机床与液压

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薛威, 董颖怀, 杨峰, 李振亮, 郭军伯

机床与液压. 2018, 46(20): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.001

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运用有限元法对一台小型电火花加工机床的静动态特性进行分析。分析比较机床常用总体布局结构对机床静刚度的影响，对相对刚度较小的部件进行静力分析和拓扑优化。基于赫兹接触理论和吉村允孝积分法分析计算机床结合部的动态特性刚度参数，并利用弹簧和阻尼等效建立了机床动态特性模型。提取机床前6阶的固有频率和振型，相对于刚性连接固有频率减小，能够更准确地模拟机床动态特性，为预测分析机床静动态特性提供了依据。

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基于最小二乘支持向量机的精密数控机床热误差建模与补偿研究

张恩忠, 程亚平, 齐月玲, 林洁琼

机床与液压. 2018, 46(20): 7-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.002

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为了减小热误差对数控机床加工精度的影响，以自主研制的五轴精密数控机床为研究对象，得出定位误差与温度之间的变化规律。运用最小二乘支持向量机（LS-SVM）建立Y轴的热误差模型，并对LS-SVM模型进行参数寻优。根据LS-SVM模型计算出移动轴热平衡状态下定位误差的预测值与测量值对比曲线，通过分析发现LS-SVM热误差模型性能较好，其拟合偏差带宽较窄，均方差较小。依据LS-SVM模型进行定位误差补偿实验，误差降低了87.3%。实验结果证明最小二乘支持向量机建模方法具有较高的预测精度、补偿精度。

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3D打印用碳纤维增强复合材料挤料机设计与工艺分析

张帆, 陈章念, 谭跃刚

机床与液压. 2018, 46(20): 11-15,20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.003

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材料制备是3D打印的前提。碳纤维增强复合材料与普通3D打印所使用的热塑性材料在成型工艺、制备条件上有较大差异。针对3D打印用碳纤维增强复合材料的制备问题，研究材料挤料装置特性及工艺条件，通过流体分析和3D打印实验设计挤料装置并确定碳纤维增强复合材料的最佳成型工艺，达到3D打印成型性能增强的目的，为高效高精的碳纤维复合材料3D打印提供基础。

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锂离子动力电池高速自动套管设备结构设计

刘秀娟, 明心健, 夏琴香, 曹海霞, 杨春超, 梁维亚

机床与液压. 2018, 46(20): 16-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.004

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为满足市场对锂离子动力电池自动套管设备高生产效率的要求，采用多工序并行工作原理，设计出结构合理的自动上料系统、胶管放料输送系统、垫片成形及输送系统、转位机构、校正机构、胶管热收缩系统和自动下料系统，实现将多个电池同时进行上料、输送、套胶管、加工垫片成形、加装垫片、热缩收口胶管、输出锂电池成品等全自动连线生产。可将设备的生产速度由原来的每分钟60个提升到每分钟120个，从而实现锂电池套管的全自动、高速、安全生产。

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汽车木壳挡位面板数控专用机床设计及分析

王慧, 姬广磊, 马岩, 任长清, 杨春梅, 顿国强

机床与液压. 2018, 46(20): 21-24,63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.005

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分析汽车挡位面板的加工现状，传统的汽车挡位面板都是以塑料为主，加工复杂、工序繁琐、自动化程度较低。对新型木壳复合板加工挡位面板进行研究，并对挡位面板的特征、尺寸布置方式和加工工艺进行分析，确定汽车挡位面板的加工工艺流程。在此基础上，对汽车挡位面板数控曲线铣边专用机床进行总体的布局设计，确定主运动系统、进给运动系统及主机部分的设计方案。根据机床的设计原则及理论，设计导轨机构、机架机构、随动压辊、电控系统等主要机构部件。运用SolidWorks软件对机床主要的受力支撑件机架进行静力学分析，求解出机架的最大应力、位移的变化范围，并进行分析。结论是机架的刚度、强度和稳定性符合设计要求。

