重庆理工大学学报（自然科学）

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张孝良，卢鑫，聂佳梅

2022 (10): 1-11.

摘要 ( 146 )

PDF(3643KB) ( 194 )

针对单独的天棚阻尼或天棚惯容控制策略不能同时适应路况和载荷条件变化的问题，也为了更好地平衡车辆对于行驶平顺性和轮胎接地性的需求，结合天棚惯容与混合阻尼提出一种新的理想混棚系统，优化确定了系统中的天棚惯容与混合阻尼系数；考虑惯容与阻尼是独立还是关联调节两种情况，分２种不同控制方式、３种不同控制策略半主动地实现了理想混棚系统，并对比分析了独立型、惯容主导型与阻尼主导型３种控制策略的控制效果。仿真结果显示：相比于被动悬架，３种混棚悬架加速度均方根值降幅均达到４０％以上；在Ａ、Ｂ、Ｃ３种等级的路面上，混棚悬架的车身加速度均方根值的降幅均达到２８％以上；相比于天棚阻尼悬架，混棚悬架的车轮动载荷降低２７．５％以上，证明了采用混棚控制的半主动悬架系统在多种路况与多种载荷条件下均获得良好的行驶平顺性与轮胎接地性，表明在汽车悬架中引入混棚控制很有必要。向和横向固有频率值逐渐增大。研究结果为仿生蛛网安全轮胎的结构优化提供了参考。

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考虑起步意图的Ｐ３构型ＡＭＴ-ＰＨＥＶ双层模糊起步控制策略研究

罗勇，柳明生，阚英哲

2022 (10): 12-20.

摘要 ( 119 )

PDF(4406KB) ( 123 )

机械式自动变速器（ａｕｔｏｍａｔｉｃｍａｎｕａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＡＭＴ）在起步和换挡过程中存在动力中断问题，在乘用车中应用较少。以ＡＭＴ为基础构建Ｐ３构型的插电式混合动力系统（ｐｌｕｇｉｎｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ，ＰＨＥＶ），在起步换挡过程中可利用Ｐ３电机助力，极大地减小起步换挡过程中的冲击度，缩短起步换挡时间、减小滑摩功。针对ＡＭＴ起步时间长，滑摩功和冲击度较大等问题，结合Ｐ３构型ＡＭＴＰＨＥＶ结构特点，提出考虑起步意图的双层模糊起步控制策略。首先，对Ｐ３构型ＡＭＴＰＨＥＶ系统起步动力学进行分析；其次，分析道路坡度、驾驶员意图和主、从动盘转速对结合速度的影响规律，建立驾驶员模糊控制器和结合速度模糊控制器；最后，根据不同车况对离合器空行程进行修正，确保在起步过程中离合器空行程结合时不发生冲击。建立Ｐ３构型ＡＭＴＰＨＥＶ起步控制仿真模型，将考虑起步意图的双层模糊起步控制策略与传统控制策略进行对比，结果显示：６０％踏板起步时，滑摩功由４．２５ｋＪ减小到３．７５ｋＪ，同步时间由１．２ｓ减小到１．１ｓ；踏板开度为１００％时，同步时间由１．１ｓ减小到０．４ｓ。

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分布式驱动差动转向汽车的纵横向力协调控制研究

田杰，张纯涛

2022 (10): 21-30.

摘要 ( 165 )

PDF(1293KB) ( 196 )

针对分布式驱动前轮差动转向电动汽车提出了轮胎纵横向力协调控制方法，旨在保证汽车转向纵向车速恒定的同时，提高汽车的横向稳定性。建立了差动转向车辆动力学模型，设计了分层控制器，上层控制器通过滑模控制求得差动转向车辆跟踪参考模型所需要的力与力矩，下层控制器选用轮胎负荷率最小化为目标函数，利用二次规划方法将上层控制器求出的力与力矩进行分配。与无协调控制的车辆进行仿真对比。结果表明：在高附着系数路面，无协调控制的车辆质心侧偏角与横摆角速度与参考值的最大偏差分别为０．００７ｒａｄ和０．１ｒａｄ／ｓ，在低附着路面下分别达到０．０３ｒａｄ和０．５１７ｒａｄ／ｓ。而有协调控制的车辆无论是在高附着系数路面还是在低附着系数路面，其纵向车速、横摆角速度和质心侧偏角都能很好地跟踪参考值，轮胎负荷率也得到有效控制。可见，所提出的控制策略是行之有效的。

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基于博弈论的车辆转向与驱动稳定性协同控制

陈亚伟，甘桦福

2022 (10): 31-40.

