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  • 2019年第47卷第24期文章目次
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    • 含作动器死区输入的主动悬架鲁棒控制

      2019, 47(24):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.001

      摘要 (337) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:主动悬架的性能通常优于被动悬架。设计了受路面扰动的四分之一汽车主动悬架系统2自由度模型。针对作动器未知非线性死区输入,提出了一种鲁棒控制方案,该控制器可以消除由于参数不确定性对系统造成的不利影响。H∞提高了车辆的乘坐舒适性和操控性,以及系统的鲁棒性。仿真结果表明:鲁棒控制器对系统参数的不确定性具有很强的鲁棒性,它可以有效地消除死区对系统的影响,消除系统其他不可测量的干扰,从而保证系统全局稳定。

    • 外施励磁场作用下电工钢片的趋肤效应和涡流损耗

      2019, 47(24):6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.002

      摘要 (337) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过应用电磁扩散方程分析了基于麦克斯韦电磁场理论的交变激励条件下电工钢片的趋肤效应。考虑到在高频下趋肤效应更为明显,提出对扩散方程的无量纲化处理,并在考虑和不考虑趋肤效应两情况下计算涡流损耗。同时,利用三维磁性测试系统得到一种典型电工钢的宽带磁损耗和分离,来分析旋转激励下它的趋肤效应。提出了磁本构方程的简化,并将其引入扩散方程,采用有限元耦合弗雷德霍姆方程求解,最终写出具有趋肤效应的旋转涡流损耗分量的近似表达式。

    • 考虑约束影响的金属圆管径向压缩试验研究

      2019, 47(24):11-16. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.003

      摘要 (313) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究约束条件、压头尺寸等外部因素对金属圆管径向压缩力学性能的影响,采用圆柱形压头,对6组钢管试件进行径向压缩试验,对比分析结构变形、承载力及吸能特性;试验结果表明:V形约束的设置对钢管的塑性变形模式有显著的影响,延长了钢管内凹曲塌陷变形接触行程,使接触点两侧腔体封闭效果得到较大提高;结构承载力、平均压溃荷载及总变形能与约束体角度、压头直径、V形体间距成正比,与加载速率成反比。最后针对石油井井喷失控抢险救援,提出了一种新型内防喷装置的结构设计方案,可实现管柱内、外同时阻喷、事后处置更加安全、便捷的目的。

    • 基于证据理论的改进贝叶斯网络液压系统可靠性分析

      2019, 47(24):17-23. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.004

      摘要 (325) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:可靠性分析是判断液压系统和元件可靠性的一种关键技术。贝叶斯网络是液压系统可靠性分析的常用方法。然而,在实际工程中,液压系统的不确定性和多态性使得传统贝叶斯网络可靠性分析的性能下降。基于此,提出了一种基于证据理论的改进贝叶斯网络液压系统可靠性分析方法。首先,利用证据理论的似然概率和信任概率描述根节点的失效可能性区间,有效处理了液压系统的不确定信息,准确地提取了根节点的故障概率;然后,基于贝叶斯推理获取叶节点的故障概率和根节点的灵敏度区间,有效描述了液压系统的多态性。液压系统可靠性分析实例表明:该方法具有很强的不确定信息处理能力和多态性分析能力。实例分析结果验证了所提方法的有效性。

    • 基于神经网络的盾构液压推进系统的参数辨识

      2019, 47(24):24-32. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.005

      摘要 (275) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高盾构液压推进系统速度控制的精度,减小建立数学模型与实际系统之间的偏差,提出基于时延神经网络和系统参数上下界值的动态系统参数辨识方法。在建立盾构液压推进系统速度控制模型的基础上,利用神经网络在待辨识参数的范围内对系统的不定参数进行辨识,搜索出更逼近实际盾构推进系统的一组参数,满足对系统输入实际信号时能够准确地得到实际系统的输出。利用盾构模拟实验台的另一组采样数据对系统辨识结果进行验证,结果表明:该辨识方法得到的模型能够逼近真实的物理系统。

    • 基于改进遗传算法与Morphin算法的机器人路径规划方法

      2019, 47(24):33-38. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.006

      摘要 (332) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现动态复杂环境下机器人路径的优化,在建立栅格地图模型的基础上,针对传统遗传算法的不足,一是通过改进适应度函数使得到的路径更加平滑,二是将改进后的遗传算法与Morphin算法结合起来,使得机器人能够实时有效的躲避障碍物。仿真实验结果表明:通过结合改进遗传算法和Morphin算法的特点,能够使机器人沿着一条短而平滑的最优路径快速、安全地到达目标点。

