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2021, 41(1): .

摘要(737) PDF(401)

摘要:

2021, 41(1): .

摘要(587) PDF(350)

摘要:

无人车大数据与云控制技术综述

倪俊, 姜旭, 熊周兵, 周波

2021, 41(1): 1-8. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.068

摘要(1538) PDF(587)

摘要:
无人车是指具有完全自主行驶能力并替代人类执行特定任务的智能车辆，在军用及民用领域都具有广泛应用前景，对国防安全建设与汽车产业发展都有着重要意义.近些年来，大数据与云控制技术的出现为各领域的发展提供了新的动能，成为推动智能交通与智慧城市建设的关键技术.本文首先综述了大数据技术的发展情况及其在车辆领域的应用现状，并以团队所研制的系列化功能型无人车为例，介绍了典型无人车的发展情况与关键技术的研究现状，阐述了无人车在军用、物流、巡逻、运输、接驳等国防和民用领域的应用前景.同时，基于团队所研制的无人车云大脑集群控制中心，展望了基于大数据与云控制技术的云端监控与控制技术在无人车领域的应用前景，阐述了其对无人车大规模产业应用的推动作用.

基于当地流动特征的Schnerr-Sauer空化模型改进研究

胡俊, 侯夏伊, 于勇

2021, 41(1): 9-15. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.272

摘要(1244) PDF(458)

摘要:
为消除空化模型中人为确定的经验参数对数值模拟结果的影响，引入当地流动特征对考虑非冷凝气体的Schnerr-Sauer空化模型进行修正.采用Mixture多相流模型及Realizablek-ε湍流模型，对二维NACA0009 MOD水翼的定常空化进行了数值模拟，空化数范围为0.75~0.90.将数值模拟结果与已有实验结果进行对比表明：对于考虑了非冷凝气体的Schnerr-Sauer空化模型，在引入当地流动特征修正前，非冷凝气体数密度n的取值对数值模拟结果影响较大，非冷凝气体直径d_nuc的取值对模拟结果的影响较小；在引入剪切应变率修正后，空化模型中的参数n的取值对数值模拟的结果不再有显著影响.同时，该修正方法提高了考虑非冷凝气体的Schnerr-Sauer空化模型的准确性，准确地预测了空穴造成压力梯度突变的位置.

一种含放大机构隔振器的动力学特性研究

刘国勇, 赵鹏鹏, 刘海平

2021, 41(1): 16-22. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.271

摘要(834) PDF(403)

摘要:
利用四端铰接杆，提出一种含放大机构的新型隔振器.采用谐波平衡法获得隔振系统动态响应的解析表达式，并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、绝对位移传递率、等效刚度系数和等效阻尼系数.理论计算结果与常规线性隔振器进行对比，并开展了验证试验.分析并给出系统参数对含放大机构隔振系统动态性能的影响规律.结果表明：与常规线性隔振器相比，在时域范围多频激励条件下含放大机构隔振系统惯性质量的绝对位移传递率幅值得到明显衰减；同样，在频域范围惯性质量的绝对位移传递率幅值也得到显著衰减，且谐振频率略微向高频移动；隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响，通过灵活调整隔振系统各设计参数可以实现不同的隔振目标.

地铁隧道钻爆法施工中敏感区间及安全药量确定

贾海鹏, 刘殿书, 方真刚, 田帅康

2021, 41(1): 23-29. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.258

摘要(768) PDF(393)

摘要:
为了加强隧道钻爆开挖过程中对周边建筑结构的保护，基于统计学的原理，建立了t分布药量优化式，同时，建立了敏感区间计算模型.基于贵阳地铁2号线钻爆开挖工程实践，以比例药量为变量，研究了t分布优化药量随比例药量的变化规律，并且对爆源向前移动过程中的药量控制进行了研究.结果表明：传统的安全药量预测式的置信概率只有50%，基于t分布药量优化式的置信概率可以达到99%.t分布药量优化式可以增加对周边建筑结构的保护程度.当比例药量0<λ≤0.053时，临界药量的渐近线趋近于0，无法指导爆破施工.当比例药量λ>0.053时，垂直向振动速度最大，可用优化药量指导爆破施工.在隧道开挖方向线上，安全控制药量是一个逐渐减小-达到最小值-加快增大的过程，当爆源开挖至敏感区间范围时，要及时调整爆破施工方案，加强对周边建筑的保护.

