中国机械工程

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2025, 36(06): 0.

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考虑分布和传递模型的机械系统可靠性分配方法

王治超1, 刘超1, 冉琰2, 陈一凡3, 蒋东翔1, 张根保2, 3

2025, 36(06): 1143-1150. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.001

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针对机械系统多层结构可靠性分配中下层单元分配的可靠性必须大于上层单元可靠性的问题，提出了一种新的可靠性分配方法。首先，对机械系统进行系统功能运动动作(system-function-motion-action,SFMA)的层次结构划分。然后，根据层次结构由分布和传递模型组成，结合最小成本分配法和可靠度函数，提出可靠性分配技术，并自上而下地建立机械系统、功能单元、运动单元和分运动单元的可靠性分配模型。最后，以磨齿机为例，验证了所提方法的可行性和有效性。

中间相炭微球对多层钎焊金刚石砂轮电解修整磨削性能的影响

刘伟1, 2, 常佳起1, 2, 李博鑫1, 2, 严灿1, 2, 邓朝晖3, 万林林1, 2

2025, 36(06): 1151-1158. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.002

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大粒度多层钎焊金刚石砂轮在电解修整时氧化膜成膜质量差、厚度不足，进而导致磨削性能不佳，在磨料层中加入中间相炭微球（MCMB）可以改善这种状况。开展了不同MCMB含量对砂轮性能及其电解修整磨削特性影响的试验研究，结果表明：MCMB能显著改善砂轮的电解成膜能力，氧化膜厚度最大达到104 μm，氧化膜的致密性与黏附性均有改善；含MCMB试验组的工件磨削表面形貌完整性更高，脆性破碎凹坑较少；当工件进给速度为40 mm/s、磨削深度为15 μm时，体积分数为5%的 MCMB试验组相比不含MCMB的试验组表面粗糙度Ra下降29.8%；在工件进给速度30 mm/s、磨削深度20 μm时，体积分数为5%的MCMB试验组相比不含MCMB的试验组亚表面损伤深度减小47.9%。

固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理

罗晨阳1, 2, 郭磊1, 2, 曹雏清2, 曹蕾蕾3, 施鹏飞1, 2

2025, 36(06): 1159-1169，1177. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.003

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为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理，设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具，通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒工件间的接触力学，建立了硬脆材料弹性磨抛加工过程中的材料去除模型。以SiC工件为加工对象，以磨抛压力、磨具转速、磨料浓度等工艺参数为影响因素完成单点磨抛加工验证实验，对磨抛加工表面材料去除轮廓进行表征。实验结果表明，建立的材料去除模型与实际材料去除深度的误差范围为4.68%~8.22%，材料去除深度与磨抛压力、磨具转速和磨料浓度成正相关，所建模型能够较好地预测弹性磨抛加工材料去除行为。

RV减速器服役工况加速载荷谱编制方法

杨雨1, 2, 李晓雷2, 陶友瑞1, 2, 郭祺雨1, 2, 叶楠1, 2

2025, 36(06): 1170-1177. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.004

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针对工业机器人关节RV减速器可靠性分析与寿命预测的需要，提出了一种基于服役工况的RV减速器加速载荷谱编制方法。现场采集工业机器人关节的扭矩时间数据并进行数据预处理，应用马尔可夫链蒙特卡罗法进行时域重构并将工况合成为RV减速器典型工况重构载荷历程，采用雨流计数法进行统计计数并进行分布拟合和参数估计，获得载荷均幅值的统计分布规律。将频次外推得到的均幅值二维载荷谱等寿命转化为8级一维程序加载谱，并根据RV减速器实际使用情景进行加速，编制成为RV减速器一维加速程序加载谱，该方法显著缩短了疲劳寿命试验周期。

基于全息下三角矩阵变换对比的运动链同构判定方法

张广帅, 孙亮波, 刘小翠, 章德平, 周华西

2025, 36(06): 1178-1187，1221. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.005

