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第41卷,第5期
刊出日期:2013年05月
  • 徐志远,武新军,康宜华,李建 P1-5
    针对已有脉冲涡流集总参数模型的不足,建立了具有一般性的脉冲涡流集总参数模型.首先将导体试件中的脉冲涡流 场等效为一簇沿深度方向排开的同轴等半径的涡流环;然后建立了涡流随时间和空间分布的偏微分矩阵方程,推导了涡 流回线的电阻、自感与互感计算公式;接着阐述了系统矩阵的特征值和特征向量的物理意义;最后使用有限差分法求解 了模型实例的矩阵方程,并进行了实验验证.该模型推导、求解简单,适用于任意厚度的被测试件,能准确地模拟瞬态 涡流场的扩散过程,也能预知试件厚度变化时线圈感应电压的变化情况.
  • 苏建,王秀刚,曹晓宁,徐振 P6-10
    结合转向架参数测定试验台的结构特点,提出了基于刚体定轴转动定律的转向架回转特性试验方法.借助空间坐标变换 理论和空间向量夹角定理建立了回转力矩计算数学模型,利用运动学逆解及正解分别实现了作动器位移控制指令及回 转角度实时值的解算.利用该试验台对某型车在回转速度分别为0.2/s及1/s下进行了空气弹簧正常、失气状态的实 车试验.试验结果表明:各工况转向架的回转阻力系数均小于0.08,符合EN-14363标准要求;车辆曲线行驶的车速及空气 弹簧状态对车辆曲线通过性影响均比较显著;通过回转阻力系数实验值与理论计算值的比较分析,验证了试验结果的可 信性及所建模型的准确性.
  • 张立勋,张松,焦启飞,郭健 P11-16
    提出了一种可准确测量风力机动态驱动力矩的实验方法.该方法通过对风轮转速施加开环伺服控制,能够在不显著地引入力矩干扰的前提下,保证风力机运行在任意尖速比范围.通过设计合理的求导算法求取准确的加速度数据,以计算惯性力矩并实现动态空气动力矩的准确测量.针对该方法存在的尖速比波动问题,进行了误差分析,确立了数据处理中合理的尖速比取值方式,以降低尖速比波动对实验结果的影响.进行了定桨下的叶片气动驱动力测量实验,测得了驱动力随转速和偏桨的变化曲线,其变化趋势与现有理论结果和仿真分析结果大体一致,从整体趋势的角度验证了本文方法的可行性.
  • 陆春月,寇子明,吴娟,张慧贤 P17-22
    为了对充液管道的振动加以利用,研究其在非定常流激励下的动态特性,构建了以激波器为液压波动发生器的管道激振 系统,建立管道液压激振的流-固耦合有限元数学模型,并求解了管道的动态响应.数值模拟结果表明:管内流体压力 呈周期性冲击压力,其峰值压力是系统压力的数倍,且随系统压力的增大而增大;管道振动也呈现出周期冲击振动特性, 并伴有高频谐波,冲击频率受控于激波器,振幅受控于系统压力,沿管道轴向两端振幅较大而中间较小,冲击振动主要由 水击效应和固-液耦合的复合作用引起.设计了液压波动激振试验系统,仿真结果与实测数据符合较好,揭示了充液管 道波动激励下的振动响应特性,为系统的振动主动控制提供了理论和数据支持.
  • 韩传军,张杰 P23-27
    以承受旋转弯曲载荷下的空心轴和轴套过盈装配体 为研究对象,应用有限元法建立了接触模型,分别计算了不同过盈量、不同载荷、不同空心度 和不同摩擦系数下,接触面上某一接触线的接触状态(黏着区、滑移区、张开区)和应力分布情况.引入修正系数对接 触状态的判定公式进行了修正,并研究了各参数对修正系数的影响.结果发现:黏/滑交界点和滑/开交界点附近易产生 微动裂纹;随着弯曲载荷的增大,接触面上的滑移区间大小不变,但其分布位置逐渐向接触中心移动;过盈量越大,接触 面间发生磨损区间越小;轴的空心度不影响黏着区的大小,但控制着滑/开交界点位置;摩擦系数对法向接触应力值的影 响较小,但切向应力值却随其增大而增大.
  • 龚京风,明平剑,宣领宽,郑大远 P28-33
    采用有限体积法研究功能梯度材料(FGM)的动态响应及固有特性.基于交错非结构有限体积方法离散弹性动力学方程, 通过显格式推进求解离散方程.加速度、速度及位移定义在网格节点上,物性参数定义在网格单元中心.采用双线性四 边形单元和常应变三角形单元处理混合网格问题.数值模拟FGM试件的动态响应及固有频率,结果表明所提方法可以有 效地模拟功能梯度材料动态响应及固有频率.
