机械工程学报

Select

顾新建, 马步青, 顾复, 滕宇东

机械工程学报. 2021, 57(17): 1-9. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

产品模块化是实现大批量定制的关键技术之一，也是工业4.0的基础，能够有效支持智能制造。传统的产品模块化方法需要依靠有经验的设计人员，需要花费大量时间。并且随着定制产品的数量越来越多，产品的变化越来越快，这种传统的方法越来越难以适应当前形势的发展需要。为了解决这些问题，提出产品模块化中的若干智能方法，包括：产品名称本体建立、产品模块划分、模块通用化和标准化、产品主结构建立等方面的智能方法，利用群体智能、大数据智能、人机协同智能等新一代人工智能技术，对大量产品模块数据、用户订单数据、设计人员使用产品模块的行为数据等进行智能分析，挖掘数据中隐藏的产品名称关系、模块关系等数据中的相似性和关联性等信息，帮助确定产品名称本体、产品模块划分、通用模块、模块主模型、产品主结构等，帮助快速实现大范围的产品模块化，减少开展产品模块化成本和时间。

Select

紧耦合式物理人机系统的交互研究综述

方斌, 孙佰鑫, 程光, 戴佺民, 刘伟锋, 孙富春

机械工程学报. 2021, 57(17): 10-20. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.010

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

紧耦合式物理人机系统用于人体运动功能增强与重建，已广泛应用于助老助残、康复医疗和国防军事等领域。重点对紧耦合式物理人机系统的交互研究展开综述。通过功能划分，将系统分为功能替代型、功能康复型和功能增强型三个方面，并且详细介绍了每类系统的研究情况。接着从植入式传感和外置式传感两个方面阐述了人机交互接口的现状。然后分析了紧耦合式物理人机系统交互的意图识别算法。最后对未来发展进行展望和总结。

Select

面向薄壁零件加工变形与振动控制的智能装夹技术研究进展

吴宝海, 郑志阳, 张阳, 张莹, 郑天飞

机械工程学报. 2021, 57(17): 21-34. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.021

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

薄壁零件由于其弱刚性导致的切削加工变形与振动极大地影响着产品的最终质量。合理的装夹能够控制加工变形与振动，有效提升薄壁零件的加工稳定性。随着新型传感与控制算法的发展，现代夹具逐渐向智能化方向发展，集成夹紧力控制、变形补偿、实时监测、动态反馈调整等功能于一体的智能夹具应运而生，并成为学术界和工业界的研究热点。本文梳理了薄壁零件装夹方案优化方法及其加工辅助支撑技术、综述了当前关于智能夹具架构、具体应用及其控制策略的国内外研究现状，最后总结了当前装夹方案优化及智能夹具研究方面所存在的问题并提出下一步的研究方向。

Select

农业机械轻量化技术研究现状与发展趋势

才胜, 罗颖辉, 李青林

机械工程学报. 2021, 57(17): 35-52. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.035

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

轻量化是未来车辆发展的重要方向，也是提升农业装备质量的必由之路。轻量化可以从结构优化、使用轻质材料、采用先进制造工艺三个方面出发，在不降低车辆性能和显著提高生产制造成本的前提下，寻求车辆的最佳结构和最优材料布局。对近些年来车辆轻量化技术的研究现状和进展以及在农机中的应用进行了综述，内容主要包括结构轻量化（尺寸优化、形状优化、拓扑优化和多学科设计优化）、材料轻量化（高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金及塑料和复合材料）、工艺轻量化（激光焊接、热冲压成形、液压成形和铸造成形），最后对未来轻量化技术的发展方向和趋势进行讨论和探究，旨在为提高农机轻量化技术提供参考和借鉴。

Select

基于薄壁零件刚度仿真到真实迁移的力控制研究

陈鹏飞, 李祥飞, 何显铭, 蔡元昊, 赵欢, 丁汉

机械工程学报. 2021, 57(17): 53-63. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.053