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同构判定是运动链型综合过程中一个关键步骤。提出了一种新的描述运动链信息的全息矩阵（MWI），以及基于此的复铰、多元构件判定原理。在全息下三角矩阵（LTMWI）可以确定运动链结构唯一性理论基础上，提出了一种全息下三角矩阵变换对比的同构判定新方法。该方法基于构件、关键点编号变换定律，将运动链表示为下三角全息矩阵并选定基准矩阵，通过关键点信息进行分组排列并将同组关键点非0元素前移，细分确定和待确定的关键点，在假定变换矩阵中所有关键点与基准矩阵中所有关键点位置逐一对应的情况下，对有限个变换矩阵与基准矩阵进行对比。该方法具有原理易于理解、程序设计容易、判定过程只需检索对比等优点，可快速获得两个运动链的同构判定结果。对多个运动链的分析结果表明了该方法的上述特点。

基于关节扭矩平衡的机器人末端负载建模及辨识

高贯斌1, 2, 赵思郭1, 2, 李映杰1, 2

2025, 36(06): 1188-1197. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.006

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针对现有末端负载辨识方法质心参数解耦困难且难以在控制器不开放的机器人上实施的问题，提出了一种基于扭矩平衡的机器人末端负载建模及辨识方法。通过对关节扭矩平衡下的末端负载可辨识条件进行分析，构建了末端负载质量和质心位置的辨识模型。为解耦质量和质心参数，设计了一种依次辨识负载质量，质心位置x、y坐标，质心z坐标的三步辨识策略，并消除了辨识模型中扭矩投影带来的误差项。通过负载辨识的仿真和实验验证了所提方法的有效性，与不开源6自由度机器人自带辨识方法相比，质量辨识平均误差从0.103 kg减小至0.032 kg，质心位置辨识平均误差从50.25 mm减小至4.14 mm；与动力学参数辨识相比，质量辨识的平均误差从0.179 kg减小至0.083 kg，质心位置辨识平均误差从10.13 mm减小至4.33 mm。

一种新型负压式爬壁机器人吸附特性分析

董伟光1, 刘爱华2, 宋屹峰2

2025, 36(06): 1198-1205. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.007

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针对负压吸附式爬壁机器人内部流场复杂、精准建模困难导致的吸附性能优化难题，提出一种基于流量守恒思维的流场建模方法。根据爬壁机器人负压吸附系统结构特点，融合热力学定律和N-S方程，以空气流量为关联要素，构建了吸附系统流场数学模型。利用该模型提取了吸附性能的关键影响因素：密封圈宽度、泄漏缝隙高度、离心泵功率,通过改变吸附系统空气流量来改变有效吸附力。仿真与样机试验表明，所构建的模型能够正确反映吸附性能的变化规律，可以为负压吸附式爬壁机器人结构及吸附性能优化提供依据。根据爬壁机器人运动特点提出了吸附性能优化策略：增大额定吸附力自重比的同时减小有效吸附力自重比。

风电设备情境知识图谱构建技术研究

石致远1, 2, 孔志伟2, 陈俊臻3, 王淑营3

2025, 36(06): 1206-1213. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.008

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传统知识图谱构建方法未考虑知识的情境约束，难以有效表征风电等复杂机电设备海量知识间复杂的关联关系，限制了知识图谱在实际生产过程中的应用。提出了一种面向风电设备的情境知识图谱构建方法。首先抽取风电设备情境知识、模块元知识及项目定制产生的模块实例知识，结合形状约束语言（SHACL）构建了包含情境路径和属性值约束的本体模型，精准表征和抽取各类知识；然后提出了基于本体解析的情境知识子图可视化算法，通过解析本体中的情境知识类，为每类情境构建数据观测窗口，实现面向场景的知识子图多维可视化交互。实际应用结果表明，该方法能有效融合模块元知识与项目模块实例知识，满足风电设备知识的精准表征和多样化的应用场景需求。

基于有限元模拟的螺栓退刀槽滚压轮优化及试验研究

牛延昭1, 刘宏伟1, 宋亚丽2, 朱祥龙1, 黄佳美2, 康仁科1

2025, 36(06): 1214-1221. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.009

