重庆理工大学学报（自然科学）

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ＲＲＴ算法路径优化及仿真验证

刘文光，刘浩伟，罗通

2022 (11): 1-7.

摘要 ( 185 )

PDF(4092KB) ( 244 )

针对ＲＲＴ算法在路径规划过程中搜索路径质量不高、搜索代价过大、迭代效率慢等问题，提出了改进的ＲＲＴ算法，建立约束范围内的父节点重选策略和随机树剪枝方法，并基于三角形原理和最小转弯半径约束对路径进行优化，最后由Ｍａｔｌａｂ仿真平台对改进的ＲＲＴ算法进行仿真验证，并与经典ＲＲＴ算法及Ａ 引导ＲＲＴ算法的迭代时长和路径长度进行对比。实验结果表明：改进后的ＲＲＴ算法可以在保持较高的搜索效率的同时规划出路径更短、更平滑的安全路径。

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基于多元特征参数与改进ＳＶＭ算法的驾驶风格识别研究

黄江，李雨涵，吴盛斌

2022 (11): 8-19.

摘要 ( 163 )

PDF(3177KB) ( 406 )

当自动驾驶车辆在执行换道等行为时，需要准确识别人类驾驶车辆的驾驶风格类型，以保证换道等行为的安全进行。为此，提出了一种基于多元特征参数与优化支持向量机（ＳＶＭ）相结合的驾驶员驾驶风格识别模型。采用改进粒子群算法（ＩＰＳＯ）对支持向量机模型参数进行优化，搭建ＩＰＳＯＳＶＭ驾驶风格识别模型，并用ＵＣＩ数据库中的数据集对其进行验证，结果表明：ＩＰＳＯＳＶＭ模型在准确性、实时性及收敛性方面均优于ＣＶＳＶＭ模型和ＰＳＯＳＶＭ模型。在此基础上，进一步采用ＮＧＳＩＭ数据库中真实交通流的数据进行驾驶风格识别测试。首先处理多元特征数据，滤除异常值；其次采用主成分分析法对数据进行降维和简化，并用Ｋｍｅａｎｓ算法对其进行聚类；最后将降维简化的数据作为输入，聚类得到结果作为输出，采用ＩＰＳＯＳＶＭ识别模型进行仿真实验。结果表明：提出的ＩＰＳＯＳＶＭ模型准确率可达９７．９６％，均方误差降低约８４％，绝对误差降低约８１％，运行时间平均减小３０％，且ＲＯＣ曲线的ＡＵＣ值最大模型性能最优，仿真结果验证了该模型对驾驶风格有更好的识别效果，其具有一定的可行性。

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考虑驾驶风格的路径跟踪控制方法

马跃，郭烈，秦增科

2022 (11): 20-30.

摘要 ( 135 )

PDF(6211KB) ( 131 )

针对智能车辆的路径跟踪控制不能适应驾驶员个性化的问题，提出一种驾驶风格在线识别系统，并应用于路径跟踪控制系统。基于驾驶模拟器采集驾驶员和车辆的转向特征数据，利用模糊Ｃ均值对数据进行聚类分析，得到驾驶员风格标签；建立了基于ＢＰ神经网络的驾驶风格离线、在线识别系统。采用模型预测控制方法设计路径跟踪控制器，根据驾驶风格的识别类型设计约束条件。仿真结果表明：设计的控制器在保证跟踪精度和稳定性的前提下，满足不同风格驾驶员的路径跟踪需求。

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参数在线调整的ＡＲＢＦＮＮ车速预测方法研究

史立峰，马彬，郭兴

2022 (11): 31-39.

