重庆理工大学学报（自然科学）

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Ｐ１-Ｐ４构型混合动力汽车节油率对比研究

陈东东，王铁，李国兴

2022 (8): 1-10.

摘要 ( 173 )

PDF(3285KB) ( 183 )

Ｐ１Ｐ４构型混合动力汽车已成为并联式混合动力汽车的主要构型，其主要区别是电机的位置。为了研究Ｐ１Ｐ４构型混合动力汽车节油潜力，建立了相同动力组件及车型的Ｐ１ Ｐ４构型混合动力汽车整车模型，同时搭建了基于规则、传统等效油耗最小策略（ＥＣＭＳ）和自适应等效油耗最小策略（ＡＥＣＭＳ）３种能量管理策略，在标准循环道路工况（ＷＬＴＣ、ＦＴＰ７５和ＨＷ ＦＥＴ）下对不同构型的混合动力汽车进行了数值仿真计算。结果表明：相比基于规则的能量管理策略，在ＷＬＴＣ工况下，自适应ＡＥＣＭＳ策略节油２．２２％，对复杂工况的适应性较好；不同工况下，Ｐ１和Ｐ２构型的ＳＯＣ变化趋势一致，Ｐ３和Ｐ４构型的ＳＯＣ变化趋势一致；相比Ｐ２构型，不同循环工况下Ｐ１、Ｐ３和Ｐ４构型的平均节油率为４．３９％、１０．０９％和７．５７％。

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增程式混合动力汽车能量管理策略设计与优化研究

冯仁华，孙旺兵，赵智超

2022 (8): 11-20.

摘要 ( 286 )

PDF(4381KB) ( 368 )

以某增程式混合动力汽车为研究对象，基于数据库和部分零部件试验结果，利用ＧＴＳＵＩＴＥ软件建立了增程式混合动力汽车仿真分析模型。从提高整车燃油经济性的角度出发，制定了发动机定点控制和功率跟随的能量管理控制策略，对功率跟随中的充电功率系数、定点控制中的发动机输出功率进行了优化，并对比分析了２种控制策略对整车燃油经济性和关键零部件工作状态的影响。仿真分析结果表明：在世界轻型汽车测试循环工况下，相比于功率跟随控制策略，采用选取５个发动机工作点的定点控制策略降低其控制的复杂性，而且保证发动机工作在高效率区，从而提高整车燃油经济性。定点控制（５点）和功率跟随策略下，发动机热效率分别为３９．４２％和３９．１％，发电机效率分别为９１．８２％和９１．７％。通过优化，功率跟随策略中的充电功率系数为０．０８５、定点控制（５点）策略中采用发动机输出功率为８－１８－２５－３５－４５ｋＷ时电池终止的荷电状态和平衡值基本相同，此时定点控制（５点）和功率跟随策略下的整车百公里油耗分别为４．９７、５．０１Ｌ，定点控制（５点）策略下整车百公里油耗满足低于５．０Ｌ的设计指标要求。

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燃料电池汽车双层模糊控制能量管理策略

于瀛霄，孙闫，夏长高

2022 (8): 21-28.

摘要 ( 183 )

PDF(3745KB) ( 195 )

为了研究一类以电池和燃料电池作为能量来源的电动汽车能量管理问题，建立了燃料电池电动汽车仿真模型，设计并开发了一款燃料电池测试台架，获得了燃料电池系统实际输出特性曲线及最大电流变化速率。为了降低车载燃料电池输出电流变化速率及解决整车能量分配的问题，提出了一种双层模糊控制策略，第一层模糊控制策略用于求解燃料电池与电池输出电流分配的问题，第二层模糊用于限制燃料电池电流变化速率。构造了兼顾能耗及部件耐久损耗的成本函数，通过人工蜂群算法优化了模糊控制隶属度函数分布及模糊规则权重，使运行成本函数达到最低。结果表明：燃料电池输出电流变化率得到了有效降低，同时提升了燃料电池的耐久性。在ＷＬＴＣ和ＵＤＤＳ工况下，优化后的里程分别增加了１１．２％和８．７９％。

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两种联合算法的三元锂电池ＳＯＣ估计比较

葛才安，郑燕萍，虞杨

2022 (8): 29-35.

摘要 ( 176 )

PDF(1031KB) ( 71 )

电池荷电状态（ＳＯＣ）估计的准确性受到电池模型精度的影响。为了提高复杂工况下电池ＳＯＣ估计精度，比较基于遗忘因子递推最小二乘法－扩展卡尔曼滤波（ＦＦＲＬＳＥＫＦ）和双扩展卡尔曼滤波（ＤＥＫＦ）联合算法的三元锂电池ＳＯＣ估计方法。分别利用ＦＦＲＬＳ和ＥＫＦ算法在线辨识电池模型参数，然后与ＥＫＦ算法联合进行三元锂电池ＳＯＣ估计。在动态应力测试（ＤＳＴ）工况下，两种联合算法的ＳＯＣ估计结果表明：ＦＦＲＬＳＥＫＦ联合算法的估计误差在２．４９％之内，ＤＥＫＦ联合算法的估计误差在２．６２％之内；ＦＦＲＬＳ建立的电池模型精度更高，端电压平均误差为０．３７ｍＶ。

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电动汽车城市道路行驶工况特征参数智能混合搜索算法研究

吴若园，罗文广，覃永新

2022 (8): 36-44.

