2010年, 第46卷, 第12期　
刊出日期：2010-06-20

  

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  基于多尺度线调频基稀疏信号分解的包络解调方法及其在齿轮故障诊断中的应用

  彭富强;于德介;武春燕

  . 2010, 46(12): 1-7.

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  提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的包络信号提取方法，并将其应用于转速剧烈波动情况下的齿轮箱故障诊断。基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法可以根据信号的特点，自适应的选择相应尺度对信号进行投影分解。其库函数的多尺度特性和线调频基函数中频率斜率参数的引入使得该方法比以往使用单一尺度库函数的分解方法更适合分解频率呈曲线变化的非平稳信号。当齿轮出现故障时，振动信号会出现啮合频率调制现象，在齿轮转速大范围波动情况下，载波频率和调制频率均随转速大范围波动。采用基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法，能同时有效提取变转速齿轮故障状态下载波频率和包络信号频率随时间的变化曲线，进而对齿轮箱故障进行诊断，解决经验模态分解方法和小波方法难于对转速剧烈波动情况下的齿轮故障进行诊断的问题。仿真算例和应用实例说明了此方法的有效性。
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  基于几何优化的圆度误差评定算法

  张春阳;雷贤卿;李济顺;段明德

  . 2010, 46(12): 8-12.

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  针对圆度误差的特点，提出一种基于几何优化的圆度误差评定算法。建立直角坐标采样、可同时实现圆度误差的最小区域法、最小外接圆法和最大内接圆法评定的评定模型。详细阐述利用几何优化算法求解圆度误差的过程和步骤，给出数学计算公式及计算机程序流程图。该算法不要求等间隔测量，不采用最优化及线性化方法，也无需满足小误差和小偏差假设，只需重复调用点与点之间的距离公式；其原理是以初始参考点为基准，布置一定边长的正六边形，依次以各顶点为理想圆心计算所有测点的半径值，通过比较、判断及重复设置六边形来获得相应评定方法(最小区域圆法、最小外接圆法和最大内接圆法)的圆度误差值。试验结果表明，该算法可以有效、正确地评定圆度误差。
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  TFT-LCD Mura缺陷机器视觉检测方法

  毕昕;丁汉

  . 2010, 46(12): 13-19.

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  针对液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)制程中Mura缺陷检测的重要性和人工检测的弊端，研究TFT-LCD Mura 缺陷的机器视觉自动检测方法。基于国际半导体设备与材料组织(Semiconductor Equipment and Materials International，SEMI)标准中Mura缺陷的测量规范和LCD视觉检测试验平台，针对Mura缺陷边缘模糊、对比度低、图像中存在重复纹理背景和整体的亮度不均匀等特点，分别研究基于实值Gabor小波滤波的纹理背景抑制方法、基于同态变换和独立分量分析的亮度不均匀校正方法、基于主动轮廓模型和水平集方法的缺陷分割以及基于SEMI标准的缺陷量化方法，综合几个方面的研究，建立Mura缺陷自动检测流程。检测试验证明，所提出方法能较好地抑制纹理背景、校正背景亮度不均匀和莫尔条纹，准确的分割缺陷并进行量化评定。该方法适用于Mura缺陷的自动检测，检测方法与人的视觉特性相似，具有较好的鲁棒性。对于50个带有Mura缺陷的LCD样本，有48个样本被成功检测。
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  基于RBF神经网络的关节转角误差补偿

  高贯斌;王文;林铿;陈子辰

  . 2010, 46(12): 20-24.

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  关节转角误差对关节臂式坐标测量机的精度有非常重要的影响，影响关节转角误差的因素众多，难以用准确的数学模型来描述，为此提出一种采用三坐标测量机标定关节转角误差、基于径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络进行关节转角误差补偿的方法。应用该方法对关节臂式坐标测量机6个关节的转角误差进行离散标定，标定数据训练各关节的RBF神经网络，使用经过训练的RBF神经网络分别对6个关节进行转角误差补偿。试验结果表明经过补偿后关节转角精度提高了约两个数量级，基于RBF神经网络的补偿效果优于正弦函数补偿模型，且其适用范围更广，具有很强的工程应用价值。
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  基于新特征量的脉冲涡流裂纹缺陷定量检测仿真分析与试验研究

  张维思&#;王晓锋&#;杨宾峰;周义健

  . 2010, 46(12): 25-30.