汽轮发电机组超速保护对机组热力系统的影响

何青, 路唱, 罗宁, 杜冬梅

2021, 41(1): 30-36. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.163

摘要(771) PDF(385)

摘要:
利用仿真软件对某发电机组的超速保护系统进行建模，模拟机组甩负荷和转子超速后功率负荷不平衡保护和超速保护的动作特性，分析超速保护动作对机组热力系统的影响.结果表明：当机组功率负荷不平衡保护和转子超速保护动作时，快关高调阀和中调阀，会导致阀前主蒸汽压力迅速升高，升至额定压力的1.1415倍，对机组阀门产生一定的冲击力，甚至导致安全阀超压，影响锅炉燃烧.功率负荷不平衡保护存在的唯一优点在于机组超速时能早于超速保护动作，但两种情况对控制超速的效果相差不大，相比较而言，误动作带来的危害更大.

基于装配语义的航天产品虚拟装配过程仿真方法

刘少丽, 武林林, 刘检华, 杜增辉, 马江涛

2021, 41(1): 37-42. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.285

摘要(917) PDF(445)

摘要:
针对虚拟装配仿真过程中大量人机交互操作带来的效率低的问题，提出一种基于装配语义的虚拟装配过程仿真方法.通过分析航天复杂产品装配工艺，提取出4类典型装配操作并进行装配特征的参数化表达；通过匹配装配语义的装配特征基本信息和几何图元信息，实现了从语义层到特征层、几何层的装配语义层次化解析；从装配特征中解算出装配对象间的约束关系后，根据装配约束关系给定的运动方向和顺序，生成相应的位姿变化矩阵，驱动执行对象完成装配过程仿真.基于Delmia设计并开发了原型系统，以某卫星导航仪的装配过程仿真为例，对上述方法进行了验证.

基于柔性关节的下肢康复机器人设计与分析

付铁, 曹雨婷

2021, 41(1): 43-47. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.283

摘要(872) PDF(379)

摘要:
结合国内外现有的下肢康复产品及研究成果，研制了具有柔性关节的坐/卧式下肢康复机器人，采用摄像分析法进行步态分析，并对下肢康复机器人进行了动力学建模、分析及仿真.研究表明，下肢康复机器人对脑卒中患者的康复训练、脊髓损伤和截瘫、骨折患者的重新行走均能起到辅助作用，实现患者恒力恒速运动.

二维不平度路面的空间域滤波重构及仿真

王汉平, 张哲, 张宝振

2021, 41(1): 48-52. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.298

摘要(1647) PDF(351)

摘要:
基于不同轮辙路面不平度功率谱阵的LU分解得到了左右轮辙不平度特性的双独立白噪声滤波传递关系，并分别对传递函数中涉及的相干函数进行Pade展开，对涉及相干函数的复杂超越函数进行Chebyshev-Pade展开，获得了高精度的有理近似显式表达；在双白噪声滤波传递关系有理近似的基础上，按白噪声滤波法构造了一种考虑轮辙相干性的空间域二维不平度路面模拟模型.不同轮辙路面模拟结果表明，自功率谱密度几乎重合，左右轮的相干函数也吻合较好，且该模型能高效率、高精度地泛化应用于二维不平度路面模拟，可为车辆路面运输的平顺性分析提供空间域路面模型.

