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标题：铝硅合金表面缺陷的研究现状和发展趋势
引文格式：庞嘉尧,田恩龙.铝硅合金表面缺陷的研究现状和发展趋势[J].机电工程技术,2025,54(18):1-7.
作者：庞嘉尧；田恩龙
作者单位：陕西理工大学工程训练中心；陕西理工大学机械工程学院
基金项目：陕西理工大学校级科研项目（SLGKYXM2212）；陕西理工大学“课程思政”教改项目（KCSZ2307）
关键词：铝硅合金；表面缺陷；研究进展；控制方法
摘要：铝硅合金因性能优异被大量应用于装备制造、航空航天等领域。然而铝硅合金因组织内部存在尺寸较为粗大的共晶硅相，降低了其与基体间的协调性，使得材料的非均质性和脆性增加，在切削加工中极易造成切削力波动、刀具磨损、刀具偏转等问题，致使在零件加工表面或亚表面形成凹槽、划痕、裂纹等表面缺陷，造成零件表面质量差等问题，因此深入认识铝硅合金表面缺陷的形成机理和控制方法具有重要意义。详细介绍了铝硅合金表面缺陷的形成机理，分析了表面缺陷对合金疲劳性能、耐蚀性能的影响和降低表面缺陷的控制方法，并对提高零件加工质量的方法进行了展望，为后续降低铝硅合金表面缺陷和改善零件加工质量的研究提供了思路。
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标题：数据驱动的排烟风机故障诊断方法综述
引文格式：许敬能,李方玉,赵举,等.数据驱动的排烟风机故障诊断方法综述[J].机电工程技术,2025,54(18):8-12+34.
作者：许敬能；李方玉；赵举；夏宇栋；常凯
作者单位：上海市质量监督检验技术研究院有限公司；杭州电子科技大学自动化学院
基金项目：上海市质检院科研项目(KY-2022-9-JD)
关键词：风机故障；特征提取；故障识别；机器学习
摘要：排烟风机在社会生产和生活的多个领域扮演着至关重要的角色，特别是在应急救援领域，其性能的稳定性直接关系到经济利益和公共安全。因此，迅速识别并解决排烟风机的故障对于保障生产安全具有重大意义。针对基于数据驱动的风机故障诊断框架中的两个核心环节，即信号特征提取和故障分类，梳理了近年来国内外的相关研究成果和进展，总结了基于不同数据驱动方法的风机故障诊断应用案例。针对当前研究中的不足，提出了将多信号特征融合诊断和基于半监督学习的风机故障诊断系统作为未来的研究方向，并给出了相应的发展建议。
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标题：装备器材需求预测方法研究进展
引文格式：廖文勇,胡起伟,江宏亮,等.装备器材需求预测方法研究进展[J].机电工程技术,2025,54(18):13-18.
作者：廖文勇；胡起伟；江宏亮；刘维；杨红军；胡佳俊
作者单位：32256部队；陆军工程大学石家庄校区
关键词：装备器材；需求预测；研究进展
摘要：装备器材是确保装备维修保障活动有效实施、遂行任务的重要物质基础。因此，在深入分析装备维修特点的基础上，发展适合于装备的器材需求预测方法是当前维修保障研究的重要内容之一。对装备维修器材需求预测对象、预测难点、预测评价指标进行分析，对基于经验的预测方法、基于历史数据的预测方法、基于建模解析的预测方法和基于仿真的预测方法研究现状进行了系统综述，指出其问题并对发展方向进行了展望，为装备器材进行合理筹措、供应和储备工作提供参考。
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标题：气动载荷作用下大型风力机叶片结构拓扑优化设计
引文格式：罗松,汪泉.气动载荷作用下大型风力机叶片结构拓扑优化设计[J].机电工程技术,2025,54(18):19-23+46.
作者：罗松；汪泉
作者单位：天合光能股份有限公司；湖北工业大学机械工程学院
基金项目：国家自然科学基金（51975190）
关键词：风力机叶片；拓扑优化；网格技术；气动载荷；叶素动量理论
摘要：针对复杂叶片气动外形结构概念设计问题，利用叶片三维集成表达方程，编制程序建立参数化风力机叶片有限元实体模型；提出了一种叶片截面拓扑网格技术，有效解决了实体叶片整体六面体网格划分问题。考虑气动载荷作用于叶片外形表面，基于修正的叶素动量理论，利用MATLAB与APDL语言编制程序实现数据传递，将压力分布加载到叶片有限元模型中，以最小质量为目标函数进行叶片拓扑优化设计。优化结果表明：较之传统的叶片结构，该拓扑结构上下翼面主梁位置更靠近叶片前缘，表现为非对称性，且叶片尾缘处出现了加强结构。对拓扑优化后的叶片进行重新设计与建模，并与原始叶片作对比分析，发现在气动载荷作用下，相比原始叶片，拓扑优化后叶片的最大应力为34.72 MPa，降低了6.72%；改进叶片的叶尖位移为2.485 m，减少了约5.04%，表明拓扑优化后叶片结构强度及叶尖位移均优于原叶片。该新型拓扑结构对后续尺寸优化具有一定的指导作用。
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标题：考虑启停次数和能量转换效率的氢能增程器优化运行策略
引文格式：李钦豪,范苏纯,周来.考虑启停次数和能量转换效率的氢能增程器优化运行策略[J].机电工程技术,2025,54(18):24-28.
作者：李钦豪；范苏纯；周来
作者单位：广州职业技术大学智慧汽车学院；广州铁路职业技术学院电气工程学院
基金项目：广东省普通高校青年创新人才类项目（2023KQNCX211）；广东省普通高校青年创新人才类项目（2024KQNCX233）
关键词：氢燃料电池；增程器；启停；转换效率；优化运行；规则
摘要：针对氢燃料电池汽车中氢能增程器启停频繁、能量转化效率不高的问题，提出考虑启停次数和能量转换效率的氢能增程器优化运行策略。分析由氢燃料电池和动力电池组成的电源系统能量流，搭建氢能增程器优化运行总体框架；分析氢燃料电池的功率-效率特性，给出在优化模型中使用功率-效率特性的插值方法；基于导航系统接口获取的车流平均速度和行程预计用时，提出功率曲线和行程能量需求预测方法，并构建氢能增程器启动规则；建立氢能增程器优化运行模型，优化运行模型的目标由预期结束荷电状态偏差和能量转换效率两个子目标构成；通过算例分析，验证所提方法的有效性。结果表明，所提方法可以减少氢能增程器37.50%的启停次数，提升电源系统28.13%的能量转化效率。
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标题：基于扩展卡尔曼滤波FOC矢量关节模组双环控制算法研究
引文格式：吴国安,陈继文,姚向国,等.基于扩展卡尔曼滤波FOC矢量关节模组双环控制算法研究[J].机电工程技术,2025,54(18):29-34.