摘要 ( 141 )

PDF(1095KB) ( 89 )

为了更好地解决行驶工况特征参数选择的问题，提出了一种将粒子群算法与禁忌搜索算法相结合的智能混合搜索算法。在对实车采集的数据进行预处理的基础上划分运动学片段，并按照电动汽车城市道路行驶的四种工况对片段进行分类，作为智能混合搜索算法中分类器的训练数据集和测试数据集。使用粒子群算法对行驶工况特征参数的分段参数部分的参数边界进行搜索和优化，由此计算行驶工况特征参数全集，使用禁忌搜索算法进行全集搜索，选择行驶工况特征参数最优子集。结果表明：提出的算法选择１１个特征参数组成的最优子集使随机森林分类器的识别准确度达到８７．７４％的较高水准，且能在较短计算时间内选择特征参数最优子集。

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基于大样本的电动汽车行驶工况构建方法研究

陈宝，黄春，谢光毅

2022 (8): 45-55.

摘要 ( 130 )

PDF(2584KB) ( 77 )

就目前缺乏针对电动汽车性能进行评估的行驶工况，对电动汽车行驶工况构建方法展开研究。收集了成都市３０辆电动汽车３个月的道路行驶数据，提取了８５９９条运动学片段，采用主成分分析对特征参数降维处理，通过轮廓系数和肘部法确定聚类数目，并结合粒子群算法的全局搜索能力优化Ｋ均值聚类算法的聚类中心，构建了基于大样本、时长为１５０２ｓ的电动汽车行驶工况。结果表明，构建的工况与样本数据库特征参数的相对误差不超过５％，平均相对误差为２．２８％；与国内外城市行驶工况对比，存在较大差异，有必要对电动汽车行驶工况展开研究。

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混合动力汽车双行星排齿轮机构啮合特性分析及优化

谭伟，吴盛斌，李雨涵

2022 (8): 56-64.

摘要 ( 212 )

PDF(4632KB) ( 260 )

以某混合动力耦合系统搭载的双行星排齿轮机构为研究对象，建立考虑行星架结构柔性的双行星排齿轮机构刚柔耦合动力学模型，对行星齿轮机构的啮合特性进行分析研究。在此基础上，结合齿轮修形理论，采用遗传算法，以啮合错位量最小、传动误差最小及改善齿面载荷分布为优化目标对行星齿轮机构进行微观参数优化，得出最佳齿轮修形组合。最后通过仿真实验验证了基于遗传算法的修形方案的可行性和先进性。

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轮毂电机电动汽车半主动悬架模型预测控制

江洪，陈勃，吴楚骐

2022 (8): 65-74.

摘要 ( 168 )

PDF(5276KB) ( 127 )

针对轮毂电机电动汽车非簧载质量增加而引起的整车行驶平顺性和操纵稳定性恶化的问题，提出一种基于模型预测控制（ＭＰＣ）理论的半主动悬架控制方法。建立由轮毂电机模型和空气悬架模型组成的九自由度整车系统模型；确定了车辆行驶平顺性和操纵稳定性的多目标函数及约束条件，为提高系统的垂向性能，提出了在处理有限时域内带有约束最优问题具有突出优势的ＭＰＣ控制策略。仿真结果表明：相比于未控制的半主动悬架，基于ＭＰＣ控制理论的半主动悬架对轮毂电机电动汽车的簧载质量垂向振动加速度、轮毂电机偏心距、轮胎动载荷、侧倾角速度和俯仰角速度的均方根值及其功率谱密度提升效果明显，有效地改善了轮毂电机电动汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。

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多工况下新能源汽车二级减速器传动系统的动态特性分析

汤兆平，涂松，王曼宇

2022 (8): 75-85.

摘要 ( 151 )

PDF(3869KB) ( 194 )

减速器传动系统作为新能源汽车的核心部件，承担着传递动力的重要任务。实际运行过程中，因传动系统本身结构、制造和装配误差、齿轮啮合冲击等原因，减速器传动系统成为汽车室内噪声的主要来源。以新能源汽车二级减速器的传动系统作为研究对象，利用Ｒｏｍａｘ软件构建减速器传动系统的三维模型。基于启动、加速、等速、减速、停车５种典型工况，在Ｒｏｍａｘ软件中对其依次进行静力学分析、动力学分析，导出齿轮最大接触和弯曲应力、单位长度载荷分布、传动误差等性能数据，然后将传动误差分析得到的结果设定到ＮＶＨ分析中，得到系统的振动加速度。对比研究分析不同工况条件下的数据输出结果，分析齿轮啮合力和齿轮振动的关系，为齿轮修形的减振降噪提供对比数据。

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模糊自整定ＰＩＤ对开关磁阻电机转矩脉动抑制

安治国，张振，张东阳

2022 (8): 86-93.

