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2022 年 2 期封面

2022, 42(2): .

摘要(225) PDF(100)

摘要:

2022 年 2 期目录

2022, 42(2): .

摘要(157) PDF(51)

摘要:

某大型运输车的耐久性虚拟试验研究

荣吉利, 李先航, 王玺, 胡长华

2022, 42(2): 111-117. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.086

摘要(274) PDF(98)

摘要:
耐久性问题是车辆领域的研究热点，对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长，为了缩短研制周期，降低研究成本，提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题. 以某大型运输车为研究对象，建立了其有限元模型，通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果；通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息. 基于模态应力恢复理论，考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性，建立了整车刚柔耦合模型，获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比，车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内，验证了模型的正确性. 根据Palmgren-Miner准则，对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估，结果表明，4桥悬架结构疲劳寿命最小，并且下摆臂结构出现了应力集中. 通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命，为车辆结构的设计提供了参考.

水下爆炸载荷作用下浮体模型变形机理研究

孙远翔, 陈岩武, 王成, 王永强

2022, 42(2): 118-127. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.116

摘要(310) PDF(98)

摘要:
为揭示舰船底板在水下爆炸载荷下的变形机理，设计水面浮体模型，进行实验研究和理论分析. 考虑近距离爆炸球面波效应，得到了模型获得的冲击波能量. 将聚偏氟乙烯计测得的壁压时程作为浮体模型的输入载荷，并计及模型浮力的变化，得到了模型的最大动能. 考虑膜力拉伸应变和弯曲应变的耦合效应，使用拟合的底板挠曲面函数，得到了模型底板的塑性变形能. 将模型的动能与塑性变形能之和除以冲击波能与气泡能之和，得到了模型的能量利用率. 结果表明：能量利用率随量纲一的数Φ的增加先增加后减小，当Φ在50～90时，浮体模型对水下爆炸能量的利用率达到最高，达到20%～30%.

TC4钛合金钻杆在腐蚀条件下的力学性能研究

安晨, 程智, 黄旭, 沙爱学, 李荣, 仇明, 段梦兰

2022, 42(2): 128-134. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.214

摘要(455) PDF(74)

摘要:
为研究适用于腐蚀环境下的钛合金钻杆材料，参照NACE和GB规范中的腐蚀要求和试验标准，首先对TC4钛合金试件进行腐蚀处理（设置未经腐蚀处理的对照组），然后进行拉伸、冲击和硬度试验，研究其在腐蚀条件下的综合力学性能. 结果表明：在NaCl、H₂S、CO₂、205 ℃条件下，TC4钛合金的拉伸性能下降不超过10%，冲击性能变化仅为0.33%，硬度下降3.21%，说明TC4钛合金具有出色的耐腐蚀性，在腐蚀条件下能够保持良好的综合力学性能. 以API规范中对钢钻杆材料的力学性能要求为指标，腐蚀处理后TC4钛合金的力学性能表现为屈服强度、拉伸强度及伸长率均不低于X级钢；冲击吸收功高于API对钢钻杆要求的62%（20 ℃）；硬度超过G级钢约37%，接近S级钢；故可将TC4钛合金应用于腐蚀性油气井钻杆中以避免或减轻钻杆腐蚀失效.

带有V2G并网的电动汽车用增程器控制策略

魏洪乾, 张幽彤, 蒋新柱, 艾强, 赵文强

2022, 42(2): 135-144. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.239

摘要(320) PDF(83)

摘要:
增程器能够扩展电动汽车的续驶里程，但增程器的并网发电尚属研究空白. 为此，重点研究了增程器的并网方案和控制策略. 首先，提出了一种基于解耦双同步参考系锁相环的电气位置估算方法，并引入霍尔前馈提高其响应速度和估算精度，在此基础上设计了电网锁相环和电网电压的协调控制逻辑. 其次，采用多目标优化方法对增程器的控制参数进行了优化，减少了增程器的油耗和非必要的机械启停. 此外，对增程器的启停及工况点切换过程进行了深入探究. 最后，搭建了具有发动机、发电机及并网设备的增程器试验平台，进行了增程器电气角度算法验证试验、并网发电试验及工况协调验证试验等. 结果证明了提出的带有V2G并网的增程器控制策略的可行性和有效性.