摘要 ( 161 )

PDF(2893KB) ( 258 )

为了解决四轮转向（ＦＷＳ）和主动驱动控制（ＡＤＣ）２种并存底盘控制系统的潜在冲突问题，进一步提高车辆的横向稳定性，基于博弈论，提出了一种开环信息模式下转向与行驶稳定性控制系统的协同控制策略。在博弈论架构内，将四轮转向（ＦＷＳ）和主动驱动控制（ＡＤＣ）２个相关控制系统视为２个博弈者，采用微分博弈模型对２个子系统的动态交互进行建模和求解。为了实现协同控制策略，采用了一种权值可调节的车轮转矩分配方法。为了验证协同控制策略的有效性，进行了Ｃａｒｓｉｍ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真测试。仿真结果表明：基于博弈论的协同控制策略可以合理协调四轮转向（ＦＷＳ）和主动驱动控制（ＡＤＣ）２个相关控制系统的控制权限，有效提高车辆的横向稳定性。

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考虑道路条件和车速的横纵向控制驾驶员模型

叶明，全洪乾，刘景升

2022 (10): 41-50.

摘要 ( 126 )

PDF(4612KB) ( 282 )

针对智能汽车在复杂路径下跟踪效果不佳的问题，考虑车辆横纵向动力学耦合作用，提出一种横纵向控制驾驶员建模方法。根据道路条件对车辆转向和速度控制的影响，建立一种考虑路径曲率和横向坡度的多约束车辆动力学模型，并推导车辆侧翻和侧滑的临界速度，预测参考路径的安全车速；采用横向模型预测控制获得最优的前轮转角控制序列，纵向ＰＩＤ控制实现纵向速度跟随；搭建ＳｉｍｕｌｉｎｋＣａｒＳｉｍ和硬件在环联合仿真系统。仿真结果表明：横纵向控制驾驶员模型能够预测安全车速，提高路径跟踪精度和行驶稳定性，同时具有较好的鲁棒性。

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随机激励下油气悬架系统的非线性振动分析

王靖岳，付彦植，王浩天

2022 (10): 51-57.

摘要 ( 120 )

PDF(1651KB) ( 115 )

为了研究油气悬架系统的非线性振动特性，以某种采用油气悬架的重型车辆为研究对象，建立１／４车体２自由度油气悬架的数学模型，对系统施加通过高斯白噪声模拟出的随机路面激励，应用Ｍａｔｌａｂ软件对系统进行仿真，采用Ｐｏｉｎｃａｒé映射图、时间历程图、功率谱图、相图和李雅普诺夫指数作为依据研究油气悬架系统的运动状态。结果表明：当路面激励幅值在０．１５２～０．１９２ｍ时悬架系统发生混沌运动；当激励圆频率在２．４～１２．８ｒａｄ／ｓ时发生分岔现象；随着阻尼孔等效面积的增大，系统的稳定性逐渐降低，甚至发生混沌运动；当气室的初始压力在３．０６７×１０６～３．５６２×１０６Ｐａ时悬架系统发生混沌运动；当气室的初始体积在２．１７９×１０－３～２５４３×１０－３ｍ３时悬架系统发生混沌运动。通过合理地选取汽车结构参数会有效地提高汽车的行驶平顺性。

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变道过程非线性模型预测轨迹跟踪控制

卢静，金智林

2022 (10): 58-65.

摘要 ( 92 )

PDF(3707KB) ( 148 )

针对变道过程中由于路面附着系数变化引起的模型非线性问题以及滚动优化算法对于实时性的要求，提出了变道过程非线性模型预测轨迹跟踪控制策略，分析了低路面附着系数引起的模型非线性特性，建立了变道过程轨迹跟踪模型及其前轮转角滚动时域优化求解方法。仿真分析及硬件在环测试可得，相比现有的线性轨迹跟踪方法，所提出的算法在高附着系数路面和低附着路面上的轨迹跟踪精度平均可提高１４．３５％，车辆横摆角速度跟踪误差平均可降低２４．３５％，侧向加速度误差平均可降低１９．６７％，有效实现了车辆在不同附着系数条件下的避障轨迹跟踪控制。

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基于仿人逻辑预测控制的自平衡摩托车系统研究

徐鹏，曾俊杰，但远宏

2022 (10): 66-72.

摘要 ( 112 )

PDF(2358KB) ( 227 )

为了提升两轮自平衡摩托车的平衡性，建立了自平衡摩托车动力学模型和使用了一种基于仿人逻辑预测控制器，该控制器结合了逻辑控制器和预测控制器的优点，并对陀螺框架进动角速度控制以及同步响应的车体初始侧倾角度的平衡控制，同时加入横向干扰的情况下进行仿真。结果表明采用仿人逻辑预控制器优于ＰＤ控制器和ＭＰＣ控制器，加快了车体侧倾角度的平衡响应速度，陀螺框架进动角度明显降低，提高了系统整体抗干扰能力。

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汽车异响噪声源定位方法研究进展与展望

赵卫东，徐鑫蔚，宋睿

2022 (10): 73-83.

