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标题：汽车悬架研究现状和发展趋势探讨
引文格式：雷先华,朱相臣,杨程伟,等.汽车悬架研究现状和发展趋势探讨[J].机电工程技术,2025,54(02):1-5+24.
作者：雷先华；朱相臣；杨程伟；包春雨；陈星光
作者单位：湖南交通工程学院机电工程学院
基金项目：湖南省大学生创新项目（5203）；大学生创新创业训练计划项目（汽车智能电磁悬挂控制系统的研究）；大学生创新创业训练计划项目（轻材创新,行车未来）
关键词：汽车悬架；主动控制；研究现状；发展趋势
摘要：随着人们对舒适性要求进一步提高，各式新型悬架应势而生，不断推陈出新。悬架是汽车的重要部件，是汽车车架与车桥之间的传力连接装置，主要由弹簧、减振器、稳定器和联动装置等组成，是把路面作用于车轮的支承力、牵引力、制动力和侧向反力以及这些力所产生的力矩传递到车身上，吸收和缓和因地面坎坷不平而产生的对车体的冲击并衰减弹性系统引起的振动。同时与车辆行驶平稳性和安全性问题也密不可分，能直接影响驾驶人的驾乘体验和车辆各零部件的使用寿命。对汽车悬架的发展现状进行了综述。分别介绍了被动悬架、半主动悬架和主动悬架这3类悬架的工作原理及优缺点，详细阐述了PID控制、鲁棒控制、最优控制等控制方式，总结了实验法、数学建模法、有限元分析法等目前对悬架的性能进行分析和研究的方法。并对悬架系统研究发展方向进行展望，认为可靠性、智能化以及绿色环保将会是未来悬架发展的主要趋势。
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标题：神经网络辅助卡尔曼滤波组合导航算法的现状与展望
引文格式：陈晓锋,庄巍,伍超明,等.神经网络辅助卡尔曼滤波组合导航算法的现状与展望[J].机电工程技术,2025,54(02):6-11.
作者：陈晓锋；庄巍；伍超明；范建林；刘大伟
作者单位：五邑大学电子与信息工程学院；广东省科学院半导体研究所
关键词：组合导航；人工智能技术；卡尔曼滤波
摘要：介绍了全球卫星导航系统和惯性导航系统的数据融合算法，对组合导航数据融合算法进行了分类；对人工智能辅助的卡尔曼滤波融合算法也进行了细分，详细介绍了神经网络辅助卡尔曼滤波的应用方法和组合导航的组合方式；总结了学者在松组合和紧组合中应用神经网络取得的进展，并以卷积神经网络为例简述了神经网络辅助卡尔曼滤波的工作原理。指出了组合导航数据融合算法研究中存在的困难，展望了人工智能辅助的卡尔曼滤波融合算法的发展趋势。
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标题：电弧增材制造层间冷却技术研究现状
引文格式：鹿赫,刘长军,李芳,等.电弧增材制造层间冷却技术研究现状[J].机电工程技术,2025,54(02):12-17.
作者：鹿赫；刘长军；李芳；牛勇
作者单位：沈阳工业大学化工装备学院
关键词：电弧增材制造；层间冷却；研究进展；近浸式主动冷却
摘要：电弧增材制造作为一种快速、灵活、高效的制造技术，广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。然而，由于加工过程中产生的高温对构件质量和性能造成不利影响，层间冷却技术成为解决这一问题的有效途径之一。对电弧增材制造中层间冷却技术的研究现状进行了综述。首先，介绍了电弧增材制造技术的基本原理和工艺特点，重点阐述了加工过程中产生的热应力、热裂纹等问题。其次，综述了目前常见的层间冷却技术，包括气体冷却、液体冷却和固体冷却等，对每种技术的原理、优缺点以及应用范围进行了分析和比较。最后，指出了当前研究中存在的不足之处，并展望了未来电弧增材制造层间冷却技术的发展方向。随着材料科学、传热学等领域的不断进步，层间冷却技术将更加智能化、高效化，为电弧增材制造的应用提供更广阔的空间。
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标题：井下式静力触探技术的发展现状与展望
引文格式：蔡龙龙,李曾佳,王孝义,等.井下式静力触探技术的发展现状与展望[J].机电工程技术,2025,54(02):18-24.
作者：蔡龙龙；李曾佳；王孝义；刘双双；陈奇
作者单位：中海油田服务股份有限公司；磐索地勘科技(广州)有限公司
关键词：海洋；静力触探；井下式；现状；趋势
摘要：随着我国对海洋资源利用的日渐重视，多手段的海洋勘探方法投入应用，其中一种精准高效的作业方法为静力触探技术（Cone Penetration Test,CPT）。该技术发源于瑞典，由荷兰推广应用。我国引进该技术后也逐渐形成了相应的作业体系，发展更先进的井下式CPT技术，将我国的CPT技术逐步推向世界的舞台。从发展的角度对多类型CPT技术进行了介绍，阐述了CPT技术的作业原理、发展历史和现代的作业方法，介绍了井下式CPT技术的结构组成和关键技术，对其在海洋工程应用上的突破和未来发展方向进行了说明，讨论了该技术对我国海洋勘探技术的重要意义。
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标题：基于多尺度特征融合与全局注意力机制的变化检测研究
引文格式：孙一竣,雷斌,丁倩钰.基于多尺度特征融合与全局注意力机制的变化检测研究[J].机电工程技术,2025,54(02):25-28+71.