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螺栓退刀槽表面易受应力集中而发生疲劳破坏，为提高螺栓退刀槽表面疲劳抗力，设计了一种螺栓退刀槽滚压工具。利用滚压轮与螺栓退刀槽有限元模拟结果指导滚压轮结构优化，采用确定优化参数的滚压工具进行滚压试验，通过滚压表面质量、断口形貌、疲劳寿命验证滚压轮参数优化的有效性。研究结果表明：当滚压轮材料为YG8、直径60 mm、型面夹角45°时退刀槽滚压表面残余应力结果最优；滚压轮圆弧半径为0.9 mm时残余压应力层最深，1.1 mm时次表层残余压应力值最大，1.2 mm时表面压应力最大。采用三种不同圆弧半径的滚压工具进行试验分析，圆弧半径为0.9 mm的滚压轮滚压后的螺栓疲劳寿命最高，确定了最优滚压工具结构。

轮毂毛刺机器人打磨刀路规划与工具姿态优化

郭万金1, 2, 3, 4, 孙浩1, 利乾辉1, 田玉祥1, 曹雏清2, 赵立军2, 4

2025, 36(06): 1222-1237. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.010

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为解决机器人在打磨去除轮毂窗口边缘毛刺时存在刀位点稀疏或冗余与分布不均、作业工具姿态获取困难和变化剧烈等问题，提出一种含有刀位点规划和工具姿态获取与优化的轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法。采用NURBS曲线形态特征参数描述轮毂窗口边缘曲线，开展轮毂窗口边缘机器人刀位点规划；提出一种考虑轮毂点云和窗口表面特征的轮毂窗口内侧面法向量获取方法，并建立刀位点处局部坐标系，描述机器人工具姿态；建立机器人末端工具姿态优化模型并优化求解，获得连续平滑的轮毂窗口机器人末端工具姿态；开展轮毂窗口边缘毛刺机器人打磨实验，验证所提轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法的有效性。结果表明，在轮毂窗口毛刺打磨去除过程中，机器人关节角曲线较平滑，机器人可以精准到达所规划的刀位点且其末端工具较好地接触窗口边缘并保持适宜的加工姿态；经毛刺打磨后的不同轮毂窗口边缘倒角最大不超过1.50 mm，多处不同位置倒角测量的最大平均值为0.64 mm，均在工艺规范规定范围内。

基于局部线性嵌入的制造过程多重共线性参数特征选择

胡胜1, 2, 高冰冰1, 张溪1, 刘登基1

2025, 36(06): 1238-1246. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.011

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针对制造过程中参数众多易引发多重共线性，致使质量指标预测不准确的问题，提出了一种基于局部线性嵌入(LLE)的制造过程多重共线性参数特征选择方法。首先诊断制造过程参数的多重共线性问题，再用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归方法将其消除；然后用LLE算法对LASSO回归后的参数做特征选择，获得彼此独立的特征空间，并将其输入到鲸鱼优化支持向量机模型(WOA-SVM)中验证所提算法的参数特征选择效果；最后通过案例分析验证了所提方法的有效性。结果显示，与原始数据相比，采用所提出的方法能够在更低的特征空间维度下获取更精确的预测效果，相关系数值高达0.9702，特征选择的准确率增加了24.989%。

基于多元动因驱动的中药制药车间动态调度建模与优化

赵培瑞1, 邓超1, 朱波1, 闫文斌1, 梁敏2, 谌敏2

2025, 36(06): 1247-1260，1299. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.012

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以最小化最大完工时间为优化目标，从原料短缺、临时插单、机器故障等多个动态因素出发构建基于多元动因驱动的中药制药车间动态调度问题(DSP-CMMPW-MDF)模型，并提出一种基于Q-learning的改进人工蜂群(IABC-QL)算法进行求解。在IABC-QL算法中，采用了反向学习策略生成初始种群以确保种群个体的高质量和多样化。为提高算法的深度挖掘能力，设计了融合Q-learning的5种局部搜索操作。在此基础上将上述所提DSP-CMMPW-MDF模型和算法运用于某中药制药颗粒剂生产车间，结果表明，所提模型能够有效提高生产系统在面对不确定性因素时的灵活性和适应性，与现有算法对比结果验证了所提算法的有效性。

基于多源信息融合和集成学习的薄壁件铣削加工变形误差预测

尹佳1, 郑健2, 刘尧3, 贾保国1, 段晓蕊1

2025, 36(06): 1261-1268. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.013

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在实际加工过程中，薄壁件加工精度易受到切削力、强迫振动、颤振、工件几何特征、材料等因素影响，导致薄壁件变形难以预测和控制。提出了一种多源信息融合的薄壁件铣削加工变形误差预测方法，融合加工过程信息和振动信号等数据，基于Stacking集成学习思想构建薄壁件铣削加工变形误差预测模型，并进行了实验验证。对比实验表明，相比于常规数据驱动方法，所构建模型的鲁棒性和准确度更高，实用性更好。