摘要 ( 101 )

PDF(3680KB) ( 63 )

传统的电流斩波控制策略常存在转矩脉动大的问题，限制了开关磁阻电机在ＮＶＨ性能要求较高领域的应用。在传统的电流斩波算法的基础上，提出了一种模糊自整定ＰＩＤ控制器结合ＰＷＭ信号发生器的控制策略。在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台上，搭建了基于模糊自整定ＰＩＤ策略的电机控制模型。将电机转速信息输入模糊自整定ＰＩＤ控制器，根据模糊规则确定最优ＰＩＤ参数，产生参考电流，将参考电流与瞬时电流进行比较，对输出的电流波形进行实时调整。仿真结果表明：与传统算法相比，模糊自整定ＰＩＤ控制策略响应速度快，可以减小电流波动峰值，显著提升转矩脉动抑制效果。

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含ＡＦＳ／ＤＹＣ主动分配优化的４ＷＩＤ-ＥＶ横向稳定性控制策略

陈建锋，叶贻财，吴强

2022 (8): 94-100.

摘要 ( 105 )

PDF(2986KB) ( 72 )

为改善车辆的横向稳定性能、提高整车的经济性，提出一种含ＡＦＳ／ＤＹＣ主动分配优化的四轮独立驱动电动汽车横向稳定性控制策略。该策略采用级联结构：在主动分配优化方案中引入协调变量，主动调节ＤＹＣ的有效工作区间以提升轮毂电机的工作潜能；上层控制器在主动分配优化方案、约束条件以及目标函数的基础上确定附加的横摆力矩和主动前轮转向角，使系统的状态量收敛于参考值；下层控制器基于优化的附加横摆力矩实时调整轮毂电机的扭矩，以实现效率最大化的目标。结果表明：利用该策略，车辆的质心侧偏角和横摆角速度都能较好地跟踪期望值；且相较于２种已有的策略，轮毂电机平均效率可分别提高３．９％和７．２％，整体性能提升较为明显。

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考虑转向意图的分布式电驱动汽车横摆稳定性控制

杜云雷，王先云，韩忠良

2022 (8): 101-108.

摘要 ( 178 )

PDF(2571KB) ( 136 )

为提高分布式驱动电动汽车极限工况下的操纵稳定性，提出考虑驾驶员转向意图的四轮力矩矢量控制（ＴＶＣ）策略。该控制策略利用方向盘转角识别驾驶员转向意图，并根据经验驾驶员操作特性调节车辆稳定性因数，建立含转向意图的横摆角速度期望模型。控制器采取分层式模型跟踪控制方式，上层运动控制器采用模型预测控制，决策附加横摆力矩，下层控制分配器通过二次规划的最优分配，得到四轮转矩作为控制量保持车辆对目标的跟随。最后基于ＣａｒＳｉｍ＆Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真平台，在双移线工况下对控制策略进行仿真验证。结果表明：考虑驾驶员转向意图的ＴＶＣ策略可有效减小驾驶员极限工况下的操作负荷，进一步提高车辆操纵稳定性。

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采用转子开槽的内置永磁电机噪声抑制

陈明轩，尹红彬，高永超

2022 (8): 109-116.

摘要 ( 135 )

PDF(2860KB) ( 54 )

为削弱永磁同步电机的振动噪声，提出在转子表面开弧形槽的方法。针对Ｖ型内置式永磁电机，根据电磁力计算公式计算其频率倍数、空间阶次，并使用ＪＭＡＧ软件建立二维有限元模型。通过齿槽转矩和径向电磁力的仿真结果确定转子表面槽的最佳尺寸，并对比分析有无开槽情况下径向气隙磁密、齿槽转矩、振动加速度和噪声特性。结果表明开槽会削弱电磁力，减小齿槽转矩和高次谐波，降低振动与噪声。

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基于混合特征与ＰＳＯ-ＳＶＭ的旋转部件故障诊断方法

张拓，余何，何爱民

2022 (8): 117-125.

摘要 ( 80 )

PDF(1378KB) ( 63 )

针对旋转部件故障诊断问题，为能更全面的提取部件的故障特征信息，提高模型的识别精度，提出一种基于混合特征与ＰＳＯＳＶＭ的故障诊断方法。首先，提取电流和振动信号特征参数，结合信息增益算法筛选出对故障敏感的特征参数，结合主成分分析，对敏感特征进行降维处理，消除了无关特征和冗余特征对故障诊断模型的干扰。然后，以ＳＶＭ分类器为基础，利用ＰＳＯ算法对模型参数全局寻优，提高故障诊断的识别精度。最后，利用轴承加速疲劳试验数据集将ＰＳＯＳＶＭ模型与常用故障诊断模型进行对比，验证该模型的有效性。

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基于深度学习的ＤＰＦ故障诊断及应用

陈仁祥，胡超超，孙健

2022 (8): 126-133.

