重庆理工大学学报（自然科学）

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栗欢欢, 竺玉强, 王效宇, 裴磊

2021 (5): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.001

摘要 ( 788 )

PDF(2245KB) ( 686 )

为了提高锂离子电池热模型的生热仿真计算精度，研究了熵热系数取值方式对三元锂离子电池热模型精度的影响。在所建立方形电池的三维热物理模型的基础上，考虑到三元电池熵热系数的非平滑变化规律，提出了电池熵热系数的分段式表征模型。通过仿真、实验分析研究了所提新模型与传统熵热系数取值方式在常温（２５℃）自然对流、不同放电倍率条件下的电池温升，结果表明：采用变熵热系数的热模型精度高于传统定熵热系数热模型，其在１Ｃ、１．５Ｃ、２Ｃ放电倍率下的仿真曲线最大误差和均方根误差均明显小于后者，其最大误差在所进行实验中均在１℃之内。

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电动汽车电池包底部锥状物冲击下的力学响应分析

黄芦ａ, ｂ, 兰凤崇ａ, ｂ, 陈吉清ａ, ｂ

2021 (5): 9-17. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.002

摘要 ( 310 )

PDF(4005KB) ( 324 )

为研究地面碰撞事故对电动汽车电池包的损伤，以某款电动汽车的电池包为研究对象。通过建立电池包的ＣＡＤ模型，在Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ中建立电池包的精细化有限元模型，随后通过模态实验与仿真证明了模型的准确性。动态速度下的侵入是地面碰撞过程中的主要故障模式。采用速度为１～５ｍ／ｓ的锥形冲头对电池包进行动态冲击，得到冲击载荷作用下电池包结构的应力和应变分布情况及最大值，将结果与准静态作用下的结果进行比较，结果显示：不同速度作用下的电池包失效位移小于准静态下失效位移，且随着速度的增大，失效位移越来越小，但是失效的临界力却更大。进一步对不同锥形冲击物的顶角和顶端半径进行参数化研究，全面揭示电池包在地面冲击下的响应。研究结果对于动力电池包的地面碰撞分析及电池包的安全性能研究有参考意义。

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基于模型预测控制的电动汽车起步工况仿真与性能评价

李文礼１, 陆宇１, 汪杨凡２, 郑维东３, 严海燕３, 徐瑞４

2021 (5): 18-25. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.003

摘要 ( 271 )

PDF(2546KB) ( 260 )

为提高电动汽车起步工况时的性能，设计了基于模型预测控制的驾驶员模型，建立了纯电动汽车整车模型和驾驶员模型。将驾驶员意图转化为加速踏板和制动踏板的开度变化，利用基于模型预测控制方法的上层控制器得到期望加速度，下层控制器根据期望加速度得到加速指令和减速指令，从而对车辆进行起步工况的加、减速控制。利用起步时间、驱动电机电压电流和冲击度３个评价指标对提出的模型预测控制方法和常规ＰＩＤ控制方法进行起步工况仿真的控制性能比较。分析了不同坡度（０％、１０％和２０％）和加速踏板开度下电驱动系统的性能。仿真结果验证了模型预测控制方法的有效性。

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一种面向电动汽车控制的ＡＵＴＯＳＡＲ可运行实体任务映射方法

刘平, 杨嘉陵, 李振鹏, 刘阳

2021 (5): 26-32. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.004

摘要 ( 242 )

PDF(2302KB) ( 172 )

在基于ＡＵＴＯＳＡＲ的电动汽车控制软件设计中，面临可运行实体到控制器任务映射的任务抖动、数据一致性差和频繁调度问题。以四轮轮边驱动客车整车控制器应用层软件的开发为目标，提出了一种包含触发合并、数据共享合并的二步映射方法。在基于Ｔｒｕｅｔｉｍｅ２．０所建立的仿真系统环境下，与传统映射方法进行了仿真比较。结果表明：所提方法在缩短任务抖动时间、减少任务资源占用和阻塞时间方面有明显优势，能够满足任务的实时性要求。

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基于ＩＧＷＯ的燃料电池汽车模糊控制能量管理策略

周健豪１, ２, 顾诚２, 刘军２, 海滨１, 赛影辉２

2021 (5): 33-41. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.005

摘要 ( 302 )

PDF(2805KB) ( 278 )

