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2019年第42卷第1期文章目次

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    • 1  基于V2G的电动汽车有序充放电控制策略
    董龙昌 ,  陈民铀 ,  李哲 ,  王盈祥 ,  盛琪 ,  谢巍
    2019, 42(1):1-15. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.001
    [摘要](1120) [HTML](3576) [PDF 4.65 M](1812)
    摘要:
    大规模电动汽车作为移动存储的电力负荷，其无序充电行为将会导致电网出现负荷峰谷差加大、负荷率降低等问题。文中分别从电网侧和用户侧的角度，研究基于车网互动（V2G，vehicle to grid）的电动汽车有序充放电控制策略。在电网侧以负荷曲线均方差最小为目标函数，在用户侧以电动汽车用户参与V2G获得的经济收益最大化为目标函数，并且考虑到电动汽车实际充放电功率、可用容量及用户日常设置等约束条件，采用粒子群优化算法进行仿真求解。分别以重庆2020年、2025年和2030年电动汽车有序充放电为例，对电动汽车在电网侧和用户侧的有序充放电进行优化控制仿真分析。算例结果表明，所提出的电网侧和用户侧电动汽车有序充放电优化控制模型能有效降低负荷峰谷差、平滑负荷曲线并为参与V2G服务的用户带来经济收益。
    2  不同设计参数下体育馆大跨度预应力次梁楼盖竖向振动分析
    黄音 ,  龙帅 ,  吴金保 ,  徐嘉敏
    2019, 42(1):16-24. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.002
    [摘要](811) [HTML](319) [PDF 1.13 M](1128)
    摘要:
    针对大跨度楼盖的竖向振动问题，以某小学体育馆大跨度预应力次梁楼盖为研究背景，改变次梁高度、板厚和平梁底板厚度等结构布置，考虑可能出现的3种荷载工况，采用ANSYS模拟计算各方案楼盖的自振频率及各工况下楼盖的竖向振动加速度，对比分析表明：在工程中，增加楼板厚度对楼盖振动特性以及振动加速度改善效果较小甚至起不利作用；次梁高度增大20%（1 000~1 200 mm）、25%（1 200~1 500 mm），楼盖基频增大10.4%、12.5%，非类共振时各工况均方根加速度下降率为20.34%~36.14%；增设50 mm厚平梁底板后，楼盖基频较无底板时增大17.6%，非类共振时各工况均方根加速度降幅最大为60.67%；改变平梁底板厚度对楼盖自振频率及振动加速度影响甚微；综合各工况以增设平梁底板改善楼盖振动舒适度效果最佳。
    3  新型自复位钢桁架梁的设计及参数分析
    杨溥 ,  沈培文 ,  黄诚 ,  洪基豪 ,  杜方舟
    2019, 42(1):25-35. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.003
    [摘要](948) [HTML](460) [PDF 2.13 M](1177)
    摘要:
    针对设置于不同部位、不同类型耗能元件的新型自复位钢桁架梁，理论推导了设置蝶形软钢阻尼器时，梁端对应于恢复力曲线特征点处的刚度和临界弯矩计算公式。在对比分析蝶形软钢阻尼器和防屈曲消能杆的自复位钢桁架梁抗弯刚度和耗能能力的基础上，确定了设置防屈曲消能杆的自复位钢桁架为较优结构方案。以预应力筋面积和初始应力、SC参数作为评价自复位钢桁架梁自复位性能和耗能能力的重要参数，通过数值分析研究了这些参数对自复位钢桁架梁抗震性能的影响规律，确定了最优参数取值范围，给出了设计方法，为该类构件的设计提供参考建议。
    4  竖向拼缝L形剪力墙抗震性能试验
    秦士洪 ,  范世杰 ,  张瀑 ,  李浩然 ,  江林辉
    2019, 42(1):36-47. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.004
    [摘要](773) [HTML](299) [PDF 17.99 M](1041)
    摘要:
    为研究竖向拼缝对预制装配L形混凝土剪力墙抗震性能的影响，对3个剪跨比为2.15的足尺L形混凝土剪力墙试件进行了低周反复荷载试验。拼缝采用无筋键槽形式，其中2个装配试件的竖向拼缝位置不同，另1个是整浇对比试件。试验结果表明：竖向拼缝对墙体的裂缝发展有一定影响，试件的裂缝在发展至拼缝键槽处后，会错动至键槽的尖点后再继续发展；竖向拼缝对试件的水平承载力及破坏形态没有明显影响，但对试件的延性及耗能有显著的影响，2个装配试件的正向位移延性分别提高了0.2%和14%，负向位移延性提高了8%和14%，耗能能力提高了30%，但竖向拼缝的位置对于耗能能力的影响不大；穿过竖向拼缝的水平钢筋没有发生应变突增或提前屈服。
