机床与液压杂志

机床与液压杂志2024年第23期

• 碳纤维复合材料叶片缠绕成型轨迹与装备设计

  文湘隆，汪光奥，吴生提，王达，张锦光

  鉴于当前对具有复杂几何特征的非回转体叶片复合材料预浸带缠绕轨迹规划的研究较少，根据碳纤维预浸带缠绕成型的要求，将叶片非回转体芯模简化为由几个椭圆柱面、椭球面和平面所组成的模型，研究芯模各个表面上基于测地线理论的轨迹规划问题。采用微分几何的方法分别计算椭圆柱面和椭球面上的测地线方程。根据缠绕成型工艺需求设计一种适用于复杂曲面加工的六自由度缠绕机器人虚拟样机，并通过MATLAB和ADAMS进行联合轨迹仿真，生成六自由度缠绕机器人对叶片进行缠绕碳纤维预浸带的仿真加工程序，并通过轨迹仿真验证了该缠绕成型工艺的可行性。

• 基于LNN与RBF的打磨机器人的力/位混合控制

  杨谦，王志刚，郭宇飞，江源，郝志强

  针对打磨机器人系统建模时存在的参数不确定和稳定控制问题，提出一种基于LNN和RBF力/位混合控制方法。将LNN和RBF神经网络控制器相结合，在保证系统能量守恒的前提下，通过学习拉格朗日量，获得打磨机器人精确的动力学模型参数。同时，采用力/位混合控制器以满足打磨机器人对末端位置和打磨力的要求，将RBF神经网络控制器作为位置控制器，与PID力控制器相结合，对机械臂进行实时控制。在此基础上，以二自由度打磨机器人为研究对象，进行末端轨迹和打磨力跟踪仿真。结果表明：提出的拉格朗日神经网络可以精确获得打磨机器人动力学模型，RBF力/位混合控制方法能实现良好的跟踪和打磨效果。

• 弯-扭型绳驱蛇形臂的结构设计与运动学分析

  刘瑞，蒋周翔，赵宇辰，龙忠杰，白龙，高哲芮

  为了进一步提升蛇形机械臂的工作效率，建立一种具有扭转关节的多自由度绳驱蛇形机械臂，为其运动学建模奠定基础。所述蛇形臂（摆动+扭转）将传统蛇形臂（摆动+俯仰）的俯仰关节替换为扭转关节,在不同姿态变化中分析其末端执行器能够到达的空间范围，并研究达到目标姿态的连贯性。研究结果表明：文中所述蛇形臂末端执行器与传统蛇形臂具有相同的工作空间；在切换特殊位置时，利用特有的扭转自由度，替代了现有蛇形臂利用俯仰和摆动联动来解算绳索伸缩量，提高了机械臂的反应速度及工作效率。

• 基于迭代学习的机械臂自适应滑模轨迹跟踪控制

  常保帅，席万强，宋莹，齐飞

  针对机械臂在重复运动控制任务中对精度、鲁棒性的要求，设计一种基于迭代学习算法的自适应滑模控制器。通过多次迭代修正机械臂系统的控制输入，并引入迭代学习自适应滑模控制，以解决动态过程中不确定扰动的影响，同时对所设计控制器的收敛性进行分析。最后，分别在两种工况下对比例-微分型迭代学习控制、迭代自适应滑模控制以及所设计控制器进行对比仿真实验。结果表明：相较于传统的比例-微分型迭代学习算法与迭代自适应滑模算法，该控制器具有更快的收敛速度、更高的精度与较平滑的轨迹跟踪曲线。

• 双轮足机器人运动模式切换规划算法与仿真

  蔡润铭，张爱民，周仁义

  针对传统轮足机器人运动稳定性差和两种运动模式切换难以可靠实现的问题，构造一种新的机器人构型，并分析其拟人足式步态。通过借鉴样条曲线平滑性与四元数球面插值，提出一种基于能量优化的无滑移运动模式切换规划模型。在保证硬件约束、无滑移和关节运动平滑的前提下，旨在求解一个平滑且能耗较小的运动模式切换轨迹。通过建立时间矩阵、样条曲线和关节力矩之间的关系，降低求解的复杂度。仿真结果表明：该算法能有效地规划该机器人运动模式切换；与其他运动轨迹相比，该方法在能量消耗方面有显著改善。