基于模糊逻辑控制进行燃料电池混合动力汽车（ＦＣＨＥＶ）能量管理策略设计。根据燃料电池／锂电池混合储能系统特性，设计模糊控制规则。考虑将燃料电池工作效率和电流添加为模糊控制器输入量，对模糊规则进行改进。针对ＦＣＨＥＶ模糊控制能量管理策略存在的局限性，以氢耗量最优为目标，结合灰狼优化（ＧＷＯ）和改进的灰狼优化算法（ＩＧＷＯ）进一步对模糊逻辑参数进行优化。在满足功率需求的前提下，实现燃料电池和锂电池间功率的合理分配，并将ＳＯＣ维持在一定区间。仿真结果表明：新提出的基于ＩＧＷＯ的模糊逻辑能量管理策略相较其他几种能量管理策略显著降低了ＦＣＨＥＶ的等效氢耗量。在不同驾驶工况下，燃料电池均可工作在高效区间，延长燃料电池的使用寿命。

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基于自适应Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ的分布式驱动电动汽车容错控制

朱燕, 姚雪莲, 贝绍轶, 杨艺, 丁东东

2021 (5): 42-49. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.006

摘要 ( 237 )

PDF(2859KB) ( 179 )

针对分布式驱动电动汽车控制系统发生不确定的执行器故障情况，提出一种基于自适应Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ的容错控制方法。对电动汽车控制系统建立驱动电机故障模型，描述可能发生的执行器故障情况；采用自适应控制和Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ控制设计相结合的策略，针对各故障情况分别设计一种容错控制器；将各控制器进行融合得到一个复合控制器，提高了车辆的安全性和可靠性。基于Ｍａｔｌａｂ进行了仿真验证：给出的容错控制方法能够保证车辆闭环系统稳定和渐近跟踪给定的输出指令，提高了车辆的操纵稳定性和执行器故障容错性能。

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电动汽车电驱动系统机电耦合动态特性研究

葛帅帅１, 杨雨番１, 郭栋１, 张志刚１, 易园园３

2021 (5): 50-57. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.007

摘要 ( 335 )

PDF(5232KB) ( 544 )

为研究典型工况下电动汽车电驱动系统机电耦合作用机理，考虑永磁同步电机动态特性及齿轮传动系统非线性时变啮合特性，建立包括永磁同步电机动态模型和齿轮传动系统动力学模型的电动汽车电驱动系统机电耦合动力学模型。在此基础上，仿真分析稳态工况、冲击载荷工况、起伏路面工况等典型工况下电动汽车电驱动系统齿轮系统扭转特性和电机定子电流的动态响应特性。仿真结果表明：驱动电机与传动系统之间存在明显的机电耦合效应；电机定子电流会受到机械传动系统啮频和转频的调制；可以通过电机定子电流监测电驱动系统齿轮传动系统的啮合振动状态。研究结果可为电动汽车电驱动系统主动减振控制策略研究提供参考。

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四轮毂电机电动车对开路面制动能量回收策略研究

杨坤１, ２, 肖锦钊１, 王杰１, 马超１, 秦志昌１, 杨富春２

2021 (5): 58-64. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.008

摘要 ( 319 )

PDF(1261KB) ( 220 )

以对开路面下四轮毂电机电动汽车制动能量回收控制策略为研究对象，以提高对开路面下的制动能量回收效率和制动能量回收时的制动稳定性为目标，考虑制动强度对制动能量回收效率的影响及对开路面对制动稳定性的影响，提出了当两前轮轮毂电机制动力大于制动需求时，仅由两前轮轮毂电机提供制动力，反之，由４个轮毂电机共同提供制动力，对开路面下制动时，依据两侧路面附着系数分配左、右轮制动力的控制策略；基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建了制动能量回收控制模型，基于ＦＴＰ－７５工况及对开路面工况，分别对制动能量回收有效性及制动稳定性进行验证，仿真结果表明：一次ＦＴＰ－７５工况下，采用所提的控制策略能够回收０．１３２ｋＷ·ｈ的能量，相对于２个轮毂电机、４个轮毂电机按固定比例提供制动力的控制策略分别提高２３３％、７．３％；在对开路面制动时能够缩小两侧车轮地面制动力的差值，减小车辆横摆力矩，有效提高汽车制动稳定性。

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分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制策略研究

李胜琴, 闫祥伟, 金丽彤

2021 (5): 65-73. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.009

摘要 ( 263 )

PDF(3007KB) ( 329 )

