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02 July 2025, Volume 50 Issue 6 Previous Issue   

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基于时域有限差分法的浮顶油罐感应雷防护分析 刘亚坤, 何雨微, 傅正财, 刘全桢, 刘宝全 2016, 50 (6):  819-824.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.001 Abstract ( 28 )   PDF (352KB) ( 59 )   Save 为分析在雷击浮顶油罐附近地面时油罐感应的强电磁过程,建立了基于时域有限差分法的油罐感应雷分析模型,计算了雷击浮顶油罐附近地面时浮项与罐壁间空气间隙的电场强度分布和雷电电场的辐射强度,分析了雷电流幅值、雷击距离和土壤电阻率对电场强度的影响.结果表明,浮顶与罐壁间空气间隙的感应电场强度随雷电流幅值和土壤电阻率的增加而增大,随雷击距离增加而减小;对于幅值30 kA的雷电流,当雷击距离小于30 m时油罐将隐含起火爆炸的可能性,当雷击距离小于1.2 km时将可能损坏安装于油罐的电子设备. Related Articles | Metrics

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架空输电线路的舞动幅值分析与试验研究 刘亚坤, 李林锐, 李世龙, 杨晓辉, 傅正财 2016, 50 (6):  825-830.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.002 Abstract ( 41 )   PDF (331KB) ( 57 )   Save 针对河南尖山真型输电线路的导线舞动试验情况,采用悬垂导线单自由度模型分析了导线舞动幅值及其影响因素,以及风速、线路档距和舞动阶次对舞动幅值的影响,并结合真型输电线路的导线舞动试验基地所测数据,验证了导线舞动幅值与风速、线路档距和舞动阶次的关系.结果表明,在起舞风速与发生最大幅值舞动时的风速之间,导线舞动幅值随风速增大而近似呈线性增长,导线舞动幅值与线路档距的平方成正比,与导线舞动阶次的3次方成反比.由真型输电线路的导线舞动观测数据可得:当风速大于且持续大于7 m/s时,试验线路可形成稳定的导线舞动;最大舞动幅值出现在连续大风速时,发生最大幅值舞动时的风速为10～13 m/s,观测到的导线最大舞动幅值为7.4m. Related Articles | Metrics

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电活性聚合物能量转换机理及实验研究 林桂娟, 张欣波, 王克胜 2016, 50 (6):  831-836.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.003 Abstract ( 29 )   PDF (337KB) ( 56 )   Save 基于介电高弹聚合物理论构建电活性聚合物发电过程的数学模型,以揭示硅树脂电活性聚合物在电致大变形过程中的机电耦合规律及能量转换机理;根据能量收集的循环过程建立了恒电压、恒电荷、恒电场和恒电流条件下的能量收集模型及混合能量收集模型;针对机电能量的转换效率对比分析各种模型的性能;同时,搭建风能发电机实验装置并进行恒电荷条件下发电过程的能量收集实验.结果表明,恒电荷条件下的能量收集模型的能量转换效率最高. Related Articles | Metrics

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分数槽结构悬架直线作动器的性能及其应用 杨超, 李以农, 钟银辉, 郑玲 2016, 50 (6):  837-843.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.004 Abstract ( 27 )   PDF (258KB) ( 55 )   Save 针对电磁主动悬架用直线作动器推力密度低和推力波动大等缺点,提出一种分数槽结构的圆筒形永磁直线作动器,并建立作动器的有限元分析模型,通过理论计算其绕组反电动势验证了其正确性;同时,研究了作动器的作动力、响应时间和效率随速度和电源激励变化的规律.结果表明:作动器绕组的反电动势中含有3、2和4次的谐波分量;作动器作动力存在一定的波动,且随着电流增加而增大;作动器响应时间随着运行速度增加而减小;作动器效率与电压和速度相关,速度越大,效率越高,电压越大,效率越低.根据车辆在各工况下的悬架工作特性得出:当车辆侧倾时,作动器处于低速、大作动力、慢响应、高耗能的工作状态;当随机路面激励时,随着悬架运行速度的提高,应逐渐增大作动器电流激励的幅值和频率. Related Articles | Metrics

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不同外推方法求解近海风机的极限载荷 李昕雪, 王迎光 2016, 50 (6):  844-848.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.005 Abstract ( 30 )   PDF (156KB) ( 57 )   Save 利用时域仿真得到短期载荷,对比了广义极值(GEV)分布方法与基于广义Pareto分布(GPD)的阈值模型求解面外叶根部弯矩极值的差异.结果表明:GEV分布方法忽略了其他分组中较大的样本,造成了数据的较大浪费;而基于GPD的阈值模型可以充分利用数据中的极值信息,考虑了超过某一值的所有数据,可以预测近海风机的面外叶根部弯矩. Related Articles | Metrics