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

复杂薄壁零件广泛应用于航空航天领域，但由于结构复杂、壁厚较小、受载易变形，因此其加工过程中的恒力控制较为困难，导致零件加工精度难以满足要求。阻抗控制提供了一种控制恒定接触力的有效方式。然而，当零件（即环境）初始位置未知时，现有在线刚度估计方法无法保证环境刚度估计值收敛到真实值。此外，尽管可以通过离线策略精确辨识环境刚度，但力/形变数据获取过程复杂耗时。为此，提出了一种仿真到真实迁移（sim2real）的环境刚度精确估计方法。首先，利用有限元仿真获取零件不同位置的刚度值，并通过域随机化算法得到不同材料、形状零件的仿真环境刚度库。然后，采用神经网络学习仿真环境下的刚度数据，根据该结果预测真实环境中不同种类零件的刚度值。所提出的环境刚度估计方法克服了环境刚度和初始位置无法同时在线精确估计的难点，且比离线辨识策略更为简单高效。采用直线模组与悬臂梁开展试验验证，结果表明所提出的方法可以精确估计环境刚度，估计误差小于10%，利用估计刚度值进行的力跟踪误差小于±0.5 N，均优于现有基于Lyapunov的估计方法。

Select

多源不确定性下平面变胞机构运动可靠性分析

刘胜利, 王兴东, 孔建益, 曾婷, 唐伟

机械工程学报. 2021, 57(17): 64-75. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.064

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

变胞机构可根据环境和工况的变化及需求，进行重组和重构，在机器人领域得到广泛应用。变胞机构可变拓扑结构特性，使得分析多源不确定性下变胞机构全构态运动可靠性更为困难。以多源不确定性下平面五杆变胞机构为研究对象，提出一种适应交变温度工况的变胞机构全构态运动可靠性分析方法。建立温度载荷下连杆制造公差-热变形、关节配合公差-热变形的耦合模型，采用服从截断正态分布的随机参数和区间参数描述连杆尺寸、转动副和移动副间隙的不确定性，基于变胞特性建立变胞机构全构态运动误差传递模型，结合区间优化算法和蒙特卡洛算法建立多源不确定性下变胞机构全构态运动可靠性模型。基于提出的方法，分析了交变温度工况下变胞机构全构态运动可靠性分布规律，并分析了不同孔轴配合、连杆公差等级及其热膨胀系数对变胞机构全构态运动可靠性的影响规律。

Select

逻辑与模型数据并行计算的数字孪生车间系统快速架构方法

李莎莎, 舒亮, 杨艳芳, 陈定方

机械工程学报. 2021, 57(17): 76-85. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.076

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提高数字孪生车间系统运行过程中映射关系的忠实性与实时性，提出一种逻辑与模型数据并行计算的数字孪生车间系统快速架构方法。采用车间物理信息建模的方式描述模型和逻辑信息并搭建数字孪生车间的构建规则，分别对系统静态模型数据和动态逻辑数据进行建模分析，将静态模型顶点、面片等数据作为数组发送至GPU常量缓存区，在缓存区中通过矩阵转换预设静态孪生模型在虚拟空间中的位置变换，通过GPU常量缓存区和预置变换对静态模型数据进行并行处理，提升计算效率。验证结果表明，在相同的工艺逻辑数据和模型数量条件下，所提出的孪生系统架构方法可以将GPU使用效率由43%提升至86%，运行帧数由22.6提升至387.0，大幅提升数字孪生系统的执行效率和性能。

Select

基于两阶段深度迁移学习的面料疵点检测算法

赵树煊, 张洁, 汪俊亮, 徐楚桥

机械工程学报. 2021, 57(17): 86-97. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.086

