2019年第42卷第2期文章目次

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  • 1  自动紧急制动系统行人避撞策略及仿真验证
    杨为 赵胡屹 舒红
    2019, 42(2):1-10. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.001
    [摘要](1086) [HTML](970) [PDF 608.59 K](1643)
    摘要:
    为提高自动紧急制动系统对行人保护的安全性,提出了一种采用上层模糊控制和下层PID(proportion integration differentiation)控制的分层控制行人避撞策略。以某款E级SUV车辆为研究对象,建立其动力学模型,在国内外真实行人测试场景下,构建了基于TTC(time to collision)碰撞时间理论的风险评估模型,通过Matlab和CarSim软件的联合仿真,对控制策略进行了仿真验证。仿真结果表明:所提出的自动紧急制动系统行人避撞策略能满足国内行人测试工况标准,与行人最小安全距离为0.9 m;在保证安全的前提下,模糊控制可自动调节制动强度,输出减速度范围控制在4.8~6.1 m/s2,有较好的舒适性;TTC风险评估模型正确发出了行人碰撞预警,无漏警和误警发生。
    2  三轴重载汽车转向制动协同控制仿真分析
    贾长旺 路永婕 杨绍普 张广峰
    2019, 42(2):11-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.002
    [摘要](777) [HTML](337) [PDF 562.25 K](1138)
    摘要:
    为提高三轴重载汽车在转向制动工况下的安全性能,基于TruckSim汽车仿真软件,搭建了三轴重载汽车整车模型。对三轴汽车在转向制动工况下的力学特性进行了分析,基于分析结果设计了削减制动力的三轴汽车转向制动协同控制器。对于车辆处于不足转向的情况,设计了滑移率分配的模糊控制器。采用TruckSim与Simulink联合仿真,对ABS控制和协同控制在转向制动工况下的控制效果进行了探讨。仿真结果表明,在转向制动工况下,与ABS控制器相比,协同控制器提高了三轴重载汽车转向制动工况下的操纵稳定性和制动安全性。
    3  轮毂驱动电动汽车振动负效应及抑制方法
    李哲 郑玲 胡一明 李以农
    2019, 42(2):20-29. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.003
    [摘要](756) [HTML](443) [PDF 1.93 M](1141)
    摘要:
    四轮独立驱动电动汽车通过轮毂电机直接驱动车辆,电磁力输出波动直接作用于车轮和悬架,将导致车辆的动力学性能恶化。利用傅立叶级数法,建立考虑不平衡径向力的悬架系统机电耦合模型。在此基础上,提出了电磁主动悬架多目标粒子群优化设计方法,以抑制轮毂电机驱动电动汽车的振动负效应问题。研究结果表明:通过对主动悬架构型以及控制器参数的多目标优化设计,能有效削弱振动负效应,改善电动汽车的安全性和舒适性。
    4  分级骨干网架的构建及其经济效益评估方法
    林潇 刘洋 许立雄 马晨霄 朱嘉远
    2019, 42(2):30-40. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.004
    [摘要](727) [HTML](350) [PDF 1.60 M](1099)
    摘要:
    构建骨干网架是差异化规划电网以提高其抵抗自然灾害能力的关键手段,基于设备重要度和抗灾效益评估的阶梯式分级骨干网架建设能够兼顾电网建设的抗灾性和经济性。本文根据系统源、荷和支路的重要度评估,提出了分级骨干网架构建方法,以全寿命周期成本理论为基础并考虑设备等级、使用寿命和折旧价值,构建差异化建设投资成本计算模型,以各级负荷典型用户为代表建立负荷侧停电损失模型并与发电侧和电网侧效益组成分级骨干网架抗灾效益,结合成本模型形成差异化建设经济效益评估体系。最后以IEEE 118系统为例搜索分级骨干网架并设计多种抗灾建设方案,通过投资成本和收益的对比,证明了分级骨干网架建设的经济性和抗灾效益评估体系的合理性与可行性。
    5  电网最优负荷削减的动态校正域及Ward等值模型
    刘佳 元一平 万凌云 赵渊 廖庆龙 杨群英
    2019, 42(2):41-50. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.005
    [摘要](744) [HTML](648) [PDF 760.73 K](970)