基于小环境舱测试的实际车内VOC浓度预测

王海媚, 童丽萍, 熊建银

2022, 42(2): 145-151. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.129

摘要(249) PDF(103)

摘要:
乘用车内饰释放的挥发性有机物（VOC）严重影响车内空气质量. 车内材料中VOC的释放特性主要由3个释放关键参数表征：初始浓度C₀，扩散系数D_m和分配系数K. 文中应用直流舱C-history法测定了几种典型乘用车内饰中6种VOC的释放关键参数，并研究了温度的影响. 此外，建立了预测实际车内多源材料同时释放VOC时浓度变化的多源释放模型，并模拟实际车内环境建立了3 m³试验系统进行验证实验. 实验结果与模型预测结果吻合较好，说明通过小环境舱测定的释放关键参数能够用于预测实际车内多种内饰共存时污染物的释放情况.

融合多源数据的城镇空间演化研究—以京津冀为例

王雨枫

2022, 42(2): 152-157. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.219

摘要(215) PDF(58)

摘要:
为了解决传统研究手段在城镇空间演化探测方面的不足，响应中国土地精细化转型，并提升光学卫星及遥感技术在社会经济领域的深层次应用，基于京津冀城市群，运用城镇演化及产业转移等模型，分析1990—2020年其演化的时空特征. 结果表明：①演化强度整体表现出“上升-下降”趋势，呈现出环京津唐及石家庄-保定等演化热点；②北京、天津及唐山等综合发展呈下降趋势，石家庄、邯郸及邢台等呈上升趋势；③区域产业链在空间上表现出集聚与扩散趋势，中高端产业在首位城市集聚，中低端产业向周围城市转移. 研究证明光学卫星在城镇发展监测方面具有巨大的潜力，可以对地区一体化发展的规划与决策提供一定的参考.

基于共识主动性的群体机器人目标搜索与围捕

范衠, 孙福赞, 马培立, 李文姬, 石泽, 王诏君, 朱贵杰, 李恪, 辛斌

2022, 42(2): 158-167. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.217

摘要(360) PDF(108)

摘要:
群体机器人系统的目标搜索和围捕任务是智能机器人领域一个典型的复杂问题，大多数现有的解决这一问题的方法依赖于一些不现实的假设，如可靠的通信链接、全局坐标信息、已知的环境信息以及机器人之间的中央协调控制. 为此，本文提出了一种基于共识主动性的群体机器人目标搜索与围捕框架. 该框架对反蚁群算法进行了改进，加入了多种信息素来帮助群体机器人协作探索环境，并生成信息素地图. 同时，该框架把在前一阶段生成的信息素地图和分层基因调控网络(hierarchical gene regulatory network，H-GRN)模型相结合，完成了群体机器人在环境信息未知且通信受限的场景中对动态目标的搜索和围捕任务. 仿真实验表明，该方法相较于传统方法具有更好的性能表现.

功能词对设计思维的启发效用研究

牛红伟, 郝佳, 王璐, 周咏佳

2022, 42(2): 168-176. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.203

摘要(196) PDF(54)

摘要:
为了研究功能词作为外部激励信息的启发效用，本文在分析面向功能词激励的设计思维信息处理过程的基础上，以功能词作为外部激励信息开展设计实验，通过对比分析40名学生设计者的设计草图，得出如下结论：功能词激励减少了设计方案的数量，但会显著提升设计方案的实用性；与高级功能词相比，低级功能词减少了设计方案的数量、新颖性和多样性，但增加了设计方案的实用性，而中级功能词则产生更加均衡的设计方案，可以作为最佳的设计激励媒介.

