重庆理工大学学报（自然科学）

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陆颖，吕羽竞，张玉辰

2021 (8): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.001

摘要 ( 197 )

PDF(1750KB) ( 140 )

根据台车碰撞试验系统建立有限元仿真模型，通过试验验证仿真模型的可靠性。对干扰加速度进行正态检验，验证其服从正态分布。通过统计干扰加速度引起触发算法误触发、漏触发的次数，分析触发算法的可靠性和参数敏感性。通过ＡＣＮＳ终端试验对分析结果进行验证，结果表明：干扰加速度会降低触发算法的可靠性；干扰加速度期望为负时，算法易出现误触发；期望为正时，易引起漏触发；标准差对算法漏触发影响较小，只在较大时易引起误触发。

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基于基于概率神经网络的自动换挡策略研究

杜传正，王立勇，苏清华，张金石

2021 (8): 8-15. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.002

摘要 ( 165 )

PDF(2822KB) ( 161 )

为了将驾驶员手动换挡经验制作成自动换挡策略，更好地满足汽车换挡的动力性要求，缩短变速箱自动换挡策略的研发时间，提出使用驾驶员手动换挡经验训练概率神经网络，从而高效率地制定汽车自动变速箱的换挡策略。在ＴｒｕｃｋＳｉｍ中搭建汽车仿真模型，通过车辆ＣＡＮ总线获得训练样本，在Ｍａｔｌａｂ里训练概率神经网络模型。一方面进行ＰＮＮ换挡策略与动力性换挡策略及ＢＰ神经网络换挡策略的仿真对比试验；另一方面进行原车离线数据的换挡试验。试验结果表明：基于概率神经网络的自动换挡策略可以实现正确率为９８．７６％的挡位控制，达到将优秀驾驶员手动换挡经验应用于自动换挡策略的要求；概率神经网络自动换挡策略的动力性优于动力学理论推导的换挡策略和ＢＰ神经网换挡策略。

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智能悬架模块切换及底层控制器算法研究

赵健，柳江，袁策，李明星

2021 (8): 16-24. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.003

摘要 ( 128 )

PDF(1946KB) ( 250 )

为了满足车主在不同路况下对车辆悬架性能的需求，通过提出一种新型的智能悬架系统，结构上包括切换控制器以及主动控制、馈能２个子模块。顶层控制器采用单－双阈值的模块切换策略，根据路况匹配功能模块；底层分别采用ＢＰＰＩＤ算法、ＬＱＧ算法控制相应的功能模块。在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件中对底层控制器进行仿真，结果表明：所设计的智能悬架系统在Ｂ级路面能够改善汽车平顺性，在Ｄ级路面能够有效提升汽车综合性能，底层控制器的设计符合要求。

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轮毂电机驱动汽车半主动悬架自适应最优控制

李仲兴，宋鑫炎，刘晨来，薛红涛

2021 (8): 25-32. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.004

摘要 ( 208 )

PDF(4379KB) ( 258 )

针对轮毂电机驱动汽车非簧载质量增加和轮毂电机不平衡电磁力带来的振动负效应，提出了一种自适应线性二次型调节器（ＬＱＲ）半主动悬架控制策略，以提升轮毂电机驱动汽车的性能。考虑路面随机激励与轮毂电机不平衡电磁力的耦合作用，建立了轮毂电机驱动汽车系统的垂向、纵向与扭转振动的动力学模型。以垂向振动性能最优为目标，提出了ＬＱＲ最优控制策略，将自适应遗传算法应用于确定ＬＱＲ最优控制权重矩阵，以获取控制器的最优反馈悬架控制力。仿真结果表明：带有自适应ＬＱＲ控制器的系统能有效提高系统的垂向与纵向性能，对簧载质量垂向与纵向振动加速度均方根值、悬架动行程均方根值、轮毂电机偏心距均方根值、轮胎动载荷均方根值和纵向驱动力波动的改善效果明显，有效提高了车辆的行驶平顺性与乘坐舒适性。

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基于质心侧偏角计算的自动转向控制

刘延，周金应，徐磊，龙军，程前

2021 (8): 33-38. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.005

摘要 ( 150 )

PDF(2196KB) ( 171 )

为改善车辆高速行驶时质心侧偏角对车辆横向控制的影响，基于车辆动力学分析与辨识提出了一种基于无迹卡尔曼滤波理论的精确计算质心侧偏角的方法，并将其应用于车辆的自动转向控制系统。为验证算法的有效性，进行了相关的仿真分析。仿真结果表明：在实时计算质心侧偏角的基础上进行车辆的性能控制，可提高车辆的瞬态控制精度，有效改善车辆的舒适性。