基于拆卸信息提取的多零件堆叠结构设备动态干涉分析方法

王云帆1, 2, 朱利斌1, 2, 崔创创1, 2, 黄海鸿1, 2

2025, 36(06): 1269-1279. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.014

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针对设备多零件堆叠结构导致零件拆卸干涉检测效率与精度低的问题，提出一种基于拆卸信息提取的多零件堆叠结构设备动态干涉分析(DIA)方法，以提高拆卸信息获取的准确性、缩短零件拆卸时间。通过包容盒与实体相交两阶段干涉检测，提取设计模型中的拆卸信息并将其量化为优先矩阵；结合装配体与零件的双坐标系变换，精确提取动态变化的拆卸信息。为验证该方法的可行性与有效性，通过CAD设计模型实验，分别获得DIA与传统干涉检测方法生成的优先矩阵，并以此作为结构拆卸约束信息，输入蝴蝶遗传新型混合优化算法寻优以获得最优拆卸序列。实验结果表明，DIA生成优先矩阵的准确性比传统方法提高了28.57%，所获最优拆卸序列的拆卸时间缩短了3.31%。

考虑同轴度的汽车发动机曲轴孔镗削工艺参数节能优化

张登永, 李聪波, 吴少卿, 张友, 李承远

2025, 36(06): 1280-1289. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.015

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针对汽车发动机曲轴孔镗削加工后的同轴度值过大甚至超差，以及加工过程能效低等问题，开展了考虑同轴度的汽车发动机曲轴孔镗削工艺参数节能优化研究。分析了曲轴孔镗削同轴度影响因素，并基于有限元法和支持向量机回归算法建立了同轴度值预测模型；分析了曲轴孔镗削加工能耗特性，建立了以比能和最大同轴度值为目标的曲轴孔镗削加工工艺参数优化模型，并利用改进的多目标蜻蜓算法进行求解，确定了平衡能效和同轴度的最优工艺参数组合。案例研究表明，优化后最大同轴度值减小了10.81%，比能降低了4.61%，验证了优化模型的有效性。

基于缸径与流量匹配的高空作业平台飞臂液压系统节能设计

刘宇超1, 习毅1, 张宇效2, 戴巨川1, 贺乐君1, 夏虎强2

2025, 36(06): 1290-1299. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.016

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针对高空作业平台飞臂液压系统效率很低的问题，提出了通过匹配飞臂液压缸缸径和泵的输出流量来降低液压系统能耗的新方法。建立了飞臂机构负载的数学模型，采用AMESim软件建立了高空作业平台飞臂液压系统的仿真模型，在通过实验验证仿真模型准确性的基础上，计算了各设计方案的能耗情况。研究结果表明：在保证飞臂液压系统执行机构负载和输出速度均不变的前提下，通过匹配飞臂液压缸缸径和泵的流量，避免负载敏感泵工作在小排量区，可有效提高液压系统的工作效率，优化后飞臂液压系统整体的工作效率提高了4.6%。

硬质合金刀具增材制造技术发展趋势和展望

姜峰1, 2, 胡荣辉1, 邓杰东1, 张添1, 黄国钦1, 2, 徐仰立1, 2, 李友生3, 刘超4

2025, 36(06): 1300-1313. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.017

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综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线：基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具，但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题，通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量；冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具，但存在黏结剂残留、制件收缩等问题，通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷，提高刀具整体性能。

固溶处理对锻/增复合成形TC4钛合金件的显微组织和力学性能的影响

王亚辉1, 2, 3, 黄亮1, 2, 刘翔1, 2

2025, 36(06): 1314-1321. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.018

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采用激光立体成形技术（LSF）在锻造TC4钛合金基体上进行锻/增复合成形，研究不同固溶热处理条件下LSF增材区域和锻造基体结合部分的微观组织演变以及复合成形TC4钛合金件的性能。结果表明，在炉冷或者空冷条件下，固溶热处理温度越高，复合成形结合处的α/α′相逐渐长大变粗，且在1040 ℃固溶处理条件下，原本较为明显的分界转变为一体的α片层组织；随着固溶温度升高，复合成形件的屈服强度和抗拉强度均下降；固溶处理的冷却方式对结合处的微观组织有影响，空冷得到α相宽度小于炉冷的α相宽度；在炉冷条件下，固溶温度越高，结合处的硬度越低，且结合处附近的微观硬度要高于远离结合处的硬度。

