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2022 年 3 期封面

2022, 42(3).

摘要(58) PDF(1)

摘要:

2022 年 3 期目录

2022, 42(3): 1-2.

摘要(132) HTML(93) PDF(9)

摘要:

Al/PTFE活性材料弹丸冲击/爆燃行为数值模拟研究

肖建光, 谢志渊, 王岩鑫, 王钊, 聂政元

2022, 42(3): 223-232. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.079

摘要(427) HTML(206) PDF(85)

摘要:
针对活性材料冲击/爆燃释能行为的定量研究问题，基于AUTODYN软件的二次开发功能，编写了适用于活性材料的状态方程、点火模型及整体反应度计算子程序，实现了对活性材料弹丸在高速侵彻过程中爆燃反应行为的数值模拟.通过对Al/PTFE活性材料弹丸高速碰撞2024铝合金间隔靶板的数值模拟，得到了碰撞过程中活性破片的形貌演化规律，以及粒子反应度、温度、压力等参量随时间的变化曲线，进而实现了对活性材料冲击/爆燃释能行为的定量分析. 结果表明，反应度随时间的变化趋势与试验中活性材料弹丸释能发光的变化趋势一致，温度计算与先前试验结果相符，说明该数值模拟方法可以很好地反映Al/PTFE活性材料弹丸在高速撞击过程中的冲击/爆燃释能过程.

声信号特征融合的变压器故障判断方法

杨光辉, 杨光粲, 黎宏锐

2022, 42(3): 233-241. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.081

摘要(261) HTML(208) PDF(27)

摘要:
针对变压器故障种类繁多、故障样本不足的问题，提出了一种声信号特征融合的变压器故障判断方法. 在正常变压器中提取大量正常声信号，从中找到符合变压器特性的特征. 在时域、频域等不同空间域中对采集的变压器正常声信号进行特征提取，由最大相关-最小冗余算法找到最符合变压器声信号的特征集，并对特征集利用加权熵主成分法得到融合指标. 对某变电站220 kV和110 kV变压器正常信号与故障仿真信号在噪声干扰的情况下对融合指标进行了比较，结果表明：该方法获取的融合指标在正常与仿真故障情况下区分明显，具有良好的识别效果，验证了该方法的可行性.

基于颗粒流法研究混凝土的劈裂拉伸破坏特性

王一阳, 任会兰, 宋水舟, 宁建国

2022, 42(3): 242-250. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.048

摘要(242) HTML(90) PDF(23)

摘要:
基于二维颗粒流程序，构建了包含水泥砂浆、不规则多边形骨料和水泥砂浆与骨料的交界面的二维混凝土细观模型，采用标定后的平节理模型参数，对混凝土破坏的裂纹演化和破坏机理进行研究. 模拟结果表明：宏观破坏的细观机制是水泥砂浆、骨料以及交界面内的裂纹扩展和演化造成的；随机骨料的分布会对混凝土的峰值应力和破坏模式有一定的影响；巴西圆盘试件内的裂纹起始于加载端，随着载荷增加裂纹向中心扩展，混凝土试件呈现出劈裂拉伸破坏的模式；随着加载速度的提高，沿加载方向上的主裂纹及其他次生裂纹相互作用，使混凝土试件出现大量的碎块；裂纹统计结果显示，在细观层次上，拉伸型裂纹主导了混凝土试件的劈裂破坏，少量的剪切型裂纹主要集中在试件加载端的骨料附近.

基于混合建模方法的车用比例电磁阀热效应影响分析

任延飞, 席军强, 陈慧岩, 马锴文

2022, 42(3): 251-260. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.057

摘要(320) HTML(241) PDF(51)

摘要:
针对现有方法无法准确分析、评估热效应对车用比例电磁阀动态性能影响的问题，提出了一种基于多物理场有限元方法与系统动力学混合建模的分析方法. 该方法首先在考虑环境温度下，根据电磁铁的发热与散热特性，建立包含电磁、温度、结构的有限元模型，获得准确的温度场分布及关键参数的变化规律；然后，再与系统动力学方程相结合，建立考虑温度场的系统动态模型；最后，通过试验对比分析了电磁阀在无温升和有温升时的动态特性. 研究结果表明：由温度场引起的参数变化对动态特性有很大影响，当电压为8 V时，电磁阀启动时间延迟了2 ms，建压时间延迟了3 ms；通过试验验证了该方法能够分析热效应对电磁阀动态性能的影响.