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一种异结构分数阶混沌系统的同步滑模控制器设计 魏静, 潘光 2016, 50 (6):  849-853.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.006 Abstract ( 33 )   PDF (198KB) ( 57 )   Save 针对分数阶混沌系统异结构的同步问题,基于滑模控制理论和自适应控制理论设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面,提出了一种自适应滑模控制器以实现三维分数阶混沌系统的异结构同步.同时,利用所设计的控制器实现了分数阶Liu系统与分数阶Arneodo系统的异结构的滑模控制同步,以及分数阶Chen系统与分数阶Liu系统的异结构混沌系统的滑模控制同步.数值模拟结果表明,所设计的控制器具有较好的有效性和可行性. Related Articles | Metrics

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基于CPG的水下自重构机器人控制网络演化方法 杨柯, 葛彤, 王旭阳 2016, 50 (6):  854-860.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.007 Abstract ( 25 )   PDF (204KB) ( 57 )   Save 提出了基于中枢模式发生器(CPG)的水下自重构机器人控制网络的演化方法.引入仿生学中的CPG作为控制网络基本组成单元,采用通路矩阵描述水下自重构机器人的构形,实现了由构形到CPG控制网络的演化,并给出了水下自重构机器人典型构形所对应的CPG控制网络的结构及输出波形.结果表明,所提出的方法可以动态生成水下自重构机器人的控制网络. Related Articles | Metrics

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一种求解变量有界非线性规划的全局最优解新方法 金霞, 段富海, 江秀红 2016, 50 (6):  861-867.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.008 Abstract ( 34 )   PDF (381KB) ( 57 )   Save 提出了一种求解变量有界非线性规划的全局最优解新方法——不可行域移除(IRIR)法.在优化过程中,先计算原最优化问题的不可行域,然后在原最优化问题的求解空间中移除确定的不可行域,使得新的求解空间不断缩小,并通过研究不可行域的线性表达,在不影响最优解的前提下将非线性约束转化为线性约束,以求解非线性规划问题,其特点是所得最优解对原最优化问题约束函数的凸性和优化迭代起始点的位置不敏感.同时,阐述了IRIR法的原理和实现过程,在序列二次规划(SQP)算法的基础上,应用数值算例和弹簧设计2个典型实例,以验证IRIR法的可行性和正确性.结果表明:IRIR法可以有效降低原最优化问题的求解难度,且无需引入新参数,是一种具有较高求解能力和实用价值的全局最优化方法,但其不适用于求解设计变量无界的最优化问题. Related Articles | Metrics

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基于非线性弹簧的双曲率车窗密封系统动力学建模 朱文峰, 周辉, 黎鹏 2016, 50 (6):  868-872.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.009 Abstract ( 33 )   PDF (311KB) ( 56 )   Save 考虑密封材料与车窗的复杂接触作用,采用功能等效原理,以非线性刚度弹簧对模拟非线性夹持约束,通过有限弹簧对来实现整体车窗密封约束的离散化等效;通过三维曲面重构确定了双曲率空间车窗包络边界和升降路径;采用三维实体建模和驱动函数建立了三维车窗密封系统的动力学模型,并拟合出升降摩擦力、时间和车窗重力等密封动力学参数的变化关系,从而实现了考虑适当滑动阻力和摩擦平衡的新型车窗密封系统的优化设计. Related Articles | Metrics

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基于引力相似度和相对密度的不确定数据流聚类 郑祺, 黄德才 2016, 50 (6):  873-878.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.010 Abstract ( 21 )   PDF (209KB) ( 53 )   Save 针对不确定数据流聚类问题,提出一种基于引力相似度和相对密度的聚类算法.采用在线/离线两阶段处理框架,综合考虑元组之间的相似度与元组自身的不确定性,利用引力相似度为每个不断到达的数据元组寻找可能归属的微簇,以新的离群点处理和在线维护机制来适应数据流的演化情况,并在离线层使用相对密度算法进行聚类,不需要预先指定聚类数且可处理任意形状的微簇.实验结果表明,与现有的聚类方法相比,所提出的算法具有更高的聚类质量和准确度. Related Articles | Metrics

