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  • 2016年第43卷第8期文章目次
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    • 电控旁通阀涡轮增压器匹配计算研究

      2016, 43(8):1-7.

      摘要 (1285) HTML (0) PDF 2.29 M (1332) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用发动机性能仿真软件GT power建立了带废气旁通阀电控系统的涡轮增压汽油机模型,基于增压压力随旁通阀开度变化的情况,确定了控制系统的特性参数值.根据不同增压压力下涡前压力的变化规律以及汽油机动力性能的要求对废气旁通阀开度进行标定,分析了增压器与汽油机联合运行性能并进行了实验验证.结果表明,选配的小尺寸涡轮确保了汽油机的低速性能;建立的控制系统实现了对增压压力多目标值的连续控制,高速时没有发生因增压压力过高而导致爆燃和增压器超速的现象.

    • 非对称喷嘴喷雾模拟网格适用性研究

      2016, 43(8):8-15.

      摘要 (837) HTML (0) PDF 2.76 M (1272) 评论 (0) 收藏

      摘要:离散油滴模型(DDM)和拉格朗日油滴-欧拉气体(LDEF)算法的喷雾数值模拟对网格具有很强的依赖性.对某非对称三喷孔喷嘴的喷雾过程进行了网格参数适用性研究,分析了网格依赖性的来源,探讨了网格形式以及径向、轴向、周向网格尺寸变化对喷雾的影响,与实验数据对比了喷雾形态和贯穿距离,并研究了对索特直径的影响.分析了不同网格长宽比的影响.结果表明,非对称三喷孔喷嘴的喷雾数值仿真中,极坐标类型的网格具有更好的适用性.随着网格尺寸减小,贯穿距离和索特直径基本都呈现增大的趋势,但径向尺寸对贯穿距离的影响稍大于轴向尺寸.网格尺寸和长宽比存在一个最优值使得模拟的贯穿距离与实验值拟合得最好.

    • 纯电动汽车电子加速踏板可靠性控制研究

      2016, 43(8):16-24.

      摘要 (859) HTML (0) PDF 3.49 M (984) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确保加速踏板信号的可靠性,采用非接触式霍尔传感器作为电子加速踏板位置传感器,对踏板位置传感器信号提出一种改进的一阶低通滤波算法,进行2次滤波消除信号突变,并结合电动汽车电机驱动特性对加速踏板位置传感器信号进行故障诊断.通过建立踏板信号控制模型仿真,测试了整个控制过程的可靠性.结果表明,踏板信号出现毛刺及过高、过低或同步误差较大等异常时能准确判断出各种故障状态,该控制方式可满足纯电动汽车电子加速踏板可靠性控制的要求.

    • CVT插电式混合动力汽车经济性控制策略

      2016, 43(8):25-31.

      摘要 (1003) HTML (0) PDF 2.87 M (883) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对搭载CVT的插电式混合动力轿车,设计了一种基于动力源外特性曲线和驾驶员踏板操作信号的需求转矩解析方法,在此基础上提出驱动和制动工况下基于瞬时经济性成本最低的能量管理策略,该策略以需求转矩、车速和电池SOC为状态变量,以发动机节气门开度、电机转矩、CVT速比为控制变量.进一步研究了电量消耗阶段有无发动机单独驱动模式对整车能耗经济性的影响.通过自行搭建的前向模型进行仿真,结果表明,电量消耗阶段无发动机单独驱动模式的控制策略具有更强的综合性经济优势.

    • 基于网格映射的车身覆盖件精细模面设计研究

      2016, 43(8):32-39.

      摘要 (880) HTML (0) PDF 2.19 M (901) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于机台和模具变形、制件减薄等因素的影响,造成合模时模面间隙与板料成形零件厚度不一致而导致模具研合率低.针对上述问题提出了一种新的模具模面精细化补偿方法,针对该补偿方法提出了一种基于二分法的网格变量映射新算法来实现不同网格变量之间的精确映射.该设计补偿方法在工艺设计阶段即可对模具型面进行相应的变形补偿,以抵消实际模具结构变形对成形件质量的影响.应用实例表明,该映射算法在精度和速度上有较大的提高,该补偿方法能够解决模具调试阶段研合率低的问题, 大大提高了首次合模率.

