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当期目录

    2015年, 第49卷, 第04期 刊出日期:2015-04-28 上一期    下一期
    电工技术
    后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究
    江安烽1,李锐海2,牛萍3,王国利2,黄柏1,傅正财1
    2015,49 (04):  411-417. 
    摘要 ( 582 )  

    摘要:  为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率

    的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、
    220、500和1 000 kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;
    异回击通道后续雷击对500 kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500 kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次
    雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.
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    基于燃气轮机的MCFC/MGT混合动力系统特性
    刘爱虢1,翁一武2,曾文1,陈保东1
    2015,49 (04):  418-423. 
    摘要 ( 611 )  

    摘要:  针对增压型熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机(MCFC/MGT)混合动力系统进行了系统设计、部分负荷特性和系统启动特性的分析.为实现系统的商业化,采用了基于现有微型燃气轮机进行系统设计的方法,对不同控制方式下系统的部分负荷运行特性进行了比较,提出了系统启动方案并对启动过程中可能出现的问题及系统特性进行了分析.结果表明,基于燃气轮机所设计系统性能要比基于MCFC的性能稍差,在系统部分负荷运行时保持MCFC的工作温度有助于系统性能的改善,由于MCFC自身的特点这种系统不适合频繁的启动.

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    基于磁场能量密度梯度的磁源定位技术
    张树,刘大明,刘胜道,张华,田东
    2015,49 (04):  424-428. 
    摘要 ( 607 )  

    摘要:  针对目标磁源的数学模型(单磁偶极子和椭球体加线性磁偶极子阵列等)与实际目标磁矩具体分布存在差别而影响定位精度的问题,将单个磁偶极子的磁场能量密度场的梯度方向指向场源的结论进行了推广,实现了地磁场中铁磁目标的定位.船模实验结果表明:不管是远场还是近场,目标是船模还是理想偶极子(钕铁硼),定位精度均达到95%.

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    基于滤波器的有源阻尼控制的LCL型光伏并网逆变器
    张宁云,唐厚君,姚辰
    2015,49 (04):  429-435. 
    摘要 ( 765 )  

    摘要:  依据LCL型光伏并网逆变器离散域数学模型,从采样频率与LCL滤波器谐振频率之间的关系入手,讨论了小于、等于以及大于临界采样频率的不同频段内系统的稳定性.深入分析在不同的采样频率下,LCL型并网逆变系统产生不稳定的因素,并指出改造系统特性的方法.引入2种不同的数字滤波器分别与比例谐振(PR)控制器构成复合控制器,分别从系统幅值和相位两方面改造系统特性,使整个并网系统在不同的采样频率下保持稳定.仿真与实验结果验证了本文分析结论的正确性.

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    非晶硅薄膜太阳能电池热模型的模拟与实验研究
    胡建辉1a,陈务军1a,赵兵1a,胡鹏宇1a,葛彬彬1b,宋浩2
    2015,49 (04):  436-441. 
    摘要 ( 615 )  

    摘要:  为了研究柔性非晶硅薄膜太阳能电池(a-Si PV)在晴和多云天气下的温度值,基于能量守恒法建立了a-Si PV的光热模型,考察了各部分参数取值,编写了微分方程的求解程序,并设计研制了一套实验模型进行验证.实验结果表明:a-Si PV电池的温度受日照辐射强度的影响最为显著;安装角度和环境温度也在一定程度上影响a-Si PV的温度值;晴天时的温差大于多云天气下的温差.实测值与模拟值对比表明:该模型可以准确模拟PV温度在晴和多云天气下的变化;数值结果与实验结果最大差值为3.9 °C,主要原因是多云天气日照辐射强度的波动性和PV材料热容引起的热响应时滞.建立的a-Si PV热模型考虑了主要的影响因素,可较为准确地得到在晴和多云天气下的温度变化.