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驾驶员起步意图识别的Ｐ２．５插混单离合起步控制策略

罗勇１，２，韦永恒１，王佳男１，赵爽１，崔环宇２

2021 (8): 39-47. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.006

摘要 ( 138 )

PDF(3763KB) ( 144 )

为解决起步过程中车辆状态无法有效跟随驾驶员起步需求的问题，提出考虑驾驶员起步意图识别的起步控制策略。基于搭载双离合变速器（ＤＣＴ）的Ｐ２．５插电式混合动力系统，分析系统结构及ＤＣＴ单离合器起步过程，根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员操作得到驾驶员起步意图，将起步意图结合离合器状态参数推导离合器结合油压，控制离合器传递扭矩。结果表明：不同驾驶员起步操作下，车辆能有效识别驾驶员的起步意图，冲击度与滑磨功均满足相关性能指标。

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含模糊不确定性的汽车盘式制动器稳定性研究

黄晓婷１，李沛航２，吕辉２

2021 (8): 48-55. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.007

摘要 ( 137 )

PDF(1519KB) ( 136 )

针对汽车制动器可能存在模糊特性的情形，提出了一种含模糊不确定性的汽车盘式制动器稳定性分析和改进方法。将制动器系统的摩擦因素、制动压力、材料和几何属性参数处理为不确定性参数，并采用模糊变量进行描述；将有限元复特征值分析与响应面法相结合，建立分析目标与系统参数间的函数关系；在模糊变量不同隶属度的截集下，运用模糊算法求解系统的稳定性响应，并从不确定性角度探讨改善系统稳定性的设计措施。分析结果表明：所提出的方法可对模糊不确定性条件下的制动器稳定性进行有效分析，并可有效提高系统的稳定性和鲁棒性，降低制动噪声。

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湿式ＤＣＴ主油路压力控制系统建模及响应特性影响因素分析

张志刚，苏梦月，罗轩，彭彩虹，汪雷皓，张子阳

2021 (8): 56-65. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.008

摘要 ( 112 )

PDF(1826KB) ( 136 )

为探明湿式ＤＣＴ主油路压力控制系统结构参数对系统压力响应特性的影响，提出了最大主油压、压力超调量、最小主油压、线性度４个评价指标，建立了基于ＡＭＥｓｉｍ的湿式ＤＣＴ主油路压力控制系统仿真模型，利用自主研发的湿式ＤＣＴ液压阀体性能试验台验证模型正确性。运用所建模型仿真分析了优先阀口角度、优先阀口重叠度、次开阀口重叠量等结构参数对主油路压力控制系统响应特性的影响规律。结果表明：优先阀口角度对压力响应特性影响较小，仅在连续调压初始阶段和大流量调压阶段有微小差异；减小优先阀口重叠量可减小压力超调量，且可保证良好的线性特征、易于控制，优先阀口应设计为负重叠量；增大优先阀口重叠量可减小最小主油压，改善线性度。

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压缩比对天然气发动机性能特性影响的试验研究

冯仁华１，２，罗振１，郭栋１，２，陈昆阳１，孙旺兵１，石来华３

2021 (8): 66-73. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.009

摘要 ( 177 )

PDF(5629KB) ( 246 )

利用台架试验在某六缸增压中冷、火花点火天然气发动机１４００ｒ／ｍｉｎ和２０００ｒ／ｍｉｎ两种转速下、部分负荷和全负荷上开展了压缩比为１１．６、１３和１４的性能、油耗、燃烧和排放等特性研究。研究结果表明：随着压缩比的提高，发动机的燃油消耗率降低，热效率升高。随着压缩比的提高，发动机燃烧稳定性在１４００ｒ／ｍｉｎ和２０００ｒ／ｍｉｎ的中高负荷相对低负荷时更加稳定。压缩比为１３时发动机的燃烧滞燃期最短，着火性能较好。发动机燃烧速燃期随着压缩比的增加而增加，尤其在中低负荷时变化较明显。排放方面，氮氧化物（ＮＯｘ）的排放随着压缩比的增加而增加，且在中大负荷下增加幅度较大，碳氢（ＨＣ）的排放在压缩比为１３时最低，一氧化碳的排放随着压缩比的增加先升高后降低，而二氧化碳的排放特性和一氧化碳的趋势相反，氧气的排放特性整体上和一氧化碳的排放趋势一致。从发动机燃烧、燃油消耗和排放等综合指标和特性上，发动机在压缩比为１３时，整体特性最好。