    摘要:
    为提高电网可靠性评估效率,提出一种基于动态校正域及Ward等值的最优负荷削减模型。首先,为求取过载线路的有效校正区域,根据Wood Bury矩阵变换推导了节点交叉权重的解析表达式,基于此给出了动态校正域的计算流程;其次,为反映动态校正域外部网络的影响,提出计及等效平衡节点的静态Ward等值方法,实现了外部网络的灵活等值;最后,构建了基于动态校正域的最优负荷削减模型,从而将常规负荷削减计算由全网整体优化转换成动态校正域中的一系列小规模逐次优化,降低了优化计算规模,提高了可靠性评估计算效率。对RBTS、IEEE-RTS79和IEEE-RTS96系统的仿真结果验证了本文模型的有效性和快速性。
    6  基于改进型深度网络数据融合的滚动轴承故障识别
    冯新扬 张巧荣 李庆勇
    2019, 42(2):51-61. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.006
    [摘要](728) [HTML](390) [PDF 2.17 M](1100)
    摘要:
    针对传统智能诊断方法依赖于信号处理和故障诊断经验提取故障特征以及模型泛化能力差的问题,基于深度学习理论,提出将卷积神经网络算法结合softmax分类器,针对数据集不平衡问题引入加权损失函数、正则化以及批量归一化等模型优化技术搭建适于滚动轴承故障诊断的改进型深度卷积神经网络模型。模型从原始实测轴承振动信号出发逐层学习实现特征提取与目标分类。实验结果表明,优化后的深度学习模型可实现对早期微弱故障、不同程度故障的精确识别,在不平衡数据集上也可达到95%的识别准确率,并且模型拥有较快的收敛速度和较强的泛化能力。
    7  基于重要抽样法的热防护系统热可靠性评估方法
    邓诗圆 辛健强 张琨 王林林 姚建尧 洪文虎
    2019, 42(2):62-70. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.007
    [摘要](861) [HTML](684) [PDF 747.31 K](1048)
    摘要:
    热防护系统的可靠性直接影响到高超飞行器的安全性和结构完整性。为提高热防护系统可靠性分析的效率,在之前研究的基础上提出了基于重要抽样(Importance Sampling,IS)的热可靠性评估方法,给出了该方法的具体实施流程和评价方法,有效解决蒙特卡洛法(Monte Carlo method,MC)对于低失效概率问题分析效率过低的问题。以典型的非烧蚀热防护系统为例,在考虑材料、几何尺寸不确定性的情况下进行了热可靠性分析,验证文中方法的有效性。计算结果表明,要得到同等置信度的失效概率结果,重要抽样法所需的抽样次数仅为传统蒙特卡洛法10%,大大提高了可靠性分析的效率。
    8  碳纤维/玻璃纤维混编编织复合材料顶盖中横梁三点弯强度分析
    杨济世 栗娜 孙东阳 段瑛涛 胡宁 宁慧铭 叶伟 吴剑
    2019, 42(2):71-80. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.008
    [摘要](767) [HTML](334) [PDF 2.38 M](1159)
    摘要:
    根据二维三轴编织复合材料中碳纤维束和玻璃纤维束的空间几何特征,建立了碳纤维/玻璃纤维混编复合材料刚度预报模型;基于Tsai-Wu准则建立了该二维三轴编织复合材料的强度预报模型,提出了针对编织复合材料结构渐进失效分析的一般流程;设计了相应的材料试验,验证了理论模型的有效性;最后,对使用了该材料的顶盖中横梁进行了三点弯强度分析。结果表明横梁容易发生破坏的位置集中在接触位置和棱角上。
    9  Si、V对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响
    王锦涛 韩校宇 刘守平 侯微
    2019, 42(2):81-92. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.009
    [摘要](776) [HTML](465) [PDF 2.40 M](1062)
    摘要:
    本文通过900℃ 10 h高温氧化实验测试添加不同合金元素(Si、V)的Fe-Al-Cr系高铝钢的抗高温氧化性。经测试,Fe-Al-Cr-Si的抗高温氧化性优于Fe-Al-Cr与Fe-Al-Cr-V合金。实验发现Fe-Al-Cr合金在高温环境下经历氧化物生成-脱落-基体氧化的动态过程,其抗高温氧化性主要取决于Fe/Al2O3界面的结合强度,而不是与铝含量呈正相关。通过密度泛函理论计算合金元素对金属/氧化物界面结合能的影响,解释了Si、V对Fe-Al-Cr系合金耐高温氧化性影响的机理:Fe/Al2O3界面结合力来自Fe-O的共价作用,Si使界面结合能从-7.16eV降低至-7.41eV,使Al2O3与基体结合更加紧密,改善了合金的高温抗氧化性;V提高界面结合能至-6.06eV,使界面容易失效,导致Al2O3的脱落,破坏了合金抗高温氧化性。
