2020年第43卷第5期文章目次

李亚 , 陈民铀 , 黎博 , 戴瑞海 , 施亦治

2020, 43(5):1-10. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.002

[摘要](576) [HTML](483) [PDF 1.91 M](1004)

摘要:
分布式储能在平抑间歇性电源的波动性、参与电力调峰、改善电能质量、提高供电可靠性等方面发挥着重要作用。如何量化评估储能系统的供能及调节能力，对于挖掘各类功率型储能和能量型储能组合配置的调节潜力以及分布式储能的优化配置都至关重要。文中针对目前常用的储能形式和装置，对各类储能的响应速度特性、功率调节特性等进行分析，在对影响储能系统调节能力的多种因素分析基础上，提出了一种基于模糊综合评判的储能系统调节能力评估模型，为不同储能组合模式、不同容量配置比例下，定量化评估分布式储能系统的供能及调节性能提供实用有效的方法。通过仿真算例验证所提方法的有效性。

2 基于等效品质因数的MCWPT系统金属异物检测技术

王赛豪 , 戴欣 , 沙云鹏 , 王智慧 , 乔会杰

2020, 43(5):11-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.002

[摘要](568) [HTML](477) [PDF 5.87 M](874)

摘要:
无线电能传输技术已逐渐被应用于生产生活的各个领域，当磁耦合无线电能传输系统的发射端和拾取端之间或周围存在金属异物时，会极大影响系统传输性能，甚至会产生安全隐患。针对S/S型磁耦合无线电能传输系统，提出了一种基于等效品质因数的非铁磁性金属异物检测方法，给出了等效品质因数的定义，建立了存在非铁磁性金属异物下S/S型MC-WPT系统等效品质因数模型，阐述了金属异物的检测原理和方法。最后通过仿真实验验证了提出的金属异物检测方法的可行性和有效性。

3 应用动态解耦技术的ICPT系统输出功率调节方法

欧世锋 , 肖静 , 祝文姬 , 高立克 , 吴丽芳

2020, 43(5):20-30. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.202

[摘要](494) [HTML](582) [PDF 4.81 M](989)

摘要:
针对感应耦合电能传输系统输出功率实时和动态的调节问题，提出了一种基于动态解耦技术的新型功率调节方法。在无线电能传输系统的副边整流电路中加入2个全控型开关管，通过控制整流电路两侧开关管的导通与关断，即调节2个开关管的占空比使得负载侧与谐振网络的动态解耦，实现对谐振网络输出电压的不连续调节，进而达到调节输出功率大小的目的。通过对比调频、调幅、移相以及能量注入控制4种常用功率调节方法的工作原理和特征，该方法在快速性、复杂度、体积、成本等方面都具有其他调节方式不可比拟的优势。最后，通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和方案的可行性。

4 基于蚁群算法的激光智能消防疏散系统设计

冯斌斌 , 李丽 , 白云超 , 李聪波

2020, 43(5):31-39. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.004

[摘要](569) [HTML](383) [PDF 5.41 M](1065)

摘要:
针对当前消防疏散系统在火灾烟雾恶劣环境中存在识别困难、引导方案单一、维护成本高、智能化不足等问题，设计了基于蚁群算法的激光智能消防疏散系统。该系统由信息采集模块、中央处理模块和疏散引导模块组成，智能化实时监控和处理火场情况。火灾发生时，传感器动态采集火场信息，用显示器显示火灾发生地点，经过处理器运用蚁群算法计算出最优疏散路径，最终疏散引导模块把疏散路径以激光接力的形式投影在地面，指导人员动态疏散。通过案例分析，验证了该系统的可行性和优越性。

5 不同通风模式下变温度送风的节能特性研究

王烨 , 白玉洁 , 闫若文

2020, 43(5):40-49. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.222

[摘要](344) [HTML](593) [PDF 5.69 M](966)