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  应用脉冲涡流对裂纹缺陷进行定量检测是无损检测领域的研究热点。为进一步优化脉冲涡流无损检测技术的设计，深入理解其原理和找出其对裂缝缺陷检测的特点就变得尤为重要。在此采用脉冲涡流技术对金属平板中的裂纹缺陷进行检测，在分析脉冲涡流工作原理的基础上，应用ANSYS仿真软件建立检测线圈放置方向不同的三组仿真模型，分别研究裂纹缺陷对脉冲涡流空间三维磁场分布的影响规律，提出对裂纹缺陷长度和深度进行定量的新特征量，得出用垂直于平板表面方向磁场分量定深和用沿缺陷方向磁场分量定长的结论。采用试验的方法对仿真结果进行验证，试验结果与仿真结论相一致，证明所提取出的缺陷定量特征量的正确性。
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  轻合金成形领域科学技术发展研究

  杨合;李落星;王渠东;郭良刚

  . 2010, 46(12): 31-42.

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  铝、镁、钛等轻金属材料，由于具有比强度与比刚度高等特性，在汽车、轨道交通和航空航天等制造领域显示出越来越广泛的应用前景。研究与发展轻合金材料先进成形技术，对实现轻量化零构件高质量、低成本、短周期制造，缓解由于交通运输带来的能源、环保压力以及节能减排具有重大的意义。轻合金成形技术与科学，已经成为我国国民经济、国防建设与科学技术发展的关键学科领域之一，而轻合金高性能精确成形制造是既有挑战性又充满机遇的研究与发展前沿领域。评述轻合金成形技术领域国内外研究现状、存在问题与发展趋势，分析并提出该领域的研究前沿，给出我国轻合金凝固成形、塑性成形、建模仿真与优化的重点发展方向的展望与建议。
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  316L注射料在不同孔径毛细管下的粘性行为

  成志强;QUINARD C;BARRIERE T;柳葆生;GELIN J C

  . 2010, 46(12): 43-47.

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  金属注射成形注射料在模腔中的流动是粉末与粘结剂的混合流动，其粘性行为与仅含粘结剂的单相流动有所不同。为研究注射料在微模腔中注射成形的粘性行为和微注射工艺的尺度适应性，在RH2000毛细管粘度仪依次安装直径0.3～2.0 mm的7个毛细管，分别在160～220 ℃间的4个温度下对平均粒度为16 m的316L不锈钢注射料进行一系列粘度测试；测试显示注射料在同样的注射温度和切应变率下，应用不同管径的毛细管测试所得粘度存在差异的现象；解释壁面边界滑移速度是导致测试粘度差异的原因，分析影响粘度测试结果的因素；基于一系列的粘度测试结果，标定出壁面边界滑移速度的大小；提出注射料最小临界尺度的概念和标定方法，为微细金属注射成形工艺的尺度适应性研究提供有益的参考。
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  690合金等温热处理过程中晶界碳化物和贫铬区演化规律

  郑磊;焦少阳;董建新;张麦仓

  . 2010, 46(12): 48-52.

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  应用透射电子显微镜研究690合金固溶处理(1 020 ℃/15 min)后在不同温度(650 ℃, 715 ℃, 800 ℃)和不同时间(1～40 h)等温热处理的晶界碳化物析出行为和贫铬区演化状况，总结热处理工艺参数对碳化物和贫铬区的影响，指出贫Cr区是由碳化物的析出长大行为与原子迁移共同作用的结果，并从微观组织变化角度确定最佳的热处理制度。研究结果表明，800 ℃等温热处理时碳化物在晶界两侧同时析出；715 ℃/10～20 h时晶界附近铬分布最为平缓。690合金最佳等温热处理制度为715 ℃/10～20 h。
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  基于量纲分析法的金属板材折弯回弹数学模型

  付泽民;莫健华;陈伟;王波;聂东健

  . 2010, 46(12): 53-58.

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  回弹是影响金属板材工件成形精度的一个非常重要因素。准确控制回弹是工件精密成形和模具设计的关键所在。针对用于修正回弹的传统试错法的不足，提出一种基于量纲分析和正交试验相结合的方法来建立金属板材折弯回弹半径数学模型。并讨论回弹数学模型的适用范围。该模型定量求解了板料回弹半径与凸模半径、板材厚度、屈服强度、弹性模量之间的非线性关系。将此应用于折弯凸模的设计制造，且用该凸模多道次渐进成形了一半椭圆形工件，它的平均误差是+0.63 /–0.65 mm。该制造结果表明，基于量纲分析法和正交试验法建立的板料回弹半径数学模型是合理有效的，该建模方法有助于加快模具设计进程，降低生产成本，为金属板料折弯成形及模具设计提供了一条新的途径。
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  铝合金矩形截面内高压成形圆角充填行为研究

  宋鹏;王小松;韩聪;徐永超;苑世剑

  . 2010, 46(12): 59-64.