摘要 ( 225 )

PDF(1391KB) ( 283 )

针对汽车异响噪声源难以定位的问题，对传统噪声源识别定位方法、工程信号处理方法、阵列定位方法、基于人工智能的定位方法，进行了系统性的总结和分析，指出适用于汽车异响噪声源定位的方法，对比了这些定位方法的应用范围和优缺点。最后对汽车异响噪声源定位方法的未来发展作了几点展望。

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轿车车窗上升过程振动响应及噪声仿真

李文平，何川林，张帅

2022 (10): 84-90.

摘要 ( 134 )

PDF(2943KB) ( 141 )

以某轿车左前门车窗系统为研究对象，建立了车窗系统的动力学仿真模型和声学仿真模型。通过密封条拉伸试验和ＣＬＤ测试结合密封条ＣＬＤ仿真的方法，对密封条有限元模型进行标定，得到了密封条的本构模型和准确的密封条有限元模型。对车窗升降系统实体模型进行处理建立动力学仿真模型，将采集到的升降电机本体振动加速度在电机安装点处输入仿真模型作为外界激励，从仿真计算结果中提取车门内板对标点处的振动加速度，与试验测出的该点振动加速度对标，校正了模型并得到准确的动力学仿真结果。在声学软件中建立声腔模型，将动力学仿真结果导入声腔模型中作为边界条件，试验测出升降电机的单体噪声导入声腔模型中作为声源，在声腔模型中主驾左耳位置处设置声学响应提取点，建立车窗上升过程的声振耦合仿真模型，仿真计算得出主驾驶左耳处的声压响应，与该处试验值进行对比验证了所建声学仿真模型的准确性。

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考虑轮胎、衬套力学特性的车辆振动噪声分析及优化

雷刚，陈志豪，赵春

2022 (10): 91-99.

摘要 ( 117 )

PDF(2638KB) ( 139 )

车辆轮胎和底盘中的橡胶衬套属于非线性零部件，造成基于线性系统的虚拟传递路径分析法（ｖｉｒｔｕａｌｔｒａｎｓｆｅｒｐａｔｈａｎａｌｙｓｉｓ，ＶＴＰＡ）误差较大，不具备参考价值。以某款车型作为研究对象，探究车辆在Ａ级路面行驶时轮胎以及前后悬架中的橡胶衬套的刚度范围，将等效刚度值应用于ＶＴＰＡ中，完成非线性系统的线性转化。结果表明：该方法预测了车辆的振动噪声响应，有利于改善关注点的振动加速度峰值与噪声声压级峰值。

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采用锯齿结构的车辆冷却风扇降噪研究

唐杰，朱茂桃

2022 (10): 100-110.

摘要 ( 97 )

PDF(4809KB) ( 140 )

为降低冷却风扇的气动噪声并保证其气动性能不下降，参照试验，建立冷却风扇流场和声场的计算模型，通过计算流体力学（ＣＦＤ）／计算气动声学（ＣＡＡ）联合仿真方法，对风扇的气动性能和气动噪声性能进行仿真预测。将带有不等高、角度倾斜特征的叶片后缘锯齿结构引入冷却风扇结构设计中，进行参数化建模，结合正交试验研究了各参数对风扇风量以及噪声值的影响程度及影响趋势。结合响应曲面法（ＲＳＭ），得到了叶片后缘锯齿结构优化方案，优化后的风扇模型气动噪声性能和气动性能都有改善，为车辆冷却风扇的参数设计提供了新的思路。

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基于频带声能量的关门声声品质评价模型

金龙娥，黄泽好，陈华语

2022 (10): 111-118.

摘要 ( 133 )

PDF(2230KB) ( 104 )

针对汽车关门声信号的非稳态特性，采用小波包时频分析方法，建立以频带声能量为输入、主观偏好值为输出的汽车关门声声品质客观量化模型。采集汽车关门声声样本并进行声品质主观偏好性评价试验，建立基于２４Ｂａｒｋ域的小波包滤波器组，提取各听觉频带内的声能量，利用遗传算法优化的ＢＰ（ｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）神经网络建立频带声能量与主观偏好值之间的客观量化模型。结果表明：与基于心理声学客观参数的关门声声品质评价模型相比，基于频带声能量的关门声声品质评价模型在误差绝对值均值、均方误差、拟合系数方面均有明显提高，说明基于频带声能量的关门声声品质评价模型的预测精度更高。

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考虑摩擦生热的扭动微动热力耦合数值分析

谭升旭，刘娟，沈火明

2022 (10): 119-125.

摘要 ( 95 )

PDF(3600KB) ( 106 )

摩擦产生的表面温升和热传导，是微动接触中导致接触材料磨损损伤的重要因素，但摩擦生热引起的温升对扭动微动磨损的影响机制尚未揭示。本文基于摩擦耗散能建立了扭动微动磨损的热力耦合数值模型，将退化后的模型数值结果与Ｊｏｈｎｓｏｎ解析解进行了对比，验证了模型的正确性。在此基础上，本文对接触表面的ＶｏｎＭｉｓｅｓ应力分布、温升与塑性变形进行了预测和讨论，并对表面塑性变形与温升之间的关系进行了分析。结果表明：在完全滑移状态下，接触表面有明显的温升，发生了较大的塑性变形；且随着温度升高，表面塑性变形显著增加。因此，在扭动微动中，摩擦产生的温升会显著扩大接触表面的塑性变形，致使材料在完全滑移状态下发生严重磨损。

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真空管路中内部结露机理及试验研究

朱冬，郭鑫

2022 (10): 126-132.

