机械工程与自动化

　　机械工程与自动化最新期刊目录

改进教与学算法求解柔性车间调度问题————作者：姜润菲;陶泽;

摘要：针对传统调度方法在求解柔性作业车间调度问题时存在的结构复杂、参数多变等问题，提出了一种运算效率和求解性能均较好的教与学算法。首先，采用全局选择、局部选择和随机选择策略，提高了种群的多样性，避免陷入局部最优；其次，使用一种自适应的教学因子改善了教与学算法容易引起的早熟收敛问题；然后，基于教学算法“学”阶段的自学与邻域搜索策略相结合，提升了算法的局部搜索效能，改善了算法的“早熟”问题；最后对Kacem...

一种基于ORB-SLAM2的动态视觉SLAM方法————作者：黄晓涛;冯桑;张宁;何鸿杰;杨润彬;

摘要：在ORB-SLAM2的研究基础上，提出了一种适用于动态场景的视觉SLAM方法。该方法结合了高效的语义分割网络和多视图几何方法，通过精确分割动态与静态对象并排除动态目标干扰，实现了在动态环境中的高精度位姿估计和地图构建。实验结果显示：在高动态场景“walking＿xyz”序列中，与ORB-SLAM2算法比较，所提算法的精度更高，ATE降低高达97.7%,RPE降低50.6%

面向无人机平台的野外火灾自动检测技术————作者：张伟;张嘉易;郝永平;曹昭睿;赵洪力;李世龙;

摘要：针对野外环境下无人机空对地火灾预警任务中火点目标成像尺度小、特征信息不明显，以及全尺寸火点探测神经网络计算开销较大、难以适配机载计算核心算力的问题，设计了一种轻量化野外火点识别卷积神经网络。通过融合CSP-DarkNet 53与GhostNet,在确保特征提取精度与效率的前提下减少了网络内部冗余结构；通过引入注意力机制，强化网络对小尺度火点语义特征的感知能力；基于最小距离交并比构建损失函数，对网络...

基于线性自抗扰和复合控制的单相PWM整流器研究————作者：王晓雷;张雷;郭飞亚;林智博;

摘要：为了提高整流器输出直流电压的抗干扰能力，以及降低交流输入侧电流的谐波含量，对其采用电流内环重复控制(Repeat Control, RC)+PI(Proportional Integral, PI)的复合控制及电压外环线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control, LADRC)的控制方法。首先建立单相PWM整流器的数学模型，并在此基础上设计...

智能汽车自动挪车控制策略研究————作者：赵方祺;刘新磊;张辰;孙运学;段佳祺;

摘要：针对停车场地内因临时停车导致已泊车辆被堵的问题，提出了一种智能汽车自动挪车控制策略。该控制策略使智能汽车在停车位已满的情况下，能够实现临时停车和自动挪车，从而避免阻碍已泊车辆的正常出行。该控制策略通过将传感器技术、数据处理和路径规划算法相结合，确保智能汽车在复杂停车环境中自主应对各种挪车需求，实现自动挪车

基于扩展状态观测器的空间机器人有限时间控制————作者：周跑锋;艾海平;

摘要：针对空间机器人在未知扰动下有限时间的轨迹精准跟踪问题，提出了一种基于扩展状态观测器的空间机器人有限时间滑模控制策略。首先为了避免终端滑模控制器的奇异性，提出了一种扩展状态观测器来估计未知扰动；为了加快系统状态的收敛速度，设计了一种非奇异快速终端滑模控制器来实现系统的有限时间轨迹跟踪；最后利用Lyapunov定理证明了闭环系统的有限时间稳定性，通过数值仿真验证了所提策略的正确性和优越性

基于ANSYS的单臂机械手仿真与分析————作者：张宗璇;陈扬东;周林奇;

摘要：研究了一种适用于板材冲压线搬运的五轴七自由度机械手系统，使用ANSYS Workbench软件进行了静态分析和模态分析。对机械手的结构进行了有限元静态分析，结果显示应力主要集中在机架支撑部位，小臂和连接部位的应力及总应变均满足设计要求，机械手具有良好的强度和刚度。模态分析结果表明，低阶固有频率主要集中于小臂和辅助长杆部位。利用该系统可提升汽车板材冲压线的生产效率和可靠性

