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太阳能学报 2025年第2期46卷 449-456页

作者：杭恩杨方傅允准上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201600

提出一种蛇形管道水冷式PV/T模块,并基于双热源四联供系统实验平台展开对比实验,研究不同进水温度对蛇形管道水冷式PV/T模块发电、集热以及等效热效率的影响。结果表明,进水温度与光伏组件温度成正线性相关性,与得热量成负线性相关性;水... 详细信息

提出一种蛇形管道水冷式PV/T模块,并基于双热源四联供系统实验平台展开对比实验,研究不同进水温度对蛇形管道水冷式PV/T模块发电、集热以及等效热效率的影响。结果表明,进水温度与光伏组件温度成正线性相关性,与得热量成负线性相关性;水冷PV/T模块相较于对比模块光伏组件温度下降21.19~31.74℃、发电效率提升6.838%~11.805%;进水温度每下降5℃,发电效率提升2.5%~5%,集热效率提升9.28%~29.32%;在平均太阳辐照度600 W/m^(2)、蛇形管道内水流量0.30 m^(3)/h、环境平均温度36.3℃的测试条件下,20℃进水温度时蛇形水冷式PV/T模块的发电效率为17.90%,集热效率为65.70%,等效热效率可达112.80%。

关键词：太阳能光电热能 PV/T 蛇形水冷转换效率

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基于3D打印技术的材料热物性调控

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工程热物理学报 2025年第3期46卷 967-974页

作者：孙强胜薛志祥徐屾张俊岳亚楠武汉大学动力与机械学院武汉430072 上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

本文基于材料结构和物性之间的决定性关系,提出了一种通过3D打印技术产生微结构实现材料热物性调控的方法。实验制备了不同3D打印扫描速度的304L不锈钢材料,通过微观结构特征分析和热物性测量,建立孔隙率、导热系数和扫描速度之间的相关... 详细信息

本文基于材料结构和物性之间的决定性关系,提出了一种通过3D打印技术产生微结构实现材料热物性调控的方法。实验制备了不同3D打印扫描速度的304L不锈钢材料,通过微观结构特征分析和热物性测量,建立孔隙率、导热系数和扫描速度之间的相关性,并基于实验所得导热系数和扫描速度的非线性关系式k=14.43+4.25 exp(−v/1187.7),对扫描速度为1500 mm/s的新样品导热系数进行预测和实验验证,0.6%的误差说明上述热导率与扫描速度相关性的有效性。此外建立3D打印样品微孔结构二维传热模型,详细研究了孔结构对材料整体热物性的影响。

关键词： 3D打印热导率调控智能制造

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E-booster电液制动系统的主缸压力控制

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机械科学与技术 2025年第3期44卷 421-429页

作者：孟佑铭张缓缓常笑宇胡胜利上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

E-booster电液制动系统具有动力源可调性以及传递力矩稳定性的特点,但液压模型存在反应迟滞和非线性摩擦的问题影响了制动主缸的液压力控制,该文提出的一种RBF神经网络前馈控制+压力-位移-转速三闭环PI控制方法能够实现制动主缸液压力... 详细信息

E-booster电液制动系统具有动力源可调性以及传递力矩稳定性的特点,但液压模型存在反应迟滞和非线性摩擦的问题影响了制动主缸的液压力控制,该文提出的一种RBF神经网络前馈控制+压力-位移-转速三闭环PI控制方法能够实现制动主缸液压力跟随的精确控制。由期望的液压力作为系统输入得到理论推杆位移以控制电机转动的角度和扭矩,电机输出扭矩带动机械传动机构推动主缸推杆输出液压力,然后将实际压力值、推杆实际位移值和电机实际输出转速值反馈到期望值实现三闭环PI控制。为了提高压力控制精度,RBF神经网络作为前馈控制器根据液压缸逆模型给压力控制添加一个补偿增益。该文提出的带有前馈RBF神经网络的PI控制算法比传统串联PI控制法的主缸压力误差缩小约50%,响应时间缩短100 ms,有效解决了液压模型非线性摩擦的干扰。

关键词： E-booster电液制动系统制动主缸压力控制三闭环PI控制 RBF神经网络前馈控制

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低精度IMU与GPS组合导航系统研究

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机械科学与技术 2025年第4期44卷 573-580页

作者：袁林吴长水上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

为提高农机自动导航系统的精度和准确性,针对低精度IMU的测量误差比较大,滤波模型的非线性的问题设计了基于GPS和INS的智能农机组合导航系统。该方法以低精度IMU/GPS紧组合模式为框架,推导出系统状态方程和量测方程,利用扩展卡尔曼滤波... 详细信息