针对某型纯电动汽车进行轮毂电机参数匹配设计，建立整车参数化模型；以横摆角速度和质心侧偏角偏差作为控制目标，基于滑模控制理论及罚函数法，提出整车横摆稳定性控制和轮毂电机转矩分配控制策略；选取双移线和鱼钩试验２种典型工况，与无控制和模糊ＰＩＤ控制策略进行对比分析，对控制策略进行仿真验证。结果表明：采用积分滑模控制策略后，双移线试验工况下，车辆横摆角速度最大值为０．１７ｒａｄ／ｓ，质心侧偏角最大值为－０．０３８ｒａｄ；鱼钩试验工况下，车辆横摆角速度最大值为０．２３ｒａｄ／ｓ，质心侧偏角最大值为０．０４９ｒａｄ，均小于未加控制时车辆的状态参数，所提出的整车横摆稳定性控制策略能够有效对车辆进行横摆稳定性控制，降低车辆失稳机率。

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响应面法优化Ｃｏ３Ｏ４制备及其光催化性能

徐源１, 石瑞琦１, 黄大俊１, 曾文伟１, 张占梅１, ３

2021 (5): 74-79. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.010

摘要 ( 238 )

PDF(3169KB) ( 192 )

为了探索制备光催化剂Ｃｏ３Ｏ４的最佳条件，在单因素试验的基础上，采用响应面法考察原料配比、反应时间、煅烧温度及其交互作用对光催化剂Ｃｏ３Ｏ４制备的影响，并对优化条件下制备的Ｃｏ３Ｏ４催化剂进行了ＳＥＭ和ＸＲＤ表征分析。研究结果表明，煅烧温度对Ｃｏ３Ｏ４催化性能影响最大，反应时间和原料配比次之，且原料配比与煅烧温度对Ｃｏ３Ｏ４催化性能存在显著交互影响。最佳制备条件为反应时间５．４ｈ，原料配比４．２，煅烧温度３２５℃下，在此条件下制备的Ｃｏ３Ｏ４催化剂，光催化反应中甲基橙去除率可达到８１．９７％。

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定压供油式数控滚齿机静压导轨流体仿真

郑永１, 王辉１, ２, 陈艳３, 张天恒２, 周启武２, 钟自强３

2021 (5): 80-84. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.011

摘要 ( 196 )

PDF(2400KB) ( 159 )

为了研究定压供油式数控滚齿机静压导轨的承载能力及其性能，对毛细管节流式的闭式静压导轨进行理论计算，并给出了静压导轨性能的静态表达式。通过ＣｏｍｓｏｌＭｕｌｔｉｐｈｙｓ ｉｃｓ的ＣＦＤ模块对静压导轨进行三维建模及仿真，得到了回转工作台在不同工作速度下静压导轨的油膜压力的分布、流体流场的分布以及此刻静压导轨的承载力。比较分析后得出：静态时，油膜压力与流体速度均匀分布，随着回转工作台转速的增加，静压导轨油膜的流速发生改变，油膜压力发生改变，油膜的承载力发生改变。

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基于数据驱动的车身不确定性优化方法

梁源１, 许恩永２, ３, 蒙艳玫２

2021 (5): 85-92. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.012

摘要 ( 215 )

PDF(2211KB) ( 171 )

为了解决无人承载式车身在复杂工况下由于非线性耦合导致目标函数求解困难的问题，提出基于数据驱动和多目标遗传算法相协同的不确定性优化方法。数据集以车身各结构面的特征尺寸作为输入参数，以车身满载扭转工况最大等效应力、自由模态基频频率和车身侧倾工况的最大等效应力作为输出参数。通过灵敏度分析法分析车身的特征尺寸和优化结果的相关程度。基于支持向量机对数据集进行分类，从种群中筛选出符合期望的个体。基于改进的遗传算法的种群重组方法，使寻优算法在解空间范围内进行全局搜索，获得Ｐａｒｅｔｏ最优解。结果表明：被优化的特征尺寸总体减小，且车身优化后最大扭转应力下降８．５３％，最大侧倾应力下降４．６５％。

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泡沫镍负载镍钴金属氢氧化物的制备及其析氧性能研究

穆伟娜１, 王琼１, ２, ３, 王力霞１, ２, 蔡艳荣１, ２, 常春１, ２, ３, 包德才２

2021 (5): 93-99. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.013

摘要 ( 375 )

PDF(4703KB) ( 652 )

通过水热法，在泡沫镍表面原位生长镍钴金属氢氧化物。所合成泡沫镍负载纳米草状钴氢氧化物在１ｍｏｌ／ＬＫＯＨ电解液中，电流密度为５０、１００、２００ｍＡ／ｃｍ２时的析氧过电位分别为３１６、３４１和３６９ｍＶ，塔菲尔斜率为７８．５７ｍＶ／ｄｅｃ。泡沫镍负载钴氢氧化物电极的Ｃｄｌ值为１９３．７７ｍＦ／ｃｍ２，远高于其他泡沫镍负载镍钴氢氧化物电极，且具有较好的稳定性，在２００ｍＡ／ｃｍ２运行２４ｈ，电流密度下降１３．７８％；维持１００ｍＡ／ｃｍ２运行２４ｈ，电压上浮４．１２％。

