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期刊信息/Journal information
机械工程学报
机械工程学报

宋天虎

半月刊

0577-6686

jme@cmes.org cjme@263.net

010-88379907

100037

北京百万庄大街22号

机械工程学报/Journal JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERINGCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊进登机械工程方面的基础理论、科研设计和制造工艺等方面的学术论文，报道自然科学基金项目论文和国外学者的论文反映本学科的最新发展和最新科研成果。在国内外机械科技领域享有很高声誉，并有较大影响。曾荣获“中国期刊奖”，在中国科协、北京市和全国科技期刊评比中均获得奖励。在国内已成为机械类和力学类核心期刊。已被美国工程索引（EI）等国内外20余种文摘刊物和数据库收录。
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    面向控制规律设计的民用航空发动机建模方法研究

    刘帅王伟白杰戴士杰...
    222-230页
    查看更多>>摘要：通过部件法建立的民用航空发动机非线性气动热力模型具有结构复杂、参数强耦合的特点,难以直接用于控制规律设计.针对民用航空发动机控制规律设计难度大、工作量繁重且只能用于标称点线性化模型的问题,提出一种面向控制规律设计的民用航空发动机建模方法.根据航空发动机控制功能进行结构简化,利用转子动力学建模和燃烧反应动力学建模建立微分形式的航空发动机控制标准型模型.该模型建立了航空发动机全包线内控制所需参数的对应关系,非线性控制方法能够直接用于航空发动机控制规律设计,在一定程度上简化控制规律设计的工作量与难度.以DGEN380型航空发动机为例建立控制标准型模型,通过试验验证模型精度,且给出控制规律设计实例.面向控制规律设计的民用航空发动机建模方法达到了预期目标.

    航空发动机建模控制标准型模型控制规律

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    基于多元信息融合的车路协同重识别算法

    钱敏耿可可殷国栋李尚杰...
    231-240页
    查看更多>>摘要：针对车路协同系统的感知信息冗余问题,提出一种基于多元信息融合的重识别算法.算法输入为两个目标的图像与轨迹,通过计算图像相似度与轨迹相似度,并设计考虑多种权重的融合策略,最终得到两个目标的相似度,并做出对应的重识别处理.对于图像相似度,设计一种轻量化的图像相似度孪生网络;对于轨迹相似度,设计一种轨迹相似度算法;对于融合策略,通过计算图像质量权重、轨迹质量权重、图像相似度权重、轨迹相似度权重等四种权重,使用融合函数实现对图像与轨迹信息的融合.搭建真实交通场景下的车路协同系统,并基于该系统进行多种工况的试验来验证算法的有效性.结果表明,相较于SVDNet、Cam-GAN、MultiScale等基于单一信息元的重识别算法,基于多元信息融合的车路协同重识别算法提高了30％以上的重识别正确率和降低了 20％以上的重识别漏检率.

    车路协同重识别图像相似度轨迹相似度多元信息融合

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    变压强工况下膜式空气弹簧橡胶气囊迟滞力学特性统一模型研究

    杨树军刘泓江陈俊杰王宏宇...
    241-248页
    查看更多>>摘要：橡胶气囊是影响膜式空气弹簧力学特性的关键部件,导致膜式空气弹簧力学特性具有典型的迟滞非线性、压强参数时变等特性.围绕变压强工况下橡胶气囊迟滞力学特性建模难题,引入压强因子,建立Coulomb摩擦压强摄动模型、分数导数Kelvin-Voigt压强摄动模型描述橡胶气囊迟滞力学特性行为,构建压强统一方程表征变压强工况下模型参数的演变规律,建立变压强工况下橡胶气囊迟滞力学特性统一模型.以某膜式空气弹簧为试验样件A,基于MTS852.05测试台架开展变压强工况下膜式空气弹簧的静态、动态特性试验,计算与试验结果表明样件A静刚度迟滞回线相对误差小于1.1％,迟滞回线损耗能量相对误差小于1.3％,动刚度最大相对误差小于3.4％,验证变压强工况下橡胶气囊迟滞力学特性统一模型的准确性和普适性.最后,分析压强因子对橡胶气囊迟滞力学特性的影响规律,指出压强因子对模型参数Ffmax(pz)、Ke(pz)的正相关影响导致橡胶气囊的动态特性具有类似的压强相关性.研究结果为变压强工况下膜式空气弹簧刚度设计与匹配提供理论依据.