作者：吴国安；陈继文；姚向国；李大勇；王会彬
作者单位：山东建筑大学机电工程学院；山东建筑大学教务处；北京航科京工有限责任公司基金项目：山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2019JZZY010455)；济南市科技局“高校20条”引进创新团队项目(2019CXR037)
关键词：卡尔曼滤波；矢量控制；双环控制算法；关节模组
摘要：针对自研关节模组中GD32FFPRTGU6芯片现有控制算法解决关节系统惯量不匹配、效率低，快速跟踪性差、稳态精度差以及抗干扰的鲁棒性差的问题，提出了基于扩展卡尔曼滤波FOC矢量双环控制算法。该算法在传统FOC矢量控制中加入卡尔曼滤波算法，通过卡尔曼滤波器滤波作用，减少外界噪声干扰和自身干扰，使输出相电流更为稳定，能较大程度提高稳态精度及系统的抗干扰性，且能够保证在干扰环境下的鲁棒性及稳定性。先采用Simulink仿真验证的方法，证实了该理论算法的可行性，后将该算法应用到GD32FFPRTGU6芯片的关节模组控制模块，验证了该理论算法的有效性。该算法提高了关节系统的快速跟踪性，稳态精度以及抗干扰鲁棒性。
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标题：基于灰狼-粒子群算法的VSG参数自适应控制策略研究
引文格式：黄希宇,彭钟.基于灰狼-粒子群算法的VSG参数自适应控制策略研究[J].机电工程技术,2025,54(18):35-41+58.
作者：黄希宇；彭钟
作者单位：长江大学电子信息工程学院
关键词：灰狼-粒子群算法；虚拟同步发电机；阻尼惯量；自适应控制；粒子群优化算法
摘要：由于基于粒子群算法的阻尼惯量自适应控制策略中获得的阻尼惯量参数精度不高，并且暂态调节频率响应超调量较大等不足，为此，基于灰狼-粒子群算法研究了阻尼惯量自适应控制参数优化的问题。通过研究VSG系统的有功频率环节在暂态中的角频率振荡曲线特征，找出基于振荡规律的VSG参数自适应控制的调节方法，通过最优二阶系统得到阻尼和惯量两个参数的取值范围；利用灰狼-粒子群算法获得控制策略的最佳初始值；建立不同控制策略下VSG系统实现逆变器并网的仿真模型。仿真结果表明，提出的控制策略与常规VSG控制相比，频率响应超调量减少了37.84%；与基于粒子群的参数自适应控制相比，超调量减少了8%，验证了基于灰狼-粒子群算法的阻尼惯量自适应控制策略的优越性。
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标题：掺杂TiC对双晶WC硬质合金组织和性能的影响
引文格式：夏小群,梁晓彤,杨文乐,等.掺杂TiC对双晶WC硬质合金组织和性能的影响[J].机电工程技术,2025,54(18):42-46.
作者：夏小群；梁晓彤；杨文乐；杨卓莹；周冠南
作者单位：岭南师范学院机电工程学院
基金项目：岭南师范学院大学生创新训练计划项目（X202410579054）；2022年度湛江市非资助科技攻关计划项目（2022B01139）；2022年校级科研项目（LY2209）；2023年岭南师范学院学生课外科研立项项目
关键词：硬质合金；双晶结构；TiC；综合性能
摘要：以粒度分别为0.2μm和12μm的碳化钨（WC）粉末为主要成分，以钴（Co）为粘结剂，通过掺杂一定量的碳化钛（TiC），采用粉末冶金法制备同时包含两种不同粒度大小的WC双晶硬质合金。制备过程包括球磨、过筛、预烧结、高温烧结等关键步骤,每一步都严格控制以确保合金的均匀性和结构稳定性。为探究TiC的添加量对双晶WC硬质合金组织和性能的影响，采用扫描电子显微镜（SEM）观察合金的微观结构和表面形貌，采用排水法测量合金的致密度，采用维氏硬度计测定合金的硬度，同时根据硬度测试压痕进行了断裂韧性的计算。结果表明：添加TiC可以有效提高双晶结构硬质合金的硬度和断裂韧性；当添加剂TiC含量为1.5%时，双晶结构硬质合金性能较好，其硬度为1 922.80 kgf/mm2，断裂韧性为8.17 MPa·m1/2。TiC的添加在双晶硬质合金烧结过程中对晶粒异常长大现象有改善作用，促进了晶粒的均匀细化，从而提高了合金的致密性，提升了合金的力学性能。微观结构分析进一步证实，1.5%TiC添加量的合金内部结构更为均匀致密，晶粒细小，显著减少了内部缺陷。
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标题：一种基于Transformer的单目标跟踪算法
引文格式：罗阳,刘俊平,马煜,等.一种基于Transformer的单目标跟踪算法[J].机电工程技术,2025,54(18):47-52+105.
作者：罗阳；刘俊平；马煜；李艳豪；李龙
作者单位：中国重型机械研究院股份公司
基金项目：陕西省重点研发计划项目(2022NY-094)；陕西省教育厅专项科研项目(21JK0732)关键词：目标跟踪；预测头；分支选择；大小变化；特征融合
摘要：针对单目标跟踪中跟踪目标由近到远的大小变化问题，提出一种基于Transformer的单目标跟踪算法。该算法的骨干网络采用MobileNet v2，通过去掉该网络的最后4层来减少模型的复杂度，提升模型的运行速度；在特征融合模块采用注意力机制，实现特征图融合与增强；在检测头模块使用3种样式的检测头来预测边界框，分别为直接回归预测框、关键点回归预测框、mask回归预测框，其中mask回归预测框可提升前两种检测头的预测精度；设计了一种预测头的分支选择模块，用于评估2种预测框的结果，可以在回归预测框前对两种预测头进行评估，使其在跟踪目标进行大小变化时能够输出较为理想的预测结果。训练采用的数据集为GOT-10 k数据集的一部分，能够在OTB数据集上测试时取得较好的跟踪结果，成功率和精确率分别达到了0.681和0.925。实验结果表明：在跟踪目标发生大小变化的情况下，所提算法仍能取得较好的跟踪效果。
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标题：激光雷达主镜筒及其固定结构的力学分析
引文格式：汤咏,张凯,盛训超,等.激光雷达主镜筒及其固定结构的力学分析[J].机电工程技术,2025,54(18):53-58.