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脉动横风对高速列车平稳运行的影响

杜家俊, 吴一尘, 关海宁

2021 (5): 100-107. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.014

摘要 ( 173 )

PDF(4711KB) ( 224 )

为研究高速列车在脉动横风作用下的平稳运行问题，基于多刚体动力学及空气动力学理论，建立了高速列车八辆编组动力学模型及空间脉动横风载荷模型，并分别给予了模型验证。基于该模型，探究了脉动横风下的列车运行基本特性及该条件下的车速与风速安全限值。结果表明：多体动力学与随机风速模拟结合的分析方法是有效的；空间脉动横风载荷加剧了车辆３Ｈｚ内低频振动并激起了１Ｈｚ附近的峰值区；编组车辆中，列车气动三分力参数差异导致编组内响应呈现差异，多数情况下头车动力响应最明显；预设条件下，车速限值为３５５ｋｍ／ｈ，风速限值为３３．５ｍ／ｓ

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基于ＡＯＤＮｅｔ和ＳＳＤ的雾天车辆和行人检测

陈琼红, 冀杰, 种一帆, 宫铭钱

2021 (5): 108-117. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.015

摘要 ( 334 )

PDF(4043KB) ( 274 )

为了提高智能汽车在恶劣天气下的环境感知能力，提出一种针对雾天环境下车辆和行人的检测方法。将ＡＯＤＮｅｔ去雾算法与ＳＳＤ目标检测算法相结合，实现了城市交通雾天环境下的车辆和行人检测。利用去雾处理后的雾天图片和原始带雾图片分别进行目标检测模型训练，并在不同雾浓度等级的交通环境下进行车辆和行人检测，结果显示：ＡＯＤＮｅｔ与ＳＳＤ网络相结合得到的检测ｍＡＰ值可达７５．８％，比ＳＳＤ算法的ｍＡＰ值高４．１％，表明ＡＯＤＮｅｔ与ＳＳＤ网络相结合的算法能更加有效地检测带雾图片中的车辆和行人。

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ＬｅｎｇｔｈＷａｒｅ限制聚类的Ｍａｒｋｏｖ加密流量分类研究

宫光霖１, 易军凯１, 张雅聪３

2021 (5): 118-126. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.016

摘要 ( 211 )

PDF(1225KB) ( 198 )

为解决网络应用加密传输中大部分分析加密流量的方法忽略通信维持的简化阶段的流量分类，并且网络中应用指纹有大量重复的问题，提出一种新型的加密流量分类方法。将报文长度作为重要的特征分析，通过高斯混合模型建模解决应用指纹的重复问题；通过限制聚类将同一应用长度相近的指纹尽可能划分到同一簇内，提高了收敛速度。实验结果表明：提出的研究方法与传统的加密流量分类方法相比，其ＴＰＲ和ＦＰＲ分别提高１０．８％和１５．７％，效果明显提高。

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基于一种改进Ａ*算法的移动机器人路径规划研究

周超１, 谷玉海１, 任斌３

2021 (5): 127-134. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.017

摘要 ( 416 )

PDF(3476KB) ( 442 )

针对在栅格地图中移动机器人规划路径问题，传统Ａ算法容易忽略机器人实际大小，生成的路径存在与障碍物发生碰撞的可能性，提出一种拓展节点障碍物矩阵的方法。在设定机器人投影和每一个栅格大小比例关系的基础上，将每一个栅格拓展为ｎ阶障碍物矩阵，针对栅格存在部分障碍物的情况对邻域搜索方式进行改进以提高生成路径的合理性。同时针对在复杂地形（如山地）条件下生成路径较陡峭的问题通过引入坡度信息改进代价函数计算方式，使路径更平缓。仿真结果表明：改进Ａ算法能够通过拓展节点障碍物邻域的方法有效避免与障碍物发生碰撞，在复杂地形条件下生成的路径也更为合理。

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融合卡方统计和ＴＦ-ＩＷＦ算法的特征提取和短文本分类方法

李昌兵ａ, 段祺俊ａ, 纪聪辉ｂ, 张婷婷ａ

2021 (5): 135-140. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.018

摘要 ( 236 )

PDF(1022KB) ( 181 )

