摘要:以某电动汽车动力电池模组汇流排为研究对象,提取汇流排的三维数模、工况边界条件以及与电池单体的连接关系,采用热电耦合数值计算方法研究电流大小、对流换热系数以及焊接工艺对汇流排温升的影响规律.为保证数值计算的准确性,采用动力电池组综合测试系统对指定的不同工况进行温升试验测试,试验测试工况条件与数值计算中的边界设置保持一致.研究表明,网格离散、边界条件、电流大小、对流换热系数以及极耳焊接工艺都会对汇流排的温升产生不同程度的影响.针对个别工况下数值计算与试验测试结果误差较大的情况，详细分析误差产生的原因,深入研究因素之间的关联性以及对误差的影响规律,进而对数值计算模型进行修正.最后,设定新工况再次对汇流排进行数值计算和试验测试,运用因素的关联性和对误差的影响规律,数值计算与试验测试结果的误差不超过3.7%.

摘要:针对硬岩掘进机(TBM)强振动环境下的液压弯管传递效率降低和损坏的问题,提出了以振动功率流的方法来研究管道的振动特性.首先,根据应力与功率的关系,建立了弯管振动功率流计算模型.然后,通过仿真分析探究了不同基础振动参数和弯管结构参数对弯管的应力影响规律,并给出了弯管的总功率和振动功率流的计算方法.最后,采用正交试验分析了弯管结构参数的影响主次顺序,优化了管道的结构参数并使管道振动功率流降低了30.52%,同时提出了基础振动下弯管的设计流程.结果表明,本文所提出的分析方法能为基础振动下弯管的设计和选型提供理论依据.

摘要:作为扭力梁的关键组成部分,横梁对扭力梁模态频率有着重要影响,为从本质上探究横梁结构大变形下对模态频率的作用机理,以在概念设计阶段为扭力梁结构提供设计参考,开展了扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析.将扭力梁模型抽象为具有定性特点的简化模型,采用Hypermesh建立了相应有限元模型;选取横梁水平位置、开口方向以及开口角度大小等横梁主要参数作为研究对象,采用Hypormorph网格变形以及模型重建的方法改变横梁结构参数,分析了这些参数对扭力梁扭转以及垂直弯曲模态频率的影响规律,得到了以上横梁参数与相关模态频率的特性关系曲线.结果表明：扭力梁模态频率随着横梁开口角度的增大呈线性递减,随着横梁开口方向的改变其各阶模态频率呈正弦变化,以及横梁在远离衬套后会使扭力梁各阶模态频率呈下降趋势.根据扭力梁作用机理分析上述结论,对扭力梁简化模型进行了优化,在不改变横梁质量的情况下,仅优化上述三项横梁结构参数即可较大幅度提高扭力梁模态频率,有效论证了作用机理分析的准确性.

摘要:针对磨削强化过程中磨削强化层沿工件磨削方向分布不均匀以及磨削后工件表面产生变形的情况,提出了一种基于温度补偿的磨削强化层均匀性改善方法.通过铜电极对工件导电加热,并在工件切入端安装304不锈钢垫片,通电后形成串联的闭合回路.利用304不锈钢的电阻率大,导热系数小的特性,在预加热条件下工件切入端形成局部高温,达到对工件切入端进行温度补偿的目的,从而提高切入端的磨削强化层深度,进而提高工件磨削强化层深度分布的均匀性.实验中研究了预加热温度和304不锈钢厚度对磨削强化层分布和工件变形情况的影响规律.实验研究结果表明:磨削力和工件磨削强化层深度随着预加热温度升高而增加;随着工件磨削切入端所加不锈钢垫片厚度的增加,磨削后工件变形减少,同时沿工件磨削方向磨削强化层深度分布的均匀性相应提高.

摘要:针对质子交换膜燃料电池密封胶接触压力分布均匀性的问题，采用Fujifilm公司的压力膜测试了4个单电池片数不同的电堆的密封胶接触压力分布，利用MATLAB中搭建的平台对测试结果可视化；并基于Mooney-Rivilin超弹性材料本构模型建立了密封胶平面和电堆截面的有限元模型；利用有限元模型，设计了带圆弧和圆环的密封胶平面结构参数；并给出了沿集成力方向利于接触压力均匀分布的不同层密封胶初始厚度修正值的计算方法.结果表明：单电池平面内密封胶接触压力的最大差值为1.2 MPa；沿集成力方向，靠近端板处的密封胶接触压力较中间层数的大，且层数越多的电堆，处于同一层数的双极板与密封胶的接触压力越小；在接触面积一样时，加圆弧结构的密封胶在平面内的接触压力标准差比原来结构的标准差小41%，加圆环的比原来结构小30%；对于不同层数电堆，密封胶初始厚度修正后的接触压力值均在最佳值附近.