    • 非满载液罐车侧倾稳定性模型研究

      2016, 43(8):40-44.

      摘要 (809) HTML (0) PDF 1.20 M (807) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决非满载液罐车在转向过程中侧倾稳定性差的问题,建立了非满载液罐车罐内液体冲击等效机械模型及整车运动学模型, 运用流固动力学耦合原理对两者进行耦合.运用此模型对5种不同尺寸比例的椭圆形截面罐体进行数值仿真试验,结果表明,当椭圆长轴(2a)与短轴(2b)之比为1.5时,液罐车所受罐内液体冲击力及力矩最小,具有较好的侧倾稳定性.研究结果为液罐车行车侧倾稳定性的研究和整车设计,提供了理论和技术支持.

    • 后碰撞中乘员颈部肌肉有限元模型的建立与验证

      2016, 43(8):45-51.

      摘要 (683) HTML (0) PDF 1.38 M (934) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立并验证了具有主动力响应的乘员颈部肌肉有限元模型,用于研究颈部肌肉主被动响应对后碰撞载荷下乘员头颈部动力学响应及颈部损伤的影响.运用50百分位成年男性颈部的MRI数据重建了人体颈部肌肉三维数值模型,采用克里格插值方法将其与头颈基础模型进行匹配.肌肉材料定义采用Ogden材料和Hill材料相耦合的办法以分别模拟肌肉的被动和主动特性.根据Davidsson等人开展的后碰撞台车志愿者试验数据对该颈部肌肉模型进行了验证.结果表明,肌肉激活状态下与未激活时比较,头部质心相对T1位移减小了12 mm,头部角位移减小了4°,肌肉主动力影响显著.该模型的数值模拟结果与志愿者试验结果吻合较好,模型具有较高的生物逼真度,可应用于后碰撞中的乘员颈部损伤研究.

    • 质量时变系统的动载荷识别

      2016, 43(8):52-56.

      摘要 (826) HTML (0) PDF 790.89 K (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究质量时变系统的动态载荷识别技术,引入广义模态概念,在初瞬时的模态空间中利用模态叠加法得到部分解耦的动力学方程,结合考虑质量变化效应的虚拟变形法和Duhamel积分,构建反演动态力的2种分析途径.一种是基于加速度反演的连锁递推格式,另一种是基于位移和加速度反演的正则化求解格式.分析2个动载荷作用下的变质量多自由度系统,利用Euler中点辛差分方法求得系统的响应,将其叠加随机噪声以模拟测点响应,然后,应用2种模态力反求格式反演动载荷.研究结果表明,连锁递推格式计算效率高,但对加速度测量噪声敏感;正则化求解格式的稳健性较高.

    • 具损伤压电层合微梁的坍塌特性研究

      2016, 43(8):57-62.

      摘要 (733) HTML (0) PDF 1.38 M (812) 评论 (0) 收藏

      摘要:以压电层合微梁为研究对象,基于连续介质力学理论和Euler Bernoulli梁理论,在考虑其尺寸效应和损伤效应的情况下,推导了具损伤压电层合微梁的非线性动力控制方程.采用伽辽金法和龙格库塔法进行求解,分析了多种参数对微梁结构坍塌特性的影响.结果表明,考虑几何非线性项使得损伤微梁具有更高的坍塌阈值电压;控制电压、微梁长度等参数的变化均对损伤微梁的坍塌阈值电压造成影响.最后,采用有限元软件进行仿真模拟计算,验证了理论计算结果的合理性.本文所得结论对微机电系统压电层合微梁结构的设计具有理论指导意义.

