2013, 36(6):1-8. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.001 CSTR:
摘要:为了辨识GIS内多绝缘缺陷产生的单一PD信号,对多PD信号在GIS内的传播与混合机理进行深入分析,提出采用卷积混合模型描述其混合过程,并构建分离算法分离多PD信号以获取辨识所需的单一PD信号。结合PD信号的非平稳特性,将各多PD信号在时域空间下划分成短时内平稳的子信号集合,利用Molgedey-Schuste算法在频域内对子信号进行分离,再利用子信号包络线的相关性在频域对分离子信号进行重构,获取各单一PD信号,以实现对非平稳多PD信号的分离。经仿真和实测多PD信号的有效分离,证实了多PD信号在GIS内线性卷积混合特性的假设,同时为用外置UHF检测法获取多绝缘缺陷产生多PD信号的辨识提供了新方法。
2013, 36(6):9-17. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.002 CSTR:
摘要:总结了航空电源标准的要求,指出航空三相功率因数校正(PFC)的设计需要特别考虑频率变化和电源电压不平衡条件下输入电流的谐波和直流输出电压的纹波。通过综述航空三相PFC的研究现状,选择了3种典型航空三相有源PFC方案——三相脉冲宽度调制(PWM)整流器、传统有源电力滤波器(APF)和广义APF,建立了3种方案的单相统一模型,对其谐波特性进行了理论分析和开关应力的计算,以比较3种方案的效率和功率密度。对3种方案分别设计了5 kW的航空三相PFC,通过仿真结果对理论分析进行了验证。结果表明:将广义APF应用到航空三相PFC中具有较大的技术优势。最后指出需要解决广义APF直流输出电压不可控的问题和滤波电感的优化设计的问题。
2013, 36(6):18-25. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.003 CSTR:
摘要:针对机器人中存在非线性不确性项LuGre动态摩擦和非对称死区的问题,提出采用模糊RBF神经网络及模糊逻辑分别对动态摩擦及死区进行补偿,且实时、自适应训练非线性动态摩擦项及非对称死区项的参数,实现对实际机器人系统准确再现的滑模变鲁棒控制算法,并论证了该算法的Lyapunov稳定性。通过在2自由度机器人上的仿真,证明该算法提高了机器人轨迹跟踪精度、控制力矩及摩擦力矩两者的稳定性。同时发现了该机器人控制力矩的脉冲式补偿误差、摩擦模型中存在类菱形吸引子、缺乏死区补偿将导致控制系统极限环振荡等非线性动力学现象,以及死区逆模型中ε的估计对系统的精度有决定性作用。
2013, 36(6):26-34. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.004 CSTR:
摘要:为揭示盾构机刀盘驱动多级行星轮系的动力学特性,考虑到各级之间由于初始啮合位置的不同使啮合刚度和啮合误差均产生相位差,以及各构件支承刚度、时变啮合刚度、啮合误差等影响因素,建立了盾构机刀盘驱动多级行星轮系纯扭转动力学模型并进行了动力学特性分析。固有特性分析表明,多级行星传动系统较单级传动系统呈现出独特多样的振动模态;通过动态响应分析,获得了各级传动动态啮合力的时域及频域响应。结果表明,中、高速级传动的激振力频率较系统的固有频率相近,易引起系统的谐振,应在设计中特别注意。并求得各级传动的动载系数,为该行星轮系的动态优化设计奠定了基础。
2013, 36(6):35-39. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.005 CSTR:
摘要:对水冷式除渣系统中含渣水表面蒸发速率进行实验,探讨了含渣水表面蒸发速率的影响因素,得到了1个大气压下风速为0.5 m/s时,含渣水表面蒸发速率与表面温度(30~75 ℃)和相对湿度(40%~90%)之间的实验关联式。实验测量了按不同比例稀释的含渣水表面蒸发速率,并与纯水表面蒸发速率的实验结果对比,发现实验范围内水温高于50 ℃时纯水表面蒸发速率约为含渣水表面蒸发速率的1.1~1.2倍,水温低于50 ℃时倍数略高,而一定范围内浓度的改变对含渣水表面蒸发速率的影响在10%以内。
2013, 36(6):40-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.006 CSTR:
摘要:通过建立腔式吸热器热损失性能测试实验台,采用电加热的方法,分别在所有壁面加热和只有底面(开口对面)加热2种情况下,探讨倾角和热流密度等参数对一侧全开式圆柱形腔式吸热器热损失的影响,获得自然对流热损失的努塞尔特数Nuc和辐射热损失的努塞尔特数Nur分别与格拉晓夫数Gr、倾角φ、自然对流热损失的热流密度qc或辐射热损失的热流密度qr的实验关联式。结果表明,输入功率不变时,吸热器的自然对流热损失随着φ的增大而减小,导热损失和辐射热损失随φ的增大而增大,但增大的幅度不大;当qc一定时,Nuc随φ的增大而减小,而当qr一定时,φ对Nur的影响很小;并且2种加热情况下的热损失性能存在一定的差异,加热位置对辐射热损失的影响要比对自然对流热损失的影响小。