  • 傅博,杨长辉,程臻赟 P34-38
    通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等微观测试手段,分别对水玻璃和NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的 产物和微观形貌进行分析.结果表明:以水玻璃和NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的产物和形貌变化规律相似;受 火温度为400 ℃以下时,质量损失主要是由于可蒸发水的失去;受火温度为600 ℃时,碱矿渣水泥石中大量的C-S-H凝胶 失去结合水,结构分解并发生固相反应,反应产物为钙黄长石;800~1 000 ℃时, C-S-H凝胶特征峰消失,碱矿渣水泥石 结构主要由钙黄长石晶体组成.
  • 杨坤,梅志远,李华东 P39-44
    基于哈密顿原理推导了黏弹性复合材料夹层梁的动力学控制方程及其边界条件表达式,引入状态向量,建立了复合材料 夹层梁系统的状态空间方程,采用分布参数体系传递函数方法得到了系统动力学响应封闭解.分别对采用常复模量和 频变复模量模型黏弹性芯材复合材料夹层梁进行了频响特性算例验证,两者均符合较好,验证了本方法的正确性.最后 讨论了芯材采用常复模量与频变复模量模型建模对结构动力学响应的影响;分析了表层厚度、铺层角度对结构动力学 响应的影响规律.
  • 陈晓飞,李小晶,邹雪城,林双喜 P45-47
    设计了一种400~800 MHz带有源巴伦的低噪声放大器(balun-LNA).电路输入级采用共栅结构实现宽带匹配,输出端使 用共源漏技术来实现巴伦功能,将单端输入信号转变为差分输出信号,利用参数优化设计来降低噪声性能.电路采用 TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺仿真,结果表明:在400~800 MHz工作频段内,balunLNA的输入反射系数小于-12 dB,噪 声系数为3.5~4.1 dB,电压增益为18.7~20.5 dB,在3.3 V电压下功耗约为17.8 mW.
  • 童乔凌,陶志威,谢文,刘政林 P48-51
    针对无电流传感器的DC/DC转换器,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的电感电流观测器.首先,对升压型DC/DC转换器 进行了建模,得出了含非线性项的状态空间方程;然后,为了更精确地预测电感电流提出了一种更适合非线性系统的扩 展卡尔曼滤波器算法,在减少由AD转换器引入的测量噪声的同时,利用扩展卡尔曼滤波器的状态方程对电感电流进行观 测;最后,对提出的电流观测器进行了Simulink仿真验证.结果表明:对电路的输出电压采样后进行扩展卡尔曼滤波可以 有效减小由AD转换器引入的噪声并完成对电感平均电流的观测.在硬件实现过程中无需电流传感器,可以有效降低系统 成本.
  • 宋伟,田斌,周沫,李茂林 P52-56
    利用海上试验采集的波导数据,对比分析了蒸发波导Paulus-Jeske模型和A模型在我国海域的适应性. 结果表明:多数 情况下Paulus-Jeske模型的适应性优于A模型,但在较低风条件下,A模型适应性较好.根据两种模型的适应性特点,将 Paulus-Jeske模型和A模型结合建立了混合模型.通过仿真分析和试验数据的检验可知,混合模型相对Paulus-Jeske模 型对气海温差的敏感性和预测准确性有所改善.
  • 刘妹琴,汤晓芳,郑世友,张森林 P57-63
    从交互式多模型估计(IMM)方法的特点出发,提出用IMM估计方法对有测量数据丢失的非线性系统进行估计.IMM模型集 中包含两个模型:一个模型对应测量数据丢失情况,另一个对应测量数据未丢失.最终基于两个模型的估计进行融合得 到估计结果,改善估计器在测量信息丢失情况下的稳定性.采用随机无迹卡尔曼滤波(RUKF)方法对每个模型分别进行滤 波,消除标准无迹卡尔曼滤波(UKF)方法的系统误差.仿真结果表明:在测量信息丢失的情况下,提出的估计方法在稳定 性与估计性能上都优于传统的基于单模型的非线性系统混合估计方法.
  • 胡国平,陈柯,李青侠,郭伟 P64-67
    为从嫦娥一号微波亮温数据中解译出月表的物理特性参数,须研究亮温随时间的变化趋势(时变趋势).利用嫦娥一号 实测亮温数据(部分时段),拟合得到Apollo地区亮温的时变趋势.为了验证拟合函数的合理性,通过改进热传导方程的 边界条件,模拟得到Apollo地区亮温的时变趋势,并将模拟亮温时变趋势与实测亮温时变趋势进行对比分析.结果表明 :模拟亮温与实测亮温的时变趋势一致,说明亮温模型具有合理性;采用拟合函数对实测亮温数据进行时间归一化,可 以明显减小测量时刻不同导致的月表实测亮温的差异.