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皮带输送机用陶瓷托辊专用磨床设计

王桂梅, 程洪波, 杨立洁, 成树峰

机床与液压. 2018, 46(20): 25-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.006

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针对皮带输送机专用的陶瓷托辊加工过程中存在的加工难度高、耗时长、效率低、废品率较高等问题以及用户要求，设计Al₂O₃陶瓷托辊的磨削加工专用双磨头磨床，确定该磨床的整体结构及旋磨方案，计算磨削参数、磨削力与功率、旋转主轴功率，重点进行了双磨头结构设计、尾座主轴结构设计、床鞍结构设计、床身结构设计、控制磨削用量结构设计的分析。使用该专用磨床可一次磨削加工实现对陶瓷托辊的粗磨和精磨，同时保证托辊圆柱度、表面粗糙度及成品率，极大地提高了磨削加工效率。

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基于SGPLVM-LSSVM算法的U形折弯件模型参数优化研究

徐承亮, 曹志勇, 王大军, 胡吉全

机床与液压. 2018, 46(20): 29-32,58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.007

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影响高强度U形折弯件回弹的因素众多，比如工件尺寸、力学性能和负载条件等，使得高强度折弯件的弯曲回弹难以控制。把回弹角α和最小弯曲回弹半径R作为双目标函数，首先利用监督学习-高斯过程隐变量模型（SGPLVM）进行变量筛选和降维，构建U形折弯件的最小二乘支持向量机模型（LSSVM）；再把SGPLVM-LSSVM实验结果分别与SVM、FEM、实际零件进行比较，验证了此算法模型的可行性。

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高精度液压换向滑阀阀套的机加对策

杨波, 李俊

机床与液压. 2018, 46(20): 33-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.008

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针对采用38CrMoAl材质的高精度薄壁液压换向阀阀套的加工，从材料的特性、热处理、零件独特的结构型式等方面分析了其加工的难点，并制定出合理的加工工艺方法。利用普通数控车床、外圆磨床和内圆磨床，通过车、磨削工艺的改进和工装夹具等的优化设计，制备出的阀套内孔圆柱度和内外圆同轴度分别达0.004 mm和φ0.02 mm，满足设计要求，且在小批量生产中能够维持产品质量的稳定性，合格率达92%，为该类型的精密液压阀件加工提供了参考。

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薄壁铝合金镂空零件的高效高精加工工艺研究

程俊兰, 李东阳

机床与液压. 2018, 46(20): 37-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.009

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针对一种薄壁铝合金镂空零件加工精度难以保证、加工效率低的特点，设计该零件的加工工艺及数控铣削工装，并将该工艺及铣削工装应用于实际加工。结果表明：使用该工艺及工装不仅能够保证零件的尺寸和形位公差，减小零件的变形量，保证零件的加工质量，而且极大地提高了生产效率。

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一种新型油气悬挂系统关键工装的设计

杨帅

机床与液压. 2018, 46(20): 40-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.010

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针对油气悬挂系统核心元件蓄压器壳体加工困难的现状，设计一种新型的杠杆摆动工装，提出一种基于杠杆摆动工装的加工内球解决方案。该工装利用二力杆二维平面系统原理模型，由螺纹副伸缩机构和刀体回转机构组成。杠杆摆动工装借助螺纹副伸缩机构和刀体回转机构实现刀具的圆周运动，通过协调杠杆摆动工装的结构参数和切削参数实现工装组件在各工作过程的不干涉。利用CATIA软件进行数字化建模和受力仿真实验，验证了杠杆摆动工装对于提高油气悬挂系统装夹加工技术的合理性。实验表明：杠杆摆动设计方案可行，能够增强油气悬挂系统生产的柔性度，提高蓄压器的加工精度，满足生产工艺的性能要求，具有重要的实际应用价值。

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风机制造中快捷高效车床夹具的设计与应用

肖洪波

机床与液压. 2018, 46(20): 44-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.011