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对针织格纹面料疵点检测存在检测实时性差和疵点数据稀缺的问题，提出一种基于两阶段深度迁移学习的面料疵点检测算法，实现对疵点的实时高精度检测与检测模型的高效训练。第一阶段迁移：设计面料疵点先验知识迁移算法，通过聚类算法求得交并比最优的四类疵点预选框尺寸参数，使用带有先验知识的疵点预选框替代基于特征的定位方法，实现面料疵点尺寸特征先验知识的迁移，提高面料疵点的定位速度；第二阶段迁移：设计面料特征提取能力迁移算法，利用不同种面料之间具有通用特征的特性，通过将纯色棉麻布检测模型参数迁移至格纹面料检测模型，实现对面料通用特征提取能力的迁移，减少检测模型训练所需的样本数量，提高检测模型训练效率。实验结果表明，在检测性能方面，提出的面料疵点检测算法检测精度为95%、检测速度可达30 m/min，优于传统的目标检测算法，能够满足面料生产中对于检测性能的要求；在模型训练方面，检测模型训练所需疵点样本数量减少50%以上、检测模型训练速度同比提高3倍。

Select

基于数字孪生模型的直驱部件高精度控制方法

江献良, 陈凌宇, 郑杰基, 谭若愚, 李宝宇, 范大鹏

机械工程学报. 2021, 57(17): 98-109. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.098

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

直驱部件以结构紧凑、失动量小和无间隙传动的优势在高档数控机床、航空航天精密伺服机构等重大装备中得到了广泛应用。直驱部件的伺服控制精度和动态响应特性是伺服系统的重要指标，针对负载惯量摄动和装配特性的变化造成系统伺服性能的下降甚至失稳的现象，提出一种基于数字孪生模型的复合控制方法，以物理实体数据驱动数字孪生模型参数同步，以数字孪生模型优化物理实体的伺服控制参数。首先提取了直驱系统的关键特征参数，用集总参数模型描述线性环节，用非线性参数模型描述非线性特征，建立了直驱部件的虚拟物理模型；采集物理实体状态数据，提出了基于递推增广最小二乘算法的数字孪生模型参数更新方法，实现了模型特征的自适应同步；利用同步参数优化系统控制参数，提出了指标约束下的速度控制器和扩张状态卡尔曼滤波器设计方法，形成了数字孪生驱动的复合控制策略。实验表明，提出的方法具有更好的抵抗惯量摄动能力，模型同步算法能准确快速地辨识直驱系统的惯量变化；相对传统方法，跟随20°/s&1 Hz正弦信号的速度残差均方根由5.88°/s减少为1.76°/s，优化了70%；阶跃响应过程的调整时间始终满足设计指标0.1 s，实际响应曲线与理论响应曲线的Pearson相关系数由0.957提高到了0.993。研究成果为进一步细化数字孪生模型颗粒度和推进数字孪生模型在运动控制中的应用提供参考。

Select

基于相位偏移自适应LMS算法的电磁轴承柔性转子系统多频激励补偿控制

王晓波, 祝长生

机械工程学报. 2021, 57(17): 110-119. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.110

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对电磁轴承柔性转子系统在实际工作中受到多频激励的问题，提出了一种基于相位偏移自适应最小均方（Least mean square，LMS）算法的陷波滤波器，从而实现对多频激励的补偿控制。首先建立了电磁轴承柔性转子系统的动力学模型，给出了反馈补偿控制系统的闭环传递函数；然后推导了基于相位偏移自适应LMS算法的陷波器的脉冲传递函数，分析了相位偏移角对陷波器频率特性和闭环系统稳定性的影响，通过分析不同转速段控制系统的根轨迹，得到了全转速范围内使闭环控制系统保持稳定的相位偏移角；最后分别在不平衡激励和多频激励条件下对电磁轴承柔性转子系统振动控制性能进行了仿真分析，结果说明了所提出的基于相位偏移自适应LMS算法的陷波器能有效地抑制柔性转子的多频振动。

Select

齿轮磨损故障动态响应特征与诊断指标研究

沈智宪, 乔百杰, 罗巍, 杨来浩, 陈雪峰

机械工程学报. 2021, 57(17): 120-131. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.120