2013, 36(6):46-52. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.007 CSTR:
摘要:针对村镇量大面广的砌体结构,提出了一种简易消能减震技术,并对该技术进行了1∶4模型振动台试验,结果表明:该技术可使结构在小震作用下,不发生需要修复的破坏,能保证房屋正常使用功能要求;输入台面峰值加速度0.225 g,相当于原型房屋的地面峰值加速度0.15 g(7.5度中震),消能减震部位发挥作用,有效减轻砌体结构在大震下的损伤;当输入台面峰值加速度0.6 g,相当于原型房屋的地面峰值加速度0.4 g(8度大震),消能减震部位破坏严重,但结构仍未倒塌。
2013, 36(6):53-59. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.008 CSTR:
摘要:针对目前国外对非接触眼压测量技术的垄断,以及国内现存技术的不足,研制了一种新型的基于力平衡原理和空气静压技术的非接触式眼压测量系统。该系统以ARM9 S3C2440A为核心处理器,主要包括气浮测量模块、控制模块、人机交互及通讯接口等模块,其中气浮式测量模块能够对CCD摄像头信号、压力传感器信号、角膜反射的光电信号进行采集和测量,控制模块实现中心气腔供气压力的控制。利用研制的系统对人体眼压进行测量,结果表明眼压测量的重复性误差≤6.01%,与进口仪器相比眼压测量的绝对误差≤1.3 mmHg,表明该系统能够快速、方便地检测出人体的眼压值。
2013, 36(6):60-64. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.009 CSTR:
摘要:采用匹配渐近展开法求解环形浅液池内热溶质耦合毛细对流中心区域渐近解,分析Soret效应和浮力对流动的影响。结果表明,当不考虑溶质毛细力和浓度的不均匀引起的浮力作用时,该解与环形浅液池内纯工质热毛细浮力对流或热毛细对流的渐近解完全一致;在浅液池内,浮力的影响较小,耦合的热溶质毛细力对流动过程起主导作用;当各种耦合的驱动力作用方向相同时,流动加强,相反,一旦存在反向的情况,则流动必然相互削弱。
2013, 36(6):65-69. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.010 CSTR:
摘要:为得到脉冲水射流割缝后石门揭煤最佳突出预测指标,根据脉冲水射流割缝作用下煤体裂隙场的动态演化过程,分析了煤样坚固性系数测值和煤体瓦斯放散初速度对综合指标D、K的影响,由此排除综合指标D、K。利用灰关联分析法,对现场采集的重庆、四川、河南地区7个煤矿应用脉冲水射流割缝后石门揭煤突出预测指标K1、S、P建立灰关联分析模型,计算各突出预测指标与突出危险程度的关联度。结果表明:钻屑瓦斯解吸指标K1能够更准确地反映脉冲水射流割缝后石门揭煤煤与瓦斯突出危险程度,应作为最佳预测指标。
申桂香 , 李怀洋 , 张英芝 , 李全普 , 王晓峰 , 丁烨
2013, 36(6):70-75. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.011 CSTR:
摘要:刀库系统的可靠性水平是衡量卧式加工中心先进性的重要指标。为有效提升刀库系统的可靠性水平,引进重要度和结构优化相结合的新方法。以某型号卧式加工中心刀库系统为研究对象,根据现场试验采集的35条故障数据信息,建立了刀库系统的故障树,通过故障树分析计算出了基本事件的重要度,并根据重要度值进行重要度排序。针对故障重要度大的基本事件,结合具体的换刀过程和故障原理,提出了结构优化可靠性设计,该设优化计方案经刀库系统设计人员验证具有可行性。
2013, 36(6):76-83. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.012 CSTR:
摘要:针对大功率场合下传统直接转矩控制转矩、磁链脉动大,开关频率不恒定等不足,研究了一种新的由双频逆变器供电空间矢量调制的直接转矩控制方案。在传统直接转矩控制的基础上,理论分析了直接转矩控制中磁链、转矩脉动的影响因素,推导出异步电机空间电压矢量数学模型,运用S-函数实现空间矢量调制。系统基于双频控制理论,采用级联逆变器供电降低系统的开关损耗。双频逆变器高频单元负责改善系统动态性能,低频单元传递主要功率。仿真结果表明:该方案不仅使系统具有较好的动静态性能,而且大幅度减小了电磁转矩、磁链脉动以及开关损耗,提高了的系统效率,适合于大中功率场合。
2013, 36(6):84-90. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.013 CSTR:
