摘要:为精确预测高强钢的回弹，需要使用准确且全面描述其材料力学性能的材料模型参数，由此提出了一种基于修正的Levenberg Marquardt（LM）优化算法对Barlat89和Yoshida-Uemori（Y-U）联合模型参数进行反求的方法.以高强钢材料DP780为例，通过单向拉伸和拉伸压缩试验获取材料的力学性能曲线，使用LS-DYNA软件进行与试验对标的仿真分析，采用修正的LM算法连续优化仿真预设的材料模型参数，使得最终仿真求解输出与试验获取的材料性能曲线达到最小二乘意义上的相等，得到最优的材料联合模型参数.研究结果表明：使用的LM算法相关系数为0.951 4，算法收敛性较好；反求出的Barlat89和Y-U联合模型参数，能够同时较准确地描述DP780材料单向拉伸和拉伸压缩力学性能曲线；仿真结果曲线与试验曲线拟合程度较高，两者的平均相对误差为4.65%.此方法所获取的材料模型参数反映了材料正、反向加载时的力学特性，同时能够极大地提升回弹预测精度.

摘要:为实现对被测基体结构应变的精确测量，设计一种基于金属封装粘贴式光纤光栅应变传感器，建立了6层结构的应变传递模型，分析推导了被测基体层、基底粘胶层、封装基底层、光纤粘胶层、保护层及光纤光栅层的应变传递机理，并通过理论分析和有限元仿真对比分析了光纤光栅长度、光纤粘胶层厚度、基底粘胶层厚度、中间层的弹性模量和泊松比等主要因素对平均应变传递率的影响.根据仿真结果，确定所设计的金属封装粘贴式光纤光栅传感器的封装材质、尺寸及粘胶层厚度.最后通过设计等强度悬臂梁作为施加载荷载体，提出应变传递误差修正系数，对上述铝合金封装粘贴式光纤光栅及裸光纤光栅传感器进行了应变传递对比试验.结果表明，裸光纤光栅和金属封装式光纤光栅传感器的平均应变传递率分别为98.25%和98.15%，与仿真计算误差在0.15%~0.25%以内.

摘要:针对超声波传感器测量过程中方位角存在不确定性的问题，提出了一种基于超声反射波到达时间（Time of Arrival，TOA）的目标距离及方位角的测量方法，并据此发展了基于超声探测的环境感知方法.基于混合高斯拟合对回波信号进行处理，消除了信号串扰问题，提高了目标距离和方位信息的测量精度.基于传感器波束角的特性，实现了不同距离下目标的同时测量.通过引入“不确定度”，构建信度分配函数，采用DSmT（Dezert-Smarandache Theory）方法进行数据融合，实现地图更新.搭建了实验装置与实验环境，并对相关方法进行了实验验证，实验结果表明，通过135次测量即可实现对环境基本轮廓的建图，建图误差在3 cm以内.

摘要:为探究同轴电缆屏蔽效能的影响因素，基于屏蔽衰减的三同轴法搭建测试台，评估车载通信同轴电缆及连接器的屏蔽效能.试验研究了同轴电缆屏蔽层、末端连接器和分段对屏蔽效能的影响，并获得0.1 MHz~3 GHz内的屏蔽效能测试数据.分析结果表明，对于车载通信同轴电缆RG174系列，双层屏蔽比单层屏蔽的屏蔽效能高10~15 dB，电缆分段及末端连接器均会降低其屏蔽效能，带有末端连接器且分段的电缆屏蔽效能降低更明显，降幅可达10 dB，并且末端连接器会改变电缆的截止频率.研究结果可用于指导车载通信同轴电缆的选用及分段布局设计，解决车载通信设备在电缆及其连接部位的电磁发射和受扰等电磁兼容问题.