摘要 ( 92 )

PDF(4489KB) ( 126 )

提出了一种基于参数自适应调整的在线径向基函数神经网络（ａｄａｐｔｉｖｅｒａｄｉａｌｂａｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ＡＲＢＦＮＮ）的车速预测方法，实现车速高精度预测。首先，基于车速采集系统获得实际工况车速数据，采用滑动时间窗口方法对车速数据进行样本化处理，建立预测模型训练样本库。其次，在分析输入层神经元数目和基函数标准差对ＲＢＦＮＮ车速预测精度影响的基础上，结合赤池信息准则对结构参数进行在线调整；最后，提出基于ＡＲＢＦＮＮ的车速在线预测方法，实现了基于自车历史数据的车速高精度在线预测。仿真结果表明：所提出的ＡＲＢＦ ＮＮ车速预测方法具有较高精度，相比于ＢＰＮＮ精度提高５３．３６％，相比于ＲＢＦＮＮ精度提高５４．４７％，可为电动汽车车辆能量管理提供参考。

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车道变换行为研究进展

张磊，彭金栓，宋臻

2022 (11): 40-50.

摘要 ( 178 )

PDF(2195KB) ( 223 )

为了明确驾驶人换道行为在道路交通安全领域的研究现状，综述了换道模型、换道行为特征、换道辅助预警以及自主换道系统等方面的研究进展。将换道模型按照换道动机与换道决策２个维度展开论述，针对换道行为特征归纳了驾驶人换道过程中的眼部及头部运动特性，分析了车道变换时自车及周围车辆的运动状态，总结了国内外学者在换道辅助预警系统、自主换道系统的先进成果。对文献的梳理和分析结果表明：首先，由数据驱动的智能换道模型在保证时效性的基础上，相比于传统换道模型在预测精度方面得到了显著提升；其次，在换道过程中驾驶人注视兴趣区域的划分为视觉运动规律的探索提供了基础，而头眼协同运动分析则可更加全面阐述换道行为特征，从换道意图识别到换道行为预测，均为换道辅助预警系统提供了潜在解决方案，但由于意图撤销现象的存在，需要进一步甄别各类方法的适用性；最后，有必要结合车路协同技术与车联网技术的发展，使车辆的自动换道朝着全局最优化的协同换道方向推演。研究成果将为驾驶人换道行为的基础理论研究提供参考和借鉴，从而有助于道路交通安全水平的进一步提升。

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基于自适应差分进化算法优化的主动悬架单神经元ＰＩＤ控制

焦蕊，赵强，谢春丽

2022 (11): 51-59.

摘要 ( 98 )

PDF(2818KB) ( 140 )

为保证乘客乘坐舒适性和悬架控制效果达到最优，提出一种采用自适应差分进化算法优化的单神经元ＰＩＤ控制的主动悬架控制方法。建立了主动悬架的运动微分方程和状态空间模型，进一步设计了其单神经元ＰＩＤ控制模型，可以有效减少车身垂直加速度带来的影响。考虑到增益Ｋ和学习速率的参数值需要人为设定且多次试取难以确定最优参数，故采用自适应差分进化算法进行优化，以簧上质量加速度均方根值为目标函数，完成了主动悬架控制优化算法，并在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件中进行仿真，对比被动悬架和分别由ＰＩＤ控制、单神经元ＰＩＤ控制和基于自适应差分进化算法优化单神经元ＰＩＤ控制的车身垂直加速度指标响应。仿真结果表明：采用自适应差分进化算法优化单神经元ＰＩＤ控制后，车身垂直加速度明显降低，控制效果更好，大幅提升了乘坐舒适性。

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考虑控制参数的发动机性能优化研究

赖晨光，刘蕾，王思政

2022 (11): 60-68.

摘要 ( 120 )

PDF(3408KB) ( 126 )

：以发动机空燃比和点火提前角为研究对象，分析其在不同转速和负荷下对功率和有效燃油消耗率的影响规律。通过对空燃比和点火提前角对发动机功率和有效燃油消耗率的影响进行仿真模拟，利用ＧＴｐｏｗｅｒ和优化仿真软件Ｉｓｉｇｈｔ联合仿真，建立近似模型，对设计变量空燃比和点火提前角进行了优化，并建立了不同参数ＭＡＰ图为发动机在不同工况下的参数调整提供参考；通过试验设计所得数据对发动机性能及各变量之间的关系进行数据挖掘，探索了设计变量与目标之间的内在联系

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汽车怠速工况ＮＶＨ性能预测模型研究

陈岩，杨晋，裴永生

2022 (11): 69-75.