  • 刘晓,刘忠,侯文姝,许江湖 P68-72
    为满足火力分配在保证毁伤概率较优的前提下降低火力单元的使用数量的要求,建立了火力分配多目标规划模型.基 于入侵杂草学说,提出非支配排序杂草优化算法用于解决火力分配多目标规划问题.该算法在初始化和空间扩散阶段采 用不同的决策变量编码策略,根据非支配排序的概念,将杂草种群中的个体分为多个等级以区分优劣从而进行生长繁殖 .仿真结果表明:新算法每一代具有很强的向最优面逼近能力,体现了很好的均匀性以及解分布的广度,用于火力分配 多目标规划,可实时为指挥员提供良好的辅助决策.
  • 张云,龚俊斌,田金文,李航 P73-76
    提出了一种新的特征合并机制,模拟初级视皮层中复杂细胞汇聚合并来自不同简单细胞的响应.该机制首先对简单细 胞的线性响应进行归一化,然后将同频率和方向下不同相位简单细胞的响应进行能量合并,最后取局部邻域内响应的最 大值作为合并后的输出,得到对输入刺激具有一定相位和平移不变性的不变特征.将其应用于目标识别,在MNIST手写 数据库上的测试结果表明:基于新的合并机制的方法能取得更低的识别错误率,对目标的局部变化有更强的鲁棒性.
  • 贾松敏,高立文,樊劲辉,严骏 P77-81
    针对传统的基于模糊逻辑的智能轮椅避障方法参数选取依赖设计者经验的问题,提出了一种能够自主学习的模糊神经 网络智能轮椅避障控制算法.该算法结合模糊逻辑和神经网络各自的优点,并采用状态控制变量记录全向轮椅的运动状 态,解决使用者期望目标方向和轮椅避障方向的选择问题,优化了避障路径,更好地满足用户对智能轮椅的舒适性需求. 仿真和实物实验证明:该算法提高了避障的智能性和使用者的乘用舒适性,适用于智能轮椅的避障控制.
  • 刘怀兰,牛辉,王佳 P82-85
    建立了一种多目标优化的数学模型,并针对标准遗传算法易早熟收敛和进化缓慢的特点,提出了一种改进的组卷遗传算 法对模型进行求解.该算法在编码策略、基因修正和算子概率3个方面对标准遗传算法进行了改进.实例分析及仿真验 证表明:提出的建模方法将组卷成功率提高到100%,算法运行时间降低到300 ms以内,总体上极大地提高了智能组卷 任务的执行效率,并能够定量地评估和控制组卷质量.
  • 蔡军,李晓娟,张毅,罗元 P86-89
    在现有支持向量机多分类方法基础上,提出了一种改进的有向无环图支持向量机(DAGSVM)手势识别方法.分析了传统 有向无环图支持向量机分类器生成顺序随机化的不足,引入类间距离和类的标准差作为生成分类器的测度.利用 Kinect获取场景深度信息得到手势图像,提取手势特征并训练SVM分类器,并采用改进后的方法得到DAGSVM分类器.实 验证明:与其他支持向量机多分类器相比,改进后的DAGSVM分类器能够达到更高的识别率,将这个手势识别方法用于智 能轮椅的控制上,取得了良好的效果.
  • 胡云安,刘振,宋瑞华,史建国 P90-95
    针对传统贝叶斯优化算法进化效率低及收敛速度慢的情况,提出一种新型混合贝叶斯优化算法.该算法利用适应度遗 传及个体的局部搜索方法,使种群个体趋向于全局最优解,提高了进化效率.为提高贝叶斯优化算法中贝叶斯网络结构 学习的效率,提出一种爬山法和模式蚁群算法相结合的网络结构学习方法,同时对新型贝叶斯优化算法的收敛性进行了 分析.利用典型的函数对提出的新型混合贝叶斯优化算法进行了仿真分析,证明了所提出的方法可以有效地加快算法 的收敛速度和收敛精度.将该算法应用于目标分配问题中,仿真证明了所提算法的有效性和优越性.
  • 杜继永,张凤鸣,刘华伟,毛红保 P96-101
    针对未知环境下多无人机(UAV)分布式协同搜索问题,对分布式搜索的通信交互和决策最优性进行了分析,给出了分布 式纳什均衡解的求解方法.在分布式控制框架下,建立了基于滚动优化的多机搜索的问题描述和状态空间模型,并针对 传统协同收益指标的不足,提出了基于人工势场的协同收益模型,与模糊控制相结合,建立模糊规则求解协同收益,增加 了决策的鲁棒性.仿真实验验证了提出的协同搜索方法的有效性.