摘要 ( 245 )

PDF(1994KB) ( 167 )

为研究内部结露的机理和影响因素，建立内部结露试验台，进行不同条件下的试验。通过分析真空系统工作过程，得到内部结露的发生必须同时满足气体湿度饱和及析出的液滴不被排出系统２个条件。以一端与压力传感器连接，另一端与吸盘连接的气管为对象，建立了气体湿度、压力可调的试验系统，在设定的湿度及压力条件下进行了定周期的充气和抽真空试验，在真空管路中复现了内部结露。试验结果表明：结露以滴状凝结形式出现，最先发生于管路末端与压力传感器连接处并逐渐向气管出口扩展。气体湿度越大、真空度越高、气管越长、气管直径越大，管路内部越易出现结露。试验结果证实了真空系统中内部结露的发生形式及因素的影响，可为内部结露的预防提供参考。

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控制力矩陀螺转子框架耦合系统动力学分析

葛帅帅，曾四海，张志刚

2022 (10): 133-139.

摘要 ( 62 )

PDF(4812KB) ( 121 )

针对传统分析方法将转子系统、框架系统分离而存在的不足，提出控制力矩陀螺转子框架耦合系统动力学分析方法，利用ＡＢＡＱＵＳ建立转子、框架及耦合系统有限元模型，对转子、框架、耦合系统进行模态分析和谐响应分析，揭示转子、框架、耦合系统模态特性和谐响应规律。结果表明：与单独分析转子、框架相比，转子框架耦合系统动力学特性的分析结果有较大差异，通过转子框架耦合系统分析可有效筛选系统共振点；转子、框架、转子框架耦合系统谐响应“峰值”频率与模态频率并不完全对应，且各阶“峰值”大小不同，这与振动参与系数有关，合理设计振动参与系数可有效提升系统优化设计准确性。所得结果可为控制力矩陀螺优化设计提供理论参考。

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全域优化孪生向量机的钢板表面缺陷图像分类

胡鹰，侯政通，安宇

2022 (10): 140-150.

摘要 ( 96 )

PDF(1514KB) ( 105 )

针对传统的钢板表面缺陷图像分类算法只是单纯地将异类样本分开，没有充分考虑到样本之间底层数据的关联性，在孪生支持向量机的基础上，提出了一种全域优化孪生支持向量机钢板表面缺陷图像分类算法。首先，嵌入线性判别分析，挖掘钢板表面图像数据全局结构信息，最小化同类样本间离散度；其次，采用Ｋ最近邻算法，最大化异类样本间离散度；最后，利用核函数，在高维空间解决非线性问题分类，得到表面缺陷图像分类结果。在２个公开数据集上的实验结果表明：所提方法对钢板表面缺陷图像分类的准确率可达９４．９０％和８９．１９％，比其他算法有进一步提升。

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基于ＬｉＴｏＳｉｍ的圆柱齿轮参数化建模与接触分析

李少奇，李九一，冯志强

2022 (10): 151-158.

摘要 ( 55 )

PDF(2407KB) ( 121 )

使用渐开线圆柱齿轮轮廓线方程建立单齿几何轮廓，将轮廓按照合适的方式进行分区，利用超限映射法进行四边形结构网格划分。将获得的单齿网格节点进行旋转拉伸得到完整渐开线圆柱齿轮坐标信息，依据特定节点编号方式组合成四边形单元或六面体单元，从而获得整个齿轮有限元网格模型。模型的构建通过编程完成，嵌入国产自主研发ＣＡＥ软件ＬｉＴｏＳｉｍ中，可以实现参数化建立渐开线圆柱齿轮有限元网格模型。使用ＬｉＴｏＳｉｍ软件对直齿轮传动过程进行模拟，验证了齿轮模型建立方法的有效性。

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气动软阀逻辑回路在软体机器人控制中的应用

赵慧，谭代彬，张峰

2022 (10): 159-165.

摘要 ( 130 )

PDF(3151KB) ( 265 )

提出了一种可用于六足软体机器人步态控制的气动软阀逻辑回路，气动软阀逻辑回路由气动环形振荡器、三通双稳态软阀、手动控制器组成。由气动软阀组成的环形振荡回路可自主产生３组不同相位的气压振荡周期信号。对气动环形振荡回路振荡周期的影响因素进行了建模与分析。整个气动软阀逻辑回路具有完全柔软性且不含任何电子元件，可应用于限制电子设备使用的环境，如：躲避电信号监测、对电火花敏感等极端环境。经测试，软体机器人在３种不同工况条件下运动的步态周期分别为Ｔ１≈３．０２ｓ、Ｔ２≈４．１０ｓ和Ｔ３≈４．９６ｓ。气动软阀逻辑回路可控制六足软体机器人实现预期动作。

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无人机空中基站的路径规划研究

周永涛，刘唐，彭舰

2022 (10): 166-175.