摘要 ( 109 )

PDF(1989KB) ( 89 )

针对传统ＮＶＨ主观评价方法人力成本较高的问题，提出了一种怠速工况下基于阶次和频率分析的整车ＮＶＨ性能预测模型，可替代ＮＶＨ评测员进行怠速工况下的车内ＮＶＨ性能主观评价。采集４２辆乘用车怠速工况下的车内噪声和振动信号，基于信号的阶次和频率提取客观评价参量，同时选择专业评测员对４２辆乘用车进行ＮＶＨ性能主观评价。将客观评价参量和主观评价分数汇总建立神经网络数据库，并基于ＢＰ神经网络建立整车ＮＶＨ性能预测模型，预测准确率能够达到９０％以上，说明怠速工况下车内的ＮＶＨ性能与车内声振信号的阶次和频率特征有关，基于ＢＰ神经网络建立的预测模型能够准确反映ＮＶＨ性能预测的非线性问题。

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采用余热型热泵的整车制热系统设计与仿真

胡远志，黄驰

2022 (11): 76-83.

摘要 ( 122 )

PDF(3317KB) ( 160 )

针对现有纯电动汽车热泵空调在低温气候下由于车外换热器结霜导致的制热性能低的问题，提出一种利用电机余热增强热泵空调制热性能，同时加热电池的纯电动车整车制热系统。在ＡＭＥＳｉｍ软件中建立了整车制热系统模型，分别在环境温度为０、－１０和－２０℃情况下进行仿真分析。研究结果表明：新系统乘员舱制热和电池加热效果较好；在环境温度为－２０℃，１个ＷＬＴＣ工况循环下，相比于传统热泵空调，新系统能大大缩短乘员舱制热时间且制热效率提高了２７．４％；与电池自生热加热相比，新系统中电池加热效果提高了７９．７％，整车电能消耗减少１６．７％。

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利用Ｂｉｏｔ参数分析和优化汽车声学包性能的方法

甄龙信，赵云，任良

2022 (11): 84-92.

摘要 ( 110 )

PDF(3891KB) ( 111 )

以地毯子系统为研究对象，通过试验获取满足精度条件的各层材料Ｂｉｏｔ参数，建立了地板总成统计能量分析模型（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＥＡ），并在混响室、混响室—半消声试验室测量地毯的吸声系数和插入损失，对比仿真与试验结果验证模型的有效性。以Ｂｉｏｔ参数为设计变量，插入损失、吸声系数和质量为目标函数，建立满足精度的Ｋｒｉｇｉｎｇ近似模型，采用ＮＳ ＧＡⅡ算法进行优化，并对得到的Ｐａｒｅｔｏ解集利用权重分析法继续寻优，确定了最优的材料参数组合。结果表明：优化后的声学包在４００～８０００Ｈｚ范围内插入损失平均值提高０．８０３ｄＢ，吸声系数平均值提高０．０１１，质量降低了１３．３０％。

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改进的截面倒角式主副簧间隙设计方法

孙家正，周长城，张云山

2022 (11): 93-99.

摘要 ( 84 )

PDF(1779KB) ( 59 )

针对前期研究仅通过主簧端点挠度及曲率对主副簧间隙近似设计，且未考虑截面倒角的影响的问题，基于倒角截面板簧和等效截面板簧的刚度及截面惯性矩相等，建立倒角截面板簧等效宽度计算式。根据悬架偏频确定接触载荷，利用莫尔积分计算根部至接触位置段单片主簧在单位载荷下的挠度，再由挠度、刚度及接触载荷的关系，建立主簧在接触位置的挠度解析计算式，计算截面倒角式主副簧的最大应力并分析间隙对其影响。通过实例设计、ＡＮＳＹＳ仿真和试验验证本文方法的正确性，结果表明：相同接触载荷下，文中考虑截面倒角的方法与试验结果相对偏差为２．４８％，比传统方法的相对偏差减小１１．４９％，比未考虑截面倒角的相对偏差减小４．６７％。所提出的考虑截面倒角的方法可为截面倒角式主副簧的间隙设计、调整及强度校核提供参考。

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中国体征假人下肢研制及其力学性能

吴娜，李庆森，许述财

2022 (11): 100-107.