    橡胶气囊膜式空气弹簧迟滞力学特性统一模型变压强工况

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    考虑轮胎非线性约束的汽车摆振系统建模及行为特征分析

    魏恒卢剑伟石磊叶盛勇...
    249-258页
    查看更多>>摘要：为更加全面地分析汽车摆振系统动力学稳定性及行为特征,结合改进的拉格朗日方程建立整车12自由度摆振系统动力学模型,并在轮胎单点接触模型的基础上,推导得到轮胎线性及非线性两种约束方程.根据系统状态矩阵,分别考察两种轮胎约束下的系统平衡点及其稳定性随车速的变化情况,并通过系统特征向量研究汽车摆振系统模态特性,分析轮胎参数对系统失稳模态的影响规律.研究表明,轮胎拖距和主销后倾角的减小可以提升系统稳定性,从而抑制汽车摆振.此外,以高斯白噪声为输入建立B级随机路面激励时域模型,进而研究随机路面激励下的摆振系统行为特征,并着重探讨轮胎非线性约束及参数对汽车摆振动力学的影响.研究发现,轮胎非线性约束虽然对摆振系统的失稳参数域没有影响,但会使得摆振幅值有所减小,且轮胎垂向载荷变化越大,两种轮胎约束下的摆振幅值差异就越大.因此,当轮胎垂向载荷变化较大时,轮胎垂向载荷对松弛长度和接地印迹的影响应该给予重视.

    汽车摆振轮胎约束路面激励稳定性动力学行为

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    轮毂电机驱动电动汽车主动悬架μ综合鲁棒控制研究

    金贤建王佳栋徐利伟严择圆...
    259-269页
    查看更多>>摘要：针对现有研究较少考虑轮毂悬架系统中非簧载质量增加及轮毂电机力矩在车轮处波动导致的车辆振动恶化问题,考虑轮毂主动悬架系统的簧上质量、悬架刚性和阻尼等参数不确定性及高阶非线性未建模动态等影响,采用线性分式变换(Linear fractional translation,LFT)方法建立面向μ综合鲁棒控制的定向轮毂悬置吸振式(Dynamic vibration absorber,DVA)主动悬架混合不确定系统动力学模型.在广义μ综合鲁棒控制系统的统一框架下,根据鲁棒μ综合奇异值理论设计轮毂主动悬架增广系统下的μ综合鲁棒控制器,并通过D-G-K迭代方法进行求解,∥综合分析显示,设计的∥综合控制器能在拥有良好稳定裕度的条件下保证主动悬架闭环系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,并降低传统H∞控制器的保守性.在Matlab/Simulink环境中通过频域和时域响应对控制器的可行性和有效性进行验证,仿真结果表明,设计的DVA-μ控制系统的综合性能优于DVA-H∞,DVA-μ控制器能有效抑制轮毂主动悬架系统的垂向振动,即使在外界干扰和多参数摄动下仍能较好地提高车辆行驶的平顺性及乘坐舒适性,有助于后续电动汽车主动悬架系统减振设计的理论借鉴.

    轮毂驱动电动汽车振动抑制主动悬架∥综合鲁棒控制

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    基于贝塞尔曲线和多目标优化方法的多车队形切换轨迹规划

    王洪亮雍健羽皮大伟谢伯元...
    270-279页
    查看更多>>摘要：提出一种基于贝塞尔曲线和多目标优化方法的多车队形切换轨迹规划方法.将轨迹规划问题分解为轨迹形状规划及速度规划两个部分.为进一步得筛选出最优的切换轨迹,使用多目标优化方法,基于避碰安全性、轨迹平顺性和路径长度最短规则,对轨迹组进行评分从而选出满足队形切换过程的最优切换轨迹.结果表明,所筛选的队形切换轨迹组能够满足状态约束、曲率连续有界约束、速度连续约束、无碰撞风险约束、平顺性约束和路径最短约束,并适用于实际车辆行驶,不会出现较大的轨迹偏差或过大的加减速情况.