摘要 ( 148 )

PDF(2309KB) ( 148 )

在无人机网络中，地面用户的移动可能降低用户与基站无人机间的无线通信速率，造成网络性能损失。为了避免这种损失，提出一种基于深度强化学习的基站无人机路径规划方法。该方法能够计算出在连续动作空间内无人机的飞行动作，帮助无人机实时追踪地面移动用户，提高用户与基站无人机间的无线通信速率，增强网络性能。将无人机提供通信服务的任务周期划分成多个时隙，每个时隙内地面用户移动的位置视为固定，每个时隙内的网络吞吐量为该时隙内所有用户的无线通信速率之和；以最大化任务周期内网络总吞吐量为目标，运用深度确定性策略梯度算法实时计算每个时隙内无人机的飞行动作，实现对无人机的路径规划。仿真实验结果表明：在考虑地面用户移动的无人机网络中，所提方法与３种常见的基准方法相比，在网络吞吐量上有更好的性能表现。

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姿态变换护理机器人的轨迹规划与仿真

董文超，张争艳，马聪

2022 (10): 176-184.

摘要 ( 74 )

PDF(4023KB) ( 110 )

目前市场上的护理机器人存在价格昂贵、功能单一、普及率较低等问题。为实现下肢功能障碍患者坐－躺－站３种姿态间的变换，研制了一款新型姿态变换护理机器人。基于机器人的运动学分析，运用五次多项式插值法对姿态变换护理机器人的运动轨迹进行了优化，建立ＡＤＡＭＳ虚拟样机并进行了运动学仿真，仿真表明优化后的运动轨迹合理。最后制作了机器人样机，优化后的运动轨迹能够使被护理人更舒适的进行姿态变换，提高了机器人在工作过程中的稳定性，表现出良好的性能。

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改进ＡＣＯ算法的ＵＡＶ航迹规划在山区物流配送中的应用研究

巫茜，黄浩，曾青

2022 (10): 185-191.

摘要 ( 117 )

PDF(1978KB) ( 124 )

为了克服山区完成物流配送任务时无人机在三维飞行路径规划中采用蚁群算法（ＡＣＯ）易陷入局部极值、前期收敛速度慢的难题，提出了一种改进ＡＣＯ的无人机三维航迹规划优化算法。建立了适合无人机飞行的三维环境模型；综合考虑航迹长度、障碍物碰撞和高度变化等因素，构建了适应度函数；提出了一种改进信息素更新规则的蚁群算法，在启发函数中加入航迹引导因子，以克服ＡＣＯ算法前期搜索效率低和收敛速度慢的问题，避免陷入局部极值。以２２０ｋｍ×２２０ｋｍ×８０ｋｍ任务空间的三维航迹规划为例，仿真实验数据显示：采用改进后的算法可避免ＡＣＯ算法的缺陷，验证了所规划出的航迹最短且其综合指标最佳。研究结果表明：采用新航迹规划算法在山区三维环境下进行物流配送是可行和有效的。

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方向性ＪＰＳ的移动机器人全局路径规划方法

马少博，王立勇，丁炳超

2022 (10): 192-199.

摘要 ( 151 )

PDF(3403KB) ( 141 )

针对传统ＪＰＳ算法存在搜索节点数多、搜索方向不明确和搜索时间长等问题，提出一种结合目标点方向信息的改进ＪＰＳ算法。融合目标点方向向量和节点初始搜索方向，构建跳点搜索方向优先级，使跳点在扩展过程中优先向目标点方向检索，减少搜索不必要的节点，在降低路径规划计算量的同时提高搜索效率。在不同尺寸、不同障碍物复杂度的栅格地图中对改进ＪＰＳ算法进行仿真验证。实验结果表明：相比于传统ＪＰＳ算法，改进ＪＰＳ算法在路径规划过程中平均搜索时间减少４３％～６４％，节点总数减少３８％～６４％，跳点利用率超过５０％。将改进ＪＰＳ算法应用于基于ＲＯＳ的实际机器人导航实验中，证明改进ＪＰＳ算法能高效、快速地解决移动机器人全局路径规划问题。

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量子粒子群算法在配电网恢复重构中的应用

宫宇，张莲，李涛

2022 (10): 200-207.