摘要:为评价和优化串行多环返工生产系统的生产性能表现，结合质量管理与精益生产的理念，区别于传统的返工机制，提出一种全新的“即刻返工”检查机制，将生产系统建模扩展至多机多缓冲区的复杂生产系统.基于生产系统的两大要素，机器与缓冲区的生产状态变化，依据概率论与马氏定理，构建缓冲水平的动态概率转移矩阵，以在制品库存水平及系统平均生产率作为研究指标，针对生产设备及缓冲区展开瞬态分析，通过迭代计算，表明设置合理的系统规模与缓冲区阈值能达到优化系统生产性能的目的，并通过数值实验验证其有效性.

摘要:针对线控制动系统单轮制动失效时车辆制动稳定性控制问题,提出了协同线控转向和线控制动系统的制动力优化分配控制策略.为了最大程度满足驾驶员的制动期望,采用二次规划方法初始分配剩余三轮制动力;为防止车辆因制动力重构产生横摆或跑偏,采用滑模控制方法设计前轮转向控制器;考虑前轮转向对轮胎纵向力的影响,建立基于魔术公式的轮胎侧向力数学模型,基于二次规划方法实时优化轮胎在侧偏纵滑工况下的制动力.联合Simulink和Carsim进行了仿真实验分析,结果显示车辆的横摆角速度快速收敛为0,侧向跑偏距离均小于0.1 m.结果验证了本文提出的制动力优化分配控制策略在不同的制动工况下均能提高单轮制动失效车辆的制动稳定性.

摘要:随着汽车主动安全技术的发展,为了进一步推动集成预紧式安全带(Integrated Active and Passive Seatbelt,IAPS)技术的发展和产品的广泛应用,本文研究了IAPS对乘员的防护性能,并进行了稳健性优化设计.首先,本文通过Madymo软件对比分析了IAPS、传统火药爆炸式安全带(Conventional Pyrotechnic Seatbelt,CPS)和可逆预紧式安全带(Reversible Pretension Seatbelt,RPS)对乘员的防护性能;然后,构建了以乘员的头部损伤(HIC15)与胸部压缩量(Cdef)为目标函数的Kriging代理模型,运用多目标粒子群优化算法对IAPS的可逆预紧力、可逆预紧时刻、火药爆炸预紧时刻、安全带伸缩率、安全带限力值及安全气囊的激活时刻6个关键参数进行了匹配优化.并基于iSIGHT多学科优化平台,运用最优拉丁方对优化后的Pareto非劣解集采样,蒙特卡洛模拟方法,满足6σ稳健性设计准则;最后,以乘员损伤风险为依据选择最优解.结果表明,IAPS比CPS和RPS对乘员的防护更具有优越性;此外,多目标6σ稳健性优化设计不仅明显减小了乘员的头部损伤(HIC15)与胸部压缩量(Cdef),而且将IAPS产品质量特性的均值和方差同时降低,使得设计变量远离边界约束.因此,提高了产品质量的一致性和可靠性.

摘要:建立了计入轴承内表面微沟槽形貌的水润滑轴承混合润滑(Mixed-EHDL)数值计算模型,着重研究了不同运行工况下,半椭圆形、矩形、等腰三角形、左三角形、右三角形等多种微沟槽形貌对水润滑轴承混合润滑特性的影响.研究表明:在所有微沟槽形貌中,混合润滑性能与承载性能优劣排序依次为右三角形、等腰三角形、左三角形、半椭圆形、矩形;在弹流润滑阶段,微沟槽形貌对水润滑轴承摩擦系数几乎无影响,而在混合润滑阶段,不同微沟槽形貌下接触载荷以及摩擦系数之间的差异随转速的增加呈现出先增大后减小最后趋于统一的规律性;在承载区,由于沟槽内水膜增压能力以及抽吸作用的不同引起了水润滑轴承混合润滑性能的差异,其中右三角形表现最优,而矩形最差.