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    交通运输
    基于多混沌算子遗传算法的混合动力汽车控制策略优化
    梁俊毅,张建龙,马雪瑞,殷承良
    2015,49 (04):  442-449. 
    摘要 ( 685 )  

    摘要:  为某款装备了电池/超级电容混合储能系统的并联型混合动力汽车设计了模糊控制策略.结合遗传算法的种群进化和混沌序列的随机遍历特性,将混沌初始化算子、混沌扰动算子、混沌局部搜索算子引入多目标非占优排序遗传算法(NSGAII)中,构建了新的多混沌算子遗传算法(MCONSGAII).运用MCONSGAII算法进行了混合动力汽车模糊控制策略优化,以改进车辆的燃油经济性及HC、CO和NOx的排放性能.仿真结果表明,混沌初始化算子和混沌扰动算子可以改善原NSGAII算法的搜索能力并增加种群多样性,而混沌局部搜索算子可以进一步增强算法局部搜索能力,能更好地搜索到理想的Pareto解集.运用MCONSGAII算法进行优化,使混合动力汽车在欧洲城市驾驶循环(ECE)下的燃油消耗降低了11.8%,HC、CO和NOx排放分别下降了7.72%、 15.72%和 11.77%.

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    经济分布形态下的地区交通投资结构优化
    于海松,蒲云,刘海旭,王周全
    2015,49 (04):  450-456. 
    摘要 ( 620 )  

    摘要:  为了对地区交通投资结构进行有效决策,基于交通基础设施产生的地区自身经济增长和地区间经济诱增,以地区交通投资的经济效益最大化为目标,以经济分布形态的协调进化为约束,构建交通基础设施的地区投资结构优化模型.该模型结合柯布道格拉斯生产函数、引力场理论和Zipf法则,采用启发式算法对成都市统计数据进行仿真计算.结果表明,该模型可有效分析不同的地区交通投资结构对经济效益和经济形态的影响,提出政府对经济分布形态的干预强度是地区交通投资结构优化的关键,对交通基础设施的地区投资分配决策具有参考价值.

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    双桨船轴向伴流场尺度效应的数值研究
    王展智,熊鹰,黄政,王睿
    2015,49 (04):  457-463. 
    摘要 ( 731 )  

    摘要:  以DTMB5415为研究对象,忽略自由液面效应,采用RANS(Reynolds Averaged NavierStokes)方法结合SST(ShearStress Transport) kω模型计算了多种尺度(涵盖实尺度)的船舶黏性流场,详细分析了该船轴向伴流场的尺度效应作用.研究发现:桨盘面平均轴向伴流分数的倒数与雷诺数的对数近似线性关系;对于双桨方艉舰船的裸船体,桨盘面的伴流峰只有一个,伴流峰的幅值随着雷诺数的增加而减小,同时伴流峰所对应的相位角也发生一定的偏移.在内半径区域,伴流峰的幅值达到某一临界雷诺数后,趋于恒定不变;而在中外半径区域,伴流峰的幅值随着雷诺数的增加而减小,它们之间成非线性关系,可采用3次多项式函数进行回归;各半径的平均轴向伴流分数与雷诺数的对数成近似线性关系.

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    基于驾驶视认需求的隧道入口段光环境研究
    胡江碧,马文倩
    2015,49 (04):  464-469. 
    摘要 ( 666 )  

    摘要:  为实现安全舒适的隧道入口段光环境,从驾驶员视觉功能及需求出发,提出了基于驾驶安全视认的隧道入口段光环境评价方法.以色温5 700 K、显色指数70的隧道入口段光环境为研究对象,对小客车驾驶员进行不同运行速度的实车视认试验,得到驾驶员动态视认特性规律;采用驾驶员驾驶过程中对小目标物的视认距离作为入口段光环境安全视认评价指标,应用MATLAB数学统计软件建立了不同运行速度下视认距离与入口段亮度折减系数定量逻辑关系模型;最终得到不同设计速度下能够满足驾驶视认需求的亮度折减系数阈值,与现行规范值相比略高.研究方法和结论可为实际隧道入口段光环境设置、监控及运行管理提供技术参考.

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    KVLCC2船-舵系统斜航水动力数值计算
    冯松波a,邹早建a,b,邹璐a
    2015,49 (04):  470-474. 
    摘要 ( 1025 )  

    摘要:  通过求解RANS方程,选取RNG kε湍流模型,在模型尺度下对KVLCC2船舵系统处于不同漂角时的斜航黏性流场进行数值模拟.首先采用3套网格进行网格收敛性分析,然后通过计算结果与试验数据比较,验证数值计算方法的可靠性.在此基础上,计算了舵角为零时不同漂角下以及不同舵角、不同漂角下作用在船-舵系统上的横向力和转首力矩,并对计算结果进行了分析.