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外后视镜镜壳造型对气动噪声影响研究

叶佳１，夏之祥２，朱茂桃１，徐明３，邢鹏２

2021 (8): 74-80. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.010

摘要 ( 109 )

PDF(3086KB) ( 106 )

外后视镜是前侧窗区域的主要气动噪声源，为研究气动噪声产生机理，采用Ｒｅａｌｉｚ ａｂｌｅｋ－ε和大涡模拟（ＬＥＳ）对３种外后视镜模型进行气动噪声数值仿真。通过风洞试验和仿真结果对比发现，１／３倍频程Ａ计权声压级曲线吻合较好，验证了仿真结果的可靠性。通过数值仿真得到后视镜－Ａ柱区域流场分布和声压级频谱图，对比分析流场分布云图和声压级频谱曲线，结果表明：模型２的镜壳结构改善了外后视镜尾部流场分布，与原模型相比，模型２尾部涡流尺度更小，涡流中心远离侧窗表面，更有利于降低气动噪声，最大降幅达到９．３ｄＢ。

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等离子体激励控制圆柱绕流的大涡模拟研究

赖晨光１，付航２，凌志伟２，贾浩２，周毓婷２

2021 (8): 81-89. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.011

摘要 ( 132 )

PDF(3712KB) ( 101 )

基于非对称布局表面介质阻挡放电（ＳＤＢＤ）等离子体气动激励主动流动控制技术及大涡数值模拟方法，探究等离子体气动激励对亚临界雷诺数范围内三维无限长圆柱绕流气流分离的控制，进而改善圆柱绕流气动特性。在固定等离子体激励器激励参数条件下，探究了不同来流雷诺数和等离子体激励器安装位置对流动控制效果的影响，并通过分析在等离子体流动控制下圆柱绕流分离区流场结构的变化，揭示了其控制机理。研究结果表明：在所研究的雷诺数范围内施加等离子体流动控制对抑制圆柱绕流分离均有一定的控制效果，在３９００雷诺数下几乎可以完全抑制流动分离，但随着来流雷诺数的增加，控制效果会逐渐减弱，当来流雷诺数达到３００００时，几乎没有控制效果；在较低雷诺数条件下，激励器的安装位置对流动控制效果影响明显，其安装位置在靠近尾流分离区的控制效果明显好于安装位置在流动分离之前的位置。

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姿态传感器的坐站转移测量系统研究

刘鹏，陈宝亮，肖飞云，王勇

2021 (8): 90-98. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.012

摘要 ( 108 )

PDF(2128KB) ( 107 )

在人类的日常活动中，坐站转移运动相较于其他活动需要更多的肌肉力量来提升身体重心运动。因此，坐站转移运动经常作为人体下肢康复评估的手段之一。目前在人体坐站转移运动分析中，大都采用运动捕捉系统采集人体的关节角度信息，针对运动捕捉系统制约于其使用环境，不利于广泛开展临床研究的问题。通过姿态传感器测得的姿态角解算人体坐站转移的下肢关节角度数据，建立了关节角度测量的数学模型，并通过足底测力踏板对该测量系统进行了验证，最后通过该系统对人体的坐站转移运动进行了动力学分析。结果表明：通过该测量系统计算的足底力与测力踏板测得的实际数据具有很大的相关系数Ｒ≥０．９１，均方根误差ＲＭＳＥ≤０．４４，利用该系统可以进行人体坐站转移的下肢动力学分析，在实际应用中切实可行。

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基于信赖域改进的动态Ｋｒｉｇｉｎｇ模型的冲压成形工艺参数优化

冯美强，谢延敏，王东涛，郭元恒

2021 (8): 99-105. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.013

摘要 ( 88 )

PDF(1917KB) ( 119 )

在工程优化问题中使用基于代理模型的优化方法能有效提高优化效率，减少优化时间。为了提高基于期望最大加点准则（ＥＩ）的动态Ｋｒｉｇｉｎｇ建模效率与精度，利用信赖域方法与最小响应面加点准则（ＭＳＰ）对期望最大加点准则进行改进，提出了改进的混合加点准则，发展了基于信赖域改进的动态Ｋｒｉｇｉｎｇ优化策略。以ＮＵＭＩＳＨＥＥＴ２００２标准考题中翼子板为研究对象，将５条拉延筋阻力作为设计变量，板料减薄率作为响应值，基于改进的混合加点准则，建立翼子板成形工艺参数与成形质量之间的动态Ｋｒｉｇｉｎｇ模型，进一步利用粒子群算法获得最优工艺参数。结果表明：优化后的工艺参数能有效消除板料成形过程中的拉裂缺陷，提高翼子板成形质量。

