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期刊信息/Journal information
机械设计与制造
机械设计与制造

张义民

月刊

1001-3997

mdm1963@163.com

024-86899120

110032

沈阳市北陵大街56号

机械设计与制造/Journal Machinery Design & Manufacture北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊为月刊，1963年创刊，中文核心期刊，中国期刊方阵双效期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。期刊为大16开国际版本，彩色塑封封面，每期发行量万余册，读者人数超百万。几十年来多次受到国家机械部、中国机械工程学会、新闻出版局、科委等主管部门的表奖，是我国机械行业最有影响的专业刊物之一。
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    应用闭环算法车辆转向机构最优控制系统分析

    郝正君
    169-172,177页
    查看更多>>摘要：四轮车辆转向时,前后车轮的转向中心为一点时,视为车辆的理论最优转向,也是最优控制的目标.针对常用的多连杆转向系统,根据结构特点和转角关系,对系统控制进行分析;基于闭环控制算法,依据目标路径与参数反馈获取的转向控制量,对转向系统的最优控制进行设计分析;同时,对系统的状态变量和预测参数进行分析;基于实际车辆和转向最优控制系统,分析车辆在空载工况,以30km/h转向,分析稳态回转工况和双移线工况车辆运行的各参数变化,并与理论最优值进行对比,以验证控制系统的有效性.结果可知:采用离散分析和半步长积分对控制系统的状态变量进行预测,获取的经过精度较高;稳态回转工况,随着车辆的提升,转向轨迹的半径逐渐增大,车辆表现出明显的不足转向特征;两种工况下,转向控制系统获得的特性曲线与理论值具有高度的一致性,二者的峰值误差控制在5％以内,表明最优控制算法的可靠性,为此类设计优化提供参考.

    汽车转向机构闭环控制算法最优控制实车

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    2.5维机织复合材料TCM细观分胞模型研究

    刘浩龙温卫东崔海涛张宏建...
    173-177页
    查看更多>>摘要：从真实反映制造工艺对2.5维机织复合材料厚度方向上纱线束截面尺寸的影响出发,在传统二元分胞模型基础上提出了一种新的胞体—过渡胞,进而在细观尺度上建立了 2.5维机织复合材料三胞体模型(TCM).该模型反映了不同厚度位置经纱几何参数的差异,弥补了传统分胞方法的不足.基于TCM和刚度体积平均方法预测了几种典型2.5维机织复合材料包括弹性模量在内的力学性能,并与实验结果进行了对比.分析结果表明,基于TCM的预测结果相比传统模型预测精度更高;另外,经向弹性模量在厚度方向上呈现"马鞍"形分布;对10-6w材料,过渡单胞和内层单胞的经向弹性模量相差约6％,而传统分胞方法无法准确反映材料表层/次外层和内层材料结构及力学性能的差异.

    2.5维机织复合材料单胞划分方法三胞体模型刚度预测

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    不同防爆型式对煤矿机器人设计的影响分析

    李雨潭张传金
    178-182,187页
    查看更多>>摘要：为了减轻煤矿机器人的体积和重量,增加机器人的行走和续航能力,从防爆设计的角度出发,分别探究了正压、隔爆、油浸和充砂四种常用防爆型式对机器人设计的影响,并进行了对比分析.以10组随机设定的典型矩形机器人箱体为研究对象,采用正压、隔爆、油浸和充砂四种方法进行防爆设计,比较和分析相同箱体经不同防爆设计后的体积和重量变化.结果表明,四种防爆型式的防爆箱体体积相近,但当机器人箱体尺寸较小时,采用隔爆、油浸和充砂方法设计的防爆箱体重量相对较小,随着机器人箱体尺寸增加,正压型箱体重量最小,隔爆型重量最大.

    煤矿移动机器人防爆箱体防爆型式适用性

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    基于改进蝙蝠算法的再制造装配体拆卸序列规划研究

    邢世雄陈国华孙川陈小兰...
    183-187页
    查看更多>>摘要：针对再制造装配体人工拆卸比重较高,自动化拆卸使用率低等问题,提出了一种基于改进蝙蝠算法的方法来研究拆卸序列规划问题.在传统蝙蝠算法的基础上,引入罗盘算子改进蝙蝠算法,选择拆卸方向变化数量,拆卸工具更换次数和拆卸操作位置变更数作为评价指标,建立适应度函数模型.通过一个应用案例,对改进蝙蝠算法的优化性能进行了测试和验证,并将改进的蝙蝠算法与GA、PSO和差分蝙蝠算法进行了对比.数值结果表明,该算法相较其他三种算法具有更好的优化性能和更精确的解,采用该方法能获得具有高度自动化的再制造装配体拆卸序列且能够指导操作者高效完成拆卸工序.

    再制造装配体罗盘算子蝙蝠算法产品拆卸序列规划适应度函数模型

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    汽车驾驶机器人纵横向运动模糊PID协调控制

    宋小芹王照良
    188-192页
    查看更多>>摘要：车辆的操纵受到诸多因素的影响,包括其自身动力学限制、传感器的误差以及周围环境的变化等,导致在控制执行过程中出现偏差,对机器人的操纵性能产生影响.因此,提出汽车自动驾驶机器人模糊PID协调控制方法.基于汽车驾驶机器人系统结构,从纵、横向操纵动力学方程两方面,建立耦合动力学模型,并采用模糊PID自适应控制策略控制换挡机械手.在机器人动力学模型的基础上获取电机转矩的期望值,并设计速度控制器,根据电机的当前速度和期望速度,调整电机的输入电流,从而改变电机的转速,实现汽车自动驾驶机器人模糊PID协调控制.实验结果表明:所提方法在换挡测试和速度测试中,X轴位移在(20～80)mm之间、关节驱动力矩(20100～20800)N·mm之间、速度变化曲线在(5～35)km/h之间,且控制曲线与期望值一致.