    • 热轧带钢卷取温度智能预报系统及仿真程序的研究

      2019, 47(24):39-46. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.007

      摘要 (328) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将先进的控制理论和智能优化算法应用于实际生产中,是进一步提高热轧带钢卷取温度控制精度的有效途径。在设计了“优生“和“返祖”两个新的遗传操作的基础上,提出了参数智能化设计的遗传算法,并将其应用于基于遗传神经网络的卷取温度预报系统;利用某钢厂热轧作业部的历史数据,对模型进行了有导师训练和离线测试;基于MFC(微软基类库)的仿真程序结果表明:该卷取温度预报系统预报精度高,且算法收敛速度快,不仅可以提高热轧带钢的产品质量,同时为发展高端、高附加值的带钢产品提供了有力的技术支持。

    • 嵌入式共固化阻尼复合材料十字型加筋板的自由振动

      2019, 47(24):47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.008

      摘要 (319) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为大幅度地提高嵌入式共固化复合材料阻尼结构固有频率,优化其刚度,以嵌入式共固化阻尼复合材料薄板为研究对象,利用有限元的方法对比分析了该结构薄板及十字加筋薄板固有振动特性,并得到了筋材薄壁宽度和高度对结构固有频率的影响规律。结果表明:加强筋大大提高了薄板结构的固有频率和刚度,加筋薄板结构的各阶固有频率随着加强筋高度增大而增加,其中一阶固有频率增加幅度最大。增加加强筋宽度可以提高薄板结构的各阶固有频率,随着加强筋宽度的增加,固有频率的增加幅度减小。

    • 排气系统疲劳断裂及振动特性分析

      2019, 47(24):52-58. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.009

      摘要 (280) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通常汽车在行驶过程中,由于道路和发动机的外部激励,排气系统经常发生断裂并影响车辆的NVH指标。通过建立波纹管的结构模型和橡胶吊坠的动力学模型,确定了对振动特性影响最大的关键部件和主要参数。以某歧管式催化转化器的断裂故障为例,基于CAE技术进行了低周疲劳和热疲劳分析,并提出了结构优化方案。此外,对整体排气系统进行了模态分析,根据分析结果对原悬点位置进行了调整。试验表明:改进后的歧管式催化转化器结构解决了断裂故障,优化了排气系统的振动特性。

    • 一种压力传感器性能测试的液压试验台设计

      2019, 47(24):59-63. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.010

      摘要 (314) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现工程机械中压力传感器性能校准,采用了电液比例加载技术以LabVIEW软件为平台设计了一种压力传感器性能测试的液压试验台。介绍了试验台的组成,以液压原理图为基础分析了压力加载过程,利用工控机、数据采集卡和LabVIEW搭建了压力传感器性能测控系统得到传感器的静态和动态性能曲线,该试验台通过高精度压力传感器校准被测压力传感器,完成了对压力传感器的性能测试。

    • 单晶硅表面微纳结构构建及其疏水性能分析

      2019, 47(24):64-68. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.011

      摘要 (482) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用去除晶胞的方式在单晶硅100晶面的表面构建不同结构的光栅微纳结构及方柱阵列微纳结构,同时采用MD数值模拟方法,结合疏水结构模型,建立适用于光栅及方柱阵列微纳结构的结构模型,将理论接触角与仿真测量接触角对比并分析,从微观尺度上验证试验结果,得出两种结构参数对表面疏水性能的影响。研究结果表明:在去除一层晶胞的前提下,方柱阵列微纳结构的接触角为131°,其疏水性能更强。而结构参数在CassieBaxter模型条件前提下,疏水性能随着疏水结构间的间距宽度增加而增大,随疏水结构宽度增大而减小。

    • 基于DSP与FPGA的飞机地面空调流量监控系统的设计

      2019, 47(24):69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.012

      摘要 (298) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前飞机地面空调送风环境复杂多样,在线流量检测缺乏高效手段的问题,提出一种基于DSP和FPGA处理系统的非接触式超声波气体流量计的在线流量检测方法,选用T1公司的DSP芯片,来负责流量检测过程中的控制以及对超声波信号的处理;选用Altera旗下的FPGA芯片,负责完成对超声波换能器的激励和接收信号的高频采样,设计了飞机地面空调流量监测系统,并通过测试验证了方法的可行性与适应性。

    • 基于优质高效的数控铣削参数优化方法研究

      2019, 47(24):74-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.013

      摘要 (304) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现模具制造过程的优质高效率生产,基于能量效率、表面质量为优化目标函数模型,采用非支配排序遗传算法进行参数优化。选择Cr12MoV模具钢材料进行单工步干式铣削沟槽正交实验,通过试验结果获得优化后最优的Pareto解集。考虑缩小优化结果的选择范围提升数控铣削方案的合理准确性,采用层次分析法对优化的参数组合方案进行评价分析。结果表明:应用层次分析法评价分析可以获得最佳目标参数组合方案,可实现数控机床加工模具钢过程中的高效率、高质量加工。

