2022年, 第42卷, 第06期　
刊出日期：2025-06-18

  

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  电火花线切割加工工艺参数对工艺指标影响的研究

  张帅, 吕汝金, 刘建伟, 林家湘, 田丰硕

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 431-436. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.001

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  为了更好地分析和研究电火花线切割技术，结合国内外学者的研究进展，全面分析与总结了线切割加工工艺参数对工艺指标的影响规律及工艺参数的优化方法。通过单因素实验法分析了电火花线切割中脉冲宽度、放电间隙、电流与电压等电参数对工艺指标的影响规律；系统分析了运丝速度、功率放大管、变频值和电极丝等非电参数对工艺指标的影响规律；在多参数耦合作用下，分析了各参数对重要工艺指标的影响及工艺参数优化，结果发现电参数对切割速度和表面粗糙度的影响比非电参数更加明显。通过对近年来电火花线切割加工工艺参数对工艺指标影响的相关研究的分析与总结，为线切割加工技术的发展提供有益参考。
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  液压胀形环境下多通管成形性能的研究

  张文袖, 刘建伟, 赵鑫牛, 田丰硕, 吕汝金

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 437-442. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.003

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  管材液压胀形是一种异型管坯塑性加工工艺，在轻量化和一体化中具有广阔的发展前景和应用价值，广泛应用于汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。为了更加深入了解管材液压胀形技术的发展现状，结合国内外研究进展，对液压胀形环境下多通管的成形性能进行了系统分析和总结。首先，分析了影响多通管成形性能的评价参数；其次，分析了影响成形性能的成形工艺参数；最后，对支管高度、内压力、轴向进给等影响多通管成形性能的参数进行总结和分析，该研究可为多通管液压胀形技术的发展提供有益参考。
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  基于有限元分析法的电抗器匝间短路检测仿真

  王志强, 韩冬阳, 范兴明, 黎家言, 周巧岚, 王子楠

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 443-448. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.002

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  干式空心电抗器广泛应用于输电线路中，一般工作于户外，工作环境较为恶劣，由匝间短路故障而引发的火灾众多。因此，采取必要的监测手段，及时发现电抗器异常运行状态并进行维修，是必不可少的。首先分析了干式空心电抗器的结构以及匝间短路电路模型，提出了一种采集电抗器磁场信号的方案，进一步分析了通电线圈的磁感应强度计算原理。在此基础上设计了一种基于有限元分析法的新型电抗器匝间短路检测装置，其中有限元仿真分析是实现该装置的关键步骤。通过建立ANSYS有限元仿真模型，仿真了电抗器正常运行和发生匝间短路时故障层绕组电流与电抗器整体磁场变化。仿真结果表明，当电抗器发生匝间短路时，会在故障层绕组内部形成一个闭合的回路，在瞬间产生较大的感应电流，在电抗器输出端口表现为一个尖峰的突变电流。同时由于故障位置磁场发生畸变，造成空间磁场的分布不均，从而影响到电抗器的稳定运行。将仿真数据作为监测装置的预警值，达到了电抗器匝间短路故障在线监测的要求。
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  基于模型融合方法的IPMSM转矩预测

  杜帅祥, 韦寿祺, 梁嘉宁, 孙天夫, 王旭

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 449-455. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.004

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  在机器人等高端电机控制系统中，由于内嵌式永磁同步电机(IPMSM)运行时，受电机参数辨识困难、谐波干扰等因素影响，电机电磁转矩具有强非线性，很难通过传统数学模型来精确计算，而增加转矩传感器会提高系统成本。为了实现无转矩传感器转矩高精度预测，提出了一种基于模型融合方法的IPMSM转矩预测模型，以简单的线性转矩数学模型融合数据驱动的神经网络算法，可有效减少神经网络模型复杂度，同时提高转矩估算精度。用BP和RBF两种常见网络进行建模仿真和实验验证，证明了该模型可实现转矩实时在线预测，且具有良好的动态稳定性能。
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  基于三域特征提取和WOA-ELM的滚动轴承故障诊断

  耿建平, 陈志炜

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 456-462. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.005