    • 基于非等距BFA GM(1,1)模型的尾翼疲劳寿命预测

      2016, 43(8):63-69.

      摘要 (749) HTML (0) PDF 1.25 M (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对非等距GM(1,1)模型中背景值系数α对模型的预测能力影响很大而最优值难以确定的问题,将细菌觅食算法与GM(1,1)模型相结合,提出了BFA GM(1,1)优化模型.以飞机尾翼疲劳寿命预测为实例,分析比较了BFA GM(1,1)模型、PSO GM(1,1)模型和GA GM(1,1)模型的性能.从试验的结果来看,本文提出的BFA GM(1,1)模型消耗的时间少于其他2种模型消耗的时间,而平均预测误差低于其他2种模型的平均预测误差,这说明本文提出的BFA GM(1,1)模型能够更快速、更准确地找到最优的背景值系数α,从而提高了“小样本”“贫信息”条件下的飞机尾翼疲劳寿命预测的精度.

    • 纳米坡缕石改进水润滑轴承性能的研究

      2016, 43(8):70-77.

      摘要 (858) HTML (0) PDF 2.45 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:水润滑轴承的摩擦性能取决于橡胶轴瓦的润滑状态、硬度、动态粘弹性等.选取坡缕石(AT)纳米粉体,经硅烷偶联剂KH 550表面改性处理后,加入NBR制成AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件与AT/NBR水润滑轴承试件.检测表明,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件的综合力学性能、硬度提高.动态力学分析仪DMA测得,NBR,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件0 ℃时的损耗因子大约相等,表明两者的湿滑能力基本不变.通过轴承摩擦磨损试验机,测出AT/NBR轴承试件的水润滑摩擦噪声、摩擦系数与磨损量降低.以上实验表明,AT/NBR轴承试件比NBR轴承试件的摩擦磨损等性能指标有所提高,并达到了美军标(船舶)MIL DTL 17901C(SH)的规定.

    • 兼顾技术经济性的永磁偏置型故障限流器优化配置算法

      2016, 43(8):78-84.

      摘要 (781) HTML (0) PDF 926.75 K (825) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种兼顾技术性和经济性的大电网永磁偏置型故障限流器(Permanent magnet biased Saturation based Fault Current Limiter, PMFCL)优化配置算法.介绍了PMFCL限流机理,定义了短路电流裕量作为挑选超标节点的标准.将节点自阻抗作为节点短路电流水平的衡量指标,基于节点自阻抗增量,构建了兼顾全局限流效果与经济性的PMFCL优化配置评价函数.综合考虑了PMFCL启动条件和节点自阻抗对支路阻抗参数的灵敏度指标以缩小寻优空间,提出了PMFCL在大电网中配置优化算法.将该算法应用于IEEE 39节点标准算例,调用Matlab遗传算法函数完成仿真.结果表明,与不计及灵敏度相比,该算法寻优效率较高;所得最优配置方案能够使所有节点短路电流满足限流要求并保留一定裕量,对超标越严重的节点限流效果较好,验证了该算法的可行性及有效性.

    • 基于坐标变换的微网功率解耦及限幅控制策略

      2016, 43(8):85-91.

      摘要 (1003) HTML (0) PDF 1.44 M (906) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的功率下垂控制在低压微电网中的直接应用会引起有功和无功功率的耦合问题,为此采用了基于坐标变换的虚拟功率下垂控制方法,并对其解耦特性、功率均分及限幅问题进行了研究.利用相对增益分析方法分析了采用坐标变换后系统功率的耦合程度,从理论上证明了当坐标变换矩阵与线路阻抗的阻感比相同时,虚拟功率下垂控制可以实现功率的完全解耦.针对线路阻抗差异而导致的功率无法均分问题,提出了通过增加虚拟负阻抗来实现并联逆变器间功率均分的方法.考虑到现有的虚拟功率下垂限幅范围与实际功率限幅范围的不对等性,提出了新型虚拟功率下垂限幅控制方法,将功率越限部分划分为8个区域,根据逆变器输出的实际功率确定其所属区域,进而采取相应的限幅调整措施.仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.