• 工业机器人关节伺服模型辨识及其参数自整定

  潘海鸿，张青，丁可帅，凌善，潘章斌

  为解决工业机器人关节伺服系统控制器参数整定中的系统稳定性和整定耗时问题，提出一种基于伺服系统模型辨识的最大相位裕度参数整定方法。建立工业机器人关节伺服控制器速度环的理论模型；利用谱分析法对伺服系统速度环模型进行辨识，建立精确的数学模型；最后基于给定的相位裕度系数对关节伺服控制参数进行整定。通过搭建工业机器人实验平台，将基于伺服系统模型辨识的频域整定方法与基于理论模型的频域整定方法进行比较，实验结果显示：机器人末端在 X 方向的位置均方根误差降低了11.8%，在 Y 方向降低了26.2%，在 Z 方向降低了23.4%。结果验证了该方法在提高工业机器人末端执行器定位精度方面的可行性和有效性。

• 机器人强泛化性运动技能学习与自适应变阻抗控制方法

  翟雪倩，江励，郑昊辰，罗艺，周雪峰，吴鸿敏

  针对传统机器人自动化抛磨规划与编程繁琐、环境自适应性差以及接触力控精度低等问题，机器人智能化抛磨成为解决上述挑战的重要途径。其核心要素包括运动轨迹的高效规划与接触力的高精度控制两方面。以人机物理演示运动轨迹为参考，研究机器人抛磨运动技能学习方法。基于高效核映射与动态系统全局稳定性理论，构建经验知识引导下局部与整体强泛化性的技能模型（lgGSM）。通过人机技能传递，实现机器人抛磨位置和姿态全自由度运动轨迹的高效规划。在此基础上，受人类手臂柔顺操作机制启发，研究机器人变阻抗柔顺控制方法。通过人类手臂肌电信号进行机器人末端刚度估计，建立实时阻抗自适应调控策略和接触力补偿机制，实现复杂抛磨表面的高精度期望接触力控制。最后，通过设计不同材质工件、平面和曲面、不同接触力和不同抛磨轨迹等任务对机器人抛磨系统进行了验证。结果表明：该方法具有较高的轨迹精度，以及较好的泛化性和稳定性。

• 融合人工势场的Q_learning算法移动机器人路径规划

  张雨晴，高金凤，苏雯，潘海鹏

  传统的Q_learning算法在路径规划中存在收敛速度慢和容易陷入局部最优解等问题，为此，提出一种融合人工势场法和Q_learning算法的路径规划算法。通过引入势场值来优化选择状态时的奖励值，在栅格地图中构建虚拟势场，并在初始化 Q 值函数时引入人工势场的引力函数，在更新 Q 值函数时引入斥力函数。最后，通过仿真模拟实验对比了传统算法和改进后算法的性能。实验结果表明：改进后的算法收敛时间减少了21.5%，规划的路径更平滑，验证了该方法的有效性。

• 基于自适应参数趋近律的机械臂滑模控制

  贾立蒙，侯明

  针对图像采集机械臂在滑模控制过程中存在的精度较低、抖振幅度较大、运动过程易受干扰等问题，提出一种基于自适应参数调节趋近律的机械臂神经网络滑模控制方法。在经典的指数函数趋近律基础上，对等速项系数进行自适应控制。通过引入机械臂连杆长度与转动惯量等参数，构建机械臂名义模型。利用自适应RBF神经网络有利于实时控制和补偿的特点，将其与设计好的线性滑模面相结合。通过合理设计李雅普诺夫函数，对所构建的系统进行稳定性证明。同时，与神经网络自适应指数趋近律及神经网络自适应饱和函数趋近律等方法进行对比。结果表明：在相同条件下，该方法能有效抑制抖振并实现高精度轨迹跟踪。

• 导管架爬壁机器人力学分析与磁吸附单元优化设计

  任福深，刘金刚，刘均，王宝金，王克宽

  为了解决爬壁机器人在海洋平台导管架水平面上下稳定吸附的问题，设计一种履带式磁吸附爬壁机器人。通过介绍导管架爬壁机器人的基本结构，分析其在不同失稳条件下所需的最小磁吸附力。利用ANSYS Maxwell软件研究磁吸附装置中永磁体的关键参数对永磁吸附力和磁质比的影响。对磁吸附装置中永磁体的关键尺寸参数进行优化设计，并开展磁吸附单元和整机实验。结果表明：经过优化设计后，该导管架爬壁机器人的吸附力由68.2 N增大至79.5 N，可稳定吸附于海洋平台导管架壁面上。

