北航、浙大、西安交大和太原理工联合策划——智能液压元件及系统基础技术丨JME特邀专栏（上）

　　重要性和应用范围■◆★■■■：强调了轴向柱塞泵作为高端装备液压系统的关键部件，其可靠性和安全性直接影响整个液压系统和整机性能的重要性；

　　田边，西安交通大学教授■◆★★，长江学者创新团队骨干◆◆★★，教育部先进传感技术与系统JM融合协同创新平台副主任，先进传感与健康管理联合研究中心副主任◆★■★。从事MEMS微纳传感器研究，获得国家技术发明二等奖、陕西省科学技术一等奖等多个奖项及荣誉称号，发表相关SCI/EI论文47篇★■◆◆■，主持并参与国家及省部级项目数项■★◆■，包括国家自然基金、973、863、重大专项等。

　　引用格式■★■◆★:丁孺琦◆■, 熊文杰■★■■, 程敏, 徐兵. 智能化阀口独立电液控制系统安全性能评估[J]. 机械工程学报, 2024, 60(4): 101-112.

　　解决非线性问题■◆■◆：论文针对硅微谐振压力传感器的非线性问题，提出了基于自动增益控制（AGC）的线性化分析理论■◆，建立了高Q值硅微谐振压力传感器的自动增益控制和相位补偿模型，从而有效降低了谐振器振动频率非线性变化的影响◆■■；

　　多功能性与智能化潜力：两个插装阀可以根据控制需求设计为流量控制或压力控制功能，系统自由度高，具有很高的智能化潜力★★■◆★■，能够满足高端主机对操纵性、节能性、智能化★■★◆★◆、负载适应性的需求★■◆；

　　未来方向和挑战：探讨了智能化关键技术的现有问题及难点，指出了发展面临的挑战，并对未来的发展趋势进行了展望◆★■◆，给出了高质量发展的可行路径★■★◆◆。

　　实际应用指导■★：评估结果表明，增加故障诊断后，PL值从b级提高到c级■■，增加主动容错后可进一步提高到d级甚至最高e级■◆，为智能化电液系统控制、诊断和容错设计提供了遵循机器功能安全的评估与指导，推动其安全可靠的市场化应用。

　　DT-PHM研究架构：提出了将基于第一性原理的多维数字孪生模型◆★★◆★■、系统健康评估、预测与维护决策等关键技术构建为DT-PHM研究架构，并展望了两项技术深度融合在未来装备全生命周期视情维修和预测性维修中的应用前景。

　　焦宗夏，中国工程院院士，教授，博士生导师。长江学者特聘教授，973首席科学家，“飞行器流体动力控制与操纵”长江学者创新团队带头人，国家杰出青年基金获得者★★★■◆◆。30多年一直在科研一线◆★★◆，从事电液伺服控制◆★★★★◆、液压基础件、液压减振降噪等理论与关键技术及工程应用研究等■★◆★。在电液控制理论★★、核心基础件等方面取得多项原创性成果，系统解决了高可靠液压、伺服作动◆■★、高安全制动与飞行器试验等难题◆★★◆■。主持承担了多项国家973、863◆★◆■、国家自然科学基金、航空基金、国家大型工程与国际合作项目。获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项★◆■★■、教育部自然一等奖1项、国防科技进步一等奖1项★★■★◆■、航空学会科技一等奖1项（均排1）。第一授权发明专利87项■■★，国际发明专利2项◆■，专著2本，发表论文300多篇，其中SCI论文141篇，连续4年入选爱思唯尔高被引学者。

　　应用前景与可靠性：在高速热气流冲击下，传感器仍能保持较高的温度分辨率■■★■，并在不同工质中可长时间正常工作24小时以上◆■◆，满足实际液压系统中长时间保持密封性与稳定性的测温需求◆◆■★，具有广泛的应用前景◆■◆★。

　　引用格式:严如强◆■★★, 许文纲, 王志颖◆★■, 朱启翔■◆★◆■■, 周峥◆★★◆■, 赵志斌, 孙闯, 王诗彬■■★◆, 陈雪峰■◆★, 张军辉, 徐兵★★■. 航空发动机燃油控制系统故障诊断技术研究进展与挑战[J]★■. 机械工程学报◆■, 2024, 60(4): 3-31★★★◆■.