摘要 ( 151 )

PDF(3151KB) ( 244 )

为了对中国体征假人下肢进行力学响应研究，参照中国人体测量学体征数据以及ＨｙｂｒｉｄⅢ假人结构对下肢进行设计，将ＰＶＣ、ＤＯＴＰ等材料按照一定比例进行混合，并高温烘烤制备出假人下肢皮肤。对制备的假人皮肤进行力学性能试验，得到应力应变数据，通过实验与仿真拟合的方法在ＬＳＤＹＮＡ中得到模拟假人皮肤的ＭＡＴ５７材料的本构参数。根据法规的标定要求，对假人下肢进行仿真标定验证，结果显示：膝部冲击标定结果为５．４８ｋＮ，在膝部滑移量为１０．２ｍｍ和１７．８ｍｍ时，膝部受到的冲击力分别为１．５１ｋＮ和２．９２ｋＮ，均符合碰撞假人在法规中的响应要求。因此，研制的假人下肢可以应用于中国体征假人力学响应方面的研究。

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混合体素与原始点云的三维目标检测方法

田枫，姜文文，刘芳

2022 (11): 108-117.

摘要 ( 129 )

PDF(2564KB) ( 175 )

针对目前基于点云的三维目标检测算法存在精度与速度不足的问题，提出一种具有较好检测能力的三维目标检测算法，分别在特征提取网络与点云表现形式等方面提出新的解决方法。在三维稀疏卷积网络后加入双通道注意力，通过空间注意力与通道注意力更有效地学习到多尺度语义特征并生成更高质量的初始建议；使用点云和体素的混合表现形式以类似残差网络的结构组成类残差点云融合模块，进而构成集合抽象模块，加强点云对建议细化的影响力，提高检测精度，同时改进点云采样策略提高算法检测速度；在网络训练中，使用多种数据增强方式，提高网络泛化能力。在ＫＩＴＴＩ数据集上进行实验，结果表明：提出的三维目标检测算法，汽车检测精度为８４．９４ｍＡＰ，自行车检测精度为６７．４１ｍＡＰ，在检测速度上相较原始网络提高３７％，具有较好的检测精度与速度。

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一种基于ＤｅｎｓｅＰｏｉｎｔ的牙颌模型语义分割方法

马天，翟洁晨，杨逸舟

2022 (11): 118-126.

摘要 ( 97 )

PDF(3149KB) ( 230 )

牙颌模型分割是虚拟正畸系统的关键环节，针对传统的分割方法人工干预较多且交互操作复杂的问题，提出一种基于ＤｅｎｓｅＰｏｉｎｔ的端到端牙颌模型语义分割方法。对牙颌模型的三维点云数据进行采样、标注和扩增处理，以满足分割网络训练要求；结合ＵＮｅｔ设计基于ＤｅｎｓｅＰｏｉｎｔ的牙颌模型语义分割网络，同时面向点云数据集对网络下采样过程中的局部空间参数进行适应性优化，以确保网络能够提取到有效的局部特征；在Ｐｙｔｈｏｎ环境和Ｐｙｔｏｒｃｈ框架中进行实现，并在增强的点云数据集上进行对比实验。结果表明：该方法的分割效果更优，准确率约９０％，并且在相邻的牙齿边界和畸形的牙齿模型上具有更好的鲁棒性，较好地满足了虚拟正畸系统智能化的需求

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基于ＰＣＳＧＤ的深度学习雷达人体点云补全

孙浩鹏

2022 (11): 127-134.

