聚合機(jī)械人才 構(gòu)筑創(chuàng)新天地
——機(jī)械系統(tǒng)與振動國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

機(jī)械系統(tǒng)與振動國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（原振動、沖擊、噪聲國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以下簡稱“實(shí)驗(yàn)室”）于1988年開始立項(xiàng)籌建，1995年建成并對外開放運(yùn)行，2019年3月獲評科技部2018年工程領(lǐng)域優(yōu)秀類實(shí)驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)室以推動科學(xué)發(fā)展、支撐產(chǎn)業(yè)進(jìn)步及國防現(xiàn)代化建設(shè)為使命，致力于振動沖擊噪聲分析與控制、系統(tǒng)動力學(xué)與信號處理、智能機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造、精密制造與質(zhì)量控制、生機(jī)電系統(tǒng)理論等領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問題與應(yīng)用技術(shù)研究。多年來，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了一批國家重大基礎(chǔ)研究與重大工程項(xiàng)目，在艦船聲隱身與沖擊防護(hù)、航天器動力學(xué)與控制、復(fù)雜裝備機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)載火箭制造技術(shù)與裝備、智能靈巧假肢等方面取得了創(chuàng)新的理論與技術(shù)成果，為機(jī)械學(xué)科的發(fā)展及艦船、航天器與制造裝備的技術(shù)進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)室一貫注重學(xué)術(shù)隊(duì)伍與科研條件建設(shè)，現(xiàn)有固定人員71名，先后培養(yǎng)出1名中國工程院院士和8名長江學(xué)者，22人次獲得國家杰出青年科學(xué)基金和國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金。長期以來，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的運(yùn)行機(jī)制，與國內(nèi)外學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)企業(yè)開展了廣泛的合作和交流，并積極推動科學(xué)技術(shù)的普及與傳播。經(jīng)過30多年的建設(shè)與發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室已成為機(jī)械系統(tǒng)與振動領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先、國際知名的學(xué)術(shù)研究與技術(shù)創(chuàng)新基地。

機(jī)械系統(tǒng)與振動國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室全消聲室

創(chuàng)新開拓 引領(lǐng)發(fā)展

目前實(shí)驗(yàn)室在科研方向上設(shè)置了五大方向：振動沖擊噪聲分析與控制、系統(tǒng)動力學(xué)與信號處理、智能機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造、精密制造與質(zhì)量控制、生機(jī)電系統(tǒng)理論。五大方向，創(chuàng)新開拓，為實(shí)驗(yàn)室的成果繁榮奠定了基礎(chǔ)。

（1）振動沖擊噪聲分析與控制

實(shí)驗(yàn)室針對機(jī)械系統(tǒng)振動沖擊噪聲產(chǎn)生與傳播機(jī)理、分析與控制方法，長期致力于激勵源機(jī)理與辨識、復(fù)雜耦合系統(tǒng)建模與分析、振動控制與沖擊防護(hù)等相關(guān)研究。重點(diǎn)圍繞艦船的振動沖擊噪聲問題，突破了噪聲與振動控制、沖擊模擬與防護(hù)等一系列重大基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)問題，形成了原始創(chuàng)新能力和核心競爭力。振動沖擊噪聲分析技術(shù)、減振抗沖元器件、沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)、抗沖覆蓋層等研究成果在常規(guī)艇、核潛艇、驅(qū)護(hù)艦及掃雷艇等海軍裝備上獲得應(yīng)用，為我國艦船設(shè)備的減振降噪抗沖提供新概念、新方法和新技術(shù)，引領(lǐng)了我國艦船隱身和沖擊防護(hù)領(lǐng)域的學(xué)科發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任軍委裝備發(fā)展部振動噪聲控制專業(yè)組組長單位，主持完成了我國武器裝備振動與噪聲控制技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，在我國新一代武器裝備的研制中發(fā)揮了不可替代的作用。

