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张卫民, 曾卫琴, 杨秀江, 秦峰, 于霞

2014, 34(11): 1101-1105.

摘要(1177) PDF(2563)

摘要:
设计并研制了一种采用平面PCB板工艺制作的线圈阵列式电涡流传感器,包括采用计算公式确定了平面圆形螺旋线圈的相关参数;采用ANSOFT有限元软件进行仿真,分析了试件裂纹缺陷处涡流场的分布状态;以非铁磁性材料铝板作为被测试件,对其上的预制裂纹进行检测,证明了这种平面线圈阵列传感器工作的有效性. 结果表明,这种平面线圈阵列式电涡流传感器能够有效检测铝板上的微小裂纹,且信号幅值等输出信号参数和裂纹的几何参数之间具有较好的相关性.

基于李群理论的2R1T并联机构构型综合

付铁, 韩信, 朱涯涯, 丁洪生

2014, 34(11): 1106-1109,1119.

摘要(1411) PDF(2156)

摘要:
应用李群理论,对2R1T(两转动—移动)并联机构的型综合问题进行了系统地研究. 通过分析满足2R1T自由度性质的动平台的李群代数结构,并依据李群代数结构与刚体运动的对应关系,确定出各支链的李群代数结构和它们的等效运动链,最终综合出4394种2R1T并联机构新构型,并绘制了支链机构简图和部分机构简图. 研究结果表明,该方法简单、规范、有效,可作为构型评价及优化的基础,也适用于其他类型并联机构的型综合研究.

潜油双定子泵的设计与研究

闻德生, 马洪胜, 蔡秋雄, 高俊峰

2014, 34(11): 1110-1113.

摘要(1122) PDF(1528)

摘要:
为满足油田井下采油的使用要求,设计了潜油双定子泵. 与以往的双定子泵相比,潜油双定子泵对进出油管道进行了重新布置. 泵中流道转弯较多,用CFD技术对泵出油流道内的流场进行数值模拟分析. 通过对压力图、速度图的分析,肯定了流道设计的合理性. 在潜油双定子泵中,通过观察有关泵的泄露量的表格,了解到轴向泄漏是主要泄漏方式,然后设计了端面补偿结构,减小了泄露.

基于气泡的缸盖水腔沸腾传热仿真研究

张体恩, 张卫正, 宋立业, 曹元福, 原彦鹏

2014, 34(11): 1114-1119.

摘要(1397) PDF(2186)

摘要:
从气泡核化条件及沸腾起始点要求出发,提出相变判定条件,从而准确界定沸腾区域. 基于沸腾均相流计算模型框架,建立了沸腾传热数值计算模型,并利用Robinson实验数据对该计算模型的准确性进行了校核. 利用该数值模型对缸盖温度场进行了预测,与实机测温结果进行实验比对,证明新沸腾数值模型计算结果更接近实机测试温度,火力面测点最大误差不超过7%.

气流激励下某向心涡轮的谐振响应和高周疲劳研究

刘贻雄, 老大中, 刘尹红, 杨策, 祁明旭, 马朝臣

2014, 34(11): 1120-1124.

摘要(1570) PDF(1646)

摘要:
研究某可调向心涡轮转子叶片表面压力波动特性,以及由此产生的叶片谐振和高周疲劳. 结果表明:涡轮叶片前缘发生高周疲劳破坏,与实际破坏的位置相吻合. 导流叶片尾缘吸力面的强激波和导流叶片叶尖间隙泄漏流是产生压力波动的主要原因,最大压力波动值出现在叶片前缘. 气流压力波动诱发叶片谐振进而产生高周疲劳,振动过程中涡轮各叶片表现出不同的响应特性,同时产生较大动应力,最大应力位于叶片前缘根部.

基于滑模控制的空气悬架车高控制系统研究

赵玉壮, 王宗诚, 陈思忠

2014, 34(11): 1125-1129,1139.