作者：孙一竣；雷斌；丁倩钰
作者单位：兰州交通大学机电技术研究所
基金项目：国家自然科学基金项目（72061021）；甘肃省科技厅项目（21JR7RA284）
关键词：深度学习；遥感影像；全局注意力上采样；特征融合
摘要：为提高对小目标的检测能力、改善由于特征利用率低而产生的错漏检问题，提出一种基于多尺度特征融合与全局注意力机制的遥感图像变化检测方法，使用编码器-解码器架构通过对不同尺度特征进行针对性引导解决多尺度问题。编码器中孪生化的残差块结构作为特征提取网络分别得到双时相图像不同阶段的特征，并在特征提取的尾端嵌入局部特征增强模块，提升网络的感受野，保持语义丰富性；在解码器中，设计全局注意力上采样模块增强网络对上下文信息的学习，将得到的多尺度变化特征图分别通过空间注意力块和通道注意力块进行特征再重组，得到语义信息丰富的变化特征图，增强了模型对不同尺度特征的感知能力。实验表明，该方法在所测试的公开数据集中，主观评价和客观指标均优于对比模型，相较于次优对比模型，召回率提高2.25%,F_1得分提高1.82%，对存在的问题有了显著改善。
6
标题：基于高功率的E波段矩形环对角双杆行波管设计
引文格式：冷劲松,魏望和,丁文豪,等.基于高功率的E波段矩形环对角双杆行波管设计[J].机电工程技术,2025,54(02):29-32+137.
作者：冷劲松；魏望和；丁文豪；陶聪；朱焜
作者单位：江西理工大学理学院
基金项目：国家自然科学基金项目（62361031）
关键词：矩形环对角双杆；慢波结构；行波管
摘要：为满足现今社会对高性能行波管日益增长的需求，行波管的高功率、高效率、宽频带是当代电子器件领域的重要发展方向。慢波结构的品质直接关系到行波管的性能。为此，设计了E波段矩形环对角双杆行波管。对矩形环对角双杆慢波结构的加工方法进行了研究，相较于传统的环杆模型，矩形环对角双杆慢波结构与微加工技术有着更好的匹配性，有利于器件的小型化。考虑到理论分析的方法过于复杂，求解存在误差，实验测试的方法成本较高，借助高频电磁仿真软件对矩形环对角双杆慢波结构进行研究，优化了慢波结构尺寸参数以及电气参数。注-波互作用结果表明，在工作电压为16.8 kV，工作电流0.1 A的条件下，矩形环对角双杆行波管在中心工作频点75 GHz处可获得最大输出功率210 W，对应增益和电子效率为34.19 dB和12.5%,3-dB带宽为16 GHz (62～78 GHz)。
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标题：变质剂和不同细化剂对免热处理压铸铝合金变质及细化的影响研究
引文格式：赵少坤,魏作山,谭乐平,等.变质剂和不同细化剂对免热处理压铸铝合金变质及细化的影响研究[J].机电工程技术,2025,54(02):33-37.
作者：赵少坤；魏作山；谭乐平；丁海民
作者单位：华北电力大学能源动力与机械工程学院；河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室；电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心；魏桥国科高等技术研究院
基金项目：教育部“产学合作协同育人”项目（BINTECH-KJZX-20220831-40）
关键词：免热处理；铝硅合金；晶粒细化；Sr变质
摘要：研究了变质剂Sr和细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金变质及细化的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等测试手段，研究了变质剂Sr对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果和不同细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金的细化作用。研究发现，Sr可以有效地对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅进行变质处理，将片状、针状的共晶硅转变为纤维状等使其有利于其力学性能的增强，并且在添加质量分数0.035%的Sr后免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果最好。相比于Al-5Ti-1B和Al-3Ti-1B，细化剂TCB对免热处理压铸铝硅合金的细化效果最好。利用TCB晶种合金中的陶瓷颗粒可细化免热处理压铸铝硅合金中的α-Al晶粒，并改善免热处理压铸铝硅合金中富铁相的分布，并且最优添加量为质量分数1.5%。
8
标题：TBM法隧道洞碴制备高品质机制砂石技术应用研究
引文格式：韩强.TBM法隧道洞碴制备高品质机制砂石技术应用研究[J].机电工程技术,2025,54(02):38-43.
作者：韩强
作者单位：中国铁建重工集团股份有限公司矿山装备研究设计院
基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFB2303000）
关键词：TBM洞碴；洞挖料；洞碴利用；砂石加工；针片状；骨料
摘要：为解决TBM洞碴生产机制砂石质量低、粒型和级配不合格问题，进行TBM洞碴加工工艺研究。以某项目A、项目B工程为例，采用颗粒级配试验建立TBM洞碴特性颗粒级配曲线模型，分析TBM洞碴加工生产砂石骨料技术难点，进行针对性工艺流程设计。对比TBM洞碴和钻爆法洞碴给料、破碎、筛分、制砂、湿法工艺的差异性，探讨TBM洞碴给料防板结、湿法生产、质量控制措施的优缺点，进而提出TBM洞碴加工高品质机制骨料工艺优化方案，讨论其可行性。研究结果表明：设置-19°倾角座式振动给料方式能顺畅TBM洞碴振动给料，采用针片状控制筛和多级整形能解决级配碎石针片状率问题，针片状率依次降为0%、2%、5%，指标均满足国标要求规范。提出的TBM洞碴加工高品质机制骨料工艺优化方案，可有效减小级配碎石针片状率和压碎值、优化细度模数和颗粒级配，具有显著技术经济效果。研究结果为进一步优化TBM洞碴制备高品质机制砂石加工工艺、打造绿色隧道提供参考。
9
标题：固定边界混合模块布局方法研究
引文格式：邓沛锟,魏丽军.固定边界混合模块布局方法研究[J].机电工程技术,2025,54(02):44-49.