基于PLCSIM与FactoryIO的物料分拣虚拟仿真系统设计————作者：张学辉;

摘要：基于PLC仿真软件PLCSIM及虚拟工厂软件FactoryIO设计物料分拣虚拟仿真系统，在FactoryIO中配置物料分拣系统的传送带、电机、传感器、分拣器和开关按钮等设备和元器件，完成FactoryIO与PLC仿真软件PLCSIM的驱动配置，编写PLC控制程序及组态触摸屏，将PLC程序下载至PLCSIM启动运行，同时启动触摸屏仿真运行，实现物料分拣虚拟仿真系统的仿真运行与调试

基于智能制造单元的五轴加工仿真研究————作者：王泽坤;张子宽;林铭喆;马驰;周安娜;

摘要：针对大力神杯曲面复杂、加工难度大等特点，制定其五轴加工的加工工艺；通过合理规划刀具加工轨迹，使用NX1980软件生成五轴加工程序，使用数字孪生平台VE²建立仿真模型，在X1数控加工仿真系统中建立与VE²的通讯连接，对五轴加工中心与六轴工业机器人的联动加工过程进行仿真，并对加工程序进行验证。仿真结果证明了五轴加工大力神杯的可行性，为智能制造单元的五轴加工提...

基于NX的加工工序模板制作————作者：丁刚;

摘要：利用NX软件设计加工编程工序模板，当加工零件变动时，只需要对加工图形及加工参数进行必要的替换及调整，即可快速生成新零件的加工程序。节省了很多重复的设置工作，大大降低了编程人员的工作量，提高了编程及后续加工生产的效率，提高了企业的效益

热风环对3D打印成型过程中样件表面的影响研究————作者：任娟娟;眭晓蔚;代赟;

摘要：利用Fluent软件对3D打印装备热风环系统进行模拟计算，研究热风环出风结构对成型样件表面流场和温度场分布的影响规律。对原出风口方案进行优化，消除了局部低温区域，使得ABS材料层间预热温度达到120℃,有效提高了打印层间结合力。研究结果为热风环结构设计提供了参考，同时对提高3D打印零件成型效果具有一定的指导意义

一种地震避难床及其控制方法————作者：张跃;周一涵;缪鑫淮;时业钧;王玉琳;

摘要：地震因其突发性和毁灭性大，成为主要的地理灾害，会直接造成人员大量伤亡，以及由于人员被困导致的间接致死等。为了保护床上人员的安全，研发了一种地震避难床，通过加速度倾角传感器判断地震发生、利用红外线探测器对室内床上人员进行检测并将其送入床内保护。床板采用分体式双翻转结构，地震发生时利用驱动机构的动力驱动床板翻转，将床上的人员送入床体的空腔内进行保护。倒入式的人员转移方式安全性较高，对人体伤害较小，能有...

一种AGV手动辅助转向操作装置的设计————作者：高河山;李佳燕;温东荧;高阔;段志繁;李开龙;

摘要：AGV无人搬运小车是一种通过电脑控制或利用电磁轨道来设立其行进路线的自动化搬运设备。昆船公司研发的BJ311型AGV小车在运行过程中出现转向电机或编码器损坏故障时，会导致AGV小车无法使用手持终端半自动控制进行转向，只能使用液压叉车将AGV整体叉取，移出现场，该方式危险性高，且操作难度大。研制了一种由固定机构、连接机构、啮合机构、转向机构四部分组成的可以对AGV小车转向轮进行手动控制的手动辅助转向...