摘要:分析某厂直流锅炉燃水比控制系统,设计出基于生长剪枝动态递归模糊神经网络(Growing and pruning dynamic recurrent fuzzy neural network,GAP-DRFNN)的燃水比优化控制系统,GAP-DRFNN以汽水分离器出口工质温度偏差最小为导出信号,综合学习燃水比控制主要状态参数,实时输出燃水比最佳控制量。随着当前主要相关状态参数的输入,GAP-DRFNN通过结构学习,自动增加和修剪神经元,而且根据梯度下降法,动态调整网络的隶属函数参数以及神经网络递归权值。实验结果表明:此方案中燃水比控制可兼顾快速性和准确性,在变工况时系统仍具有优异的动静态性能,控制效果优于传统PID控制。
2013, 36(6):91-97. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.014 CSTR:
摘要:为了快速有效地降低某全地形车生产成本,利用有限元前处理软件HyperMesh建立了某全地形车车架结构的有限元模型,运用Optistruct求解器计算其自由模态并与已有的试验结果进行对比,验证了该模型的正确性。通过Optistruct分析车架在多种工况下的应力分布和变形情况,计算其疲劳寿命并进行灵敏度分析,提出该车架结构轻量化方案,并分析优化后车架结构强度及疲劳寿命,证明了此轻量化方案具有一定的有效性。轻量化车架结构减轻了6.606 3 kg,表明通过灵敏度分析能够提高结构优化效率以及轻量化效果。
2013, 36(6):98-102. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.015 CSTR:
摘要:Dog Bone栅型MOS场效应晶体管是一种对称性的、防辐射总剂量效应的版图结构。为了计算其等效宽长比,把它划分为常规结构的主MOS晶体管和非常规结构的边缘MOS晶体管2种类型的并联。借助Silvaco TCAD工艺与器件仿真工具构建了它的模型,分析了主MOS晶体管的宽度、长度和边缘MOS晶体管的多晶硅与有源区的交叠宽度对边缘MOS等效宽长比的影响,得到拟合的Dog Bone栅型MOS晶体管等效宽长比的计算公式。采用CSMC 0.5 μm DPTM CMOS混合信号工艺制作了样管,对实验测量值和公式计算值进行比较,Dog Bone栅型MOS场效应晶体管的等效宽长比的计算公式与实验能够较好地吻合。
2013, 36(6):103-111. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.016 CSTR:
摘要:以单个RC柱为分析对象,采用台湾集集地震中3组断层距18条速度脉冲型地震动记录,通过非线性动力时程分析,研究断层距、竖向与水平加速度谱值比、柱初始轴压比、竖向和水平振动周期以及剪跨比对RC柱抗剪性能的影响规律。结果表明:近断层竖向速度脉冲地震作用对RC柱的抗剪性能有很大影响;抗剪性能系数随反应谱比值增大而减小,中等初始轴压比与断层距、以及剪跨比与近断层距(0~10 km)对柱抗剪性能有交互作用。最后,对结果进行非线性回归分析,建立了考虑近断层竖向速度脉冲地震效应及其影响因素交互作用的抗剪性能系数表达式。
2013, 36(6):112-118. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.017 CSTR:
摘要:为改善红外与可见光图像融合后的视觉效果,提出一种基于图像分割和平稳小波变换的图像融合方法。首先,结合最大类间方差方法与边缘检测方法,将红外图像分割为背景部分和目标部分;然后利用平稳小波变换对红外图像的背景部分与可见光图像分别进行多尺度分解,低频部分采用区域空间频率取大融合准则,高频部分采用绝对值取大融合准则,对多尺度分解后的各层进行融合,再利用平稳小波逆变换得到融合结果;最后,对该融合结果与红外图像的目标部分采用加权求和的融合准则进行融合,得到最终的红外与可见光融合图像。实验结果表明,通过提出的方法进行红外与可见光图像融合,不仅很好地突出红外图像的目标信息,还较好地体现可见光图像的场景细节信息,视觉效果明显改善;其标准差、信息熵、互信息均优于拉普拉斯金字塔变换和小波变换等传统的融合算法。实验结果验证了方法的有效性。
2013, 36(6):119-123. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.018 CSTR:
摘要:为了对数控机床故障率分布曲线进行定量研究,对数控机床的故障数据作威布尔线性回归分析,由威布尔概率图分析结果,运用两重威布尔分段模型建立了包含早期故障期和偶然故障期的数控机床故障率分布曲线,阐述了模型建立的方法和利用极大似然法估计参数的过程,确定了早期故障期持续时间,通过与实际使用情况比较验证了该模型的正确性。最后,利用该模型构造目标函数,对保修期进行研究,得出了数控机床最优保修期。
2013, 36(6):124-129. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.019 CSTR:
摘要:针对超宽带系统中的多址干扰和码间干扰问题,提出了一种低复杂度的盲自适应接收机,该接收机首先采用多级维纳滤波算法抑制多址干扰并提取期望信号各多径分量;再进一步采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道并进行最大比合并,提高输出信干噪比。仿真结果表明,其误码性能优于匹配滤波器、传统Rake接收机、解相关Rake接收机和基于恒模算法的自适应接收机,且收敛速度较快、复杂度较低。
2013, 36(6):130-136. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.020 CSTR:
摘要:针对抽油机系统效率低,能耗大的问题,提出一种基于数据挖掘的抽油机建模及节能优化方法。抽油机的工艺参数理想与否是决定抽油机效率的一个重要因素,而抽油机模型的有效性又是优化工艺参数的关键。抽油机工作过程是一个复杂非线性系统,很难用准确的数学模型描述,广义回归神经网络(generalized regression neural network, GRNN)非线性映射能力强、容错性高,适于解决非线性系统建模问题。为此,提出利用GRNN确定工艺参数与增产节能指标的映射关系,建立抽油机模型;实验结果表明模型的拟合度较好,建模效果良好。紧接着,运用具有智能特性的Pareto向量评价微粒群算法(vector evaluated particle swarm optimization based on pareto,VEPSO-BP)对模型进行搜索寻优,确定工艺参数的最优值,并用优化后的工艺参数指导实际生产;实验结果表明优化后的抽油机采油系统产量提高6.6%以上,用电量降低4.1%以上,验证了所提方法的可行性和有效性。
2013, 36(6):137-142. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.021 CSTR:
摘要:利用节点运动过程中带来的相遇机会,机会网络中的节点以“存储、携带、转发”的方式来完成消息的传输。由于采用这种特殊传输机制,机会网络比传统自组织无线网络传输延迟较大。在当前以相遇历史信息或者链路状态感知为基础的转发机制中大多以牺牲延迟为代价,片面追求传输率。根据机会网络中节点的社会特性,提出了一种节点相遇时间估计方法,以分布式的方式预测到达目的节点的间隔时间,进而,节点以相遇时间估计值为依据,选择到达目的节点间隔时间较短的节点作为中继节点,最终完成消息转发。结果表明,所提出的相遇时间估计方法比较准确,与广泛采用的路由策略相比较,所提出的方法能够将消息传输延迟性能提高30%以上。
2013, 36(6):143-147. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.022 CSTR:
摘要:提出了模糊控制变权法多因素决策的自适应DRR算法(VWADRR)——一种改进的亏损轮询调度算法(DRR)。算法应用在调度多个媒体数据流队列时。算法基于模糊控制理论中的多因素决策,具体使用了变权法。可以自适应输出信道的带宽和输入队列的缓存余额。变权法根据可用带宽和队列缓存余额这两个因素做出决策,动态地确定DRR中的常量QN。由于考虑了每个数据包发送的时限,降低了每个数据包的延时。使系统在大流量的情况下有效利用缓存和带宽,降低缓存耗光的可能性,同时平滑了突发。
2013, 36(6):148-153. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.023 CSTR:
摘要:提出一种用自治混沌系统检测受到噪声干扰的信号频率的方法,将含有噪声干扰的信号加入到自治混沌系统的某一项,再给受扰系统施加一个状态负反馈,通过适当地调节反馈增益将受扰系统的轨道控制到系统的某一个极限环,然后利用循环相态技术,统计一定时间内轨道定向穿过某一个平面的次数,由固定的时间内得到周期的个数进而确定系统的振荡频率。由于系统的频率由待测信号的频率决定,而不受噪声的影响,所以待测信号的频率也就是系统的振荡频率。仿真实验结果进一步验证了该方法的有效性。
2013, 36(6):154-160. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.06.024 CSTR:
摘要:动态行为评估是一个热门的研究课题。本文以飞行员行为评估为例,研究了一种“空战平均时间”+“占优态势”+“空战可信性”的动态行为评估方法。本方法的特色是:1)引入了“机动”到“机动”的推理,即,根据当前进行的机动推出下一步的机动;2)使用多线程模拟,即,每个飞行员用一个线程来模拟,每个线程能够独立地进行飞行决策、飞行动力学系统解算和战术机动;3)加权的空战可信性计算公式,即,在计算空战可信性时考虑到了作战双方各自所处的“占优态势”次数和“均等态势”次数以及各自的权重。整个评估方法易于实现、效率高、可行性强。实验结果表明:提出的动态行为评估方法是一种有效评估方法。