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以轴流风机铝合金机壳为实例，针对薄壁机壳零件径向夹持时易变形的特点，详尽介绍了快速夹具夹紧式、气动弹性夹头夹紧式和楔紧块夹紧式车夹具各自的优良性能和应用价值。这类夹具的共性不仅有定位、夹紧可靠，装、拆工件方便、快捷，更使产品合格率和生产效率获得大幅提升，在微电机尤其是小型风机机壳或特型端盖等薄壁零件生产中具有一定的拓展应用意义。

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基于机液压差补偿的负载口独立控制系统节能特性分析

刘凯磊, 高英杰, 李兴成, 柴华伟

机床与液压. 2018, 46(20): 49-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.012

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将负载敏感技术与负载口独立控制技术结合起来，以负载口独立控制技术原理为基础，利用负载敏感技术的机液压差补偿方法，以电液比例插装阀为基本控制单元，设计了基于机液压差补偿的负载口独立控制系统，对其阀口节流损失特性进行分析，提出基于进、出油口开口度独立调节的节能控制方法，并与负载敏感系统的节能特性进行对比。分析结果表明：基于机液压差补偿的负载口独立控制系统的节能特性优于负载敏感系统，并且随着执行器两腔面积比的减小，节能效果越明显。

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液压高压剪切机的研制

赵清祥, 胡晓兵, 张波, 徐营利, 杨雄

机床与液压. 2018, 46(20): 53-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.013

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聚合物在工农业生产和科研领域有极其重大的意义。研究压力场下流动诱导聚合物结晶，不仅对高分子物理学理论有重大意义，也对实际加工有指导性作用。为研究聚合物经过不同的物理环境后的材料性能，设计了一台专用实验设备，为研究提供实验环境。该设备包括温度控制、压力控制、剪切速率控制、模具状态控制。液压缸运动保证填充高分子材料的模具实现开模与合模，模糊PID算法控制温度和压力达到实验所需的准确值，液压马达带动剪切杆转动产生流场，以及编码器检测转速以实现速度闭环控制。经试机运行后表明：该设备温度、压力、剪切速度控制精确，稳定可靠，自动化程度高。

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大型轴类锻件矫直机液压系统的设计与分析

吴瀚崚, 刘延俊, 李世振, 薛钢

机床与液压. 2018, 46(20): 59-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.014

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重型机械中的轴类零件在高温锻造后需要进行矫直处理，以满足实际使用要求。综合现有的机械矫直和检测方法，设计大型轴类零件矫直设备的主机和液压控制系统。介绍矫直设备的结构及工作原理、矫直机的数控系统和控制方案；提出矫直、检测、清理氧化层的液压控制方案，并且对检测系统的稳定性进行理论分析和AMESim仿真，最后分析了矫直机的伺服系统，它提高了矫直机的精度。该矫直机设计有氧化皮清理机构，提高了矫直和检测的精度，减小了误差，检测矫直处于同一工位并形成反馈系统，提高了生产效率，为大型轴类零件的矫直提供了一种实用高效的新方法。

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基于AMESim的液压动力站冷却系统仿真分析

李毅, 高海兴, 袁永熠, 尹力

机床与液压. 2018, 46(20): 64-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.015

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利用AMESim软件建立了某441.3 kW （600马力）液压动力站冷却系统的仿真模型。依据此液压动力站的散热原理，采用AMESim软件建立了以气-液换热器、双风扇、热负荷组件为主要分析对象的仿真模型，并利用软件内的控制元件和温度传感器组合，实现对风扇的智能控制。重点介绍了仿真模型中散热器和风扇的参数设置及其计算方法。分别在35和45℃的环境温度下进行仿真计算，得出不同温度下液压油的温度变化曲线。最后将仿真结果与现场检测的数据进行对比，验证了该仿真模型及参数设置的合理性，表明此模型能准确评估该系列液压动力站冷却系统的散热能力，为冷却系统的优化设计提供了参考。

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两自由度高频转阀阀口压力特性研究

刘智, 杨伟, 张涛川

机床与液压. 2018, 46(20): 68-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.016

