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  • 2019年第46卷第2期
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    • 考虑滑移的CVT变速系统综合效率特性试验研究

      2019, 46(2):1-9.

      摘要 (537) HTML (0) PDF 2.76 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善CVT变速系统夹紧力过高、效率偏低的问题,采用试验辨识方法揭示金属带滑移率与变速系统综合效率间的关联规律.考虑金属带滑移对传动损失及油泵功耗的耦合影响,构建变速系统综合效率试验模型,以某自主开发的CVT变速系统为研究对象,设计变速机构传动效率滑移率试验及油泵功耗试验,分析出不同速比、不同输入转矩及不同输入转速下变速系统综合效率随滑移率的变化特性,最后根据试验结果导出变速系统最优效率滑移线及最优效率安全系数.结果表明:在滑移率增加的过程中存在变速系统综合效率峰值滑移点,该滑移点位于传动效率峰值滑移点与摩擦系数饱和滑移点之间,其主要受速比的影响,输入转矩和输入转速对其位置的影响可以忽略;在整个速比区间,变速系统最优效率滑移线位于0.98%~3.16%之间,对应的综合效率为0.878~0.915,最优效率安全系数位于1.09~1.16范围内,其较CVT传统夹紧力安全系数降低了10.8%~16.2%.研究结果可为CVT滑移控制提供明确的控制目标,同时可为降低CVT夹紧力安全系数提供下限参考边界.

    • 两挡AMT纯电动汽车换挡协调控制及试验研究

      2019, 46(2):10-18.

      摘要 (749) HTML (0) PDF 3.92 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高两档AMT纯电动汽车的换挡平顺性及减少换挡时间,建立了详细的纯电动汽车动力传动系统的数学模型,制定驱动电机参与换挡过程的综合协调控制方法,从允许的最大换挡冲击度出发得出转矩相阶段电机扭矩控制律,惯性相阶段采用PID和有限状态切换的控制策略进行电机调速.最后搭建纯电动汽车传动系统试验台架,对升挡和降挡过程中换挡协调控制策略进行仿真分析与试验验证.仿真结果显示:0~100 km/h全加速的升挡时间为0.5 s,纵向冲击度在8.0 m/s3以内,NEDC市区工况升降挡时间均在0.6 s以内,最大冲击度未超过7.8 m/s3;试验结果显示:驱动电机在固定转速下的升降挡时间分别为0.6 s和0.8 s,输出轴转速变化平滑.传统AMT车辆的换挡时间为0.8~1.0 s,上述结果表明该换挡综合协调控制策略能够实现快速、平稳换挡.

    • 基于行人落地碰撞的车辆前部结构参数分析

      2019, 46(2):19-27.

      摘要 (1468) HTML (0) PDF 2.59 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:在行人-车辆碰撞事故中,行人头部损伤不仅源于行人与车辆的一次碰撞,而且还有与地面的二次碰撞.为了综合分析车辆前部结构参数对一、二次碰撞中行人运动学及头部损伤的影响,本文在MADYMO中对车辆前部结构(挡风玻璃角度(WA)、发动机罩角度(BA)、发动机罩长度(BL)、发动机罩前沿高度(BLEH)和离地间隙(GC))进行参数调整,构建一系列行人-车辆碰撞多体模型,并采用多元线性回归方法分析车辆参数对行人运动学和头部损伤的影响.结果表明,一、二次碰撞中,BLEH对行人头部HIC值(车)和行人旋转角度的影响均最为显著(p<0.01),BA对头部角加速度(车)的影响较BLEH更为显著,WA、BL和GC对行人运动学与损伤的影响均较小.较低的BLEH对一次碰撞中行人头部的保护更好,但BLEH过低易导致二次碰撞中行人头部首先与地面碰撞,这会增大头颈部的损伤风险.本文定量分析了车辆前部结构参数对行人一、二次碰撞的影响,研究结果可为车辆安全性设计提供理论参考.

    • 类后视镜钝体尾迹分析

      2019, 46(2):28-35.