摘要:针对商用车低速爬坡工况，采用三维计算流体力学仿真分析对某厂商商用车发动机舱热管理进行研究，重点关注其影响冷却系统散热的机理.选取散热器通风量与出口温度作为试验目标，引入正交试验设计与Box-Behnken试验设计，根据响应面回归函数的建立，分析冷凝器与风扇的移动距离与护风罩尺寸的交互效应，并据此进行优化设计.提出一套适用于发动机舱热管理的试验设计与优化流程，为发动机舱内部冷却系统布置提供参考.研究结果表明：冷却系统在商用车机舱内部的布置影响内流场与温度场的分布情况，进而影响舱内散热特性.经过优化设计后，该商用车散热器通风量增加了5.26%，同时出口温度降低了3.44%，机舱散热效率得到显著提高.

摘要:针对燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容特性问题，参照GB/T 18655—2018在电波暗室内针对实际的燃料电池汽车DC/DC变换器搭建了实验系统，对其进行传导发射以及辐射发射实验，获得燃料电池汽车DC/DC变换器正常工作时各线缆端口的干扰电流和参考点位置的电场强度.然后，通过测量获取实验系统中各部件的几何参数，建立燃料电池汽车DC/DC变换器的电磁仿真模型，将传导发射实验获取的干扰电流作为电磁仿真模型的激励信号.将该仿真所获得的参考点位置的电场强度与辐射发射实验所获取的参考点位置的电场强度进行对比，结果显示：仿真结果与实验结果的整体变化趋势一致，且高频段时的平均误差在5 dB左右，仅在低频段精确度相对较差，该燃料电池汽车DC/DC变换器电磁仿真模型较为可靠.最后，利用该电磁仿真模型对燃料电池汽车DC/DC变换器的辐射抗扰特性进行了分析，结果表明，在电场强度为30~100 V/m的平面波干扰情况下，燃料电池汽车DC/DC变换器的正常工作不会受到影响，满足电磁兼容性要求.

摘要:针对电动车动力总成悬置系统（Powertrain Mounting System，PMS）不确定参数同时存在不精确信息和相关性的复杂情形，提出一种考虑参数不精确信息和相关性的电动车PMS的可靠性分析方法.首先，采用证据变量处理PMS参数的不精确信息，并引入相关系数矩阵描述变量间的相关性；然后，利用仿射变换并结合标准化技术，将相关的证据变量转化为标准的不相关证据变量；最后，通过求解PMS的固有特性响应及其满足设计要求的可信度与似真度，对PMS的可靠性概率区间进行分析.某电动车PMS可靠性分析算例结果表明：采用相关的证据变量能有效地处理PMS参数的不精确信息与相关性；参数的不精确信息对系统的可靠性有较大影响，尤其是Roll方向固有频率的可靠性；随着参数相关性增大，系统的可靠性出现明显变化，忽略参数的相关性可能导致较大的可靠性分析误差.

摘要:在智能驾驶环境的车辆轨迹预测环节，为更好地获取环境车辆的轨迹时序特征，在长短期记忆神经网络（LSTM）基础上，嵌入Dropout层以增强网络泛化性，引入注意力机制予以预测效果影响较大的时序数据更大权重从而提高预测结果的可靠性，且将改进的LSTM模型与门控循环单元GRU模型结合，构建LSTM-GRU预测模型以进一步提升环境车辆轨迹预测的准确性.在此基础上，使用NGSIM公开数据集对模型进行训练、验证和测试.研究结果表明，融合了Dropout和注意力机制的LSTM-GRU神经网络轨迹预测模型相较标准的LSTM长短期记忆网络以及GRU门控循环单元，在预测较长时序的车辆轨迹上具有优势，提高了轨迹预测的准确性，降低了实际轨迹和预测轨迹之间的均方根误差和平均绝对误差.

摘要:针对数值模拟前处理过程中网格划分存在的困难，提出一种面向双层插值边界面法的非结构自动网格划分方法.该方法基于网格尺寸、表面曲率、实体厚度等几何特征进行体二叉树自适应细分，避免使用任何协调过渡模板处理悬挂点，降低网格划分的困难.构建了体网格拓扑元素与实体模型边界的快速求交算法，有效提升求交计算效率，降低算法实现复杂度.实验结果表明，最终网格划分实现整体以六面体网格为主，实体边界附近的部分网格以四面体、三棱柱或金字塔网格为辅的非结构自动网格划分，验证了该方法的准确性、有效性及鲁棒性.