作者：汤咏；张凯；盛训超；宋耀东
作者单位：合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司；中国科学院合肥物质研究院
关键词：激光雷达；静力学分析；结构模态分析；功率谱密度；随机振动
摘要：由于激光雷主镜筒的结构稳定性直接影响雷达信号分析处理的结果，为此，基于激光雷达研究了受力情况下的总位移。以简化的雷达主镜筒及其固定结构为对象，考虑该对象实际工作情况下承受静载荷和随机振动工况，使用有限元分析方法，建立了力学分析方法。进行了静力学和动力学仿真：采用静力学方法分析结构极限位置下主镜筒受力位移量，据此改进设计方案；基于静力学分析的结果，从动力学角度进一步分析，完成结构模态和振型仿真；采集实际车载行进中的时域载荷谱，计算出频域下的功率谱密度，导入随机振动分析模块进行计算，分析3σ概率下主镜筒的受力总位移量。仿真分析结果表明，经静力学优化后的结构设计合理，主镜筒静载荷和随机振动位移量不超过0.01 mm，可在相似路况的随机振动工控下安全工作。
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标题：固体废料再生柔性石墨接地模块研制
引文格式：胡松江,务孔永,张国锋,等.固体废料再生柔性石墨接地模块研制[J].机电工程技术,2025,54(18):59-63.
作者：胡松江；务孔永；张国锋；朱渊博；丁卫东；闫梦祥；杨凯超；高洋洋
作者单位：河南四达电力设备股份有限公司；西安交通大学电气工程学院
关键词：柔性石墨材料；固体废料；柔性石墨接地模块；降阻性能
摘要：柔性石墨接地材料生产过程中会不断产生一些边角废料，其形状极不规则、表面活性很低、熔点极高、难溶于水和各种溶剂，采用传统辊压的方法很难将其整合为一体，也无法回收利用，如果不进行妥善处理，将造成环境污染和破坏。针对此问题，在多次反复试验的基础上，提出采用偶联剂辅以压敏胶表面处理、模压技术制备柔性石墨再生接地模块的方法。根据相关的国家/行业标准，对制备的柔性石墨再生接地模块进行了多项性能试验。试验结果表明：与现有的普通硬质接地模块相比，制备的柔性石墨再生接地模块质量减少了87.3%；柔韧性好，在运输和施工中不易破损，易于连接；工频电流和冲击电流耐受性能好，工频接地电阻降低32.1%，具有良好的推广价值和广阔的应用前景。
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标题：基于Chua混沌电路和Base64编码的图像加密技术
引文格式：黄福桃.基于Chua混沌电路和Base64编码的图像加密技术[J].机电工程技术,2025,54(18):64-67+73.
作者：黄福桃
作者单位：广州市机电技师学院智能控制产业系
关键词：图像加密；Chua混沌电路；Base64编码；混沌加密
摘要：提出了一种基于Chua混沌电路和Base64编码的图像加密技术，旨在解决传统图像加密算法在公共通信信道传输过程中面临的安全风险和加密效率低下的问题。核心思路是把图像数据经由Base64编码转化成ASCII字符流，接着借助Chua混沌电路所生成的混沌序列对字符序列开展置乱以及扩散操作，以此达成高效且安全的图像加密。具体为对图像实施Base64编码，把其二进制数据转变为ASCII字符序列，方便后续的加密操作。运用4阶Runge-Kutta法迭代生成Chua混沌序列，并将其映射到特定范围，用以进行置乱和扩散操作，置乱操作依靠重新排列字符位置来增加数据的随机性，而扩散操作则依靠修改字符索引值提高加密的安全性，加密后的字符序列借助Base64解码还原成图像。利用MATLAB R2021a进行仿真测试，结果显示该加密技术有性能优势，密文图像的信息熵接近8，像素值分布接近理想的均匀分布状态，每个像素值出现的概率几乎一样，在相关性系数测试中，密文图像在水平、垂直、对角、反对角4个方向上的相关性系数都接近于0，加密算法成功隐藏了明文图像的统计特征，使得密文图像和随机噪声难以区分。与传统加密算法相比，该方法在保障数据安全的同时提升了加密效率，特别适用于算力有限的平台。该图像加密技术在安全性和实用性方面都表现良好，为图像加密领域提供了一种创新且有效的解决办法。
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标题：高压喷涂泵调压系统建模仿真与优化
引文格式：陈光耀,胡吉祥,钟恒,等.高压喷涂泵调压系统建模仿真与优化[J].机电工程技术,2025,54(18):68-73.
作者：陈光耀；胡吉祥；钟恒；胡全义；岳修凡
作者单位：中国长江电力股份有限公司；长江勘测规划设计研究有限责任公司；华北水利水电大学机械学院
基金项目：中国长江电力股份有限公司科研项目（2123020005）
关键词：高压喷涂泵；调压系统；先导式溢流阀；动态特性；键合图模型
摘要：液压驱动高压喷涂泵调压系统的动态性能直接影响喷涂质量与效率。基于功率键合图理论，构建了先导式溢流阀调压系统的数字仿真模型，并通过试验验证其有效性。重点研究了系统在压力阶跃工况下的动态响应特性。通过数值仿真，分析了先导式溢流阀的阀芯结构、弹簧刚度、液压阻尼等参数对系统超调量、压力稳定性及响应速度的影响。从优化先导式溢流阀主阀口搭合量和先导阀座上的阻尼孔直径的角度，使系统进口压力超调量由90%降低为75%左右，同时改善了先导阀位移的动态过程及系统的整体稳定性。
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标题：火力发电中的热蒸汽温度控制回路性能评价指标
引文格式：龚琨,王子辰,王富强,等.火力发电中的热蒸汽温度控制回路性能评价指标[J].机电工程技术,2025,54(18):74-78+99.