• 航空复杂曲面工件激光位移测量机器人自动定位打磨系统

  刘殿海，周波，习磊，韩勇，陈鸣晖，金超宁

  针对具有回转曲面的大型航空发动机管件部件在高精度加工技术中存在的定位精度不高及难以定位的问题，提出一种基于激光位移传感器的工件精确测定与自动调整位置的方法。通过构建一个机器人打磨中心作为航空发动机关键部件的打磨平台，采用机器人末端夹持非接触式激光位移测量系统进行数据采集，并通过数据拟合的计算径向及角向偏差。为实现非接触式自动化对刀，设计定位夹紧滑块机构，确定每个工位的定位夹紧块移动量。最后，将上述机器人智能加工和智能检测功能通过软件实现创新集成。四工位仿真及三工位实际打磨加工验证表明：该方法能够显著提高大型回转体工件的打磨定位精度、效率及打磨质量。

• 架空输电线路绝缘子验收机器人检测机构设计

  周孝法，黎宇，徐永铭，陆小龙，张中杰，范狄庆，鲁立文，方宇

  针对目前架空输电线路中水平玻璃绝缘子安装质量验收存在盲区的难题，以500 kV架空输电线路水平玻璃绝缘子串为验收对象，提出一种基于工业内窥镜的绝缘子安装质量验收机器人结构设计方案。分别利用D-H参数法和代数方法对检测机构中的五轴机械臂进行正、逆运动学分析，采用蒙特卡洛方法计算出五轴机械臂的工作空间。采用五次多项式插值方法，在MATLAB软件中对五轴机械臂进行轨迹规划，并对各关节的角度、角速度和角加速度进行仿真分析。结果表明：采用后置标准型D-H参数法建立的五轴机械臂仿真模型位姿与三维模型位姿一致；五轴机械臂工作空间符合实际情况，且各关节速度和加速度都光滑平顺、无突变，满足设计要求。

• 高能效电液混合驱动装载机行走系统特性分析

  吴昊，王翔宇，权龙

  纯电驱装载机在频繁的启制动过程中，存在严重的动势能浪费。为此，提出一种高能效电液混合动力装载机行走系统。采用伺服电机和液压驱动单元构成混合动力源，共同驱动装载机行走。通过蓄能器与液压泵/马达回收制动过程中系统动势能。通过阐述系统的工作原理、设计系统控制策略以及优化与匹配关键元件参数，在SimulationX仿真平台中构建所提系统的机电液多学科联合仿真模型，并在常用工况下对系统进行仿真分析。结果表明：相较于现有能量效率最高的纯电驱行走系统，所提系统可降低能耗23.3%，制动过程中动势能回收效率可达66.4%。

• 卷扬用湿式离合器动态刹车特性试验台的设计

  杨贵胜，宋世恒，高伟，张迪，陈立娟，艾超，闫桂山，王春义

  为明确不同工况下卷扬用湿式离合器的动态刹车特性，设计试验台，并分析不同工况下离合器刹车特性。阐述卷扬减速机湿式离合器的结构与控制原理，设计试验台液压系统，包括泵站的设计、选型和控制油路的设计。基于LabVIEW和PLC开发试验台的远程控制系统，并基于研华数据采集卡实现传感器数据的实时读取保存。最后，提出一种离合器前馈PID压力闭环控制方法，并搭建试验台整体仿真系统，对湿式离合器压力控制特性与动态刹车特性进行了仿真与样机试验验证。结果表明：湿式离合器控制腔压力滞环降低80%以上，离合器转矩输出的线性度明显提高，满足扭矩输出性能试验需求，可实现各类典型工况时的离合器动态刹车特性测试。