作者：邓沛锟；魏丽军
作者单位：广东工业大学机电工程学院
基金项目：国家自然科学基金面上项目（22010315221906772）
关键词：VLSI布局；合法化；布局划分；局部优化
摘要：VLSI布局是VLSI设计流程的核心环节，该问题属于空间布局优化问题。目前该方向的研究较少考虑混合尺寸电路模块的线长最小化布局，提出了一种启发式算法求解混合电路模块的线长最小化布局问题。该算法首先采用大模块固定算法、子布局划分线确定算法和模块划分算法生成布局初始解；然后采用L-BFGS算法和合法化函数对布局初始解合法化；最后通过局部调优算法优化布局得到布局最终解。该算法与VLSI布局最新文献的算法采用相同的经典测试集IBM-HB和IBM-HB+进行测试，两个测试集中有35个测试案例。实验结果表明，该算法比对比算法有22个测试案例取得更优结果，其中将测试集IBM-HB+的归一化线长减小了1.73%。
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标题：Q波段大功率方形环对角单杆行波管研究
引文格式：陶聪,魏望和,丁文豪,等.Q波段大功率方形环对角单杆行波管研究[J].机电工程技术,2025,54(02):50-53+115.
作者：陶聪；魏望和；丁文豪；冷劲松；朱焜
作者单位：江西理工大学理学院
基金项目：国家自然科学基金项目（62361031）
关键词：方形环对角单杆；圆环单杆；起振电流
摘要：随着卫星通信等领域对带宽需求的不断提高，工作频段逐渐从日益拥挤的Ka波段转向Q波段。为满足当前行波管高功率小型化的发展需求，基于圆环单杆结构（CRB）设计了一种Q波段方形环对角单杆（SRVB）慢波结构（SWS）。研究了方形环对角单杆结构前向波和反波的高频特性，通过HFSS和CST仿真计算得出：相同尺寸情况下的方形环比圆环结构有着更平坦的色散和更高的基波互作用阻抗。在中心频点处，SRVB结构的起振电流和起振长度均超过了CRB结构，这表明SRVB结构有着不弱于CRB结构的抑制反波振荡能力。注波互作用仿真使用13.4 kV的工作电压，200 mA的电流，在Q波段内SRVB最大平均输出功率达到467 W，最大电子效率为17.4%，最大增益为41.9 dB，平均3 dB带宽为8.5 GHz。与CRB结构相比，在功率、效率、增益、带宽上均占优势，整体性能提升明显且不易振荡。
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标题：基于Monte Carlo方法的三维邻近效应校正
引文格式：张誉腾,刘珠明,梁锡辉,等.基于Monte Carlo方法的三维邻近效应校正[J].机电工程技术,2025,54(02):54-59.
作者：张誉腾；刘珠明；梁锡辉；王铠尧；李全同；王其瑞；段飞；陈德龙
作者单位：五邑大学电子与信息工程学院；广东省科学院半导体研究所
基金项目：广东省重点领域研发计划项目（2020B0101320002）
关键词：电子束光刻；邻近效应；三维校正；剂量分布；Monte Carlo模拟
摘要：针对电子束光刻中由于电子束散射引起的邻近效应带来的光刻图形精度变差问题，传统的二维邻近效应校正方法在处理精细和三维结构时未能有效应对，尤其是在图形的边缘和角点处。提出了一种基于剂量校正的新型的三维邻近效应校正方法。运用Monte Carlo方法和单元格去除显影法分别模拟三维能量密度分布和显影过程。对三维能量密度分布进行反卷积获得图形边缘的剂量分布，基于显影速率分布获得除图形边缘外的区域的剂量分布，探讨抗蚀剂三维形貌结构变化及其受剂量分布的影响，并对长100 nm、宽50 nm的矩形图案进行仿真，校正后所得图形X-Z和Y-Z剖面的侧壁宽度偏差分别为1.9%和1.2%。仿真结果表明，相对于未校正、采用二维邻近效应校正方法，基于所提三维邻近效应校正方法的图形X-Y剖面形貌精度得到改善，示例中图形角点处受邻近效应影响带来的面积偏差分别减小34.01%和25.21%，在提高电子束光刻图形精度方面有较好效果。
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标题：W波段半矩形环螺旋线行波管设计
引文格式：丁文豪,魏望和,朱焜,等.W波段半矩形环螺旋线行波管设计[J].机电工程技术,2025,54(02):60-63+82.
作者：丁文豪；魏望和；朱焜；陶聪；冷劲松
作者单位：江西理工大学理学院
基金项目：国家自然科学基金项目（62361031）
关键词：W波段；半矩形环螺旋线；慢波结构；带状电子注；行波管
摘要：为了适应行波管对高功率、小型化、以及宽频带的发展要求，设计了适合与带状电子注进行注-波互作用的W波段半矩形环螺旋线行波管。利用了计算机电磁仿真软件Ansoft HFSS模拟了半矩形环螺旋线慢波结构的高频特性，并得到了适合在W波段下工作的慢波结构尺寸参数，接着利用仿真软件CST优化了半矩形环螺旋线行波管的传输特性，最后对完成传输特性优化的行波管进行粒子模拟分析。仿真结果显示，所设计的半矩形环螺旋线慢波结构展现出色散平坦、色散值较小且耦合阻抗较高的特点。在6 350 V的工作电压和0.026 A的工作电流条件下，其最大峰值输出功率能够达到30.3 W，小信号增益高达27.82 dB，电子效率约为18.35%，同时其瞬时3 dB带宽为38 GHz，能够覆盖70～108 GHz的广泛频率范围。
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标题：基于误差分析方法的生物质锅炉热效率计算新方法
引文格式：江志铭,栾元琦,李瑞宇,等.基于误差分析方法的生物质锅炉热效率计算新方法[J].机电工程技术,2025,54(02):64-67.