摘要 ( 146 )

PDF(2145KB) ( 63 )

针对传统柴油颗粒过滤器（ｄｉｅｓｅｌｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｆｉｌｔｅｒｓ，ＤＰＦ）故障诊断中人工提取特征过程繁杂且特征参数难以表征ＤＰＦ故障状态的问题，提出基于深度学习的ＤＰＦ故障诊断方法。通过车载传感器采集发动机转速、ＤＰＦ压差等５种信号数据，经数据融合后建立压差类、温差类和压差＋温差类三类样本数据；利用深度学习特征自提取的优势，提取车辆在不同行驶工况下样本数据中压差或温差表征的ＤＰＦ故障特征；结合深度学习网络中Ｓｏｆｔｍａｘ多分类器实现端到端的ＤＰＦ故障诊断。利用ＧＴＰｏｗｅｒ仿真数据，验证了所提方法的可行性，开发了相应的应用软件。

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基于结构分析法的ＥＭＣＶＴ故障诊断与容错控制

杨新桦，谭水平

2022 (8): 134-145.

摘要 ( 107 )

PDF(1715KB) ( 30 )

汽车电子控制系统的功能安全是控制系统开发中必须考虑的重要环节。ＥＭＣＶＴ控制系统的异常可能导致高速行驶的汽车出现失速等严重的安全事故。以ＥＭＣＶＴ的调速功能安全为目标，分析了引起调速功能失效的关键故障，建立了调速系统故障模型；对故障的可检测性和可隔离性进行了ＤＭ分解，结合结构最小型超定方程集设计了４组残差信号进行故障诊断；结合故障检测与隔离系统，针对３个关键传感器故障进行控制信号的可重构分析，重新获取调速闭环控制系统中的２个关键信号，实现了传感器故障的容错控制。通过故障注入的仿真结果表明：该故障检测与隔离系统能够准确诊断出既定故障，并在故障容错控制策略下实现调速系统稳定运行，能够有效强化调速功能安全。研究成果可为诊断ＥＭＣＶＴ调速功能故障提供可行的解决方案。

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多通道特征融合卷积神经网络的齿轮箱故障诊断

张名武，李舜酩，程龙欢

2022 (8): 146-151.

摘要 ( 143 )

PDF(2348KB) ( 156 )

针对一维数据的卷积神经网络故障诊断方法无法十分准确地识别齿轮箱故障类型的问题，提出一种二维振动信号的多通道特征融合卷积神经网络（ＭＣＦＦＣＮＮ）算法。采用格拉米角场将传感器获取的一维振动信号转换为二维矩阵，将矩阵中的数值作为像素值转换为灰度图从多个通道输入卷积神经网络，经过多个卷积层、池化层及增加的融合层，导出各通道的融合数据到全连接层。在试验中，通过对多个故障数据进行训练与测试，实现齿轮箱单一故障的诊断。将诊断结果与单通道的卷积神经网络诊断结果进行比较分析，结果显示：所提方法的故障诊断准确率更高。

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回转支承局部故障动力学建模及仿真分析

江泽鹏，王志伟，段文军

2022 (8): 152-160.

摘要 ( 139 )

PDF(4827KB) ( 117 )

为探究盾构主轴承主推力滚子局部故障条件下的动力学行为，基于主轴承的几何结构与工作原理，搭建了主轴承缩比试验台，建立了主推力滚子轴承动力学模型。通过仿真与实验结果的对比，验证了所建模型的有效性。引入滚动体几何划痕模拟滚动体局部故障，建立了主推力滚子局部故障动力学模型。对比了健康滚子和故障滚子动应力状态，并且探究了转速和轴向载荷对轴承动态应力的影响。结果表明：滚子故障导致其动态应力迅速增加，可能会引起轴承进一步失效。在一定范围之内，轴向载荷比转速对故障区域应力影响更大。此外，该模型可应用于推力轴承动力学、故障诊断等相关研究。

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时域交互网络中动态嵌入轨迹预测方法

郑磊

2022 (8): 161-170.