摘要(1377) PDF(1320)

摘要:
以提高空气悬架车高控制精度为目的,充分考虑空气悬架系统充放气过程的非线性特性,建立了气体管路流量特性方程,并结合变质量气体热力学定律,建立电磁阀开启和关闭时的空气弹簧充放气压力梯度方程,实现空气弹簧充放气过程的非线性特性数学描述,并进一步完成空气悬架车高升降的1/4车模型. 针对充放气过程的非线性特性,基于微分几何理论,将车高升降模型通过状态反馈进行全局线性化,在线性域中设计滑模控制器,进而经过线性逆变换,得到原坐标系中的非线性车高控制算法. 仿真试验表明,基于状态反馈线性化方法设计的滑模控制器,能够有效克服充放气过程的非线性特性,消除过充过放现象,显著提高车高控制品质和精度.

发动机动态特性组合神经网络建模新方法

刘树成, 魏巍, 杨阳, 闫清东

2014, 34(11): 1130-1134.

摘要(1128) PDF(1768)

摘要:
针对现有发动机组合神经网络建模方法对不同数组结构的样本数据泛化能力较差的不足,提出一种多步线性插值法的组合神经网络建模方法. 该方法基于有限元建模思想,以具有丰富样本数据的某一维输入量构造网格线,对多维输入样本空间进行划分. 在网格线上,样本数据按照BP算法对网络模型进行训练,得到高精度神经网络函数,而在网格线中间,所求输出根据相邻的两条网格线的神经网络函数进行多步线性插值. 与传统组合神经网络建模方法的对比结果表明,在处理不同数组长度的多维发动机动态特性试验数据方面具有很好的适应能力.

基于LQR的四轮转向汽车控制方法

刘启佳, 陈思忠

2014, 34(11): 1135-1139.

摘要(1287) PDF(3063)

摘要:
用选定的加权系数将轮胎较大侧偏刚度和轮胎较小侧偏刚度的车辆状态方程关联起来,并应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了综合考虑轮胎非线性特征的四轮转向线性二次型最优综合控制算法;用Matlab/Simulink和Carsim建立了联合仿真模型对所设计的控制算法的控制效果进行了验证. 仿真结果表明:在低附着系数路面进行车道变换行驶时,基于定轮胎侧偏刚度LQR线性控制的四轮转向汽车与前轮转向汽车相比具有更加优越的操控性能;基于非线性轮胎侧偏刚度LQR权系数控制的四轮转向汽车比定轮胎侧偏刚度LQR线性控制的四轮转向汽车要有较好的操控性能.

基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断

刘海鸥, 孟冬梅, 苗成生, 席军强, 彭建鑫

2014, 34(11): 1140-1144.

摘要(1318) PDF(1142)

摘要:
针对AMT重型越野车离合器接合过程中故障多发且不易诊断的问题,基于符号有向图(signed directed graph, SDG)模型,为离合器接合过程的故障诊断提出了一种新的方法. 以离合器接合过程中最复杂的车辆起步接合为例,建立了其工作过程的SDG模型,通过实际测得量以及对模型中节点和有向边的分析,查找出故障源,完成故障诊断功能. 结果表明,SDG模型对于AMT系统离合器接合过程故障诊断有效且实用.

多点源空气污染高斯扩散模式并行方法研究

徐丙立, 林珲, 胡亚, 荆涛, 朱刚, 李媛州

2014, 34(11): 1145-1149.

摘要(1158) PDF(2641)

摘要:
为提高基于高斯模式的空气污染扩散计算的效率,研究从污染源、研究区域空间分层与栅格划分等3个因子入手,设计单因子、双因子和三因子作用下的多种并行算法,同时采用PC机群对算法进行实现. 针对珠三角区域空气污染并行计算试验结果表明,并行算法能将计算时间减少90%,大大提高了模型计算效率,很大程度上满足了基于高斯模式的空气污染实时计算要求.

基于设备驱动的综合柔性调度冲突调解算法

谢志强, 周含笑, 于洁, 桂忠艳

2014, 34(11): 1150-1156.

摘要(1152) PDF(921)

摘要:
设备驱动时刻按最短加工用时确定工序设备,为避免两个设备选择同一工序发生冲突导致可调度工序延迟完成影响调度结果的问题,提出基于设备驱动的综合柔性调度冲突调解算法. 该算法分别从可调度工序集中为发生冲突的两个空闲设备选择加工时间次短的预调度工序,通过对可能加工的组合方案预调度,选择设备驱动时刻尽早结束的组合方案调度;当存在一个空闲设备有多个可调度最短加工工序时,采用实质短路径策略确定调度工序. 分析和实例表明,本文算法可缩短存在设备/工序选择冲突的综合柔性调度总加工时间.