摘要 ( 96 )

PDF(1873KB) ( 192 )

对于激光雷达要做行为识别的人体点云，通过将点云投影到圆柱表面，将人体分割为３个部分，每个点添加法线维度分３次输入点网络编码器，不同部分采用不同损失函数（ＰＣ ＳＧＤ）进行梯度下降计算的深度学习方法，将输出的躯干、上肢和下肢点云参考完整人体点云调整比例并合并。通过固态面阵激光雷达采集的人体行为点云进行实验，结果表明：成功增加了遮挡和衣物表面等缺失点云补全的效果，最后利用ＲＭＳＥ计算损失率获得了最佳隐藏层数量。

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湿式离合器润滑油流量对其热流固耦合特性影响分析

张志刚，刘航，李沁锋

2022 (11): 135-141.

摘要 ( 101 )

PDF(1860KB) ( 139 )

为研究润滑油流量对湿式离合器热流固耦合特性的影响，基于湿式离合器滑摩过程中的生热及传热机理，以及流固耦合传热理论，建立湿式离合器摩擦副的三维热流固耦合有限元模型，分析对偶钢片温度场、应力应变场和润滑油流场的变化规律。仿真结果表明：增加润滑油流量可以提高湿式离合器的散热性能；对偶钢片最高温度、最大应力及最大应变随润滑油流量的增加而降低；增加润滑油流量使对偶钢片的表面温度和应力分布更加均匀；润滑油流量对湿式离合器摩擦副热流固特性所产生的影响随着流量的增大而逐渐减小，对于仿真对象，单副润滑油流量取１．５～２Ｌ／ｍｉｎ比较合适。

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形状记忆聚氨酯粘弹性行为的纳米压痕实验及有限元模拟

张晨，李建，梁志鸿

2022 (11): 142-151.

摘要 ( 154 )

PDF(4043KB) ( 147 )

为了揭示形状记忆聚氨酯（ＳＭＰＵ）在微小尺度下的粘弹性力学行为，开展了不同加载速率和保载时间下的纳米压痕实验，获取了硬度和模量与加载速率和保载时间的关系，利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立了纳米压痕轴对称有限元模型，通过三单元粘弹性模型模拟了ＳＭＰＵ在纳米压痕下的力学响应。研究表明：ＳＭＰＵ表现出显著的粘弹性，压入的最大深度随着加载速率的增大而减小，随着保载时间的增大而增大，卸载段的“鼻子”现象随加载速率及保载时间的减小而逐渐显著。ＳＭＰＵ的弹性模量和硬度随加载速率的增加而增加，随保载时间的增加而减小；通过应变率灵敏度模型和无量纲时间灵敏度模型预测了ＳＭＰＵ的固有模量和硬度。通过有限元模拟结果与实验结果的对比，三单元粘弹性模型可以合理地模拟出不同加载速率和保载时间下的压痕实验。为获取微小尺度下ＳＭＰＵ粘弹性本构模型参数提供了一种有效方法。

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ＰＶＣｇｅｌ材料驱动性能研究

潘辉，何青松，于敏

2022 (11): 152-160.

摘要 ( 120 )

PDF(3883KB) ( 91 )

为提高ＰＶＣｇｅｌ材料驱动性能，研究了增塑剂含量、凝胶厚度以及阳极网状电极目数这３种因素对ＰＶＣｇｅｌ材料驱动性能的影响。实验结果表明：ＰＶＣｇｅｌ驱动器的工作电流、收缩位移和输出力均随电压的增加而增大。其工作电流随增塑剂含量和阳极金属网目数的增加而增大，随凝胶厚度的增加而减小；其位移和力输出性能与增塑剂含量、凝胶厚度以及阳极金属网目数不呈线性关系，当ＰＶＣ和ＤＢＡ质量比为１∶９，凝胶厚度为０．５ｍｍ，阳极金属网目数为２０目时，ＰＶＣｇｅｌ驱动器表现出最优的驱动性能，在４００Ｖ的直流电压下，其收缩率达到３１．６％，收缩力和恢复力分别为９４８ｍＮ和１１２５ｍＮ，为后续高性能ＰＶＣｇｅｌ驱动器的制备及应用奠定了基础。

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核级石墨密封垫片压缩蠕变性能研究

马俊宏，沈火明，刘娟

2022 (11): 161-166.

