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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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    铁道车辆主动直接反馈与全状态反馈控制方法设计优化与仿真

    孙睿胡志柯黄志辉
    87-94页
    查看更多>>摘要：为解决高速列车高运行速度、长运行距离下动力学性能恶化、运行平稳性下降等问题，设计提出了一种主动直接反馈与全状态反馈控制方法。基于Simpack仿真平台建立整车非线性模型，以模拟车辆真实运行状态与真实传感器采集信号;基于MATLAB平台建立整车垂向线性模型，采用Kalman滤波器，参考整车垂向线性模型建立状态观测器，依据设定数量与类型的传感器信号实时还原整车全状态量;分别采用基于主动直接反馈的天棚控制方法以及基于全状态反馈的线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator，LQR)控制方法与H∞控制方法，设计整车垂向全状态反馈控制算法，实现车辆二系垂向主动控制。针对直线运行工况和失效工况，利用SIMAT联合仿真方法对信号采集—状态观测—主动控制回路进行仿真分析，对比各方法的有效性。仿真计算结果表明:状态观测器能实现较为准确的整车全状态观测。配合状态观测结果可知，3种控制方法均能够在正常运行工况下提升车辆运行平稳性，车体平稳性指标最多降低了19％，最大加速度最多降低了 54％;在前转向架空气弹簧失效工况下，主动控制方法能够在一定程度上保障车辆继续安全运行，采用H∞控制方法时，仿真时间内最大点头角降低了 83％。

    状态观测器主动控制鲁棒控制自适应转向架

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    基于MPC及改进ADRC的车辆自适应巡航控制研究

    和丽阳冯剑波王衍学陈洋...
    95-101,158页
    查看更多>>摘要：针对车辆纵向运动时内部和外部扰动导致的预期功能稳定性问题，基于模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)及改进自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control，ADRC)，设计了一种车辆自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)策略。首先，建立车辆运动学模型以及考虑前车速度的安全车间距离模型;然后，设计模型预测控制器和改进自抗扰控制器，利用MPC算法实现对前车的跟踪，并将状态误差作为改进自抗扰控制器的输入，实现车辆在扰动环境下的稳定巡航控制;最后，进行仿真对比实验。结果表明，基于MPC及改进ADRC的车辆自适应巡航控制策略能够有效抑制由于距离误差引起的系统内部扰动和外部扰动，提高车辆在自适应巡航过程中的跟踪性能以及系统的稳定性。

    模型预测控制自适应巡航自抗扰控制反馈补偿

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    双圆弧滚珠丝杠的滚道截型误差对摩擦力矩影响分析

    邹滨阳陈曼龙杨磊叱干莫言...
    102-108页
    查看更多>>摘要：针对摩擦力矩过大造成滚珠丝杠副运行过程中柔顺性降低和温升的问题，从其产生机理出发，建立具有滚道截型对称性误差和滚道半径误差的滚珠丝杠三维模型，利用赫兹接触理论基于Adams软件仿真分析了不同滚道截型误差对摩擦力矩的影响。与实测结果相比，滚道半径误差仿真模型产生的摩擦力矩均值与实测均值相对误差在11。41％以内，验证了仿真模型的有效性。通过仿真和试验表明，改变滚道半径能控制摩擦力矩的均值;控制滚道截型对称性误差能降低摩擦力矩波动范围。该结果可为降低滚珠丝杠副摩擦力矩、提高柔顺性提供理论参考。

    滚珠丝杠副摩擦力矩滚道截型误差

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    一种辊式矫直智能优化工艺预测模型的研究与应用

    胡鹰原嘉辰吕畅
    109-117页
    查看更多>>摘要：针对传统矫直过程中需要依赖人工经验、矫直速度慢和板材良品率低的问题，综合考虑板材矫直过程中板厚、弹性模量、屈服强度和板材塑性率等参数对矫直工艺的影响，以及反向传播(Back Propagation，BP)神经网络容易陷入局部最优值和泛化能力不强等问题，引入蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer，DBO)算法，建立了基于蜣螂优化算法优化BP神经网络的矫直智能优化工艺预测模型。使用包含1 000条数据的训练集进行训练，对比BP神经网络预测模型和粒子群算法优化BP预测模型，结果表明，蜣螂优化算法优化BP神经网络预测模型的首尾辊压下量百分比误差分别在0。5％和0。6％以内，总矫直力百分比误差在0。6％以内，该预测模型对于矫直工艺的精确预测有较高的参考价值。

    矫直工艺蜣螂优化算法BP神经网络预测模型

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    基于视觉的等离子坡口切割工件快速定位方法研究

    赵明明李文强张永贵
    118-125页
    查看更多>>摘要：针对龙门式等离子零件坡口切割平台视觉系统对待切割零件识别速度慢、轮廓定位信息不准以及误匹配等问题，结合Hu矩和图像配准提出一种高效率的匹配和定位方法。首先通过阈值分割算法对图像进行降噪处理，分离零件背景与前景图，对零件轮廓进行识别，基于Hu矩实现对图像库的快速匹配;其次对读入的CAD图像进行坐标变换，通过定义轮廓最小外包斜矩形的角度，基于轮廓质心寻找到一个旋转角度初值并建立函数模型，利用遗传算法的思想优化迭代最优解;最后用CAD模板图像的轮廓路径，修正零件轮廓定位信息。实验结果表明该方法能够快速且准确地从零件图中搜索到与CAD图库中的对应零件，并实现定位信息修正，修正后的整体图像误差在6个像素左右。

