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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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    可变阀驱气门运动跟踪PSO和KF改进PID控制器

    和豪涛李高磊李金辉
    201-205页
    查看更多>>摘要：为了进一步提高可变阀驱气门运动控制精度以及运动稳定性,在原有PID控制的基础上,通过粒子群算法(PSO)和卡尔曼滤波(KF)方式对其进行优化改进.通过科尔曼滤波器来达到气门升程调控系统的干扰与噪声滤波功能,再把结果反馈至输入端,采用PSO优化PID控制器的各项参数.利用PSO以随机方式生成粒子群,再利用粒子对PID控制器赋值,完成计算过程.在Matlab软件中完成气门升程、速度及其加速度的仿真分析,并跟未经过改进的PID控制气门升程状态实施了比较.结果表明:通过改进PID方法进行控制时,气门升程、速度与加速度都达到较低的跟踪误差.运用PSO以及KF优化能够实现对液压驱动系统的高效控制,不会引起气门落座的大幅波动或突变的情况,从而提升了跟踪的精度.该研究对提升汽车发动机性能具有很好的实际应用效果.

    气门PID控制液压可变阀卡尔曼滤波粒子群算法运动跟踪

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    基于多目标遗传算法的新型三通管形优化设计方法

    赵玉杰刘伟王高峰
    206-210页
    查看更多>>摘要：传统T形三通管的流体动力学仿真表明,在管形分支处会产生强烈的涡流区和二次流现象,并产生了较大压力损失.论文提出了一种新型三通管形,将直角支管部分设计成两段弯曲的形式,以优化区域的长度以及两段弯曲管路的半径为设计变量,以最小化二次流和压力损失为目标,采用多目标遗传算法,对新型三通管的结构参数进行了优化设计.优化后的新型三通管比传统T形三通管二次流减小了 76.98％,压力损失减小了 13.05％.为分支管路的设计提供了参考.

    三通管涡流区二次流压力损失优化设计多目标遗传算法

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    动态自适应学习率优化的卷积神经网络轴承故障诊断方法

    高淑芝裴志明张义民
    211-214,222页
    查看更多>>摘要：滚动轴承的工作转速和载荷很多时候是变化的,基于先验知识的诊断方法很难取得令人满意的分类效果.针对这一问题,提出了基于Nesterov动量的自适应卷积神经网络,用于轴承故障诊断.首先,将网络中传统动量规则替换为Nesterov动量,改善传统方法容易错过最优解问题.其次,为了改善网络泛化能力,设计了 一种根据误差变化率动态调整学习率的自适应学习率规则.最后,将采集到的原始数据直接输入到提出的网络中训练故障诊断模型,并利用测试数据对模型进行评测.实验结果表明,提出的优化方法改善了神经网络的收敛性,提高了轴承故障分类精度.

    卷积神经网络Nesterov动量自适应学习率滚动轴承故障诊断

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    一种新型并联机构工作空间边界搜索算法研究

    邱栋
    215-222页
    查看更多>>摘要：针对传统工作空间数值搜索法搜索效率低的问题,提出了一种利用变步长天牛须算法确定机构工作空间边界的新求解算法.通过对基于变步长天牛须优化算法(BAS)的改进,制定基于距出发起点的欧氏距离和符合工作空间的复合通用目标函数,定义了天牛须速度变量、衰减系数等参数,多天牛群(MBSA)能在多维度机构边界点寻找达到其最大值,从而快速找到精确的边界点集合.以3RPR平面并联机构和空间3UPRRR并联机构为例,利用MBSA算法最优化求解得到工作空间边界集合,与极坐标搜索法相比,验证该方法的有效性、高效性.还研究了初始位置、速度以及变步长和速度衰减系数对工作空间搜索的影响,结果表明:MBAS工作空间搜索算法具有较强通用性,初始点的选择的不影响搜索结果,速度以及变步长和速度衰减系数对收敛速度有明显影响,与离散化方法相比MBAS搜索过程搜索效率高、边界点准确、通用性强.

    变步长天牛须算法并联机构工作空间多维度精确性

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    应用贪婪训练算法的装配机械手定位控制研究

    杨坤平廉飞宇
    223-226页
    查看更多>>摘要：装配机械手在开展复杂装配工作时,由于运动路径较为复杂,经常会导致目标定位效果差,影响装配精度.为提升装配机械手的装配精度,提出应用贪婪训练算法的装配机械手定位控制方法.该方法首先依据机械手结构设计机械手动力学方程,构建参数标定模型,引入贪婪训练算法获取机械手的运动学参数;再以此为依据,设计精确的定位控制算法获取机械手的位置误差以及位置变化率;设计模糊控制器对机械手的位置误差以及位置变化率展开实时修正;最后通过控制器的修正输出值实现复杂运动路径下,机械手的高精度定位控制.实验结果表明,使用该方法开展机械手定位控制时,控制效果好.

