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抓摇式设施冬枣摘熟留青振动采收装置参数优化与试验

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农业机械学报 2025年第1期56卷 245-253页

作者：郑洲洲胡耀华赵鹏飞董建鑫黄玉祥西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌 712100 浙江农林大学光机电工程学院杭州 311300 西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌 712100 陕西省农业装备工程研究中心陕西杨凌 712100

为实现冬枣摘熟留青分批收获,针对设施枣园种植环境设计了一款用于冬枣振动采收参数寻优,具有信息感知功能可调幅变频的试验装置.为探究受迫振动下影响枣果脱落的主要因素,获得最大熟果脱落率和最小青果脱落率,构建了果实单摆动力学模型... 详细信息

为实现冬枣摘熟留青分批收获,针对设施枣园种植环境设计了一款用于冬枣振动采收参数寻优,具有信息感知功能可调幅变频的试验装置.为探究受迫振动下影响枣果脱落的主要因素,获得最大熟果脱落率和最小青果脱落率,构建了果实单摆动力学模型,通过对模型的求解,确定了影响果实脱落的主要因素为振动频率、振动幅值和振动时间.然后,采用显示推拉计进行脱落模拟试验,确定了熟果、青果、果柄的脱落次序,证明了摘熟留青的可行性.最后,建立了脱落率与采收机收获参数数学模型,以熟果脱落率和青果脱落率为指标对采收参数进行优化,得到冬枣摘熟留青最佳参数组合:振动频率为12.66 Hz、振动幅值为15.02 mm、振动时间为3.98 s,此时,熟果脱落率为70.08％,青果脱落率为11.97％.并对优化结果进行了田间试验验证,试验结果与优化值相近.

关键词：设施枣园冬枣摘熟留青抓摇式振动采收装置参数优化

基于改进候鸟优化算法的整车多关联车间协同排产方法

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中国机械工程 2025年

作者：肖海宁孙慧慧彭明花王健洲盐城工学院机械工程学院西安科技大学管理学院

为了满足汽车整车焊装、涂装及总装车间不同的车身排产序列需求，以最小化产线停产时间和成本为综合优化目标，建立了整车多关联车间协同排产优化数学模型，并设计了一种基于改进候鸟优化算法的协同排产方法。为了快速获取候鸟个体对应... 详细信息

为了满足汽车整车焊装、涂装及总装车间不同的车身排产序列需求，以最小化产线停产时间和成本为综合优化目标，建立了整车多关联车间协同排产优化数学模型，并设计了一种基于改进候鸟优化算法的协同排产方法。为了快速获取候鸟个体对应的多关联车间协同排产方案，设计了基于启发式排产规则的解码策略；针对传统候鸟优化算法邻域结构单一导致算法收敛速度慢的缺陷，设计了基于多种邻域结构的领飞鸟进化策略；为了提升算法的全局寻优能力，设计了融合交叉与邻域搜索的跟飞鸟进化策略。最后以某新能源汽车生产线为实例，开发了整车多关联车间协同排产仿真分析平台以验证本文提出的排产方法。仿真实验表明，与改进的遗传算法、改进的蚁群算法等方法相比，本文设计的改进候鸟优化算法能够获得更优的解集。

关键词：汽车排产问题候鸟优化算法汽车总装汽车焊装汽车涂装

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轮式格斗机器人的设计与实现

现代电子技术 2025年第2期48卷 124-130页

作者：李辉曹月花杭州电子科技大学信息工程学院浙江杭州310000

面向本科机器人方向实践教学,设计一款轮式格斗机器人。该机器人可以实现自主登台、自动巡航、自主视觉寻敌攻击、落台后重新登台等功能。首先,进行机器人的机械结构设计。通过合理的机械结构设计以及合理的传感器安装布置,可以有效改... 详细信息

面向本科机器人方向实践教学,设计一款轮式格斗机器人。该机器人可以实现自主登台、自动巡航、自主视觉寻敌攻击、落台后重新登台等功能。首先,进行机器人的机械结构设计。通过合理的机械结构设计以及合理的传感器安装布置,可以有效改善机器人的结构强度、灵活性、稳定性和机动性。其次,进行机器人控制系统设计,其中,包括机器人控制系统元器件选型设计、机器人的控制策略及控制算法设计、路径规划算法设计、目标识别与视觉跟踪算法设计。最后,采用现场测试的方法对机器人的性能进行优化提升。在不同环境下,通过机器人现场表现进行测试和分析,评估机器人的性能和稳定性,并针对性地进行改进和优化。通过轮式格斗机器人的设计与实现训练,有助于提升机器人工程专业本科生在机器人领域的设计实践和问题分析能力。

