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现代制造工程
现代制造工程

徐大湧

月刊

1671-3133

mme666@vip.sohu.com

010-83167135

100053

北京市宣武区核桃园西街36号301A

现代制造工程/Journal Modern Manufacturing EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊重点报道传统制造技术的创新（技巧创新和决窍）和现代制造技术的最新进展、研究与生产应用成果，注重实用性，推介先进性，力促创新性，以我国机械制造技术的理论创新发展和制造企业制造现代化为己任。读者对象为机械制造技术的研究、教学、生产实践的技术人员、教师等。
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    基于膜计算的搬运机器人轨迹规划和模型预测控制

    姚江云王宽田
    82-89页
    查看更多>>摘要：针对复杂环境下搬运机器人存在轨迹规划效率低、跟踪控制误差较大及系统不稳定的问题，提出基于膜计算及模型预测的搬运机器人轨迹优化控制方法。首先，针对传统动态窗口算法在速度采样空间中采用均匀等分的方式进行采样，导致轨迹规划效率低的问题，设计了一种基于膜计算粒子群算法改进的搬运机器人动态窗口算法。借助粒子群的随机性和膜计算的分布式并行计算能力对传统动态窗口算法进行优化设计，不断迭代得到最优路径;其次，针对搬运机器人系统模型的非线性特点，采用线性模型预测控制方法完成轨迹跟踪，通过构建预测模型、设定目标函数及设计积分器来完成高精度轨迹跟踪。实验结果表明，在稀疏障碍物和复杂障碍物2种实验场景中，改进后的算法在路径长度、时间及步数上平均减少了 15。07％、6。72％、7。68％，且所提的模型预测控制方法在跟踪精度、系统鲁棒性方面都具有一定的优势。

    搬运机器人膜计算粒子群算法动态窗口算法模型预测控制

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    考虑柔性副车架的某轿车操纵稳定性优化研究

    高晋杜明阳
    90-97,48页
    查看更多>>摘要：一般车辆仿真是在副车架为刚性的假设下进行研究的，然而副车架实际上为柔性。为研究副车架柔性化和材料属性变化对操纵稳定性优化的影响，利用HYPERMESH软件模态计算得到前副车架的柔性体文件，并进行模态分析，避免其与发动机和车身产生共振。将柔性前副车架导人ADAMS软件替换原有刚性前副车架，建立某轿车具有不同材料属性的柔性前副车架刚柔耦合模型，进行悬架K&C仿真和整车操纵稳定性仿真对比研究。以车辆操纵稳定性为优化目标，利用NSGA-Ⅱ算法对前副车架衬套刚度参数进行多目标优化设计。结果表明，柔性前副车架材料属性变化后的弹性变形会对悬架系统受力产生影响，从而改变悬架K & C特性，进而使整车刚柔耦合模型的操纵稳定性发生改变。改变材料属性也会使得前副车架与悬架和车身铰接处衬套刚度参数的多目标优化结果发生变化。多目标优化后横摆角速度增益、车身侧倾角增益和侧向加速度的延迟时间均降低，整车刚柔耦合模型操纵稳定性得到改善。

    副车架刚柔耦合模态分析操纵稳定性衬套刚度多目标优化

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    基于多条件反馈调节的车辆悬架分级控制

    梁晓亮庞小兰谢娟烘
    98-104页
    查看更多>>摘要：针对车辆悬架的传统控制系统难以兼容多个影响参数的问题，提出了一种基于多条件反馈调节的车辆悬架分级控制策略，该策略在PID控制系统的基础上引入了簧载质量加速度、非簧载质量加速度和路面激励这3个影响车辆悬架综合性能的因素。利用多个控制器分别组成了多个控制回路，选取簧载质量加速度作为主控制回路的控制因素对车辆悬架性能进行直接调节，选取非簧载质量加速度和路面激励作为2个辅助调节回路的控制因素，对主控制回路中PID控制器的控制参数进行二级调节，实现了多个控制回路的同时反馈控制，充分利用了影响车辆悬架性能的多个因素，使得车辆悬架PID控制器参数始终处于设定范围内的最优区间，能够更好地满足当前路面条件和行驶状态。仿真结果表明，在单凸起路面上，优化后控制系统的簧载质量加速度衰减到0的时间为0。8 s，相比于被动悬架和PID控制时间分别缩短了 77。1％和60。0％;在正弦波动路面上，优化后控制系统的簧载质量加速度相比于被动悬架和PID控制分别降低了 58。3％和35。1％。同时，在随机等级路面上簧载质量加速度、动挠度和动载荷也得到了明显改善，车辆的驾驶舒适性和行驶安全性得到了明显提高。

    多条件反馈分级控制舒适性安全性车辆悬架

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    羟基磷灰石混粉电火花铣削加工316L的效果研究

    周鑫宇杨廷毅白雪王伟...
    105-112页
    查看更多>>摘要：316L不锈钢是一种制作人体植入物的重要材料。经过调研提出一种羟基磷灰石混粉电火花铣削加工方式，通过因素和水平的变化探究羟基磷灰石混粉电火花铣削加工与混粉电火花成形加工两种加工工艺蚀除316L不锈钢的趋势与不同。试验结果发现，混粉电火花铣削加工能够提高材料去除率，降低电极损耗率、表面粗糙度和表面接触角。证明了该加工方式具有研究意义，并通过单因素试验进一步探究该加工方式正负极性下所呈现的不同加工特性及形成原因。极性试验结果显示，正极性加工能够实现更高的材料去除率，负极性加工则呈现更低的电极损耗率、表面粗糙度和表面接触角。