为提高农机自动导航系统的精度和准确性,针对低精度IMU的测量误差比较大,滤波模型的非线性的问题设计了基于GPS和INS的智能农机组合导航系统。该方法以低精度IMU/GPS紧组合模式为框架,推导出系统状态方程和量测方程,利用扩展卡尔曼滤波算法对INS的误差进行实时反馈校正,最后搭建实车试验平台,在低速场景下对本文提出的自动导航系统进行验证。试验结果表明:本文提出的紧组合系统较松组合系统在经度、纬度、北向速度、东向速度误差(标准差)上分别降低了24%,47%,50%,54%,证明了该组合方式能有效抑制导航误差发散;而EKF相较于KF算法也有效地改善了导航精度,提升了滤波效果。

关键词： GPS 低精度IMU 紧组合系统扩展卡尔曼滤波

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车内声场分区控制算法研究综述

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汽车工程 2025年第1期47卷 1-12页

作者：张佳祥王岩松张声明郭辉谢晓龙刘宁宁上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 申达(上海)科技有限公司上海201814

在汽车智能化进程中,车内声场分区控制技术在提升用户座舱的声学体验方面起着重要作用。本文对车内声场分区控制算法及应用进行了全面综述。首先介绍了该技术的提出背景和理论基础;然后深入分析了各类声场分区控制算法的发展脉络、控制... 详细信息

在汽车智能化进程中,车内声场分区控制技术在提升用户座舱的声学体验方面起着重要作用。本文对车内声场分区控制算法及应用进行了全面综述。首先介绍了该技术的提出背景和理论基础;然后深入分析了各类声场分区控制算法的发展脉络、控制原理及算法特点;最后基于现有研究进展,展望了声场分区控制技术在提高重放精度、算法鲁棒性以及声场均匀分布等方面的发展潜力,并探讨了限制该技术在车内广泛应用的一系列问题及解决方法。本综述旨在为车内声场分区控制的进一步研究提供参考,进而推动该技术在汽车领域的广泛应用。

关键词：车内声场控制扬声器阵列声场分区控制算法

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基于两步法的激光轮廓仪手眼标定方法研究

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光学精密工程 2025年第2期33卷 176-183页

作者：邓立章易镰刘钢张越苗雨奇上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为了提高线激光轮廓仪与机器人协同作业中的手眼标定精度,提出了一种基于两步法的标定方法。该方法采用常见易得的标定球作为标定物,通过改变一次姿态,一次平移的特殊测量方式,根据球心坐标在机器人坐标系中恒定不变的特性构建求解方程... 详细信息

为了提高线激光轮廓仪与机器人协同作业中的手眼标定精度,提出了一种基于两步法的标定方法。该方法采用常见易得的标定球作为标定物,通过改变一次姿态,一次平移的特殊测量方式,根据球心坐标在机器人坐标系中恒定不变的特性构建求解方程,联立不同姿态下的求解方程分别独立求解旋转矩阵和平移矢量。实验结果表明,两步法在X,Y方向的球心坐标标准差分别为0.324 9 mm和0.246 2 mm,相较于一步法的0.460 8 mm和0.639 1 mm,分别提升了29.5%和61.5%。此外,在球体拟合实验中,两步法拟合出的球体半径与标称半径14.996 mm的差值为0.019 mm,而一步法的差值为0.278 mm,两步法的拟合精度更高。本文提出的两步法手眼标定方法相较于一步法显著提高了标定精度和三维拟合精度。

关键词：手眼标定线激光轮廓仪标定球齐次变换矩阵

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基于 2UPU-2SPR 的新型五自由度混联机器人

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机械工程学报 2025年第1期61卷 114-122页

作者：张展魁岳义韦宝琛李修广廖忠骏许朝阳上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

提出一种2UPU-2SPR(U:虎克铰,P:移动副,R:转动副)的新型两转一移(2R1T)并联机构,该机构中两条SPR运动支链的R副轴线互相垂直,存在两种不同的空间布局方式;两种不同构型在定平台处均存在两条连续转轴,且每个运动支链均提供一个约束,构成... 详细信息

提出一种2UPU-2SPR(U:虎克铰,P:移动副,R:转动副)的新型两转一移(2R1T)并联机构,该机构中两条SPR运动支链的R副轴线互相垂直,存在两种不同的空间布局方式;两种不同构型在定平台处均存在两条连续转轴,且每个运动支链均提供一个约束,构成空间约束力系。基于所提2UPU-2SPR并联机构设计了一种新型的可用于重载应用领域的五自由度混联机器人,并通过闭环矢量法、Sylvester消元法求解了该混联机器人的解析解逆解;通过提炼关键几何模型,将空间三维问题转化为二维平面问题,获得混联机器人解析正解。基于算例和Adams仿真验证了所推导解析正、逆解模型的正确性。在此基础上,求解了混联机器人的工作空间,并完成了五自由度混联机器人虚拟样机设计。该混联机器人在重载加工领域具有良好的应用前景。