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传统的伺服阀大部分都是滑阀式，虽然控制精度高、性能稳定，但其工作频宽有限，难以满足高频液压系统的需求。设计出一种两自由度转阀，该转阀换向频率可以通过提高阀芯转速或增加阀芯沟槽的数量来提高。分析其工作原理、建立数学模型，然后对阀口压力进行仿真和实验研究。结果表明：阀口最大压力随换向频率的增大而减小，随系统压力和轴向开口度的增大而增大；而阀口最小压力随换向频率和系统压力的增大而增大，随轴向开口度的增大而减小。

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水下采油树液压控制系统设计与仿真

张长齐, 黄鲁蒙, 李富平, 阮臣良, 张彦廷

机床与液压. 2018, 46(20): 74-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.017

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实现对水下采油树的控制是保证水下生产正常进行的必要条件。通过分析API标准要求，结合水下采油树阀门执行器工作参数，设计水下采油树液压控制系统，包括液压动力单元和水下控制模块，并对相关元件进行计算和选型。根据控制系统要求，利用AMESim软件，建立水下采油树液压控制系统模型，对水下采油树阀执行器的开启和关闭过程进行响应分析。结果表明：所设计的液压控制系统可以满足水下采油树控制要求。

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摆锤式冲击试验台液压系统的设计

何华陀, 万会雄

机床与液压. 2018, 46(20): 80-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.018

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设计一种对被试件抗冲击性和可靠性进行试验的冲击试验台，介绍该冲击试验台液压系统的设计和工作原理；设计使用湿式液压离合器水平自动冲击，防止二次冲击，安全可靠；并应用AMESim对系统动态性能进行仿真分析，结果表明该液压系统能够满足设计要求。

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伺服缸新型支撑结构控制系统的联合仿真研究

马强俊, 马丽楠, 和东平

机床与液压. 2018, 46(20): 84-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.019

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在特定工况中，大型重载伺服缸常卧式铰接安装，输出曲线力。为了提高伺服缸频响特性、稳定工作并延长其使用寿命，在伺服缸端底铰接了一个支反力小液压缸支撑结构及配备控制系统。在伺服缸做功时，外接控制系统需要保证压力与位置同时达到系统要求，得到精确控制。针对所需工况，设计一种压力-位置双闭环独立PID伺服控制系统。通过对压力-位置双闭环控制系统进行分析，推导出该系统的数学模型，并用李雅普诺夫第二法分析其稳定性，验证该系统的合理性与有效性。在此基础上，运用AMESim/MATLAB进行联合仿真，证明该控制系统的可行性及可靠性，从而实现压力与位置的同步精确控制。

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基于AMESim的舰载输弹装置液压系统仿真分析

柏广强, 吴茂林, 张冲, 徐亭

机床与液压. 2018, 46(20): 90-93,73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.020

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针对舰载输弹装置的液压系统执行元件动作异常的问题，采用面向对象的建模方法，在AMESim中建立了其液压系统仿真模型，仿真油缸泄漏和系统压力偏低时不同故障下的油缸位移曲线；详细研究了负载扰动对垂直输送马达工作的影响；提出通过测马达转速来确定垂直输送装置中弹托具体位置的方法，得到弹托位移曲线。分析结果为输弹装置状态监测和液压系统故障诊断提供依据。

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某型直升机液压助力系统集成化设计与仿真

谷峰

机床与液压. 2018, 46(20): 94-97,67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.021

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液压系统是直升机的重要组成部分，它主要为直升机的各种功能部件提供助力的液压能源。对某型直升机液压助力系统进行集成化设计，分析系统的稳定性，并提出改善系统响应速度的方法。分析可知：该系统体积小、质量轻，能够满足直升机操纵的需求。

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一种过盈配合式液压滑阀的设计方法

王旭东, 杜海, 张伟, 李奕宁

机床与液压. 2018, 46(20): 98-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.022