作者：江志铭；栾元琦；李瑞宇；贺春辉
作者单位：广东省特种设备检测研究院顺德检测院；广东省特种设备检测研究院清远检测院；湖南城市学院市政与测绘工程学院
基金项目：广东省市场监督管理局科技项目（2024CT12）
关键词：清洁燃料锅炉；热效率；数学模型；误差分析
摘要：清洁燃料锅炉通常使用天然气和木质颗粒作为主要燃料以减少其排放量。锅炉热效率的精确计算对于控制影响锅炉热效率的参数具有重要作用。但计算锅炉热效率的传统计算方法主要针对燃煤锅炉，不适宜用于清洁燃料锅炉，且在计算时需要输入大量参数，导致无法快速、精确地计算清洁燃料锅炉的热效率。为了快速、精确地计算清洁燃料锅炉的热效率，采用误差分析方法研究提出了一种用于计算天然气和生物质锅炉热效率的新型数学模型。基于误差分析方法获取清洁燃料工业锅炉热效率的主要影响因素，并以此为函数，开发了用于计算锅炉的热效率的新型数学模型。最后，数学模型计算所得到的结果与实验数据对比结果显示，最大误差值不超过3%，说明了所提新型计算方法的合理性与商业可行性。
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标题：基于可靠性的轨道交通预制舱优化设计与实现
引文格式：由恒远,李小勇,辛丰洲.基于可靠性的轨道交通预制舱优化设计与实现[J].机电工程技术,2025,54(02):68-71.
作者：由恒远；李小勇；辛丰洲
作者单位：青岛特锐德电气股份有限公司；四川山地轨道交通技术研究院；中国铁路兰州铁路局集团有限公司银川供电段
关键词：预制舱；结构设计；一次连接；外观喷绘
摘要：轨道交通预制舱变电站是一种融合预制舱技术于城市轨道交通牵引供电系统中的重要解决方案。在广泛的工程实践中，发现该方案在方案设计及工艺细节、安全性、操作便捷性、维护保养便利性等方面存在不足。针对上述问题，提出了一系列改进措施。首先，采用宽体设计以提升箱体的结构强度与稳定性，提升箱体运维的便捷、友好性，提高箱体的整体传热系数，减少了热桥和热损失；其次，减少直流系统电缆用量，优先采用直流系统一次母排连接，提高电能传输的效率与安全性；最后，采用长寿命更易维护的不干胶贴花工艺替代外壳表面整体喷绘工艺，解决外观装饰的维护问题。通过这些改进措施在几个项目的实施，明显提升了轨道交通预制舱变电站的整体性能与运行效益，为城市轨道交通的可持续发展做出积极贡献。
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标题：基于Maxsurf的某散货船稳性分析
引文格式：张大朋,赵博文,吴佳明,等.基于Maxsurf的某散货船稳性分析[J].机电工程技术,2025,54(02):72-77.
作者：张大朋；赵博文；吴佳明；严谨；姜淏予
作者单位：广东海洋大学船舶与海运学院；广东海洋大学广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室；广东海洋大学电信学院
基金项目：广东省促进经济高质量发展专项资助项目（粤融办函[2020]161）；广东省促进经济高质量发展专项资金（海洋经济发展）项目（GDARC[2021]56）；广东海洋大学科研启动经费资助项目（060302112008）
关键词：散货船；稳性分析；货运船舶
摘要：散货船是一种非常重要的海上货运船舶，对于保证海上运输和发展海洋贸易有着重要的作用。由于其功能的复杂性，导致其结构较为复杂。同时由于其载货种类的多样性，导致其重量变化较大，这就导致其在水中航行时的稳定性难以保障。因此，对散货船的稳性进行计算与分析对于保障海上运输、促进海洋贸易有着非常重要的现实意义与工程价值。有鉴于此，结合某散货船的具体结构与参数，在必要简化的基础上，根据其船体型线图运对该散货船进行了船体表面修剪和舱室划分，并通过13个测深管确定了该散货船各个液舱的液位，进而完成了该散货船的三维建模，用仿真软件Maxsurf对其进行了稳性计算，并对计算结果进行了分析，计算结果表明，该散货船的稳性满足工程要求，得到的结论对于具体实践有一定的指导意义。
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标题：新能源汽车薄膜电容器温度场仿真与散热分析
引文格式：韦欣瑶,袁涛,李章毫,等.新能源汽车薄膜电容器温度场仿真与散热分析[J].机电工程技术,2025,54(02):78-82.
作者：韦欣瑶；袁涛；李章毫；昌斌；淡金金；肖晨光
作者单位：上海工程技术大学机械与汽车工程学院；广州市骏艺电子科技有限公司
基金项目：国家自然科学基金资助项目（52005318）；上海工程技术大学大学生创新训练项目（CX2301025）
关键词：薄膜电容器；温度场；电-热耦合；微通道冷却板；散热仿真
摘要：为提升新能源汽车电机控制器用薄膜电容器的散热效果，通过电-热耦合仿真和流体动力学仿真，分析电容器温度场的分布情况，在电容器外壳设计微通道冷却板，研究微通道冷却板的散热效果和电容器的温度变化情况。在180 A纹波电流工况及25～80℃环境温度下，利用ANSYS电-热耦合仿真，分析电容器整体的温度场分布情况；在电容器外壳设计微通道冷却板散热结构，利用FLUENT三维温度场仿真，分析电容器最高温度和平均温度的变化趋势，研究电容器芯子温度的分布情况。结果表明：在不同环境温度下，电容器外壳靠近高压直流端子处的局部温度最高；外壳安装微通道冷却板的电容器相比原电容器，整体最高温度在不同环境温度中平均降低30.45%，芯子最高温度在65℃环境温度中降低4.77℃。
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标题：热声系统工作介质共振频率的研究
引文格式：汪建新,刘向斌.热声系统工作介质共振频率的研究[J].机电工程技术,2025,54(02):83-86+99.
