汽车工程学院
基金项目：广西自然科学基金项目（2024JJA160324）；桂林航天工业学院2023年度本科教改项目（2023JA02）
关键词：SOC；LSTM网络；随机扰动
摘要：全球汽车市场的变化对新能源汽车产业升级提出新的要求和挑战，精确监测SOC状态对于优化BMS性能具有重要意义。针对现有SOC估计方法无法同时满足实时监测和精度需求的问题，提出一种利用正则化随机扰动法优化LSTM模型的方法，通过随机扰动对模型注入高斯噪声作为动态扰动，以正则化为模型参数的设置构建空间界限，将多维参数空间构建与自适应噪声衰减机制结合实现门控单元协同优化，使改良后的LSTM模型能够在正则化约束的安全边界内开展参数空间定向搜索。实验结果表明，该模型在复杂的动态工况下MAE指标稳定维持在1.1%附近，相比传统SOC估计方法误差显著降低，对电流突变等干扰因素展现出较强的鲁棒性和监测精度，为优化BMS性能提供新路径。
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标题：基于PLC的密集型海水稻大棚育秧种植系统
引文格式：张延卓,樊海红,廖钧濠,等.基于PLC的密集型海水稻大棚育秧种植系统[J].机电工程技术,2025,54(05):152-157.
作者：张延卓；樊海红；廖钧濠；华洋；易润华
作者单位：广东海洋大学电子与信息工程学院
基金项目：广东省线上线下混合式一流本科课程（010301112402）；湛江市农村科技特派员驻镇帮镇扶村乡村振兴团队项目（A21411）；广东海洋大学创新团队项目（CCTD201825）
关键词：可编程逻辑控制器；智慧农业；大棚种植；密集型种植系统；堆垛机；海水稻育秧摘要：针对传统海水稻育秧方式中存在的土地利用效率低和人力财力资源浪费的问题。设计开发了一个以三菱PLC为核心，配合堆垛架、步进电机、电机驱动器、距离监测器、旋转增量解码器、光敏电阻、环境传感器、A/D采集模块、LED灯片矩阵、喷灌一体化装置等器件为一体的密集型海水稻大棚育秧种植系统。在该系统中，PLC通过A/D采集模块接收来自距离传感器的信号，并转换成脉冲信号输出给电机驱动器来驱动步进电机的转动，同时旋转增量解码器将接收步进电机的旋转量信号并转换成脉冲信号反馈给PLC从而达到闭环控制的效果，使定位更加精确。系统照明辅助装置以及智能培育装置中，分别采用光敏电阻和环境传感器为信号接收源并通过A/D采集模块将信号输入PLC中，然后通过PLC来控制LED灯片矩阵以及喷灌一体化装置。通过仿真、试验和分析计算，验证了设计方案的可行性，该系统大幅提高空间利用率，减少了资源的浪费，有效提高了秧苗的质量。
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标题：均布孔圆环工件透丝锁丝一体机开发
引文格式：夏伟民,吉晓民,刘叶.均布孔圆环工件透丝锁丝一体机开发[J].机电工程技术,2025,54(05):158-164.
作者：夏伟民；吉晓民；刘叶
作者单位：西安理工大学艺术与设计学院
关键词：自动化；螺丝锁付；丝孔剔透；PLC控制；人机界面
摘要：针对均布孔圆环工件在加工过程中依靠人工手动完成喷塑后的丝孔剔透与螺钉锁附工艺费时费力、人工精度有限和一致性差等问题，提出一种为止动环喷塑后的丝孔剔透与螺钉锁附加工的自动化方案。结合企业生产需求，根据均布孔圆环工件丝孔剔透与螺钉锁附工艺需要的步骤和流程，结构上将机器划分为供料、分度、定位、丝孔剔透和螺丝锁付五大模块，采用人机界面（HMI）和PLC作为上、下位机设计控制系统，在WPL Soft软件编写控制程序实现了透丝锁丝一体机自动化过程，并在DOP Soft软件设计人机界面，实现加工动态可视化，更方便对透丝锁丝系统进行控制。生产运行数据表明，该设备能够精准高效的实现止动环的丝孔剔透和螺丝锁付操作，一个人操作一台设备的效率可相当于2.9名工人，带来1.9名工人的成本节省，证明了本文所设计的机械系统结构完善，编写的控制程序内容正确可靠，对提高企业自身的技术水平有重要的现实意义。
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标题：基于多系统集成的复材制造生产计划管理系统设计及应用
引文格式：许鹏,王新庆,朱慧斌.基于多系统集成的复材制造生产计划管理系统设计及应用[J].机电工程技术,2025,54(05):165-171.