    5  采用装配式滑支板式楼梯的RC框架结构抗震性能
    张望喜 ,  王志强 ,  刘精巾 ,  陈宝 ,  肖龙杰 ,  段连蕊
    2019, 42(1):48-63. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.005
    [摘要](725) [HTML](533) [PDF 27.23 M](1015)
    摘要:
    基于ABAQUS对楼梯建立有限元模型，通过与试验楼梯的对比验证数值模型的适用性；用该基础模型分别对采用现浇抗式板式楼梯和装配式滑动支撑板式楼梯的钢筋混凝土（RC）高层框架结构模型进行时程分析，从位移响应、塑性损伤发展及地震响应的角度研究各方式对结构抗震性能的影响，比较了多高层结构滑支楼梯的抗震性能。结果表明：带现浇抗式连接楼梯的框架结构位移响应大，扭转效应加剧，应力更加集中，地震作用增大，结构损伤严重，更易发生受拉及受压破坏；带装配式滑动支座楼梯的框架结构位移较小，应力分布较均匀，构件损伤较小，能作为安全通道在震后得以保留，在位移响应、应力损伤及地震响应多方面的效果均优于带现浇抗式连接的框架结构；带滑动支座的高层相较于多层在整体应力、塑性发展、损伤范围及程度上均更严重，滑动效果表现更好。
    6  弹丸侵彻混凝土靶板破坏过程的近场动力学模拟
    沈峰 ,  章青 ,  顾鑫
    2019, 42(1):64-69. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.006
    [摘要](917) [HTML](575) [PDF 6.68 M](1091)
    摘要:
    为了精确描述弹丸侵彻混凝土靶板的破坏过程及其演化规律，文中采用基于非局部相互作用思想与空间积分方程建模的键型近场动力学（peridynamics，PD）方法，改进了近场动力学本构力核函数，对弹丸侵彻下混凝土靶板的动态破坏过程进行仿真分析。模拟了弹丸侵彻下混凝土靶板破坏的全过程，探讨了不同冲击速度下混凝土靶板的破坏特征，较好地描述了其损伤累积和渐进破坏过程。
    7  ORC利用工业锅炉烟气余热发电技术经济性评估
    刘亚玲 ,  张诚 ,  刘朝
    2019, 42(1):70-78. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.007
    [摘要](880) [HTML](871) [PDF 2.65 M](1770)
    摘要:
    对ORC利用工业锅炉烟气余热发电系统进行经济性评估，采用不同换热器结构，对不同工质和余热温度下ORC系统净输出功、单位装机容量投资成本、发电成本和投资回收年限进行对比分析。结果表明，随着烟气流量和温度的增大，系统投资回收年限减小；以采用R123和FS换热器组合（管翅式蒸发器与壳管式冷凝器组合）时经济性最优，单位装机容量成本为23 800元/kW，单位发电成本为0.285元/kWh，投资回收年限为5.58年，净输出功为91.5 kW；采用SS（蒸发冷凝器均为管壳式换热器）换热器组合时，经济性最差。热经济分析表明，R123最适合作为ORC利用工业锅炉烟气余热发电系统的工质。
    8  融合时间和类型特征加权的矩阵分解推荐算法
    石鸿瑗 ,  孙天昊 ,  李双庆 ,  侯湘
    2019, 42(1):79-87. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.008
    [摘要](1012) [HTML](658) [PDF 982.94 K](1177)
    摘要:
    针对推荐算法的信息过期问题，结合遗忘函数和信息保持期的改进时间权重引入矩阵分解模型，提出一种基于改进时间权重的矩阵分解协同过滤算法（MFTWCF，MF-based and improved time weighted collabora tive filtering），相比前人提出的基于改进时间权重的邻域协同过滤算法（NTWCF，neighborhood-based and improved time weighted collaboratire filering algorithm），准确性显著提升了26.58%。由于过去的信息所包含的特征在随后的时间里可能被用户持续关注，从而增强过期信息对推荐的影响力，所以提出了融合时间权重和类型影响力加强权重的改进算法（MFTTWCF，MF-bosed and imporved time and type weighteel collaborative filtering）修正上述时间权重。电影数据集的实验证明，MFTTWCF算法预测的准确性比MFTWCF算法提高了3.58%，能够取得更好的推荐效果，适用于通过预测评分进行推荐的系统。