      摘要 (594) HTML (0) PDF 7.20 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:后视镜是汽车前侧窗区域重要的气动噪声源,认识后视镜尾迹特征对研究后视镜气动噪声的产生机理有重要意义.搭建类后视镜钝体尾迹风洞试验平台,通过表面油流、热线风速仪和粒子成像测速仪(Particle Image Velocimetry, PIV)测量了类后视镜钝体的时均和瞬时尾迹.通过本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)识别后视镜尾迹中的大尺度相干结构.试验结果表明:受有限长度特征影响,后视镜尾迹与有限长柱体的尾迹特征类似,尾迹中存在交替涡脱落,尾迹涡脱落特征频率小于0.2.受端部下洗气流的影响,尾迹涡脱落特征频率在流向和展向分布不均.POD分析结果验证了交替涡脱落的存在,交替的涡脱落导致了尾迹回流区的流向和展向振荡现象.因此,后视镜尾迹与有限长柱体的尾迹类似,尾迹涡脱落主要受有限长特征的影响.

    • 燃料电池汽车的氢耗分析模型与应用

      2019, 46(2):36-43.

      摘要 (625) HTML (0) PDF 1.29 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:为便于定量分析燃料电池汽车的氢耗影响因素和整车氢耗潜力,文中基于燃料电池汽车行驶时内部的能量流动关系,首先定义平均综合传动效率并提出理论氢耗计算分析模型.通过对氢耗的多种影响因素进行分析,进一步得到理论氢耗增量模型.最后基于advisor自带的燃料电池汽车模型,通过理论和仿真分析量化了滚动阻力系数、传动系机械效率、电机效率、燃料电池效率对整车经济性的影响.此外,基于各影响因素未来可能达到的极限状态,通过仿真得氢耗潜力为0.6 kg/100 km.不同因素的量化分析和氢耗潜力的确定不仅对燃料电池汽车动力系统前期研发有重要指导意义,而且在实车开发期间可为部件选择和参数标定提供优化方向.

    • 锂离子电池组间接接触液冷散热结构研究

      2019, 46(2):44-50.

      摘要 (730) HTML (0) PDF 4.02 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:锂离子电池组的散热问题一直是影响电动汽车电池寿命以及行车安全性的重要因素.为了探究不同冷却管道设计对锂离子电池组散热效果的影响,先通过数值计算方法对单个锂离子电池在不同条件下放电时的表面温度进行研究,对比试验结果,验证仿真方法的正确性.在27 ℃下,对设计的8种不同冷却结构的散热效果进行对比分析,发现结构八的平均温度为31.62 ℃,标准差为0.83,冷却效果最佳;双向流设计、进口位置及支管分流情况、冷却管道与电池组的接触面积等因素均对电池组的散热性能产生不同程度的影响,锂离子电池组散热结构设计时应该综合考虑.

    • B340LA变厚截面板变功率激光焊接试验研究

      2019, 46(2):51-57.

      摘要 (771) HTML (0) PDF 4.05 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:变厚截面材料是实现汽车轻量化的有效途径之一,但截面厚度变化的材料连接实现困难.1.2~2.0 mm厚的B340LA变厚截面板在长度和宽度方向上都存在厚度波动,并且不同厚度处的材料硬度存在最大20%的偏差.针对该材料的特性自行设计了专用焊接夹具,提出了阶跃式变功率的激光焊接方法.对比分析固定功率和阶跃式变功率两种激光焊接试验,结果表明:固定功率(900~1 400 W)条件下获得的焊缝形貌与熔透状态均在焊接方向表现出显著的差异性,且部分焊缝会出现塌陷等焊接缺陷;采用1 000 W、1 100 W和1 300 W分段功率的阶跃式变功率焊接,1.2~2.0 mm板厚方向上可得到一致的焊缝形貌和熔透状态,焊缝熔合区的硬度偏差小于9%.与固定功率激光焊接相比,阶跃式变功率激光焊接可实现B340LA变厚截面材料的有效连接.

    • 基于EMD的金刚石砂轮磨损状态声发射监测

      2019, 46(2):58-66.

      摘要 (466) HTML (0) PDF 2.11 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对磨削金刚石砂轮磨损状态声发射信号小波分析中存在的问题,根据工程陶瓷部分稳定氧化锆磨削过程中声发射信号非线性非平稳性的特点,采用经验模态分解方法将磨削声发射信号分解为多个平稳的固有模态函数之和,并提取其有效值、方差和能量系数等特征值.在磨削金刚石砂轮从轻度磨损状态转变为严重磨损状态时,固有模态函数的有效值(IMFrms)和方差(IMFvar)增大,而能量系数(IMFpe)发生明显的变化;将其做为最小二乘支持向量机的输入参数,对金刚石砂轮的轻度磨损状态和严重磨损状态成功地进行了智能监测.

    • 二自由度碰振准哈密顿系统 双碰周期解的Melnikov方法

      2019, 46(2):67-74.