基于低秩矩阵近似的鲁棒DOA估计方法

温超, 徐丽云, 段鹏婷

2022, 42(2): 177-183. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.232

摘要(259) PDF(82)

摘要:
针对非均匀噪声背景下传统非离散化方法在少快拍条件下波达方向（DOA）估计性能恶化的问题, 提出基于原子范数最小化和零化滤波器的非离散化参数估计方法. 该方法利用参数空间连续性构建基于原子集合的阵列信号稀疏表示模型, 将信号协方差矩阵的恢复问题转化为原子${\ell _0}$范数最小化问题. 基于信号协方差矩阵的厄米特托普利兹结构和低秩特性, 将原子${\ell _0}$范数最小化问题转化为实际可解的基于低秩矩阵近似的半定规划问题, 从而恢复信号协方差矩阵. 根据零化滤波理论通过求解零化滤波器系数获取DOA参数估计. 仿真结果表明, 在非均匀噪声和少快拍同时存在条件下, 该方法比现有同类方法具有更高的估计精度和鲁棒性. 在不同最大噪声功率比条件下，本文方法的均方根误差比现有方法平均减小59.4%.

永磁同步电机参数扰动抑制方法

张硕, 李雪荣, 崔星, 汪洋, 张承宁

2022, 42(2): 184-191. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.215

摘要(269) PDF(99)

摘要:
在电机参数发生扰动的永磁同步电机控制系统中，为提高无差拍预测控制性能，需要对电机参数扰动进行补偿. 文中利用永磁同步电机数学模型分析了参数扰动对无差拍预测控制的影响；针对定子电感和定子电阻的扰动设计了自回归模型，利用前若干控制周期的参数扰动量估计出当前控制周期的扰动量；将估计的参数扰动量补偿到无差拍预测控制的输入端，实现对永磁同步电机的控制. 仿真和实验结果表明提出的自回归模型参数扰动估计方法能够有效抑制永磁同步电机定子电阻和定子电感的扰动.

基于光谱图像空间的改进SIFT特征提取与匹配

丁国绅, 乔延利, 易维宁, 杜丽丽

2022, 42(2): 192-199. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.024

摘要(236) PDF(59)

摘要:
原始SIFT算法采用不同参数的高斯核取差，是对图像空间性质的一种测量方法. 本文在光谱维度上取差，用光学系统在光谱维度上的差异作为图像空间性质的测量方法；传统SIFT方法及大量的改进方法只统计以特征点为中心的邻域范围内图像块的像素信息，文中将匹配过程分为2个步骤，首先利用邻域范围内的图像块像素信息进行粗匹配，然后选取排序后相似程度最高的4组匹配对作为基准匹配对，对特征点进行二次校验. 仿真结果表明文中的设计方式显著增加了检测到的特征点数量，有效剔除了错误匹配.

基于关键点的点对特征三维目标识别算法

陆军, 韦攀毅, 王伟

2022, 42(2): 200-207. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.078

摘要(233) PDF(111)

摘要:
针对复杂场景下的三维点云目标识别速度慢，准确率低的问题，提出了一种基于关键点的点对特征三维目标识别算法. 通过直接对关键点建立点对特征，避免了周围邻域局部曲面的特征计算，具有空间维度小和计算速度快的特点. 使用哈希表存储，加快了特征匹配的时间. 利用快速投票方案对模型点云和场景点云进行匹配识别，生成候选位姿，利用贪婪算法对候选位姿进行聚类与筛选，采用ICP算法对物体位姿进行优化，基于配准后的点云重叠情况完成目标识别. 对提出的算法在多个数据集以及真实场景下进行了实验，验证了所提出的识别方法具有可行性和有效性，且对噪声的鲁棒性较强，具有一定的实际工程应用价值.