作者：许鹏；王新庆；朱慧斌
作者单位：中国航空制造技术研究院；数字化制造技术航空科技重点实验室
基金项目：国防基础科研支持项目（JCKY2022205B026）
关键词：复材制造；信息化管理；计划管控；解决方案
摘要：复材制造属于典型的多品种、小批量模式。在实际的生产过程中也多存在急件插入、优先级调整等随机事件。这些因素的存在导致复材制造的生产计划更改率过高、执行情况追踪复杂、对生产的指导意义大于管控意义。为了解决这些问题，以某航空复材制造单位生产管理部门批产产品的整体流程为研究对象，针对典型的制造流程，研究并开发了一套信息化管理系统。该系统以与MES、LIMS、MDC等系统的集成为基础，涵盖了任务创建、计划下达、计划反馈、运行监控及产品交付过程，实现了任务的自动下发、数据的自动采集分析，为相关管理人员提供统一的产品交付运行管控与生产过程信息采集平台。系统应用后，该单位实现了全年全批量产品的信息化计划管控，实现了实时的计划数据的自动多维度分析及可视化展示，提升了整体交付进度。研究成果形成了航空复材生产计划管控模式、整体解决方案以及配套的软件产品，在航空行业内部具有极强的推广意义。
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标题：日化品瓶铝箔密封性检测试验装置设计与应用
引文格式：陈啸,王坤,顾琪,等.日化品瓶铝箔密封性检测试验装置设计与应用[J].机电工程技术,2025,54(05):172-176.
作者：陈啸；王坤；顾琪；姚红兵；胡智康
作者单位：盐城工业职业技术学院智能制造学院；南通大学杏林学院
基金项目：江苏省产学研合作项目（BY202231047）；盐城工业职业技术学院校级科研项目（ygy2209）
关键词：日化品瓶；铝箔密封性；试验装置；PLC
摘要：为解决人工检测日化品瓶铝箔密封性的劳动强度大，检测精度低等问题。基于一种空气泄漏模型，设计了日化品瓶铝箔密封性检测试验装置。对日化品瓶铝箔密封性检测试验装置的机械结构进行了详细设计,包括进给机构的设计等；选择PLC作为试验装置的主控制器，触摸屏为人机交互界面，设计了PLC控制流程及系统操作界面。为验证实际效果，试制样机，应用效果表明：在一定的进给速度和进给量范围内，日化品瓶铝箔密封性检测试验装置能提高30%以上的人工作业效率，检测准确度在97%以上，在减轻人工作业强度的情况下提高了检测的准确度。该装置性能稳定，操作简单，生产效率高，检测精度高，为企业带来了良好的经济和社会效益，具有一定的推广价值。
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标题：基于MES系统的轮毂零件柔性生产设计与应用
引文格式：刘凯,沈昊,顾宇峰.基于MES系统的轮毂零件柔性生产设计与应用[J].机电工程技术,2025,54(05):177-183.