      摘要 (530) HTML (0) PDF 2.32 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用摄动法和Poincaré映射方法推导出了具有立方非线性项和外部激励项的二自由度碰振系统周期解的扩展Melnikov函数,并运用该Melnikov函数研究了二自由度碰振系统的双碰周期解特性,确定了系统稳定双碰周期2运动的存在条件,即在参数域内的一条临界曲线.通过数值模拟验证,结果表明:该临界曲线下方区域参数是双碰周期2运动,上方区域参数是非双碰周期2运动;当保持其他参数不变,仅增加系统激励幅值f时,系统的运动状态会从多碰多周期运动逐步向双碰周期2运动转变;当保持其他参数不变,仅增加系统恢复系数η0时,系统的运动状态会从双碰周期2运动逐步向多碰多周期运动转变.

    • 一种HEVC全系统低冗余CABAC解码器

      2019, 46(2):75-80.

      摘要 (578) HTML (0) PDF 1.24 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决最新一代视频压缩标准HEVC (High Efficiency Video Coding)中熵解码部分存在的语法元素串行依赖性问题,本文提出一种低时钟数冗余的CABAC(Context-Based Adaptive Arithmetic Coding)硬件解码器实现方案.核心采用动态码表预处理方式和并行处理电路设计,提高了时钟利用效率,满足HEVC Level4.1 Main Tier的全部要求,可以以40 MHz的时钟完成1080HD@60fps的视频实时解码.

    • 电荷泵锁相环系统级功耗估计

      2019, 46(2):81-85.

      摘要 (845) HTML (0) PDF 534.61 K (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:功耗问题是制约集成电路设计的一个重要因素.分析了CMOS集成电路中功耗的来源,集成电路设计中功耗设计的目的,估算方法和功耗模型.研究模拟集成电路的特点和相应的功耗估计方法.针对采用环形振荡器的电荷泵锁相环,研究电荷泵锁相环的组成,各模块的工作原理及对功耗的贡献,提出了电荷泵锁相环系统级功耗估计模型.与实际测量结果相比,相对误差小于22%.该模型易于植入集成电路设计工具,可以对锁相环系统级设计提供功耗方面的参考,提高集成电路的设计质量.

    • 基于低功耗SoC的微型图像采集系统设计

      2019, 46(2):86-91.

      摘要 (645) HTML (0) PDF 1.66 M (666) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低成本和低功耗的物联网SoC芯片发展要求,基于SMIC 55 nm CMOS工艺,以低功耗开源处理器RI5CY的SoC芯片为平台,结合片内含有DSP与A/D转换功能的低电压CMOS图像传感器OV7725,设计并实现了一款基于开源 RISC_V指令集架构 SoC 芯片的图像采集控制系统.文中介绍了图像采集控制系统的结构,并详细阐述基于AHB总线的图像采集控制器的设计.控制器采用一种改进的异步FIFO来实现不同时钟域的同步设计,具有小面积和低功耗的特点.通过Modelsim仿真、DC综合以及 FPGA 验证,结果表明:该系统实现了视频图像数据的采集和传输,操作流程简单,易于软件调试,支持应用最高带宽可达37 MB/s. SoC芯片系统的时钟主频为200 MHz,芯片总面积为3 250 × 3 648 μm2,总功耗仅为24.419 mW.

    • γ射线反散射灰分仪测量精度优化方法研究

      2019, 46(2):92-96.

      摘要 (559) HTML (0) PDF 807.43 K (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:γ射线反散射灰分仪的测量精度受煤炭灰分成分的变化影响很大,现有的方法主要是在测量偏差较大的情况下重新对灰分仪进行标定,其灰分值测量范围窄,精度较低,操作过程繁琐.本文从γ射线反散射灰分仪的工作原理出发,分析了灰分中主要矿物成分的变化对灰分测量精度的影响,建立了基于双低能γ射线测量的校正模型,提高了测量精度,实现了灰分仪的软件自动处理.检验结果表明,采用本文研究的校正模型,γ射线反散射灰分仪克服了现有的缺陷,灰分值测量误差满足EJ/T1078-1998所规定的γ辐射煤炭灰分探测仪的测量精度指标.

    • 深度神经网络内部迁移的信息几何度量分析

      2019, 46(2):97-104.