摘要:薄壁特征在切削加工中的弹性变形一直是制约其加工质量的关键因素，针对这一问题开展弹性变形预估与补偿研究.首先，基于有限元对不同厚度的直面微型薄壁特征进行分层铣削建模，研究薄壁沿高度方向和沿长度方向的变形规律，建立考虑材料去除对薄壁刚度影响的悬臂梁法薄壁变形模型.其次，研制了单自由度切削力测量与实时切削参数补偿装置，基于薄壁切削过程中实时测量的切削力与变形模型，预估薄壁变形量，作为补偿值对径向切削参数进行实时补偿.最后，进行直面微型薄壁特征的微细铣削对比试验.结果表明：经过径向切削参数补偿后，薄壁的平均相对误差从6.86%减少到2.19%，验证了所建立模型的可靠性与所研发补偿装置的有效性.

摘要:为解决扩展等几何分析无法在三维层合板孔洞边界上直接强加Dirichlet约束条件，提出一种改进扩展等几何分析方法.改进扩展等几何分析方法是将扩展等几何分析与B++样条元法相结合来处理三维含孔层合板问题，孔洞剪裁单元相关的控制点转化成剪裁边界上的配点，这些配点满足Kronecker符号性质，从而便于在孔洞剪裁边界上直接强加约束条件.利用当前提出方法分析三明治平板和帽型梁层合板等算例，结果表明：改进扩展等几何分析方法计算的位移和应力等结果与有限元结果基本一致，并且该结果与实验方法获得的结果基本吻合.通过分析上述数值算例说明了改进扩展等几何分析方法处理三维含孔层合板问题的准确性和有效性.

摘要:面向领域特色创新方法的推广应用，为了解决对众多创新方法进行优选时的决策困难，通过分析和评价不同方法对实际应用情境的适应度，提出一种领域特色创新方法优选决策模型.以轨道交通装备领域为例，通过企业实际应用情境分析，建立了包含产品类型、创新对象、创新链环节、创新类别和创新程序的五维应用情境空间；根据空间维度及其层次关系，构建了应用情境适用度评价指标体系，同时为了减少人为评价的主观影响，提出模糊层次分析法和熵值法相结合的组合赋权法；结合逼近理想值排序法，建立多种领域特色创新方法的FE-T优选决策模型.通过模型求解各方法的总适用度分值，基于规则排序确定多方法优选序列.将该决策模型用于指导某企业转向架创新项目中的方法选择，得到了适用于该项目应用情境的领域特色创新方法优选序列，为领域特色创新方法的优选提供参考.

摘要:提出了一种针对运行在传动链系统中的发电机智能反演优化设计方法，并以一台运行在传动链系统中的15 kW永磁同步发电机为研究对象，针对其运行效率对发电机的设计参数进行优化.首先，在充分考虑变流器侧对整个传动链系统的影响下，建立了面向传动链系统的协同仿真建模平台，验证了传动链的电磁设计参数与协同仿真计算平台的正确性；其次，通过方差分析从发电机的8个设计参数中选定6个敏感参数，并在选定优化变量后提出了一种基于遗传算法优化的拉丁超立方抽样方案，该抽样方案可以兼顾样本空间均匀分布与各变量维度投影的均匀性；然后，通过基于高斯随机过程的智能反演优化设计模型结合基于范围选择的多目标优化算法，获得发电机的效率与最大额定输出转矩的Pareto前沿，并针对优化后的齿槽参数进行绕组设计，结果显示优化后的效率为96.2%，对比其原始设计方案，发电机电磁损耗降低了16.8%，效率提高了0.6%； 最后，通过实验验证了仿真平台的准确性，进一步说明了样本数据与优化设计的有效性.所提设计方法可针对不同规格的大型传动链系统展开优化设计，其优化方法具有一定的普适性，可用于我国海上大型传动链系统的一体化精确仿真计算与流程化优化设计.

