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虑及时变时滞的伺服电机传动系统稳定性分析

电子测量技术 2025年

作者：陈子欢周占民王鑫于齐李旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所大连理工大学机械工程学院

针对伺服电机传动系统建模过程对时滞的考虑不够充分、控制增益的整定缺乏以系统稳定为前提给出的分析、系统稳定判据保守性相对较高的问题，本文提出了一个具有更低保守性的时滞相关稳定判据。首先在惯量结构模型考虑时变时滞并通过设... 详细信息

针对伺服电机传动系统建模过程对时滞的考虑不够充分、控制增益的整定缺乏以系统稳定为前提给出的分析、系统稳定判据保守性相对较高的问题，本文提出了一个具有更低保守性的时滞相关稳定判据。首先在惯量结构模型考虑时变时滞并通过设计相应的控制器建立了时滞闭环系统状态空间方程，然后利用Lyapunov泛函分析法结合自由权矩阵、时滞分割、积分不等式等技术以降低稳定判据的保守性。通过运行MATLAB程序得出了由该稳定判据保证系统稳定的控制器增益适用时滞范围，并得出本文判据使系统稳定的最大时滞上界提高了46.33%，验证了本文判据具有更低的保守性。本文的稳定性分析研究为更复杂的伺服电机传动系统分析与控制提供理论参考。

关键词：稳定性分析 Lyapunov-Krasovskii泛函伺服电机传动系统时变时滞状态空间

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非金属螺杆转子翘曲变形的预补偿方法研究

合成树脂及塑料 2025年

作者：尹大帅赵永强黑刚刚侯红玲何亚银陕西理工大学机械工程学院陕西省工业自动化重点实验室

针对螺杆转子非金属化注塑成型过程中存在的翘曲变形问题，提出一种基于计算机辅助工程技术的变形预补偿法，以减少塑件的翘曲变形量。运用Moldflow模流分析软件对非金属螺杆转子注塑成型过程进行“冷却+填充+保压+翘曲”分析，确定了... 详细信息

针对螺杆转子非金属化注塑成型过程中存在的翘曲变形问题，提出一种基于计算机辅助工程技术的变形预补偿法，以减少塑件的翘曲变形量。运用Moldflow模流分析软件对非金属螺杆转子注塑成型过程进行“冷却+填充+保压+翘曲”分析，确定了该塑件翘曲变形的主要成因是收缩不均匀和取向不均匀，得到了螺杆转子的翘曲变形量，且最大翘曲变形量出现在齿顶位置。运用变形预补偿法对模具型腔进行修正，螺杆转子的最大翘曲变形量由0.269 9 mm降到了0.136 8 mm，且螺杆转子的齿面翘曲变形量可控制在0.031 0～0.040 6 mm，说明运用变形预补偿法可以对螺杆转子注塑成型的翘曲变形进行有效控制。

关键词：螺杆转子预补偿翘曲变形 Moldflow软件

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基于背衬层匹配的压电式柔性超声传感器优化

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 98-104,112页

作者：于永洁杜昱錡黄仕磊甘芳吉四川大学机械工程学院四川成都610065 成都大学电子信息与电气工程学院四川成都610106

基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性超声传感器具有体积小、质量轻、易于阵列化等优点,但容易受到背部杂波干扰和阻抗不匹配的影响,导致回波信号频率成分复杂且信噪比较低。为有效吸收传感器背部杂波,提升超声波单向辐射的能力,利用钨... 详细信息

基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性超声传感器具有体积小、质量轻、易于阵列化等优点,但容易受到背部杂波干扰和阻抗不匹配的影响,导致回波信号频率成分复杂且信噪比较低。为有效吸收传感器背部杂波,提升超声波单向辐射的能力,利用钨粉和硅胶设计针对柔性超声传感器的背衬层,在保持传感器整体柔性的同时使传感器的信号电压幅值提高了200%。其次,根据柔性超声传感器的电学特性提出了柔性超声传感器阻抗匹配优化方法,并通过梯度实验获得最佳匹配参数,使传感器的信噪比从2 dB提高到30 dB。优化后的柔性超声传感器具有宽频带、高频率、窄脉冲的优良性能,对不同曲率、不同壁厚的管道试件厚度的测量实验结果表明其可以达到0.01 mm的精度。

关键词：柔性超声传感器背衬层匹配阻抗匹配信噪比

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浅谈继续工程教育的急迫性

机械工程师 1991年第3期 43-44页

作者：王莉筠黑龙江机械电子工程师进修大学

继续工程教育是大学后的教育。在整个教育事业中,它与基础教育、职业技术教育、普通高等教育等学历教育具有同等重要的地位。它是普通高等教育的延续和补充,也是对传统的“学历教育”、“一次性教育”在观念上和制度上的发展和变革。继... 详细信息

