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期刊信息/Journal information
机械科学与技术
西北工业大学
机械科学与技术

西北工业大学

姜澄宇

月刊

1003-8728

mst@nwpu.edu.cn

029-88493054

710072

西安友谊西路127号（西北工业大学647号信箱）

机械科学与技术/Journal Mechanical Science and Technology for Aerospace EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。反映机械科学与技术的研究成果及其在生产实践中的应用成果，刊登理论研究、设计计算、机构分析、成果报道及评述，介绍新方法、新工艺、新材料、新设备。
正式出版
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    SE-KSD优化的FRFT-VMD轴承故障诊断方法

    韦明辉江丽霞涂凤秒姜蓬勃...
    265-273页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于样本熵(SE)和峭度均方差(KSD)优化的分数阶变分模态分解(FRFT-VMD)的故障特征提取方法,同时结合随机森林(RF)分类器对故障进行自动识别分类.针对分数阶傅里叶变换中阶次选择对于数据可分性影响较大的问题,提出利用搜寻样本熵最小值来得到分数阶最优阶次,使得数据中重叠交叉部分在分数域内能更好分离.同时利用峭度均方差准则寻找变分模态分解最优参数使变分模态分解效果更好.通过数据库和实测数据的研究结果表明,该方法提取的信号包含更多和更明显的故障特征频率,大幅度提高了滚动轴承不同状态的故障诊断准确率.

    分数阶Fourier变换变分模态分解特征提取故障诊断

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    考虑小波包-灰度共生矩阵的高压断路器弹簧疲劳故障程度诊断研究

    张艳飞邵阳公维炜张昭维...
    274-281页
    查看更多>>摘要：弹簧操动机构作为高压断路器(High voltage circuit breakers,HVCBs)分合闸操作的储能单元,其可靠性对电力系统的安全运行具有重要意义.本文以六氟化硫高压断路器的弹簧操动机构为研究对象,分析分合闸弹簧的动作机理,对弹簧进行不同程度的故障设置.介绍了振动、声音传感器设备及采集参数,针对小波包时频分析法的缺点,提出一种基于小波包-灰度共生矩阵(Gray level co-occurrence matrix,GLCM)的特征提取方法.从诊断速度和诊断准确度两方面对比了支持向量机(Support vector machine,SVM)、决策树(Decision tree,DT)、朴素贝叶斯、K近邻(K nearest neighbors,KNN)4 种诊断模型.实验结果表明,在模拟实际应用场景中,选用K近邻算法对分合闸弹簧故障进行深度诊断能够准确判断故障类型及故障程度,对高压断路器安全可靠运行具有实际应用价值.

    高压断路器弹簧故障声振信号灰度共生矩阵K近邻算法

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    在单片机中应用卷积神经网络实现故障诊断

    张岷涛廖文豪卿朝进
    282-290页
    查看更多>>摘要：作者利用深度神经网络进行滚动轴承的智能故障诊断(IFD),将人工智能在低成本小型化平台上实现了应用.作者在文章中优化改进了二维神经网络(CNN2D)的神经网络架构,并将其部署到STM32H743VI单片机,实现了轴承故障振动信号的识别和分类.网络的训练和验证使用凯斯西储大学(CWRU)轴承故障数据集,并获得其中的包含 10 种故障类型的数据.使用基于Tensorflow深度学习框架的Keras工具对CNN2D的神经网络进行训练.验证可知该改进模型对故障识别准确度可以达到 98.90%.利用CubeAI工具将网络部署至单片机内.通过串口与电脑进行通信获取随机轴承数据,实测每次诊断运行时间为约为 19 ms.

    故障诊断二维卷积神经网络滚动轴承Keras

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    三维声强与振速波束形成结合的声源识别方法研究

    方夫民柳小勤伍星郭祥...
    291-296页
    查看更多>>摘要：针对难以准确分离同频率双声源及计算声功率值的问题,提出三维声强矢量与质点振速的常规波束形成技术结合的声源识别方法,应用于同频率双声源的定位与声功率分离中.利用三维声强矢量特性求解各探头中心处质点振速与声强值;将质点振速引入常规波束形成对各声源定位;将定位结果代入三维声强矢量分解法中,构建声强、声功率的非线性方程组,求解得各声源声功率值.在半消声室内进行实验,实验结果表明:质点振速波束形成的声源定位方法可行,三维声强矢量方程组求解各声源声功率值误差在 5%以内.

    质点振速三维声强波束形成声功率

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    增强现实环境下装配操作感知方法研究

    梁剑斌何汉武吴悦明胡兆勇...
    297-304页
    查看更多>>摘要：现有的自然虚拟装配操作交互模型对双手协同操作和单步操作工作量的表达存在不足,针对这个问题,提出增强现实装配操作感知模型,实现机械装配操作参数化表达.提出基于装配运动特征的虚拟物体位姿计算方法,建立模型的真实手部元素与被操作虚拟物体元素的运动关联,满足模型对虚拟物体位姿求解的需求.提出基于模型元素的模型关键状态计算方法,满足模型运行需求.开发了应用案例,实验表明,模型可表达五种常见装配操作,满足装配培训需求.