    驾驶机器人纵横向运动耦合动力学模型模糊PID自适应控制

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    轧机传动系统的状态观测-交叉耦合同步控制

    贾权郭计云徐青云
    193-197页
    查看更多>>摘要：为了减小轧钢机多电机驱动下轧辊间的同步误差,设计了基于状态观测器-交叉耦合控制的综合控制器.介绍了轧机双机拖动工作模式,建立了驱动电机模型和电机-轧辊的等效质量弹簧模型.设计了 PID控制器与状态观测器,实现了单个电机对设定转速的跟踪控制,其中状态观测器用于对负载力矩进行观测和补偿,有效消除了控制抖振现象.依据BP神经网络设计了交叉耦合同步控制器,用于消除轧辊间的同步误差.经仿真验证可以看出,由PID控制、状态观测器、交叉耦合同步控制器组成的综合控制器可以有效减小轧辊间的同步误差,同时增强了负载突变时的控制鲁棒性.

    同步控制状态观测器交叉耦合同步控制等效质量弹簧模型鲁棒性

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    百叶轮抛磨叶片粗糙度预测建模与实验研究

    乔志杰刘佳杨胜强李静铮...
    198-201,206页
    查看更多>>摘要：为提高叶片表面粗糙度,预先设置合理的工艺参数,本文采用机器人夹持叶片、百叶轮作为抛磨工具的加工方式,对百叶轮抛磨叶片进行正交实验分析,结合多因素线性回归分析方法研究了叶片表面粗糙度与抛磨力、百叶轮目数、叶片进给速度、百叶轮线速度4个工艺参数之间的关系,建立了叶片表面粗糙度预测模型;采用极差分析和方差分析研究了各工艺参数对叶片表面粗糙度的影响,得到较优工艺参数组合,最后对粗糙度预测模型的精度进行了实验验证.分析结果表明:影响叶片表面粗糙度工艺参数的先后顺序为:抛磨力＞叶片进给速度＞百叶轮线速度＞百叶轮目数;在叶片表面粗糙度要求为Ra≤0.4μm的条件下,抛磨加工参数的最优水平组合为:百叶轮目数(320#),叶片进给速度(1.5mm/s),百叶轮线速度(12.147m/s),抛磨力(10N),最终叶片表面粗糙度在(0.2～0.3)范围内,符合加工要求.

    叶片百叶轮机器人粗糙度预测模型工艺参数

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    改进蚁群算法的群体机器人多目标搜索方法

    刘艺美张跃进
    202-206页
    查看更多>>摘要：在多目标搜索中,群体机器人的目标搜索过程中,很容易出现相互重复搜索,主要以为依靠的蚁群算法在信息素更新过程中,存在重复操作,为此提出基于改进蚁群算法的群体机器人多目标搜索方法.针对蚁群算法中的信息素浓度更新规则,以最大最小交叉为原则改进,得到基于路径选择概率和路径长度的信息素更新方式.结合栅格化处理、目标孳息计算、搜索步长动态调整、状态转移概率与轮盘赌的最终单元选择等操作,完成群体机器人对多个目标的搜索任务.在静态与动态两种环境中展开测试,通过各机器人的间距、机器人与障碍物的间距、机器人与目标间到达情况,可知所提方法下群体机器人以理想的间距精准躲避了障碍物,且成功搜索到全部目标,方法应用效果较好.

    改进蚁群算法信息素更新群体机器人轮盘赌策略多目标搜索

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    飞机前缘缝翼滑轨机构装配定位方案优化

    胡瑾刘顺顾群飞赵亦希...
    207-211页
    查看更多>>摘要：飞机前缘缝翼机构是机翼的重要组成部分,其装配质量严重影响飞机交付和缝翼组件的互换性,其中滑轨与缝翼连接点处偏差对缝翼前缘装配整体控制目标偏差的贡献度较大,因此滑轨机构的装配定位精度有待进一步提高.针对飞机前缘缝翼滑轨机构的结构特点及装配方案,分别设计第一定位平面选择沿机翼展向平面和滑轨径向平面两种定位方案,对比滑轨定位精度差异,发现结果存在均值漂移现象,通过单因素分析方法找到滑轨交点孔均值漂移的原因,提出采用偏心衬套的装配定位方案进行改进,并通过装配偏差分析验证其有效性.结果表明:滑轨交点位置均值漂移的根本原因是装配偏差模型中存在非对称零件公差的设计,以滑轨径向平面为第一定位平面的偏心衬套方式可以改善滑轨定位精度,减少均值漂移情况.

    飞机前缘缝翼装配偏差分析确定性定位均值漂移单因素分析

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    超声波雷达在炭素焙烧炉变形检测中的研究

    郑俊杰刘润爱辛宇鹏刘江林...
    212-215页
    查看更多>>摘要：针对炭素焙烧炉火道墙在高温环境下产生蠕变的问题,提出了一种应用于火道墙变形检测算法,同时采用温度补偿方法降低环境温度对超声波波速的影响.根据超声波雷达采集到的不稳定数据,设计了一种针对超声波测距的滤波处理算法,并将滤波后的不规则数据点划分为不同曲线段,利用最小二乘法对其拟合,进一步结合激光雷达对拟合曲线精度进行对比.利用超声波测距平台在焙烧车间进行变形检测实验,结果表明应用于非接触测量焙烧炉变形中的算法,能提供准确的墙体变形信息.

    超声波雷达火道墙变形检测最小二乘法曲线拟合

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