关键词：格斗机器人机械结构设计控制系统设计控制策略路径规划目标识别视觉跟踪

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基于回声状态网络的风电机组运行状态监测

仪器仪表学报 2025年

作者：金晓航喻轩昂关汉林浙江工业大学机械工程学院

“双碳”目标引领下，风能作为一种清洁可再生能源得到了广泛的利用。风电机组作为将风能转化为电能的重要装备，累计装机容量持续增长。然而，风电机组工作环境恶劣，运行工况多变，故障频发。为保障风电机组安全高效运行，亟需故障诊... 详细信息

“双碳”目标引领下，风能作为一种清洁可再生能源得到了广泛的利用。风电机组作为将风能转化为电能的重要装备，累计装机容量持续增长。然而，风电机组工作环境恶劣，运行工况多变，故障频发。为保障风电机组安全高效运行，亟需故障诊断与智能运维技术。针对风电机组运行工况复杂多变以及循环神经网络在时间序列学习过程中存在梯度消失和爆炸等问题，提出一种融合运行工况识别与回声状态网络的风电机组运行状态监测方法。首先，采用最大互信息系数对数据采集与监控系统(SCADA)采集的多维数据进行特征选择，筛选出与风电机组运行状态相关性高的特征。其次，利用K-means聚类算法构建机组的工况识别模型，对不同运行工况进行有效划分。然后，利用差分进化算法优化不同工况下的回声状态网络模型，增强其对复杂运行工况的适应能力，以此开展不同工况下风电机组有功功率预测。继而，结合功率预测残差分析确定相应的健康阈值，用于评判机组运行状态。最后，通过两个实际风电机组的案例分析表明，所提方法可有效监测机组的运行状态，当故障发生时，比SCADA系统提前发现机组运行状态的异常，可实现故障的早期预警。

关键词：风电机组状态监测回声状态网络

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自稳速型风电机组运行特性分析与试验研究

机械工程学报 2025年第2期61卷 321-329页

作者：尹文良王乐刘琳张文华王子威芮晓明山东理工大学电气与电子工程学院淄博255000 悉尼科技大学电气与数据工程学院澳大利亚悉尼2007 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

差动调速型风电系统,可在无需电力电子变频设备时与电网友好连接,有望解决现役主流变速恒频并网风力机无功功耗大、低电压穿越能力弱、输出电能质量和动态稳定性不高等问题。为了进一步提升该型风电系统的运行性能,消除高成本传感、控... 详细信息

差动调速型风电系统,可在无需电力电子变频设备时与电网友好连接,有望解决现役主流变速恒频并网风力机无功功耗大、低电压穿越能力弱、输出电能质量和动态稳定性不高等问题。为了进一步提升该型风电系统的运行性能,消除高成本传感、控制单元及大功率伺服电动机带来的不利影响,提出一种新颖的具备自稳速功能的差动调速型风电系统传动方案。以自稳速风力机为研究对象,在确定其传动系统配置形式的基础上,推导所提机组的传动原理,并对其传动特性展开深入研究。搭建自稳速型风电机组半物理试验平台,利用岭回归算法计算得到试验台关键惯量和阻尼参数。最终在变化风速下,开展仿真和试验研究,验证所提风电机组的可行性和优越性。

关键词：风力发电齿轮传动差动调速机械特性并网性能试验研究

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汽车轮毂轴承外圈锻造工艺优化设计与仿真分析

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锻压技术 2025年第1期50卷 8-19页

作者：刘鹏宇康乃正黄江华李俊玲纪宏超刘悦华北理工大学机械工程学院浙江兆丰机电股份有限公司北京科技大学机械工程学院

针对某汽车轮毂轴承外圈制备中存在的生产效率低、材料利用率低等问题，设计了精密闭式热模锻成形工艺，并根据锻造成形理论制定了镦粗、预锻、终锻3工位锻造工序。利用Deform-3D软件对轴承外圈零件的成形过程进行模拟，发现该工艺存在... 详细信息

针对某汽车轮毂轴承外圈制备中存在的生产效率低、材料利用率低等问题，设计了精密闭式热模锻成形工艺，并根据锻造成形理论制定了镦粗、预锻、终锻3工位锻造工序。利用Deform-3D软件对轴承外圈零件的成形过程进行模拟，发现该工艺存在锻造载荷大、模具磨损深度大、模具寿命低等问题。为此对预锻结构进行改进，提出两种优化方案，并进行成形检验，依次对比2种优化方案的锻后等效应力、锻造载荷以及模具磨损情况。研究结果表明，采用方案2时锻件的金属流线及外部成形情况良好，锻造载荷降低约20%,上模和下模磨损深度分别降低了1.200×10-6和0.780×10-6mm,有利于锻件质量提高和锻造模具寿命延长。生产试验验证表明，方案2获得的成形锻件符合生产要求。

