摘要:为了满足汽车碰撞滑台试验瞬时、大冲击工况下的乘员体压数据连续、高速采集需求，设计了一套基于STM32H723ZGT6高性能MCU和阵列压力传感器的高速乘员体压采集系统. 提出高性能硬件、本地采集、本地存储、试验后上传的设计方案，应用高性能微控制器和内存扩展的方式提高数据采集实时性、稳定性，对坐垫、靠背共4 576个力敏点数据的采集频率能够达到200 Hz，满足滑台试验数据采集需求，同时能够控制系统成本. 提出一种基于单通道图像特征提取的乘员体压数据分析方法. 在刚性座椅滑台试验中，志愿者在4种座椅状态下，对乘员体压数据进行采集，获取乘员骨盆滑移轨迹、最大滑移量、最大窗口压力均值及其电压变化趋势、坐垫全域和3个子区域重量变化趋势并进行数据可视化，所获数据特征与高速摄像获得的乘员姿态响应基本相符.

摘要:为了减小鞭打试验伤害评估中普遍较高的颈部损伤指标（Neck Injury Criterion， NIC）和上颈部伸张弯矩，基于某汽车座椅的LS-DYNA有限元模型和物理试验结果，首先对其基本结构和后碰撞下的运动响应进行分析，使用多体动力学分析软件（Mathematical Dynamic Model， MADYMO）建立座椅鞭打试验的多体动力学模型. 然后，通过伤害机理分析和对座椅主要设计参数的灵敏度分析，确定座椅结构中的主要几何结构参数，并据此建立数值模型. 最后，利用多目标优化算法，获得相应的座椅抗鞭打性能优化方案. 结果表明，通过调整座椅骨架横梁及头枕位置，提高乘员头部和下颈部运动一致性，使NIC降低58.5%，上颈部伸张弯矩满足最高性能限值.

摘要:为了研究汽车-自行车碰撞过程中，自行车种类及骑行姿态对骑车人下肢运动学及损伤的影响，建立共享自行车和山地自行车有限元模型，采用脚前部、脚上部和脚下部3种骑行姿态，选取碰撞速度为40 km/h，骑行速度为10 km/h，构建6种碰撞工况来考察骑车人下肢运动学响应和损伤状况的差异性. 结果表明，相比于共享自行车，带有高横杠车架结构的山地自行车使得骑车人的被撞侧腿部承受更大的弯矩，且该结构限制了骑车人下肢的移动，从而影响膝关节的运动学响应和韧带损伤. 在脚下部的骑行姿态下，骑车人承受下肢严重损伤的概率要更大，胫骨承受较大弯矩为257.5 N?m，内侧副韧带出现最大拉伸长量为19.3 mm. 因此，自行车种类对骑车人下肢运动学响应产生较大影响，骑行姿态对下肢损伤产生较大影响.

摘要:为了探究自动紧急转向过程中驾驶员的动态响应，采用主动安全技术和被动安全防护策略相结合的方式，进行特定自动紧急转向场景下驾驶员离位响应的一体化仿真研究. 基于模型预测控制算法建立自动紧急转向控制模型，使用PreScan、CarSim和Simulink等软件进行联合仿真，获取车辆在转向过程中的动态响应；结合主动人体模型和驾驶员侧约束系统模型，分析车辆及驾驶员的运动特征以及主动卷收器安全带对驾驶员离位的改善效果. 结果表明，在72 km/h的行驶速度下，车辆和驾驶员在纵向换道距离分别为40 m、50 m和60 m的左侧自动紧急转向过程中运动响应分为右倾和左倾两个阶段；右倾阶段车辆横向加速度、侧倾角以及主动人体模型的最大离位量明显高于左倾阶段；随着纵向换道距离的增加，驾驶员头部的最大横向离位量由89.56 mm降低到70.22 mm和53.05 mm；主动卷收器安全带的应用有效改善了驾驶员的离位程度，驾驶员头部最大横向离位量分别降低18.90%、49.56%和67.62%，胸部最大横向离位量分别降低12.70%、41.63%和53.69%，提高了驾驶员在自动紧急转向阶段的安全性.