作者：龚琨；王子辰；王富强；田雁斌；陆宏毅；周玉斌；马晓明；谢磊
作者单位：山西中电神头第二发电有限责任公司；浙江大学控制科学与工程学院
基金项目：国家自然科学基金(62073286)
关键词：超临界发电；PID控制器；性能评价；非线性优化
摘要：目前Harris指标广泛应用于工业生产中，然而，Harris指标侧重于抑制扰动能力，在热蒸汽温度控制回路中，过强的扰动抑制能力可能导致控制器输出波动加剧，对减温水排放的执行机构造成较大负担。针对该问题，收集实验数据辨识热蒸汽温度控制回路中的过程通道和扰动通道的传递函数，建立脉冲响应矩阵模型。提出一种折中指标，将待评控制器与最优控制器的表现按比值衡量，该评价标准由闭环系统输出方差和控制器输出方差的加权和组成，以保证控制器抑制扰动能力同时减少执行机构负担。最优控制器通过脉冲响应矩阵模型建立非线性优化问题求解，目标函数为评价标准，限制条件根据PID控制器结构列出。以特定PID控制器为例，分别计算控制器折中指标和Harris指标以展示该标准的求解方法，并给出了指标中参数的设置方法。结果显示相比Harris指标，该指标能从抑制扰动能力和控制器输出波动两个角度对控制器评价，该指标下的最优控制器可以牺牲较少抑制扰动能力使控制器输出波动明显降低。
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标题：基于移相全桥变换器的电动汽车充电电源研究
引文格式：张林,卢杨.基于移相全桥变换器的电动汽车充电电源研究[J].机电工程技术,2025,54(18):79-85+153.
作者：张林；卢杨
作者单位：吉利学院电子信息工程学院
基金项目：四川省科技厅项目(2025ZNSFSC1426)
关键词：充电电源；高频电源；ZVZCS；IGBT
摘要：为解决现有电动汽车充电电源存在的能量转换效率低、功率密度不足及电磁干扰大等问题，基于移相全桥变换器软开关技术，提出了利用副边无源钳位电路让滞后桥臂实现零电流开关（ZCS）的同时，利用先进桥臂并联电容实现零电流开关的高效充电电源拓扑，构建了带简单副边辅助电路的ZVZCS变换器模型，为验证该拓扑的性能，采用MATLAB/Simulink进行硬件电路仿真，并搭建实验平台开展测试。结果显示，该拓扑在满载条件下输出功率可达36 kW，功率因数为0.95，效率超过90%，输出电压范围0～600 V、电流范围0～60 A，可满足不同动力电池充电需求，与传统移相全桥变换器相比，该拓扑有效解决了原边环流损耗及硬开关导致的效率下降问题，避免了电流尖峰引起的器件应力增大和严重电磁干扰；与副边有源钳位电路相比，该结构更为简单，降低了电路的复杂程度与成本，由此验证了将此拓扑应用于电动汽车充电电源的可行性。
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标题：新能源汽车动力电池系统结构及其性能指标分析
引文格式：李化,黄莉雅,吴良军,等.新能源汽车动力电池系统结构及其性能指标分析[J].机电工程技术,2025,54(18):86-93.
作者：李化；黄莉雅；吴良军；肖心远
作者单位：广东交通职业技术学院；广东省外语艺术职业学院
基金项目：广东省教育厅高等职业教育教学质量与教学改革工程项目（2023JG186）；广东省教育厅青年创新人才项目（2022WQNCX134）；广东交通职业技术学院校级大学生科技创新项目（GDCP-ZX-2021-007-N2）
关键词：动力电池；电池结构；电池检测；电池指标；电池性能
摘要：动力电池系统是新能源汽车的重要组成部分，动力电池管理器根据动力电池运行过程中的电压、电流、温度等性能指标判断动力电池的运行状态，确保新能源汽车安全、高效运行。从动力电池的系统结构和性能指标两个方面入手，分析动力电池系统的组成结构，包括动力电池管理器、动力电池包、状态传感器、配电系统等关键部件，解析各部件在系统中的主要功能和角色，厘清它们之间的连接关系与控制逻辑。详细分析动力电池的性能指标，包括电压、电流、温度等参数的获取与计算方法及其对动力电池性能的影响，并重点分析几个关键性能指标的变化规律，最后作出总结并展望了动力电池未来的发展趋势。以往的研究大多聚焦于动力电池应用技术，较少结合国家标准分析动力电池，针对此情况，结合国家标准分析动力电池系统的构成，详解动力电池各项主要性能指标，并将性能指标的描述与其结构相联系，全面展现动力电池系统的结构和工作原理，为提升动力电池系统的控制能力提供了技术参考。
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标题：干式变压器分接连接故障机理案例分析与防控措施
引文格式：刘超.干式变压器分接连接故障机理案例分析与防控措施[J].机电工程技术,2025,54(18):94-99.
作者：刘超
作者单位：上海核工程研究设计院股份有限公司
关键词：干式变压器；分接连接；紧固力矩；接触电阻；故障分析
摘要：分接连接是干式变压器电压调节的关键结构，其可靠性将直接影响设备运行。通过结构和案例分析、试验验证及措施探讨，系统揭示了分接连接故障成因并提出防控方案。解析分接连接结构（黄铜浇注螺母、铜连接片及螺栓紧固），并剖析两起典型故障案例：某2 500 kVA变压器因分接片螺栓未拧紧，接触电阻过大导致A相分接片熔断，线圈烧毁，产生铁磁谐振过电压触发上游开关跳闸；某25 000 kVA整流变压器B相分接区因连接氧化，造成绕组电阻不平衡，螺栓熔化。通过试验系统对分接连接在不同紧固力矩下的电阻与温升进行试验，探究力矩对接触状态的影响。试验表明常规检测难以早期发现紧固缺陷，长期运行则因缝隙氧化加剧接触电阻，形成“过热-氧化-更过热”的恶性循环。基于故障原因分析，提出了针对性防控措施，包括加强出厂、安装及检修环节的力矩管控，设备粘贴警示标牌等进行力矩提醒，运行中采用红外热成像巡检，分接区加装测温装置实时监测等。
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标题：双层串联挤出工艺在BVV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线生产中的改进应用实践
引文格式：曹新甫,赵迪,周建,等.双层串联挤出工艺在BVV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线生产中的改进应用实践[J].机电工程技术,2025,54(18):100-105.