提出一种融合卡方统计和ＴＦＩＷＦ算法的短文本分类方法，通过卡方统计对训练数据集提取特征词，由ＴＦＩＷＦ算法赋予特征词权重，使用ＳＶＭ分类器进行分类。实验结果表明：融合卡方统计和ＴＦＩＷＦ方法在文本分类准确率上提升３．１％，召回率提升５．２％，Ｆ１值提升３７％。该方法扩大了特征词权重值的范围，使文本集的权值方差增大，一定程度上解决了短文本内容稀疏性的问题，从而提高短文本分类的性能。

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非结构化环境下四足机器人避障性能研究

吴国洋

2021 (5): 141-149. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.019

摘要 ( 297 )

PDF(2925KB) ( 256 )

针对机器人在非结构化环境中的自适应运动问题，研究设计一种四足爬行机器人，主要由膝关节／髋关节组成，结合机器人数学基础，建立机器人运动学模型。鉴于生物控制中节律运动特点，利用ｈｏｐｆ神经元模型对生物中枢模式发生器进行机理建模，设计基于ＣＰＧ模型的四足机器人网络拓扑结构，分析四足机器人拓扑结构下的步态特点。采用ＡＤＡＭＳ软件对该机器人避障的特性进行仿真分析，结果表明：该模型能够便捷地切换方向，完成避障运动，拓展了生物控制在多足机器人运动中的应用。

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小电流接地电网单相间歇性电弧接地故障定位方法

张新宇１, 聂宇２, 王雅楠１, 赵丹１, 杜威２

2021 (5): 150-156. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.020

摘要 ( 288 )

PDF(2594KB) ( 212 )

在小电流接地电网中发生单相间歇性电弧接地故障的情况下，故障定位的难度较大，而传统的扰动信号方法对于间歇性电弧接地的处理能力不足。通过分析间歇性电弧燃弧及熄灭过程的特点，以及扰动信号对于电弧燃烧过程的影响，提出应在电弧燃烧时加入扰动信号的改进方法。利用多尺度小波变换对故障相电压信号进行分解，记录电压突变点，利用电压突变次数辨识间歇性电弧并捕捉电弧重燃时刻，利用快速电力电子开关实现扰动信号的快速投入。仿真结果证明了所提改进方法的有效性。

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软阈值变步长分段自适应匹配追踪算法

李姣军, 邱天, 蒋扬, 杨凡

2021 (5): 157-162. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.021

摘要 ( 207 )

PDF(1046KB) ( 124 )

针对变步长分段自适应匹配追踪（ＶＳＳｔＡＭＰ）算法在大稀疏度情况下，候选集在迭代后期入选大量低相关性原子，从而导致重构成功率低且重构精度下降的问题，提出了软阈值变步长分段自适应匹配追踪算法。该算法通过动态阈值内积法来挑选原子，引入一个动态阈值参数，能够有效把控原子预选质量与数量，在大稀疏度情况下获得更好的重建性能。仿真结果表明：与ＶＳＳｔＡＭＰ算法相比，该算法能够在可允许的重构时间内获得更高质量的重建。

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氮化物应力膜ＳＯＩＳｉＧｅ异质结双极晶体管的频率特性研究

刘培培１, 文剑豪１, 魏进希１, 王冠宇１, 周春宇３

2021 (5): 163-169. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.022

摘要 ( 237 )

PDF(2239KB) ( 209 )

为了提高器件的频率特性，设计了一种表面覆盖氮化物（Ｓｉ３Ｎ４）应力膜的应变硅ＳＯＩＳｉＧｅ异质结双极晶体管结构，通过在器件结构的最上层淀积一层Ｓｉ３Ｎ４，使其在基区引入单轴压应力，增强载流子的迁移率，来提高器件的截止频率ｆＴ和最高振荡频率ｆｍａｘ。采用ＳＩＬＶＡ ＣＯ软件进行仿真，重点研究不同埋氧化层厚度和氮化膜对器件频率特性的影响。结果表明：在埋氧化层厚度为１９０ｎｍ，基区Ｇｅ组分为１７％～３０％的阶梯型分布且淀积Ｓｉ３Ｎ４薄膜引入应力时，截止频率ｆＴ约为６３８ＧＨｚ，最高振荡频率ｆｍａｘ约为７９５ＧＨｚ。与传统的ＳＯＩＳｉＧｅＨＢＴ相比，截止频率ｆＴ提高了３８ＧＨｚ，最高振荡频率ｆｍａｘ提高了４４ＧＨｚ。

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基于ＡＥＫＦ在线辨识的电池ＳＯＣ估计

宋俊辉, 沈簊, 闫志伟, 丁鑫权

2021 (5): 170-176. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.023

摘要 ( 331 )

PDF(2055KB) ( 334 )