　　创新的安全性能评估方法：提出了一种面向ISO 13849机器安全标准的阀口独立控制系统安全性能评估方法◆★，结合故障树分析法和布尔代数运算，建立系统四象限工况安全性模型，并映射到ISO 13849中的预定义安全结构类别；

　　性能提升：通过AGC自激驱动技术，使谐振器稳定工作于谐振频率，并保持幅值稳定◆■◆★◆★。论文通过Simulink/PSpice建模仿真验证了非线性系统线性化分析的准确性，测试结果显示，所设计的控制电路使频率稳定性优于±0★★◆.05 Hz@采样周期5 ms，综合精度优于±0.02% FS◆■■■★；

　　创新的材料与结构设计★◆★：开发了基于高分子聚合物-金属-陶瓷材料的新型测温材料体系■★★◆■，并提出了一种多节点的三维阵列式电极结构★■★■◆◆，解决了三维立体曲面基底上的热电薄膜沉积难题■■★；

　　高性能与高精度：测试结果显示，所制备的薄膜温度传感器在-60~200℃量程内的灵敏度系数可达42μV/℃，静态测试中的温度时间漂移率为0■★.012℃/min，重复性误差为0◆◆■.32%，最大迟滞为1.3%★◆★，满量程误差小于0.5% FS。动态响应时间优于0◆■.24 ms，展现出优异的测温性能和高精度；

　　王淞立, 方续东◆■■■★, 高博楠, 赵立波, 田边, 林启敬, 张仲恺■■, 饶浩, 李瑜, 蒋庄德. 硅微谐振压力传感器自动增益控制与相位补偿研究[J]. 机械工程学报★◆■, 2024■★★, 60(4): 82-91■★◆★★.

　　系统组成与故障分析：详细介绍了大型民机操纵系统的组成，并分析了主要故障类型◆■★■★◆，包括舵面故障、作动器故障、传感器故障及过程故障等；

　　湾区黄金枢纽之上■◆★◆◆■，有灵魂与底蕴的「世界庄园」广佛新世界，打版第四代高质量住宅！

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　　创新的阀芯构型设计：提出了一种新型的换向滑阀构型，将进出口串接两个流量放大型比例插装阀，充分利用了插装阀的大流量控制特性和滑阀的微动性能，解决了传统多路阀存在的大流量低压损、动态特性差等问题★■◆；

　　《我在中国当农人》：外国人重生之我在中国种地，这难道是《种地吧》平替？

　　吴帅■■◆★，博士◆◆★，副研究员/博导■★，长期从事电液伺服元件和系统方面的研究，承担国家自然科学基金青年和面上项目各1项，04重大专项课题1项■◆，参加国家自然科学基金重大项目1项，重点项目1项，国家973课题1项■◆★。先后开展了高性能机载电液伺服元件■★★、离散数字液压★■★、智能液压系统控制等研究。在机械电子工程领域发表SCI论文20余篇，其中第一/通讯作者14篇，授权发明专利10余项★★■◆，获得中国机械工业科学技术奖一等奖1项，教育部自然科学进步奖一等奖1项■■■★◆◆。

　　JME学院是由《机械工程学报》编辑部2018年创建◆◆，以关注、陪伴青年学者成长为宗旨◆■■，努力探索学术传播服务新模式。首任院长是中国机械工程学会监事会监事长、《机械工程学报》中英文两刊主编宋天虎。

　　复杂的工作环境和系统特点★◆■★：详细分析了燃油控制系统在高性能发动机中的复杂工况和系统特点，如固有压力脉动、流固耦合振动、密封圈泄漏◆◆■◆、油液污染等问题■★，以及少测点、变工况、强干扰和强非线性等特性■■◆★◆★；

　　数字孪生技术的独特优势：阐述了数字孪生技术在解决上述PHM技术问题过程中的独特优势，强调了数字孪生模型◆■★、虚实数据映射、状态一致性度量和高效迭代修正在提升PHM技术中的作用★◆◆；

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　　容错控制技术综述◆◆◆：深入讨论了飞行过程中操纵系统的容错控制技术进展，归纳和比较了各种容错控制方法的优缺点，并阐述了冗余资源配置在容错控制中的作用；

　　智能化技术的综述：系统性地综述了轴向柱塞泵智能化技术的发展历程和研究现状，涵盖智能状态监测、智能故障诊断、智能寿命预测和智能决策调控四个方面；

　　有一种合作叫做真诚，有一种发展可以无限，有一种伙伴可以互利共赢，愿我们合作起来流连忘返■★◆，发展起来前景可观。关于论文推荐、团队介绍、图书出版■★、学术直播、招聘信息◆■■★◆★、会议推广等，请与我们联系。

　　第四次工业革命利用信息化技术促进产业变革★■◆★，将带我们进入智能化时代■■■★★。工业装备的智能化必然会要求作为其核心动力和控制的液压元件及系统实现智能化。近年来，在国家重点研发计划等项目的支持下，相关液压元件及系统智能化相关技术研究持续推进，取得了一系列高质量的研究成果，有利地支撑了智能液压的技术进步和产业发展。因此◆◆★★，推动液压元件及系统智能化相关技术研究和工程应用是《机械工程学报》的重要任务■■◆★◆。为此，”专栏，广邀本领域专家学者结合自身科研实践★★■，介绍最新研究进展、总结学科发展脉络及面临的挑战，集中展示智能液压元件及系统在原理方法及其应用等方面的最新研究进展，促进学术交流，推动相关领域纵深发展■★★。专栏共收录论文

　　月薪8500，房贷6000多，儿子每月2000★★，离异女网友问未来在哪里？

　　引用格式◆■◆:田边, 刘江江, 张仲恺■◆, 刘兆钧, 马荣, 林启敬■■◆■★■, 蒋庄德. 基于多节点阵列结构的高精度薄膜温度传感器研究[J]■◆■. 机械工程学报★★★■, 2024★◆◆★■■, 60(4): 92-100.