作者：曹新甫；赵迪；周建；熊晓泉；王志辉；邱湘伟；罗小琨；周泽乔
作者单位：广州南洋电缆集团有限公司
关键词：BVV；绝缘与护套；串联共挤；涂覆装置；模芯模套；工艺优化；生产效率
摘要：传统的BVV双层电线挤出采用先生产单层绝缘线芯，再转工序生产外护套的工艺方式生产，节奏慢，效率低。而转工序生产外护套易使电线的绝缘层造成污染，且会增大绝缘层被破坏的风险。现新工艺采用绝缘与护套的共挤方式，实施“1+1”式前后串联共挤方式生产。串联共挤方式生产解决了转工序生产时的慢节奏，一次成型提高了生产效率，避免绝缘层造成污染以及被破坏的风险。串联共挤生产中在BVV聚氯乙烯绝缘层与聚氯乙烯护套层之间存在的粘连问题，可通过在绝缘层与护套层间加装一套隔离剂涂覆装置（涂粉）加以解决。在绝缘护套的挤出过程中，模具作为工艺优化的一部分，其选配极为关键，模芯模套的选择直接影响绝缘护套的厚度，进而影响产品的制造成本；模具孔径、承径尺寸选配间接影响着电线产品的质量。通过优化生产工艺，优化生产设备，将挤塑设备1+1组合，减少工序轮转，电线产品的生产效率提高了75%，节约了制造成本。
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标题：RT-Visor：面向智能穿戴设备的混合关键系统研究
引文格式：夏创林,李阳.RT-Visor：面向智能穿戴设备的混合关键系统研究[J].机电工程技术,2025,54(18):106-111+146.
作者：夏创林；李阳
作者单位：五邑大学电子与信息工程学院
基金项目：广东省重点领域研发计划项目（2019B010132004）
关键词：智能穿戴设备；虚拟化技术；混合关键系统；Hypervisor；嵌入式操作系统
摘要：为降低智能穿戴设备上使用的低功耗芯片与性能芯片组合方案的研发与生产成本，降低单芯片方案冷重启切换操作系统的时长，设计并实现了基于嵌入式虚拟化技术的混合关键性系统：RT-Visor，支持以软件的形式实现RTOS与Linux系统混合部署。该混合关键系统以国产实时操作系统RT-Thread为系统底座，虚拟机运行Linux系统，实现在一个芯片内同时运行RTOS与Linux系统，可以快速挂起虚拟机，实现操作系统的快速切换。实验表明，RT-Visor在挂起虚拟机时可以有效降低能耗，在系统切换速度上相较冷重启切换的方式有显著提升，且无需多个芯片分别运行RTOS与Linux系统，研发与生产成本更低。对比混合关键系统上运行的Linux虚拟机与直接运行的Linux，所引入的性能开销小于3%。为多系统混合部署提供了一种低成本、低功耗的技术框架。
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标题：基于多新息广义扩展最小二乘法的水下机器人参数辨识方法研究
引文格式：张弛,袁剑平.基于多新息广义扩展最小二乘法的水下机器人参数辨识方法研究[J].机电工程技术,2025,54(18):112-118.
作者：张弛；袁剑平
作者单位：广东海洋大学船舶与海运学院
基金项目：国家国防科技工业局稳定支持课题（JCKYS2021SXJOR-02）
关键词：水下机器人；参数辨识；多新息最小二乘法(MILS)；多新息广义扩展最小二乘法(MIGELS)
摘要：多新息最小二乘法（Multi-innovation Least Square Algorithm,MILS）是一种重要的参数辨识方法，水下机器人的航行数据往往存在复杂噪声的干扰，MILS算法在应对复杂噪声数据的参数辨识中存在明显不足。针对MILS存在的不足，提出了一种基于多新息广义扩展最小二乘算法（Multi-innovation Generalized Extended Least Square Algorithm,MIGELS）的水下机器人参数辨识方法。开展水下机器人运动学和动力学分析，建立水下机器人的运动方程。介绍MILS算法，在MILS算法基础上开展详细的MIGELS算法的数学推导过程，并给出完整的MIGELS算法的描述公式。搭建水下机器人在线参数辨识仿真平台，在线采集具有复杂噪声的观测数据，分别基于MILS算法和MIGELS算法开展参数辨识仿真实验。仿真结果表明，基于MIGELS算法的参数辨识方法能够有效地在线辨识出水下机器人的水动力系数，相较于MILS算法，MIGELS算法明显具有更好的辨识精度和收敛速度，表明在应对复杂噪声的参数辨识问题时MIGELS算法更具优势，这对于促进水下机器人的参数辨识研究具有重要的意义。
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标题：基于数字孪生的罐装智能化生产线设计
引文格式：赵凡,张泽平,郭同安.基于数字孪生的罐装智能化生产线设计[J].机电工程技术,2025,54(18):119-125.
作者：赵凡；张泽平；郭同安
作者单位：广东水利电力职业技术学院自动化与信息技术学院
基金项目：广东水利电力职业技术学院2022年青年创新人才类项目（自然科学）（XK202216）关键词：无人化；数字孪生；智能MES系统
摘要：针对现有的罐装生产线智能化程度低、维护维修繁琐、升级改造成本高等问题，设计了一种基于数字孪生的新型灌装生产线。采用自动化控制方式通过TIA、MCD等工业软件控制产线气缸，运用数字孪生技术实现线上线下同步监控产线，在生产管理上采用目前工业生产主流的MES系统进行管理监控生产。将现有传统的人工化的黄桃罐头加工生产线设计成具有现代化管理、无人化控制的智能型黄桃罐头加工生产线。采用西门子PLC作为中央控制器，在MCD软件中录入产线模型，通过模型模拟真实的工作场景，进行模型调试，成功后下载到实际产线中进行硬件调试，完成模型与产线双运行的生产线数字孪生场景。智能MES系统实现排场自动化，实时监控系统运行情况。系统经过试运行一周，结果表明产量提高了22.86%，抽检不良率为0.01%，极大提高了产线的效益，满足罐装产线的设计要求。
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标题：菠萝收获机结构设计和仿真分析
引文格式：黄艺,罗贝贝,於雯洁,等.菠萝收获机结构设计和仿真分析[J].机电工程技术,2025,54(18):126-129+193.