作者：汪建新；刘向斌
作者单位：内蒙古科技大学机械工程学院
基金项目：国家自然科学基金项目（52266005）
关键词：热声系统；气柱振动；声阻抗；有限元分析
摘要：为提高谐振腔中声场强度，实现气体大幅交变流动，以气体动力学理论为基础，建立了驻波型热声制冷机气柱振动的数学模型。将谐振腔与声容连接端的声阻抗作为边界条件，推导出谐振腔中任意位置的声阻抗表达式。当圆柱形谐振腔长度为600 mm、直径为100 mm、工作介质为空气时，通过声阻抗表达式对气柱活塞模态振动频率进行计算，得到了气柱活塞模态振动的1阶和2阶频率。在ANSYS中建立了气柱有限元模型，通过模态分析得到了气柱前20阶模态的固有频率，将1阶和2阶活塞模态频率与声阻抗表达式的计算结果相比，其数值吻合性较好，从而验证了声阻抗表达式求解活塞模态频率的正确性。以气柱的长度和横截面积为变量，分析了不同参数下气柱振动的幅频特性，发现气柱在1阶活塞模态频率附近产生的振幅较其他地方有明显提高，因此在热声制冷系统设计中，可用气柱1阶活塞模态振动代替驻波振动，探索提高声场强度的途径。
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标题：基于ANSYS Workbench的抓取机械手静力学与动力学分析
引文格式：朱雅,刘明芹,宋吕明,等.基于ANSYS Workbench的抓取机械手静力学与动力学分析[J].机电工程技术,2025,54(02):87-92.
作者：朱雅；刘明芹；宋吕明；王家超
作者单位：江苏海洋大学机械工程学院；江苏海洋大学海洋工程学院
基金项目：企业合作研发项目：装卸臂自动对接系统研发（BY20230365）
关键词：抓取机械手；静力学分析；模态分析；谐响应分析
摘要：针对LNG槽车自动装卸LNG液体，设计一种抓取装卸臂的抓取机械手。为了研究抓取机械手在实际工作中的共振现象，采用SolidWorks建立抓取机械手的三维模型图，并对其进行了简化，首先利用ANSYS Workbench对简化的机械手模型进行了静力学分析，得到了应变与应力云图。在此基础上，建立了抓取机械手的有限元模型，并进行了模态分析，得出抓取机械手前6阶的固有频率。通过分析振型图，发现4阶的振型变形最大，因此，在实际工作中应该避免该频率。最后利用谐响应分析法求解抓取机械手在外界激励时的频率位移关系曲线。结果表明抓取机械手在3阶模态更易于被激发而发生共振现象。综上，实际工作中应避免机械手受到3阶、4阶危险工作频率的影响，以减少振动对相机的影响，从而降低造成图像不聚焦、目标采集不准确等问题的可能性，进而保障后续抓取工作的顺利进行。
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标题：热固耦合作用下水泥环缺失对套管强度的影响分析
引文格式：曹银萍,杜恒,陈刚,等.热固耦合作用下水泥环缺失对套管强度的影响分析[J].机电工程技术,2025,54(02):93-99.
作者：曹银萍；杜恒；陈刚；窦益华；杨亚龙
作者单位：西安石油大学机械工程学院；延长石油股份有限公司蟠龙采气厂
关键词：套管；强度安全性；热固耦合；水泥环缺失；有限元分析
摘要：固井过程中由于井下地形复杂，水泥浆往往难以完全顶替钻井液，致使套管和井眼环空之间形成不完整的固井水泥环，影响套管的强度安全性。为此，在热固耦合的作用下分析水泥环缺失位置、径向缺失厚度、环向缺失角度的差异对套管强度的影响至关重要。通过有限元方法建立套管-水泥环-地层组成的井筒模型，考虑生产过程中产生的热应力、热位移及地层的非均匀地应力，模拟水泥环缺失段套管的Von-Mises等效应力分布情况。结果表明：相较于第二胶结面缺失和水泥环内部缺失，第一胶结面缺失对套管的应力分布影响最大；当缺失角度为30°、第一胶结面缺少厚度比达到1/5时，N80管材套管的最大等效应力为696.7 MPa，已大于管材的最小屈服强度；当水泥环第二胶结面和水泥环内部发生缺失时，套管的等效应力增幅较为平缓，且无应力突变；当水泥环环向缺失角度发生变化时，套管的应力会在75°达到峰值，随着角度继续增大，应力值会逐渐减小。所得结论可为现场评价套管强度提供理论依据。
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标题：多货箱机器人任务调度优化研究
引文格式：李园园,雷斌,王喜红.多货箱机器人任务调度优化研究[J].机电工程技术,2025,54(02):100-105.
作者：李园园；雷斌；王喜红
作者单位：兰州交通大学机电技术研究所；甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心；甘肃省物流与运输装备行业技术中心
基金项目：国家自然科学基金资助项目（72061021）；甘肃省自然科学基金资助项目（21JR7RA284）
关键词：货箱机器人；任务调度；改进遗传算法；聚类算法；任务分组
摘要：随着电子商务的蓬勃发展，智能仓储系统对提高系统效率和柔性化的需求越来越高。为此，基于智能仓储背景研究了货箱机器人任务调度问题，通过分析货箱机器人的特征以及任务调度的流程，将多货箱机器人任务调度问题分解为先任务分组再指派及排序两个子问题进行求解；综合考虑机器人利用率、时间、距离因素，在栅格化仓储环境中，对多货箱机器人建立了任务调度优化模型；从应对多决策问题的编码方式和提高初始种群质量和算法收敛性3个方向改进了遗传算法，设计结合聚类算法分组策略的改进遗传算法求解模型；设计了不同任务规模下的多种任务分组策略的对比实验，实验数据显示，其他两种分组比策略聚类算法分组策略下的寻优结果高出120%～200%，证明了聚类算法分组策略的优越性，通过不同算法的仿真实验数据发现改进遗传算法寻优结果对比遗传算法降低了12.27%，验证了算法及模型对提高仓储效率的有效性。
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标题：基于视觉技术的分类叠衣与存衣系统的设计
引文格式：刘长红,江沐鸿,谭泰臻,等.基于视觉技术的分类叠衣与存衣系统的设计[J].机电工程技术,2025,54(02):106-110.