基于环境复杂度的危险品运输车辆碰撞预警策略

高利, 戴钰, 赵亚男, 王显才

2022, 42(3): 261-270. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.146

摘要(259) HTML(131) PDF(24)

摘要:
为研究传统车辆碰撞预警系统误警率较高、不完全适用于危险品运输车的问题，文中在碰撞预警策略中引入环境复杂度的概念。对静态复杂度和动态复杂度影响因子进行具体分析，提出了危险判别指标的计算方法和预警策略的具体框架，在此基础上结合国内公开的运输载货车事故报告及真实运输路段的环境信息，利用神经网络对非线性关系的高拟合度建立环境复杂度量化模型，收集真实路段下带有普通预警系统的危险品运输车辆实车数据并进行策略验证。研究结果表明：相较于市面上普通的碰撞预警系统，所提出的预警策略误警率从41％降低至8％，分类后的正确率达92％，可以较好地适应驾驶人对危险的判别和制动习惯，提高危险品运输车辆运行的安全性。

基于FFRLS-AEKF的6轮足机器人电池SOC估计

汪首坤, 鲁帅, 陈志华, 刘道和, 岳巍

2022, 42(3): 271-278. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.240

摘要(290) HTML(116) PDF(20)

摘要:
针对6轮足机器人动力电池的荷电状态(state of charge, SOC)估计精度低、电池模型准确度不高等问题，提出一种基于带遗忘因子的递推最小二乘(recursive least squares with forgetting factor，FFRLS)与自适应扩展卡尔曼滤波(adaptive extended Kalman filtering，AEKF)相结合的估计算法。首先通过FFRLS算法辨识建立动力电池等效模型参数；然后利用AEKF对SOC在线估计，并为参数辨识提供准确的开路电压；最后以机器人锂电池包为对象，在动态应力测试工况(dynamic stress test , DST)下实验验证了该算法可以准确地估算动力电池SOC，SOC估计相对误差在2.5%以内。

漆包线缠绕缺陷的实时检测与修正方法研究

贾江鸣, 李闯, 李振, 童俊华, 周水琴, 王一博

2022, 42(3): 279-288. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.221

摘要(269) HTML(97) PDF(8)

摘要:
针对线圈绕线设备在进行高精度绕线作业时，容易出现间隙错误、搭接错误等缠绕缺陷问题，为提高线圈绕制质量，提出了一种实时检测线圈缠绕过程中出现不同绕制状态并进行修正的方法. 该方法在分析线圈的绕制特点基础上，给出了漆包线缠绕缺陷的实时检测算法，并设计了相应的视觉检测系统和绕线设备的控制系统. 该方法基于1×3模板提出了对预处理后的效果图轮廓点的提取算法；基于轮廓点拟合的绕制状态检测给出了修正方法，从而实现了线圈绕制状态的实时检测，并根据视觉实时检测结果修正错误的绕制状态. 通过视觉检测系统稳定性试验、系统准确率试验和正交试验的验证，该方法明显增加了线圈绕制的紧密性，使线圈绕制成品的生产效率及质量得到了有效提高.

液体火箭发动机的分层贝叶斯变分推理故障诊断方法

刘久富, 丁晓彬, 汪恒宇, 王彪, 刘海阳, 杨忠, 王志胜

2022, 42(3): 289-296. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.143

摘要(243) HTML(113) PDF(14)

摘要:
针对稀疏数据场景下，传统的多项式-狄利克雷模型存在一定的分类精度问题，提出一种基于变分推理的分层贝叶斯网络的参数估计方法. 通过在传统的多项式-狄利克雷模型中引入超先验，构建出的分层多项式-狄利克雷模型可用于贝叶斯网络中的条件分布估计. 对分层多项式-狄利克雷模型的先验依赖结构进行分析研究，提出一种快速准确的自组织变分推理算法. 与传统的分类模型相比，本文提出的分层多项式-狄利克雷模型在处理小数据集液体火箭发动机的故障分类中有显著的性能提高.