    定位图像匹配图像配准零件识别精度

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    融合残差块与Swin-Transformer机制的刀具磨损监测方法

    李泽稷周学良孙培禄
    126-135页
    查看更多>>摘要：为进一步提高切削加工过程刀具磨损值监测的精度，提出一种融合残差块与Swin-Transformer模型的刀具磨损监测模型。首先，采用分组卷积残差块提取信号的特征;然后，利用Swin-Transformer模型中的分块滑动窗口自注意力机制对提取的特征进行平移融合;最后，通过回归层实现刀具磨损值监测。试验结果表明，融合一层残差块与一层stage机制的Swin-Transformer模型可以有效融合刀具磨损状态监测信号的全局信息，相比其他Swin-Transformer模型，不仅模型结构简单，而且具有更高的监测精度，利用PHM2010数据集验证的MSE、MAE和R2分别达到4。471 9、1。467 5和0。995 8。

    刀具磨损监测残差卷积神经网络Swin-Transformer模型

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    基于改进双向A*算法的软管线束自动布置方法

    乔凯张宏涛彭威
    136-143页
    查看更多>>摘要：为了解决传统A*算法在软管线束路径规划时搜索节点过多、折弯过大，以及难以满足多种布线约束等问题，提出一种基于改进双向A*算法的软管线束自动布置方法。首先，为了满足管线两端的接口方向约束，采用双向搜索策略，动态定义正、反向搜索的目标节点;其次，引入双重权重参数优化评价函数并加入折弯代价，减少管线的拐点和折弯角度;然后，提出基于自适应步长的邻域搜索方法，并在搜索过程中设定父拐点和加入折弯角度限制约束，以提高搜索效率并满足管线最小弯曲半径要求;最后，针对搜索路径拐点较多和路径不平滑问题，提出基于节点过滤和B样条曲线插值的软管光顺方法。实验仿真表明，与传统A*算法相比，所提方法规划出的管线路径拐点和搜索路径节点数都有较大减少，生成的软管路径光顺平滑，满足实际布线约束。

    软管线束双向A*算法自动布线邻域扩展接口方向

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    基于深度迁移学习的再制造零/部件可靠性预测方法

    郑晨朱硕邵智超江志刚...
    144-151页
    查看更多>>摘要：可靠性是反映再制造零/部件质量及其稳定性的重要指标。相比于新产品零/部件，影响再制造零/部件的可靠性因素多、机理关系复杂，且毛坯剩余价值高，难以开展大量的可靠性试验，使得可靠性数据样本量少，导致再制造零/部件可靠性预测精度低。为此，提出一种基于深度迁移学习的再制造零/部件可靠性预测方法。首先，分析制造阶段个性化工艺过程对再制造零/部件可靠性的影响，结合服役阶段运行数据对可靠性进行预测，通过引入新产品与同一产品不同型号零/部件服役阶段运行数据、制造阶段工艺质量数据进行样本扩充，利用主成分分析法获取影响可靠性的运行时间、状态信息及加工精度等关键特征数据并构建源域数据集;其次，采用卷积神经网络构建源域关键特征数据与可靠性之间的深度学习模型，以再制造零/部件数据为目标域数据集，通过自适应梯度算法将模型迁移应用到再制造零/部件可靠性预测中，以提高预测精度;最后，以某数控机床需要再制造的零/部件为例，对所提出预测方法的有效性进行验证。

    再制造零/部件可靠性预测深度学习迁移学习

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    集成式电机主轴的力感知及微进给特性研究

    喻曹丰朱建华聂仪楠魏梓贤...
    152-158页
    查看更多>>摘要：为满足精密加工过程中对电机主轴的转速、进给距离和切削力精确控制的需求，将永磁同步电机和超磁致伸缩驱动器结合，提出一种具有转动、微进给及力感知功能的集成式电机主轴。为验证集成式电机主轴力感知部分的结构合理性，基于磁路法和有限元分析法，得出集成式电机主轴的微进给距离、外线圈感应电压与外部载荷的关系。最后，为验证仿真的准确性，搭建集成式电机主轴力感知及微进给试验平台。结果显示，在此磁路模型设计中，集成式电机主轴的磁通密度可达0。551 9 T，磁通密度均匀度大于77。85％，集成式电机主轴的微进给距离可达26。5μm，外线圈感应电压与外部载荷成反比且内线圈的最佳外加电流为5 A。研究结果表明，集成式电机主轴力感知及微进给功能的设计是合理可行的，为深入研究和精确控制集成式电机主轴奠定了基础。

    集成式电机主轴永磁同步电机超磁致伸缩驱动器力感知微进给

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    科技之光,照亮强国之路

    封2页
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