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    非对称动力系统混沌分析的Melnikov方法
    刘亚冲1,胡安康1,2,韩凤磊1,汪春辉1,卢雨1
    2015,49 (04):  475-480. 
    摘要 ( 762 )  

    摘要:  以Helmholtz-Duffing双势阱非对称动力系统为研究对象,首先分析了不同非对称参数σ下退化Hamilton系统的势函数与相平面,然后对于受谐和激励的非自治系统根据Melnikov理论推导了系统左右同宿轨道出现混沌运动的阈值条件,最后用数值模拟得到系统的安全池并观察了安全池随激励幅值变化的侵蚀现象,从而验证了解析结果的正确性.理论分析和数值计算表明:0<σ<1时,系统左半部分受主要影响;σ>1时,右半部分受主要影响;Melnikov方法可有效预估非对称系统混沌阈值,并且对于同一非对称参数σ,存在一个临界频率使得系统左右两部分的混沌阈值在这一频率点相等.
    关键词:  中图分类号:  文献标志码:  A

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    不同轴距车辆路径跟踪研究
    赵又群1,王健1,臧利国1,李波1,伍岳2
    2015,49 (04):  481-486. 
    摘要 ( 788 )  

    摘要:  针对不同轴距车辆路径跟踪鲁棒性,提出了基于滑模自抗扰控制的平行泊车路径跟踪算法.该算法利用线性滑模控制设计自抗扰控制律中的误差反馈环节,改善了自抗扰控制器的结构,能适用于不同轴距车辆.线性自抗扰控制器能够观测和补偿由于不同车辆轴距引起的不确定性和车辆受到的外界干扰.在假定低车速和小侧偏角情况下,控制器的设计考虑非线性运动学模型及运动学约束.仿真结果表明,基于滑模自抗扰控制的路径跟踪控制算法能够将不确定性部分观测出来并且补偿掉,保证了不同轴距车辆很好地跟踪规划的理想泊车轨迹.

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    基于热模型的动力电池热故障诊断系统
    刘鹏1,朱建新1,储爱华2,周兴叶2
    2015,49 (04):  487-493. 
    摘要 ( 611 )  

    摘要:  为提高车载动力电池热管理系统的可靠性,使电池温度维持在合理的范围内,根据镍氢电池的结构及传热学原理,建立了电池的热模型,实现了电池内部及表面温度的在线预测.通过模型预测温度与实际温度的对比,对电池温度异常状况进行在线诊断,并将诊断信息通过控制器局域网(CAN)通信传送给整车控制器,使整车及时对故障做出响应.试验结果表明,该系统能准确及时地诊断风机故障、电池剩余容量(SOC)过高及电池过充故障,有效避免了因热故障引起的电池过温.

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    面积约束下船舶舱室声学布局优化设计的理性准则法
    杨德庆,冯爱景,高处
    2015,49 (04):  494-498. 
    摘要 ( 686 )  

    摘要:  给出了船舶舱室声学布局优化通用模型的数学表达式,解决了舱室声学布局优化设计难以定量化描述的难题.基于该通用模型,研究考虑舱室面积约束和非标准空间约束的声学布局优化设计问题,给出了求解这类问题的理性准则法.针对常规舱室面积约束的声学布局设计,通过建立改进的计权指派系数矩阵,采用基于匈牙利算法的准则法求解;针对待分配空间数量不等于待分配舱室数量的非标准空间约束,提出基于排序不等式的非标准空间布局准则法.通过算例分析,验证了面积约束条件下舱室总体声学布局优化的理性准则法有效性.

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    集装箱码头同贝同步装卸调度的多阶段混合流水线模型
    曾庆成,陈子根,黄玲
    2015,49 (04):  499-505. 
    摘要 ( 665 )  

    摘要:  针对同贝同步装卸的无等待、阻塞和批处理等特征,将其抽象为一类特殊的混合流水线问题,建立同贝同步装卸的优化调度模型,并进行模型的下界推导.为求解模型,设计基于禁忌搜索与启发式分配规则的求解算法.最后,通过算例验证模型与算法的有效性.结果表明:所建立的模型有利于实现装卸、以及各环节的同步调度;所设计的求解方法,可以保证调度方案的科学性和有效性.
    关键词:  集装箱码头; 同贝同步装卸; 混合流水线; 调度模型
    中图分类号:  U 691文献标志码:  A

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    基于合作博弈理论的汽车概念设计优化方法
    邱雪峰1,周江奇2,金隼1,练朝春2,储国平1
    2015,49 (04):  506-512. 
    摘要 ( 655 )  