摘要:为提升多端系统的输电可靠性，提出一种基于Mann-Kendall检验法的混合三端直流输电线路纵联保护方法.该方法利用T接汇流母线三端电流故障分量判定故障发生区域；再利用Mann-Kendall检验法对故障区域内线路两端电流的变化趋势进行分析，进而实现故障类型的判别以及故障极的选择；最后，通过PSCAD/EMTDC搭建模型并对不同故障情况进行仿真，使用MATLAB对所提保护方法进行仿真验证.仿真结果表明：不同故障情况下，所提方法均可在2.5 ms内可靠动作，速动性好，并且具有较强的抗噪声干扰能力以及耐过渡电阻能力.

摘要:针对电动汽车（Electric Vehicle， EV）在参与需求响应时对用户意愿考量不足，配网与EV利益分配不公的问题，提出了考虑用户响应成本及意愿的V2G能量交互策略. 对EV用户在交互中产生的充电时间延迟和电池劣化成本进行了量化与分析，并使得EV车主能够通过指定其成本系数的方式来表达他们的互动意愿，从而获得合理的补偿.随后，建立配电系统运营商（Distribution System Operator， DSO）和集群EV之间的双层斯托伯格（Stackelberg）博弈模型，并根据Karush-Kuhn-Tucker条件，将其转换为一个单层混合整数二阶锥规划问题.基于IEEE 33节点系统验证了模型的有效性，实现了EV车主和DSO之间的双赢.

摘要:为解决传统应答器系统在模拟不同距离水下目标时易受强噪声干扰及转发时延精度不高的问题，提出一种粗-细两级波达时刻估计方法并开发一套高精度时延的可靠应答器系统.该系统主要由以信号采集、信号处理为主的上位机和以功率放大器、换能器为主的下位机组成.其中上位机利用多级频谱分析及其峰均比大于设定门限进行粗估计，初步获取信号的波头；再利用基于能熵比的双门限检测算法进行细估计，获得更精准的波达时刻，进而解决了时延不准的问题；最后，系统下位机通过 TCP 接收上位机传输的应答信号并在预定时刻应答回波信号.湖试结果显示，该系统的时延误差小于 40 ms，具有高精度的转发时延优势，并且在强噪声干扰下具有良好的鲁棒性.

摘要:针对在风速、同步发电机负载变化情况下，液压蓄能式风力机组并网转速控制问题，提出一种新型并网转速控制方法——解耦广义预测优化控制方法（Decoupled Generalized Predictive Optimization Control， DGPOC）.首先，DGPOC利用基于广义预测的前馈解耦方法解除变量马达摆角和蓄能器比例阀开度之间的耦合关系，进而调节蓄能器比例阀，依靠蓄能器吸收波动流量，同步调节变量马达摆角实现恒转速控制，解决因风速、同步发电机负载变化引起的变量马达转速波动问题； 其次，将蓄能器比例阀的能量损耗作为性能约束项，加入到优化目标函数中，求取最优控制量，从而提高液压蓄能式风力机组风能利用率； 最后，利用建立的MATLAB-AMESim联合仿真实验平台验证DGPOC方法的有效性.实验结果表明： DGPOC方法不仅可以实现变量马达摆角和蓄能器比例阀开度两个变量的解耦，提升变量马达转速控制的快速性及鲁棒性，而且能够降低系统的能量损耗.

摘要:针对电压不平衡时储能变流器（Power Conversion System， PCS）出现网侧电流波形畸变严重且峰值过大等问题，提出了电网电压不平衡下储能变流器能量最优控制策略.该策略通过控制目标参数k、电网电压不平衡度与瞬时功率波动、网侧电流不平衡度和网侧电流峰值的关系图深入分析了参数k、电网电压不平衡度对系统能量运行的影响，并在此基础上侧重抑制电流幅值及抑制功率波动两个控制目标，加入寻优算法，提出k参数仅在［-1，0］内选择的电流限幅储能变流器能量最优控制策略.仿真实验结果表明：该策略能通过k参数和电流限幅策略更加快速有效地将电流峰值限制在最大允许峰值，并且进一步减小功率波动，提升PCS的有功功率输出能力，体现了对储能变流器运行的能量优化.