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针对航空宽温度范围（-55~150℃）变化的工作环境，提出一种过盈配合式液压滑阀，其核心思想是将油路通过沟槽化设计转换到液压滑阀阀套的表面来实现流体的控制和沟通，利用阀套与壳体之间的过盈配合进行密封。彻底取消了传统以胶圈密封的结构方式，大大降低了滑阀的加工难度和装调难度，并从根本上解决了液压滑阀因胶圈老化带来的维护性、性能变差的难题。提出的过盈配合式液压滑阀具有结构简单、使用可靠性高、工作稳定、体积小、质量轻等特点。然而由于材料的热胀冷缩现象，尤其是不同材料之间的组合，在宽温度范围内变化时，其过盈量的密封设计会对液压滑阀的性能带来严重的影响。通过对不同材料组合的过盈配合式液压滑阀的结构场、流场随温度变化的影响进行有限元、FLU-ENT仿真分析，来指导过盈配合式液压滑阀的设计。最后通过试验验证了其性能。

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气动单向阀的流量特性参数测定

惠伟安, 徐文灿, 柳孝松, 陈泽熹

机床与液压. 2018, 46(20): 103-105,89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.023

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气动单向阀属于流通面积随进口压力变化而变化的气动元件，本不能使用ISO 6358测定其流量特性参数。但由于单向阀的全开压力较低，且其临界压力比b较大，故可以使用定压法、变压法和串接法测定其流量特性参数。在已知S和b的情况下，还给出如何求得任何压力差p₁-p₂下通过该单向阀的流量q_v。

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基于负载耦合的传动供油系统特性仿真研究

李娟, 毛福合, 杨磊, 潘嘉明, 刘源

机床与液压. 2018, 46(20): 106-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.024

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基于传动供油系统多种负载耦合作用工况，构建制动操纵负载、换挡操纵负载等负载模拟模型，完成了传动供油系统特性仿真模型构建，研究发动机极限转速和主要负载同时工作的极限工况下的传动供油系统输出特性，获取了主要负载流量和压力输出特性，与传动供油系统经验数据一致，初步确认了模型的正确性，为进一步优化传动供油系统流量提供了参考。

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串联式密炼机卸料门液压驱动系统设计与仿真

张浩强

机床与液压. 2018, 46(20): 109-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.025

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设计密炼机卸料门液压驱动系统，利用AMESim建立系统仿真模型并进行动态性能仿真，分析蓄能器充气压力和容积对密炼机卸料门开启时间的影响规律。仿真可得：所设计的液压驱动系统能在极短的时间内开启密炼机卸料门；蓄能器气囊压力增大或蓄能器气囊容积增大，密炼机卸料门开启时间均减小。

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单作用叶片泵叶片-定子运动副承载机制及强度分析

崔保卫, 王会刚

机床与液压. 2018, 46(20): 113-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.026

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单作用叶片泵中叶片定子运动副运动形式复杂，受周期性载荷作用，易因强度不够而产生叶片折断或定子表面擦伤，是制约叶片泵性能提升的关键因素。根据单作用叶片泵叶片定子运动副工作特点，分析该运动副在整个转动周期中的力学承载机制；运用ANSYS软件开展有限元接触力学强度分析，计算叶片及定子接触应力及应变分布。强度分析表明：定子环和叶片内部等效应力均存在一定程度的波动，定子环上最大等效应力发生在两端面上，叶片最大应力集中在叶片顶部和与转子接触部位，但叶片应力明显低于定子上应力。因此在设计时可增大叶顶弧度，减小应力集中。研究工作为高性能叶片泵分析与设计提供一定的理论基础。

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阀芯端面角度对低压安全阀全开流量的影响

汪翔羚, 韦贯举, 马晓琛, 李振将, 韩新苗

机床与液压. 2018, 46(20): 116-117,188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.027

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采用CFD计算和试验方法研究了阀芯端面角度对低压安全阀全开流量的影响。结果表明：低压安全阀安装阀芯1（阀芯端面角度为30°）时全开流量大，而安装阀芯2（阀芯端面角度为15°）时低压安全阀全开流量偏小。流场分析表明，在阀芯开口相同的情况下，低压安全阀安装阀芯2比安装阀芯1全开流量减小10%。

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基于不完全微分反演变结构控制的液压系统位置控制

党选举, 党超, 姜辉, 伍锡如

机床与液压. 2018, 46(20): 118-124,112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.028