基于混合遗传蚁群优化随机森林算法的激光熔覆Ni60裂纹预测与工艺参数优化

李涛, 邓林辉, 莫彬, 石非凡, 刘伟嵬

2025, 36(06): 1322-1328,1337. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.019

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为了探究激光熔覆Ni60过程中熔覆层裂纹与加工工艺参数之间的复杂非线性映射关系，采用熵值法结合TOPSIS综合评价法对熔覆层裂纹进行综合表征评价，并使用混合遗传蚁群算法（HGA-ACO）优化随机森林算法（RFA）超参数，搭建工艺参数与裂纹评价指标间预测模型，最后使用遗传算法进行工艺参数反向寻优。研究结果表明：与ACO-RFA模型相比，HGA-ACO-RFA在预测精度与评价指标方面有显著改善，反向寻优获得的最优工艺参数可制备出几乎无裂纹的熔覆层。

玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助共注塑管件的影响

廖钱生1, 3, 柳和生2, 匡唐清2, 刘家豪2, 张伟2

2025, 36(06): 1329-1337. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.020

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为研究玻纤质量分数对以长玻纤增强聚丙烯为外层材料、纯聚丙烯为内层材料的水驱动弹头辅助共注塑成形(W-PACIM)管件的影响，采用试验方法分析了玻纤质量分数对管件残余壁厚、玻纤取向分布规律及管件耐压性能的影响规律及影响机理，结果表明：随着玻纤质量分数的增大，管件总残余壁厚先减小后增大；管件外层根据玻纤取向的分布特点可分为近模壁层、中间层和近界面层，且玻纤沿熔体流动方向的取向由外而内逐层升高，随着玻纤质量分数的增大，外层玻纤分布均匀性降低；管件的耐压性能先增后减，玻纤质量分数为20%时，管件耐压性能最好。

复杂形状零件单点渐进液压成形厚度分布研究

尚苗, 李言, 山顺坤, 杨明顺

2025, 36(06): 1338-1344. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.021

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为了分析和提高复杂形状零件的单点渐进成形性能，提出了一种由单点渐进成形和液压成形混合而成的新工艺，用于制造具有尖顶结构的多特征零件。设计了目标制件的成形过程，建立了厚度理论预测模型，分析了不同液压参数在不同成形阶段对目标零件厚度分布的影响。实验结果表明，采用新工艺和合适的液压压力可以成形复杂形零件；与无液压辅助的渐进成形相比，有液压辅助时实验轮廓与理论轮廓的几何误差能够从11.44%降低到5.18%；厚度分布规律与辅助压力、成形高度、成形形状等有关，所建立理论模型能够预测复杂形零件的厚度分布。

带钢平整过程中C翘机理及治理策略

杨永辉1, 张冀1, 谭海龙1, 牛百草1, 白振华1, 2, 3

2025, 36(06): 1345-1351. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.022

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为了解决带钢在平整过程中出现C翘缺陷问题，优化了带钢平整过程中的工艺参数，开发了一套带钢C翘预报及治理策略。从轧制过程、工艺润滑制度及防皱辊/防颤辊对带钢受力的影响三个方面分析了C翘的形成机理；在半平面无限体假设下对带钢进行受力分析，得到出口带钢水平方向各处在厚度上的应力分布，得到带钢厚度方向上最大和最小横向延伸量，进而通过几何关系得到带钢C翘的高度；找到一组最优防皱辊/防颤辊的高度设定值使综合控制目标函数最小，控制带钢厚度方向的延伸量，达到了减小C翘高度的目的。将模型及治理策略应用到国内某平整机组，C翘高度预报误差控制在10%以内，机组最大翘曲范围从1.4~6.5 mm降低到0.9~4.5 mm。结果证明C翘预报及治理策略满足生产需求，翘度值明显减小，降低了机组因翘曲造成的返修率。