作者：刘长红；江沐鸿；谭泰臻；林韦任；刘晓初
作者单位：广州大学机械与电气工程学院
基金项目：广东省科技创新战略专项资金（“攀登计划”专项资金）资助立项项目（pdjh2021b0392）；广东省科技计划项目（2020A1414050067）；广州市科技计划项目（202102010392）
关键词：衣物；分类折叠；卷积神经网络；机器视觉
摘要：针对酒店、医院等公共服务场所缺少合适的自动化叠衣设备，以及当前繁琐叠衣过程挤占人们日常业余时间的问题，结合目前国内外的叠衣产品发展现状与现有技术，设计了一套基于视觉技术的分类叠衣与存衣系统，通过预折叠机构、夹取移动机构、折叠机构、分类机构的一系列机械系统与基于视觉处理与卷积神经网络的衣服自动识别技术，对不同种类的衣物实现从进入到分类的有效折叠存放过程。通过实验测试表明：设计的系统对不同种类的衣物处理情况良好，从开始到分类存放的单件处理总时间约21 s，折叠后衣物平整，折叠效果良好，具有很高的使用价值，是当代工业自动化和数字化时代的综合产物。
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标题：基于Halcon平台的金工实习自动评分系统
引文格式：李东炜,胡昊,龙云.基于Halcon平台的金工实习自动评分系统[J].机电工程技术,2025,54(02):111-115.
作者：李东炜；胡昊；龙云
作者单位：广州大学机械与电气工程学院
基金项目：2022年广州市高等学校教育教学改革项目（2022JXGG043）；2022年广州大学教育教学改革项目（教务[2022]41号）
关键词：Halcon；自动定心平台；图像锐化；基于可变形状的模板匹配
摘要：金工实习作业的评分过程受评价人员主观感受、心理状态的影响很大，因此评分精准度较低。为了减少人为主观评价的影响，设计了能自动给金工实习作业进行评分的系统。该系统包括软件和硬件，硬件主要由MV-CH089-10UM海康工业相机、工业相机、环状光源、双臂拨杆和自动定心平台组成，其可以批量将作业作品有序自动传送至工业相机镜头下，再通过自动定心平台实现精准定位；软件基于Halcon视觉软件二次开发，对硬件获取的作业照片进行图像灰度化、滤波和锐化，再通过基于可变形状的模板匹配给出评分，最终生成便于后续成绩管理的表格。实验结果证明该系统可以真实反映金工实习作业和标准模板的偏差情况，可以对作业进行量化评分，消除人为主观影响，提高评分的客观性。
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标题：基于STM32单片机的酸性氧化电位水生产设备控制方法
引文格式：杨立志,倪峰,屠莉.基于STM32单片机的酸性氧化电位水生产设备控制方法[J].机电工程技术,2025,54(02):116-120+125.
作者：杨立志；倪峰；屠莉
作者单位：江阴职业技术学院计算机系；江苏省智能网联电机驱动工程技术研究开发中心
基金项目：2023年江苏省高校优秀科技创新团队项目（苏科教[2023]3号）；2022年江阴职业技术学院教改项目（2022-JG-JS-01）
关键词：酸性氧化电位水制备；脉冲电流；无人化作业；STM32F4XX工业控制器
摘要：酸性氧化电位水及其孪生产品碱性水在酒店、宾馆等行业的餐具、果蔬、布料清洗应用中具有成本低、效率高等优点。但由于其生产过程复杂，成品产出量与应用峰谷期存在矛盾，给实际应用造成了一定的障碍，为解决用户用水过程中产生的人员管理难、用水高峰期产、用不匹配等问题，设计了一种酸性氧化电位水生产设备自动化控制系统，系统能够对酸性氧化电位水制备过程中的pH值、电导率、脉冲电流、进出水压力等关键参数进行实时监控和调节，同时能够依据工艺流程对各生产工艺段的作业耦合进行有效干预和调度，为保障设备在无人化作业环境中的安全生产和产品正常供给提供了较好的支撑，系统硬件以STM32F4XX系列工业控制器为核心，其丰富多样的接口为外围器件选型提供了较大的灵活性，对降低设备制造成本、快速完成系统开发具有较好的作用。
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标题：防热材料烧蚀后退量实时测量系统设计
引文格式：李玉姬,王青春.防热材料烧蚀后退量实时测量系统设计[J].机电工程技术,2025,54(02):121-125.
作者：李玉姬；王青春
作者单位：北京林业大学工学院
关键词：传感器；烧蚀后退量；实时测量；精度
摘要：在研究热防护结构性能时，需要对防热材料的烧蚀后退量进行测量，以便对其合理性进行评估。目前的烧蚀后退量测量系统还缺乏成熟产品，难以同时解决耐高温、热冲击、同步烧蚀和高效隔热等难题。针对这些问题，设计了一款基于断线传感器的体积小、采集速率高、精度高的烧蚀后退量实时测量系统。利用烧蚀过程中，高温将烧蚀材料中埋入的金属导线依次熔断，外电路断开，输出电压发生改变的原理，实现烧蚀后退量和电压之间的转换。设计了能够烧蚀同步的断线传感器，使用电磁屏蔽盒、低通滤波减轻电磁干扰，使用LabVIEW设计了能处理高速数据流的上位机。详细说明了系统的工作原理、外部元件、内部电路、控制程序、上位机界面设计。通过风洞烧蚀试验，准确获得了防热材料实时烧蚀后退量数据，验证了系统的可行性。
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标题：铬酸酐鸭舌封物料桶自动封盖装置的研制
引文格式：冯鹏瑞,向威,向北平.铬酸酐鸭舌封物料桶自动封盖装置的研制[J].机电工程技术,2025,54(02):126-131.