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液压伺服系统位置控制的结构和非结构的不确定性阻碍了其控制精度的提高。对于结构的不确定性，可以采用非线性自适应控制，以实现渐近跟踪性能。但在液压系统中，经常会出现如非线性摩擦此类非结构的不确定性，导致跟踪精度的降低。提出一种不完全微分反演变结构控制器，实现基于摩擦补偿的液压伺服系统的位置控制。该控制器以反演设计为基础，融入滑模变结构控制，利用滑模变结构在滑动模态下对控制系统参数变化和外部干扰的完全不变性，解决系统结构的不确定性问题；结合摩擦补偿，解决系统非结构的不确定性问题；引入不完全微分，弱化控制器的微分效应，减小纯微分突变信号带来的干扰，不完全微分产生的滤波效应可以抑制滑模变结构存在的抖振。从理论上证明了在各种不确定性存在的情况下系统的渐近跟踪性能，仿真实验验证了所提出的控制策略的高精度跟踪性能。

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飞秒激光烧蚀单晶硅片的表面质量视觉检测

王福斌, 刘同乐, 武晨, 刘洋, 陈至坤

机床与液压. 2018, 46(20): 125-127,133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.029

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使用飞秒激光微加工中心对单晶硅片等材料进行微尺度结构加工时，需保证硅晶片表面、边缘的完好，无瑕疵、污渍及划痕等缺陷。提前识别有破损的晶片对保证飞秒激光烧蚀样品的顺利进行具有实际意义。以飞秒激光烧蚀的单晶硅片为实验样品，分别针对以下一些瑕疵的视觉检测策略进行了研究：硅晶片表面划痕检测、表面污渍检测、边缘瑕疵与破损检测以及硅晶片边缘直线或曲线检测。经实验验证，提出的针对各种晶片表面瑕疵的检测策略是可行的，对提高飞秒激光烧蚀硅晶片的质量具有借鉴价值。

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汽车发动机压装机健康监测系统开发

吴宇成, 高伟强, 龚福岐, 王钰莹, 路家斌, 江小成

机床与液压. 2018, 46(20): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.030

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针对汽车发动机压装过程中压装机工作状态缺乏有效监测的情况，使用C++语言开发一套汽车发动机压装机健康监测系统软件。此系统软件中采用频谱分析、功率谱估计和模态分析等方法对采集到的振动信号进行分析，得到振动信号的幅值谱、功率谱和模态参数列表，实现对压装机工作状态和结构特性的监测。在减速箱实验平台上对系统进行测试，结果显示：此系统能监测减速箱的振动状况，能准确辨别典型故障的频率成分。

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基于Cortex-M3的铰式六面顶液压机铰链梁应变监测系统研究

卢北华, 马亮, 张应红, 陈君门, 袁源

机床与液压. 2018, 46(20): 134-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.031

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铰式六面顶液压机是高温高压条件下合成超硬材料专用设备，长期在交变大荷载下工作，致使压机铰链梁容易产生疲劳裂纹，甚至断裂。为了实时监测铰链梁应力关键位置的健康状态，研制一套基于Cortex-M3的铰链梁应变监测系统，系统以Cortex-M3微处理器作为主控模块，构建集信号采集、调理、存储、无线传输等功能于一体的应变监测硬件装置。针对应变片安装问题设计了专用的液压机铰链梁现场应变监测感应器。并设计了用于远程接收数据和状态监测的上位机软件，通过网络对铰链梁工况条件下的应变数据进行采集与分析，实现了对六面顶液压机健康状态的远程监测。

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基于迭代学习的电动直线加载复合控制

徐志伟, 陶键, 范元勋, 王厚浩, 张纪林

机床与液压. 2018, 46(20): 139-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.032