（2）系統(tǒng)動力學(xué)與信號處理

實(shí)驗(yàn)室面向航空航天復(fù)雜裝備動力學(xué)與振動控制、設(shè)備健康監(jiān)測與信號處理、微納米制造等國家戰(zhàn)略需求和學(xué)科前沿問題，深入開展復(fù)雜系統(tǒng)動力學(xué)理論、振動控制、信號處理等基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)研究，在復(fù)雜非線性系統(tǒng)動力學(xué)建模、多場耦合分析、動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)材料一體化設(shè)計(jì)和低頻時(shí)變微振動主動控制等方面取得關(guān)鍵理論與技術(shù)突破，研制出超大型電磁振動試驗(yàn)臺和大型航天器空間弱碰撞對接地面模擬器，提出復(fù)雜系統(tǒng)動力學(xué)設(shè)計(jì)理論、信號處理方法及微振動控制技術(shù)，在我國探月三期、火星探測器、氣象和高分遙感衛(wèi)星等實(shí)際重大工程中獲得重要應(yīng)用。

（3）智能機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造

實(shí)驗(yàn)室面向航空、航天、核電、汽車等領(lǐng)域高端裝備自主研發(fā)的戰(zhàn)略需求，開展現(xiàn)代機(jī)械裝備與系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)字樣機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)、高速高精運(yùn)動控制等基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究，創(chuàng)建并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝備拓?fù)湓O(shè)計(jì)與構(gòu)型綜合GF集理論，發(fā)明巨型重載操作裝備、大型重載伺服壓機(jī)、核電救災(zāi)機(jī)器人、消防機(jī)器人、多足步行機(jī)器人、微納操作機(jī)器人等先進(jìn)裝備，聯(lián)合研制多種具有自主知識產(chǎn)權(quán)、國際先進(jìn)的國產(chǎn)首臺套大型重載裝備，為制造強(qiáng)國建設(shè)提供有力支撐。憑借相關(guān)研究成果，實(shí)驗(yàn)室奠定了重要國際影響，先后獲美國機(jī)械工程師學(xué)會（ASME）“達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)與發(fā)明獎”、國際機(jī)構(gòu)與機(jī)器科學(xué)聯(lián)合會（IFToMM）會刊創(chuàng)刊50年卓越研究獎。

（4）精密制造與質(zhì)量控制

實(shí)驗(yàn)室面向汽車、飛機(jī)、火箭、高鐵、新能源裝備等復(fù)雜構(gòu)件制造的重大需求，發(fā)展高性能零部件高效精密制造新原理和新技術(shù)，開發(fā)火箭箭體、航天發(fā)動機(jī)葉盤、發(fā)動機(jī)曲軸和凸輪軸等核心部件的成套制造裝備，突破運(yùn)載火箭、汽車、飛機(jī)智能制造技術(shù)瓶頸，為國家制造業(yè)發(fā)展和國防建設(shè)提供技術(shù)支撐。此外，實(shí)驗(yàn)室在2014年和2015年連續(xù)兩次入選影響世界汽車科技的國際十大研發(fā)機(jī)構(gòu)；“復(fù)雜裝備的數(shù)字化設(shè)計(jì)”創(chuàng)新群體獲國家自然基金委III期延續(xù)資助。

（5）生機(jī)電系統(tǒng)理論

生機(jī)電一體化是近年來快速發(fā)展的前沿科學(xué)技術(shù)。它通過生物體運(yùn)動執(zhí)行系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等與機(jī)電裝置的功能集成，大幅延伸了機(jī)械系統(tǒng)的邊界。它是當(dāng)今全球各大科技計(jì)劃競相支持的前沿方向，該技術(shù)的發(fā)展可促進(jìn)生機(jī)電系統(tǒng)功能交互、神經(jīng)信息學(xué)與神經(jīng)工程、人機(jī)信息通道重建等新原理的發(fā)掘，帶動康復(fù)工程領(lǐng)域的學(xué)術(shù)創(chuàng)新和康復(fù)醫(yī)療裝備的技術(shù)進(jìn)步。目前，實(shí)驗(yàn)室在相關(guān)領(lǐng)域積累的理論和技術(shù)可輻射應(yīng)用到智能機(jī)器人、特種環(huán)境作業(yè)裝備、國防裝備等有關(guān)國計(jì)民生的重大領(lǐng)域，具有重要的科學(xué)和戰(zhàn)略意義。