  • 王骁,郭网媚,肖鹤玲,刘西蒙 P102-104
    针对防窃听的安全网络编码问题,提出一种基于哈希函数的安全网络编码算法.该算法令秘密消息的最后一位作为初 始随机数,并利用哈希函数、初始随机数和秘密消息其余的部分,递归生成另外的n-1个随机数.在不消耗带宽的前提 之下,通过适当地增加信源与信宿的计算能力,构造一个合适的转换矩阵,保证秘密消息的完善保密性.安全性分析表 明:当被窃听边数目不超过n-1时,该算法是可行的.
  • 程永春,郭庆林,谭国金,张鹏 P105-108
    针对沥青混合料数字图像矢量化建模问题,提出采用拆分合并强度方法对沥青混合料轮廓曲线进行多边形近似,并以均 方根误差作为迭代计算收敛判据.采用自编程序完成了多边形迭代逼近计算.与现有的矢量化方法相比,本方法避免了 多边形近似中对尺寸的依赖效应,对于构建多尺度的沥青混合料模型具有更好的稳定性,有效地减小了分析模型的规模 .
  • 詹金林,卢晓平,张树龙,李光磊 P109-113
    以船舶操纵水动力预报为研究背景,以无升力势流理论为基础,采用源分布面元法对半椭球体和Wigley船在水平面内运 动的附加质量进行计算,将由附加质量所得孟克力矩与无升力势流理论物面压力分布所得孟克力矩理论计算结果进行 对比,验证本方法计算结果的正确性及其用于孟克力矩计算的适用性.根据本计算方法求解不同侧体布局下三体船的 附加质量,并分析侧体布局对三体船附加质量的影响,所得结果和结论符合实际船舶操纵运动规律.
  • 白旭,王晓天,孙丽萍,李金华 P114-117
    针对单壳体潜艇的球柱组合壳结构的强度特性,分别采用无矩和有矩理论建立了结构构件的力学模型,推导了结构位移 和转角的精确解.结合连接处的变形协调条件,给出了组合壳结构连接处的位移和转角公式.通过实例计算,分析了各 项结构参数变化对组合壳强度的影响,结果表明:组合壳结构中的轴向力是诱导结构变形的主要因素,在连接处附件结 构将产生两个变形拐点,其中近柱壳拐点为危险点.
  • 吕晓军,周其斗,谢志勇 P118-121
    借助于CFD软件,在螺旋桨参数未知的情况下,用均匀分布的体积力模拟螺旋桨力场,对潜艇自航因子进行了预报,并与 潜艇带桨自航试验数值模拟的结果进行了对比.发现:若体积力参数仅考虑螺旋桨轴向力,则潜艇阻力的计算误差可达 7%,在引入螺旋桨旋转的影响后,这一误差值可降低至2%以内,同时,推力减额分数和平均轴向伴流分数的计算误差可 控制在5%以内,而潜艇快速性的预报误差可控制在2%以内.用均布体积力模拟螺旋桨力场的方法,能够有效地预报潜 艇伴流和推力减额分数,为螺旋桨的设计提供可靠的输入参数,也可以用于潜艇线型优化设计和快速性预报.
  • 董磊磊,张崎,黄一 P122-126
    给出一种在轴对称载荷作用下非黏合柔性立管响应的理论分析模型.首先基于能量法推导出柔性立管各层的平衡方程 并写成矩阵形式,得到其刚度矩阵;然后将各层刚度矩阵进行组装并考虑边界条件得到总刚度矩阵,进而通过迭代求解 出所有变量.该方法可自行判断柔性立管各层之间可能发生的分离并相应调整层间的接触压力,因而可以考虑轴向刚 度和扭转刚度之间的耦合以及载荷施加的方向.将理论分析结果与实验测试进行了对比,二者符合良好.讨论了二者 之间存在偏差的原因,结果显示柔性立管各层之间的初始间隙对此影响较大.
  • 方明,付立军,叶志浩,冀欣 P127-132
    为定量计算和分析舰船电力系统的保护性能,基于舰船电力系统继电保护的基本任务和功能要求,分别采用短路路径的 加权故障切除时间和加权失电负荷作为快速性和选择性指标,建立了一套保护性能量化指标模型.以典型的舰船电力 系统环形网络为例,结合时间电流保护和差动保护的原理,给出了这2种保护的性能指标计算方法.计算结果表明:在断 路器可靠性较高的情况下,差动保护的整体性能优于时间电流原则保护方法的,但差动保护的性能随断路器可靠性下降 而降低的幅度远大于时间电流保护.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
    CN 42-1658/N
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