    316L不锈钢纳米羟基磷灰石混粉电火花铣削加工加工效果表面质量

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    考虑时间不确定的再制造工艺方案决策方法

    王蕾刘政郭钰瑶张泽琳...
    113-122页
    查看更多>>摘要：针对退役零件失效状态复杂及设备能力各异，导致再制造工艺方案决策困难的问题，提出一种考虑时间不确定的再制造工艺方案决策方法。分析退役零件再制造工艺过程及其时间的不确定性，提出考虑失效状态的再制造工艺时间改进模糊神经网络预测方法;构建以时间、成本和能耗为优化目标的再制造工艺方案决策模型，采用遗传-粒子群优化算法快速求解;以退役轧辊再制造工艺方案决策过程为例，验证该方法的有效性和实用性。

    再制造时间不确定工艺时间预测改进模糊神经网络决策

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    基于姿态筛选的单目结构光标定方法

    范鹏翔陈天飞孙丽君丁高见...
    123-129,145页
    查看更多>>摘要：由相机、投影仪组成的单目结构光系统在三维测量领域中具有重要应用，系统标定是确保三维测量精度的关键步骤，传统标定算法在采集图像的过程中并未考虑靶标姿态对系统标定精度的影响。针对平面靶标的单目结构光系统标定问题，提出标定姿态选择需要规避的2种情况:1)靶标平面与相机的成像平面或投影仪的投影平面平行的姿态;2)只平移或在靶标平面内旋转的姿态。基于此，提出一种靶标姿态筛选准则，并对每个姿态靶标图像旋转向量夹角设定阈值，过滤掉影响标定精度的图像，保留有利姿态靶标图像。实验结果表明，对靶标姿态筛选有利于保证系统测量精度，标定精度高，能够满足当下工业生产加工精度的要求。

    结构光测量系统标定筛选准则标定精度

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    基于改进ViT的熔池识别与焊接偏差在线检测方法

    蒋宇轩林凯王瑶祺张岳...
    130-137页
    查看更多>>摘要：焊接偏差的精确检测是实现焊接机器人焊缝轨迹自动跟踪及智能化焊接的前提。提出了一种基于改进视觉转换器(Vision Transformer，ViT)的熔池识别与焊接偏差在线检测方法。首先，采用轻量级ViT模型Segformer作为基线模型，在其掩码分割前嵌入置换注意力(Shuffle Attention，SA)机制，以更好地捕获特征信息在空间和通道这2个维度中的依赖关系，从而提高模型的分割精度;其次，在多层感知机(Multilayer Perceptron，MLP)中加入上下文广播(Context Broadcasting，CB)模块，在保证模型低参数量的前提下提高泛化能力;最后，基于模型分割结果，提出一种焊接偏差计算方法来定量描述偏差检测精度。实验结果表明，相较于基线模型，所提出模型的平均交并比和平均像素准确率分别提高了 2。67％和2。12％，且对于不同预设焊枪偏移情况均具有良好的泛化性，焊接偏差精度控制在±0。021 mm之内，为实现精密焊接焊缝跟踪提供基础。

    焊接偏差焊缝跟踪熔池识别视觉转换器注意力机制

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    永磁同步电机无位置传感器反步超螺旋滑模控制方法

    安锦锦
    138-145页
    查看更多>>摘要：为了克服未知负载、机械摩擦及外界干扰等不确定力矩对永磁同步电机无位置传感器转速控制精度的影响，提出了一种反步超螺旋滑模控制方法。首先对永磁同步电机的三相坐标系、两相旋转坐标系和两相静止坐标系之间的转换关系进行分析，建立了永磁同步电机运动数学模型;然后针对速度环设计了反步控制律，对转速进行稳定跟踪，通过设计的观测器实时估计不确定力矩，并引入补偿电流来抑制不确定力矩对控制系统的扰动;最后针对电流环设计了超螺旋滑模控制律，实现对电机转速的高精度控制。仿真结果表明，设计的观测器可准确地估计出不确定力矩的大小，最大估计误差仅为0。01 N·m，提出的控制律能够有效克服不确定力矩的影响，使永磁同步电机转速保持较高的精度，最大误差仅为0。46 r/min，大幅改善了永磁同步电机动态控制性能。测试结果表明，设计的反步超螺旋滑模控制律具有更高的控制精度，RMSE、MAE和MAPE分别仅为0。317 7 r/min、0。252 5 r/min和0。03％，表现出了更强的鲁棒性和更优的工程适用性。

    永磁同步电机未知负载不确定力矩观测器反步控制律超螺旋滑模控制律

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    分布式流水车间调度研究综述

    李美燕高芹
    146-157页
    查看更多>>摘要：智能制造、网络制造等新型制造模式的快速发展为分布式生产的推广带来了新的机遇与挑战。目前，国内外学者已对柔性车间调度、分布式作业车间调度问题进行了总结分析，但仍缺乏对分布式流水车间调度问题的综述。以分布式流水车间为研究对象，从分布式流水车间调度的运作模式分析、优化目标设计、特殊约束刻画、模型求解方法及工程应用等方面对现有研究成果进行了归纳总结，并对分布式流水车间调度问题未来的研究方向进行了展望。

    分布式流水车间调度优化目标约束算法工程应用

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    恒微至成

    封2页
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