    • 纯滚动单圆弧齿轮的齿面相对主曲率半径和齿面接触应力分析

      2019, 47(24):81-86. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.014

      摘要 (526) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据微分几何原理对纯滚动单圆弧齿轮进行曲率MATLAB仿真,分析了纯滚动单圆弧齿轮的不同参数对相对主曲率半径的影响;基于弹性接触变形理论,计算纯滚动单圆弧齿轮传动的齿面接触应力,考查主要参数对纯滚动单圆弧齿轮齿面接触应力的影响,为后续的纯滚动圆弧齿轮的设计制造具有重要意义,为开发新型的齿轮接触强度计算提供借鉴。

    • 基于R-CNN的智能电表数值识别方法

      2019, 47(24):87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.015

      摘要 (410) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统抄表方式存在的识别精度低、识别效果差的问题,提出基于区域卷积神经网络(Region-based Convolutional Neural Network, R-CNN)的智能电表数值识别方法。该方法首先使用摄像头采集电表数字码盘的图像信息,然后对采集到的图像进行预处理,最后通过R-CNN网络对预处理后的图像进行自动识别。试验结果表明:所提方法利用R-CNN网络可以同时自动识别表盘位置信息和表盘读数信息,很大程度上减少了人工识表的压力,提高了表计识别精度。

    • 飞秒激光烧蚀铝片的热弛豫效应模拟与实验研究

      2019, 47(24):92-97. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.016

      摘要 (381) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了在不同能量密度的单脉冲飞秒激光下烧蚀铝片的过程。通过分析基于双温模型有限差分法所模拟出的数据图,并结合飞秒激光烧蚀实验的结果,从而研究不同激光能量密度与铝片烧蚀之间的联系。研究表明:飞秒激光能量密度与飞秒激光烧蚀的关联,而实验所测的结果进一步表明了提升飞秒激光能量密度对加工铝材料的加工效率以及加工质量的影响。通过研究和实验结果能够得出随着飞秒激光能量密度的增加,飞秒激光烧蚀期间铝材料的热弛豫过程将加长,烧蚀强度也将有所增加,同时铝材料加工后得出形貌质量也将有所提高,这个结论对于飞秒激光烧蚀金属材料的研究具有一定的意义。

    • 一种独立光伏发电系统双向变换器的控制

      2019, 47(24):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.017

      摘要 (288) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏发电系统通过双向变换器引入储能环节进行控制,光伏电池发出的能量经DC-DC变换后供给直流母线侧负载,并通过双向变换器使用蓄电池进行能量管理。介绍了双向变换器的工作原理,分析了光伏电池、蓄电池和直流母线负载所消耗的能量处于不同状态时的系统能量管理策略。给出了基于Boost变换器的光伏电池最大功率跟踪的控制算法和基于双向变换器的蓄电池的充放电控制算法,提出了一种改进的充电控制策略。以Matlab/Simulink为仿真平台,搭建了该系统的仿真模型,并针对系统的各工作状态进行仿真研究,仿真与实验结果验证了系统控制算法的合理性和可行性。

    • 不同优化算法在液力变矩器优化设计中的比较研究

      2019, 47(24):103-111. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.018

      摘要 (3174) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:液力变矩器广泛应用于汽车、客车、风力发电机、工程机械等各种变速器中。传统的设计方法由于精度差、适应性差,已不再适应液力变矩器设计和优化的需要,三维流场仿真在液力变矩器设计中得到了广泛的应用。随着计算流体力学与现代优化技术耦合研究的日益深入,迫切需要在液力变矩器设计中找到合适的优化算法。因此,采用四种常用的算法来进行基于响应面的叶片数优化,并对算法在全局寻优和约束处理能力方面进行评估和对比。结果表明: 由于使用了大体量外部精英存档策略,AMGA具有最佳的搜索能力,NSGAII在处理约束方面优于其他算法;由于使用邻域交叉,NCGA在解的多样性及全局优化特性上表现较差。优化算法均表现出各个优点,没有哪种优化算法在所有性能上均达到最佳。研究探明了常用优化算法的优缺点,从而能够帮助设计者根据实际需要选择合适的算法。

    • 基于路径优化混合算法的自动化物流控制系统研究

      2019, 47(24):112-117. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.019

      摘要 (722) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高自动化物流控制系统的效率,提出了基于路径优化的混合算法实现路径规划方法。在模型设计中,将仓库货柜设计适用于自动引导车无障碍行驶的矩阵排列,按照货柜编号与货柜物理位置进行建模,在自动引导车的路径规划设计中,将模糊算法与启发式算法相结合来完成目标函数求解。实验证明:相比于蚁群算法和模拟退火算法,本文算法在最优解求解和收敛性方面优势明显,在路径优化方面具有较强适用性。