诱导轮液氧空化热力学效应数值计算研究

黄彪, 樊亚丁, 梁文栋, 吴钦, 王国玉

2021, 41(1): 53-58. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.250

摘要(777) PDF(360)

摘要:
为了研究低温介质诱导轮空化热力学效应，采用FBM湍流模型和基于热力学修正的Kubota空化模型，针对常温水和液氧两种介质的诱导轮空化性能进行了数值计算研究.对比数值预测的常温水介质诱导轮扬程性能与实验结果，验证了数值方法的准确性.计算结果表明，相对于常温水，液氧诱导轮的空化受到了抑制.在液氧空化区域液相和汽相发生了强烈的热量交换，使得局部温度下降，进而导致当地饱和蒸气压下降，抑制了空化的发展.针对不同温度下的液氧，提出了一种诱导轮低温空化特性理论预测方法，基于两种温度下诱导轮空化特性曲线预测其他温度的空化特性.理论预测与数值计算结果吻合较好，验证了该理论预测方法的准确性.

基于粒子群算法估计实际工况下锂电池SOH

南金瑞, 孙路

2021, 41(1): 59-64. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.211

摘要(964) PDF(370)

摘要:
提出一种基于粒子群算法和锂电池经验容量模型的对电池实际工况下的健康状态进行估计的新方法.建立了电动汽车实际运行工况下充电曲线特征与电池健康度的线性模型.辅以电池经验容量模型，使之符合监督学习的实际情况并能够用计算机对参数进行拟合.以美国航天航空局电池老化数据建立训练集与验证集，对模型进行训练，并对训练好的模型进行实验验证.实验表明SOH估计误差都在7%以下，在实际工况中能够快速对电动汽车锂电池的健康度进行准确估计.

BCB介质层同轴TSV的热力学仿真分析

丁英涛, 吴兆虎, 杨宝焱, 杨恒张

2021, 41(1): 65-69. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.195

摘要(812) PDF(354)

摘要:
穿透硅通孔（through silicon via，TSV）的热机械可靠性问题已经成为制约TSV市场化应用的重要因素.本文对BCB介质层同轴TSV的热力学特性进行了研究分析，同时对其几何参数（SiO₂绝缘层厚度、屏蔽环厚度、TSV间距、中心信号线半径）进行了变参分析，为降低热应力提供指导意见.结果表明，在阻抗匹配的前提下，通过增加SiO₂绝缘层厚度、减小屏蔽环厚度能够有效降低同轴TSV的诱导热应力；相比之下中心信号线半径和TSV间距的变化对其影响可忽略不计.

基于超表面的反射阵天线设计

任武, 张娅楠

2021, 41(1): 70-78. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.182

摘要(939) PDF(378)

摘要:
提出了一种基于超表面的Ku波段高增益反射阵天线.设计了一种"灯笼折线型"结构结合开口方环结构的超表面单元形式，单元大小为0.3λ₀.通过仿真软件进行优化分析，该单元可以实现520°的相移范围且具有良好的相移特性，应用该单元进行了Ku波段高增益反射阵天线的设计，设计了阵面口径大小为160.8 mm×160.8 mm （7.2λ₀×7.2λ₀）的反射阵天线，采用角锥喇叭进行馈电，该反射阵天线获得了较高的增益以及口径效率.同时在卫星通信的上行链路频段14.0~14.5 GHz以及下行链路频段12.25~12.75 GHz范围内具有较好的性能.对该反射阵列进行了加工测试，测试结果与仿真结果较为吻合，从而验证了该反射阵天线设计的有效性.

基于虚拟孔径扩展的稀疏嵌套阵设计

闫肃

2021, 41(1): 79-83. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.282

摘要(989) PDF(371)

摘要:
为提高阵列自由度，提出了一种稀疏嵌套阵设计方法.该方法将增广嵌套阵（augmented nested array，ANA）中右侧子阵阵元与中间子阵距离稀疏化，从而扩展最远孔径.为保证虚拟孔径连续性，进一步提出了一种新型嵌套阵，即单侧稀疏嵌套阵.与ANAI-2、改进嵌套阵和最大阵元间距约束（maximum inter-element spacing constraint，MISC）阵列相比，该结构具有更长的连续段.仿真实验验证了提出结构在自由度、估计精度方面的优越性.