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

齿轮磨损属于典型的早期故障，为监测齿轮磨损状态，开展齿轮磨损故障机理与诊断指标研究。采用解析建模的方法，定量研究了齿轮磨损对时变啮合刚度和无负载静态传递误差动力学参数的影响规律：采用Archard磨损模型计算齿轮齿面磨损深度，获得沿齿廓方向的非均匀磨损分布；采用势能法计算齿轮啮合刚度，揭示了齿轮磨损对啮合刚度幅值影响的定量规律；将齿轮磨损等效为轮齿齿廓偏差，揭示了齿轮磨损对无负载静态传递误差影响的定量规律。采用集中参数法建立齿轮传动的动力学模型，通过两级直齿轮疲劳寿命试验对比验证了齿轮磨损动态响应特征。结果表明，齿轮磨损主要影响齿轮啮合频率及其谐波成分，同时啮合频率及其谐波的边频带以转频为主，且随磨损增加出现明显变化。基于获得的磨损动态响应特征，构造了四个基于振动信号啮合频率边带的诊断指标，该指标对磨损状态变化敏感，通过仿真和试验验证了指标的有效性和鲁棒性。

Select

螺距误差下的螺纹副应力分布及其对装配预紧力的影响研究

张伟, 刘阳, 侯博文, 陈德安, 孙伟, 韩啸

机械工程学报. 2021, 57(17): 132-148. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.132

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用，螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化，其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布产生影响，使螺栓拧紧过程中的扭矩与预紧力关系也随之发生变化。针对上述现象，以M10螺栓连接为例，建立了考虑螺距误差下的螺牙啮合理论模型，揭示了应力重分布的产生机理；建立了全参数化的螺栓拧紧过程三维有限元模型，分析了不同的螺距误差分布模式对螺纹副应力、端面应力以及螺栓装配预紧力的影响规律，并通过对内外螺距的选配实现了螺纹副应力均匀分布。最后，通过单螺栓拧紧实验建立了螺距误差与螺纹摩擦扭矩、端面摩擦扭矩以及螺栓预紧力的关联关系，验证了仿真模型以及上述理论的准确性。

Select

一种新型复合结构的垂直入射和扩散域声学性能机理研究

苏锦涛, 郑玲

机械工程学报. 2021, 57(17): 149-162. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.149

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

多层复合材料的设计是为了满足，不同噪声环境中的降噪需求，从而使设计人员根据材料的声传递特性设计合理的多层吸、隔声结构。以新型汽车防火墙多层复合结构为研究对象，建立了平面波在单-双层介质中的传播方程，通过数值仿真和阻抗管声学实验方法，分析了包含PU泡沫+EVA+吸音棉的传统多层结构与包含超细纤维多层结构中，空气夹层声传递规律。对比了热特征长度、黏性特征长度等参数对复合结构声学影响规律，同时，对多层复合结构组成的双面墙传递特性进行了分析。研究结果表明，在中高频区域，随着中间空气层厚度的增加，传统复合结构与超细纤维复合结构的声传递损失无显著变化；包含超细纤维多层结构在固有频率以内，吸声系数较小，而传统多层结构对于弯曲度、黏性特征长度、热特征长度等参数影响显著。在多层结构组成的双面墙结构中，在中频范围内，空腔厚度对声传递特性的影响较为显著，多层结构声传递损失随空腔厚度的增加逐渐增大。

Select

定模动辊机电系统动力学分析

阳振峰, 李强, 管延智, 陈晓宇, 朱越坤, 李傲然

机械工程学报. 2021, 57(17): 163-172. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.163