关键词： 2R1T并联机构连续转轴混联机器人解析正逆解

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双级旋流器仿生叶片影响流场形态的数值模拟研究

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推进技术 2025年第4期46卷 123-134页

作者：丁明杰董林班润泽彭海涛封凯缤上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

通过数值模拟的方法探究结合翼果特征的仿生双级反向旋流器对燃烧室冷态条件下的流场特性的影响,揭示了主燃级与值班级叶片在不同类型下对燃烧室内中心回流区的影响机制,获得了值班级与主燃级在不同叶片组合及主燃级叶片尾缘为不同厚度... 详细信息

通过数值模拟的方法探究结合翼果特征的仿生双级反向旋流器对燃烧室冷态条件下的流场特性的影响,揭示了主燃级与值班级叶片在不同类型下对燃烧室内中心回流区的影响机制,获得了值班级与主燃级在不同叶片组合及主燃级叶片尾缘为不同厚度时对冷态流场的影响规律。结果表明:主燃级与值班级在不同叶片组合方案下,会对中心回流区涡心区域的范围及速度造成影响。主燃级叶片类型为仿生叶片时,促进涡心区域范围的增大及回流速度的提高;值班级叶片为仿生叶片时,会对其起到抑制作用。主燃级叶片尾缘厚度的削薄可以增大涡心区域范围,提升0.3≤x/D≤1.2,-0.3≤z/D≤0.3(D为旋流器出口最大直径)范围内的回流速度,但当削薄率超过40%时,削薄率与涡心区域面积及回流速度提升率呈现非线性正相关趋势;仅增加主燃级叶片厚度,会对中心回流区的轴向发展及回流速度起抑制作用。

关键词：双级反向旋流器翼果旋流叶片冷态流场数值模拟

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激光切割头随动控制系统设计

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机床与液压 2025年第09期 139-144页

作者：祝志琛周建鹏龚元明上海工程技术大学机械与汽车工程学院

为提升等离子切割机的泛用性，设计一种基于英飞凌XC系列微控制器的激光切割随动控制系统。等离子切割机加装该控制系统后具备激光随动切割功能。介绍系统的工作原理、硬件设计及软件设计。针对随动过程中存在干扰导致电容频率测量不准... 详细信息

为提升等离子切割机的泛用性，设计一种基于英飞凌XC系列微控制器的激光切割随动控制系统。等离子切割机加装该控制系统后具备激光随动切割功能。介绍系统的工作原理、硬件设计及软件设计。针对随动过程中存在干扰导致电容频率测量不准的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的快速滤波算法。同时，采用BP神经网络实现PID算法自整定，以适应不同类型电机，增强系统的鲁棒性。经过上机验证，使用快速卡尔曼滤波算法的动态跟随精度较使用滑动平均值滤波算法时的0.05 mm提高至0.02 mm;电机移动距离在40 mm以内时，最大稳定时间较使用标准PID算法时的421.3 ms缩短至127.7 ms。该系统能够完成高速、高精度的激光切割任务。

关键词：随动系统激光切割神经网络电机控制

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基于仿真方法的共享换电站价值量化分析

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北京工业大学学报 2025年第1期51卷 22-31页

作者：沙玲汪静张海峰王岱上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 上海蔚来汽车有限公司上海201800

相较于电动汽车充电站,换电站具有补能时间短、空间面积小等优点。多品牌电动汽车高效共享换电站,能够极大程度优化补能结构,减少资源浪费。为了量化共享换电站对电动汽车用户的价值,基于排队理论,利用蔚来汽车品牌的运行数据,搭建一个... 详细信息

相较于电动汽车充电站,换电站具有补能时间短、空间面积小等优点。多品牌电动汽车高效共享换电站,能够极大程度优化补能结构,减少资源浪费。为了量化共享换电站对电动汽车用户的价值,基于排队理论,利用蔚来汽车品牌的运行数据,搭建一个模拟用户换电行为的仿真器,通过量化用户的平均排队时间和换电站数量,评估电动汽车用户在不同电动汽车规模和换电站渗透率下的换电体验。结果表明,电动汽车品牌共享换电站资源,能够显著减少电动汽车用户的排队时间,以及将排队时间保持在期望阈值内所需的换电站数量,从而提高用户的充电体验并节省换电站建设成本。

关键词：电动汽车换电站共享排队论换电体验仿真

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