5G环境下移动用户位置隐私保护方法研究

姜海洋, 曾剑秋, 韩可, 刘鋆

2021, 41(1): 84-92. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.139

摘要(942) PDF(327)

摘要:
为解决5G环境下高频次位置服务（location based service，LBS）带来的位置隐私暴露问题，分析了5G环境下移动用户位置隐私泄露风险，梳理了已有隐私保护技术，并对3类常见方法进行分析对比，针对5G环境下位置隐私保护面临的新挑战，提出了一种适合5G环境的隐私保护方法，即融合定位隐私保护方法.该方法通过降维初步处理、融合隐私算法及传输加密方法，在不提升复杂度的情况下，处理了从定位维度选择、定位中间过程乃至传输全链路的风险.仿真分析结果表明，该方法能在混合场景下实现高效的隐私保护，适用于5G超密集高频次位置服务.

融合序列语法知识的卷积-自注意力生成式摘要方法

罗森林, 王睿怡, 吴倩, 潘丽敏, 吴舟婷

2021, 41(1): 93-101. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.188

摘要(897) PDF(376)

摘要:
针对基于编码-解码的生成式摘要模型不能充分提取语法知识导致摘要出现不符合语法规则的问题，循环神经网络易遗忘历史信息且训练时无法并行计算导致处理长文本时生成的摘要主旨不显著以及编码速度慢的问题，提出了一种融合序列语法知识的卷积-自注意力生成式摘要方法.该方法对文本构建短语结构树，将语法知识序列化并嵌入到编码器中，使编码时能充分利用语法信息；使用卷积-自注意力模型替换循环神经网络进行编码，更好学习文本的全局和局部信息.在CNN/Daily Mail语料上进行实验，结果表明提出的方法优于当前先进方法，生成的摘要更符合语法规则、主旨更显著且模型的编码速度更快.

多粒度时空事件序列相似度算法研究

汪成亮, 黄利莹, 赵凯

2021, 41(1): 102-111. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.204

摘要(880) PDF(383)

摘要:
现有研究集中于不带有时间空间信息或带有固定时间空间信息的活动序列相似度计算，没有从不同层次来度量用户行为序列的相似性，为了实现对用户行为多粒度多视角的动态认知，提出一种基于序列比对算法Needleman-Wunsch的多粒度时空序列比对算法（multi-granular spatiotemporal sequences alignment，MGSSA），扩展了NW算法的得分函数以结合时间、空间信息，通过粒度调控实现了从不同的粒度来计算时空事件序列的相似度.实验证明，多粒度时空序列比对算法MGSSA是有效且可行的.

结合加权KNN和自适应牛顿法的稳健Boosting方法

罗森林, 赵惟肖, 潘丽敏

2021, 41(1): 112-120. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.174

摘要(938) PDF(413)

摘要:
Boosting是机器学习领域中重要的集成学习方法，以AdaBoost为代表的Boosting算法通过在组合弱学习器时不断加强对错分类样本的关注以构建性能优异的强学习器，而该训练机制对噪声点的无差别对待易引发学习器对噪声过拟合，从而削弱算法的稳健性.针对该问题，提出结合加权KNN和自适应牛顿法的稳健Boosting方法.该方法首先通过加权KNN估计样本的噪声先验概率，然后使用噪声先验概率修正Logit损失构建一种新的损失函数，最后采用自适应牛顿法进行损失函数的优化求解.提出方法引导分类器在给予错分类样本更高权重的同时，对噪声先验概率大的样本给予相应的惩罚，使噪声样本的权重得到有效的缩减.结果表明，与其他稳健Boosting方法对比，在不同噪声水平下以及真实的医疗数据集的不同评价指标下，该方法表现出更好的稳健性，具有明显的应用价值.

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2021年第41卷第1期

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