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

动力学分析对定模动辊成形装备的设计具有重要意义。论文基于能量原理，针对驱动电动机、传动机构、模具-轧辊系统与成形高强钢板材组成的机电系统，提出一种包含电磁场、机构驱动力场及高强钢板连续塑性变形过程动态能量场耦合机电系统动力学分析新方法。通过推导系统各部分能量数学表达的理论研究，获得定模动辊机电系统动力学方程。采用有限元法获取定模动辊成形过程中的反力矩，以此作为载荷并用Runge-Kutta法求解系统微分方程，揭示了驱动电动机、传动机构、模具-轧辊系统与先进高强钢板材变形组成的系统运动机理，全方位展示装备动特性规律，求得各轴载荷及电动机驱动力矩等系统性能参数，实现先进高强钢变截面定模动辊成形工况匹配设计与精确运动控制。设计的定模动辊成形机与分析结果进行了可行性实验验证。

Select

磁悬浮轴承多自由度转子系统的协同控制建模与仿真研究

竺志大, 王文军, 寇海江, 曾励, 戴敏, 张帆

机械工程学报. 2021, 57(17): 173-184. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.173

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

电磁轴承具有无摩擦和磨损、寿命长、无油污染等优点而具有广泛的应用前景。针对非线性、高维特性以及负载不确定性和大范围变化的磁悬浮支承的转子动力系统，建立了系统的原型模型，基于逆系统对系统进行非线性解耦伪线性化，并设计了对伪线性化系统的协同控制器，构建了基于协同控制策略的闭环控制系统，并对系统进行了仿真研究，仿真结果表明：经过逆系统解耦的磁悬浮轴承支承的多自由度转子动力系统，在协同控制作用下，系统具有无超调且响应速度快、抗负载干扰的鲁棒性强、稳态性能好等优点，与传统PID控制策略比较具有更好的动态性能和稳态性能。

Select

基于知识的双离合器自动变速器换挡智能控制

刘永刚, 张静晨, 万有刚, 孙冬野, 秦大同

机械工程学报. 2021, 57(17): 185-195. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.185

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对双离合器自动变速器（Dual clutch transmissions，DCT）在不同工况下的换挡过程控制问题，提出了一种基于知识的换挡控制策略。通过集成学习算法，将从实车数据中学习到的离合器目标转矩在线应用到DCT换挡过程中，并利用模型预测控制（Model predictive control，MPC）的误差反馈特性，减小系统真实转速与参考转速间的偏差，保证集成学习算法可根据传感器测得的转速准确输出目标转矩；根据DCT换挡过程动力学状态空间方程，建立MPC控制器的状态预测模型；构建换挡过程目标函数，基于MPC控制器对换挡控制量进行滚动优化；在Matlab/Simulink平台上分别对DCT升挡和降挡工况下的换挡过程进行仿真，并与传统的模糊控制和实车标定的控制方法进行对比分析。结果表明，基于知识的换挡控制能够准确挖掘并应用实车数据中潜在的换挡控制规律，实现了快速平顺换挡的目标，具备更优的换挡性能和更高的智能化水平。

Select

约束面投影成型基底表面微织构特征对固化层分离力的影响

王权岱, 杨新宇, 惠振文, 赵仁峰, 杨振朝, 郭美玲, 李言

机械工程学报. 2021, 57(17): 196-206. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.196

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对约束面投影成型工艺中固化层自基底分离过程中分离力过大而影响成型效率、可靠性的问题，提出采用微织构化PDMS膜作为约束基底以减小分离力的方法。采用双线性内聚本构模型对固化层自基底分离过程进行了数值模拟，探究了不同微织构形状（圆形、方形、三角形）、面积率、高度对黏附力的影响规律，结果表明，三角形微织构阵列更有利于减小黏附力；黏附力随织构面积率的增大而增大；不同微织构高度对黏附力的影响效果较小。利用硅基模具ICP刻蚀结合微模铸工艺制备了表面具有不同微织构形状及阵列间距的PDMS膜，并对不同基底微观织构条件下固化层自基底的分离力进行了试验研究，试验结果与数值计算结果吻合较好。在最佳织构特征条件（微织构形状为三角形、间距15μm、高度为10 μm）下，相对于光滑平膜，固化层从织构化基底表面的剥离力减小了约60%。