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功能性沥青混合料排水特性的评价研究

于立泽１，刘作强２，张海涛１，石振武１，葛琪３

2021 (8): 106-113. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.014

摘要 ( 148 )

PDF(3087KB) ( 132 )

为了研究沥青混合料的排水特性，自行研制了室内沥青混合料渗水实验模型，该模型可对大马歇尔试件的横向、纵向和整体排水情况进行测试。研究结合试件内部细观结构机理，对比分析了ＡＣ２０、ＳＵＰ２０、ＳＭＡ２０、ＯＧＦＣ１３、ＯＧＦＣ１６沥青混合料的力学性能（高、低温性能、水稳定性等），采用自制的渗水实验模型，测试５种级配类型配沥青混合料的横向、竖向和整体渗水速度。研究结果表明：５种类型沥青混合料的力学性能均满足规范要求，ＡＣ２０、ＳＵＰ２０、ＳＭＡ２０沥青混合料的横向排水性能均好于竖向。ＯＧＦＣ１３、ＯＧＦＣ１６沥青混合料的排水功能强于其余三者，而ＡＣ２０、ＳＵＰ２０、ＳＭＡ２０沥青混合料的低温性能和水稳定性高于ＯＧＦＣ１３、ＯＧＦＣ１６沥青混合料。研究论证了不同沥青混合料在力学性能和排水功能之间呈现出此消彼长的规律性，研究成果对排水功能性沥青路面的应用具有一定的理论与实用价值。

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基于ＹＯＬＯｖ４网络的违章行为检测算法

谷玉海１，曹梦婷１，修嘉芸１，任斌２，刘朔１

2021 (8): 114-121. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.015

摘要 ( 286 )

PDF(3974KB) ( 278 )

为了对数量庞大的车辆进行有效管理，使用违章行为检测算法对违章行为进行检测，从而能够更好地通过处罚、警示等手段促使驾驶人遵守交通法规，减少交通事故的发生。针对传统违章检测算法的准确率低、适应环境能力差等问题，使用基于深度学习的违章检测算法，提高违章检测算法的检测效率、准确率，增强其环境适应能力。针对驾驶人在行驶过程中使用手持电话这一违章行为，使用ＹＯＬＯｖ４网络在交通卡口数据集下进行目标检测，检测的ｍＡＰ可达９１．５９％，帧频为３８．４１ＦＰＳ，准确率较高且可以达到实时检测的要求，并根据设计的违章判据，能够准确地判断当前所检测的车辆驾驶人在行驶过程中拨打手持电话的违章行为。

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基于分层重组的不平衡数据采样方法研究

邓明阳１，２，郭应时１，刘通３

2021 (8): 122-128. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.016

摘要 ( 160 )

PDF(1811KB) ( 323 )

为了解决机器学习中不平衡数据难以用于主流数据分类器的问题，面向多种类不平衡数据，提出一种基于超平面排序、分层抽样、多类样本重组的数据采样方法，以得到可用于机器学习的分类平衡数据集。首先，求得不同种类样本的最大公共抽样数，以此确定每类样本的抽样份数；再根据数据到分类超平面的距离，对每类样本的数据进行重新排序，按照等间距对每类样本进行分层采样，确保各个样本的采样总数为最大公共抽样数倍数，构成样本内部的基数样本。最后，排列组合构造平衡数据集合。经过数据分类算法的训练和测试，结果表明：采样方法不仅实现多种类样本之间的数据平衡，也保持了样本的原有数据分布特征，提高了机器学习下游算法的精度。

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基于ＭＬＰ的相关路段流量预测模型

张弛１，付相君２，周先颖２，陈坚１

2021 (8): 129-135. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.017

摘要 ( 210 )

PDF(1587KB) ( 241 )

为解决城市路网流量检测器无法达到路网全覆盖，部分道路无法得到有效监控成为交通数据采集系统“盲区”的问题，通过多维标度法（ＭＤＳ）分析了城市路网中的路段流量相关性，并根据流量相对相关程度进行相关路段划分，针对每组相关路段基于多层感知机（ＭＬＰ）建立结构为（６，ｐ，ｑ，１）的双隐层流量实时预测模型及（６，ｐ，１）的单隐层对比模型。最后，将模型运用于重庆实例分析中，采用ＢＰ算法进行训练。结果表明：ＭＬＰ模型实现了由已知路段流量至同组其他所有未知相关路段流量的整合建模，建模过程较传统实时流量预测方法更为简洁；其中双隐层模型预测精度较单隐层模型预测精度更高，达到８７．４％，可指导路网流量检测器的布设优化。