開放交流 實(shí)踐應(yīng)用

在合作交流方面，實(shí)驗(yàn)室近年來主辦/承辦2019國際機(jī)械工程教育大會、中日超精密加工國際會議、振動工程國際會議、軟體機(jī)器人理論與技術(shù)國際研討會暨軟體機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)等17次重要學(xué)術(shù)會議。會議規(guī)模均超百人。實(shí)驗(yàn)室與美國通用汽車、第一汽車有限公司技術(shù)中心、合肥常青機(jī)械股份有限公司等多家公司成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室/研發(fā)中心，在開展技術(shù)研究的同時(shí)，支撐企業(yè)開展技術(shù)升級，實(shí)施成果產(chǎn)業(yè)化。

在論文發(fā)表與專利方面，2010—2019年，實(shí)驗(yàn)室固定成員發(fā)表SCI論文1900余篇，研究成果獲得發(fā)明專利授權(quán)近700項(xiàng)，發(fā)表論文及授權(quán)專利質(zhì)量不斷提升。并且，在前期的積淀之上，實(shí)驗(yàn)室近年來的發(fā)展腳步更加快速。

2021年5月25日，2020年度上海市科學(xué)技術(shù)獎揭曉，實(shí)驗(yàn)室2項(xiàng)成果獲獎。“機(jī)電產(chǎn)品的非平穩(wěn)噪聲快速計(jì)算、精準(zhǔn)測量及其降噪技術(shù)”獲技術(shù)發(fā)明獎一等獎，“大型電動振動臺試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備”獲科技進(jìn)步獎一等獎。

“機(jī)電產(chǎn)品的非平穩(wěn)噪聲快速計(jì)算、精準(zhǔn)測量及其降噪技術(shù)”項(xiàng)目突破了機(jī)電產(chǎn)品非平穩(wěn)噪聲降噪的一系列核心技術(shù)，提出了聲學(xué)積分方程的多極子加速邊界元方法，創(chuàng)建了聲功率的映射聲輻射模態(tài)快速計(jì)算技術(shù)；首創(chuàng)了周期性非平穩(wěn)噪聲的聲源可視化辨識技術(shù)，發(fā)明了適用于非平穩(wěn)噪聲源的成像系統(tǒng)；揭示了非平穩(wěn)噪聲振動不舒適度的耦合效應(yīng)機(jī)理，開發(fā)了主客觀融合的多聲源多路徑控制技術(shù)。項(xiàng)目應(yīng)用于乘用車、空調(diào)壓縮機(jī)等產(chǎn)品的低噪聲開發(fā)，相關(guān)產(chǎn)品聲學(xué)性能達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

“大型電動振動臺試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項(xiàng)目針對我國航空航天等重大工程對超大推力振動臺的迫切需求，通過長期產(chǎn)學(xué)研用合作，建立了大型電動振動臺試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法，提出了大尺寸動圈及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明了力熱電磁耦合作用下大型電動振動臺溫度控制技術(shù)和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多通道實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與智能化設(shè)計(jì)，提出了大型裝備動力學(xué)環(huán)境模擬試驗(yàn)方法和精準(zhǔn)控制方法，自主研制出系列化的大型電動振動臺試驗(yàn)系統(tǒng)，顯著提升了我國大型機(jī)電產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)的動力學(xué)和振動試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

聚合機(jī)械人才，構(gòu)筑創(chuàng)新天地。瞄準(zhǔn)國際學(xué)術(shù)前沿，對接國家重大需求。未來，實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)堅(jiān)定步伐，為國為民服務(wù)。