一种压缩感知下的NSCT-Zernike的鲁棒数字水印方案

张天骐, 叶绍鹏, 周琳

2022, 42(2): 208-214. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.226

摘要(241) PDF(59)

摘要:
为了达到水印抗几何攻击鲁棒性高的要求，提出一种在压缩感知下的非下采样轮廓波变换结合伪Zernike矩的鲁棒数字水印方案. 利用非下采样轮廓波变换对载体图像进行三层分解提取其低频分量，通过一维离散小波变换对低频分量进行稀疏化以获取稀疏基，构造稀疏基的测量矩阵，并对其进行压缩感知处理得到新的低频分量，计算其Zernike矩，通过量化调制正则化伪Zernike矩幅值的方式将水印信息嵌入. 利用正则化正交匹配追踪算法进行图像压缩感知的重构. 仿真与实验分析表明，当峰值信噪比达到40 dB以上时，本文算法提取水印的NC值和误码率较为理想.

维药多伞阿魏的化学成分研究

金鹏飞, 李敏, 李韶勇, 尹宏权, 唐生安

2022, 42(2): 215-222. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.241

摘要(215) PDF(51)

摘要:
为明确维药多伞阿魏(Ferula ferulaeoides)的主要化学成分及其抗肿瘤活性，采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20 凝胶柱色谱及半制备高效液相色谱法等技术进行分离纯化，运用NMR和HRMS等波谱学方法鉴定各化合物的结构，采用计算电子圆二色谱法（ECD）判定新化合物的绝对构型. 同时运用MTT法对分离得到的单体化合物在人源乳腺癌（MCF-7）细胞系上进行细胞毒活性测试. 结果从多伞阿魏的乙酸乙酯萃取物中分离得到15个化合物，分别鉴定为1- (2- hydroxyl- 4- methoxybenzoyl)- 2S*- hydroxy- 5,9,13- trimethyl- 4(E),8(E),12- tetradecatrien- 1- one (1)，愈创木醇 (2)，1- (2,4- dihydroxyphenyl)- 3,7,11- trimethyl- 3- vinyl- 6(E),10- dodecadiene- 1- one (3)，dshamirone (4)，2,3- dihydro-7- hydroxy- 2S^*,3R^*- dimethyl- 2- [4,8-dimethyl- 3(E),7- nonadienyl]- furo[3,2-c]coumarin (5)，3- (2-hydroxyl-4-methoxybenzoyl)- 4S^*,5R^*- dimethyl- 5- [4,8- dimethyl- 3(E),7(E)- nonadien- 1- yl]tetrahydro- 2- furanone (6)，fukanedone A (7)，2,3- dihydro- 7- methoxy- 2S^*,3R^*- dimethyl- 2- [4- methyl- 5- (4-methyl-2-furyl)- 3(E)- pentenyl]- furo[3,2-c]coumarin (8)，伞形花素 (9)，2,3- dihydro- 7- methoxy- 2S^*,3S^*- dimethyl- 3- [4,8- dimethyl- 3(E),7- nonadienyl]- furo[3,2-c]coumarin (10)，2,3- dihydro- 7- methoxy- 2S^*,3R^*- dimethyl- 3- [4,8-dimethyl-3(E),7-nonadienyl]- furo[3,2-c]coumarin (11)，2,3- dihydro- 7- hydroxy- 2S^*,3R^*- dimethyl- 3- [4,8- dimethyl- 3(E),7- nonadienyl]- furo[3,2-c]coumarin (12)，2,3- dihydro- 7- methoxy- 2S^*,3R^*- dimethyl- 2- [4,8- dimethyl- 3(E),7- nonadienyl]- furo[3,2-c]coumarin (13)，2,3- dihydro- 7- methoxy- 2R^*,3R^*- dimethyl- 2- [4,8- dimethyl- 3(E),7- nonadienyl]- furo[3,2-c]coumarin (14)，ferulaeone C (15). 其中，化合物1为新杂萜类化合物，化合物9是从该植物中首次分离得到. 化合物3、4、5和15表现出潜在的抗肿瘤活性，半数抑制浓度（IC₅₀）分别为15.11，12.98，18.01和12.87 μmol/L.

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2022年第42卷第2期

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