摘要:
通风模式对室内环境品质及建筑运行能耗均有重要影响。文章在采用非稳定传热方法得到建筑围护结构热边界条件的基础上，对比研究了寒冷地区某办公室分别采用置换通风和层式通风的通风效果和节能特性。结果表明：在保证舒适性的前提下，研究对象采用置换通风的送风温度范围为13.0~27.0 ℃，采用层式通风的送风温度范围为19.0~24.0 ℃。采用实时调整送风温度的措施可以使置换通风中处理送风的机械制冷量日平均节约率达到2.87%，使层式通风中处理送风的机械制冷量日平均节约率达到5.16%，与基准送风温度对应的送风量相比，两种通风模式下的送风量均有所下降，其风量节约率可分别达到22.65%和32.14%。置换通风的室内温度更接近舒适，两种通风模式下室内污染物浓度均未超标。

6 工业感应加热电源的H∞控制算法设计与仿真

党铭章 , 曹家勇 , 吕文壮 , 吴玉春

2020, 43(5):50-58. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.301

[摘要](504) [HTML](824) [PDF 3.26 M](1014)

摘要:
感应加热由于其环保和热效率高等优势一直是国内外学者研究的热点。由于感应加热电路中普遍存在扰动，电气元件参数不易准确估计，传统的基于确定性模型设计的PI控制器性能难以提升，有必要进一步改进。以感应加热系统为研究对象，建立了具有等效串联谐振负载的系统状态空间模型，并对模型进行了线性化解耦，基于解耦之后的模型设计了双闭环PI控制器以及改进的电流内环H∞控制器。为验证结果，分别对PI控制器与H∞控制器在两种启动条件下进行仿真，通过对比进一步证实了改进之后的系统具有更好的抗干扰能力与动态特性。

7 运营环境下混凝土简支梁桥裂缝的非线性损伤识别

蒋燕芳 , 蒋伟 , 刘纲 , 张衡

2020, 43(5):59-66. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.007

[摘要](526) [HTML](488) [PDF 2.15 M](1000)

摘要:
针对混凝土简支梁桥常见的开裂病害，基于改进的Hilbert-Huang变换（HHT）提出裂缝的非线性损伤识别方法。选取曲率曲线型呼吸裂缝模型并将其融入车桥耦合共振系统，以更真实地模拟运营环境下裂缝的非线性开闭现象。引入镜像延拓法和集合经验模态分解法分别改进传统HHT算法的端点发散和模态混叠问题，提取桥梁加速度响应的能量时程曲线，将能量时程曲线尖峰出现时刻和相对幅值比分别作为损伤定位和定量的特征指标，从而建立简支梁裂缝的非线性损伤识别方法。数值算例表明，采用单一传感器便可通过文中方法识别简支梁开裂的部位和程度，为混凝土简支梁的损伤识别提供技术支撑。

8 考虑SSI效应的特高压输电塔风致响应试验

蔡青青 , 吴海洋 , 刘堃 , 李正良 , 曾静

2020, 43(5):67-75. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.008

[摘要](497) [HTML](461) [PDF 5.26 M](885)

摘要:
为了研究风荷载作用下输电塔基础地基耦合效应（SSI效应）对输电塔风致响应的影响，以一座特高压输电塔基础地基体系为例，按照离散刚度法设计其气弹模型，采用一个刚性质量块来模拟基础，U型弹簧和阻尼器来模拟地基，对气弹模型进行风洞试验，并研究地基阻尼和刚度对输电塔结构风致响应的影响规律。研究表明：1）考虑SSI效应后，模型的振动衰减要慢于刚性地基模型；同时，随着地基刚度的减小，模型的综合刚度减少且自振周期增大；2）地基刚度的减小会使上部结构位移和加速度响应逐渐增大，对塔脚反力基本没有影响；随着地基阻尼的增大，塔身加速度逐渐减小，但位移和塔脚反力几乎保持不变。因此，在进行输电塔结构设计时应考虑SSI效应的影响。

9 基于粘贴式智能石块的边坡大变形监测方法

江胜华 , 宋韫皓 , 孙伟贺 , 陈欢 , 王浩 , 余浩

2020, 43(5):76-83,92. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.009

[摘要](482) [HTML](483) [PDF 4.42 M](711)