摘要 ( 95 )

PDF(2747KB) ( 96 )

分布式电源的大量接入使得原有配电网恢复重构方法无法用于复杂规模化的配电网。针对此问题，提出一种基于改进量子粒子群算法的配电网恢复重构方法。以最小有功网损和最小电压偏差为目标函数，构造配电网恢复重构模型；为了降低配电网的复杂度，提升算法计算效率，将配电网进行分区简化；将ＩＥＥＥ３３配电网作为算例进行仿真测试，结果表明该方法能实现对包含多类型ＤＧ配网的恢复重构，在恢复非故障区域供电的同时有效地降低网损，改善节点电压分布，提高配电网的供电可靠性与运行经济性。

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混合式步进电机自抗扰控制器状态观测反馈优化方法

刘艺，刘宝泉，鲁毛毛

2022 (10): 208-215.

摘要 ( 117 )

PDF(1278KB) ( 199 )

由于混合式步进电机齿槽转矩的存在，其在中低速运行时存在转矩脉动问题，且开环控制难以有效抑制。通过对混合式步进电机转矩脉动产生机理及影响因素的分析，提出了一种观测器反馈的自抗扰矢量控制（ｏｂｓｅｒｖｅｒｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ，ＯＦＡＤＲＣ）算法。取消自抗扰控制器的跟踪－微分器环节，将给定转速直接作为输入，对扩张状态观测器中部分参数进行改进，用电机实际转速代替观测器输出量ｚ１，状态观测器用于得到对扰动项的估测量ｚ３。通过优化各控制模块减少可调参数，快速补偿步进电机的外部干扰力矩，降低电机加载后转矩脉动幅值。与传统ＰＩ矢量控制方法进行仿真对比，在０．１、０．２和０．３Ｎ·ｍ负载转矩下，转矩脉动分别降低了４．８％、１２．８％和１６．２％；在１２、２４和３６Ｖ供电电压下，转矩脉动分别降低２．２％、４．８％、１７．４％，验证了所提控制算法的有效性。

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永磁同步电机超螺旋滑模自抗扰调速系统设计

杜海明，高函，胡智宏

2022 (10): 216-222.

摘要 ( 156 )

PDF(1244KB) ( 195 )

针对永磁同步电机调速系统中，非线性自抗扰控制（ＡＤＲＣ）存在参数过多和线性自抗扰控制（ＬＡＤＲＣ）快速性较差等问题，基于超螺旋滑模算法的快速性特点，提出了超螺旋滑模自抗扰控制（ＳＴＳＭＡＤＲＣ）策略。将超螺旋滑模算法引入到自抗扰控制中，对自抗扰控制中的非线性状态误差反馈控制率和跟踪微分器进行优化，提升系统的快速性能，简化参数整定，并采用李雅普诺夫函数进行稳定性证明。仿真结果表明：超螺旋滑模自抗扰速度控制器提高了ＰＭＳＭ调速系统的快速性和鲁棒性。

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改进ＰＬＬ的永磁同步电机无传感器控制研究

姚国仲，李涛，郝剑

2022 (10): 223-230.

摘要 ( 138 )

PDF(1961KB) ( 293 )

针对滑模观测算法因高频抖振引起的无感永磁同步电机转子速度和位置估计误差较大、反电动势幅值失配问题，提出一种改进ＰＬＬ的滑模观测永磁同步电机无传感器控制算法。设计了抑制反向电动势次级谐波的自适应滤波算法，减小了转子速度和位置估计误差；引入幅值归一化算法，解决了因电机参数变化引起的反电动势幅值失配问题，提升了系统的抗干扰能力和动态响应速度。仿真结果表明：新算法的观测精度较高，转速估计误差仅为５ｒ／ｍｉｎ，转子位置估计误差仅为０．１ｒａｄ，且在阶跃输入信号下有较强的动态响应性能。

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树种ＬＳＴＭ的冷水机组预测优化模型研究

王华秋，李春洋，李永德

2022 (10): 231-238.

摘要 ( 93 )

PDF(1264KB) ( 145 )

为提升中央空调冷水机组能源转化率，提出了用长短时记忆网络（ＬＳＴＭ）预测制冷机组能源转化率和改进的树种算法（ｉＴＳＡ）来优化运行参数。首先，将冷冻水的供回水温度、冷却水供回水温度、冷冻水流量、冷却水流量、供冷负荷作为输入，能源转换效率（ＣＯＰ）作为输出，建立基于长短时记忆网络的能效预测模型；其次，将预测结果作为参数优化的目标，通过ｉＴＳＡ算法对运行参数进行优化，推断达到离心式制冷机组能效最大的最优参数；最后，以某卷烟厂的离心式制冷机组为研究对象，对冷水机组的能效进行推断，并与已有方法进行对比分析。结果表明：该方法不仅建立了高精度的能效预测模型，而且对运行参数进行了合理的优化，能有效节省冷水机组的能源。

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正流量液压挖掘机平地工况下压力抖动研究

孟俊晓，陈俊翔，卢子艺

2022 (10): 239-248.