• 异步电动机自抗扰矢量控制

  周子景，崔彦良

  针对传统基于PI控制算法的异步电机矢量控制存在的转速超调量大、系统响应慢及抗干扰能力差等问题，提出一种基于自抗扰控制的异步电机矢量控制策略。为实现系统对期望值的及时输出，提出一种静态控制方法。将线性自抗扰控制引入电流环，并将电流环的耦合项视为总扰动，通过线性扩张状态观测器进行实时补偿。最后，对线性自抗扰控制器进行改进，引入静态控制，提出静态线性自抗扰控制(S-LADRC)策略，并将其应用于转速环和磁链环。仿真结果表明：相较于传统PI矢量控制策略，该控制策略转速响应速度提高了66.7%，转子磁链响应速度提升了64.8%，同时增强了系统的鲁棒性。

• 三目摄影技术在旋转机械振动分析中的应用与评估

  补生来，古丽巴哈尔·托乎提，刘升，买买提明·艾尼

  针对旋转机械振动分析和稳定性评估的需求，提出一种基于三目摄影的模态识别测量方法。该方法融合3台相机与字符编码标志设计，在传统多层感知器神经网络结构中引入卷积层、增加网络深度和宽度、集成“Squeeze-and-Excitation”（SE）模块，形成一个新的网络结构——HybridNetwork。HybridNetwork显著提升了旋转机械振动数据的检测准确性。应用双目立体视觉原理和信息融合技术，精确计算出目标的三维坐标，有效反映机械结构的时域振动响应。通过分析时域响应数据，成功提取出转子系统的模态频率，并与激光多普勒测振仪的结果进行对比。结果表明：该方法的相对误差控制在0.853%以内，在空间位移和振动形态上提供了更全面的视角，有效证明了其在旋转机械振动分析领域的可行性和可靠性。

• 基于机床电机转矩的变截面异型螺纹表面粗糙度建模与工艺优化研究

  刘亦航，彭斌，陈雪林，刘安民

  变截面异型螺纹应用于高压、大冲击等极端工况的密封连接，其性能与螺纹表面粗糙度密切关联。然而，基于机床电机转矩的螺纹表面粗糙度与工艺优化的研究相对较少。为此，以机床电机转矩为自变量，以切削力、刀具螺旋线切削轨迹等因素为中间过程量，构建变截面异型螺纹表面粗糙度模型，提出通过控制电机转矩来优化螺纹表面粗糙度的方法。最后，编写数控程序，并开展螺纹加工与检测试验。研究表明：降低切削负偏角能显著降低螺纹的表面粗糙度值；理论计算结果与工业试验数据较为接近，验证了该模型的有效性。

• 基于驰振的压电能量收集器的仿真与试验

  徐迎，滕燕，胡万兴，李兴旺

  为了对气动系统中气缸等执行元件排出的气体进行无背压能量回收，以压电陶瓷为核心部件，设计附有方形尾柱的菱形扰流柱压电能量收集器。利用ANSYS有限元仿真软件模拟射流气体激励下压电能量收集器的驰振响应，分析流固双向耦合过程压电能量收集器气动升力和振动位移变化规律。通过试验测试压电能量收集器的输出电压和功率。结果表明：当入射口压力为50 kPa、方形尾柱厚度为3 mm、扰流柱夹角为80°、入射口与扰流柱间距为30 mm、负载电阻为300 kΩ时，压电能量收集器的输出功率为215.67 μW，功率密度为90.77 W/m3，相比现有研究取得明显提升。

• 基于PSO的FeCoNiCrMn高熵合金微铣削参数优化

  李潭，彭宝营，王鹏家，庞英杰

  为了分析FeCoNiCrMn高熵合金的微铣削加工特性，采用正交试验法，探究主轴转速、每齿进给量、铣削深度等铣削参数对其微铣削力的影响。通过多元线性回归分析方法，建立FeCoNiCrMn高熵合金各向微铣削力的预测模型。以FeCoNiCrMn高熵合金加工时的铣削力和加工效率为优化目标，建立多目标优化模型，并通过粒子群优化算法对试验铣削参数进行优化。结果表明：采用粒子群算法优化后的铣削参数加工不仅降低了合金的铣削力，同时材料去除率提高了7.55%；在加工FeCoNiCrMn高熵合金时，应选择较大的主轴转速和每齿进给量以及较低的铣削深度，以有效降低铣削力并提高加工效率。