　　故障诊断技术综述■◆★：系统总结了燃油控制系统的常见故障，并介绍了主要的故障诊断技术方法◆★■■■◆，包括基于物理模型、信号处理和人工智能的方法；

　　赵斌，太原理工大学机械与运载工程学院副教授，硕士生导师，山西省三晋英才拔尖骨干人才，山西省担当作为表现突出干部★■◆■★，现兼任机械工程学会流体传动与控制青年工作委员会分会委员，中国机械工程学会高级会员★■◆★。长期以来在新型电液元件设计■■、电液比例控制■■★、工程机械节能技术等领域开展面向应用的基础研究■★■★◆■，近年来，主持国家重点研发计划1项、NSFC山西煤基联合基金重点项目1项(合作单位负责人)★◆★★、国家自然科学基金项目2项，省部级科研项目5项，承担企业横向课题5项，参与国家重点研发计划1项。发表各类学术论文20余篇，SCI、EI收录论文10余篇■◆★，其中，以第一作者在国际顶级期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics发表论文1篇，影响因子16.40；在中国卓越期刊重点期刊、梯队期刊发表论文3篇。申请发明专利10余项，授权发明专利7项◆■◆■◆◆，已实现成果转化3项。

　　引用格式◆◆◆:赵星宇, 王波, 权龙, 葛磊★★■◆■, 周兴炜. 串联阀芯阀口独立控制多路阀设计及特性研究[J]. 机械工程学报★◆◆★■★, 2024, 60(4): 113-125.

　　引用格式:张军辉, 刘施镐◆◆★■■, 徐兵, 黄伟迪◆◆■◆, 吕飞★■■, 黄晓琛■◆◆◆★★. 轴向柱塞泵智能化关键技术研究进展及发展趋势[J]■★. 机械工程学报■■★◆★, 2024, 60(4): 32-49.

　　多控制策略的安全性分析★■★：分析了常规控制、故障诊断与主动容错控制器三类控制方法对系统安全结构的影响★◆★■■◆，指出通过引入故障诊断和主动容错技术，在不增加额外硬件冗余的情况下，可以显著提高系统的安全性能等级（PL）；

　　高精度冗余控制策略◆★★★：设计了串联式双级位移闭环+并联式流量/压力闭环控制策略，实现了流量和压力的高精度冗余控制◆★。通过仿真和试验验证了阀的特性，结果表明样阀具有较高的额定流量、较小的位移滞环、优秀的动态特性和稳态负载特性，流量控制精度高。

　　工程化应用■■★■：论文实现了自动增益控制在高Q值谐振压力传感器的工程化应用，成功解决了因频率跟踪非线性引起的传感器性能下降问题，展现出广泛的应用前景■◆★◆。

　　研究现状与未来展望：概述了故障诊断技术在燃油控制系统关键部件中的研究现状，并指出了当前面临的挑战与未来的研究机遇。

　　引用格式:王兴坚, 杨新宇, 王少萍. 大型民机操纵系统容错控制技术综述[J]. 机械工程学报★◆■■, 2024◆◆■◆, 60(4)★◆◆: 50-65.

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　　张军辉■■◆◆★，浙江大学★★★★◆★，教授◆◆■■，国家优青基金获得者，中国机械工业科技创新领军人才。研究方向为高性能液压元件及电液控制系统◆★◆■★，发表第一/通讯作者SCI论文80余篇★◆■，获国际会议最佳论文奖8次，爱思唯尔中国高被引学者■★◆◆◆■。获中国机械工业科学技术奖一等奖3项、王玉明科技强基青年奖、中国机械工程学会青年科技成就奖。担任SCI期刊CJME、TMECH编委◆■★■★，以及CJA、JZUS-A等青年编委。

　　《编码物候》展览开幕 北京时代美术馆以科学艺术解读数字与生物交织的宇宙节律

　　实际应用与未来展望：总结了操纵系统容错控制技术在实际工程中的应用，并对该领域目前面临的主要技术挑战和未来的机遇进行了展望。

　　PHM技术的关键问题：总结了预测和健康管理（PHM）技术在设备故障机理研究不透彻、全生命周期数据不完备★◆★◆★■、健康状态监测方法不足、多层级状态信息综合不足以及不确定性管理等方面的关键性问题；