摘要 ( 109 )

PDF(4332KB) ( 73 )

针对正流量液压挖掘机在微动工况下进行平地作业时的压力抖动问题，对正流量系统正流量泵、主多路阀和优先逻辑阀等元件在平地工况下的控制特性进行研究，建立主阀与优先逻辑阀的数学模型，分析平地工况下压力抖动的根源，并根据某型号液压挖掘机搭建高精度机电液联合仿真平台，对压力抖动进行溯源。研究结果表明，优先逻辑阀在平地作业时的异常启闭是引起压力抖动的主要原因。改进优先控制程序后，通过仿真平台和验证，压力抖动问题可基本解决。

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真空系统抽气性能的数值仿真分析

郭嘉炜，黄思，李松峰

2022 (10): 249-255.

摘要 ( 278 )

PDF(2705KB) ( 493 )

选取某真空系统为研究对象，该系统主要由真空泵、真空室和管道等元件组成。运用流动系统的一维仿真软件Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ计算真空系统在特定工况下的抽气速率、压力、密度等参数随时间的变化规律。首先采取与理论方法、Ｆｌｕｅｎｔ三维方法计算简单系统模型对比的方式，验证Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ对真空系统计算的有效性，然后运用Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ模拟计算多元件且结构复杂的真空系统。研究表明：对所研究的真空系统，Ｔ型管产生的局部阻力比管道沿程阻力对气体压降和密度影响更大，对达到特定压力指标所需时间的影响随着抽气过程逐渐减小；整个抽气过程中真空系统管道基本处于湍流状态。Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ计算与理论计算、Ｆｌｕｅｎｔ模拟结果变化趋势一致，偏差较小，表明应用流动系统尺度的一维软件，可以有效分析多元件且结构复杂的真空系统问题。

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激光与二维码相融合的ＡＧＶ自主导引建模与仿真分析

徐红举，鲁力群，孙萌

2022 (10): 256-263.

摘要 ( 79 )

PDF(2396KB) ( 92 )

针对ＡＧＶ在复杂工作环境中的导引问题，设计了激光与二维码技术相融合的导引方案并进行了建模与仿真分析。通过在系统中导入地图，利用激光ＳＬＡＭ技术对ＡＧＶ的工作环境进行扫描，做到基本的自我定位和避障，再利用二维码标签所标记的坐标信息和路径信息，运用蒙特卡罗算法，修正激光定位的误差，完成ＡＧＶ的精准定位和柔性导引，将装载的货物配送至指定位置。通过仿真验证了该导引方案的可行性，弥补了单一导引方式的不足，降低了导引误差，定位精度可保持在１０～１５ｍｍ，并便于追溯和调整ＡＧＶ的行驶路径，实现复杂多变环境中的应用。

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无人机巡检图像下的装配式管线移位分析方法

王皓，雍歧卫，方钢

2022 (10): 264-269.

摘要 ( 60 )

PDF(2160KB) ( 87 )

装配式管线系统通常铺设于地表，距离长且面临的情况复杂，在管道输送过程中会受外力作用产生移位现象，需要一种方法准确检测移位情况是否影响输送安全。分析管线移位的受力特点，提出了一种通过巡检无人机所采集的图像资料计算移位管段弯曲失度的数学模型，运用ＶＣ＋＋语言开发功能性模块，实现了管线移位情况的量化检测和智能预警。实验证明，该方法相较于传统判别方式能够更快、更准地检查管段安全隐患，提升管道输送的智能化水平和可靠性。

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基于ＧＡＩＮ插补和因子空间回归的我国人口出生率时空分布及影响因素分析

苏理云，吴俣

2022 (10): 270-278.

摘要 ( 108 )

PDF(2429KB) ( 141 )

基于全国２０１５—２０１９年３１个省市人口出生率的时空数据，重点在于研究社会保障、生育政策和经济发展对于人口出生率的影响，从而对提高人口总和生育率，实现代际更替提供科学支撑。首先，针对时空数据，运用ＧＡＩＮ法对缺失数据进行插补，减少偏误。然后，运用因子分析法对数据进行降维，构建出经济社会、儿童抚养、医保覆盖、老年抚养、卫生医疗及人力资源等影响特征。最后，将省级人口出生率的空间交互效应纳入回归模型，融合因子分析结果，建立因子空间回归模型，并进行统计分析。结果表明：人口抚养比和人力资源对生育率有显著影响。据此建议：我国在调整计划生育政策的同时，应同步实施“津贴”政策，减轻育人成本，提高人口出生率。

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带有薛定谔项的分数阶基尔霍夫方程解的存在性研究

韩志玲，桑彦彬，于雪

2022 (10): 279-285.

摘要 ( 62 )

PDF(1213KB) ( 139 )

针对带有薛定谔项和临界指数的分数阶基尔霍夫型问题进行了研究，把原方程转化为与该方程等价的方程组，当非线性项满足次临界、超线性和（ＡＲ）条件时，得到所对应的能量泛函具有山路几何结构，然后利用山路引理估计山路水平集，最后通过求解方程组得到原方程非平凡解的存在性和不存在性结果。

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α螺旋蛋白质中耦合非线性薛定谔方程高阶孤立波的动力学特性

商慧晶，宋妮，张毅菲

2022 (10): 286-292.