    轨迹规划多车编队多目标优化贝塞尔曲线

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    考虑驾驶员NMS特征的自动驾驶汽车人机共驾鲁棒横向控制

    隗寒冰吴化腾徐进
    280-290页
    查看更多>>摘要：针对自动驾驶汽车人机共驾横向控制策略未能考虑驾驶员神经肌肉特征,驾驶员接管后自动控制系统无法根据其状态对驾驶员操作进行自适应调节的问题,分别建立车辆转向系统和二自由度模型,在此基础上以驾驶员误操作作为干扰输入,将车辆方向盘转角和横摆角速度作为状态变量设计H∞控制器,使车辆能够跟踪期望的方向盘转角;针对在复杂交通情况下自动控制系统失效需要驾驶员立刻接管问题,建立基于神经肌肉特征的驾驶员手臂模型,考虑驾驶员神经肌肉参数摄动的影响,以期望的方向盘转角作为输入,设计保性能鲁棒控制器,使驾驶员能输出理想方向盘转角,从而实现稳定的跟踪目标轨迹.仿真和实车试验结果表明,提出的人机共驾横向控制策略能够稳定跟踪目标轨迹,且算法具有良好的鲁棒性.

    自动驾驶汽车人机共驾横向控制H∞控制保性能控制

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    不同海拔高度环境下高速列车气动特性研究

    戴志远李田张卫华张继业...
    291-305页
    查看更多>>摘要：高海拔地区气候环境相对恶劣,海拔越高,空气压力、温度及密度越低.因此,研究高速列车在高海拔运行环境下的气动特性对列车运行安全性及高海拔地区铁路建设具有重要意义.以某型号高速列车为研究对象,对明线单车、明线会车及隧道通过运行工况进行气动数值模拟计算,研究不同海拔高度下列车的气动载荷及交变压力特性.研究结果表明,明线单车运行高速列车的气动阻力及气动升力都随海拔的增加而降低,但气动阻力系数及气动升力系数基本不随海拔的增加而改变,气动阻力系数中的压差阻力系数随海拔的增加而减小,黏性阻力系数随海拔的增加而增大.不同海拔高度下列车交会压力波及隧道压力波变化规律一致,但压力波幅值随海拔高度的增加而减小;列车交会压力波峰值和隧道通过的列车压力波、出口微气压波都与海拔高度呈现较强的相关性.此外,海拔高度增加带来的温度变化使压力波的传播速度降低,导致不同海拔高度下隧道压力波及出口微气压波出现滞后现象.

    高速列车高原海拔高度气动特性数值模拟

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    一种优化多尺度特征融合的人体姿态估计方法

    刘宏哲陶相如徐成曹东璞...
    306-313页
    查看更多>>摘要：人体姿态估计是诸多计算机视觉领域任务的基础,以往的人体姿态估计网络由于尺度变化的挑战会在特征提取的过程中丢失姿态信息,导致人体姿态估计的准确度难以提升.针对该问题考虑以并行网络的方式结合多尺度特征融合方法提取特征.优化特征提取的人体姿态估计方法分为两步:首先在多尺度特征融合阶段利用转置卷积和混合空洞卷积的操作以减少特征信息的丢失,其次在特征图输出阶段有权重的结合不同尺度的特征图来剔除冗余信息、保留姿态信息同时生成更高质量的高分辨率热图.试验表明,此种方法在COCO数据集上的试验结果相比先进方法HRNet(High resolution net)准确率提高了2.1％.通过试验验证本方法在精度方面能够超过现有的主流人体姿态估计方法.该方法能更好地应对行人姿态估计中尺度变化的挑战,更加精确地定位复杂场景中小尺度人体的关键点位置.

    姿态估计多尺度融合人体检测尺度适应

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    混合动力动车组动力包隔振设计及试验研究

    张艳斌张世雄孙维光张继旺...
    314-323页
    查看更多>>摘要：动力包悬挂于动车组车体下方,在工作时产生幅值大且频率复杂的激扰力,这不仅影响其自身的运行,还会引起车体的运行舒适性和安全性问题,因此需要对其进行振动隔离.建立具有多子结构动力包双层隔振系统的刚体动力学模型,根据蒙特卡洛灵敏度方法筛选出设计变量,以系统隔振效率作为约束条件,柴油发电机组振动烈度和传递到车体的动反力作为优化目标,采用枚举法编程对隔振系统的动刚度进行优化设计.建立动力包ADAMS刚柔耦合模型验证设计动刚度的合理性.最后,将动力包悬挂于台架下进行机组振动烈度和系统振动传递率试验.试验结果表明:在各转速工况下,机组的振动烈度均小于18 mm/s,隔振系统的隔振效率均大于85％.这说明该隔振设计方法能够有效地应用于具有多子结构双层隔振系统的隔振设计中.

    动力包双层隔振隔振效率振动烈度优化设计

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