    9  可充电无线传感器网络的有向充电优化算法
    何聪 ,  郭松涛
    2019, 42(1):88-97. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.009
    [摘要](979) [HTML](455) [PDF 1.21 M](1279)
    摘要:
    目前大部分无线可充电传感器网络（WRSNs，wireless rechargeable sensor networks）的研究只考虑全向充电，在真实环境中有很大的局限性。引入带有方向可调的移动充电器（DMC，directional mobile charger）后，全向充电路径规划可转化为无线可充电有向传感网（WRDSN，wireless rechargeable directed sensor network）的有向充电路径规划。为了实现这个目标，提出启发式算法，即DMC将局部传感器节点划分为若干个局部子集，并初始化一条运动路径。随后将WRDSN中DMC的轨迹问题转化为一个充电效用最大化问题，并从全局视角优化初始路径。最后，数值结果表明，该算法的性能优于基准算法。
    10  基于AUV的航迹追踪自适应UKF算法
    邓非 ,  尹洪东 ,  段梦兰
    2019, 42(1):98-109. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.010
    [摘要](692) [HTML](412) [PDF 6.28 M](985)
    摘要:
    无迹卡尔曼滤波算法（UKF，unscented kalman filter）是一种常见的（AUV，autonomous underwater vehicle）加权统计线性回归航迹追踪算法，其算法冗余度低于（EKF，extended kalman filter）、（PF，particle filter）及（PSO，particle swarm optimization）等数值优化算法，且算法效率较高。然而，UKF控制算法中的系统采样时间间隔通常会被设置为常数，由此可能会产生预测值的误差累积，从而影响导航预测结果的精度。因此，笔者提出了基于AUV的航迹追踪自适应无迹卡尔曼滤波算法（AUKF，adaptive unscented kalamn filter algorithm），以期降低预测算法的累积误差。该预测方法依据标准UKF算法的原理，通过构造相应的约束、判断与反馈机制，调整系统状态方程中每一步的采样间隔t，从而提升算法的航迹追踪精度并减少过程噪声及传感器噪声对预测过程的影响。最后，通过仿真实验与结果对比，近一步验证了之前所提出的设想。
    11  彩色纹理图像分割的非局部Mumford-Shah多通道全变差模型
    杨振宇 ,  潘振宽 ,  王国栋
    2019, 42(1):110-119. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.011
    [摘要](934) [HTML](686) [PDF 22.47 M](1049)
    摘要:
    彩色纹理图像分割的困难在于纹理图像成分的描述及彩色图像层与层之间的耦合。为解决该问题，基于多通道全变差规则项可优化彩色图像层与层之间的耦合，非局部算子可以描述纹理图像特征的特点，提出了彩色纹理图像分割的非局部Mumford-Shah多通道全变差变分模型。所提模型综合多通道全变差模型、非局部Mumford-Shah模型优点，并用二值标记函数划分区域。为了提高数值计算效率，对所提出模型设计了ADMM（alternating direction method of multipliers）优化算法。最后，通过数值实验对比以及定性与定量分析表明方法对于彩色纹理图像的分割取得较好结果。
    12  极化雷达发射波形和接收滤波器联合优化新方法
    包本刚 ,  朱湘萍 ,  谭永宏
    2019, 42(1):120-130. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.01.012
    [摘要](772) [HTML](336) [PDF 6.65 M](1046)
    摘要:
    波形优化可有效抑制干扰和噪声，显著改善雷达性能。以极化雷达为研究对象，最大化滤波器输出信杂噪比为优化目标，发射波形能量约束为条件，构建了波形和接收滤波器的联合优化问题。对该非凸优化问题，提出了一种发射波形和接收滤波器迭代优化算法，该方法确保目标函数随迭代过程的单调递增和收敛性。实验证实了提出方法的有效性，以及相对现有方法的优势。

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