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  • 2014年第41卷第5期文章目次
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    • 发动机泄气制动数值模拟及其性能优化研究

      2014, 41(5):1-7.

      摘要 (989) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优化发动机泄气制动性能,用UG软件建立了三维模型,应用动态网格技术对模型进行了网格划分并对气门和活塞的运动规律进行设置和定义.用Fluent软件对泄气制动工作过程进行三维瞬态数值模拟,分析了泄气制动过程活塞压力变化情况,并根据活塞瞬时受力得到各状态下发动机平均制动功率,得出排气背压、排气门开度、发动机转速对制动性能的影响.通过优化工作参数,提高了泄气制动性能,最后进行实验验证,结果表明最大误差为5.2%,最小误差仅为4.1%,表明模拟结果有较高精度和准确性.

    • 发动机控制器ECU中功率管的温度预测研究

      2014, 41(5):8-13.

      摘要 (1008) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确预估发动机控制器ECU中的功率MOSFET管的温升情况,建立了一个针对工作于PWM脉宽调制方式下的功率MOSFET管的峰值节点温升预测简化模型,基于功率管的DATASHEET参数,模型可以快速地对工作于PWM调制方式下的功率管峰值节点工作温度做出精确预测.通过试验测量的温升结果和模型的预测温升结果的对比,验证了模型的温升预测精度,对温升的预测最大误差不超过2.3%.虽然温度预测模型是基于柴油机电磁阀驱动电路,但预测模型可以很容易地扩展到其他的功率驱动电路拓扑结构.

    • 基于AFS与DYC的车辆侧风稳定性控制研究

      2014, 41(5):14-19.

      摘要 (1319) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究提高高速车辆侧风稳定性的主动控制方法,建立了考虑侧风作用下的车辆八自由度非线性动力学模型,采用基于分段线性轮胎特性二自由度模型作为参考模型,分别设计了多柔性PID主动前轮转向(AFS)和LQR最优控制直接横摆力矩控制(DYC),对比分析了在两种典型工况下,两种不同主动控制方法对高速车辆侧风稳定性的控制效果.研究结果表明:侧风直线行驶工况下DYC操作性、稳定性、轨迹保持能力方面均优于AFS,纵向动力学性能方面AFS优于DYC;侧风前轮转角正弦输入工况下AFS与DYC在操作性、稳定性、轨迹保持能力方面差别不大,纵向动力学性能方面AFS明显优于DYC.

    • 某扭转梁后悬架侧倾刚度的解算与优化

      2014, 41(5):20-25.

      摘要 (1115) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立悬架侧倾力学模型,利用结构力学的初参数法,推导出带稳定杆的扭转梁的扭转刚度解析解,在此基础上建立了其等效在车轮处的侧倾角刚度的数学模型,通过与ABAQUS软件建立的有限元模型的仿真结果对比验证其可靠性.结合NSGA-Ⅱ算法对悬架的侧倾角刚度及横梁总质量进行了优化,结果表明横梁质量和侧倾角刚度得到很好的折中,证实了该优化方法较为可靠,对扭转梁后桥开发初级阶段总成特性参数的设计、选择具有理论指导意义.

    • 基于改进OBB包围盒的碰撞检测算法

      2014, 41(5):26-31.

      摘要 (1293) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对车铣复合数控加工仿真碰撞检测精确度低的问题,提出了一种基于改进OBB包围盒的快速碰撞检测算法.该算法基于改进的OBB包围盒算法,利用车铣复合加工仿真碰撞检测的结果,创建碰撞单元组的包围盒及层次包围盒树;通过粗检阶段计算出包围盒树的相交节点集合,计算得到发生碰撞的三角形面片集合;应用回退技术,解得初始碰撞时间及位置.实例验证结果表明,该算法有效提高了车铣复合数控加工碰撞检测的精确度.

    • BPNN-HDMR非线性近似模型方法及应用

      2014, 41(5):32-38.

      摘要 (1244) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出基于误差反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)的高维模型表示(high dimensional model representation, HDMR)方法,即BPNN-HDMR方法.BPNN-HDMR方法的显著优势是将BP神经网络的非线性函数逼近能力与高维模型的层级结构理论相结合来构建近似模型,并能够揭示输入变量之间固有的线性或非线性关系及其相关性,将构造模型复杂度由指数级增长降阶为多项式级,有效地解决了高维建模问题.通过测试和对比验证了该算法的效率和建模能力,并将该算法应用于矿用自卸车安全驾驶室翻车保护装置(Roll-Over Protective Structure, ROPS)的优化设计.通过优化结果验证了所提方法的可行性和有效性.

    • 某型包装机推手机构刚柔耦合系统动力学研究

      2014, 41(5):39-43.

      摘要 (995) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速状态下,柔性较小的零件作为纯刚体进行计算,其结果与实际情况有偏差.基于刚柔耦合系统动力学理论,采用有限元方法和模态综合叠加法,将刚度较小的零部件柔性化,建立某型包装机推手机构的刚柔耦合系统动力学模型.基于该模型,计算推包和折边时长臂推手的动态应力,并与ABAQUS中计算结果比较,二者基本吻合,验证了基于刚柔耦合系统动力学理论计算动态应力方法的正确性.对比研究推手机构的多刚体计算模型与刚柔耦合系统动力学模型,表明柔性长臂推手变形会引起一定的位置偏差,验证了在高速状态下该机构刚柔耦合系统动力学模型的计算结果更为准确.