摘要:为了表征汽车碰撞工况下具有代表性的特征波形，明确相应的乘员损伤响应特征，基于正面50%重叠渐近可变形移动壁障（Mobile Progressive Deformable Barrier，MPDB）碰撞工况4种车型的波形数据，提出一种可行的特征波形处理办法. 归纳统计各车型波形的特征参数分布规律，针对样本进行时间和加速度的归一化特征平均处理再进行时间缩放，保持波形形状特征和连续性，获得MPDB工况的特征波形. 根据动量守恒定律，将特征波形等效为双梯形波，以满足台车试验和仿真的应用稳定性需求. 通过MPDB特征波形和等效双梯形波作用下人体模型的仿真应用，对比分析乘员运动响应与损伤，乘员损伤参数结果相差最小可至1%. 结果表明，采用归一化特征平均方法获得的波形时间和强度符合波形样本的特征参数规律，等效双梯形波能够很好地捕捉特征波形作用下的乘员运动损伤响应.

摘要:针对高速公路自主换道场景，开展考虑驾驶员不满度换道决策和轨迹跟踪控制的辅助驾驶功能研究. 首先，在换道决策中考虑驾驶员心理因素，建立基于驾驶员不满度和最小安全距离的换道决策模型. 然后，基于跟踪误差模型建立横向线性二次调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）控制器，得到最优反馈前轮转角. 由于存在权重矩阵Q和R需要反复调试的问题，提出基于遗传算法（Genetic Algorithm， GA）的横向LQR控制器，获得最优的权重矩阵Q和R，提升算法的鲁棒性. 同时建立纵向LQR控制器保持期望车速. 利用PreScan、MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真平台对自主换道策略进行验证，在不同固定车速换道工况下验证横向LQR控制器的鲁棒性和可靠性. 在换道安全性不满足工况下，期望车速能够被纵向LQR控制器稳定跟随，最大车速误差绝对值为0.69 km/h. 比较了LQR控制器和GA+LQR控制器的横向控制性能，采用GA+LQR控制器使横向和航向跟踪精度分别提升了66.7%和27%. 结果证实纵向LQR控制器和优化后的横向LQR控制器在不同换道工况下均具有良好的跟踪精度.

摘要:为提升履带装甲车辆综合传动装置疲劳损伤的快速计算能力及其剩余寿命的准确评估性能，提出一种满足多工况条件的传动主轴运行载荷实时评估模型. 提取特种车辆典型运行工况的特征参数，并采用K均值聚类及支持向量机方法实现特种车辆典型运行工况的实时判别；构建基于卷积-长短期记忆神经网络的多工况传动主轴运行载荷实时评估模型，采用贝叶斯算法对模型中学习率、神经网络隐含层单元数等超参数进行优化，以提高传动主轴运行载荷评估的准确性；依据特种车辆典型工况下的运行数据开展模型实例验证. 结果表明，在换挡工况、转向工况及爬坡工况下，模型对传动主轴运行载荷评估结果的平均绝对百分比误差分别为0.150、0.014、0.006（5°坡工况）及0.004（10°坡工况），表明了本文模型在变工况条件下综合传动装置传动主轴运行载荷评估的有效性.