摘要:在并网逆变器的无差拍电流控制中，逆变器输出滤波电感值变化和滞后一拍延时会直接影响并网电流的畸变率、系统稳定性与动态响应速度.对此，本文提出了一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法，减小了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变，有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题，降低了系统闭环传递函数的特征根方程阶次，提高了系统的稳定性及动态响应速度.分析了滤波电感偏差系数对系统性能的影响，得到系统临界稳定的滤波电感偏差系数随着滤波电感的寄生电阻和线路等效电阻的增大而增大，随着采样频率的增大而减小的结论.综合考虑系统的稳定性与动态响应速度，给出了关键控制参数的优化选取范围.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.

摘要:为了达到无人机在电力输电线路环境中能够进行有效的路径规划以及轨迹跟踪的目的,立足于RRT(Rapidly Exploring Random Trees)算法,提出一种在电力输电线路中适用于无人机的路径规划算法．该算法在融合无人机的动力学特性,及RRT扩展的随机性的基础上,通过设计最大航向角以及路径高度的约束,使得规划的路径在高度方向上向目标点渐进逼近,并能克服传统RRT在狭窄空间规划失败的问题.算法在ROS(Robot Operating System)-Gazebo环境中进行了仿真试验，验证了该算法在电力输电线路环境下的实用性.

摘要:主要阐述了一种无刷直流电机(BLDCM)的霍尔传感器位置在线矫正策略.传统的BLDCM的霍尔传感器的矫正方式多为直接在电机本体上移动霍尔传感器,这种方式需要拆卸电机,因而在电机调试过程中是相当复杂的.本文主要通过母线电压和母线电流来获取电机换相过程的时间,确定霍尔位置传感器的最优超前角,达到在线修正霍尔位置的目的.最后以含3个霍尔位置传感器的三相两导通模式的BLDCM为仿真对象,并通过Matlab仿真平台对所提出策略加以验证,仿真结果证明该策略能够有效地在线修正霍尔位置偏移角,使得电机的相电流趋于平稳并达到正常运行模式,最后证实了方案的可行性与有效性.

摘要:设计了一款低功耗自适应偏置无片外电容低压差线性稳压器.为了解决由于设计和工艺中存在不匹配造成每级误差放大器不同类型输入管的反型系数在自适应偏置下变化不同步问题,提出了由循环折叠共源共栅放大器和跨导提高放大器构成的误差放大器结构,同时采用推挽输出结构提高了对功率管的驱动能力.该无片外电容低压差稳压器采用嵌套密勒补偿和自适应偏置,解决了轻负载时的稳定性问题,同时提高了轻负载下的电流效率.芯片采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计,版图面积为0.019 9 mm2.蒙特卡罗后仿真的结果表明,其负载电流范围为10 μA～100 mA,最大负载寄生电容为100 pF,最小负载下静态电流为1 μA,负载调整率和电源调整率分别为3.5 μV/mA和0.372 mV/V.设计的低压差稳压器具有低功耗、无片外电容、面积小的优点,是片上系统中电源管理知识产权核的良好选择.

摘要:通过对相位噪声进行频域分析,构建Lesson噪声优化模型,优化电路参数;并分析预抑制电路的小信号模型,优化其元器件参数,研究带RC滤波器的CMOS交叉耦合结构振荡器的相位噪声和稳定性.基于NUVOTON 0.35 μm工艺,采用Cadence完成电路设计、优化与仿真,版图设计与后仿真,并最终完成流片、测试.结果表明:在电源电压为3.3 V时,该振荡器的输出信号频率为20 MHz,相位噪声分别为-135 dBc/Hz@1kHz,-156.4 dBc/Hz@10 kHz,-169.2 dBc/Hz@1MHz.当电源电压在±10%范围变化时,频率波动小于81×10-6;在工作温度-25 ℃至85 ℃范围内,频率波动小于71×10-6.

摘要:为解决Cache一致性验证中传统随机激励方法的冗余覆盖及覆盖死角等问题，提出了一种高层次结构化激励生成算法和相应的高层次功能覆盖率模型.首先根据实际多核应用场景将冲突访存操作分类成基本同步和复杂同步，并进一步抽象成有向二分图模型，由此提出一种通用的层次化输入空间等价类划分算法和对应的高层次HSPC（Host Slave Pair Coverage）功能覆盖率模型，最后基于树的搜索提出了结构化激励生成算法.上述方案成功应用于IME-Diamond SoC的Cache一致性的功能验证中，实际结果表明，相比传统基于代码的覆盖率，高层次HSPC功能覆盖率模型的揭示功能Bug能力更强，而且相对于传统的随机生成，结构化的激励能够将覆盖率收敛所需的激励数减少96.3%.