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  为了研究铝合金矩形截面内高压成形过程圆角充填行为，设计制造了专用试验装置，测试充填过程中圆角半径与内压的定量关系及其润滑条件影响，分析直边区与圆角区的过渡处开裂的机理，并对内压理论计算值与试验值进行对比。结果表明：充填过程中随圆角半径的减小，所需内压逐渐增大。当相对圆角半径大于5时，圆角半径变化趋势较快；而当相对圆角半径小于5时，变化趋势逐渐平缓。润滑条件对圆角充填影响较大，润滑的改善使成形相同圆角所需内压降低，极限圆角半径减小。从截面直边区的中点到直边区与圆角区的过渡点等效应力逐渐增大，所以过渡点附近最易发生壁厚过度减薄甚至开裂。对于硬化材料，未考虑材料硬化的内压理论计算值明显小于试验值，内压理论计算时必须使用材料硬化后的流动应力。
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  天然粘土砂烧结对铸铁件表面质量的影响

  杨振刚;朱世根;骆祎岚;袁怀鹏;宗倩;朱君生;金啸海

  . 2010, 46(12): 65-69.

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  天然粘土砂的烧结是影响铸铁件表面质量的重要因素，不烧结或过度烧结都可能引起粘砂缺陷，降低铸件表面质量。在对1#、2#黄壤土与矿渣多种比例混制的试样进行烧结试验的基础上，再在各组试样中添加适量铁的氧化物进行烧结试验。结果表明，天然粘土砂的烧结壳是由黄壤土、矿渣和铁的氧化物共同作用而成；矿渣对烧结有促进作用，矿渣越多烧结程度越严重；1#黄壤土型砂比2#黄壤土型砂烧结速度快。结合烧结试验结果，将2#、1#黄壤土、矿渣以4∶2∶4、3∶3∶4配制的型砂运用在惯性轮的生产中，解决惯性轮辐条处的粘砂问题。研究工作说明，天然粘土砂中的各种组分对其烧结状态具有重要的影响，依据不同壁厚铸件对铸型的热状态的影响，通过调配天然粘土砂的成分，使其产生适度烧结，可获得表面质量高的铸件。
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  连铸中间罐盖热疲劳失效有限元分析

  周霞;唐占飞;曲国辉

  . 2010, 46(12): 70-75.

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  热效应引起的高温表面断裂是一个重要工程问题。由于热循环造成的热龟裂、表层剥落及热脆断是高温钢液存储罐盖、热轧辊、压铸模等工件的主要失效形式，热疲劳损伤裂纹主要是热应力与冲击热应力共同作用的结果。根据有限元技术和传热学理论，以高温钢液中间存储罐在热疲劳条件下其罐盖失效的物理解剖描述为基础，对实际罐盖的温度场、应力场进行ANSYS有限元计算，进而得出罐盖的瞬态温度场和热应力场的计算结果，并确定罐盖危险点。同时对罐盖热疲劳损伤及断裂产生的原因进行进一步的分析。分析结果再现罐盖部件所受的温度、应力、应变及失效的全过程，证明有限元分析模型和求解条件的正确性，从而提出一种实际部件热疲劳失效的有限元法，认为罐盖热疲劳抗力的改善主要取决于罐盖结构与使用的材料。该问题的深入研究，为后续罐盖材料与结构优化提供理论基础，对在高温和热冲击条件下工作设备热疲劳损伤问题、寿命预测及其控制具有重要参考价值。
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  液体辅助压边周向充液拉深

  王会廷;高霖;沈晓辉;徐岩

  . 2010, 46(12): 76-80.