摘要:针对实际工程运用中氢气润滑箔片气体动压轴承出现的湍流效应，结合氢气润滑箔片气体动压轴承所处的深低温状态，利用壁面定律修正经典气体雷诺方程，耦合Link-Spring力学模型后求解并获得了以深低温氢气作为润滑介质的箔片气体动压轴承静动态特性；对比箔片气体动压轴承在深低温氢气与其他润滑气体介质时的静态特性，分析偏心率、环境压力、宽径比和名义间隙等参数对箔片气体动压轴承静动态特性的影响. 结果表明，相较于常温常压空气和低温高压氮气，以低温高压氢气为润滑介质的箔片气体动压轴承的承载力相对较低，但可通过增大轴承的偏心率、工作环境压力、宽径比、动力黏度和减小轴承的名义间隙等方式增大承载力；轴承的直接动态刚度系数随环境压力的增大而增大，随名义间隙的增大而减小.

摘要:针对超临界二氧化碳（Supercritical Carbon Dioxide，S-CO2）润滑波箔型止推箔片气体动压轴承，通过反向传播（Back Propagation，BP）神经网络算法提出S-CO2的物性模型，并考虑轴承工作时的非理想气体效应，提出考虑湍流效应气体润滑模型、箔片结构力学模型和气膜平均温升计算方法，对止推箔片气体动压轴承的静动态特性进行研究，并分析不同结构参数对箔片气体轴承静动态特性的影响规律. 结果表明，本文提出的物性模型准确度高，相关系数高达99.997%. 以S-CO2为润滑介质的止推箔片气体动压轴承具有更高的承载力，且在适当范围内减小最小初始气膜厚度或增加膜厚比可以提高轴承的承载力. 以S-CO2为介质的止推箔片气体动压轴承的动态刚度系数和动态阻尼系数均远高于常温常压空气介质下的止推箔片气体动压轴承. 随着最小初始气膜厚度减小，轴承的动态刚度系数和动态阻尼系数均迅速增加.

摘要:为了改善机枪的射击稳定性从而提高射击精度，设计一款应用于12.7 mm重型机枪的单出杆式黏弹性胶泥缓冲器，用变刚度Kelvin模型对其进行数学建模. 用正交试验法对黏弹性胶泥缓冲器的刚度、阻尼系数和预压力进行优化匹配分析，获得胶泥缓冲器与高射机枪动力学匹配最好的一组性能优化参数. 优化匹配的黏弹性胶泥缓冲器与弹簧缓冲器动力学性能仿真比较结果表明，使用胶泥缓冲器的12.7 mm重型机枪后坐力更小，后坐速度变化更平稳，枪口波动更小.

摘要:研究小尺寸切开式尾缘锯齿对翼型气动噪声的影响，并分析齿高与尾缘边界层厚度之间的关系对降噪效果的影响. 以NACA0012翼型为研究对象，采用混合计算气动声学方法进行仿真.在20 m/s风速下对NACA0012翼型进行噪声实验，验证仿真方法的准确性. 通过控制齿高和齿宽研究不同形状尾缘锯齿分别在0°和10°攻角下对翼型气动噪声的影响. 研究结果表明，尾缘锯齿的降噪效果与齿高和齿宽均成正比. 0°攻角下最大降噪量为3.3 dB，10°攻角下最大降噪量为2.6 dB. 切开式尾缘锯齿结构会增加流向噪声的高频分量，尤其在0°攻角下显著. 相比嵌入式尾缘锯齿，切开式尾缘锯齿具有更小的极限降噪齿高.

摘要:为探究小模数齿轮中心距误差对轮齿强度的影响，以及标准GB/T 3480—2021对含中心距误差小模数齿轮强度设计的适用性，推导了含中心距误差的重合度系数、齿廓系数与应力修正系数计算公式，建立了含中心距误差的小模数齿轮有限元接触模型，提出有限元接触模型网格密度的验证方法. 对2种计算方法得到的不同中心距误差下接触与弯曲应力进行了对比研究，结果表明，接触区域齿廓有限单元宽度不超过Hertz接触半宽的1/3时，齿轮有限元接触计算精度较高；采用标准GB/T 3480—2021校核含中心距误差的小模数齿轮强度，将产生冗余设计；当中心距误差达到1.33%时，接触应力幅值的最大变化为4.23%，而弯曲应力幅值的最大变化达到了16.25%，中心距误差对小模数齿轮弯曲应力的影响比接触应力更为显著.