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基于遗传算法的双机器人协调搬运阻尼比例微分控制方法 欧阳帆, 张铁, 陈杨 2016, 50 (6):  879-883.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.011 Abstract ( 22 )   PDF (354KB) ( 52 )   Save 针对双机器人协调搬运作业中的内力控制问题,提出了基于遗传算法的阻尼比例微分(PD)控制方法.给出了广义阻尼PD控制率,建立了用于协调搬运中内力控制仿真的弹簧阻尼质量模型,基于纯运动学协调实验的位置误差数据设计了仿真系统的位置误差扰动输入信号,在所建仿真系统中使用遗传算法进行PD系数的优化,并利用原有双机器人运动学协调实验平台,从机器人腕部加入力传感器搭建了力学协调实验平台,进行了举起-移动-放下的协调搬运实验.结果表明,经力误差控制系数的优化后,双机器人z轴方向的内力控制误差比优化前的平均降低了14.8％,从而验证了所提出方法的有效性. Related Articles | Metrics

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含过程噪声的Hammerstein-Wiener神经模糊模型多信号源辨识 贾立, 杨爱华, 邱铭森 2016, 50 (6):  884-890.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.012 Abstract ( 27 )   PDF (368KB) ( 54 )   Save 提出一种在过程噪声干扰下基于偏差补偿递推最小二乘法的Hammerstein-Wiener神经模糊模型多信号源辨识方法.通过三阶段组合式多源信号,实现了过程噪声干扰下Hammerstein-Wiener模型中输入静态非线性环节、动态线性环节以及输出静态非线性环节的分离,提高了各串联环节模型参数的分离精度,避免了传统迭代分离方法中模型参数的收敛问题.在此基础上,利用补偿原理,提出基于偏差补偿递推最小二乘法的Hammerstein-Wiener模型参数辨识方法,通过在递推最小二乘算法中引入修正项来补偿过程噪声引起的估计偏差,实现了模型参数的无偏估计.理论分析与仿真实验的结果表明,所提出的方法具有较好的有效性. Related Articles | Metrics

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输入多采样率网络控制系统的建模和稳定性分析 王志文, 关虎昌 2016, 50 (6):  891-895.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.013 Abstract ( 26 )   PDF (214KB) ( 54 )   Save 通过提升技术和扩展向量建立了输入多采样率网络控制系统的线性离散时不变模型,采用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法对其稳定性进行分析,给出了系统渐近稳定的充分条件,并通过仿真实例验证了所提出方法的正确性.结果表明,所建立的线性离散时不变模型具有较好的可靠性. Related Articles | Metrics

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基于生物免疫机制的多变量生产过程可重构控制系统 戴盛芳, 任立红, 丁永生, 郝矿荣, 陈磊, 肖纯材 2016, 50 (6):  896-901.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.014 Abstract ( 21 )   PDF (332KB) ( 53 )   Save 为提高多变量生产过程的安全性,研究了单个执行器出现故障时控制系统的重构过程.将可重构控制系统看作一个生物免疫系统,利用免疫监视机制对执行器进行故障监测,免疫应答机制对控制器进行重构,免疫学习与记忆机制对控制策略进行优化和存储,从而构成一个免疫可重构控制系统(IRCS);同时,对IRCS进行仿真实验.结果表明,在执行器出现故障时,所设计的IRCS能够保证较好的控制性能,并提高控制系统的可靠性. Related Articles | Metrics

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基于SPM-IBOVW模型的自然场景识别 章海兵, 刘士荣, 张波涛, 王坚 2016, 50 (6):  902-909.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.015 Abstract ( 24 )   PDF (623KB) ( 55 )   Save 提出一种基于空间金字塔匹配的集成化视觉词典(SPM-IBOVW)模型的自然场景识别方法.对各个类别的特征集合分别聚类形成各类别视觉词包,并连接成为集成化视觉词包(IVV);采用一种新的5层空间金字塔划分方法,相比经典划分方法在降低算法复杂度的同时,提高了场景识别率,并通过15类通用复杂场景的识别实验验证其有效性.结果表明,所提出的方法对复杂场景的识别率达到83.17％. Related Articles | Metrics

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燃料电池DC-DC变换器的设计与数字化控制 刘佳, 李修亮, 沈烨烨, 苏宏业, 马龙华 2016, 50 (6):  910-916.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.016 Abstract ( 34 )   PDF (261KB) ( 56 )   Save 针对燃料电池的实际要求设计并制作了推挽Buck型直流-直流(DC-DC)变换器的硬件电路,包括变换器主电路、控制电路、检测电路及保护电路等;采用状态空间平均法建立推挽Buck型DC-DC变换器的小信号模型,并且进行补偿反馈控制;基于通用反转控制器(GPIC)的现场可编程门阵列(FPGA)模块实现了推挽Buck型DC-DC变换器的数字化控制.结果表明,在FPGA模块的数字化控制下,自主研发设计的DC-DC变换器的输出电压能够很好地跟踪设定电压,具有优异的阶跃响应特性和较强的抗负载及输入扰动能力,能够保证燃料电池DC-DC变换器实现高效、可靠的电能转换. Related Articles | Metrics