    • 基于云计算的大数据信息处理技术研究

      2019, 47(24):118-124. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.020

      摘要 (320) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着大数据时代的到来,信息的数据量正在以指数级的速度快速增长,己经达到TB、PB甚至是ZB级别。而在信息数据飞速増长的背后,是它们所蕴含的无穷无尽的价值。大数据信息处理技术可以帮助人们发现知识并从海量数据中找出规律,从而创造应用价值。但传统的信息处理方法不能有效地处理海量数据,尤其是不能满足用户对时效性的要求。云计算技术的出现和发展为快速、高效地处理海量数据提供了解决方案。为了充分利用云计算的并行计算能力及其动态资源的分配来有效地处理海量数据,基于云计算的大数据信息处理技术变得至关重要。因此,以提高信息处理效率并且保持数据的准确率为目标,将现有的经典数据分析算法模型与云计算技术相结合,对结合云计算和大数据的海量信息处理技术进行了研究,并提出了一种基于云计算的大数据信息处理方法。

    • 基于热-结构耦合模型的高速电主轴温升特性分析与实验研究

      2019, 47(24):125-129. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.021

      摘要 (285) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决热变形对主轴寿命及加工精度的影响,对高速电主轴的温升特性进行研究。首先建立了电主轴的热结构耦合模型,然后利用ANSYS软件进行热态模拟,分析稳态温度场的分布以及电主轴的热变形情况,最后探讨了主轴转速与切削力的变化对电主轴温度的影响。研究结果表明:所用方法可有效模拟电主轴工作过程中温度场分布以及热变形,仿真与实验结果基本一致,为电主轴温度控制提供参考。

    • 基于面部微表情的动画关键帧二次嵌套插值法

      2019, 47(24):130-137. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.022

      摘要 (290) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:微表情是源于人的情感表情的真实体现,在动画制作的过程中无论是二维动画还是三维动画的人物表情都需要尽量模拟真实人物面部表情。微表情动画关键帧嵌套指在参考真实微表情数据的基础上,形成模拟的微表情图形,将图形的关键帧在已有的表情动画关键帧序列基础上进行二次嵌套插入,对面部表情进行精细化的动画模拟。基于人面部微表情库的数据来对关键帧数据进行图形创建和插入,实验结果比没有插入微表情关键帧的动画效果更加生动,动画制作模拟精度更高,更有带入感。此方法对于提高二维动画、三维动画和VR模拟人物面部动画效果都具有一定的实用价值。

    • Peer-to-Peer网络的高效自适应视频流传输算法

      2019, 47(24):138-145. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.023

      摘要 (290) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:P2P网络电视的视频流传输过程中网络带宽的利用效率较低,为此提出一种P2P网络电视的自适应视频流传输算法。首先,将目标问题建模为多段流媒体的PSNR最大化问题,通过动态规划算法直接求解目标问题;然后,选择最优的订阅类与传输流媒体类,从而最大化重点区域内的总视频质量;最终,设计了一种新的请求模型来处理无法还原的数据传输,如果接收节点的重点区域中存在无法还原的媒体数据,则该节点向其邻居节点周期地广播其缓存图,以此过滤无法还原的数据传输。基于标准H.264/SVC视频序列的实验结果表明:本算法有效地提高了P2P网络流媒体的带宽利用效率,客户端接收的视频具有较高的质量。

    • 基于BP神经网络和蚁群算法的机械手轨迹控制算法研究

      2019, 47(24):146-152. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.024

      摘要 (313) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高机械手运行的平稳性,实现机械手控制的精准度,采用BP神经网络和蚁群算法相结合的方法实现机械手轨迹控制。首先,建立机械手运动轨迹模型,然后利用神经网络算法对机械手主要参数进行训练,接着,将输出预测的运动轨迹与机械手期望运动轨迹对比,以便求解更趋近于期望的最优参数。最后,借助蚁群算法对神经网络模型参数进行优化。经过实验证明:相比于传统BP神经网络算法,所提算法训练得到的角位移与期望角位移的拟合程度更高,且在空间三维坐标系的位移误差更小。

    • 基于耦合映射模型的拥堵延时控制方法

      2019, 47(24):153-158. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.24.025

      摘要 (299) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要致力于对交通拥堵的延时控制方法研究,基于全速度差模型,利用奈奎斯特稳定性判据从无控制和有延时控制两个方面对模型进行稳定分析,验证了考虑了时延的拥堵控制方法可以缓解交通拥堵,从而验证了理论结果的有效性。

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