关键词：轴承外圈锻造载荷模具磨损金属流线模具寿命

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执行器约束下基于轨迹学习的核正则化最优迭代学习控制

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中国机械工程 2025年

作者：杨亮亮陈泓鲁文其浙江理工大学机械工程学院

基于数据驱动的最优迭代学习控制(Data-Driven Optimal Iterative Learning Control，DDOILC)可以有效应对系统时变的不足，但系统在处理非重复性轨迹时的轨迹跟踪性能不佳，在变更参考轨迹后性能恶化，且在运行过程中执行器输入可能过... 详细信息

基于数据驱动的最优迭代学习控制(Data-Driven Optimal Iterative Learning Control，DDOILC)可以有效应对系统时变的不足，但系统在处理非重复性轨迹时的轨迹跟踪性能不佳，在变更参考轨迹后性能恶化，且在运行过程中执行器输入可能过大，超出执行器的限制从而导致执行器失稳。因此，针对非重复性轨迹跟踪和执行器可能超限的问题，本文提出了一种基于先前轨迹学习的核正则化最优迭代学习控制算法(Kernel Regularization Optimal Iterative Learning Control，KROILC)，在迭代过程中利用输入输出的测量值，使用基于核的正则化方法估计系统的脉冲响应，并展示了脉冲响应估计领域常用几种核的零均值高斯过程实现，估计得到的脉冲响应被应用于最优迭代学习控制器，通过目标函数加权实现对执行器的约束，迭代过程中参考轨迹变化后的初始前馈力通过轨迹学习得到。在直流无刷电机上的实验验证结果表明，所提出的算法能够在执行器约束下实现非重复性轨迹的全轨迹和稳定段的最优跟踪性能。

关键词：执行器约束数据驱动非重复性轨迹轨迹学习核正则化迭代学习控制

放电状态对锂离子电池在机械滥用条件下力学响应和失效行为的影响

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爆炸与冲击 2025年第2期45卷 74-84页

作者：朱烨君娄本杰邓先攀孟康培陈晓平宁波工程学院机械与汽车工程学院浙江宁波315016 长安大学能源与电气工程学院陕西西安710064 威睿电动汽车技术(宁波)有限公司浙江宁波315336 吉利汽车研究院(宁波)有限公司浙江省全省智能汽车全域安全重点实验室浙江宁波315336

为厘清放电状态对锂离子电池动态力学响应和失效模式的影响规律,系统地开展了锂离子电池在不同放电状态下的准静态压缩特性及其安全性的实验分析。通过预设电池至特定的放电电量,并在放电过程中、放电后静置1和24 h的时间节点上实施压... 详细信息

为厘清放电状态对锂离子电池动态力学响应和失效模式的影响规律,系统地开展了锂离子电池在不同放电状态下的准静态压缩特性及其安全性的实验分析。通过预设电池至特定的放电电量,并在放电过程中、放电后静置1和24 h的时间节点上实施压缩测试,深入探究了电池的力-位移响应特性、最大承载力及安全性表现。实验结果显示,相较于其他状态,放电状态下的电池展现出较低的力-位移曲线,表明其刚度在静置之后相比于放电过程中有所提升。此外,放电状态下的电池展现出显著高于静置后状态的最大承载力,且在放电过程中进行压缩测试更容易使电池发生爆炸,而静置后的电池则表现出显著提升的安全性。借助扫描电子显微镜分析,进一步确认了放电状态下电池内部电极颗粒的破损程度更剧烈,观测到的现象被归因于放电过程中产生的扩散诱导应力,该应力在电池内部累积,加剧了电池在机械压缩下的损伤风险。

关键词：放电状态锂离子电池安全性压缩测试力-位移曲线扩散诱导应力

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基于机器视觉的金属双极板质量缺陷自动检测系统

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机床与液压 2025年第3期53卷 1-11页

作者：刘畅辉李鑫杜详永蒋成红周振峰同济大学机械与能源工程学院上海200092 上海市穿戴机器人与人机交互重点实验室上海200092 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 嘉兴大学信息科学与工程学院浙江嘉兴314001

针对金属双极板的质量缺陷目前主要依靠人工进行检测,这种方法存在检测效率低、误检率高及成本高等问题,研制一套基于机器视觉的金属双极板质量缺陷自动检测系统。给出检测系统的整体设计方案,并详细介绍检测系统的工序流程以及关键部... 详细信息

针对金属双极板的质量缺陷目前主要依靠人工进行检测,这种方法存在检测效率低、误检率高及成本高等问题,研制一套基于机器视觉的金属双极板质量缺陷自动检测系统。给出检测系统的整体设计方案,并详细介绍检测系统的工序流程以及关键部件的结构组成和工作原理,最后给出检测系统的控制方式。检测系统相机采用16K线阵CMOS相机,成像方式采用垂直成像与侧边成像相组合的方式,检测工序分两步进行:先检测正面,再检测反面。此检测系统检测精度高,采样结果清晰,能为后续的视觉算法研究提供优质的缺陷图片。

关键词：检测系统金属双极板表面质量缺陷机器视觉