    • 基于波动负荷功率分析的闪变源判别方法

      2016, 43(8):92-100.

      摘要 (873) HTML (0) PDF 1.37 M (1008) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过建立多闪变源电路等效模型,分析了闪变功率闪变源判别原理,构建了改进能量算子提取电压和电流闪变包络,采用改进FFT谱分析获得闪变包络参数计算闪变功率,基于闪变功率方向和幅值特性实现闪变源定位及其污染评估,提出并建立了基于波动负荷功率分析的闪变源判别方法.仿真分析和实验表明,提出方法能快速有效定位闪变源,准确评估多闪变源的污染程度,判别结果快速准确、误判率低.

    • 四种坐标系下的多电平SVPWM快〖WT〗速性对比分析

      2016, 43(8):101-107.

      摘要 (734) HTML (0) PDF 1.05 M (833) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何在电平数目较多的多电平电路中快速地实现空间矢量调制(SVPWM:Space Vector PWM)算法是多电平技术所必须解决的一个关键问题.为解决这一问题,国内外学者提出了多种在不同坐标系下实现多电平SVPWM的算法,但目前尚未有对这些多电平SVPWM算法快速性的对比分析.为此,本文从一个采样周期内完成在实际中得到广泛应用的4种多电平SVPWM算法所需的各类运算的运行次数出发,对这4种坐标系下的多电平SVPWM算法实现的快速性进行了对比分析.理论分析和实验结果表明,在45°坐标系下实现多电平SVPWM算法不仅具有运行量少的优点而且具备对电路进行优化控制便利的特性,是一种可优先使用的坐标系.

    • 一种基于前馈网络的素数Sigma Delta〖WT〗调制器优化设计

      2016, 43(8):108-114.

      摘要 (871) HTML (0) PDF 1.61 M (848) 评论 (0) 收藏

      摘要:Sigma Delta调制器是小数分频锁相环(Phase Locked Loop, PLL)中的关键模块,其噪声整形效果直接影响PLL的输出杂散、频率精度等性能.已有调制器均不能同时解决输出序列周期短、输出小数值无法覆盖0到1以及输出存在误差问题.针对这些问题,提出了一种新型的、基于前馈网络的素数调制器结构,使调制器的输出序列周期在任何输入值和初始值下都能达到M3,比传统调制器增大约M2/2倍,解决了已有调制器的输出序列周期短的问题,其中M为比2n0小的最大素数,n0为调制器中加法器的位数.提出的调制器还保证了输出小数值能够覆盖0~1、输出无误差.仿真结果表明,得益于输出序列周期更长,提出的调制器比已有的调制器更能有效去除输出量化噪声功率谱中的毛刺,噪声整形性能更接近理想调制器.

    • 一种用于室内定位的线性规划算法

      2016, 43(8):115-119.

      摘要 (838) HTML (0) PDF 806.77 K (1013) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于ToA定位中存在的信标节点较少和发送时间不能提前预知的问题,提出了一种新的应用于无线传感网络室内定位的线性规划算法.通过考虑测量值的最小平均绝对值误差,利用线性逼近方法,将一个复杂的、非凸的室内定位问题转换为一个简单的线性规划问题,并用迭代求精的方法求出最优解.仿真结果表明,提出算法计算复杂度低,收敛速度快,可以快速地求出未知节点的坐标;通过和已有的定位算法相比,提出算法在信标节点较少的情况下,仍能保持很好的定位精度,利用较少的节点资源达到比已有算法更好的定位性能.

    • 基于三阶累积量一维切片的微地震信号时延估计

      2016, 43(8):120-127.