Select

基于数据驱动的自适应最优迭代学习控制研究

杨亮亮, 袁锐, 史伟民, 鲁文其

机械工程学报. 2021, 57(17): 207-216. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.207

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

传统最优迭代学习控制（Traditional optimal iterative learning control，TOILC）可以有效提高伺服系统的跟踪性能，但系统在运行过程中可能存在参数摄动，其参数在不断地缓慢变化，导致TOILC收敛性变差，进而会使系统的跟踪性能严重恶化。因此，针对系统时变特性，将非参数模型辨识与TOILC相结合提出一种基于数据驱动的自适应最优迭代学习控制（Data-driven adaptive optimal iterative learning control，DDAOILC）算法，在迭代过程中根据输入输出信号对系统名义模型进行辨识从而更新最优迭代学习控制器，该算法不需要事先获取精确的系统模型信息，弥补了TOILC的不足；仿真和试验结果表明，DDAOILC可以有效应对伺服系统时变特性，当系统有参数摄动时，仍具有较高的跟踪性能。

Select

存在预启动设备的综合调度算法

谢志强, 吕妮

机械工程学报. 2021, 57(17): 217-225. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.217

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对目前综合调度研究中没有考虑存在预启动设备的情况，忽略预启动时间对整体加工时间影响的问题，提出存在预启动设备的综合调度算法。该算法在预启动设备处于空闲状态时采用提出的预启动长路径优先策略，在预启动设备处于工作状态时采用提出的预启动短路径优先策略，以提高预启动设备的并行化和减少了设备的预启动次数；采用提出的调整序列确定策略，确定产生设备空闲时间段的工序为调整目标；采用提出的可调序列工序调整策略，对产生设备空闲的工序的前序工序按层序对其加工时间进行调整，以提高设备的利用率。实例说明提出的算法解决了存在预启动设备的综合调度问题，有一定理论和实际意义。

Select

基于双种群遗传算法的废旧智能手机拆卸序列规划

尹凤福, 杜泽瑞, 李林, 梁振宁, 安瑞, 王瑞东, 刘广阔

机械工程学报. 2021, 57(17): 226-235. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.226

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为解决手机大批量报废带来的环境和资源问题，对废旧智能手机进行了拆卸回收技术的研究。针对废旧智能手机的完全拆卸，提出了一种基于双种群遗传算法（Genetic algorithm，GA）的拆卸序列规划方法，通过分析智能手机的结构零部件信息，特别是零部件间的约束关系，建立了五元组混合图拆卸模型，并利用连接矩阵和优先矩阵，描述了拆卸智能手机的约束关系。以拆卸时间和回收利润作为决策目标，同步考虑了影响拆卸时间和回收利润的多个指标，创新构建了拆卸双目标决策优化数学模型，并设计了一种双种群GA搜索优化解，确定智能手机最优或次优的拆卸序列方案。以“iPhone6”智能手机为实例，利用所设计的算法求解了其对应的优化拆卸序列，并与经验拆卸和基本GA对比，结果显示拆卸时间缩短了11.2%和5.6%，回收利润提高了6.6%和3.0%，验证了该方法的可行性和高效性。

Select

数控机床直线同步电动机磁悬浮系统的神经网络直接自适应控制

蓝益鹏, 姚婉婷, 杨文康, 雷城

机械工程学报. 2021, 57(17): 236-242. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.236