摘要 ( 96 )

PDF(1538KB) ( 192 )

在电子商务、社交网络和教育等领域对用户和物品之间的顺序交互关系进行建模至关重要。通过表示学习模拟用户和物品的动态演化具有广阔应用前景，其中每个用户和物品均可以嵌入到欧几里得空间中，并且可以通过该空间中的嵌入轨迹对其演化进行建模。然而，现有的动态嵌入方法仅在用户采取某一动作并且未对嵌入用户和物品的未来轨迹进行建模时才会生成嵌入向量。针对这一问题，提出一种用户－物品耦合循环神经网络模型ＵＩＣＲＮＮ（ｕｓ ｅｒｉｔｅｍｃｏｕｐｌｅｄｒｅｃｕｒｒｅｎｔｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌ），学习用户和物品的嵌入轨迹。该模型使用２个循环神经网络来更新用户和物品交互关系的嵌入。此外，ＵＩＣＲＮＮ模型可以对用户和物品的未来嵌入轨迹进行建模，引入了一种新的投影算子，该算子学习并估计将来可能嵌入的用户，估计的嵌入用户用于预测未来的用户和物品之间的交互关系。在多个真实数据集进行大量实验，预测未来交互的准确率至少提高４２．９１％，预测用户状态变化的准确率平均提高１５．７９％。

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城市道路交通瓶颈识别算法研究

冯嘉松，杨国平，徐启禄

2022 (8): 171-181.

摘要 ( 128 )

PDF(3136KB) ( 109 )

随着机动车保有量逐年上升，城市道路拥堵情况愈加严重。很多交通拥堵的根源都可以追溯到交通瓶颈，通过在瓶颈处实施一些交通策略，可以改善全网范围内交通状况。因此，分析路网中拥堵扩散趋势，并进一步识别出交通瓶颈至关重要。根据路段拥堵的判断条件，分析路网中各时间节点的拥堵路段，构建拥堵路网结构图。给出了路段因果关系分析的相关定义，通过对拥堵路网结构图进行因果关系分析得到拥堵扩散趋势图，用于计算路段扩散成本，将自身拥堵成本与扩散成本之和超过指定阈值的路段视为交通瓶颈。使用ＳＵＭＯ仿真软件模拟验证，进一步在实际场景中进行测试，论证了所提技术的有效性。

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融合信任圈和移动模式的位置预测框架

魏盛杰，王鑫，戴劲

2022 (8): 182-192.

摘要 ( 84 )

PDF(1570KB) ( 58 )

针对大多数位置预测算法缺乏综合考虑社交关系以及移动模式对用户时空行为的影响，提出一种融合信任圈和移动模式的位置预测框架ＦＴＭ（ａｌｏｃａｔｉｏｎｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎｔｒｕｓｔｃｉｒｃｌｅａｎｄｍｏｂｉｌｉｔｙｐａｔｔｅｒｎ）来预测用户的下一个签到位置。通过分析Ｇｏｗａｌｌａ数据集提出一种称为信任圈的新型社交圈，并从中划分出具有代表性的三类社交关系；利用多社交圈模型模拟评估不同信任圈的影响力；根据用户移动模式的特征提出了直接访问模式以及多元访问模式，并利用加权的方法计算不同移动模式的影响力；在真实数据集上进行对比实验，实验结果表明：ＦＴＭ框架在预测下一签到位置较其他代表性算法具有更高的准确率，平均准确率可以达到９２．６％以上，并且随着空间阈值的变化，ＦＴＭ较其他方法表现出更好的鲁棒性。

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卡口数据驱动的车辆轨迹重构方法研究

张玉虎，郑皎凌，蒲良

2022 (8): 193-202.

摘要 ( 179 )

PDF(2453KB) ( 142 )

基于使用ＧＰＳ数据的传统方法存在数据共享的高障碍性和无法覆盖到道路上所有车辆等问题，提出了一种卡口数据驱动的车辆轨迹重构方法。通过一个可以学习的嵌入表达将车辆轨迹数据中的时间信息进行嵌入；使用掩码语言模型对车辆轨迹中的部分卡口进行动态掩盖；利用多头注意力和动态卷积构成的混合注意力对车辆轨迹中的卡口上下文结构进行学习，预测出被掩盖的真实卡口。实验结果表明：该模型能够有效获取车辆轨迹中不同卡口之间的关系，在卡口缺失率提高后，也能有效还原缺失的卡口。

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前口环间隙对离心泵内流特性的影响

付强，陈扬，黄倩

2022 (8): 203-209.

摘要 ( 145 )

PDF(3615KB) ( 69 )

为探究前口环间隙对离心泵正常运行及内流特性的影响，通过试验扬程与模拟扬程对比，验证数值模拟的可靠性，对５种前口环间隙泵进行对比分析。结果表明：随着前口环间隙的增大，回流增加，叶轮内部流动紊乱，导致扬程效率下降；相比于间隙０．２ｍｍ，间隙１．２ｍｍ扬程下降了５．３７％，效率下降了４．０７％，前口环间隙泄漏量增大约２．３７倍；通过时频谱分析，隔舌及前口环间隙处压力系数（ΔＣｐ）下降明显，下降值分别为０．１８６，２．０６８；因此前口环间隙在０．２～０．７ｍｍ变化时对泵的内流特性影响较大，大于０．７ｍｍ时影响较小。前口环间隙的研究为离心泵的设计和应用提供了理论依据。

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全地形叉车伸缩臂结构仿真优化设计

杨鄂川，高天，邓国红

2022 (8): 210-216.