摘要:
边坡滑动大变形监测存在服役环境恶劣、传感器布设困难、需要精细维护、传感器的量程有限等问题。提出粘贴式智能石块的概念，发展基于粘贴式智能石块的边坡大变形监测方法，给出了基于粘贴式智能石块的边坡大变形监测的超宽带通信算法，通过推移加载的模型试验验证粘贴式智能石块的边坡大变形监测性能。结果表明：粘贴式智能石块的位移可反映边坡失稳滑动及坍塌的大变形演化，且与软尺常规测量结果的规律一致。

10 基于有限元法的现浇箱梁偏心增大系数计算

常诚

2020, 43(5):84-92. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.010

[摘要](468) [HTML](837) [PDF 1.77 M](841)

摘要:
根据公路桥梁相关规范，通过有限元计算软件二次开发，运用实体单元有限元法对6 000余座混凝土现浇箱梁的偏心增大系数进行计算。结果表明：车道数相同时，箱梁宽跨比越大，偏心增大系数越大，反之越小。初步确定简支箱梁的偏心增大系数在1.15~1.5之间。建立了可用于精确求解简支梁偏心增大系数的计算公式。计算连续梁偏心增大系数时，可根据简支梁公式求出各跨的偏心增大系数，并进行修正及取最大值。连续梁修正系数可根据经验在1.05~1.1之间确定，当箱梁较宽、总跨径较小、计算跨距离梁端较远时，宜选择较大的修正系数，反之选择较小值。提出了一种批量建立箱梁有限元实体单元模型、计算和分析数据的方法，可快速准确地研究其受力性能，实现高效便捷地精细化设计。

11 基于TS-KNN的室内定位算法

田泽越 , 余星 , 黄剑

2020, 43(5):93-103. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.011

[摘要](550) [HTML](1024) [PDF 4.99 M](912)

摘要:
室内定位是智慧城市的硬性需求，大量智慧城市相关应用都离不开位置服务。主要室内定位技术包括：蓝牙、RFID、UWB、地磁等，但由于成本、部署便捷性等问题，限制了其应用发展。笔者提出了一种基于指纹时序特征的KNN（k-nearest neighbor）定位算法（TS-KNN，timing sequence based KNN），该算法使用当前时刻的指纹进行基准坐标选择，并利用前几个时刻的定位结果对每个基准坐标进行权值修正。在重庆市某广场进行实验测试结果表明，提出的TS-KNN方法与KNN和WKNN等其他算法相比较，具有更高准确率，可有效提高室内定位精度，降低平均定位误差。

12 基于扩展集员估计的气体源定位方法

陆轶 , 石华云

2020, 43(5):104-113. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.05.012

[摘要](428) [HTML](609) [PDF 2.05 M](834)

摘要:
提出一种基于扩展集员滤波框架的室内气体源分布式定位方法。相对于基于随机模型的统计估计方法（扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波），此方法只需要知道未知噪声的边界，不考虑噪声的随机性。利用静态湍流模型迭代计算定位误差边界，将位置状态真实值有效地包含在估计范围内，从而能达到的定位可信度。同时引入最小二乘法进行初步定位，以克服扩展集员滤波的初始点选取问题。最后通过基于无线电子鼻的室内定位仿真实验，证明算法的可行性和有效性。

13 最优风险资产组合中的数学模型及其推导

周孝华 , 李春红 , 黄钢

2020, 43(5):114-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.247

[摘要](1050) [HTML](758) [PDF 1.34 M](1450)

摘要:
现代证券投资理论与方法中，最优风险资产组合是最重要的核心概念之一，而现有文献对这一理论及其相关结论缺乏严谨的数学表达。针对这一问题，将研究证券组合选择中最优风险资产组合概念形成过程中的数学机理进行严格的逻辑推演与数学建模分析。首先利用数学分析的方法构建对应关系，即将证券组合的风险、收益与平面坐标系的数对建立一一对应关系，并利用代学方法在这些数对中定义一个序关系。再从解析几何的角度，利用二维平面中二次曲线的相关性质，通过分析二次曲线簇的交点坐标，构建符合资产组合理论相关条件的数学方程组，然后进行数学推导与求解。最后通过分析二元证券组合的投资机会集的数学模型，确定了二元证券组合中的最优风险资产组合的数学表达式，并以此方法推广到了多元证券组合的情形。

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