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  为了克服液压辅助压边中橡胶膜易破损和发挥径向压力对提高板料成形极限的作用，提出液体辅助压边周向充液拉深新技术。将液池内液体通过增压活塞增压后，加载到毛坯凸缘上表面和凸缘边缘实现液体直接压边和高于液池压力的径向压力辅助拉深；采用导流孔将毛坯边缘的液体引至板料凸缘下表面部分区域，缩小液体实际压边区域，减少凸缘区摩擦阻力。初步试验验证该方案可行有效后，用有限元法对成形过程进行研究，并得到合理的工艺参数。通过试验建立极限拉深比和增压比的成形区域。研究表明：拉深得到的零件壁厚分布存在两个谷底值，分别对应冲模力的两个峰值；增压活塞增压比的增大影响成形零件的壁厚分布，较大的增压比下拉深得到的零件壁厚也较大；当液池压力18 MPa时，采用2.4倍的增压活塞，得到拉深比达2.86的铝合金2A12O杯形件。
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  随焊旋转挤压控制薄板焊件应力变形新方法

  李军;杨建国;刘雪松;翁路露;方洪渊

  . 2010, 46(12): 81-85.

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  提出随焊旋转挤压(Welding with trailing rotating extrusion, WTRE)控制薄板焊件残余应力和变形新方法，其工作原理为：通过一工作端为圆柱状的挤压头跟随电弧对焊缝区金属进行旋转挤压，延展焊后变短的焊缝及近缝区金属，降低该部位的纵向残余拉应力水平从而达到减小焊接变形的目的。该方法设备简单，容易实现自动化，工作时噪声小。试验结果表明：WTRE法可以显著降低薄板焊件的残余应力和变形，在合适的工艺参数下，能够将2 mm厚2A12T4铝合金焊件的残余变形降低到常规焊件变形量的4%以下。
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  ISG型中度混合动力汽车驱动工况控制策略优化

  秦大同;叶心;胡明辉;陈清洪

  . 2010, 46(12): 86-92.

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  在汽车动力学理论的基础上，通过对基于集成起动机/发电机(Integrated starter/Generator，ISG)的中度混合动力汽车(Medium hybrid electric vehicle，Medium-HEV)的系统效率进行瞬时优化计算，得到ISG型中度混合动力汽车控制策略，确定控制策略中三个关键系数：电池电量切换阈值 ，发动机充电曲线系数Xe_chg和发动机关闭曲线系数Xe_off，以及它们的取值范围。在Matlab/Simulink仿真平台下，建立ISG型中度混合动力汽车整车仿真模型，将电池电量变化值∆SC折算为等效油耗，以ISG型中度混合动力系统综合油耗最小为优化目标优选三个系数的取值，从而确定ISG型中度混合动力系统动力源的匹配和优化控制策略。仿真结果表明，与传统汽车相比，ISG型中度混合动力汽车的油耗降低了36.95%，明显提高了中度混合动力系统燃油经济性。
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  带有记忆合金弹簧的汽车半主动悬架随机振动的可靠性和最优控制

  王洪礼;沈宇航;许佳;葛 根

  . 2010, 46(12): 93-98.

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  考虑轮胎材料不均匀等内部随机因素的影响，建立带有记忆合金弹簧的汽车半主动悬架振动模型，应用随机平均法将Hamilton函数表示为一维扩散过程，通过分析系统奇异边界性态，计算出系统发生首次穿越行为的条件，建立可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数的柯氏向后微分(Backward Kolmogorov，BK)方程，结合初始条件和边界条件给出首次穿越问题的提法，并进行数值计算。其结果显示，系统的稳定性被破坏的可能性随着时间的推移在逐渐的增大并且系统最终会变得不稳定，初始状态远离右边界时，其可靠性函数减小得很缓慢，在同一时间点上，系统稳定性被破坏得可能性变得越小。而随着初始状态逐渐远离右边界，系统稳定性最有可能被破坏的时刻在向后推移。通过添加控制器建立受控系统的模型，并利用随机动态规划原理导出以最大可靠性函数为目标的随机最优控制策略，并用有限差分法对受控系统的可靠性函数、首次穿越时间的概率密度函数进行数值仿真。数值计算结果表明，随着控制约束力的增大，系统状态停留在安全域的可能性增大，系统稳定状态被破坏的可能性降低。
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  基于遗传算法的动态优化波叠加噪声源识别方法

  李兵;杨殿阁;郑四发;李克强;连小珉

  . 2010, 46(12): 99-105.