    摘要:  将质量功能展开(QFD)与合作博弈理论相结合,提出一种汽车产品顾客满意度和成本优化设计的新方法.该方法主要包括:通过市场调查和QFD分析,获取顾客需求并转化为技术需求,建立顾客满意度水平评价模型;再通过确定博弈方、博弈效用和博弈策略分组,将顾客满意度和成本的多目标优化问题转化为合作博弈理论模型;然后采用联盟博弈的Shapley值法求解最优值.最后,通过某汽车车门开发示例计算与传统方法进行对比,验证了本文所提出方法的有效性.
    关键词:  合作博弈; 质量功能展开; 顾客满意度; Shapley值
    中图分类号:  U 463文献标志码:  A

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    船舶管路智能布局优化设计
    王运龙1,王晨1,2,韩洋1,林焰1
    2015,49 (04):  513-518. 
    摘要 ( 104 )  

    摘要:  针对复杂多变的船舶管路布局空间结构,建立了包括布局空间模型、障碍物模型、管路模型和布局优劣区域模型的船舶管路布局环境模型;结合船舶管路布局特点,对管路的智能布局方向指导机制进行了研究,提出了方向参数设置的参考和建议.在建立环境模型和方向指导机制的基础上,运用改进遗传算法对船舶管路进行了布局优化设计,并通过数值仿真实验验证了该方法的可行性和有效性.

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    其他
    正负网络效应共存的社交平台定价问题
    吴春旭,黄一络,许传永
    2015,49 (04):  519-523. 
    摘要 ( 126 )  

    摘要:  针对资源的正网络效应和广告的负网络效应共存的社交平台定价问题,构建了双寡头博弈模型,给出了博弈的纳什均衡,分析了均衡情况下资源和广告数量以及平台收益如何变化.研究发现,平台提供的资源与广告数量之比(资源广告比)对平台具有至关重要的影响.平台对网络用户免费,实际成本通过广告费转嫁给了广告商.当资源广告比增加时,资源和广告的数量变化并不单调,而是存在一个转折点.为了使平台收益最大化,最佳的资源广告比总是在可行范围的两端.研究结果有助于揭示平台如何平衡资源和广告.

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    带有交货期时间窗的生产与维护联合调度优化
    丁珮雯,蒋祖华,胡家文,韩李杰
    2015,49 (04):  524-530. 
    摘要 ( 87 )  

    摘要:  为探讨拉式生产环境下设备故障对准时交货的影响,建立了单设备预防性维护和生产调度联合优化模型.提出一种提前/拖期惩罚成本隶属度函数,同时选用简单维修和更换2种不同的维护方式,以具有交货期时间窗的提前/拖期惩罚成本与维护成本之和为优化目标,决策工件加工顺序和维护周期.提出一种新的算法LSA(Longest & Shortest Processing Time Based Algorithm),与遗传算法(GA)结合,采用GALSA对模型优化求解,与枚举算法和改进GA比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合优化分别与独立优化和单一维护方式联合优化方法进行对比,结果表明,相对其他2种方法,所提出的方法更加有效.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    有提前期柔性的供应链协调与风险分摊
    张以彬1,龙静2,陈俊芳2
    2015,49 (04):  531-536. 
    摘要 ( 119 )  

    摘要:  针对合同制造环境下的需求不确定性导致提前期发生变动而影响高科技产品供应链的上下游决策并产生激励冲突,建立了一种有提前期柔性的供应链协调模型.通过提前期柔性所提供的期权机制来建立采购商和供应商之间基于斯坦伯格博弈的合同谈判过程,使采购商和供应商共同确定合理的交付提前期的变动幅度、柔性成本分摊比例和最优订货策略.研究发现,这种双向操作的风险分摊机制能使高科技供应链渠道达到帕累托最优,从而使供应链协调、改进供应链绩效.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    顾客行为和生产能力限制的牛鞭效应分析
    林文进1a,江志斌1a,李国威1b,孙东继2
    2015,49 (04):  537-542. 
    摘要 ( 76 )  

    摘要:  针对顾客行为和生产能力限制的牛鞭效应,建立了系统动力学模型.通过对比仿真数据与历史数据,验证了该模型的有效性,并给出了顾客行为和生产能力策略对牛鞭效应的影响规律:对于敏感型的顾客,调整生产能力会放大牛鞭效应;对于非敏感型的顾客,调整生产能力能够保持市场份额不变而降低库存水平.通过分析顾客行为和管理者生产能力策略与牛鞭效应的相互关系,结果表明:制造企业应该根据不同的顾客行为制定相应的生产策略;管理者应该致力于长远发展,而不能因为短期满足顾客需求的行为导致长期内顾客服务水平下降;制造企业需要做好降低库存成本和抑制牛鞭效应之间的平衡.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以财富价值最大化为目标的产权拍卖定价研究
    杨忠直
    2015,49 (04):  543-549. 
    摘要 ( 83 )  