根据电池在某型混合动力无人机中的应用需求，针对锂离子电池的荷电状态估计进行研究，采用在线参数辨识的方法，实时修正模型辨识参数，结合自适应扩展卡尔曼滤波算法（ＡＥＫＦ）迭代判断算法中误差均值与方差，对基于二阶戴维宁等效电路模型的ＳＯＣ结果进行有效判断。通过开展电池的恒流放电以及变化电流脉冲试验，利用实验数据与仿真结果对比分析ＳＯＣ估计算法的正确性和精确度。结果表明：在线参数辨识的ＡＥＫＦ与ＥＫＦ相比，ＡＥＫＦ的ＳＯＣ估计结果与实际值更接近，在恒流工况下误差保持在０．５％以内，在变化电流工况下仍可以保持在０．８％以内，精确度得到了极大提升，具有较强的抗干扰性。

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高铁沿线某区段最大风速时空分布特征分析

巩灿灿１, 叶小岭１, ２, 熊雄１, 姚锦松１, 金瞳宇１, 陈昕２

2021 (5): 177-184. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.024

摘要 ( 248 )

PDF(2778KB) ( 190 )

为分析高铁沿线某区段最大风速时空分布特征，以距离研究区段最近的两个气象站２００６—２０１５年的日最大风数据为基础，利用计算流体力学（ＣＦＤ）模式ＭｅｔｅｏｄｙｎＷＴ计算出研究区段每公里间隔的２３个模拟站点处１０年的日最大风数据。通过统计分析和经验正交分解（ＥＯＦ），对获得的２３个模拟站点的最大风速进行时空分布特征分析。研究结果表明：该区段最大风速场的空间分布有２种典型模态：全局一致性和东西反向性；２种模态又划分为４种分布类型：全年风速偏大，全年风速偏小，东大西小以及西大东小。其中，全年风速偏大的季节有１７个，全年风速偏小的季节有１６个，东大西小的季节有４个，西大东小的季节有３个。分布类型表明：春夏季是高铁沿线大风容易出现的季节，且高铁沿线东部区段的风速比西部区段大。

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碳排放交易制度对中国电力企业经营效率的影响 ———基于双重差分模型的实证研究

文洁ａ, 覃云ｂ

2021 (5): 185-195. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.025

摘要 ( 341 )

PDF(1043KB) ( 280 )

以碳排放交易机制作为“准自然实验”，基于２００８—２０１８年的中国Ａ股电力上市公司面板数据，实证检验碳试点政策对中国电力上市公司经营效率的影响，并采用双重差分法以及一些稳健性检验得出碳试点政策，显著促进了电力上市公司的经营效率水平。在此基础上，运用中介效应模型分析了碳排放交易机制、融资约束和电力企业经营效率这三者的关系。结果表明：融资约束在碳试点政策与企业经营效率水平中起到显著的部分中介作用，即碳试点政策的实施可以通过弱化电力企业的融资约束，进一步使得其经营效率得到提升。除此以外，碳试点政策在异质性企业中的经营绩效表现有所不同，具体表现为在国有企业以及火力和燃机发电企业中的促进作用更明显。研究不仅丰富了有关碳试点政策领域的实证研究，也为中国全面启动碳排放交易机制提供了经验支持和政策启示。

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基于ＣＦＤ的某发动机冷却水套流场分析及结构优化

黄灿１, 谭礼斌１, ２, 袁越锦２, 王萍１, 唐琳１, ４

2021 (5): 196-206. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.026

摘要 ( 226 )

PDF(5018KB) ( 428 )

为避免某摩托车车用发动机耐久性试验过程出现发动机气缸盖排气鼻梁区因冷却不足产生热疲劳而开裂的问题，以某发动机冷却水套为研究对象，采用流体仿真软件ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋对该发动机冷却水套进行ＣＦＤ流场分析，通过对原冷却水套结构的缸体水套流速分布、缸头水套流速分布、缸孔流动路径分析，发现缸头水套排气侧区域速度较小，流量分配不合理，进排气鼻梁区存在流动死区，原水套结构设计存在不足之处。针对此问题，通过局部调整缸头水套结构、缸垫分水孔布局及大小等参数对水套进行优化设计。仿真结果表明：优化设计后的冷却水套整体流速分布得到明显的改善，缸头水套鼻梁区流速及换热系数明显提升，换热系数满足高温区域需大于５０００Ｗ／（ｍ２·Ｋ）的设计要求，整体水套水流分配更加均匀，流动死区面积减小。该研究可为冷却水套的设计优化提供仿真数据支撑。