基于多RGBD摄像机的动态场景实时三维重建系统

段勇, 裴明涛

2014, 34(11): 1157-1162.

摘要(1218) PDF(3550)

摘要:
使用多台基于FPGA嵌入立体计算的RGBD摄像机搭建动态场景实时三维重建系统. RGBD摄像机能够以视频速度输出场景的彩色(RGB)图像及对应的稠密视差(disparity)图像,由视差图像可进一步得到场景的深度图. 多台RGBD摄像机运行在统一的外部时钟和控制信号下,可实现对目标场景数据的同步采集. 为了提高各视点所获取的场景深度图质量,根据多RGBD摄像机系统视点分布较为稀疏的特点,使用概率密度函数估计的方法进行多视点深度图的融合. 融合后的深度图由PC集群进行处理,可实时生成所拍摄场景的三维空间点云. 实验结果表明,本文系统可以有效地重建包含多个运动目标的大型动态场景.

基于引导点的无人机三维航迹规划方法

刘琼昕, 王景, 高春晓, 宋晔, 高超, 郝贵青, 李沛伦, 朱磊

2014, 34(11): 1163-1168.

摘要(1295) PDF(1941)

摘要:
为提高无人机航迹规划的速度,提出了一种基于引导点的航迹规划方法. 该方法结合了不同规划方法的优势,将无人机航迹规划分为两个层次:全局规划和局部规划. 全局规划利用遗传算法规划出最优或次优的区域点集,然后产生区域的引导点列;局部规划根据全局规划提供的引导点列,利用SAS(sparse A search)算法快速规划出满足约束条件的可行航迹. 仿真实验表明,该方法较好地结合了遗传算法和SAS算法的优势,规划航迹效果优于单一的遗传算法和SAS算法,并且有效地提高了规划速度.

皮带巷电机暂态过程对电磁环境的影响

冯德旺, 兰建容

2014, 34(11): 1169-1174.

摘要(1028) PDF(861)

摘要:
利用ATP软件仿真皮带电机暂态过程,并运用传输线模型分析瞬态脉冲沿巷道和电缆的衰减特性. 结果表明,理论上电机起动、制动及负载突变时产生的瞬态脉冲电压峰值最大为额定电压的6倍,电流峰值最高可达额定电流的11倍;瞬态辐射发射对皮带巷电磁环境的影响较小,而瞬态脉冲沿长电缆传播会产生较大衰减. 确定煤矿井下现场测量工具及测点布置方法,分析比较实测数据与理论值,结果说明皮带电机起动和制动过程产生的瞬态辐射骚扰可以忽略,瞬态传导骚扰较大,但脉冲峰值最大不会超过额定值的4倍. 提出的井下现场测量方法、获得的实测数据和理论值为矿井电磁兼容性研究提供了参考依据.

电流型电子式电压互感器的温度稳定性研究

邵霞, 彭红海, 王娜, 周有庆

2014, 34(11): 1175-1180.

摘要(1028) PDF(1275)

摘要:
针对一种电流型电子式电压互感器(EVT)的温度稳定性进行了分析,指出高压电容器和一次侧信号处理单元中的积分电路是影响其温度稳定性的主要环节. 设计了利用正、负温度系数数值相等的多个电容单元串联组成高压电容器的温度补偿方案,有效地改善了高压传感部分的温度稳定性;提出利用热敏电阻对积分电容的温度特性进行补偿的方法,减小了温度变化给积分电路带来的误差. 依照IEC60044-7的要求,对研制的110 kV电流型EVT样机进行了温度影响准确度试验,试验结果表明设计的温度补偿方案有效,互感器在-40 ℃～+70 ℃温度范围内,满足0.2级测量准确度要求.

基于多相位量化噪声抑制的分数频率合成器的实现

王皓磊, 仲顺安, 党华

2014, 34(11): 1181-1185.

摘要(986) PDF(1429)

摘要:
为抑制Σ-△调制器量化噪声对分数频率合成器输出噪声的影响,提出一种基于多相位分数分频器的频率合成器结构. 该结构可以避免毛刺并且主要电路模块不需要工作在高频,从而相应节省了功耗,同时分频器的输入可以不需要50%的占空比. 通过对比发现,对于环路带宽为1 MHz的宽带情况下的Σ-△分数频率合成器,多相位分频器技术可以减小频率合成器输出频谱的相位噪声达12 dB. 该频率合成器使用UMC 0.18 μm CMOS工艺实现,仿真结果证明它可以满足DVB-H系统协议指标要求.