作者：冯鹏瑞；向威；向北平
作者单位：西南科技大学制造科学与工程学院
关键词：封盖装置；自动化；PLC控制；视觉识别
摘要：为解决铬酸酐在封盖过程中存在的安全隐患，设计一种自动封盖装置，提高封盖效率，减少工人接触有害物质的风险，以保障工人身体健康。采用三维建模技术设计了铬酸酐鸭舌封物料桶自动封盖装置，并选用PLC作为控制器。此装置能够实现远程输送、取盖、放置密封圈和压箍等功能，并通过机器视觉技术结合Labview的目标识别模块，实现对不同规格和颜色的桶盖和桶圈的识别，以及桶盖和桶身文字朝向的调整。实验结果显示，该装置具有良好的性能，生产效率为30 s/桶，封盖成功率达到90%以上。通过自动化封盖装置的应用，成功减轻了工人的劳动强度，有效提高了铬酸酐物料桶的封盖效率。设计的铬酸酐鸭舌封物料桶自动封盖装置在实际应用中表现出较高的可靠性和效率，达到了改善工作环境安全性、提高生产效率的目的。这一装置的成功应用为类似工业场景提供了一种可行的解决方案。
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标题：基于YOLOv8改进的机器人多物体抓取检测算法
引文格式：赵朝,岳龙旺.基于YOLOv8改进的机器人多物体抓取检测算法[J].机电工程技术,2025,54(02):132-137.
作者：赵朝；岳龙旺
作者单位：河南工业大学机电工程学院
关键词：YOLOv8；轻量化；目标检测；多物体抓取
摘要：针对机器人抓取任务中多物体抓取场景中目标检测问题，现有的目标检测算法虽然精度很高，但存在模型参数量大、计算复杂度高的问题，无法满足端对端的工业部署。针对此问题，分析了YOLOv8参数量大的原因，对比了解耦头和耦合头两种检测头方式对参数量和精度的影响，为减少参数量对目标检测头进行参数共享。同时引入部分卷积重新设计了一种轻量化检测头，达到轻量化和算法的性能的平衡。实验表明，改进算法相比于YOLOv8n，模型精度下降了0.20%，但参数量下降了37.08%，有效实现了模型轻量化和性能的平衡。最后对改进模型用基于层自适应的幅度剪枝方法和基于损失函数泰勒展开近似的卷积核剪枝方法进行剪枝，参数量最高下降了79.78%，模型精度基本保持不变，推理速度最高提升89.22%。
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标题：基于STM32单片机的马弗炉温度控制器设计
引文格式：李响,刘伟,徐浩翔,等.基于STM32单片机的马弗炉温度控制器设计[J].机电工程技术,2025,54(02):138-142.
作者：李响；刘伟；徐浩翔；孟令尚；冯成泽
作者单位：吉林化工学院信息与控制工程学院
关键词：温度控制；串级PID；STM32；可控硅
摘要：为提高马弗炉的温度控制精度和稳定性，针对工业加热炉温控需求，开发了一款基于STM32单片机的温度控制器。通过精密的温度传感器采集炉内及样品室的温度数据，并利用模拟数字信号转换器将所采集的模拟信号转换为数字信号，传输至STM32单片机进行处理。温度的调节通过可控硅调压技术实现，以精确控制加热功率。采用MATLAB软件建立数学模型，并基于此模型确定了最优PID控制策略。实验结果表明，相较于传统的单回路PID控制，采用串级PID控制策略能显著提高温度控制的精度和稳定性，证明了所设计控制器在实现马弗炉精确温控方面的有效性和优越性。不仅明显提升了马弗炉的温度控制性能，也为类似的工业温度控制应用提供了可靠的技术方案，展示了明显的创新性和应用价值。此项研究成果对于推动高精度、高稳定性温度控制技术在工业领域的应用具有重要意义。
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标题：基于VMD-PSO-SVM的甲醇合成气压缩机状态预测
引文格式：左学谦,夏楠.基于VMD-PSO-SVM的甲醇合成气压缩机状态预测[J].机电工程技术,2025,54(02):143-147.
作者：左学谦；夏楠
作者单位：武昌首义学院机电与自动化学院
关键词：甲醇合成气压缩机；状态预测；PSO-SVM；VMD-PSO-SVM
摘要：针对甲醇合成气压缩机由于运行环境恶劣，导致故障信号中含有大量噪声干扰等问题，提出一种基于VMD-PSO-SVM模型的甲醇合成气压缩机状态预测模型。首先利用变分模态分解将原始数据分解成不同频率的本征模态函数，其次，将各子函数引入到PSO-SVM中，实现对子函数的状态预测，最后再将子函数叠加得到原函数的状态预测。采用实验组与对照组对照的研究方法，以平均绝对误差、均方根误差以及决定系数等参数来评估预测的准确性。结果表明：VMD-PSO-SVM模型较PSO-SVM模型综合提升60%左右，且需要迭代次数减少了83.8%。该方法具有预测精度高、鲁棒性好、抗噪声性能优、迭代次数少等优点，可以为预防性维护提供可靠的理论基础，在实际工程中有很高的实用价值。
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标题：低压直流固态断路器设计及其分断特性研究
引文格式：张云夏,吴自然,刘向宇,等.低压直流固态断路器设计及其分断特性研究[J].机电工程技术,2025,54(02):148-152+158.
作者：张云夏；吴自然；刘向宇；李俐
作者单位：温州大学电气与电子工程学院；温州大学乐清工业研究院；卢格电气集团有限公司；浙江正泰电器股份有限公司
基金项目：温州市创新联合体专项项目（ZG2022002）
关键词：闭合工况；固态断路器；电路模型；能量吸收
摘要：基于功率器件IGBT设计出一种全桥式直流固态断路器拓扑结构，使用该拓扑结构对于固态断路器短路故障时闭合工况下电流特性以及开断工况下原理进行详尽的分析，加入缓冲支路减轻了避雷器吸收能量的压力，有效减少故障电流的切除时间。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建仿真电路模型，由仿真波形结果可以得出，提出的固态断路器拓扑结构设计，其最大分断电流达到1 kA，分断电流时间为1.7 ms，避雷器能量吸收时间为0.9 ms。与其他方案相比，避雷器上能量吸收减少，电流切除时间更短。基于IGBT搭建了低压直流固态断路器实验室原理样机，设计了原理样机的硬件电路以及软件电路，波形的采集验证了电流转移过程以及方案的可行性。
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标题：一种适用于GaN栅驱动的具有自适应能力的电平移位电路
引文格式：王亮,刘大伟,范建林,等.一种适用于GaN栅驱动的具有自适应能力的电平移位电路[J].机电工程技术,2025,54(02):153-158.