    贪婪训练算法装配机械手定位控制方法逆运动学分析控制器设计

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    柴油机缸套变形分析与改进设计

    韩昆朋
    227-231页
    查看更多>>摘要：为降低某型柴油机缸套变形,研究了机体缸孔加工工艺、机体结构改进对缸套变形的影响.使用三坐标测量机,在采用镗削工艺和珩磨工艺这两种加工条件下对机体缸孔、缸套内孔轮廓的变形进行了测量,分析了缸盖螺栓预紧力对缸套轮廓变形的影响规律,对比了机体结构改进前后,缸套内孔的轮廓变形和圆度情况,并用批量生产的缸孔圆度对机体改进方案进行了验证.结果表明:与精镗缸孔工艺相比,采用珩磨缸孔工艺能使缸套变形明显减小,加强机体刚度和采用珩磨工艺的改进设计方案可使柴油机缸套轮廓变形、圆度有明显改善.

    柴油机气缸孔缸套变形加工工艺

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    折叠式压电振子的响应曲面优化分析

    赵春明龚立娇周天烁司金冬...
    232-235,241页
    查看更多>>摘要：对折叠压电振子进行结构理论分析,建立了折叠压电振子的有限元模型,对其进行静力分析.探究不同的外部载荷对弹性层及压电片的等效应力分布情况,得到折叠压电振子的适用外部载荷.为提高压电材料的利用率,选取适当的外部载荷和折叠梁支撑厚度为优化设计变量,以压电晶体片等效变化应力为目标函数,对折叠式压电振子进行响应曲面优化分析.对比优化前后结果,结果显示,折叠压电振子压电片表面等效应力变化均匀且应力集中减少了 10％,有利于实际工作中提高压电材料的利用率及折叠压电振子的使用寿命.

    压电振子有限元静力分析响应曲面优化

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    离散制造车间实时定位数据可视化平台设计

    耿向征袁逸萍毛军吴正春...
    236-241页
    查看更多>>摘要：室内实时定位技术被广泛地应用于获取离散制造车间中生产要素的位置信息.然而,传统的单机计算方法已不能满足制造大数据环境下定位数据的实时处理需求.通过利用UWB实时定位技术、Apache Kafka、Spark Streaming、HBase等大数据技术及Demo 3D软件,搭建一套制造车间定位数据获取、收集、计算、存储和可视化的平台,并设计了基于Spark流式处理框架下的多线程卡尔曼滤波器,相较于传统单机多线程计算方式快218.2s.实现了对车间中叉车、人员、关键物料的实时定位、监管和海量数据的存储,提高了车间的透明化管理水平.

    离散制造车间大数据技术卡尔曼滤波器Demo3D可视化

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    剪刀式高压隔离开关传动系统参数化设计

    刘本学宋宇洋李霞邱正新...
    242-246页
    查看更多>>摘要：为解决剪刀式高压隔离开关模型传动系统参数不易修改的问题,论文围绕参数化问题展开.首先利用解析法建立剪刀式高压隔离开关传动系统的二维数学模型,获得从动构件与主动构件之间位移、速度、加速度的关系表达式.然后利用MATLAB软件数值解析高压隔离开关传动系统的数学模型,并进行求解,获得不同杆件及其相互间角度的变化规律,并设计GUI图形用户界面进行显示.最后将剪刀式高压隔离开关三维模型导入软件ADAMS中进行运动学仿真分析,比较仿真分析与数值解析结果,验证数值解析结果的合理性,对比结果显示:基于MATLAB的数值分析结果和ADAMS的运动学仿真结果趋势一致,且可以清晰地反应剪刀式高压隔离开关的运动状态,修改方便快捷,适合剪刀式高压隔离开关的初期设计和优化.

    高压隔离开关GUI参数化设计数学模型仿真分析ADAMS

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    采用无凸轮式排气型线的发动机排气性能研究

    张鹏博何义团邹晔王福学...
    247-250页
    查看更多>>摘要：为探究无凸轮式排气型线对某发动机排气性能的影响,建立某发动机一维仿真模型,在转速1200r/min,进气压力137kPa的工况条件下,对中低转速、中低负荷工况点下采用无凸轮式排气型线后发动机的排气性能进行了数值模拟.仿真结果表明:与原机相比,采用无凸轮式排气型线,排气时面值增大,总排气损失最小时所对应的排气早开角度减小;当缸内残余废气系数最低时,充量系数最大,正向排气量与循环进气量达到最大;采用无凸轮式排气型线,气门开启持续期缩短,排气性能得到改善.

    发动机无凸轮式排气型线排气损失排气性能

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