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一种基于温升监测的输电线路耐张线夹缺陷智能诊断方法

马小敏１, 范松海１, 毕茂强２, 曾帅２, 江天炎３

2021 (5): 207-213. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.027

摘要 ( 243 )

PDF(2088KB) ( 229 )

以２２０ｋＶ输电线路耐张线夹为对象，建立了耐张线夹温升计算有限元模型，分析了耐张线夹不同部位出现缺陷后温度场的分布规律，构建了耐张线夹温升与缺陷的关联关系模型，通过数据挖掘方法实现耐张线夹缺陷的快速智能诊断。仿真结果表明：正常工作状态下，耐张线夹两端导线压接处的温度略高于螺栓紧固处；耐张线夹的整体温度随着接触电阻的增大而升高，而螺栓紧固部位的接触电阻对耐张线夹的温度变化影响较大。实际监测温升数据诊断结果表明，所提出的方法可以有效诊断输电线路耐张线夹的缺陷类型。

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基于多重同步挤压变换与深度脊波卷积自编码网络的滚动轴承故障诊断

赵志川１, 陈志刚１, ２, 何群１, 张楠１, ２, 夏建强４

2021 (5): 214-222. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.028

摘要 ( 154 )

PDF(4014KB) ( 130 )

利用传统故障诊断方法对滚动轴承进行诊断时，存在故障特征提取困难以及故障模式难以辨识的问题。针对此问题，提出了一种基于多重同步挤压变换以及深度脊波卷积自编码网络的智能故障诊断方法。首先，利用多重同步挤压变换处理含噪信号能力强、具有优越的时频分解特性的特点，将采集的轴承故障信号进行ＭＳＳＴ处理，得到分辨率较高的时频图像。然后，利用深度脊波卷积自编码网络自身泛化性能强、能够有效挖掘数据特征的特点，建立深度脊波卷积自编码网络识别模型。将降维至适当大小的时频图像输入到该模型系统中，进行自动特征提取和故障识别。实验结果表明，该方法提取故障特征信号能力较高，并能够有效地识别出不同的故障类型。

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时间平均莫尔条纹的信息隐藏技术

刘泽宇１, 易军凯１, 张阳平３

2021 (5): 223-230. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.029

摘要 ( 182 )

PDF(2474KB) ( 238 )

莫尔条纹信息隐藏技术避开复杂的计算进行解密，却存在隐蔽性不足的缺点。通过计算贝塞尔函数、灰度值和谐波振幅等得到时间平均莫尔条纹。时间平均莫尔条纹信息隐藏技术的载体图像和秘密信息由一组时间平均莫尔条纹组成，初始相位匹配和随机置乱算法将秘密信息嵌入到载体文件，保证了肉眼不能区分秘密信息与背景图片之间的差异，秘密图像只有按照预先计算的振幅振动才能显示原始的秘密信息。验证了秘密信息的安全性。

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基于忆阻器神经网络的辐射效应诊断系统设计

王新胜, 李宗霖, 王夕悦

2021 (5): 231-242. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.030

摘要 ( 214 )

PDF(3739KB) ( 181 )

航天事业是我国群策群力发展的重要事业，航天器作为执行航天任务的主体，其可靠性至关重要。随着集成电路工艺技术和人工智能的迅速发展，使用传统集成电路实现神经网络将会耗费大量的硬件资源，忆阻器是一种可与传统集成电路集成的新型器件且可以用于神经网络计算。针对集成电路中静态随机存取存储器的辐射故障问题，设计了一种卷积神经网络，对集成电路辐射效应进行诊断，基于忆阻器对神经网络的运算层进行设计，通过设计的卷积神经网络对集成电路的故障数据集实现了分类诊断。

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基于双重扰动与核ＥＬＭ融合的大学生贫困认定模型研究

郑建华１, ２, 朱蓉１, 刘双印１, ２, 贺超波１, ３

2021 (5): 243-252. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.031

摘要 ( 190 )

PDF(2394KB) ( 172 )

精准实现大学生贫困认定是实现高校精准扶贫的重要前提，但是因为贫困认定需要提交的材料涉及隐私和数据非客观性原因，当前贫困认定存在部分学生做假和自卑学生不敢申请的不公平现象。针对该问题，以学生一卡通消费数据和个人基本信息等客观数据为基础，构建贫困特征分箱和特征交叉算法，形成一套大学生贫困认定特征参数。随后，为处理贫困认定数据集不平衡性，提出了数据样本和输入属性双重扰动方法，并与核ＥＬＭ算法融合，构建了大学生贫困认定ＤＰ＿ＫＥＬＭ算法。实验结果表明：构建的特征在随机森林和ＫＥＬＭ算法的准确率方面都超过０．８２，而双重扰动模式对提高算法的Ｇｍｅａｎ值有较好作用，ＤＰ＿ＫＥＬＭ算法在Ｇ ｍｅａｎ和ＡＵＣ上均优于对比的９种算法。ＤＰ＿ＫＥＬＭ算法能够有效识别贫困大学生，为实现校园精准扶贫提供辅助决策工具。