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生成对抗网络的银行不平衡客户流失预测研究

李波，谢玖祚

2021 (8): 136-143. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.018

摘要 ( 172 )

PDF(1874KB) ( 193 )

对于常用机器学习分类算法在不均衡数据上分类性能较差的问题，提出了一种基于生成对抗网络（ＧＡＮ）的不平衡数据分类策略。所提出的策略首先利用生成对抗网络通过训练生成少数类样本，改善样本不均衡问题。使用机器学习分类器对改善后的数据集进行分类，提升该模型的分类性能。实验使用了商业银行客户数据集，采用Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ、Ｆｍｅａｎ等作为度量指标，并与ＳＭＯＴＥ等传统数据不均衡处理方法进行对比。实验结果表明：对于不平衡数据集的二分类问题，提出的ＧＡＮ模型在银行客户流失分类问题中具有可行性和适应性。最终取得了良好的度量效果，有很强的适用性及应用价值。

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人脸特征和脉搏信号特征的视频情绪识别

牛锦，王峰，宋剑桥，魏祥，师泽州，刘泽坤

2021 (8): 144-150. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.019

摘要 ( 189 )

PDF(1099KB) ( 237 )

针对当前视频情绪识别方法主要集中于对人脸表情的判读而忽略了面部生理信号中所隐含的情绪，提出一种基于人脸特征和脉搏信号特征的视频情绪识别方法。该方法首先对经过预处理的视频提取ＬＢＰＴＯＰ人脸表情特征，然后通过色度模型从视频中提取脉搏信号，并提取时域特征、频域特征及非线性特征，通过ＣＣＡ算法融合２种特征，最终利用支持向量机完成情绪的识别。在ＣＡＳ（ＭＥ）２数据库进行实验，经过ＣＣＡ融合特征后的情绪识别效果较ＬＢＰ ＴＯＰ特征的单模态情绪识别效果高３．０４％，较基于脉搏信号特征的单模态情绪识别效果高１３．８５％，说明了该方法的优越性。

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ＬＵＸ１３ＨＳ的高帧频实时成像系统设计

赵阳１，２，孙宏海１，３，杨航１，孙海超１，赵瑜１，２

2021 (8): 151-159. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.020

摘要 ( 185 )

PDF(2527KB) ( 219 )

为满足国防、科研和工业中高速成像的应用要求，设计了一种基于ＣＭＯＳ传感器ＬＵＸ１３ＨＳ的高速相机。利用现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）作为相机主控元件，驱动ＣＭＯＳ图像传感器并接收恢复图像数据，获取平均灰度值和直方图信息并在ＤＤＲ４中进行图像缓存，实现图像预处理和自适应调光，并通过ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ接口实时传输。系统测试结果表明：相机在分辨率为１２８０×７２０时，成像帧频为１６６６ｆｐｓ，实时传输帧频为５５５ｆｐｓ，能长时间稳定工作。自适应调光功能和图像预处理增强了高帧频成像的视觉效果，使相机能适应多种应用场景。

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一种抑制Ｖｉｅｎｎａ整流器启动过流控制方法

肖蕙蕙ａ，ｂ，王毅ａ，郭强ａ，ｂ，杜文睿ａ

2021 (8): 160-169. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.021

摘要 ( 152 )

PDF(4101KB) ( 228 )

为解决在传统的双闭环控制系统启动阶段，整流器启动电流过大问题。首先分析了Ｖｉｅｎｎａ整流器启动阶段的动态模型，通过构建三相半控整流桥预充电电路，并提出一种两段式启动控制策略，实现对直流母线电容的预充电；在第二阶段，设计启动阶段电压环输出ｄ轴参考电流曲线继续对直流母线电容进行充电，待母线电压上升至设定值时，接入外环控制器和负载进入稳态运行。整个过程可实现电压、电流无超调，且系统能够快速进入稳定状态。仿真实验结果表明：所提基于三相半控整流桥过流控制策略能够有效抑制冲击电流，验证了理论分析的正确性。

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基于改进遗传算法稀化立体天线阵的优化设计

秦蒙１，郝传辉２

2021 (8): 170-176. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.022

摘要 ( 114 )

PDF(2265KB) ( 256 )