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为测试某型航天用电动伺服机构的实际工作性能，设计一种以大导程精密滚珠丝杠副为力矩/力转换元件的电动直线加载系统。为克服电动直线加载系统多余力扰动问题，提出一种引入角速度前馈补偿、串入电流内环和位置内环的多闭环复合控制策略；采用一种以分数阶PI^λD^μ控制器作为力外环的反馈控制、分数阶迭代学习控制（FO-ILC）作为补偿控制的方法。直线加载仿真实验和多余力抑制仿真实验表明，所提控制策略较好地抑制了直线加载多余力。

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基于自适应果蝇优化算法的PID参数优化

李明辉, 曹泽, 王玉洁

机床与液压. 2018, 46(20): 144-147. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.033

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针对基本果蝇优化算法（FOA）控制精度不高且易陷入局部最优的缺陷，提出一种自适应果蝇优化算法（IFOA）的PID参数优化方案。该算法以控制偏差绝对值和输入平方项的时间积分作为适应度函数，经过迭代寻优得到最优的PID参数值。通过二阶时滞系统测试并与基本果蝇优化算法比较，结果表明：该算法控制精度高、响应速度快、鲁棒性好，为PID参数优化提供了参考。

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积分分离PID在同步伺服驱动器中的应用与研究

王成成, 舒志兵

机床与液压. 2018, 46(20): 148-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.034

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传统PI算法动态响应能力较好，但是由于积分作用，存在超调量较大的问题，为此提出一种积分分离PID控制算法。该算法相对PI算法有效兼顾系统的响应与超调，将其应用到ARM_CPLD全数字伺服驱动器中进行速度环响应测试。通过仿真与搭建实验平台测试，并与日本某公司生产的Σ-7伺服驱动器测试结果进行对比，验证该算法是合理、可行的。

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前馈控制器对伺服系统动力学特性影响研究

冯斌, 张传伟, 柴蓉霞, 杨满芝

机床与液压. 2018, 46(20): 151-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.035

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前馈控制器是运动控制器重要的组成部分之一。为了有效降低运动误差、提升伺服系统动力学性能，建立开放式精密运动平台动力学模型，研究前馈控制器对稳态误差、谐振现象、频域特性及稳定性的影响并总结影响规律。通过仿真与实验验证，证明了前馈控制器对伺服动力学特性影响规律的正确性。该结论对于指导工业现场对伺服系统前馈控制器的优化与整定提供了参考。

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基于Bresenham算法的快速直线脉冲增量插补算法

王宝仁, 李金松, 吕国娜, 董洁

机床与液压. 2018, 46(20): 155-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.036

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通过对Bresenham直线生成算法进行改进，提出一种适用于电脑绣花机的快速平面直线脉冲增量插补算法。阐述Bresenham算法的基本原理，以及基本原理在插补中的应用，通过提出两个结论并加以证明对算法进行了改进。新算法在插补应用过程中只进行整数运算，每次插补可以得到多个进给步的两坐标轴进给脉冲增量。通过编写代码对新算法进行实现，并通过试验对比，展现新算法在直线生成中的运算效率明显高于传统插补算法。

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海底行走机构液压系统控制策略分析

耿向华

机床与液压. 2018, 46(20): 159-165,158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.037

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海底行走机构对海底矿产开采具有重要意义，针对深海底行走机构所需要解决的控制问题主要是速度同步、抗负载慢变干扰和随即干扰。构建行走机构液压系统，根据系统设计参数，建立各个环节的数学模型，进行仿真分析，并以此为基础搭建系统的软件仿真实验平台。为了实现速度同步控制和抗干扰控制，综合灰色预测控制、数据驱动建模控制、模糊控制、常规PID等控制技术，分别对轮边马达子系统和变量泵-轮边马达系统提出了"灰色预测模糊PID控制"和"多模型参考模糊自适应控制"的算法，并在软件仿真平台上进行仿真实验以验证这些算法的有效性。根据二阶参考特征模型的特点，将多参考模型、模糊控制与小误差范围内的常规PI控制相结合，通过对系统在不同误差范围内多模型的控制补偿，能够使系统在参考模型的引导之下较好地达到预期的控制目标。

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一种高速加工中速度前瞻规划算法

李文广, 马世国, 高淑芳

机床与液压. 2018, 46(20): 166-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.038