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  针对现有声全息以及波束形成等方法中重建声场的虚假声源问题，提出一种利用遗传算法搜索声源位置的波叠加噪声源识别方法。该方法通过传声器阵列测量声音信号，基于时间延迟算法进行声源面的声压预估；选取预估声压峰值点作为等效源的初始位置；根据初始识别结果确定声源位置搜索的三维空间范围，以重建传声器声压误差函数作为位置评价指标，利用遗传算法动态地优化等效声源的空间位置，并实现声场的波叠加重构。对该方法进行仿真试验，得到的识别结果中旁瓣引起的虚假声源强度下降到真实声源的10%以下。试验结果表明利用该技术重建声场时，与传统的全息和阵列技术相比，可以有效消除虚假声源以及旁瓣效应，与静态波叠加方法相比，可以取得准确的声源位置和重建声压值。
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  基于人体损伤特征的车—人碰撞事故再现模拟与分析

  张晓云;金先龙;申杰;柴象海;侯心一

  . 2010, 46(12): 106-112.

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  分析车—人碰撞事故中两类行人数值模型的特点，多刚体行人数值模型建模简单，计算速度快，有限元行人数值模型计算精度高，可以对人体局部损伤给出精确的力学分析。结合上述两类模型的特点，提出面向事故中人体损伤特征的组合式模块化行人假人数值模型构建方法，并以车—人碰撞事故中常见的下肢损伤为例，建立多刚体—有限元耦合接触的人体下肢模型，对此模型进行合理性验证。应用上述两类模型，对一起典型的车—人碰撞事故进行分析，通过多刚体模型对车辆速度进行判断，利用多刚体—有限元耦合的人体下肢模型对事故中的下肢损伤进行数值分析。数值模拟结果表明基于人体损伤特征的行人建模方法可以在事故再现中达到计算精度和效率两方面的平衡。
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  基于磁流变减振器的半主动悬架时滞变结构控制

  朱茂飞;陈无畏;祝辉

  . 2010, 46(12): 113-120.

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  针对控制输入通道中存在的时滞对磁流变半主动悬架系统控制品质的影响，建立含时滞的1/4汽车磁流变半主动悬架模型。从磁流变半主动悬架系统的时滞微分方程出发，根据滑模变结构控制理论设计出磁流变半主动悬架系统时滞依赖滑模控制器。通过理论推导，利用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality，LMI)处理方法把系统时滞稳定的条件转化为LMI可行性分析，保证系统稳定的最大临界时滞求取转化成LMI中的广义特征值最小化问题。Matlab/Simulink仿真及道路模拟振动台上实车试验结果表明，在系统临界时滞范围内，时滞依赖滑模控制器能从根本上保证系统的稳定性，削弱时滞对系统控制效果的影响，有效地改善汽车的乘坐舒适性。
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  基于集成设计平台车辆电磁制动器电磁体的优化及稳健设计

  侯永涛;周孔亢;郭鹏飞

  . 2010, 46(12): 121-127.

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  在总结前人研究成果的基础上，通过对电磁制动器电磁体的工作机理及受力情况进行分析，建立基于集成设计平台的电磁体优化设计算法流程，保证所设计的电磁体具有较好的抗倾覆特性及摩擦表面的均匀磨损特性，实现新型非对称结构电磁体的计算机辅助设计。在分析电磁体试验数据的基础上，通过把影响电磁体输出特性的因素划分为可控因素和噪声因素，将基于响应面模型的稳健设计方法应用于电磁体的设计。通过运用回归算法建立电磁体电磁力及其信噪比的二阶响应面模型。将传统的稳健设计方法与现代优化方法相结合，利用Matlab的Fmincon优化函数，获得了电磁体的稳健点以及电磁体所应具有的输出特性，在集成设计平台中实现电磁体的稳健设计。
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  水平轴风力机叶片动态响应分析

  刘雄;李钢强;陈严;叶枝全

  . 2010, 46(12): 128-134.

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  为了获得水平轴风力机叶片在时变载荷作用下的动态响应，把叶片简化成悬臂梁，利用二结点梁单元进行离散化建模，并考虑由于叶片旋转所产生的离心刚化作用和气动阻尼作用，分析叶片弯曲振动的固有动力特性。在建立叶片结构动力学运动方程、计算叶片所受时变载荷的基础上，运用Newmark法和模态叠加原理对风力机叶片的动态响应进行计算，编制相应的有限元计算程序。以某1.0 MW风力机为例，仿真其在湍流风场作用下的发电工况，获得其叶片的结构动力响应。仿真结果表明，大型水平轴风力机叶片在工作过程中承受较大的振动和变形，离心刚化和气动阻尼作用都对其结构动力响应有着较大影响。
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  风机盘管设计模型中的若干算法问题研究

  王婷;谷波;韩华

  . 2010, 46(12): 135-141.