针对立体共形载体天线阵方向图的高旁瓣高成本优化问题，提出了一种基于惩罚函数下保证稀化率的改进型遗传算法降低阵元数防止栅瓣。以每层天线单元的栅格编号（ｉ＆ｊ）来设定变量位置，经ＧＡ选择、交叉、变异操作改进后植入含递增系数的惩罚函数，初始化种群基因降序，降低复杂度和防止区域早熟。在种群的稀化率满足约束条件下优化天线阵方向泛函，避免在优化过程中出现不可行解，并使阵列欧式间距达到最优切比雪夫间距。以最优目标函数降低旁瓣电平峰值，在俯仰和方位上易于电扫描，其仿真数据表明：ＧＡ稀化阵列的峰值电平比现有方法改善了１．０７～１．３７ｄＢ，方位和俯仰方向的旁瓣电平和栅瓣数归一化后明显降低，能提高阵列主瓣的增益和方向性，降低阵元干扰，改善天线信号的稳定性和包络阵列的收敛性，提高雷达天线阵收发信号的穿透性。

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人体平衡能力评估方法研究及系统实现

成霞ａ，谷玉海ａ，ｂ，陈耀祖ａ，苏鹏ｂ，徐小力ａ

2021 (8): 177-182. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.023

摘要 ( 160 )

PDF(1638KB) ( 146 )

平衡能力的稳定性对个人保持身体稳定、维持各种身体姿势、进行各项日常活动、抵抗外界干扰并及时恢复身体稳定至关重要，因此对人体平衡能力评估系统的研究显得尤为重要。通过将平衡测试仪器方法与传统的观察法、量表评估法作对比，分析发现平衡测试仪器方法能更客观、定量、准确地反映人体平衡能力强弱。设计出一种新的评估人体平衡能力的系统，即结合传统评价指标、平均差以及方位差分析选取有效的平衡指标，基于人体重心位移测量方法，采用串口通讯以及ＱＴ界面设计技术，量化分析与评估测试者的平衡能力，并达到可视化的效果。实验结果表明：该系统可以客观、定量、精确地评估人体的平衡能力。

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无应力原长的覆冰输电线路找形研究

谢东升１，孙滔１，史卓鹏１，智生龙１，白天明２，李海涛２

2021 (8): 183-189. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.024

摘要 ( 157 )

PDF(2698KB) ( 235 )

为改善目前输电线路找形方法中存在的步骤繁琐、计算效率低和收敛性差等问题，提出了基于无应力原长的找形分析法。该方法基于悬链线方程，通过计算输电线无应力时长度和它相对弦线的伸长量来获得找形分析的模型和参数，然后将输电线变形等效为温度变化和比载共同作用的结果，进行有限元找形分析从而获得输电线有无覆冰时的静力学形态。基于实际线路观测的弧垂和张力验证了本方法的准确性，与其他找形方法对比，本方法设置简单且计算效率高。研究结果可为覆冰输电线路的找形提供新思路。

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配电自动化的主动配电网多目标调度模型与方法

刘方１，肖智超１，王超２

2021 (8): 190-198. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.025

摘要 ( 146 )

PDF(2708KB) ( 120 )

针对配电网中具有竞争性的优化目标，提出主动配电网多目标优化运行方法，并通过Ｎａｓｈ议价合作模型，求得多目标优化问题的Ｐａｒｅｔｏ最优解。提出的优化模型包含燃气轮机、柴油发电机、储能电源的发电成本和环境成本，可调节负荷的效用成本。将提出的多目标优化模型通过Ｎａｓｈ议价模型转换为单目标优化问题，通过常见的交替向量乘子法（ＡＤＭＭ）求解。此外，在Ｍａｔｌａｂ中建立以实际配电网为基础的３３节点主动配电网系统。仿真结果表明：所提出的模型能够得到多目标优化问题的Ｐａｒｅｔｏ最优解，同时能够鼓励可调节负荷吸纳可再生电源的发电量，减少环境污染成本，为配电自动化系统提供最优调度方案。

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不确定需求下碳减排措施对企业决策的影响研究

魏琦，鲁晨

2021 (8): 199-208. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.026

摘要 ( 98 )

PDF(1725KB) ( 141 )