    摘要:  利用财富价值最大化为目标函数建立了产权协商交易定价模型,并在导出的求解产权均衡价格的加权边际效用零和方程的基础上,依据在产权拍卖方的偏好与效用函数的结构给定的条件下多个竞标人的偏好与效用函数结构的差异和竞标人的预期价值与保留价格的差异等因素,运用产权拍卖方与多个竞标人的加权边际效用零和方程来决定产权招标投标和产权升价拍卖(或降价拍卖)的中标价格.以最高(或最低)均衡价格为中标价格的Pareto最优为基准,分析了竞标人最高可接受的中标价格和以拍卖方的交易底价为中标价格的财富价值损失和效率损失,解释了财富价值最大化的产权公允交易的经济学意义.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    需求依赖库存的易腐品订货及货架补货策略问题
    李嘉音a,董明b,张大力a
    2015,49 (04):  550-557. 
    摘要 ( 71 )  

    摘要:  基于需求依赖库存的一般商品的库存模型,以单一易腐品为研究对象,考虑零售货架空间有限和商品在零售商仓库及货架腐败速率的差异,建立了单一易腐品模型,并分析了零售商如何寻求最优订货策略和补货策略的问题.给出了腐败率等于零的一般商品的货架补货策略和订货策略的推论.最后,通过算例分析了腐败率对零售商决策的影响.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    再制造供应链的库存管理策略
    朱锋a,董明b,张大力a
    2015,49 (04):  558-563. 
    摘要 ( 114 )  

    摘要:  研究再制造供应链的库存管理策略,证明了再制造环境下类似传统供应链中(s,S)策略的最优库存管理策略的存在性.针对订货提前期存在下由于回收产品量信息缺失而造成的理论最优库存管理策略无法实现的问题,进行了产品用户端信息的挖掘,明确了最优策略实现所需的用户端信息.通过实例对算法进行仿真实验,结果验证了(s,S)策略在再制造供应链中的最优性和用户端信息共享对库存成本节约的积极意义.
    关键词:  再制造; 库存管理; 订货策略; 用户端信息
    中图分类号:  F 270; F 252文献标志码:  A

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    并行机系统生产计划与预防性维护联合建模
    张博文1,陆志强1,张岳君2
    2015,49 (04):  564-571. 
    摘要 ( 137 )  

    摘要:  以多设备、多周期、多产品、有限产能批量计划问题(CLSP)模型为基础,采用基于设备运行的预防性维护思想与成组维护策略,建立以系统生产与维护总成本最小化为目标的并行机系统生产计划与预防性维护联合决策的模型,以便更加准确地反映实际生产过程中生产计划与维护活动的耦合关系.针对以上模型特点,构造启发式算法,通过维护活动的嵌入与移动,并结合生产批量的移动调整,优化系统生产和维护计划.数值实验表明,该模型能有效避免设备的过度维护问题,减少固定维护成本,从而降低生产与维护总成本.所设计的算法在实验结果上与直接用CPLEX求解的最优解接近,在求解速度以及规模上也更有优势.
    关键词:  并行机; 生产计划; 预防性维护; 成组维护策略; 启发式算法
    中图分类号:  O 221.4文献标志码:  A

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    黏性颗粒失流态化过程的实验研究
    杨润东,范浩杰,陈博,梅登飞,杨俊波
    2015,49 (04):  572-576. 
    摘要 ( 109 )  

    摘要:  采用低温黏结的聚乙烯颗粒,在二维半热态内循环流化床实验台上模拟黏性颗粒高温失流态化过程,并对失流态化过程进行了规律性总结,对其床压信号进行了时域分析与频域分析.实验结果表明:从颗粒正常流化到失流态化可分为熔融、分层、成核、成团和死床5个阶段.时域分析中,压力变化可反映出床内失流态化发生的大致时间,标准偏差的变化先于均值的变化;频域分析中,频谱图上主频的变化明显于均值的变化,为防止床内出现失流态化提供了可能;通过对比不同测点的频谱图,可反映出床内最早出现失流态化的位置.

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