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  为实现风机盘管的快速设计，建立包括三种设计模式的计算模型。不同设计模式可满足不同的设计习惯及要求。模型在通用的热力学定律的基础上，采用二分迭代算法。各模式根据各自的已知条件，选用不同的迭代变量和迭代判据，并用不同的方法排除非合理的输入参数，提供计算盘管机器露点(外壁温)的迭代法，并据此判定干、湿工况，从而完成相应工况下的设计计算。模型保证输入参数范围最大化及算法正确稳定，具有全面、稳定、准确及收敛的特点。列举第二、三种模式中外壁温的求解过程及第一种模式下的设计实例，具体说明模型的算法特点。
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  一种高温热泵工质的理论与试验性能

  马利敏;王怀信;王继霄

  . 2010, 46(12): 142-147.

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  以寻求适宜工作在冷凝温度范围为80～110 ℃的高温热泵环保工质为目的，对臭氧层破坏势(Ozone deplete potential, ODP)为零的非共沸混合工质M进行循环性能理论和试验研究。理论循环性能分析结果表明，M的单位容积制热量qv和循环性能系数(Coefficient of performance, COP)均优于传统工质CFC114；试验结果表明，M系统的制热量Q和循环性能系数Cop随工况温度的升高而提高。试验中，M的最高平均冷凝温度达到104.5 ℃，相应热输出温度达到103.0 ℃，冷凝压力和排气温度分别为1.951 MPa和120.8 ℃，均在安全应用的限制范围内。
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  基于压力自适应平衡的深海气密采水系统

  黄豪彩;杨灿军;杨群慧;周丽娟;王虎;牛文达;陈鹰

  . 2010, 46(12): 148-154.

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  深海海水中的气体研究是当前海洋科学研究的前沿课题，而如何快速地采集到能真实反映原位气体成分组成信息的海水样品，是近几年来海洋技术领域研究的热点与难点。现有常规的采水器主要用于采集水样，很少考虑气体的保存，不能满足深海海水中的气体研究的要求。为此，利用压力自适应平衡技术和有效可靠的密封方法，研制开发出一套新型深海气密采水系统，很好地解决了上述问题。根据流体力学知识，建立了深海气密采水器的压力自适应平衡器容积变化模型，指出压力自适应平衡器容积约要大于等于气密采水器容积的12.24%，而且静水压力越大、温度变化越大，压力自适应平衡器容积就要越大。采用聚四氟乙烯包覆O形圈来实现压力自适应平衡腔与活塞之间的密封是种有效可靠的动密封方式。通过实验室气密性试验和第一次海试验证了深海气密采水系统设计的可行性。
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  平面涡轮叶栅内旋涡结构的试验研究

  张华良;谭春青;陈海生;山本孝正

  . 2010, 46(12): 155-160.

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  选择3种典型的平面涡轮叶栅，叶型折转角分别为68º、113º和160º，通过对其内部流场进行详细测量和流动分析，讨论叶型折转角对出口涡量分布、气流角分布以及流动损失的影响，并获得3种典型叶栅的旋涡模型。结果表明，在平面涡轮叶栅中存在着复杂的旋涡结构，而且对于不同的叶型折转角，旋涡模型也不同：随着叶型折转角的增加，流场中通道涡的强度不断增强，其位置也不断向叶片中部移动；受其影响，尾缘涡在整个流场中的地位则随着叶型折转角的增加而逐步降低。旋涡结构的变化会引起叶栅出口的气流角、密流和损失分布的明显差别，可以通过控制旋涡结构来重新组织流场。因此，认识叶栅内旋涡结构的基本特征可以为气动优化策略的选择提供依据。
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  差动式磁性液体微压差传感器数学模型计算及试验验证

  郝瑞参;李德才

  . 2010, 46(12): 161-165.