作者：黄艺；罗贝贝；於雯洁；周刊；李佳琦；党诗焕；雷骏杰；熊中刚
作者单位：桂林航天工业学院广西特种工程装备与控制重点实验室；桂林电子科技大学建筑与交通工程学院
基金项目：广西壮族自治区大学生创新创业训练计划项目（S202411825087）
关键词：菠萝收获机；结构；机械手；机械
摘要：针对当前菠萝收获依赖人工、效率低下且劳动强度大的问题，设计了一种适用于规模化种植的菠萝收获机，以实现菠萝采摘、输送的自动化，降低生产成本并提高收获效率。通过实地调研菠萝的生长特性和现有收获模式，确定菠萝收获机的性能参数和收获需求，设计一款驱动、收集、采摘、减振装置一体的智能化菠萝收获机，并对关键部分减振装置与机械爪运用ANASYS软件进行静力学分析。结果表明，极限条件下减振器受到最大应力为0.935 48 MPa，机械爪受到最大应力为205.92 MPa，远小于材料最大屈服强度，说明两结构的强度符合要求；另外，通过总位移云图可得到两装置最大位移量分别为0.001 8、0.038 3 mm，可忽略不计，符合结构刚度要求，说明两装置在极限工作状态下能稳定运行，安全可靠。
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标题：智能垃圾分类系统的研究与设计
引文格式：杨智朝,徐亚芬.智能垃圾分类系统的研究与设计[J].机电工程技术,2025,54(18):130-135+172.
作者：杨智朝；徐亚芬
作者单位：广东科技学院机电工程学院
基金项目：广东科技学院智能制造工程重点建设专业项目(GKZLGC2023159)
关键词：智能垃圾分类系统；STM32；语音识别；环保
摘要：针对目前现有的城市垃圾桶只靠人为分类，效率低、分类成本高的问题，设计了一种在学校、商场、公园等公共场所的城市智能垃圾分类系统。智能垃圾桶容量240 L，满足城市需求，用舵机驱动开盖。该系统以高性能低成本的STM32单片机为核心控制器，集成LD3322语音识别模块、SR04超声波测距模块、OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示模块和SG90舵机模块构建硬件平台。针对蜂鸣器、舵机、超声波测距和OLED显示4个子系统分别设计了专用控制流程图，并通过模块化编程方法采用C语言开发控制程序。在实现过程中，首先运用3D打印技术按1∶12比例制作实体结构模型，随后基于KeilμVision5集成开发环境进行系统联调，最终做出实物。连续对垃圾桶模型发出100次指令模拟长期运行场景，经测试垃圾桶语音识别准确率95%，系统响应时间0.5 s，各个系统相互协调，成功验证了语音识别、垃圾装满自动报警功能。解决了垃圾分类效率低、分类成本高的问题，为智能垃圾分类提供了切实可行的方案，有力推动环保进程。
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标题：基于3D视觉扫描的机器人制鞋微产线打粗工序优化
引文格式：高崇金,王睦雄,王鸿博,等.基于3D视觉扫描的机器人制鞋微产线打粗工序优化[J].机电工程技术,2025,54(18):136-141.
作者：高崇金；王睦雄；王鸿博；陈图镔
作者单位：顺德职业技术学院；广东胜大科技有限公司
基金项目：潮州市潮安区科技计划项目（安工科[2023]127号）
关键词：微产线；打磨；机器人；轨迹；3D视觉
摘要：中国是世界鞋类生产和出口大国，制鞋产线数字化是目前制鞋行业的热点问题。针对制鞋工序中鞋帮打粗生产设备落后和自动化偏低等问题，进行了工序改进，优化了制鞋生产设备模组的配套，提升了制鞋机械设备的生产效率及自动化水平。分析了制鞋微产线，统计了各工序时间；将微产线中的划线、打粗与传统手工打粗进行了对比分析，并总结了机器人打粗的优势；详细分析了智能机器人打粗末端位置和打粗点位置，并通过搭建3D扫描机台获取鞋的三维模型，计算三维轨迹，根据用户需求生成不同精度的轨迹，同时单点也可进行调整，再转换为最终的打磨轨迹。优化后的打粗工序能保证鞋帮打粗位置准确、打粗效果均匀、打粗过程快速等，平均工作效率达到每双鞋子打粗时间小于28 s，实现了鞋帮打粗工序的自动化，为制鞋行业自动化提供了参考。
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标题：基于图像识别的金库钱捆智能化管理解决方案
引文格式：孙燕,余元超.基于图像识别的金库钱捆智能化管理解决方案[J].机电工程技术,2025,54(18):142-146.
作者：孙燕；余元超
作者单位：广电运通集团股份有限公司
基金项目：广东省重点领域研发计划项目（2018B010109004）
关键词：金库钱捆智能化管理；智能入库系统；智能盘点系统；图像识别；二维码
摘要：传统金库管理系统采用的是人工出库和入库盘点的管理方式，存在着人为操作不可靠、安全性低和出入库效率低下等一系列问题。提出一套基于图像识别的金库钱捆智能化管理解决方案，包括智能入库系统和智能盘点系统两部分。利用摄像头自动采集金库货架上钱捆单元图像信号，智能入库系统根据钱捆的图像信号，检测和识别二维码区域，获取二维码信息，并将二维码信息和捆钞单元图像传至终端，实现捆钞入库智能化，提高入库效率，为后续金库捆钞信息的实时追踪查询提供可能性。智能盘点系统能够实时检测金库捆钞位置和状态，对钱捆被移动和钱捆被调包异常情况可实时报警，解决了银行库房需要定期人工盘点的问题，消除了人工盘点出现的效率低下、不安全等风险。在实际应用中，移动状态检出率可达100%，调包状态检出率可达98%以上。
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标题：一种自适应节能料斗干燥机的设计与性能研究
引文格式：谢仲铭,黄学明,谢浩斌,等.一种自适应节能料斗干燥机的设计与性能研究[J].机电工程技术,2025,54(18):147-153.