摘要:针对深亚微米工艺下后端实现中布线资源紧缺这一难点提出了一种改进的层次化流程.通过考虑子电路在上层电路中的连接关系调整子电路的高宽从而优化布线资源并降低延迟.采用量化分析的方法一次性得到可实现的物理设计,避免了多次迭代尝试浪费的时间.以DSP中大规模多路选择器在SMIC 65nm low leakage工艺下的物理设计为例介绍了本文提出的优化方案,并且对比可得本文提出的方法能减少20%的面积和35%的延迟.

摘要:基于超像素的传统图像分割方法在边缘分割的一致性、计算效率和融合算法的自适应性等方面仍存在诸多问题. 文章结合国内外相关研究进展，提出了一种新型超像素融合的图像分割方法. 方法采用ERS超像素过分割算法，以强度、梯度直方图作为超像素特征，并采取EMD方法计算特征距离，通过混合Weibull模型获取融合自适应阈值，进而完成分割. 算法时间复杂度降至为O(N)，分割过程中不需要手动选取待分割区域，有效提高了算法的自适应性. 实验结果表明本方法在分割边界准确度和处理效率方面优于现有方法.

摘要:针对粒子滤波算法重采样导致的样本贫化问题,提出一种基于果蝇优化思想的粒子滤波算法.该方法视粒子权值为个体适应度值,并将果蝇不断从低浓度的地方飞向高浓度的地方的觅食寻优过程引入到粒子滤波当中,驱使粒子不断向高似然区域移动,提高了粒子群的整体质量.为了解决标准果蝇优化算法易陷入早熟的问题,将遗传算法中的交叉、变异操作自适应地应用到果蝇优化算法寻优过程当中.首先通过交叉操作改善粒子分布,当果蝇优化算法陷入局部最优时,再采用柯西变异扰动,促使算法快速跳出局部极值并继续搜索全局极值.通过非线性模型仿真以及目标跟踪实验表明该算法有效提高了非线性系统状态估计精度,具有较好的稳定性,同时降低了状态估计所需的粒子数量.

摘要:立体图像质量评价在立体图像处理领域中应用广泛.基于小波包分解的精细分辨率,提出了一种全新的无参考立体图像质量评价算法.选取合值图和差值图作为融合图来评估立体图像,首先,对立体图像对进行小波包分解,基于双眼竞争和双眼抑制原理,将分解后的左右视图进行融合得到合值图和差值图.然后,分别在融合图上提取自然场景统计(NSS)特征和信息熵;另外,考虑到左右视图之间的内在相关联系,提取结构相似度特征.最后,运用支持向量回归(SVR)来建立感知特征和主观分数模型并预测得到客观评价分数.采用该算法在LIVE 3D立体图像数据库上进行测试,实验结果表明,该算法与人眼主观评价结果一致性较高,优于当前主流的立体图像质量评价算法,符合人眼视觉感知特性.

摘要:提出一种用于光线跟踪的SAH-KD树构建方法,解决当前KD树并行算法并行度不高且效率低的问题.算法首先对所有图元包围盒在三个维度按坐标轴左值排序,得到三维上有序的包围盒索引.然后使用层次遍历构建KD树,根据每个节点包围盒选择要划分的维度,并在当前层生成所有节点在该维度下的候选划分点序列.最后计算每个节点的空间树,在GPU中计算每个候选点的SAH值,选择每个节点的最小SAH值点进行划分.实验中采用4个常用场景进行测试算法性能,并同时比较了当前高效串行与并行算法,结果证明本文提出的算法在生成同等质量KD树的情况下达到对比串行方法4~6倍以及对比并行方法的1.3~1.5倍的计算速度,并且能在线程数成倍增加时达到相近倍数的加速比.

摘要:核函数的选择对支持向量机的分类结果有着重要的影响,为了提高核函数选择的客观性,提出了一种以错分实例到支持向量所在界面的距离来表示错分程度,并基于此进行秩和检验的核函数选择方法.通过与K-折交叉验证、配对t测试等参数检验的统计方法进行对比分析,对9种常用核函数的分类能力在15个数据集进行了定量研究.与参数检验方法不同,秩和检验并未假定数据的分布情况(很多情况下数据并不满足假定的分布),而且数据实验证明,秩和检验不但能够对核函数的分类能力进行客观评估,而且在某些数据集上还能产生更好的核函数选择效果.