摘要 ( 156 )

PDF(2230KB) ( 276 )

全地形叉车在完成装卸工作时，其伸缩臂作为主要承载部件会承受很大的外力。为验证某全地形叉车伸缩臂结构强度和刚度是否满足要求，利用Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ与Ａｂａｑｕｓ软件在考虑复杂接触的条件下对该伸缩臂结构进行仿真，分析其在额定工况和部分超载工况下的静态力学性能。随后将实车试验得出的各测点应力值与仿真值相比较，分析两者之间的误差，证明建模方案的可靠性。在此基础上，为解决分析结果中显示的变形较大的问题，通过改变伸缩臂截面参数以及搭接量，对伸缩臂结构进行优化。优化结果表明：在伸缩臂整体质量少量增加的前提下，变幅平面内最大挠度值明显降低，且最大等效应力和变形结果满足设计要求。

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寒区道路沥青选用及路用性能评价

李秋实，单朝晖，张海涛

2022 (8): 217-223.

摘要 ( 151 )

PDF(2485KB) ( 92 )

为研发能更好适应寒区低温气候的路面材料，采用ＳＢＳ、胶粉２种改性剂，对９０＃、１１０＃基质沥青进行复合改性。配制９０＃４％ＳＢＳ、９０＃４％ＳＢＳ／１５％胶粉、１１０＃５％ＳＢＳ、１１０＃５％ＳＢＳ／１７％胶粉４种改性沥青，对以上沥青进行常规物理性能测试、动态剪切流变试验（ＤＳＲ）的高温性能测试、弯曲梁流变试验（ＢＢＲ）的低温性能测试。以寒区低温环境为条件，高温性能符合要求为前提，选出低温性能优秀的寒区道路沥青。通过高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂试验对比分析沥青混凝土的高、低温性能及水稳定性。研究结果表明：４种沥青混合料在路用性能以低温性能及水稳定性为主要评价指标时，１１０＃ＳＢＳ／胶粉沥青混凝土的综合性能占优，９０＃ＳＢＳ／胶粉性能良好，９０＃ＳＢＳ性能基本合格，１１０＃ＳＢＳ性能最差。其中，９０＃ＳＢＳ／胶粉沥青混合料的高温性能最好，１１０＃ＳＢＳ／胶粉的低温性能及水稳定性最好。９０＃ＳＢＳ／胶粉适用于夏季温度偏高、降水量少的区。１１０＃ＳＢＳ／胶粉沥青混合料适用于冬季温度偏低、水损害严重的地区。研究结果对黑龙江省等寒区沥青路面材料选用具有一定的理论指导价值。

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金掺杂二氧化锡纳米纤维的高性能气体检测系统

盛福深，胡杰华

2022 (8): 224-228.

摘要 ( 121 )

PDF(2549KB) ( 55 )

以静电纺丝法合成Ａｕ掺杂ＳｎＯ２纳米纤维，将纳米纤维沉积在ＰｔＳｉ衬底上形成温度可控的微型传感器，开发便携式无线气体检测系统。研究了该系统在不同湿度下对丙酮等气体的检测特性。实验结果表明系统具有高灵敏度、快响应恢复及良好的抗湿特性，可以用于检测呼出气体的丙酮、氨气等气体浓度，有望应用于野外作业人员健康快速检测。

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环氧树脂／聚氨酯／硅微粉复合材料的力学性能研究

吕艳妮，曹雪娟，伍燕

2022 (8): 229-235.

摘要 ( 92 )

PDF(2503KB) ( 179 )

为了满足路用涂层的力学性能需求，制备了以硅微粉为填料的环氧／聚氨酯热固性复合材料，研究了硅微粉加量对有机无机界面相互作用力、拉伸性能的影响及相互关系。低温冷冻实验表明：ＥＰＵ树脂具备聚氨酯的低温柔韧性，且硅微粉的加量不会影响ＥＰＵ树脂的低温韧性。拉伸实验结果表明：当硅微粉的加量为ＥＰＵ质量的４％时，硅微粉对ＥＰＵ复合材料的增强和增韧效果最佳。通过ＤＭＡ实验证实：在此加量下，ＥＰＵ基体与无机ＳｉＯ２粒子界面之间有强相互作用力使玻璃化温度（Ｔｇ）升高。拉伸断裂面的ＳＥＭ图显示，硅微粉的加入使ＥＰＵ胶膜通过微空洞、裂纹铆钉以及塑性形变多种增韧机制阻止裂纹扩展，达到增强和增韧的效果。

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配电网单相接地故障类型ＣＮＮ识别方法研究

杨佳，陈勇，冯波

2022 (8): 236-245.