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  为提高滚动轴承故障诊断率，提出一种基于三域特征提取和鲸鱼算法优化极限学习机(WOA-ELM)的滚动轴承故障诊断方法。首先，分别对滚动轴承的振动信号进行时域分析、频谱分析和小波包分解，构成故障特征向量集；其次，为避免维度过高影响后续模型诊断效率，应用流形学习中的局部保留投影对特征向量集进行降维并剔除冗余特征，获得对故障信息更具针对性的特征向量集；为解决极限学习机易陷入局部最优的问题，引入鲸鱼算法对极限学习机网络参数进行迭代寻优，提高ELM网络性能；最后，建立鲸鱼算法优化极限学习机的滚动轴承诊断模型，对故障进行分类和诊断。采用美国凯斯西储大学轴承数据对WOA-ELM进行训练和测试，实验结果表明，该方法能有效提高滚动轴承故障诊断率。
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  基于Self-Weight与t-SNE的滚动轴承故障诊断

  倪伟, 蒋占四

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 463-467. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.006

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  针对滚动轴承故障信号非线性、故障特征种类繁多难以准确分类的问题，提出了一种Self-Weigh与t-SNE相结合的解决方法。先用WPT完成对原始故障信号的处理及特征的提取，然后采用Self-Weigh评估每个特征的敏感程度，获取最优特征；再对这些最优特征通过t-SNE进行降维可视化处理，获取低维敏感特征，并将其作为AP传播聚类的输入，从而实现故障类型100%正确识别。采用机械综合模拟实验平台的轴承数据加以验证，并与采用t-SNE、Self-Weigh+PCA方法进行对比，结果体现了所提方法的优势。
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  基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数的自动生成方法

  王家浩, 黄美发, 李健

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 468-475. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.012

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  针对轴类零件外圆工序尺寸参数人工选择的低效率和不确定性及相关工艺知识在异构CAPP系统间难以共享与传输的问题，提出了一种基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数的自动生成方法。根据轴类零件外圆工序尺寸参数生成过程涉及的设计特征分析、加工方案推理、工序尺寸参数选择等过程知识，构建由零件结构层、设计特征层、特征映射层及加工特征层组成的知识表示模型。利用网络本体语言OWL对知识模型进行本体表示，构建外圆工序尺寸参数生成的元本体模型。采用语义网规则语言SWRL构建与外圆工序尺寸参数生成过程相关的推理规则，设计了外圆工序尺寸参数的自动生成算法，利用Jess推理机实现了外圆工序尺寸参数的自动生成，并通过实例验证了该方法的可行性。
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  新型高效的波浪能发电装置的机理研究

  戴创, 殷秀兴, 徐毓贤, 蒋占四

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 476-480. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.013

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  能量转换器(PTO)是波浪能发电装置(WEC)中非常关键的单元。介绍了一种采用滚珠丝杠结构和机械运动整流器(MMR)来提高能量转换性能的新型能量俘获装置。PTO将海浪的双向振荡运动转化为发电机的单向旋转。详细阐述了PTO设计和工作原理，建立了PTO的动力学模型，并解释了MMR齿轮箱中一种特殊的运作方式；利用ADAMS软件对波浪能发电系统进行动力学仿真分析，模拟波浪的双向输入转换为发电机的单向电压输出的过程。研究结果验证了单向离合器在能量转换过程中的作用和系统的可靠性，PTO独特的运作方式可使系统获得比较稳定的功率输出。
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  可压缩石墨烯/碳纳米管自组装及热导率研究

  何虹, 刘家驹, 张平

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 481-485. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.007

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  高功率器件的散热难题已经成为解决电子信息产业技术的关键瓶颈之一，可通过提高热界面材料本身热导率及提高热界面材料的压缩回弹性，以降低其在实际应用中的接触热阻。在修正Hummers法的基础上进行优化，制备氧化石墨；用酸化碳纳米管作为连接氧化石墨壁的桥梁，通过抗坏血酸还原氧化石墨自组装获得石墨烯/碳纳米管气凝胶，并对其热导率及压缩性能进行研究。结果表明，自组装的气凝胶拥有优异的压缩回弹性能，且在80%的压缩下热导率达4 W/(m·K)左右。气凝胶的制备为电子封装中弹性热界面材料的制备提供了简易可行的新途径。
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  电子束偏转扫描线圈的设计与仿真