摘要:为了研究燃料电池控制器（Fuel Cell Controller， FCU）的电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）特性，采用差分进化算法建立等效辐射源，基于近场扫描方法测试FCU的磁场，通过对比等效辐射源产生的磁场和测试的磁场，获得各频点在X、Y、Z方向的平均误差均在3%左右；利用重构模型对印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）上方半空间的远场辐射进行仿真模拟. 结果表明，仿真电场与实测电场的平均误差在4.1 dB左右，在测量频带范围内整体趋势一致，验证了差分进化算法重构的等效辐射源具有较高的精度，该方法可以用来预测辐射源的影响. 研究了重构等效辐射源对金属外壳的影响，仿真结果表明，PCB板的远场辐射降低了10 dB左右，金属外壳能有效减少FCU向外产生辐射.

摘要:针对热电制冷模块中热电臂尺寸对模块整体热应力场的影响，以C-31106型热电制冷模块为研究对象，建立由31对热电偶组成的热-电-力学耦合多物理场模型. 采用有限元仿真方法，考虑钎料层的存在并引入表征黏塑性材料的Anand修正本构方程，建立3种安装条件下的热电模型，分析不同电流下热电臂高度和截面边长对热电模块温度场和力学性能的影响规律. 结果表明，当热电臂处于最佳高度时，在给定范围内热电臂截面边长越大，越有利于提高热电模块力学可靠性，当工作电流为2.6 A，截面边长从0.99 mm增加到1.09 mm时，冷、热端的最大von Mises 应力分别减小了74.67%和22.60%. 对模块冷端和热端分别采用固定约束和机械压装的安装方式可有效提高热电模块的力学可靠性，当采用上述安装方式时，冷、热端的最大von Mises 应力相比两端只采用固定约束的安装方式分别减小了48.76%和74.02%.

摘要:为均衡增强低照度图像的同时，保留其更多的细节信息，提出一种改进Retinex低照度图像增强算法. 该算法基于HSV（Hue， Saturation， Value）颜色空间，对分离出的明度分量和饱和度分量进行增强. 首先，使用限制对比度自适应直方图均衡化（Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization，CLAHE）优化明度分量，使图像更接近均匀光照场景，并使用自适应Gamma对饱和度分量进行校正. 然后，采用三维块匹配滤波（Block-matching and 3D Filtering， BM3D）算法对光照分量进行估计，并求得相应的反射分量，提出一种改进Gamma变换函数，依据光照分量信息对明度分量进行增强，同时，采用Gabor滤波器和Canny算法对原图进行细节提取，提出一种细节增强策略，对反射分量及其纹理细节进行增强. 最后，将各分量进行加权融合，再将增强图像变换回RGB空间. 实验结果表明，所提算法相较于自动色彩均衡、自适应局部色调映射、低光照图像增强、带色彩恢复多尺度视网膜增强算法有更好的增强效果和普适性，且原图经过增强后，信息熵、峰值信噪比、结构相似性指数、图像质量指数、平均梯度有显著提升，均方根误差显著下降.

摘要:为了减小空间电压矢量合成区域内的电流不可观测区域，提升输出电压调制比，提出一种高调制比单电阻采样三相电流重构策略. 该策略根据开关状态和实际硬件采样延时的不同将开关状态相移过程分为3个阶段，分别进行不同开关状态相移处理，在不改变原有电路拓扑的情况下提升了输出电压调制比. 该策略在一个脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）周期的前半周期内完成电流采样，后半周期实现电流重构，而且能充分利用零矢量的导通时间，减小电流不可观测区域，实现三相电流的完整重构. 仿真和实验验证了该策略的可行性和有效性.