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  将兼具有固体铁磁性和流体流动特性的一种新型功能材料——磁性液体应用于微压差传感器的研究。在对磁性液体的磁学模型和磁学特性研究的基础上，通过对试验用磁性液体的磁化强度的测试和磁化曲线的绘制，分析磁性液体微压差传感器的工作原理，建立互感式磁性液体压差传感器的数学模型，计算U形管两臂上通电线圈的电感及互感系数，通过模拟试验得到灵敏度与试验中各参数之间的关系，并绘出灵敏度与U形管径大小之间的关系曲线，推导出差动式压差传感器的压力差输入与感应电势输出之间的关系，并通过试验验证输入与输出之间的线性关系。磁性液体液柱半径rm越小, 螺线管直径越小, 传感器灵敏度越高；磁性液体的磁导率越大，传感器灵敏度越高。将理论计算和试验对比得出理论值与试验值的一致性。在误差允许的范围内，设计方案可行。
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  基于改进遗传算法的连续回转电液伺服马达超低速性能结构优化

  袁立鹏;崔淑梅;卢红影;李尚义

  . 2010, 46(12): 166-174.

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  为了改善连续回转电液伺服马达的超低速性能，针对超低速运行时局部爬行及振荡现象，在考虑压力切换过程中密闭容腔内部压力、流量变化及泄漏和摩擦特性的基础上，分析密闭工作容腔内流量及压力的连续特性，同时鉴于求解问题的复杂性，采用基于初始种群渐进漂移的自适应改进遗传算法，对马达超低速性能结构进行寻优解算，得出马达定子预过渡曲线及其包角范围和配油三角缓冲槽理论公式及最佳尺寸。经过仿真及试验数据对比分析，验证了该方法理论分析的正确性及实践应用的有效性。该寻优方法不仅避免了传统遗传算法早熟现象，同时通过引入初始种群渐进漂移技术，改善了算法邻域函数结构和初值鲁棒性。采用此方法进行设计能够使新型连续回转电液伺服马达跟踪0.001 ()/s的超低速斜坡信号并满足0.001 的公差带要求，为类似问题的求解开辟了新途径。
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  新型光电作动器产生的非均匀力矩对板的控制

  姜晶;岳洪浩;邓宗全;TZOU H S

  . 2010, 46(12): 175-181.

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  在特定波长的高能光束均匀照射下，镧改性锆钛酸铅(PLZT)铁电陶瓷由于在光电效应及逆压电效应的共同作用下会产生光致伸缩效应，可以实现对智能结构的非接触式精密激励。提出一种新的光致伸缩作动器的构型设计，它由4个单片的PLZT作动器构成，由于每一片的不均衡的边界条件，此新型作动器可以产生不均匀的控制力及控制力矩，利用变分法计算出其控制力及控制力矩的近似分布曲线，利用模态扩展方法，分别计算此新型作动器对正方形板及矩形板的模态控制效果，计算作动器尺寸对控制效果的影响。通过与多自由度作动器的对比表明，此新型作动器由于会产生不均匀的控制力及控制力矩使它对板的某些模态的控制效果比多自由度作动器更好。
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  ESO增强四轴平台伺服系统抗扰能力的研究

  李海霞;高钟毓;张嵘;韩丰田

  . 2010, 46(12): 182-187.

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  四轴陀螺稳定平台在动基座上工作时，具有不可预知快变参考角度输入及动态干扰力矩的作用，严重影响系统控制精度。由此，在稳定回路中引入扩张状态观测器，以角位置跟踪误差作为观测输入，实时观测参考输入角加速度及干扰力矩并实施前馈补偿；同时在观测器输入端引入低通滤波环节，兼顾饱和等非线性环节作用下的系统稳定性。仿真及试验结果表明：采用以上方案可在不可预知快变角度输入、干扰力矩等因素的共同作用下，更好地实现平台的惯性空间稳定，且系统实现简单，对解决机电控制系统的类似问题具有借鉴作用
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  磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法与试验研究

  刘彬;房建成;刘刚;樊亚洪

  . 2010, 46(12): 188-194.

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  针对磁悬浮飞轮不平衡振动会造成飞轮系统的同频扰动，影响卫星姿态控制精度与卫星载荷精度的问题，提出一种开环轴承力补偿的磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法。将抑制轴承力中的同频量作为控制目标，通过建立含有不平衡量的磁悬浮飞轮系统动力学模型，分析刚性转子不平衡量的特性，在自适应陷波器基础上，加入位移刚度力补偿机构、开闭环控制和位移刚度力补偿控制两个作用开关，在整个转速范围内对轴承力中的同频量进行抑制。本方法特别适合磁悬浮飞轮输出姿态控制力矩时频繁穿越临界转速的特点，尤其适合磁悬浮反作用飞轮的应用。仿真分析和试验结果表明，本方法在整个转速范围内对飞轮转子的不平衡振动起到很好的抑制效果。