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为了保证加工精度同时提高加工效率，提出一种用于高速加工的速度前瞻算法。该算法允许非零的起始速度和终止速度，并在给定的速度及方向限制条件下，规划出满足限制条件的速度曲线。在规划出速度曲线的基础上，加入对加速度、起止速度参数的修正以满足轨迹段参数要求。采用线性加减速曲线驱动五轴切割机本体进行切割实验，经检验切割质量满足焊割要求，证明该算法切实有效。

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短应力线轧机间隙量及刚度优化

朱学彪, 郑华生, 黄满红, 申山友, 刘金波

机床与液压. 2018, 46(20): 170-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.039

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短应力线轧机因具有应力线短、刚度大、产品精度高等优点，在棒材生产线上被广泛使用。针对某轧机多次出现压下机构易卡死、轧辊轴向窜动量大等故障，分析轧机各主要承载件的间隙量和在轧制过程中的变形量，求解出轧机压环与拉杆之间合理的间隙临界值。基于轧辊轴向定位涉及的环节较多，尺寸链形成的间隙无法消除，通过在中心架上增设定位槽以及在轧辊箱的外侧设立定位导块对轧机进行结构优化。对改进前后的轧机刚度进行仿真研究，表明改进后的结构在减小轧机轴向相对位移的同时，有效地提升了轧机的刚度。

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风冷散热装置在机床主传动系统中的应用

高长才, 杜冰, 佟琨

机床与液压. 2018, 46(20): 175-177. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.040

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提出一种全新的机床主传动冷却方式，特别适用于卧式铣镗床。采用小型液压泵站，结合风冷散热装置对机床主传动系统进行循环冷却。经过严格设计与计算，选择适合的冷却装置，合理安排主传动系统冷却装置的布局，在机床要求的环境温度下，满足主传动系统散热要求，使设备能够连续稳定运行。该冷却方式结构紧凑、清洁环保，提高了换热效率、使用寿命及主轴的切削精度。

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送料机与压力机工作周期重叠协调控制

王桂龙, 王征, 伊延吉

机床与液压. 2018, 46(20): 178-180,188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.041

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为了提高冲压加工生产效率，改进压力机与送料机之间静态配合的局限性，提出一种压力机与送料机工作周期相互重叠协调控制的解决方案。多工位传递模送料机的水平轴和垂直轴均采用伺服电机驱动，并采用基于PC的控制器实现送料机的多轴运动控制；在送料机和压力机之间采用EtherCAT总线进行通信，并在两者之间进行协调控制实现工作周期的重叠；构建实验装置进行协调控制实验。实验结果表明：与静态配合相比，采用工作周期重叠协调控制后，单个送料冲压工作周期从6.23 s缩短到5.76 s，生产效率提高了8.2%。

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试车台液压加载系统的优化设计

雷双江, 孙朝辉, 乔黎, 刘晓峰

机床与液压. 2018, 46(20): 181-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.042

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针对某航空发动机地面试车台液压加载系统的老化现状，进行了试车台液压加载系统的优化设计，通过对比分析采用了适当的加载泵调节方式，开发了基于组态软件和VB.NET的液压加载测控系统。通过对人机界面中发动机型号的选择，调用模块化子程序，对液压加载系统进行实时监控，满足不同型号发动机的机载液压泵加载需求。试验结果表明：该系统具有较高的稳定性和可靠性，以及良好的工程应用价值。

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回转缓冲阀在起重机液压系统中的应用研究

赵燕, 李正祥, 刘相

机床与液压. 2018, 46(20): 185-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2018.20.043

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针对起重机在吊重回转制动时出现压力冲击大，引起重物左右摆动、停止耗时长的问题，利用AMESim软件建立回转制动系统的简化模型，进行问题分析，并对系统中的回转缓冲阀进行参数优化，对比优化前后的回转制动缓冲效果。仿真和实测结果表明：合理设计回转缓冲阀的技术参数，才能有效降低液压系统的压力冲击，提高起重机作业效率。

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2018年, 第46卷, 第20期　
刊出日期：2019-12-25

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