基于改进AlexNet的可变形卷积皮肤病变识别算法

李海燕, 马艳, 李海江, 郭磊, 李红松

2022, 42(3): 297-303. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.242

摘要(315) HTML(114) PDF(21)

摘要:
为了有效解决类间相似度高、类内差异化大、数据类别不平衡的皮肤病变识别，提出了基于改进AlexNet的可变形卷积网络皮肤病变识别算法. 构建改进的AlexNet可变形卷积网络模型，增加采样偏移量，使不同位置的卷积核采样点可根据图像内容自适应变化，自动调整不同尺度或感受野，提取比标准卷积更精细的特征. 使用交叉熵损失函数和焦点损失函数的加权损失函数，削弱易分类样本在训练中所占的权重，使模型专注于相似度高、易错分的样本，解决样本比例不平衡的问题，优化模型的识别率. 在HAM10000数据集上进行仿真实验，主客观的实验结果表明，提出的方法在7种皮肤病变上的识别优于现有方法，具有更高的准确性、特异性和鲁棒性.

液压四足机器人单腿的分数阶虚拟模型控制

赵江波, 龚思进, 马世成, 王军政

2022, 42(3): 304-311. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.007

摘要(278) HTML(117) PDF(21)

摘要:
虚拟模型控制广泛用于四足机器人的运动控制器设计中. 提出了一种分数阶虚拟模型控制器，在保证四足机器人柔性触地的同时，提高四足机器人小跑运动中单腿轨迹跟踪的精确性和鲁棒性. 介绍了关节液压缸力控制系统的频域建模过程及基于非线性寻优法的单腿虚拟模型控制器的参数整定，并通过实验对比了分数阶虚拟模型控制和传统虚拟模型控制在四足机器人小跑运动中单腿的控制效果，证明了分数阶虚拟模型控制对单腿轨迹跟踪性能的改善作用.

磁性纳米粒子成像高灵敏度正交接收系统

史玥婷, 任仕伟, 王晓华, 薛丞博

2022, 42(3): 312-317. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.307

摘要(320) HTML(286) PDF(40)

摘要:
本文通过有限元分析设计高灵敏度磁性纳米粒子成像正交接收系统，提升MPI信号检测灵敏度和磁场匀质性，用于预临床小动物级MPI成像。设计的正交接收线圈组新增加x向接收线圈，并且在z向优化了成像视野面积与接收灵敏度，在预临床小动物级MPI成像平台中经过仿真验证、制备、调试、校验，完成了模型成像和小动物成像实验，结果表明本文方法有效提升了图像质量和图像对比度.

基于RCBAM和SSD的特征融合低照度环境目标检测算法研究

常亮, 白傑, 黄李波

2022, 42(3): 318-323. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.164

摘要(318) HTML(128) PDF(24)

摘要:
针对低光照、雨雾等恶劣场景对智能驾驶视觉系统检测能力的影响，提出了一种雷达与相机特征融合的网络模型. 基于毫米波雷达信息和注意力模型构建了雷达注意力机制特征模块，该模块可以为特征融合网络提供一个先验信息和增加算法在目标候选区域权重. 测试结果表明，引入雷达注意力机制模块后，特征融合网络的目标检测性能要比仅依赖计算机视觉的检测性能有了明显的提升，并且在复杂场景下的目标检测鲁棒性更强.

扩链剂对聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚聚三唑弹性体力学特性和网络结构的影响

胡京汇, 邹业成, 何吉宇, 杨荣杰

2022, 42(3): 324-330. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.223

摘要(236) HTML(98) PDF(11)

摘要:
选用端叠氮基聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚（AzTPET）或端叠氮基二甘醇（KL-1）作为扩链剂与端炔基聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚反应制备聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚聚三唑弹性体（PTPET）. 反应体系黏度稳定下，分析扩链剂对PTPET弹性体的力学性能和交联网络的影响. 力学结果表明：在20 ℃时，未扩链的PTPET延伸率为112%，经40%（叠氮官能团比，下同）的AzTPET扩链后可提高到300%；在60 ℃时，延伸率由70.1%扩链后可达153%. 经50%的KL-1扩链后样品在20 ℃时延伸率为200%，60 ℃下为120%. 两种扩链剂制备样品的延伸率均大幅提高，但前者强度有所降低. 在−40 ℃下，两扩链剂制备弹性体的拉伸强度均随扩链剂用量的增加而升高. KL-1扩链的PTPET弹性体表观密度高于AzTPET. 综合分析，两种扩链剂均能显著提高PTPET的断裂延伸率，但扩链剂KL-1在PTPET中的力学强度优于AzTPET.

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2022年第42卷第3期

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