摘要 ( 141 )

PDF(2337KB) ( 112 )

为解决配电网发生单相接地故障时仅依靠比较动作阈值出口跳闸，不能对单相接地具体故障类型进行有效识别的问题，提出了一种基于卷积神经网络（ＣＮＮ）自适应识别电弧接地和电阻接地的方法。研究了４种单相接地的故障类型，在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ中搭建了１０ｋＶ配电网模型进行仿真。利用希尔伯特－黄变换（ＨＨＴ）构造出故障信号的时频谱图，以此作为ＣＮＮ的输入，在故障特征量被ＣＮＮ自主提取后能够分类识别单相接地故障类型。Ｍａｔｌａｂ仿真结果表明：该方法与传统机器学习算法相比具有更高的准确率。试验结果表明：投入消弧线圈、调整网络结构和加入噪声污染后，对单相接地故障类型的识别也具有良好的适应性。

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适于低压系统的ＭＭＣ均压环流优化控制策略

刘述喜，刘雅莉，陈建宏

2022 (8): 246-253.

摘要 ( 80 )

PDF(3015KB) ( 129 )

对于低压场合的模块化多电平换流器（ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）子模块电容均压以及环流抑制策略，已有研究大多过于冗杂。为此，针对低压场合的ＭＭＣ，首先分析了子模块电容电压波动与环流机理，基于此对传统的ＭＭＣ子模块电压均衡控制和平均控制形成的双环均压控制策略进行简化改进，形成单环子模块均压控制；设计了无需解耦的基于准比例谐振控制器的环流简化控制。由于子模块电压波动与环流的产生相互影响，因此将两控制方法结合形成综合的ＭＭＣ均压环流优化控制策略。仿真与实验结果表明：该控制策略能够控制子模块电压，且对环流的抑制效果更佳。

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一种改进的内嵌式永磁同步电机虚拟信号注入ＭＴＰＡ控制

严晶铖，曾成碧，苗虹

2022 (8): 254-262.

摘要 ( 147 )

PDF(2736KB) ( 113 )

针对基于虚拟信号注入的内嵌式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略存在准确性较低、响应速度慢的问题，提出一种改进的虚拟直流信号注入法的控制策略。通过设定虚拟信号自适应律，根据不同工况的需求，实时更新在ｄｑ轴注入直流信号的方向，并进一步建立虚拟功率模型，在具有自适应律的虚拟直流信号的响应下，利用虚拟功率响应中的信息实现电机ＭＴＰＡ工作点的跟踪。与此同时，通过建立小扰动模型和李雅普诺夫函数，深入分析了控制参数对ＭＴＰＡ跟踪性能的影响，可通过对系统控制的调节有效减少因系统稳态振荡产生的转矩变化，验证了虚拟直流信号注入法在极值处的局部稳定性。仿真结果表明：新方法在不产生额外转矩扰动的情况下，能弥补传统直流信号注入法的误差，在保证控制精度的同时合理简化算法，可适用于不同工况下的ＭＴＰＡ控制。

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ＨＰＬＣ应用场景下的台区曲线采集效率提升方法研究

刘丽娜，李方硕，王韬

2022 (8): 263-269.

摘要 ( 163 )

PDF(2150KB) ( 91 )

目前，基于高速电力线通信（ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｐｏｗｅｒｌｉｎｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＨＰＬＣ）技术的传统抄表方案最快只能采集１５ｍｉｎ的冻结数据，无法满足电力物联网所需分钟级数据的要求。为实现分钟级实时数据采集，对传统采集方案提出改进方案：首先，在站点（ｓｔａｔｉｏｎ，ＳＴＡ）应用层增设采集任务模块，使ＳＴＡ存储电表实时数据并按采集任务将其上传；其次，将集中器与中央协调器（ｃｅｎｔｒａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ，ＣＣＯ）模块之间的通信方式替换为以太网通信，并增设ＣＣＯ应用层收发子层模块，用以克服传输速度瓶颈；最后，将Ｑ／ＧＤＷ１３７６．２通讯协议更替为ＤＬ／Ｔ６９８．４５协议，使得从主站到站点的通讯协议规范统一，提高单帧数据的有效数据占比。实验室模拟以及现场在线台区测试结果表明：新的采集效率优化方案可实现采集现场台区５ｍｉｎ冻结数据，且上传时间维持在７０ｓ内，可在相同采集时间段内获得更多电力数据，为泛在电力物联网的业务开展建立了数据基础。

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红外地球敏感器光电组件测试系统设计

潘攀，佟亚珍，宋佳赟

2022 (8): 270-276.

摘要 ( 149 )

PDF(1942KB) ( 67 )

圆锥扫描式红外地球敏感器光电组件的性能参数直接影响卫星姿态角的测量精度。为此，设计了一种红外地球敏感器光电组件测试系统，目的是实现对光电组件光栅信号和基准信号的幅度、频率等参数的精确测量。介绍了测试系统的硬件模块实现及软件设计方法，通过傅里叶变换法实现信号幅度的精确测量，通过等精度频率测量法实现信号频率的准确测量。实验结果表明：该测试系统能够满足信号幅度和频率的精确测量，在较高的集成度下保证较强的性能和较好的计量特性。

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甘油连续生物歧化过程的状态反馈最优控制

徐恭贤，王雨竹，李竹茜

2022 (8): 277-283.