基于喷泉码的强抗干扰跳频传输设计及性能

卜祥元, 李鹏辉, 王亚非, 郝时光, 卢继华

2014, 34(11): 1186-1190.

摘要(1140) PDF(1154)

摘要:
针对跳频系统在一半跳频频点失效时系统瘫痪而无法通信,而喷泉码具有无码率、低复杂度、易于硬件实现等优势,考虑将喷泉编码用于强抗干扰跳频通信系统中. 本文在对喷泉码编码原理及算法进行深入分析基础上,研究了基于喷泉编码的连续和随机频点部分频带干扰情况下的高效传输和译码性能. Matlab仿真表明,采用高码率LDPC预编码能有效降低译码开销. 此外,还给出了一些重要结论以及译码参数计算公式,对实际跳频系统具有重要的指导意义.

带宽优化的深空快速文件传输协议

杨雷, 吉磊, 蒋文婷, 安建平

2014, 34(11): 1191-1195,1201.

摘要(1101) PDF(1224)

摘要:
针对目前深空文件传输协议可靠传输服务中存在的文件传输时延较长或带宽利用率较低的问题,利用CCSDS文件传输协议(CCSDS file delivery protocol,CFDP)在延迟NAK模式下(deferred NAK)的文件传输时延随协议数据单元(protocol data unit,PDU)长度减小而递减的函数关系,通过优化文件重传阶段的PDU长度,实现高带宽利用率下的文件快速传输. 理论分析和仿真结果表明,在典型的地球-火星通信场景下,本文提出的文件传输协议与CFDP协议相比可以以小于1%的通信带宽为代价缩短文件传输时延约12%,与RSFDP协议相比可以在文件传输时延增加约15%的条件下将通信带宽降低约3%.

基于2D-Haar声学特征的大规模说话人识别方法

谢尔曼, 罗森林, 潘丽敏

2014, 34(11): 1196-1201.

摘要(923) PDF(952)

摘要:
随着待识别人数的增加,文本无关的说话人识别准确率下降明显. 针对这一问题提出了一种高准确率大规模说话人识别方法,该方法采用多个连续音频帧的声学帧特征构成声学特征图,进而获得高维度的2D-Haar声学特征,为训练出性能更优的分类器提供可能;再利用AdaBoost.MH算法筛选出具有较好区分度的2D-Haar声学特征组合进行分类器训练. 实验结果表明,600人规模下的正确识别率为89.5%,100～600人规模下的平均准确率为91.3%. 该方法适用于大规模说话人的识别,引入的2D-Haar声学特征有效,识别准确率高. 此外,该方法还具有较低的算法复杂度和较高的时间效率.

基于预测区域匹配的无人机航拍图像快速拼接

高春晓, 熊鹏, 周暂, 刘宪朋, 李枭雄, 高超

2014, 34(11): 1202-1206.

摘要(1715) PDF(3199)

摘要:
利用无人机侦查拍摄的图像,拼接成整个战场的全景图,方便指挥人员了解战场动态,做出战略决策. 根据无人机航拍图片序列的特点,提出了一种快速精确的拼接方法,即在无人机航拍图片拼接过程中,使用一种创新的匹配对齐策略,根据图片间的重叠率构造估计范围矩形,仅对矩形区域内的特征点进行匹配计算,然后使用图像融合等方法优化拼接效果. 此算法提高了鲁棒性,可在短时间内获得较好的拼接效果. 分别对谷歌地球卫星图片和无人机航拍真实数据进行实验,验证了算法的有效性.

一类利用变分法研究的多点边值问题解的存在性

葛渭高, 张莉, 田玉

2014, 34(11): 1207-1210.

摘要(904) PDF(895)

摘要:
考虑一类具有p-Laplacian的微分方程多点边值问题.通过选择合适的Banach空间,利用变分方法,得到了有关多点边值问题解的存在性定理,所获得的结论不同于利用拓扑度理论、不动点定理等所获得的多点边值问题解的存在性结论.

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2014年第34卷第11期

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