• 能量再生型可逆轧机驱动系统参数匹配及能效分析

  耿效晗，刘志奇，杜锐

  为提高可逆轧机驱动系统的效率并降低能耗，提出一种能量再生型可逆轧机电液混合驱动系统。分析电液混合驱动系统的运行工况，并提出基于规则的能量管理策略。以可逆轧机轧制效率、蓄能器使用寿命及负载平衡能力为约束条件，对所提电液混合驱动系统中关键元件进行参数匹配。通过AMESim建立仿真模型，以能量回收利用率和节能率作为评价指标，对所提系统的驱动特性进行分析。结果表明：经过参数匹配后的能量再生型电液混合驱动系统所受冲击明显降低，轧制效率提高了13%；系统能量回收及再利用效率分别为82%和75%，整机节能效果提升7%。

• 基于ADAMS的内曲线径向柱塞马达性能分析

  夏正文，李纯金

  为确定径向柱塞马达中不同形式的导轨内曲线对马达性能的影响，针对采用相切圆弧作为导轨内曲线的径向柱塞马达，运用数学分析方法求解导轨内曲线的轨迹方程，研究柱塞径向运动情况。同时，根据圆弧曲线导轨的相关尺寸参数，设计可以与之替换的等加速内曲线导轨。通过ADAMS软件构建马达导轨、柱塞盘、柱塞、滚柱的动力学模型，验证等加速曲线设计的合理性。在理论分析的基础上，结合动力学仿真方法，对比两种曲线形式下柱塞运动情况，进而分析不同导轨下柱塞运动规律对马达性能的影响。仿真结果表明：在相同边界条件下，选用不同形式的曲线导轨会直接影响柱塞受高压油液作用时瞬态的加速度变化情况，等加速曲线导轨下柱塞径向运动规律符合预期目标。采用合理的内曲线导轨能降低柱塞对导轨的冲击作用，减小振动，提高马达的稳定性。

• 基于优化的BP神经网络的机床主轴热误差建模方法研究

  周梦洁，尹玲，张丽娟，张斐，宋加雷，叶正伟

  针对传统单一温度测点在监测数控机床主轴温度变化方面的局限性，以及基于反向传播神经网络（BP）的热误差模型在精度、收敛性及鲁棒性上存在的不足，提出一种基于多温度传感器的自适应粒子群优化反向传播神经网络（IAPSO-BP）模型，旨在提高主轴热误差的辨识精度。引入多个温度传感器，以全面监测主轴的温度信息。自适应粒子群算法的应用减少了人工参数调整的需求，并提高了模型的泛化能力。以特定型号的机床为例，通过实切加工实验建立主轴热误差模型，并对其有效性及鲁棒性进行验证。结果表明：与传统BP神经网络预测模型相比，所提IAPSO-BP模型的均方误差降低67.45%，最大绝对残差减少69.62%，拟合优度提升4.29%，证明了模型的优越性。

• 用于蒸发器自动翻转的环吊系统动力学建模与仿真

  李中萍，肖权，佃松宜，王强，肖思革，贾军辉

  针对环吊蒸发器系统的强耦合、非线性、欠驱动造成的模型映射性差的问题，考虑到特殊作业环境造成实物验证的高成本、高风险、不安全的问题，提出基于机制建模的多体动力学仿真模型及其控制策略。结合真实情况中存在的非固定绳长、固定负载位置以及作业环境中的摩擦力对环吊系统动态运动特性的影响，重点考虑钢丝绳摆动偏角、蒸发器翻转角度与系统运动状态之间的非线性耦合关系。采用拉格朗日法构建了整个系统的机制数值模型；基于准确的数值模型，在Simscape Multibody仿真平台搭建与真实系统映射的动力学仿真模型；最后，在MATLAB/Simulink设计PID控制器，建立与Simscape的数据接口后进行联合仿真。结果表明：系统的各状态量均能够稳定跟踪理想的参考轨迹值，且符合实际工况约束，进一步验证了所建立用于蒸发器自动翻转的环吊系统动力学模型的准确性及有效性，为后续环吊系统的运动控制验证及算法优化等奠定基础。