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不确定系统的滑模与自抗扰控制方法 李大字, 李憧, 靳其兵 2016, 50 (6):  917-922.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.017 Abstract ( 33 )   PDF (297KB) ( 55 )   Save 根据复合控制的思想,将滑模控制中的滑模面和切换律引入自抗扰控制中,设计了一种自抗扰控制器,以用于处理不确定系统和大范围不确定性问题.采用切换律的概念,以获取自抗扰控制系统的主输出、增强系统抗干扰能力和提高系统稳定性.同时,通过仿真实例,介绍了自抗扰控制以及带滑模的自抗扰控制的设计和推导过程,并与传统的比例-积分-微分方法的控制效果进行比较.结果表明,引入切换律的自抗扰控制器能够对不确定系统进行较好地控制. Related Articles | Metrics

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含驻留约束和重入的双臂集束型设备调度方法 周炳海, 周淑美 2016, 50 (6):  923-928.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.018 Abstract ( 30 )   PDF (343KB) ( 60 )   Save 为了有效解决双臂集束型设备调度过程中的驻留约束和重入问题,采用虚拟化方法将双臂机械手转化为一个单臂机械手和一个虚拟缓冲模块,定义了晶圆投放策略,建立了调度问题的非线性规划模型.在此基础上,结合所建数学模型提出了一种基于搜索的启发式算法,并对其进行仿真分析.结果表明,所提出的算法是可行且有效的. Related Articles | Metrics

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利用工序迁移时间的两车间设备驱动综合调度算法 谢志强, 王有为, 辛宇, 邵侠 2016, 50 (6):  929-936.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.019 Abstract ( 26 )   PDF (234KB) ( 55 )   Save 针对工序迁移时间影响产品加工时间的综合调度问题,提出了利用工序迁移时间的两车间设备驱动综合调度算法.为了有效减少两车间设备的空闲等待时间,提出了两车间设备空闲驱动策略,以寻找设备空闲时的可加工工序,并采用长路径短用时的策略排序;为了减少迁移时间占用的设备加工时间,提出了迁移时间利用策略,以有效利用设备的迁移时间.实例调度结果表明,所提出的算法可以充分利用设备空闲时间而提高设备利用率,并有效利用迁移时间以达到尽早完工的目的,且其复杂度不高于二次多项式. Related Articles | Metrics

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基于即时学习的间歇过程复合模型 付钊, 贾立 2016, 50 (6):  937-942.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.020 Abstract ( 27 )   PDF (258KB) ( 53 )   Save 通过传统的即时学习(JITL)方法建立间歇过程复合的线性化模型,利用一个具有5层结构的神经模糊模型(NFM)对局部模型的输出误差特性进行分析,建立模型输入与输出误差之间的非线性映射关系,并通过对模型的预测输出进行误差补偿来提高模型精度.仿真结果表明,所提出的基于JITL的间歇过程复合模型相对于传统JITL模型具有更高的精度和更强的噪声抑制能力. Related Articles | Metrics

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流程雁阵阵形调整的状态空间模型预测控制方法 张娜, 李宏光, 黄静雯 2016, 50 (6):  943-948.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.021 Abstract ( 23 )   PDF (209KB) ( 55 )   Save 针对复杂工业流程过程的分解协调优化问题,提出一种流程雁阵(PGQ)阵形调整的状态空间模型预测控制算法.根据发生干扰级的PGQ状态预测其上一级PGQ输出,同时调节两级PGQ的操纵子雁位置,提前抑制干扰对多级流程雁阵系统整体优化目标的影响.通过一个化工流程实例仿真,验证了所提出方法的有效性.结果表明,所提出的方法对于流程雁阵阵形的调整具有响应快、耗时短的优点. Related Articles | Metrics

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一种肩颈部肌电信号识别的智能轮椅控制方法 杨伟健, 佘青山, 张启忠, 马玉良, 高云园 2016, 50 (6):  949-956.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.022 Abstract ( 29 )   PDF (494KB) ( 55 )   Save 为了实现利用肌电信号识别的智能轮椅系统控制,提出一种基于空域相关滤波的小波熵和近似熵特征提取与分类方法.通过分布在人体肩颈部的电极采集动作并产生多通道表面肌电信号,采用阈值比较与移动平均的数据分段方法确定活动段的起点和终点,在小波变换尺度间相关滤波的基础上提取活动段数据的小波熵和近似熵特征,设计具有二叉树结构的孪生支持向量机多类分类器,以完成5种动作模式的识别,并在预设的实验轨迹上对智能轮椅进行测试.结果表明,所提出的方法在人体头部左、右转以及双肩上提和左、右肩上提等动作模式下对肌电信号的识别率均达到88.75％. Related Articles | Metrics