摘要:为了解决储能系统并联电池簇环流问题，提出一种串联升压型部分功率均衡器，通过引入部分功率变换技术优化均衡器的传输效率与功率密度. 针对部分功率均衡器中2种不同功率流控制问题，提出一种基于占空比控制的功率流控制方法，并详细分析在所提出控制方法下均衡器的工作状态，实现对基础功率流和调节功率流的有效控制和双向流动；针对由电池簇不一致性导致的系统性能退化，提出一种并联电池簇功率均衡控制方法，抑制并联电池簇之间的功率环流. 实验结果验证了所提出部分功率均衡器及其控制方法的有效性.

摘要:为了实现自来水厂泵房及其二次加压泵房中配电设备与水泵故障的快速在线诊断与报警，保障泵房设备的安全运行，提出一种基于多点电压与电流信息融合技术的泵房设备故障在线诊断方法.基于泵房设备配电系统与设备构成，从理论上系统地分析了泵房配电设备与水泵常见故障所具有的电压与电流特征及其相互影响机理，使用配电线路中多个关键节点的实时电压、电流测量值进行融合处理，提取泵房配电主回路供电电压超限、配电线路中空气开关或接触器触头开路、水泵电机绕组开路、水泵电机绕组不平衡与匝间短路、水泵堵转、电机与水泵连接机构断开6类故障的故障特征，实现这些故障的在线诊断.阐述了故障诊断方法的执行条件、实现原理及具体实现步骤.使用MATLAB/Simulink搭建仿真模型进行实验验证，仿真结果表明，本文方法能有效地诊断泵房设备故障，克服了现有人工排查耗时耗力与离线分析不及时的不足，为自来水厂及其二次加压泵房配电设备与水泵的安全运行提供有效保障.

摘要:针对传统奇异值阈值（Singular Value Thresholding，SVT）数据恢复算法在对电力负荷数据恢复中忽视数据先验信息以及大规模数据计算效率低等问题，提出一种基于相空间重构与自适应变步长的改进SVT的数据恢复算法. 为解决传统SVT容易忽视数据先验信息的问题，引入相空间重构算法将原始缺失数据映射到高维空间，利用数据间的关联性和结构特征，为后续数据恢复算法提供先验知识；结合对数与Sigmoid函数构建变步长基础函数，并利用等比项提高前期步长，构建自适应变步长SVT算法，克服传统SVT在大规模数据情况下计算效率低的问题. 结合多项公用电力负荷数据集及多种常用电力负荷数据恢复算法进行对比实验分析，结果表明，改进SVT算法可获得更好的数据恢复效果，收敛速度、精度以及稳定性得到提升，具有较强的工程实用性.

摘要:为了准确分析暂态信号对ZPW-2000A型轨道电路的影响，考虑传输线中由集肤效应引起的频变损耗问题，建立轨道电路分数阶多导体传输线（Multi-conductor Transmission Line，MTL）模型，针对ZPW-2000A轨道电路高频损耗下暂态响应分析，提出在时域内对轨道电路接收端电压的求解方法. 基于传输线理论建立轨道电路传输线系统模型，根据得到的模型建立分数阶传输线方程并对其进行求解. 首先，在空间域上利用紧凑有限差分法（Compact Finite Difference Method，CFD）将轨道电路分数阶传输线模型的偏微分方程组离散为常微分方程组；其次，利用G-L分数阶定义将以上方程组转化为整数阶常微分方程组；最后，利用精细积分与递归卷积相结合的方法，得到传输线上每点的电压与电流响应. 在双指数信号激励下，通过与状态变量法对比验证了该方法的准确性，两种求解方法的误差在7%以内，且本文方法耗时较短. 分析了不同暂态信号输入下轨面过电压变化规律，发现信号频率越大，轨面过电压幅值越小；道床电阻越大，轨面过电压幅值越大且信号从衰减到稳定的时间越长. 本文方法可以准确、高效地分析高频损耗下ZPW-2000A型轨道电路暂态响应.