• 石墨烯对涡轮叶片振动特性的影响研究

  党鹏飞，姚琪桐，杨铮鑫，朱健，李泽亭

  为了保证涡轮叶片在苛刻的环境下安全运转，在叶片表面涂敷防护涂层以改善其振动性能。在涡轮叶片中加入石墨烯和各向异性材料参数的NiCrAlY，以改善涡轮叶片的振动特性。基于ANSYS Workbench有限元仿真软件，分别对有无石墨烯增强的涡轮叶片进行模态和谐响应分析，对比二者的固有频率和位移响应。同时绘制坎贝尔图，分析在不同转速下叶片的共振影响。结果表明：添加石墨烯后，涡轮叶片的振幅响应峰值降低，共振点减少，共振发生的可能性降低，加入石墨烯可以改善涡轮叶片的振动特性。

• 基于Maxwell的比例电磁铁结构多目标优化研究

  齐天星，王国志，张峰玮，王峰，江海

  针对比例电磁铁力-行程特性曲线水平度较差的问题，考虑多个电磁力影响因素，对比例电磁铁进行多目标优化。提出采用比例电磁铁的结构参数为变量设计正交试验，并利用Maxwell进行仿真试验，从中获得一组最优设计方案。针对低工作间隙内电磁力波动较大问题，通过建立Kriging代理模型，利用NSGA-II优化算法对电磁力进行进一步优化。试验结果表明：正交试验优化后的比例电磁铁力-行程特性相较于初始比例电磁铁相比提高了1.78倍；NSGA-II算法优化后电磁力在低工作间隙内波动更小，比例电磁铁综合性能提高了11.9倍，力-电流线性度误差最大约为4%；优化后的模型更能符合机轮刹车单元电磁阀的使用精度要求。

• 基于AMESim的对置式柱塞泵动态特性分析

  伊祖瑶，魏修亭，李智钦

  在5DW150/16对置式柱塞泵工作原理的基础上，利用AMESim液压仿真软件建模，对其输出流量脉动、动态特性仿真曲线以及吸、排液阀启闭特性进行分析。研究结果表明：对置式柱塞泵的柱塞腔压力存在超调现象，且柱塞直径与流量脉动率成正比。此外，曲轴转速对流量脉动和容积效率具有重要的影响。相位分散法可以优化流量脉动率，减小吸、排液阀的启闭滞后性和流量损失，以及降低工作过程中的噪声。通过对吸、排液阀的弹簧刚度和弹簧预紧力参数进行优化分析，验证了液压仿真模型的有效性和准确性。

• 基于热-流-固耦合的高速圆弧斜齿轮泵转子动力学特性分析

  董庆伟，李博，李阁强，韩帅康

  针对齿轮泵在高速工况下因流场作用及补偿力等因素引发的振动问题，以高速圆弧斜齿轮泵为研究对象，分析流场温度、流场压力、电机扭矩和滑动轴承径向补偿力等因素对其转子性能的影响。基于热-流-固耦合方法，建立高速圆弧斜齿轮泵的三维模型，利用ANSYS Workbench平台中的耦合模块，对转子进行多物理场耦合分析，以判断其临界转速是否符合设计要求。结果表明：与扭矩和流场压力相比，流场温度对转子的变形量影响更显著，表明温度场是转子变形的主要原因；同时在热-流-固耦合情况下，转子的弯曲和扭转幅度增大，固有频率大幅下降，表明热-流-固耦合对转子固有频率有显著影响；耦合分析结果显示，转子的临界转速96 600 r/min，远高于设计转速。

• 四轴联动机床几何误差建模分析与评估

  李忠群，刘鸿，刘强，宁智威

  机床几何误差是影响工件加工精度的主要因素之一，对其进行分析和评估可提高工件加工精度。以一台四轴立式加工中心为研究对象，分析机床几何误差对机床空间精度的影响，并辨识出其中的关键误差项，以提高机床精度补偿的效率。通过D-H齐次坐标变换理论建立机床的几何误差模型;利用拉丁超立方采样和Sobol全局灵敏度分析方法对机床几何误差进行评估，并辨识出关键误差项;最后，通过对比辨识得到的优化模型和原模型，验证了辨识结果的可靠性。因此，可以通过补偿关键误差项来获得较高的机床精度。