摘要:为解决计划检修导致配电网发生潮流越限和负荷损失等问题，提出了一种考虑检修计划的智能配电网运行风险等级划分定量分析方法. 首先，分析了检修计划对配电网安全运行的影响，从运维因素、外部因素、设备因素等三个方面建立智能配电网风险评估指标体系；其次，引入区间算法，采用了主客观混合评估方法进行指标赋权，并结合权重因子得到组合权重；再次，基于风险评估指标及其所占权重，获得了智能配电网运行风险值，并划分了运行风险等级，实现了对故障发生概率和影响后果的综合风险量化评估；最后，结合天津电网的年度运行数据，采用Ada-DT算法对其运行风险等级进行了相关分析，验证了本文所提配电网运行风险评估指标体系及等级划分方法的有效性. 结果表明，所提方法可有效划分智能配电网运行风险等级，辨识配电网薄弱环节并给出针对性防控措施，为计划检修人员提供参考.

摘要:为了能够准确可靠地估计锂离子电池的健康状态（State of Health， SOH），提出一种基于时序卷积网络（Temporal Convolutional Network， TCN）的数据驱动模型来建立电池充电曲线与SOH之间的映射关系.TCN是一种由多层因果卷积组成的神经网络，它能够对电池充电曲线上的采样点序列进行编码，通过编码得到的编码向量会更易于与SOH建立映射关系.实验结果表明所提基于TCN的SOH估计模型具有较高的估计精度，对不同种类的电池也有良好的适应能力.

摘要:针对传统保护间隙的空气间隙无法快速熄弧、线路的跳闸率较高问题，研究、设计了电磁式灭弧空气炮.该装置利用电磁活塞理论，喷射出高速气团.高速气团会冲击电弧，带走电弧的热量并拉细电弧，显著增强电弧的去游离作用，迫使其在短时间内熄灭.且电磁式灭弧空气炮的活塞尾部安装有弹簧机构，能够在灭弧后自动将活塞复位，为下一次动作做准备.通过有限元法进行仿真计算，加装电磁式灭弧空气炮的保护间隙能在16 ms内将电弧拉细到原来粗细程度的1/8、弧心温度降低至1/3，显著增强去游离作用，迫使其迅速熄灭.因此电磁式灭弧空气炮具有较强的熄弧能力，且具备一定的自能性，能有效降低雷击跳闸率、提升电能质量.

摘要:针对未知扰动引起永磁电磁混合悬浮系统控制性能下降问题，提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法.首先，分析并搭建了永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制实验台和系统理论模型；其次，引入了扩张状态观测器对系统扰动进行估计与控制补偿，采用积分滑模面和改进指数趋近律设计了改进滑模控制方法，削弱了滑模控制输出抖振，改善了磁浮球的动、静态性能，并分析了有无扩张状态观测器对扰动估计与补偿时的系统的稳定性和误差收敛大致范围；最后，通过半实物联合仿真技术对所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法、改进滑模控制方法、传统滑模控制方法和比例-积分-微分控制方法进行对比实验.理论分析和实验结果表明：所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法具有更强的稳定性和抗扰性，对外部磁场摄动具有更强的鲁棒性，在给定信号范围变化及突变时也具有更强的适应性.所提控制方法进一步提高了永磁电磁混合悬浮系统的控制性能，对于永磁电磁混合悬浮型磁浮球这一类非线性系统的控制也具有较好的参考价值.

摘要:绕组匝间短路是变压器最常见的初期故障类型之一.为了提高轻度故障的诊断准确率，考虑绕组短路电流、绕组温度、电流密度和磁通偏移特征，提出了变压器绕组短路故障的多特征融合诊断方法.首先建立了变压器绕组短路的COMSOL空间模型，将仿真结果和理论计算结果进行对比，证明空间模型的正确性.然后，对变压器轻度故障时进行了故障模拟和故障特征分析，提取其电流特征参量、温度特征参量、电流密度偏移率和磁通偏移率作为故障特征.采用BP网络进行故障识别.变压器的工程诊断实例验证了本文方法的有效性.