      摘要 (874) HTML (0) PDF 3.38 M (701) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于微地震有效信号易受环境噪声的干扰,严重影响时延估计值获取的准确性.基于此,提出了基于三阶累积量一维切片的方法进行微地震信号时延估计.首先计算信号的三阶自累积量和互累积量,为减少运算量满足野外实时要求取其一维切片,最终通过准则函数求取时延值.相对于传统的互相关方法,该方法对相关性未知的高斯噪声具有不敏感的特点,对相关高斯噪声有更强的抑制能力.仿真结果表明,在添加信噪比为-5~15 dB的随机高斯噪声和相关高斯噪声时,其时延检测概率和均方根误差优于互相关方法.在实际资料应用中,对实际微地震噪声进行了概率分布统计分析,并且基于井地联合监测方式,选取井中信号作为参考道对地面资料进行时延值的求取.仿真和实际资料处理验证了该方法的有效性和实用性.

    • 基于局部色彩不变量的图像篡改检测方法

      2016, 43(8):128-134.

      摘要 (854) HTML (0) PDF 1.98 M (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于分块的图像区域复制篡改检测方法通常面临的图像特征提取计算量大、维度高、识别率低等问题,提出一种基于局部色彩不变量特征的图像区域复制篡改检测方法,将RGB彩色图像转换到对立色彩空间,通过分析和提取图像各通道上的局部密度分布特征,构建k d树进行相似分块特征匹配以实现图像区域复制篡改检测.提出的局部色彩不变量密度特征具有维度低、计算简单等特点.实验结果表明,本文方法与其他几种典型的基于分块的方法相比,具有较低的时间复杂度和较高的检测率,且对图像篡改区域的旋转、缩放攻击具有较好的鲁棒性,特别是当图像篡改区域进行大角度旋转时与其他几种方法相比具有明显优势.

    • 多方向几何非线性扩散图像去噪方法

      2016, 43(8):135-141.

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.24 M (893) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有几何非线性扩散滤波器同时在水平和垂直方向进行扩散,没有考虑图像边缘的方向性,有损其去噪效果.提出根据像素8-邻域方向的梯度值检测边缘点及其边缘方向,对边缘点仅沿该边缘方向进行几何非线性扩散,而对非边缘点进行4个方向上的几何非线性扩散.5个等级噪声强度和5个典型加噪图像去噪实验结果表明,本文方法能够更有效地去除图像中的噪声,同时更好地保护图像边缘.

    • 内容中心网络中一种基于内容扩散的主动缓存机制

      2016, 43(8):142-150.

      摘要 (1003) HTML (0) PDF 1.38 M (964) 评论 (0) 收藏

      摘要:借鉴分子扩散的思想,提出一种基于内容扩散的主动缓存机制(Content Diffusion Based Proactive Caching, CDBPC).该机制引入缓存内容浓度的概念来描述不同内容在不同区域内的需求程度,然后根据节点间的缓存内容浓度关系来驱动内容副本在网络中的主动推进和迁移,并结合内容的流行度等因素实现了缓存内容的概率性放置,从而达到内容缓存的快速部署和推进,提高为用户提供就近响应概率的目的.仿真结果表明,该机制能有效地降低系统的平均接入代价并提高缓存命中率.

    • 一种面向动态异构多处理器的任务调度算法

      2016, 43(8):151-156.

      摘要 (852) HTML (0) PDF 848.59 K (1037) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了基于遗传算法的面向动态异构多处理器的调度算法(Heterogeneous Scheduling Genetic Algorithm,HSGA),该算法利用连续的多个调度时间片完成遗传算法的迭代计算,在保证计算效率的同时获得较好的调度结果,从而为每个应用选择符合其计算特性的处理器内核.仿真实验表明,本文算法在4核、8核和16核的平台上相比较于经典的匈牙利算法ED2仅分别增加了0.4%,1.1%和1.3%,新的调度算法相比于匈牙利算法和Local调度算法具有更好的调度效果及更好的动态适应性.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

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