近年我国积极减排，然各减排措施存在不同优缺点，不同类型行业特征不一，且企业受不确定需求冲击巨大，如何在达到最大减排成效的同时确保企业获取最大经济利润则成为难题。基于需求不确定性的背景，将市场对产品的需求水平视为正态分布随机变量，构建碳税、碳交易和减排技术投入３种情况下的利润模型，通过参考经典报童模型求解及利用Ｍａｔｌａｂ数值仿真，证明各减排措施下都存在最优生产决策，且碳税适用于需求价格弹性较大的行业，碳交易适用于需求价格弹性较小的行业，碳减排技术投入适用于对技术的选择和投入水平依赖性很强的行业。据此提出，将制造业分为机械电子制造业、轻纺工业和资源加工工业三大类，且分别应用碳税、碳交易，碳减排技术投入，针对各减排措施的应用过程给出相关建议。

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机油降解菌降解机油的响应面法优化及其动力学研究

刁志龙１，辛毅２，刘坤３，吴燕红１，高焕方１

2021 (8): 209-216. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.027

摘要 ( 115 )

PDF(2517KB) ( 149 )

从石油烃污染土壤中筛选出一株能够降解机油的菌株ＭＬ１，对其进行ＩＴＳ测序分析，ＭＬ１被鉴定为硬孔菌属真菌。在单因素实验的基础上采用响应面法中的ＢｏｘＢｅｈｎｋｅｎ设计，研究了ｐＨ值、温度和机油初始浓度３个因素对机油生物降解的影响及各因素之间的交互效应，通过响应面法优化得到的最优降解条件为温度为２６℃，ｐＨ值为７．４，机油浓度为４６００ｍｇ／Ｌ，在最优条件下实际降解率为９４．７４％。同时，在最优条件下建立动力学模型，ＭＬ１降解机油的过程符合一级动力学模型，其Ｒ２为０．９７６７，反应速率常数为０．９４１ｍｇ／（Ｌ·ｄ－１），半衰期仅为０．７４ｄ。

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两种马尔可夫链状态转移概率矩阵的估计与比较

陈雯１，吕王勇１，２，李思奇１，代娟１，邓柙１

2021 (8): 217-223. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.028

摘要 ( 271 )

PDF(1258KB) ( 537 )

首先证明马尔可夫链任意等间隔子序列仍是马尔可夫链；并给出该子序列的转移概率矩阵及其２种估计方法，即ＣＫ方程法和频率代替概率法；最后基于偏差和均方误差比较转移概率矩阵估计的优劣，计算机仿真实验结果表明ＣＫ方程法更有效。

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Ｈａｒｄｙ空间上的斜Ｔｏｅｐｌｉｔｚ算子的极小约化子空间

杜巧玲，许安见

2021 (8): 224-229. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.029

摘要 ( 154 )

PDF(1136KB) ( 151 )

首先介绍了一些相关的基础知识并引入斜Ｔｏｅｐｌｉｔｚ算子与Ｈａｒｄｙ空间的概念，然后将Ｈａｒｄｙ空间分解为３个互不相交的子空间；研究单位圆周Ｈａｒｄｙ空间上以ｚＮ为符号的斜Ｔｏｅｐｌｉｔｚ算子的约化子空间。证明得到这３部分都是斜Ｔｏｅｐｌｉｔｚ算子的约化子空间；最后给出极小约化子空间的具体形式及其个数与Ｎ的关系。

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非均匀Ｋｕｒａｍｏｔｏ振子系统的频率同步

熊河浪，张华

2021 (8): 230-236. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.030

摘要 ( 170 )

PDF(1593KB) ( 134 )

运用同步流形的局部指数稳定性理论、不动点理论，讨论了Ｋｕｒａｍｏｔｏ振子模型的频率同步问题。首先，通过重新定义振子频率同步和频率锁相，给出了一个使系统达到频率同步的充分条件。其次，将结果和奇异摄动方法得到的结果进行对比，发现在一定条件下惯性项对系统频率同步的影响不明显。最后，数值模拟进一步验证了所给充分条件的有效性和正确性。

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改进果蝇优化算法的磁流变发动机悬置振动控制策略研究

申玉瑞１，华德正１，王宁宁１，刘晓帆２，刘新华１，３

2021 (8): 237-245. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.031

摘要 ( 112 )

PDF(2798KB) ( 149 )