  魏红燕, 李少林, 张晨阳, 张康龙, 李伯林

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 486-492. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.009

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  为解决电子束偏转磁场中的弱枕形畸变问题，基于余弦绕制法则，提出了改进的分布式等效余弦结构绕组。介绍了光栅畸变，采用COMSOL软件建立了分布式等效余弦结构绕组的几何模型和有限元分析模型，并对其进行数值模拟分析；分析了不同边张角的偏转磁场的分布，对比了不同半径的线圈改进前以及改进后的磁场分布，证实分布式等效余弦结构绕组的有效性，并最终确定了偏转扫描线圈的边张角和半径。
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  一种适用于射频能量收集系统的自适应MPPT技术

  王晓丹, 韦保林, 许新愉, 徐卫林

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 493-500. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.008

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  在射频能量收集系统中，射频整流器的非线性使其最大功率追踪电压（取得最大输出功率时的输出电压）与开路电压的比例并非为50%,且该比例随输入功率变化，因而传统的开路电压法（FOCV）不再适用。为保证射频整流器进行最大功率传输，将开路电压法和干扰观测法（P&O）相结合，发展了一种适用于射频能量收集系统的自适应最大功率追踪技术。该技术基于PWM+PFM的混合调制方式，在二分之一开路电压的基础上自适应地调整射频整流器的追踪电压微扰量，同时观测DC-DC转换器输出电容的充电时间。当充电时间达到最短时，射频整流器的输出功率达到最大，此时的追踪电压为最大功率追踪电压。自适应最大功率追踪技术可解决开路电压法追踪不精确以及干扰观测法在最大功率追踪点附近左右摇摆等问题。采用180 nm CMOS工艺进行设计及验证，结果表明，MPPT追踪效率峰值为99%,DC-DC转换器的转换效率峰值为86.46%,系统转换效率峰值为58.57%(@输入功率P_AV=-8 dBm)。
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  基于行驶稳定性的电动汽车四轮驱动控制算法

  王中辉, 唐焱

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 501-507. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.010

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  针对四轮驱动轮毂电机电动汽车的行驶稳定性控制问题进行研究，提出一种智能驱动系统，对处于行驶状态的车辆四轮扭矩输出特性进行调控，并利用Adams和MATLAB/Simulink软件建立目标车模型，搭建联合仿真平台。以车身侧偏角、横摆角速度、横摆力矩为控制变量，设计基于模糊PID的驱动控制器，制定出维持车辆正常行驶所需的横摆力矩及纵向力；运用粒子群优化算法对行驶车辆四轮扭矩实时分配，实现优化控制，合理分配转矩至4个车轮，实现对车辆四轮的输出扭矩优化调整；将目标车型导入Adams软件，完成在环蛇形工况下高、低附着路面的仿真试验，并与平均分配方法进行对比。研究结果表明，模糊控制策略对目标车辆的状态能够进行良好跟踪，本系统在等同条件下，车身横摆角速度最大偏差降低40%,车辆行驶稳定性获得显著提高。
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  基于全局优化策略的某燃料电池车动力经济性验证

  辛伟伟, 韦尚军, 郑伟光, 张平

  桂林电子科技大学学报. 2022, 42(06): 508-513. https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.06.011

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  为验证某款燃料电池商用车动力系统选型的合理性，以该款车型动力系统的关键参数为基础，在MATLAB仿真平台上搭建包含复合能量源(包含燃料电池和蓄电池包)、电机系统(包含驱动电机和电机控制器)及车辆传动系统(包含主减速器和车轮)的模型。采用基于动态规划算法的全局优化能量管理策略，设定空载、半载和满载3种载重模式，以欧洲典型行驶工况EUDC＿LOW为仿真工况，分析车辆在不同载重模式下的动力经济性。仿真结果显示，在3种载重模式下，车辆配置的复合能量源均能满足车辆在指定行驶工况下的功率要求，但随着车辆载重的增大，蓄电池包终端SOC逐渐偏离初始值，考虑到商用车需要在大载重的模式下工作较长时间，较低的SOC不利于车辆保持最佳的动力性。针对该车型的验证结果表明，在后续的研究和实车验证中，应考虑配置功率更大的车载燃料电池。