摘要 ( 104 )

PDF(1927KB) ( 53 )

研究了甘油连续生物歧化过程的状态反馈最优控制。针对甘油连续生物歧化过程的非线性常微分方程动力系统，以最大化终端时刻目的产物１，３丙二醇浓度为优化性能指标，提出了最优控制模型；通过设计线性部分状态反馈控制器，将最优控制模型转化为含反馈控制参数的动态优化问题。为了确定最优反馈控制参数，通过有限元配置形式将复杂的动态优化模型化为大规模非线性规划问题，并设计了带有多初始点策略的有效内点算法对其进行求解。通过计算得到最优反馈控制参数，实现了甘油连续生物歧化过程的状态反馈最优控制。最终获得的１，３丙二醇浓度为５４６．１２１４９９ｍｍｏｌ·Ｌ－１，是已有方法结果的１．２７９４６３倍。

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组团城市内私家车车主出行方式选择决策

任其亮，滕逸伟，谭宇炯

2022 (8): 284-289.

摘要 ( 134 )

PDF(1322KB) ( 50 )

为研究私家车车主在组团城市大背景下对于组团内部自身出行方式的选择决策，分析出行过程中出行时间和出行费用这２个重要参考点，运用累计前景理论，构造了基于累计前景理论的私家车车主出行方式选择决策模型，规范化处理了出行时间和出行费用的累计前景值，通过实例分析综合前景值的变化规律。研究表明：出行时间对于私家车车主的影响高于出行费用，在３０ｍｉｎ以内的中距离出行中，轻轨更符合私家车车主的出行心理预期，这也符合组团城市的出行规律。所提出的方法为预测组团城市私家车车主的出行选择提供了新思路。

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一种新的广义对数正态分布点估计方法

温录亮，陈平炎

2022 (8): 290-296.

摘要 ( 94 )

PDF(2256KB) ( 104 )

针对广义对数正态分布的参数估计问题，首次提出了广义对数正态分布形状参数一种新的强相合的点估计量，并给出推导证明过程。利用逆变换抽样方法对点估计量进行数值模拟，将点估计和极大似然估计、贝叶斯估计结果进行对比，结果表明这种点估计方法在进行相关大数据分布模型参数估计时，具有较好的应用价值。

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具有无限马尔可夫二维Ｒｏｅｓｓｅｒ系统的模糊Ｈ∞状态反馈控制

叶志勇，严芳，罗小玉

2022 (8): 297-306.

摘要 ( 93 )

PDF(1932KB) ( 81 )

主要研究了带有无限状态空间马尔可夫链的二维ＲｏｅｓｓｅｒＴａｋａｇｉＳｕｇｅｎｏ（ＴＳ）模糊模型系统的渐近均方稳定和Ｈ∞控制问题。首先，利用范数有界参数不确定性和转移概率矩阵，建立了离散时间无限马尔可夫链ＴＳ模糊的Ｒｏｅｓｓｅｒ模型系统；其次，通过构造一个李雅普诺夫函数，利用现代概率论和线性矩阵不等式等方法证明了闭环系统的渐近均方稳定性和Ｈ∞ 控制。最后，利用Ｍａｔｌａｂ仿真模拟验证了其有效性和实用性。

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高维纵向数据的亚组识别方法及应用

段谦，吉洋莹，黄磊

2022 (8): 307-317.

摘要 ( 113 )

PDF(1211KB) ( 96 )

在高维纵向数据建模的背景下，构建了一种数据驱动的亚组识别方法，将极大极小凹惩罚方法和同质划分方法结合起来，并基于二值分割法对回归系数之间的变点进行识别。通过统计模拟实验，将所构建的亚组识别方法和其他６种方法进行对比，检验了所构建的亚组识别方法的性能。通过一个实例数据的分析，即国内各地区生产总值和产业结构的建模，进一步阐述了该方法的优势。

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具有３个时滞的环形神经网络系统的稳定性分析

鲍芳霞，赵东霞，庞玉婷

2022 (8): 318-326.

摘要 ( 121 )

PDF(1886KB) ( 75 )

针对由４个神经元组成的具有３个时滞的双向环形神经网络模型的稳定性进行了研究，首先将该系统在平衡点附近进行线性化处理，进而求得其特征方程为４个一阶指数型多项式的连乘，然后利用指数型多项式零点分布的性质和特征根分析方法，得到保证系统稳定时参数所需满足的充分性条件，给出了３个时滞参数的临界取值，并建立了系统与时滞相关及与时滞无关的稳定性结论。

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