假捻变形机温度控制系统设计————作者：付光怀;刘媛媛;

摘要：为适应假捻变形机纺丝位逐渐增加、热箱数量配置不断增多的行业发展需求，专门设计了一套融合PLC、人机界面、温度采集技术的温度控制系统。该系统以西门子PLC作为控制器，其与MCGS触摸屏、温度采集控制器等共同构建了硬件成本低、控制精度高、容易扩展、方便操作使用的控制系统。经过实验测试，设备在温度采集精度、控制精度以及系统的可靠性等性能指标上均达到了预期的设计要求，能够大大提高假捻变形机生产过程中热箱的...

基于PID控制的智运机器人关键技术研究————作者：张霞峰;柳畅;单业奇;邹振霖;陈显煌;黄权辉;

摘要：为提高智运效率和精准性，通过需求分析，设计了基于Arduino主板的智运机器人。其旋转机构的设计将两种不同类型的相邻魔方有效分开智运；电源模块分开供电设计解决了主板易烧和电机动力不足的问题；联合使用抗干扰能力强的灰度传感器和PID控制算法动态调整驱动轮差速实现了稳定的巡线智运。试验测试表明：包括旋转板和拨杆的旋转机构功能齐全、设计巧妙，PID巡线控制算法可靠，场地上任何位置、任何类型的魔方都能智运...

LoRa智能自组网在大气环境监测系统中的应用————作者：邓正万;朱亚丽;姚瑶;焦鹏;周匀茜;

摘要：现阶段投入应用的大气监测设备存在着实时性不高、系统之间数据共享性弱、数据可操作性差、监测参数较少、网关节点单一、数据利用率低等行业痛点问题，无法满足目前大气环境监测的需求。提出了LoRa智能自组网在大气环境监测系统中的应用，方案中智能自组网系统可以实现任意LoRa终端在LoRa总网关调配下有序、稳定的一对一通信。实验数据表明：该方案可以实现远距离、低功耗的局域网通信，解决了多对一通信造成的数据丢失...

基于YOLOv5的药瓶识别定位系统设计————作者：孔凡国;仇展明;王鑫;袁功兴;陈靖轩;

摘要：研究设计了一种药瓶识别定位系统，实现了对图像中药瓶的识别与定位。该系统使用奥比中光Astra Pro Plus相机进行图像采集，利用YOLOv5深度学习模型检测画面中的药瓶，并计算药瓶中心坐标，输出给机器人使其完成抓取任务。通过实验验证，该系统在测试集上的平均精度均值为92.72%,表明该系统在药瓶检测与定位上具有可行性和较高的准确率

基于PLC的煤矿井气体监测防爆控制柜系统设计————作者：许炜华;

摘要：设计了一套应用于煤矿井下危险气体实时监测的防爆控制柜系统，探讨了在多行业进行应用的可能性和必要性。完成了系统硬件平台的设计，对软件平台进行了开发和仿真。实验结果表明：该系统能够有效地对多种危险气体浓度(甲烷、氢气、硫化氢等)和环境温度进行实时监测，并提供报警信息，为井下安全作业提供了有效保障

两面圆形焊缝自动焊接装置及控制系统的设计————作者：焦龙;

摘要：车辆驾驶室金属骨架外观上常见的圆形焊缝通常是由人工焊接完成的，由于人工焊接时焊缝成型速度和焊接角度不稳定，导致其外观焊缝的一致性难以保证。为了提高金属类产品上圆形焊缝的外观质量和焊接效率，设计了用于轴类两面圆形焊缝的自动焊接装置。利用伺服电机控制实现该装置转台的旋转，并实现精准的速度与位置控制；同时工作台上安装有两个双轴气缸，每个双轴气缸上各安装一把焊枪；通过PLC检测外部的选择开关位置，确定过渡...

基于一般化内模结构的反应釜自抗扰控制————作者：陶毅;张军;

摘要：连续反应器搅拌系统具有连续进料、充分反应的特点，已经成为我国当前能源利用的重要组成部分。然而，当反应器充分反应时，常常具有大滞后、强耦合和多扰动等特点，这使得系统控制滞后时间长、容易受到外部扰动的影响。为此，提出一种基于新型自抗扰控制的釜温控制方法，用以削弱大滞后和多扰动的负面影响，并补偿系统使其尽快稳定

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