• 大吨位闭式曲柄压力机结构振动特性分析

  吴奕滨，韦源源，龚俊杰，仲太生

  压力机机身的振动会直接影响其性能、模具的使用寿命和零件的加工质量。为深入了解大吨位压力机的振动特性，以32.5 MN闭式曲柄压力机为研究对象，进行预应力模态分析，得到机床相应的固有频率和振型，并提出一定的改善措施。通过实测和仿真相结合的方法，对受到冲击载荷后的机床立柱的动强度和动刚度进行研究。在验证有限元模型准确性的基础上，对压力机横梁、滑块和工作台的加速度响应进行分析。结果表明：压力机的1阶固有频率远大于其工作频率，故不会发生共振；当受到25 MN冲击载荷时，压力机立柱的压缩变形得到一定程度的释放，立柱的应力和位移均有所减小，且立柱内侧的变化量较外侧更明显，但均能在短时间内恢复稳定；各位置加速度从大到小分别为滑块、横梁和工作台，各点均存在25.8 Hz左右的峰值频率，振动从接近振源位置向远离振源传递的过程中逐渐衰减。

• 基于深度学习的PCB表面缺陷检测研究进展

  郭渊，许伟佳，董振标

  印刷电路板（PCB）是电子元器件的重要载体，能否及时准确地发现PCB板的缺陷，直接关系到电子元器件及其对应系统的正常运行。当前，深度学习已成为PCB表面缺陷检测领域最有成效的研究方向。简要梳理PCB表面缺陷检测的传统手段，重点介绍基于深度学习的PCB缺陷检测方法，并对基本原理、优缺点及算法性能进行分析与汇总。最后，探讨基于深度学习的检测方法所面临的问题，并展望未来可能的研究方向。

• 基于MSIF-ECACNN的液压系统故障诊断

  李仲兴，陈丽丽

  针对液压信号复杂且难以准确识别的特点，提出一种基于多传感器信息融合的有效通道注意力卷积神经网络模型，分别对液压系统中的液压泵和蓄能器进行故障诊断。该模型采用并行网络结构，针对流量和压力传感器在数量、采样频率上的差异，以及流量和压力信号故障时表现出的不同特点，将多个压力和流量传感器信号分别输入卷积核大小不同的一维多通道卷积神经网络，并利用有效通道注意力调整特征通道权重，在全连接层进行特征融合，最终经Softmax层实现分类。结果表明：有效通道注意力能有效提高故障识别准确率，该方法与目前该领域先进的研究方法相比有更好的故障诊断性能；蓄能器故障诊断精度可达99.52%，液压泵故障诊断精度可达99.88%。同时，该方法解决了因非同源传感器数量和采样频率差异而带来的故障难以准确识别的问题。

• 改进YOLOv5s网络的石油储罐表面缺陷检测算法

  张宇，梁根

  针对当前石油储罐表面缺陷检测算法在实际应用中存在检测精度低、效率慢等问题，提出一种基于改进YOLOv5s的石油储罐表面缺陷检测算法。通过融合全局注意力机制（GAM）与C3结构，有效减少信息弥散，同时放大全局维交互特征，提高检测效率。将主干网络的部分卷积层替换为改进后的轻量化网络RepVGG,增强主干网络的特征提取能力。最后，使用基于自适应空间特征融合（ASFF） 机制提高特征的尺度不变性，使浅层和深层的特征图更合理地进行融合。实验结果表明：改进后的算法在石油产业自采数据集上的均值平均精度（mAP）为92.5%，较原始YOLOv5s提升2.8%；同时，检测精度达到89.8%，较原始YOLOv5s提升4.9%，进一步满足了对石油储罐表面缺陷检测的需求。

• 基于CNN-LSTM的液压自动抓梁健康状态预测

  张兆礼，张建秋，汪鑫，王瑞辰

  针对监测数据下大型水电站自动抓梁液压系统的退化特征提取和健康状态预测问题，基于卷积神经网络(CNN)和长短时记忆网络（LSTM），构建一种健康预测模型。通过监测数据提取抓梁液压系统退化特征并实现预测。采用随机森林对状态监测信号与外部环境因素进行选择，利用CNN充分挖掘状态监测数据序列的时空特性，并使用LSTM网络捕获序列数据中的信息以及依赖关系。为验证所提预测模型的有效性，采用基于真实数据搭建的AMESim液压自动抓梁模型进行仿真验证。结果表明：相较于传统方法，该模型预测精度得到明显提升。