作者：谢仲铭；黄学明；谢浩斌；张嘉炜；吴峻睿
作者单位：东莞信易电热机械有限公司
关键词：原料干燥；变频；风量调节；电热输出调节控制；智能控制；过度干燥
摘要：传统的料斗干燥机能耗高、干燥效率低，且由于塑胶原料的干燥温度过高、干燥时间过长等，极易引发变黄、氧化等问题。针对这些问题，设计了一款自适应节能料斗干燥机，搭载一套微电脑智能控制器系统，闭环控制干燥温度、排风温度、干燥风量、干燥电热等参数，实时监测实际排风温度，当实际排风温度达到或超出设定的排温温度时，控制器会启动变频器对风车进行降频处理，使干燥风量、电热输出降低，从而达到节能效果，反之会对风机进行升频处理。当实际排风温度长时间大于设定排风温度时，系统会判断此时料斗干燥机已处于极低产量或是停产的状态，会自动降低当前设定干燥温度，进一步降低能耗的同时有效地防止了塑胶原料过度干燥。实验结果显示，设备连续循环干燥3桶塑胶原料后，塑胶原料的含水率远优于合格范围。在节能模式下，设备能耗比普通模式降低了60%，在模拟降低一半产量的情况下，设备能耗降低了70%，在保温状态下设备的能耗比标准状态降低了80%。
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标题：基于UG的泵体零件五轴编程及加工工艺
引文格式：张浩,张帅帅,赖新建,等.基于UG的泵体零件五轴编程及加工工艺[J].机电工程技术,2025,54(18):154-159.
作者：张浩；张帅帅；赖新建；罗军
作者单位：中山市技师学院；中山市中等专业学校；广东省机械研究所有限公司；广东省轻工业技师学院
基金项目：2023年度中国轻工业联合会教育工作分会/全国轻工职业教育教学指导委员会项目（QGJY2023125）
关键词：五轴加工；泵体零件；UG编程；加工工艺；数控编程；刀路优化
摘要：为解决泵体零件因复杂曲面、镂空特征及多向加工需求带来的加工难题，以泵体零件为研究对象，分析其结构特点与技术要求后，提出五轴数控加工工艺方案。通过建立系统装夹方案、安排工艺步骤、设计毛坯、选用刀具尺寸及切削参数，优化定位与装夹方案。深入探讨基于UG软件的五轴数控编程方法，利用UG CAM模块生成刀具路径，重点研究工艺流程优化、关键编程技巧、曲面加工策略及刀路参数算法，结合加工仿真验证工艺合理性，通过反复仿真校验，再经实际加工验证，结果显示，零件加工效率与精度质量显著提升，与传统加工方式对比，加工精度误差降低30%，加工效率提升40%。验证表明，该方法有效提升泵体零件加工精度与效率，为复杂零件五轴加工提供完整技术参考。
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标题：KNN-Transformer：基于K近邻分类的Transformer算法在滚动轴承故障诊断中的应用
引文格式：王军锋,张彪,张昊,等.KNN-Transformer：基于K近邻分类的Transformer算法在滚动轴承故障诊断中的应用[J].机电工程技术,2025,54(18):160-166.
作者：王军锋；张彪；张昊；田开庆；田新民；王泰旭；罗凌燕；赵悦
作者单位：中国石油长庆油田分公司；中国石油集团安全环保技术研究院有限公司
关键词：滚动轴承故障诊断；KNN-Transformer；自注意力机制；K近邻算法；小样本数据
摘要：针对滚动轴承故障诊断中样本呈现全局冗余、局部稀疏的小样本问题，提出KNN-Transformer算法，融合Transformer自注意力机制与K近邻（KNN）算法。该算法通过Transformer编码器提取振动信号的层次化特征，利用KNN分类器替代传统Softmax层，解决小样本数据集场景下Softmax线性分类器易过拟合的问题。实验基于滚动轴承四自由度动力学仿真数据及西储大学（CWRU）轴承故障数据集展开。在仿真数据中，模型训练集与测试集准确率分别达100%和97%,AUC值为0.98，表明其对复杂振动信号的特征解析能力；在西储大学数据集中，测试集准确率达100%,AUC值为1，获得了较好的故障识别效果。通过对比实验显示，KNN-Transformer在精准率、召回率等指标上均优于单一KNN或Transformer模型，验证了其在机械故障诊断中的有效性与鲁棒性，为智能诊断提供了新方法。
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标题：气体灭火通风系统电气控制设计及排气过程数值分析
引文格式：陈沛,温锦锋,陈锦,等.气体灭火通风系统电气控制设计及排气过程数值分析[J].机电工程技术,2025,54(18):167-172.
作者：陈沛；温锦锋；陈锦；吴金龙
作者单位：汕头大学医学院；汕头科技馆；汕头市阀门厂
关键词：气体灭火；电气控制；消防联动；数值模拟
摘要：探讨气体灭火通风系统电气控制，设计了两种风阀（风口）控制及消防联动方案，着力解决气体灭火系统在复杂建筑环境中如何与通风系统有效联动的问题。深入研究电气控制原理，优化消防联动逻辑，合理选型与配置设备，从而显著提升系统的响应速度和灭火效率。研究过程中采用了时序控制、PLC控制及计算机控制等多种技术手段，并利用COMSOL Mutiphysics对CO_2气体灭火系统的排气过程进行了数值模拟，模拟结果显示，当CO_2进入电机房时，由于密度较大，所以会先发生下沉，然后再逐步向排风口位置扩散，且电机房内的控制柜设备间距0.15 m时CO_2气体灭火系统排气性能最优，验证了不同控制策略的有效性与可靠性。研究结果证明合理的联动设计能够显著提升灭火效率，减少火灾损失，并有效避免二次灾害。
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标题：超高功率激光设备在碳钢切割中的应用
引文格式：张建柱,张普,刘满威,等.超高功率激光设备在碳钢切割中的应用[J].机电工程技术,2025,54(18):173-178.