摘要 ( 71 )

PDF(2969KB) ( 110 )

在 α螺旋蛋白质中，非线性孤子的碰撞常被看作是传递能量的有效载体。基于一个描述 α螺旋蛋白质的耦合非线性薛定谔方程，利用经典Ｄａｒｂｏｕｘ变换，对函数进行泰勒展开，并用极限方法推导出Ｎ－１阶广义Ｄａｒｂｏｕｘ变换。在广义Ｄａｒｂｏｕｘ变换和已有Ｌａｘ对的基础上，得到该方程Ｎ阶孤子解的表达式。分情况讨论谱参数 λ的实部和虚部，选取不同的自由参数，研究参数对四孤子动力学行为的影响。通过数值模拟，给出四孤子相互作用的动力学演化图，并对四孤子的动力学特性进行分析。

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百蕊草有效成分提取工艺优化及生物活性检测

张湄，张丽杰，谭维群

2022 (10): 293-304.

摘要 ( 136 )

PDF(3523KB) ( 183 )

为进一步拓展天然药物的应用领域，以百蕊草为原料，采用单因素和响应曲面法优化百蕊草有效成分提取工艺条件，测定提取物抗氧化性、生物安全性、抑菌性、抗炎性。结果表明：在乙醇浓度为６５％、料液比为１∶４０ｇ／ｍＬ、温度为６５℃、超声时间为５０ｍｉｎ的条件下，有效成分提取当量（以黄酮提取当量计）为２８．２ｍｇ／ｇ；经萃取及层析纯化后的提取物在４００μｇ／ｍＬ时对ＤＰＰＨ、ＡＢＴＳ自由基的清除率分别为９３．５±０．３１％、９８．９６±０．３３％；对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为１０～１２．５ｍｇ／ｍＬ；在１ｍｇ／ｍＬ浓度范围内无细胞毒性，对巨噬细胞具有促增殖作用，能够抑制ＬＰＳ诱导ＲＡＷ２６４．７分泌ＮＯ，表现出良好的抗炎活性。研究结果说明提取物在１ｍｇ／ｍＬ浓度范围内仍具有较好的生物活性，能为百蕊草活性成分的开发应用提供参考。

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犬瘟热病毒核衣壳蛋白单克隆抗体的制备与鉴定

冉皑，凌洪权，曾政

2022 (10): 305-310.

摘要 ( 130 )

PDF(1583KB) ( 154 )

为了制备犬瘟热病毒（ＣＤＶ）核衣壳蛋白（ＮＰ）的单克隆抗体，从而为建立ＣＤＶ的诊断方法提供有效试剂。将纯化后的ＣＤＶ核蛋白作为免疫原注射至ＢＡＬＢ／ｃ小鼠腹腔中，取经４次长程免疫和１次加强免疫并达到融合标准的小鼠脾脏刮制成悬液，与小鼠骨髓瘤细胞（ＳＰ２／０）进行融合制备杂交瘤细胞，利用间接ＥＬＩＳＡ筛选，并对单抗进行生物特性鉴定。结果表明：经过筛选后共获得２株可持续分泌抗ＣＤＶＮＰ的单克隆细胞株，以３－３Ｇ、１－１０Ｂ命名。２株细胞株抗体经效价测定均可达到１∶２０４８０００；经亚型鉴定，２株杂交瘤细胞均为ＩｇＧ２型；经过ｐｒｏｔｅｉｎＡ柱纯化，抗体纯度达到了９０％以上；ＢＣＡ法测得抗体浓度至少达２．７８ｍｇ／ｍＬ；通过Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ鉴定，制备所得ＣＤＶＮＰ单克隆抗体与纯化的ＣＤＶＮＰ抗原在预期的６０ｋｄ处有蛋白免疫印迹条带。该研究制备的单克隆抗体为后续犬瘟热的检测方法的研究奠定了基础。

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硫氧还蛋白相互作用蛋白在糖尿病及其并发症中的作用

张永兰，綦远豪，张娇

2022 (10): 311-316.

摘要 ( 114 )

PDF(1359KB) ( 113 )

糖尿病是一种以血糖持续升高为特征的常见代谢性疾病，其发病的关键原因之一是胰岛 β细胞功能衰竭。硫氧还蛋白相互作用蛋白（ＴＸＮＩＰ）可以结合并抑制葡萄糖摄入后胰岛产生的硫氧还蛋白，导致胰岛 β细胞抗氧化能力降低。大量研究表明，ＴＸＮＩＰ水平升高可使胰岛 β细胞凋亡，反之，ＴＸＮＩＰ水平下降则可显著促进胰岛 β细胞存活。靶向ＴＸＮＩＰ不仅可以改善胰岛 β细胞胰岛素的分泌和敏感性，还能降低长期罹患糖尿病而导致的多种并发症。因此，调节ＴＸＮＩＰ水平可作为降低糖尿病及其并发症发生的新型治疗策略。

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