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基于ＰＣＡ-ＢＰ神经网络的审计风险识别研究

张志恒, 李超

2021 (5): 253-261. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.032

摘要 ( 232 )

PDF(1488KB) ( 413 )

审计风险的识别和评估是现代风险导向审计的重要内容，为准确地识别审计风险，提出了一种基于ＰＣＡＢＰ神经网络的审计风险识别模型。选取３３项指标建立风险识别指标体系，使用ＰＣＡ方法对训练集数据进行降维处理，将特征值大于１的主成分作为神经网络的输入向量，构造ＰＣＡＢＰ神经网络。选用１２４家Ａ股上市公司作为研究样本进行实证研究。结果表明：模型平均识别准确率达到９０．０４％，高于传统ＢＰ神经网络模型，计算速度快、识别率高和适用范围广，能有效识别审计风险。

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离散ａｌｐｈａ偏正态分布：性质和参数估计

魏正元, 彭天奎, 周晓娅, 刘美

2021 (5): 262-269. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.033

摘要 ( 228 )

PDF(1374KB) ( 170 )

为了获得新的概率模型处理离散寿命数据或可数数据，首次提出了包含离散正态分布的离散ａｌｐｈａ偏正态分布，给出了该分布的矩、生存函数和失败率函数，研究了该分布参数的最大似然估计。通过随机模拟试验讨论估计量的优良性，模拟结果表明：参数最大似然估计的均方误差和标准差随着样本量的增大而减小，最后将该分布对１２５例髓母细胞癌患者年龄数据集进行拟合，发现离散ａｌｐｈａ偏正态分布比ａｌｐｈａ偏正态分布具有更好的拟合效果。

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基于辅助样本信息的均值控制图

钟婷, 朱永忠

2021 (5): 270-279. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.034

摘要 ( 209 )

PDF(1050KB) ( 151 )

在统计过程控制中，借助基本过程参数的有效估计器可以提高控制图的灵敏度。考虑一个回归估计量，它使用研究变量及辅助样本的过程参数信息估计过程均值。利用基于辅助样本信息的过程均值回归估计器，提出了新的多变量均匀加权移动平均控制图。通过模拟仿真，分析比较所提出的多变量控制图与现有控制图的运行长度特性，并进一步研究了控制图对非正态分布的稳健性。结果表明：当监测过程均值发生不同变化时，所提出控制图的检测能力比现有的多变量控制图一致且显著优于后者。并在一个真实的数据集中验证了所提出控制图的有效性。

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部分核实数据下基于比例差的置信区间宽度的样本量确定

王黎明, 刘青松, 张晓良, 邱世芳

2021 (5): 280-294. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.05.035

摘要 ( 192 )

PDF(7992KB) ( 49 )

在结合瞬态叶栅排（ＴＢＲ）计算和定常ＦＦＴ变换的基础上，提出了一种有效的末级叶片气流激振力模拟的计算方法，该方法仅需要单流道的瞬态数值模拟真实的叶片受力。经过讨论和实例计算得出了以下几个结论：利用ＦＦＴ将空间转换到时间，使得定常计算数据可用于非定常计算中。在结合了定常结果ＦＦＴ变换和ＴＢＲ方法之后，瞬态单流道非定常计算方法模拟实际问题是可行的，ＴＢＲ方法的计算综合成本是全环非定常的２．３‰。不计内存消耗，ＴＢＲ计算速度提升约８倍。通过一个实例验证了该方法的可行性和效率，并给出了计算结果。结果表明：其背压压力波动的存在影响了静叶喷嘴出口压力脉动大小和频率。基于无金标准的部分核实数据，从比例差的区间宽度的角度给出了比较两组患病率是否有显著性差异所需要的样本量。在２种不同的二重抽样模型下，分别基于Ｗａｌｄ、对数变换、Ｌｏｇｉｔ变换、Ｓｃｏｒｅ和似然比检验统计量构造的置信区间给出了在给定置信水平下区间宽度控制在指定范围内的样本量估计方法。模拟研究了在估计的样本量下区间估计的经验覆盖概率和经验覆盖宽度，并基于疟疾数据利用所提出的方法进行了验证。结果表明：所提出的样本量估计方法是准确有效的。

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