作者：张建柱；张普；刘满威；李睿涵；贺鸿昊
作者单位：济南邦德激光股份有限公司
关键词：光纤激光切割；Q235B碳钢；断面光洁度；工艺参数
摘要：为了探究超高功率光纤激光切割不同厂家碳钢板的工艺特性，开展了30 kW光纤激光切割机对Q235B碳钢进行氧气激光切割的工艺实验，以切割断面形貌作为评判切割质量的依据，系统研究了部分工艺参数（切割速度、离焦量、辅助气压、激光功率、喷嘴型号、碳钢厂家、材质）对切割断面光洁度的影响。实验结果表明，Q235B碳钢板的生产厂家和碳钢板材厚度是影响厚碳钢板切割断面光洁度的重要条件。即切割相同厚度、不同厂家的Q235B碳钢板时，切割出的碳钢样品断面光洁度存在明显差异；同一厂家生产的不同厚度的Q235B碳钢板，切割碳钢断面光洁度也存在明显差异。但是通过工艺参数调试，不同生产厂家，一定厚度的碳钢板，可以实现断面条纹均匀、细致、光洁、碳钢材料底部无挂渣的效果。
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标题：醚化釜定期检验内筒体接管角焊缝裂纹产生原因分析
引文格式：闫旭,张彬,李杜伟,等.醚化釜定期检验内筒体接管角焊缝裂纹产生原因分析[J].机电工程技术,2025,54(18):179-182+198.
作者：闫旭；张彬；李杜伟；苏光军
作者单位：泰安市特种设备检验研究院
关键词：醚化釜；定期检验；超声相控阵检测；应力腐蚀裂纹
摘要：为解决化工企业生产运行过程中频繁发生筒体接管角焊缝缺陷导致爆炸泄漏事故的问题，对某化工生产企业醚化釜压力容器开展定期检验检测方法和损伤模式失效分析研究，检验过程中发现该醚化釜内筒体部位存在4处严重的接管角焊缝裂纹缺陷现象，通过采用现场宏观检验、壁厚测定、渗透检测和超声相控阵检测等技术方法，量化了缺陷裂纹的分布状态特征，揭示了新型超声相控阵无损检测技术方法的检测原理，分析了接管角焊缝缺陷裂纹产生的原因机理，最终提供了一整套针对此类醚化釜的有效检验检测方法，给出了预防醚化釜发生奥氏体不锈钢氯化物应力腐蚀开裂的建议措施，及时消除了事故隐患，保障了企业的安全生产。
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标题：驱动汽轮机供油系统的节能优化研究与应用
引文格式：姚丽娟,庄君哲,王志煜,等.驱动汽轮机供油系统的节能优化研究与应用[J].机电工程技术,2025,54(18):183-187.
作者：姚丽娟；庄君哲；王志煜；朱林；蔡伟和
作者单位：广州广重企业集团有限公司汽轮机研究所
关键词：供油系统；驱动用汽轮机；控制油；润滑油
摘要：驱动用汽轮机组的运行为变转速运行，转速随着被驱动设备负荷的变化而变化，其变负荷运行的范围较大，因此各系统的稳定可靠性运行非常重要。驱动用汽轮机组现有的供油系统存在能耗高、稳定性差、可靠性低等问题，针对这些问题，对供油系统进行了优化和改进，将油和润滑油的供油系统分开，润滑油路和调节控制油路互不干扰，用离心泵替代原采用机械驱动的螺杆泵，有效避免了驱动设备变负荷运行过程中对机械泵油量变化的影响，取消了润滑油路的减压阀，大幅降低了供油系统的能耗。新型供油系统相比原供油系统的能耗有所降低，且增强了运行的可靠性，目前已经在多个项目上投运，运行效果良好。
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标题：结冰风洞动力叶片电加热防除冰系统设计及应用
引文格式：赵杰毅,赵照,冉林,等.结冰风洞动力叶片电加热防除冰系统设计及应用[J].机电工程技术,2025,54(18):188-193.
作者：赵杰毅；赵照；冉林；熊建军
作者单位：中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室
关键词：叶片结冰；电加热防除冰；电加热叶片；柱型导电滑环；电压分级温度闭环控制
摘要：针对结冰试验中叶片表面结冰引发电机负载增加及动力系统振动超出安全阈值的问题，基于电热融技术原理，设计叶片电加热防冰除冰系统。为满足防除冰需求，研制前缘内置加热元件的电加热叶片，并配套设计多通道、高线速度柱式导电滑环，以适应特殊环境要求。滑环与转子空心轴相连，实现加热功率和温度线缆的有效传输，解决线缆布局与安装难题，确保加热功率和温度信号的稳定传输，实现闭环控制。结合实际应用，系统采用电压分级温度闭环控制策略，设计温度控制系统，实现加热控制的直观显示和温度反馈通道的灵活选择，使加热功率平稳调整，加热电流保持稳定。在结冰风洞的应用中，该系统加热功率供给与叶片温度反馈信号传输连续稳定，叶片加热快速均匀，防除冰效果显著，有效解决动力叶片结冰问题，为结冰试验的顺利进行提供了有力保障。
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标题：基于传递矩阵法和有限元法的汽轮机转子临界转速对比分析
引文格式：梁康源.基于传递矩阵法和有限元法的汽轮机转子临界转速对比分析[J].机电工程技术,2025,54(18):194-198.
作者：梁康源
作者单位：广州广重企业集团有限公司
关键词：汽轮机转子；临界转速；传递矩阵法；有限元；Fortran
摘要：汽轮机转子的临界转速是影响其动力学性能与安全运行的关键参数。为评估弹性支承对临界转速的影响，基于典型转子案例，分别采用传递矩阵法（TMM）和有限元法（FEM）开展了对比研究。介绍了两种分析方法的理论及过程，根据某热电联产项目背压机组转子结构参数建立了传递矩阵法链式集中质量模型和有限元法单元模型，分别计算出刚性支承和弹性支承条件下转子的前3阶临界转速，并对结果进行系统对比与分析。数据表明，弹性支承条件下转子的一阶临界转速较刚性支承下降约22%，由此得出支承柔度对系统动力特性尤其是一阶临界转速具有显著影响。在初步设计阶段，可采用传递矩阵法快速估算弹性支承转子的临界转速，为工作转速的安全性评估提供依据。该方法模型简洁、计算高效、资源占用少，适用于方案迭代与初步分析；而有限元法能够更精确地考虑结构细节、支承刚度、陀螺效应及阻尼特性，并可扩展至模态振型与应力分析，适用于最终方案的精确验证与故障诊断。在实际工程中可将两种方法结合使用，充分发挥各自优势，为汽轮机转子系统的动力学设计、稳定性评估与运行优化提供可靠的理论支撑。