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直接线性化方法及其在液体火箭发动机管路装配中的应用 余觉, 赵勇, 牛书峰, 王皓, 邱伟真 2016, 50 (6):  957-962.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.023 Abstract ( 29 )   PDF (292KB) ( 54 )   Save 对直接线性化方法(DLM)推导出的装配敏感矩阵进行分析,利用极值法和统计法分别给出了空间装配尺寸链装配极限偏差的计算公式;同时,分析了液体火箭发动机的管路装配问题,指出控制管路装配一致性的关键是控制管路接口法兰在空间的相对形位关系的一致性,并利用DLM进行理论分析,以指导火箭发动机的实际管路装配.结果表明,经过DLM理论分析并控制管路接口法兰在空间的相对形位关系后,发动机管路几何形状的一致性得到了明显改善. Related Articles | Metrics

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基于改进的超宽带危化品仓储堆垛定位技术 戴波, 吕昕, 刘学君, 徐文星, 李志超, 杨光 2016, 50 (6):  963-967.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.024 Abstract ( 31 )   PDF (232KB) ( 55 )   Save 提出了基于货物定位技术的危化品仓储堆垛监控新方法.利用货物堆放位置的精确定位参数和货物尺寸数据实现了仓储堆垛位置的三维重构,进而对危化品贮存的五距进行实时监控,通过对超宽带(UWB)技术的静态、动态定位性能实验和定位算法进行分析,针对定位误差的来源提出了多时段协同定位方法,以提高其定位精度.结果表明,改进的UWB定位技术具有定位可靠、精度较高的优点,适用于危化品仓储堆垛的五距监控. Related Articles | Metrics

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离心力作用下流体在矩形微通道中的瞬态流动特性 沈腾, 王炅 2016, 50 (6):  968-974.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.025 Abstract ( 23 )   PDF (298KB) ( 55 )   Save 为预测离心力作用下单位时间内流体在矩形微通道中的流动位移,对离心力作用下流体在矩形微通道中的流动机理进行理论分析.基于N-S方程建立了微流体的瞬态流动模型,得到矩形微通道内流体的压力分布、速度分布及其流动前端的位移变化规律,并对所建立的瞬态流动模型进行仿真分析,在仿真结果的基础上分析截面尺寸以及转速对流体的流动位移和横向速度的影响.结果表明,所建立的瞬态流动模型的计算结果与其仿真结果较吻合,能够较好地预测离心力作用下流体在矩形微通道中的位移变化规律. Related Articles | Metrics

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基于混沌蚁群神经网络的浮选过程经济技术指标预测 张勇, 朱晶 2016, 50 (6):  975-979.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.026 Abstract ( 26 )   PDF (187KB) ( 55 )   Save 以选矿中的浮选生产过程为研究对象,提出一种基于混沌蚁群神经网络算法预测浮选过程经济技术指标的测量模型.采用主元分析进行输入数据集降维,应用混沌蚁群算法与最小二乘法相结合的混合算法调整前提参数和目标值,以取代二次规划求解优化问题,并达到求解速度快、仿真精度高的效果;同时,采用混沌蚁群算法训练神经网络,在随机扰动或测量噪声存在的情况下仍可以达到较好的训练目的,并提高了网络参数辨识的收敛速度.同时,以某实际选矿浮选生产过程的生产数据作为建模和预测数据进行仿真分析,并与初始的主元分析-反向传播(BP)神经网络模型预测结果加以对比.结果表明,所提出的模型能够实现浮选过程经济技术指标的全局预测,与优化前的模型相比其预测误差明显较低,预测精度提高了1.8％,满足优化浮选药剂添加的计算要求. Related Articles | Metrics

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中国国家公园管理研究综述 徐媛媛, 周之澄, 周武忠 2016, 50 (6):  980-986.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.06.027 Abstract ( 17 )   PDF (307KB) ( 55 )   Save 以20年来中国关于国家公园管理的文献资料作为分析对象,就国家公园管理的理论梳理、演变历程、区域经验和战略思考4个方面评介了现有研究取得的成果.研究结论显示,对中国案例的研究深度、广度存在较大空间,并对未来关于国家公园管理的研究方向进行了展望. Related Articles | Metrics