    • 一种球头铣刀“S”形刃口曲线的数学建模方法

      2014, 41(5):44-49.

      摘要 (1188) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了简化球头铣刀“S”形刃口的数学模型,推导两个空间平面与球面相交而成的复合型刃口曲线方程,提出并应用了“单球法”和“双球法”两种数学建模方法,并推导了球头铣刀球面部分平面刃口曲线偏转角和螺旋角的数学表达式.结果表明:偏转角和螺旋角两者相等,可以简化球面部分平面刃口曲线的数学模型,既降低了平面刀刃曲线的推导过程的复杂性,同时又为两个或多个空间平面与球头铣刀球面部分相交而成的复合型刃口曲线方程的建模提供了一种有效方法.

    • 优化集成系统平台的建立及其应用研究

      2014, 41(5):50-57.

      摘要 (932) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过隐式参数化软件SFE CONCEPT进行参数化建模,利用多学科设计优化软件iSIGHT集成SFE CONCEPT、求解器LS-DYNA和数据处理器Matlab,建立优化集成系统平台,以实现产品开发过程优化的快速、自动化.以新开发车型前保险杠横梁为例,在保证碰撞安全性的前提下针对保险杠横梁的轻量化问题, 对横梁空间形状、截面高度、宽度以及厚度进行优化.以质量最小为优化目标,碰撞压缩量与车体加速度峰值为约束条件,采用最优拉丁超立方试验设计和模拟退火算法,通过优化集成系统平台对模型进行40%偏置、刚性墙、刚性柱三类低速碰撞仿真分析,得到了满意的效果.

    • 多域边界面法在稳态热传导问题中的应用

      2014, 41(5):58-64.

      摘要 (1130) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将边界面法应用于多域问题稳态热传导的计算,提出了一种新的实现方法,称之为多域边界面法(MD-BFM).在边界面的基础上,仿照单域问题,推导了多域问题稳态热传导的矩阵组装的方式,得出其离散的边界积分方程,温度等未知量即可求出.将多域边界面法应用于某包含62个浇筑层(共125个域)的大坝的稳态热传导分析,得出其温度场分布图,并和有限元计算结果进行了比较,温度最大值均为20.7 ℃,且温度分布等值线高度吻合,但多域边界面法采用了更少的网格.对大坝这样的大规模工程问题进行计算的结果证明,本文所提出的多域边界面法可以应用于稳态热传导问题,并且相较于其他方法(例如有限元法),具有同等精度,并且消耗更少的人力.

    • 合成射流对脉动气动载荷的相位控制

      2014, 41(5):65-70.

      摘要 (1003) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了通过合成射流控制脉动气动载荷相位来抑制结构物涡激振动的思想.为了验证合成射流对脉动气动载荷的相位控制功能和研究实现合成射流相位控制功能的参数范围,采用CFD软件对有无合成射流控制下,E214翼型周围的二维非定常流场进行了数值模拟,得到了翼型升力系数的时间历程.对有无合成射流控制情况下,气动载荷的时间历程进行快速傅利叶变换.给出了大迎角下无合成射流控制时脉动气动载荷的主频,及判断合成射流能否实现相位控制的方法.应用该方法对一系列数值模拟的结果进行分析判断,得到合成射流能实现相位控制的速度-频率参数范围.结果发现合成射流的相位控制功能受合成射流喷射速度和喷射频率的影响很大.当合成射流喷射频率与无合成射流作用下脉动气动载荷的主频非常接近时,只需较小的控制能量就能实现相位控制.而当合成射流喷射频率偏离无合成射流作用下脉动气动载荷的主频时,则需要较大的控制能量才能实现相位控制.

    • 自抗扰参数模糊自整定无刷直流电机控制研究

      2014, 41(5):71-78.

      摘要 (1148) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电机控制当中,自抗扰控制器(ADRC)是提高系统鲁棒性的有效手段之一,但是其需整定的参数过多,不便于实际操作,本文结合模糊控制技术,对自抗扰控制器的参数进行自整定,不仅保持了ADRC原有的优良性能,而且提高了其自适应能力.同时结合无刷直流电机本身的特性,推导出了BLDCM作为被控对象的二阶状态方程,仅用一个参数模糊自整定的自抗扰控制器就实现了无刷直流电机的运行控制,保证了BLDCM控制系统结构的简单性.仿真表明,此控制系统对BLDCM的内部参数的摄动和外界扰动具有很强的自适应性和鲁棒性,并且结合实验验证了其可行性和有效性.

    • 基于分类算法的多电平二极管钳位逆变器的通用快速SVM算法研究

      2014, 41(5):79-85.