    10  地热井井间干扰模拟研究——以重庆观音峡背斜东翼为例
    吕玉香 蒋晶 杨平恒 谢斌 胡伟
    2019, 42(2):93-103. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.010
    [摘要](715) [HTML](714) [PDF 3.66 M](892)
    摘要:
    岩溶含水介质的地下水模拟与应用是水文地质工作中的热点与难点。基于Visual Modflow软件平台,选用重庆观音峡背斜东翼静观片区作为研究对象,利用区内3口地热井(ZK1、ZK1-1、ZK3)多次抽水试验资料,建立数值模拟模型,预测分析了不同条件下新增地热井与已有ZK1井井间干扰程度。结果表明:当新增井与ZK1井的距离和新增井开采量分别为1 km和500 m3/d,2 km和1 000 m3/d,5 km和1 500,2 000,2 500 m3/d时,对ZK1附近流场均无影响;当新增井与ZK1井的距离和新增井开采量分别为1 km和1 000 m3/d,2 km和1 500 m3/d,5 km和3 000 m3/d时,ZK1井水头分别下降19,13和8 m。说明地热井井间距越小,开采量越大,对相邻井产生干扰的可能性越大,反之越小,同时说明利用Visual Modflow模型模拟地热水流场特征,预测地热井干扰程度这一方法是可行的。
    11  不同降雨强度下滑坡表面冲蚀体积试验
    彭守建 吴善康 许江 刘义鑫
    2019, 42(2):104-111. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.011
    [摘要](686) [HTML](707) [PDF 4.60 M](1154)
    摘要:
    在山区,降雨导致的土壤冲蚀是产生堆积物、改变地貌地形的主要因素。其过程复杂并且受如降雨强度、地表粗糙度等多种因素影响。为研究不同降雨强度条件下降雨对滑坡表面冲蚀的体积指标特性,采用实验室模拟降雨试验平台进行实验,Golden Surfer软件直接读取堆积体体积、3D模拟模型研究降雨与输出数量关系等方法,再现了以体积量直接输出的堆积物与降雨之间的关系。结果表明:降雨过程中,坡体深部土壤体积含水率变化较小,浅层土壤孔隙水压与含水率变化较大;降雨初期,降雨入渗有效提高表层孔隙水压力,地表径流小,带沙能力弱;随降雨时间增加,地表径流强度增加是提高水流冲刷力的主要因素,累计冲蚀堆积体体积随降雨强度增加而增大,但是增速减小,其主要原因是降雨后期,地表形成冲刷沟壑,累计冲蚀堆积体体积受地表粗糙程度限制;通过对降雨时间、降雨强度以及冲蚀堆积体体积进行三维拟合,发现三者幂函数曲线的拟合较好。
    12  露天矿卡车外排土场内部运距预测模型
    白润才 柴森霖 刘光伟 付恩三 赵景昌 曹博
    2019, 42(2):112-122. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.02.012
    [摘要](766) [HTML](331) [PDF 2.91 M](911)
    摘要:
    为有效提高外排土场物料移运规划中运输功能耗模型的精度,以建立更为详细的排弃物料堆置次序优化、规划模型,针对年末排土计划中尚缺乏逐条带运距推估方法的问题展开研究,提出一种采用极限学习机算法(ELM)训练多元非线性运距曲线的预测模型,并将年末排土工程计划位置上已设计运输线路的排土条带作为训练样本,训练预测模型学习运距与影响因子间的时变特征,最终通过非线性运距表达推估待排物料块体的时变运距。为进一步增强ELM算法的预测精度,利用改进粒子群算法建立基于结构风险最小化的参数优化算法,改善了传统经验风险最小化算法的泛化能力,提高了算法预测精度。研究结果表明:采用模拟试算图解法最终确定ELM模型隐含层节点数为27;仿真测试中得出文中算法预测精度评价指标分别为均方误差0.006 8、拟合优度0.995 3、相对误差期望0.027%、绝对误差期望0.62、错估系数0.03、执行效率1.49 s;对比多组智能算法预测模型,其绝对误差分别0.116 2、0.094 7、0.139 1,其错估系数分别为0.230、0.200、0.266,算法明显具有更好的预测效果。

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