    装配操作感知装配运动特征虚拟装配增强现实

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    机翼弯曲模拟系统的建模与仿真研究

    赵孟文樊泽明
    305-311页
    查看更多>>摘要：某型飞机在飞行过程中,机翼将产生最大可达 3 米的变形,该变形将严重影响安装在飞机机翼上钢索传动装置的操控性能,同时考虑操控性能在真实飞行过程中的成本、难度、风险问题,构建了地面机翼弯曲模拟系统.首先,构建了由 16 套机构组成的全机翼半物理仿真模型,各机构均安装有一套位移伺服控制系统和一套角度伺服控制系统.然后对系统的角度控制及位移控制进行了建模、仿真研究,提出了有效的前馈和模糊控制相结合的控制策略.最后搭建了实验验证系统并进行了验证.结果表明:该系统设计合理,实用性强,满足钢索在机翼弯曲变形下的操控性能测试.

    飞机机翼钢索电液伺服系统多余力

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    动力集中动车组车体司机室结构优化设计

    柳占宇于德壮杨帆李冬园...
    312-317页
    查看更多>>摘要：动力集中动车组司机室结构对保证司机人员安全有重要作用,在确保结构安全的基础上,设置合理的传力路径进行结构补强,可以实现碰撞工况下的司机室角柱和防撞柱及相关结构的轻量化,对高速重载要求下的动机集中动车组设计有重要意义.采用拓扑优化方法对某型动力集中动车组车体司机室结构进行拓扑优化设计,寻求角柱和防撞柱的最优布局,以此为基础,重构司机室结构并进行尺寸优化.计算结果表明,通过拓扑优化和几何尺寸优化的一体化设计,在满足原始设计结构的设计强度的条件下,基于拓扑构型所设计的司机室结构重量明显减小,其中重构的防撞柱构型和重构的角柱构型总重量相对于初始设计减重 67.5%,减重效果明显.

    动力集中动车组拓扑优化尺寸优化防撞柱角柱

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    数据驱动的新能源公交车能耗预测

    胡杰杨光宇何陈朱雪玲...
    318-324页
    查看更多>>摘要：鉴于现有电动车能耗预测多基于实验室条件,存在结果过于理想化或预测准确度不足的问题.本文基于北京市 51 路公交车的实车运行数据,分析能耗影响因素,通过时钟循环编码优化时间信息、使用箱线图设置阈值以构造行驶工况、建立基于熵权法的驾驶行为评价体系对驾驶行为与工况状态进行辅助分析,最后,对聚类后的 4 类典型工况片段分别建立引入注意力机制的LSTM能耗预测模型,并将其与传统LSTM及LGBM等多种预测模型进行对比分析,验证结果表明引入注意力机制的LSTM预测模型性能显著高于其他模型.

    城市交通能耗预测数据驱动驾驶行为注意力机制

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    分布式驱动电动汽车自适应巡航控制策略研究

    胡胜利张缓缓江忠顺常笑宇...
    325-335页
    查看更多>>摘要：以分布式驱动汽车为研究对象,针对多目标协同的自适应巡航问题,应用非线性可变车头时距模型,对坡道、弯道工况设计了间距补偿策略,提高实际车间距离信号的准确性;综合考虑车辆行驶安全性,舒适性,节能性,设计了基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)算法、分层控制的自适应巡航控制(Adaptive cruise control,ACC)系统.基于变步长离散化的方法改进ACC系统多目标协同上层控制算法,在保证较长预测时域的基础上提高系统的精确性和实时性.下层控制器中建立逆驱动系统模型、逆制动系统模型,制动/驱动切换逻辑,以车辆整体驱动效率最优为目标设计了期望力矩分配策略.在CarSim/Simulink搭建仿真环境验证了所设计策略的有效性.

    自适应巡航模型预测控制间距补偿策略分布式驱动电动汽车力矩分配

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    复合电源电动汽车双模糊控制能量管理策略设计

    杨磊白志峰王娟黄琳...
    336-343页
    查看更多>>摘要：为增强对复合电源电动汽车锂电池峰值电流抑制作用,加强对锂电池的保护,提出双模糊控制能量管理策略.基于AVL CRUISE软件平台搭建了整车模型,在MATLAB/Simulink中建立了能量管理控制策略模型,通过联合仿真验证控制策略的有效性.与基于规则和基于单一模糊控制能量管理策略对比,本文所提出控制策略有效降低了锂电池峰值电流,同时兼顾了高低功率区间的锂电池电流波动抑制目标,使得超级电容在汽车各需求功率区间内放电功率更加合理,更好地保护了锂电池.

    能量管理策略超级电容AVLCRUISE双模糊控制

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