继续工程教育是大学后的教育。在整个教育事业中,它与基础教育、职业技术教育、普通高等教育等学历教育具有同等重要的地位。它是普通高等教育的延续和补充,也是对传统的“学历教育”、“一次性教育”在观念上和制度上的发展和变革。继续工程教育在新技术革命对策中和经济体制、科技体制、教育体制改革中,居于重要的战略地位。因此,办好继续工程教育对不断提高广大科技人员的业务素质,坚持四项基本原则,

关键词：新技术革命一次性教育发达科学技术知识职业寿命工程教育教育经费

基于拓扑优化的类翼型扰流元件空气引射器性能分析

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郑州大学学报(工学版) 2025年

作者：刘华东张雅郝琪孙浩郑州大学机械与动力工程学院

针对传统空气引射器引射率较低的问题,采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化,并基于拓扑优化结果和减阻机理分析,提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场,分析了类翼型扰流元件... 详细信息

针对传统空气引射器引射率较低的问题,采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化,并基于拓扑优化结果和减阻机理分析,提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场,分析了类翼型扰流元件高度和扰流元件与喷嘴喉部距离对引射器性能的影响。结果表明:扰流元件与引射器壁面形成二次喷嘴效应,工作流体流出喷嘴后会继续加速,压力进一步降低,与引射流体驱动压差增大,使引射率显著提升。引射率随类翼型扰流元件高度增大而增大,随着扰流元件与喷嘴喉部的距离增加,引射率先增大后减小。相比于传统引射器,新型空气引射器引射率可提高146%～224%。当类翼型扰流元件的高度为3.3 mm、扰流元件与喷嘴喉部最佳距离为0.8 mm时,引射率达到最大值2.07。

关键词：类翼型扰流元件拓扑优化空气引射器引射率数值模拟

元启发式算法在植保无人机路径规划中的研究进展

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农机化研究 2025年第3期47卷 1-9页

作者：张旭东于丽娅李少波张安思张保贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025

随着无人机系统技术、传感器技术和人工智能算法等相关技术的不断发展,植保无人机路径规划技术在农业生产中备受重视,并被广泛应用。作为航空植保的关键技术之一,植保无人机路径规划面临的是一个复杂且多约束的组合优化问题。传统算法... 详细信息

随着无人机系统技术、传感器技术和人工智能算法等相关技术的不断发展,植保无人机路径规划技术在农业生产中备受重视,并被广泛应用。作为航空植保的关键技术之一,植保无人机路径规划面临的是一个复杂且多约束的组合优化问题。传统算法往往难以得到理想的结果,而元启发式算法则因其高效率成为解决该类优化问题的有效手段。为此,首先介绍了农业航空中的路径规划,随后总结出了植保无人机路径规划的关键要素,并使用更为合理的分类方式进行归纳;其次,从算法层面对相关研究所采用的元启发式算法进行分类和梳理,并阐述了其在实际应用中的现状,且根据提出的分类方法和研究特点,全面地归纳了当前的研究成果;最后,针对目前植保无人机路径规划研究存在的问题提出了几条可行的发展思路。

关键词：农机航空植保无人机路径规划元启发式算法乡村振兴农业现代化

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减振器安装端头的冲压成型试验与仿真分析

河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 100-108页

作者：张博强李宗瑾赵浩翰陈国强金鑫河南工业大学机电工程学院河南郑州450001 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000 郑州宇通重工有限公司河南郑州450001

目的为了降低减振器安装端头的开发难度,解决模具加工设计中遇到的问题,方法选取某一减振器安装端头的主板体和外套管为研究对象,利用Dynaform软件进行数值模拟,针对主板体成型选取对其成型质量影响较大的摩擦因数、合模速度、拉延速... 详细信息

目的为了降低减振器安装端头的开发难度,解决模具加工设计中遇到的问题,方法选取某一减振器安装端头的主板体和外套管为研究对象,利用Dynaform软件进行数值模拟,针对主板体成型选取对其成型质量影响较大的摩擦因数、合模速度、拉延速度和模具间隙为主要因素设计正交试验,以最大减薄率为评价指标求解主板体成型最优冲压工艺参数组合;针对外套管成型采用提前刺破的方法对其成型质量进行优化,并对实际生产的安装端头进行力学、厚度和气密性测试。结果研究获得主板体成型的最优冲压工艺参数组合即摩擦因数0.145,合模速度2 000 mm/s,拉延速度1 000 mm/s,模具间隙2.1 mm。在此基础上进行数值模拟和生产验证。数值模拟中主板体最大减薄率为17.175%,最大增厚率为53.061%;外套管最大减薄率为13.770%,最大增厚率为58.320%,符合设计要求。生产试验中,力学测试过程中端头表面质量良好,未发生变形、明显起皱和开裂等现象;厚度测试中端头的试验壁厚与模拟壁厚最大偏差为6.8%,和数值模拟结果基本一致;气密性测试中,在内部冲压1.6 MPa,静置30 s情况下,端头未出现漏气现象。结论研究表明,安装端头的综合性能达到要求,验证了端头成型中工序设置顺序的正确性。研究结果可为减振器安装端头的研发提供一定的理论指导。