作者：王亮；刘大伟；范建林；庄巍
作者单位：五邑大学电子与信息工程学院；广东省科学院半导体研究所
基金项目：集成电路设计技术研发和集成电路设计公共服务平台建设（广东省科学院）纵向项目（1220180001）
关键词：GaN；栅驱动；电平移位电路；自适应；共模瞬变干扰免疫；传输延迟
摘要：半桥驱动器中高侧驱动信号电平移位电路是驱动芯片的核心模块，其功能是将低压域PWM控制信号转换成高边浮动电压域的驱动信号，从而控制上桥臂功率管的开启或关断。电平移位电路正常工作与否直接决定了驱动芯片的设计成败。介绍了一种用于GaN功率器件双输出栅极驱动的电平移位电路，旨在提高其共模瞬变干扰免疫（CMTI）能力，具有自适应性、高速、低功耗的特点。所提出的电平移位电路的浮动电压域利用自举电路供电，设计了自适应路径，自适应路径引入了输出端反馈，对差模输入信号不产生影响，且能根据不同大小的共模干扰噪声dV/dt感应出不同大小的补偿电流，来抑制高边驱动信号的电压尖峰，从而使电平移位电路能在浮动电源轨电压V_(SW)快速浮动时保持稳定输出。该电路基于0.18μm BCD工艺仿真验证，结果显示上升沿传输延迟为1.55 ns，下降沿传输延迟为1.1 ns,d V/dt摆率抗扰度可达100 V/ns。
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标题：高速永磁电机转子偏心气隙磁场和电磁力研究分析
引文格式：张令伟,郑金才,姜建国,等.高速永磁电机转子偏心气隙磁场和电磁力研究分析[J].机电工程技术,2025,54(02):159-164+174.
作者：张令伟；郑金才；姜建国；张亮
作者单位：盾石磁能科技有限责任公司河北省高速飞轮储能与节能技术重点实验室(筹)；上海交通大学电子信息与电气工程学院；南京工程学院电力工程学院
基金项目：河北省重点研发计划项目（21312101D）
关键词：高速；永磁；偏心；气隙磁场；不平衡磁拉力
摘要：高速永磁电机转子偏心问题时有发生，且引起电机故障。故针对一台转速为11 000 r/min功率为300 kW的高速永磁电机，利用有限元软件建立其转子偏心模型，分析研究了该高速永磁电机在转子偏心状态下的气隙磁场分布，发现定转子气隙减小处气隙磁密幅值增大，气隙增大处气隙磁密值减小，且转子偏心率越大，该种状况越明显。利用快速傅里叶分析解析了气隙磁密波形中的谐波情况，偏心率越大，气隙磁密谐波越多。同时，得到了高速永磁电机在转子偏心状态下的不平衡磁拉力，不平衡磁拉力随偏心率的增大而增大。故应在高速永磁电机电磁设计和生产工艺环节尽量避免出现转子偏心的情况。
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标题：便携式直击雷防护设备应用研究
引文格式：刘刚,丁振东,任伯峰,等.便携式直击雷防护设备应用研究[J].机电工程技术,2025,54(02):165-168.
作者：刘刚；丁振东；任伯峰；王鹏宇
作者单位：中国人民解放军63891部队
关键词：机动装备；便携式；非接闪；直击雷防护
摘要：针对目前军用装备的机动化程度日益加强，野外作训频繁等特点，为提高野外临时阵地及机动装备的直击雷防护能力，基于非接闪原理，引入一种可为赴外试训任务人员和机动设备建立直击雷防护区，且可随车机动转移的便携式直击雷防护设备。进而阐述了便携式直击雷防护设备其非引雷的工作原理，对比该设备释放的等离子体的体积电荷密度与雷云体电荷密度的典型值，论述其防雷机理技术可行性。另外通过对比便携式直击雷防护设备和常规直击雷防护装置的雷电防护范围差异，讨论其作为机动装备直击雷防护的性能优势。最后通过该设备的典型应用及实际使用过程中简易接地，说明其操作便利性。该便携式直击雷防护设备为后期机动装备及野外临时阵地的直击雷防护提供一种新的解决方案。
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标题：车用极靴式六相外转子永磁轮毂电机电磁振动噪声分析
引文格式：罗荣锋,谭林.车用极靴式六相外转子永磁轮毂电机电磁振动噪声分析[J].机电工程技术,2025,54(02):169-174.
作者：罗荣锋；谭林
作者单位：明阳智慧能源集团股份公司
关键词：外转子；六相永磁轮毂电机；缺相；电磁振动；声压级
摘要：为了研究极靴式外转子的振动噪声性能，分别建立表贴式外转子永磁轮毂电机和新型极靴式六相外转子永磁体轮毂电机电磁场模型，通过转矩和转矩脉动约束条件对极靴式外转子电机极靴高度进行优化，得出最优极靴高度。然后分析了两款外转子的电磁力频谱，发现低频段新型外转子的电磁力幅值高于表贴外转子，但在高频段明显并没有明显的大小趋势。为了分析两款外转子的振动特性，对两者都进行模态分析，除了5阶次模态频率较低外，其他模态频率都高于表贴式外转子。最后导出两款外转子的电磁力载荷加到结构有限元模型中进行振动分析，发现极靴式外转子低频段振动速度都低于表贴式外转子，存在较大差异的地方在3 800 Hz频率处，前者振动速度高于后者。通过声学有限元仿真结果发现两者声压级差距在低频段较小，极靴式外转子低频声压级高于表贴外转子。