      摘要 (940) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多电平二极管钳位逆变器的传统SVM算法需要进行大量三角函数运算或查表操作、因而运算效率低的不足,引入基于Kohonen竞争性神经网络的分类算法,提出了一种通用的快速多电平二极管钳位逆变器SVM算法.新算法并不需要对神经网络进行训练,在整个实现过程中不再需要任何三角函数计算或查表操作,而只需要进行简单的加减乘除运算,因而能显著简化算法的实现.对三电平和五电平的二极管钳位逆变器进行时域仿真,结果验证了文中数学分析的正确性和所提算法的可行性,同时表明该算法是一种对多电平二极管钳位逆变器通用的算法,将它应用于不同电平数的逆变器时不需要进行任何修改.

    • 基于变权分析方法的电动汽车充电设备性能综合评价

      2014, 41(5):86-93.

      摘要 (820) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将变权分析方法运用于充电设备的性能评价中.首先建立了电动汽车充电设备性能的综合评价指标体系,同时对体系内各指标获取评价参量并进行统一量化的方法进行论述,随之阐述了用变权分析方法进行权重计算的原理和步骤,最后编写软件实现了电动汽车充电设备测试数据的分析和评价,利用该软件分别对两台充电设备的实验数据进行了分析,使用变权分析方法得出最终综合评价结果.分析结果表明,变权分析方法能够有效地对充电设备性能进行综合评价,评价结果突出了薄弱环节的作用,使得分析结果更加合理.该方法不仅适用于电动汽车充电设备性能评价,也适用于其他复杂系统的综合评价.

    • 基于聚类分析的短期负荷智能预测方法研究

      2014, 41(5):94-98.

      摘要 (880) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:短期电力负荷预测作为电网企业的基本工作,其精度的提高对于电网企业运营管理和调度管理具有较大的意义,然而由于电力负荷受到诸多非线性因素的影响,因此得到高精度的电力负荷预测结果是比较困难的.本文首先利用数据挖掘中的k-means聚类技术对训练集的气象数据进行聚类分析,分析提取相似日,在提取相似日的相关历史数据后,建立支持向量机模型进行短期电力负荷预测.经算例结果证明,由该方法得出的预测结果平均相对误差为0.88%,和同结构支持向量机预测的平均相对误差(1.66%)以及ARMA预测的平均相对误差(3.81%)相比,预测精度得到明显的提高,证明了该方法的有效性.

    • 基于双能γ射线的煤炭灰分测量模型及其应用

      2014, 41(5):99-105.

      摘要 (936) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统双能γ射线测量法检测误差较大以及灰分成分对检测精度影响大的问题,建立了基于模糊神经网络的双能γ射线的新型煤炭灰分测量模型,并应用该模型对煤炭灰分进行了在线检测试验,实例分析了两种双能γ射线测量方法在煤炭灰分检测中的应用情况.试验结果表明:相比于传统双能γ射线测量法3%的平均相对误差,本文提出的基于模糊神经网络的双能γ射线的灰分测量法的相对误差小于1%,且其测量结果不受灰分组成成分的影响.同时,利用X-射线荧光光谱分析法(XRF)分析了灰分的化学组分与其含量的关系,研究了灰分化学组分对双能γ透射法检测结果的影响.结果表明:煤炭中Fe,Ca,Mg和S元素的含量会影响双能γ射线透射法的检测精度,其成分含量波动越大,检测结果误差也越大.

    • 基于Term-Query-URL异构信息网络的查询推荐

      2014, 41(5):106-112.

      摘要 (885) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:查询推荐是一种帮助搜索引擎更好的理解用户检索需求的方法.基于查询的上下文片段训练词汇和查询之间的语义关系,同时结合查询和URL的点击图以及查询中的序列行为构建Term-Query-URL异构信息网络,采用重启动随机游走(Random Walk with Restart,RWR)进行查询推荐.综合利用语义信息和日志信息,提高了稀疏查询的推荐效果.基于概率语言模型构造查询的词汇向量,可以为新的查询进行查询推荐.在大规模商业搜索引擎查询日志上的实验表明本文方法相比传统的查询推荐方法性能提升约为3%~10%.

    • 改进盲源信号处理的集成动力装置故障诊断

      2014, 41(5):113-117.

      摘要 (810) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速集成动力装置中振动信号相互耦合严重而普通方法无法进行有效分离的问题,提出一种改进的盲源信号处理方法.该方法在传统盲源分离方法的基础上,通过故障机理获得的先验知识确定源的数量和频率特征,从而有效地提升故障信号源的分离效果.试验验证结果表明,采用改进的盲源信号处理方法处理后的信号与实际系统的故障特征吻合度很高,该方法能够有效地应用于高速集成动力装置的故障诊断并提高诊断精度.

    • 二维流形图形建模系统完备操作集研究

      2014, 41(5):118-124.

      摘要 (931) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前大多数二维流形建模系统不能保证二维流形结构的问题,如欧拉操作会产生非二维流形网格结构,通过对基于网格结构的二维流形建模系统中的各种数据结构及非流形和流形结构的研究,提出了一套新的基于图形旋转系统的完备的网格建模操作.与现有二维流形建模系统中的数据结构和网格建模操作相比,新提出的数据结构和网格建模操作更加直观有效并更方便用户使用.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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