为了提高磁流变发动机悬置隔振性能，提出了一种基于改进果蝇优化算法（ＩＦＯＡ）的ＰＩＤ半主动控制方法。首先，通过Ｅｌｍａｎ神经网络建立了磁流变发动机悬置的正向、逆向模型，采集大量动态特性实验数据进行训练；然后，提出了一种基于云模型算法改进的果蝇优化算法，用于磁流变发动机悬置系统的ＰＩＤ控制器设计；最后，设计了磁流变悬置减振控制实验，检验所提出的基于ＩＦＯＡ的ＰＩＤ控制策略的有效性。实验结果显示：Ｅｌｍａｎ神经网络逆模型的最低辨识精度为９８．１０％；低速工况下，ＩＦＯＡＰＩＤ算法控制的发动机悬置系统的位移均方根值和加速度均方根值分别是０．１１２９７６ｍｍ、０．１４５８２９ｇ·ｓ－２；高速工况下，其位移均方根值和加速度均方根值分别是０．１４８０３８ｍｍ、０．６１７８０４ｇ·ｓ－２。

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电液比拟的液压油缸管路系统动态特性分析

秦磊，吴仁智

2021 (8): 246-256. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.032

摘要 ( 133 )

PDF(4830KB) ( 167 )

外负载冲击对液压油缸管路系统造成较大的压力振荡脉动，管路密封、连接等受到不利影响。将液压油缸管路系统动力学方程中的参数转换成液容、液感、液阻３项，以“基尔霍夫电压／电流定律”为基础，与电路类比后建立起液压油缸管路系统的电路化模拟等效回路，通过仿真分析，得到各参数的动态响应及相互关联关系。结果表明：液容和液感均会产生较大幅值的压力振荡脉动，但两者的综合作用呈现较小幅值的压力振荡脉动，证明了液容与液感间发生了较大的能量互换，压力振荡脉动主要由液容和液感产生。为控制压力振荡脉动，需使油缸管路参数响应的频率与外负载的共振频率相同，并推导出外负载阻尼比 ζ＝１时，可使整个液压油缸管路系统具备调节时间和上升时间较适宜的控制性能，压力振荡脉动的频率接近零。研究结果可为液压油缸管路系统压力振荡脉动的控制及管路设计提供理论依据。

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故障分析的军民机液压产品转换中的设计及适航研究

谷峰１，徐海２，宋彦南３，鞠洪福４，刘彬彬１，王洪志１

2021 (8): 257-264. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.033

摘要 ( 102 )

PDF(1766KB) ( 115 )

民用航空器只有达到适航要求才能进入市场运营，因此在产品的设计和选用过程中应提前掌握适航要求，从而保证符合性验证的效率和水平满足民用航空器取证的进度要求和质量要求。为了更有针对性地开展设计和符合性验证工作，有效缩短民用航空器适航取证周期，以Ｈ４２５－１００航遥型民用直升机液压产品为主要研究对象，总结了适航审定过程中军用航空液压产品应用于民机的经验，采用故障模式影响及致命度分析的方法，分析了军民主要相关标准差异性对航空液压产品的影响，提出了航空液压产品的设计要点及主要符合性验证思路。研究成果适用于主要航空机电设备，可用于建立军用航空器成品向民用航空器成品转化的设计及适航管理体系，可为航空机电设备军民转换提供借鉴和指导。

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形状误差对气体静压主轴回转精度的影响

张国庆，于贺春，王文博，王仁宗

2021 (8): 265-270. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.034

摘要 ( 98 )

PDF(1699KB) ( 90 )

为评价形状误差对气体静压主轴动态回转精度的影响，建立了考虑转子形状误差的小孔节流气体静压主轴模型并构建了实验平台。采用雷诺方程分析转子形状误差对主轴回转精度的影响过程，使用圆柱度仪测量转子的形状误差数据并进行分析处理，使用主轴误差分析仪检测气体静压主轴的动态回转精度，将两者的数据进行统计学分析。结果表明：利用转子圆柱度误差能较好地预测主轴回转精度，但采用转子半径波动标准差指标的效果更好。该研究对主轴在设计和加工时的误差控制有一定参考意义。

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在非接触式机械密封端面开设曲面浅槽新方法

霍凤伟，张健，张成建，刘逸卓

2021 (8): 271-278. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.08.035

摘要 ( 60 )

PDF(2913KB) ( 136 )

非接触式机械密封的动压槽一般在碳化钨、碳化硅、氮化硅等硬质密封面上开设，高精度加工比较困难，良好的动压槽几何形状设计及高精度加工是核心技术。发现了通过杯形砂轮线接触磨削在密封环上加工曲面浅槽新原理，在此基础上提出了３种采用机床结构参数和机床运动参数及杯形砂轮半径作为设计变量的密封环曲面浅槽设计和加工方法。按方法１给出了一个浅槽设计实例，并在改造的立式加工中心上进行验证，成功地在密封端面上加工出了曲面浅槽。

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