关键词： Dynaform 减振器安装端头数值模拟参数优化正交试验

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平纹编织碳纤维增强碳化硅复合材料孔隙分级及性能预测

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复合材料学报 2025年

作者：马晨钰曾庆丰马欣语刘建涛范晓丽史俊勤宋歌西北工业大学材料学院天目山实验室高性能航空材料与先进制造中心西南交通大学机械工程学院

为了更精确快速的进行孔隙建模，需要寻找大小孔隙的临界体积。本研究采用micro-CT技术与三维重建方法，对2D Cf/SiC中的微结构进行了提取与重建。在孔隙建模方面，提出了一种避免孔隙重叠和纤维束阻隔的方法，并通过孔隙体积及其长宽... 详细信息

为了更精确快速的进行孔隙建模，需要寻找大小孔隙的临界体积。本研究采用micro-CT技术与三维重建方法，对2D Cf/SiC中的微结构进行了提取与重建。在孔隙建模方面，提出了一种避免孔隙重叠和纤维束阻隔的方法，并通过孔隙体积及其长宽比两种划分标准，建立了相应的单胞模型。通过有限元分析技术计算模量，界定了大孔隙与小孔隙的体积临界值。根据体积的划分，孔隙体积小于0.04mm3时对Cf/SiC单胞的力学性能较小；依据长宽比的划分，发现当孔隙体积小于0.021mm3时，其形状对材料性能的影响可以忽略不计。以0.021mm3作为临界体积，大于临界体积的精确建模，小于临界体积根据统计数据随机建模，计算得到的拉伸试样的宏观模量为110GPa，与实验得到的113GPa误差2.7%，证明了此划分方法可以在保证精度的同时提高建模效率。在孔隙分级的基础上探讨了体积元选取和纤维束波纹比对模量的影响，发现单胞模型在保持计算精度的同时效率更高，而波纹比增大导致复合材料模量减小。

关键词：平纹编织C /SiC复合材料代表特征体元孔隙大小孔隙结构力学性能

数控机床电主轴热误差HO-LSTM预测方法

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机械科学与技术 2025年

作者：田印周学良罗敏张映锋湖北汽车工业学院机械工程学院湖北汽车工业学院电气与信息工程学院西北工业大学机电学院

随着产品更新换代速度的日益加快，车间往往面临着多品种小批量加工任务，不同品种、规格的零件加工工况各异，对机床电主轴热误差预测模型的鲁棒性提出了更高要求。针对该问题，提出了一种利用河马优化算法（Hippopotamus Optimization... 详细信息

随着产品更新换代速度的日益加快，车间往往面临着多品种小批量加工任务，不同品种、规格的零件加工工况各异，对机床电主轴热误差预测模型的鲁棒性提出了更高要求。针对该问题，提出了一种利用河马优化算法（Hippopotamus Optimization Algorithm，HO）优化长短时记忆网络（Long Short Term Memory，LSTM）的电主轴热误差预测方法。首先，利用正弦余弦优化算法（Sine Cosine Algorithm，SCA）对Kmeans聚类算法的聚类数目K和距离度量方式进行优化，并采用皮尔森（Person）和斯皮尔曼（Spearman）相关性分析方法筛选温度敏感点。接着，将热误差敏感点的温度作为输入建立了电主轴热误差LSTM预测模型，采用HO对LSTM的隐藏层节点数、L2正则化常数、初始学习率进行优化。最后，以EM6050雕铣机为对象进行了实验验证。结果显示：提出的HO-LSTM模型相比海马优化算法优化的LSTM与灰狼算法优化的LSTM模型，热误差预测的MAE分别降低了32%、42%，RMSE分别降低了11%、76%，而且优化过程的收敛速度更快；对于不同工况下的热误差预测，HO-LSTM模型相比后两种LSTM模型，预测结果的RMSE分别降低了6%、4%，平均百分比误差MAPE分别降低了67%、31%，表明所提出的HO-LSTM模型热误差预测精度与鲁棒性更好。

关键词：数控机床电主轴热误差预测 SCA-Kmeans算法 HO-LSTM网络