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对数控机床可控励磁直线同步电动机磁悬浮系统的强非线性、外部扰动不确定性的问题，设计基于RBF神经网络直接自适应控制器。通过分析磁悬浮系统的运行机理，推导运动方程及悬浮力方程，进而建立系统的状态方程；用悬浮高度的跟踪误差和误差的变化量构造误差函数，设计直接自适应理想控制器并采用RBF神经网络对其进行逼近；设计自适应律来估计神经网络理想权值，对误差函数的变化率构造二次型Lyapunov函数，利用Lyapunov稳定性理论来证明系统稳定；通过Matlab对控制系统进行计算机仿真，结果表明该方法设计的控制器与自适应模糊滑模控制器和PID控制器相比，空载启动时调节时间减少了23.5%，突加负载时动态降落减少了64.7%，恢复时间减少了38.2%，具有稳态误差小，调节时间和恢复时间短，抗扰性较强的优点，能有效提高磁悬浮系统的控制性能。

Select

增材制造高体积陶瓷增强马氏体钢缺陷抑制与机理研究

邓国威, 谭超林, 王迪, 杨永强

机械工程学报. 2021, 57(17): 243-252. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.243

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着航空航天和交通运输等领域对材料性能的要求日益严格，高体积分数陶瓷增强金属复合材料成为一种发展需求。基于激光增材制造原位成型多组分材料的优势，采用选区激光熔化（SLM）制备了15% SiC （体积分数）陶瓷增强马氏体时效钢（MS）复合材料（MMC）。着重针对SiC与金属基体之间的相容性和开裂问题，从多个方面研究了SLM成型过程中的裂纹缺陷抑制措施，包括激光重熔、预热基板、设计支撑与成型方向；提高基体预热温度能够显著减少裂纹数量。同时，研究了SiC陶瓷对微观组织、相结构与相转变和硬度的影响及其与开裂的联系。MMC微观组织为带状组织和粗化的树枝晶组织，还存在富Si元素区域。MS中主要为马氏体相，添加SiC促进了奥氏体转变，使得MMC中主要为奥氏体相，树枝晶间仍可发现少量马氏体相。树枝晶主要为大角度晶界，表明MMC中形成了大量的位错。此外，加入高体积分数SiC后，基体材料的硬度得到明显提升。

Select

陶瓷挤出和喷射增材制造技术研究进展

熊鼎宇, 屈飘, 朱中琪, 龚志远, 刘长勇, 王沛, 劳长石, 苑景坤, 曹继伟, 陈张伟

机械工程学报. 2021, 57(17): 253-262. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.253

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

增材制造技术被认为是解决复杂结构陶瓷零部件制造的有效新途径之一。其由点-线-面-体累加成型的制造过程还为具有特殊宏微观结构的陶瓷零部件赋予了一体化的结构功能特性。综述了熔融沉积造型、挤出直写、喷墨打印以及粘接剂喷射等四种基于挤出或喷射成型原理的陶瓷增材制造技术的历史起源、工作原理、原材料制备以及打印工艺研究等内容，并结合研究实例探讨打印件性能与应用研究。通过不同技术的特点对比，提出目前陶瓷挤出喷射增材制造技术面临的主要挑战并进行了展望。

Select

求解分布式柔性作业车间调度的混合蛙跳算法

孟磊磊, 张彪, 任亚平, 张超勇

机械工程学报. 2021, 57(17): 263-272. https://doi.org/10.3901/JME.2021.17.263

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对分布式柔性作业车间（Distributed flexible job shop scheduling problem，DFJSP）最小化最大完工时间问题，提出一种混合蛙跳算法。在该算法中，编码采用基于工序序列和工厂序列的部分解空间编码方案，机床选择在解码过程中通过规则确定。引入变邻域搜索算法提升蛙跳算法的局部搜索能力。为了弥补部分解空间编码不能探索整个解空间的缺点，引入针对关键工厂的全解空间禁忌搜索，从而扩大算法解空间、进一步提升算法的局部搜索能力。通过对基准实例的求解，并与现有的最先进算法进行对比，验证了所提算法的有效性和优越性。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第57卷, 第17期　
刊出日期：2021-09-05

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2021年, 第57卷, 第17期 刊出日期：2021-09-05

2021年, 第57卷, 第17期　
刊出日期：2021-09-05