      摘要 (1005) HTML (0) PDF 1.67 M (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用深度神经网络处理计算机视觉问题时,在新任务数据量较少情况下,往往会采用已在大数据集上训练好的模型权值作为新任务的初始权值进行训练,这种训练方式最终得到的模型泛化能力更好.对此现象,传统解释大多只是基于直觉分析而缺少合理的数学推导.本文将深度神经网络这种网络结构不变下层间的学习转为深度神经网络内部的迁移能力,并将学习过程变化形式化到数学表达式.考虑数据集对训练过程带来的影响,利用信息几何分析方法,确定不同数据集流形之上的度量和联络,实现不同数据集之间的嵌入映射,同时将参数空间的变化也放入流形空间,探究其对学习过程的共同影响,最终实现对这种内部迁移现象的数学解释.经过分析和实验验证可得内部迁移过程其实是一种能使网络可以在更广空间进行最优搜索的变化,有利于模型可以在学习过程中获得相对的更优解.

    • 基于凸包的最小体积有向包围盒生成算法

      2019, 46(2):105-111.

      摘要 (882) HTML (0) PDF 1.91 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂物体三维点集的建模问题,提出一种基于凸包的最小体积的封闭有向包围盒生成算法.对凸包和其最小体积有向包围盒的关系进行分析,总结了其4种边面接触类型.通过枚举凸包中边的所有可能的组合,唯一确定包围盒的最优方向.实验证明,该算法可以快速生成符合模型体积特征的最小有向包围盒,且拟合效果良好.

    • 一种基于多相关滤波器组合的目标跟踪方法

      2019, 46(2):112-122.

      摘要 (1015) HTML (0) PDF 3.81 M (564) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂跟踪环境条件下目标的跟踪失败问题,提出一种基于多相关滤波器组合的目标跟踪方法.首先2个分别采用颜色属性(Color Name,CN)特征和方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征的核相关滤波器(Kernelized Correlation Filter,KCF)通过自适应融合手段进行响应图信息融合,确定目标的预测位置;然后通过以目标区域为基础进行多尺度采样,提取CN-HOG拼接特征构建尺度相关滤波器,得到目标的最佳尺度;最后设计了模型的自适应更新策略,通过判断目标是否发生遮挡来决定是否在当前帧进行模型更新.在50组视频序列上对所提算法与6种当前主流的相关滤波跟踪算法进行了实验.实验结果表明,在复杂的跟踪环境条件下,所提算法取得了最好的跟踪精度和成功率,能够有效处理目标遮挡和尺度变化等问题,且具有较快的跟踪速度.

    • 基于贝叶斯模型组合的随机森林预测方法

      2019, 46(2):123-130.

      摘要 (993) HTML (0) PDF 2.16 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了能够精准可靠地估计太阳能辐照度,本文提出一种基于贝叶斯模型组合的随机森林算法用于太阳能辐照度预测. 首先,引入K-means聚类和K折交叉验证将气象数据训练集生成多个训练子集,以增加训练子集的多样性并保证均匀采样. 其次,将随机森林作为基学习器建立集成学习预测模型,导入训练子集并训练各个随机森林. 之后,依据各个随机森林在验证集上的预测性能,采用贝叶斯模型组合算法制定组合策略. 个体随机森林在测试集上的预测值经过模型组合策略得到最终输出. 最后,基于气象实测数据建立仿真实验,并引入其他四种预测方法进行对比仿真研究,通过实验结果验证了文中所提出预测方法在太阳能辐照度预测问题中的准确性和可靠性.

    • 面向物联网的异构实体间关系服务模型

      2019, 46(2):131-140.

      摘要 (605) HTML (0) PDF 2.25 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:物联网中的实体大多以异构形式存在,解决异构问题是推进物联网发展的重要因素.为此,在分析了实体及实体上载到网络中信息的特点后,基于Agent提出一种异构实体关系服务模型.该模型具有实体信息数据处理和构建实体服务逻辑两种功能,利用提出的全新的实体物间动态关系计算公式将异构数据转化为物间关系紧密度(值),并依此生成了Agent服务序列,结合二分图理论实现物联网环境下的Agent服务逻辑;屏蔽了原本因实体和其信息的异构而使得其无法正常交互通信的缺点,实体通过模型中与之对应的Agent进行交互,并在已构建的服务逻辑下支配Agent;最后对该模型进行了仿真实验,结果表明其可满足物联网环境中的用户服务需求,在数据更新和服务准确率及冲突的处理上要优于传统的本体语义技术对异构问题的处理结果.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

2019年第46卷第2


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