作者：刘凯；沈昊；顾宇峰
作者单位：江苏联合职业技术学院,苏州工业园区分院
基金项目：苏州市科教创新区优质创新平台（智能感知与计算优质创新平台）（YZCXPT2023103）
关键词：MES；轮毂；柔性生产；PLC；WinCC
摘要：由于近年新能源乘用车的持续走俏，市场对轮毂的需求也越来越大，对轮毂的外形、性能、轮毂的加工制作等方面提出了更高的、个性化的要求。为此，基于MES (Manufacturing Execution System)系统研究了帮助企业自动整合多项复杂数据，实现轮毂零部件生产柔性化，提高效率，帮助制造企业节约成本的自动化生产管理系统。借助西门子PLC1200, TIA Portal和模块化柔性生产单元对仓储单元、打磨单元和分拣单元等进行编程设计，同时利用WinCC进行人机界面设计，包括用户登录、订单界面、监控界面、手动控制界面等，使系统能够全流程自动执行，最终实现了轮毂零件的定制生产、数据监测和人工控制等。通过实验验证，该系统能够顺利的实现轮毂零件的柔性化生产及数据采集、监控等，提高了轮毂生产的自动化水平。
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标题：基于OPC UA的数据融合应用研究
引文格式：王洲,郭志喜,牛鹏飞,等.基于OPC UA的数据融合应用研究[J].机电工程技术,2025,54(05):184-189.
作者：王洲；郭志喜；牛鹏飞；郭峻源
作者单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
基金项目：国家重点研发计划（2022YFB3304500）
关键词：OPC UA；信息模型；数据融合
摘要：如今制造企业需要不断提高生产作业水平以使用市场需求多样化，智能化生产已经成为趋势，自动化是数字化的基础，智能化离不开数字化，而数据是智能应用的基础，工厂中的基础数据大多来源于现场设备，因此设备与设备之间，设备与系统之间的集成应用显得尤为重要，而现场设备的多样性导致数据格式多样、数据质量要求不同、采集周期多样，给集成带来困难。OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture)是一种开放的通信协议，用于在工业自动化系统中实现数据交换和集成。介绍了基于OPC UA的数据融合技术，基于OPC UA规范，借助于信息建模工具对现场设备进行建模，将设备和设备参数信息映射至OPC UA地址空间中，形成数据模型，建立设备OPC UA服务器，承载设备数据信息，通过OPC UA客户端订阅和访问服务器信息，打通从底层和上层应用系统的双向数据通道，达到数据融合应用的目的。
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标题：基于STM32的智能药盒设计
引文格式：徐国垒,王智,罗冬华.基于STM32的智能药盒设计[J].机电工程技术,2025,54(05):190-196.
作者：徐国垒；王智；罗冬华
作者单位：桂林信息科技学院；贵阳信息科技学院；贵州黄果树金叶科技有限公司
基金项目：广西壮族自治区中青年教师科研基础能力提升项目（2022KY1634）
关键词：智能药盒；STM32；操作系统；自动配药
摘要：针对慢性病患者长期服药过程中容易出现忘记服药、服错药的现象，提出“基于STM32的智能药盒设计”，采用STM32F407作为主控芯片，硬件电路设计中主要的外围模块包括有蜂鸣器模块、LCD显示屏模块、按键模块、存储模块、推杆驱动模块、步进电机驱动模块、4G网络模块、GPS定位模块，软件设计中搭建uCOS-II操作系统，创建有6个子任务，执行的功能分别是按键控制功能、4G网络模块与监护人的电子设备交互功能、自动配药功能、心率信号接收与处理功能、定位功能、LCD屏显示功能。搭建的实物模型进行10次测试，其中，GPS定位经纬度信息与手机定位信息相比，经度相差2″，纬度信息相差1″，按时提醒服药准确度达到100%，自动配药准确性达到100%，将MAX30102心率血氧传感器模块固定在手腕处的5次测试中，心率判断结果正确度达到100%，将传感器模块固定手指位置的5次测试中，正确度达到80%。综合分析，该设计有效解决忘吃药、吃错药的现象，及时初步预判患者健康状态，提高突发情况下及时救治的概率。