正压防护服用供气背包设计及其数值模拟与实验

侯雨雷1, 李希萌1, 索槐2, 李岳1, 曾达幸3

2025, 36(06): 1352-1362，1370. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.023

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当前正压防护服功能相对单一，防护服内部温度较高且压力不易控制，安全性和舒适感较低，为此，提出一种集供/排气、过滤、制冷功能于一体的配套装置。测试防护服内保持微正压状态所需数据，分模块设计供气背包结构；对半导体制冷模块进行传热分析，建立仿真模型并基于计算流体动力学（CFD）分析型材尺寸对制冷性能的影响；以模糊PID控制保持温度、气压参数的稳定，求解传递函数、设计控制器并利用Simulink进行了仿真验证；搭建微正压防护服FLUENT仿真模型，分析防护服内流场、温度场分布规律以及供风温度对其影响；试制供气背包样机，并进行防护服温度湿度测试。结果表明，供气背包可实现30 s内除湿至正常环境湿度、100 s内降温至低于室温5 ℃。

基于特征模型和跟踪微分器的主动磁轴承自适应控制方法

纪历, 陈美豪

2025, 36(06): 1363-1370. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.024

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为了提高主动磁轴承（AMB）系统在面对噪声干扰和外部冲击时的鲁棒性，提出了一种基于特征模型和跟踪微分器的自适应控制方法。通过控制系统的输入和输出数据在线辨识AMB系统的特征模型参数，并基于辨识得到的特征模型设计了黄金分割自适应控制器。该方法推导了AMB系统的特征参数范围，采用带非线性饱和函数的投影梯度法进行系统的参数辨识，并且利用跟踪微分器对控制系统的量测数据进行跟踪滤波，进一步提高了AMB系统在面对噪声干扰时的鲁棒性。在高速磁悬浮电机试验平台上对所提控制方法进行实验验证，结果表明，跟踪微分器可有效滤除外部噪声对量测数据的干扰；相较于常用的不完全微分PID控制方法，所提自适应控制方法能够有效提高AMB系统的控制精度和鲁棒性能，磁悬浮转子在升速过程中的振动峰值最大降低了51.4%。

挖掘机工作过程动力特性仿真及主构件参数多目标优化设计方法

林述温, 陆哲, 危世佳, 陈剑雄, 顾天奇, 谢钰

2025, 36(06): 1371-1379. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.025

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现有挖掘机主构件参数优化设计方法无法保证挖掘作业全过程多工况位置工作性能最优，且没有考虑作业过程中的能耗特性。研究了以典型工况作业全过程动力和能耗特性为目标的挖掘机工作装置主构件参数多目标优化设计方法。通过对基于ADAMS的参数化挖掘机虚拟样机的动力学仿真，分析了四种典型工况作业过程的液压缸驱动力和功率特性，确定了工作装置的优化工况，建立了新的综合考虑挖掘机典型工况作业过程液压缸驱动力传动比和功率特性的多目标优化数学模型，并结合实例对挖掘机整机工作装置参数化虚拟样机的铲斗、斗杆和动臂主构件参数进行顺序多目标优化。优化结果表明：该优化设计方法可显著提高挖掘机作业全过程工作装置传递动力的性能，降低液压缸能耗。

基于混杂模型预测控制的顺序实时决策混合动力能量管理策略研究

孙晓军1, 刘丛浩1, 张乔1, 宋恩哲2

2025, 36(06): 1380-1393. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.026

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提出了一种用于船舶混合动力推进系统的动力分配优化策略和评估架构。从实验数据和组件特性角度出发，结合系统辨识、聚类算法等方法将连续变量和离散变量有效融合以构建反映船舶混合动力混杂特性的状态空间方程。定义了满足减少燃料消耗和提高动力性能的权衡性能指标函数，并设计了基于混合逻辑动态模型的混杂模型预测控制器（HMPC），使得天然气发动机、永磁同步电机和离合器的协同工作达到最优控制效果。最后，利用测试工况对所提出的HMPC在节能和动力提升方面进行实机测试，结果表明，与兼顾经济性与动力性的HMPC相比，燃料最优HMPC可节约2.72%的燃料，动力最佳HMPC可提高59.72%动力性能。

《面向2035特种加工技术路线图》导读

朱荻1, 2

2025, 36(06): 1394-1395. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.027

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