摘要 ( 145 )

PDF(2812KB) ( 157 )

密封垫片的压缩蠕变性能是影响密封系统安全性和可靠性的重要力学性能之一，为研究现代核电运行系统中核级石墨密封垫片的蠕变性能，基于垫片压缩蠕变模型试验以及数值模拟，对比分析了预紧应力、服役温度以及垫片径向尺寸等因素对压缩蠕变性能的影响。试验结果表明：密封垫片存在一个使垫片金属环与法兰发生接触的门槛应力。在蠕变过程中，垫片压缩蠕变量随着环境温度的升高而增加，随着螺栓预紧应力的增大而增加，但垫片蠕变量受径向尺寸的影响较小。综合不同工况下垫片蠕变结果，发现其最大蠕变率为３．５％，远低于现行核电工程中对密封垫片蠕变性能的规范要求。研究表明：核级石墨密封垫片处于高温或高压环境下均具有较好的抗蠕变性能，可满足核电密封系统的可靠性要求。

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共轴式刚性双旋翼悬停气动载荷ＣＦＤ仿真分析

石力王，胡明辉，陈广艳

2022 (11): 167-175.

摘要 ( 141 )

PDF(4198KB) ( 112 )

为探究共轴式刚性双旋翼的上下旋翼总距差与气动载荷的关系，平衡上下旋翼力矩差，从而提高双旋翼系统稳定性，以直升机的共轴式刚性双旋翼为研究对象，应用非结构运动嵌套网格技术及计算流体力学（ＣＦＤ）方法开展直升机共轴式刚性双旋翼在悬停状态下的气动载荷分析研究。计算结果表明：下旋翼浸没于上旋翼产生的下洗流中，导致下旋翼的气动性能降低，下旋翼拉力低于上旋翼；在保持下旋翼总距角不变的情况下，随上下旋翼总距差的增大，上旋翼拉力与力矩出现先减后增再减的现象，而下旋翼拉力与力矩则一直呈增大趋势；为实现上下旋翼力矩平衡，通过调整上旋翼总距角，分析了上下旋翼总距差在－１°～０°时上下旋翼气动载荷的变化规律，确定了最佳上下旋翼总距角分别为５．６°和６．０°，实现对双旋翼的力矩平衡。

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针对小车状态感知的卡尔曼滤波多传感器融合算法

任其亮，程昊东

2022 (11): 176-182.

摘要 ( 195 )

PDF(2179KB) ( 192 )

为解决视觉传感器和雷达获取小车周边环境信息时的数据漂移问题，引入改进扩展卡尔曼滤波对多传感器信息进行融合处理，并将其应用在环境感知模型中。根据小车运动特性建立恒定转率和速度模型，以小车运动实时状态量为输入量构建状态转移函数。以视觉传感器和雷达自带的里程计坐标系建立传感器测量模型，与小车运动模型相结合追踪小车实时运动状态，对小车运动数据进行改进扩展卡尔曼滤波交叉融合，根据雷达和视觉传感器测量精确度的差距，时刻更新相应的噪声协方差矩阵。用搭载ＺＥＤ双目摄像头及雷达的四轮非全向小车模拟实验，并与传统扩展卡尔曼滤波实验结果比较验证模型的有效性。结果表明：使用改进扩展卡尔曼滤波处理后小车状态曲线更加平滑，数据更为精确，几乎不存在零点漂移。相较改进扩展卡尔曼滤波，传统扩展卡尔曼滤波的最大误差增大了５５％，平均误差增大了４４％，均方误差增大了１７％，且运行处理数据时间更长。

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仿人表情机器人情感表达技术研究综述

何苗，毕健，王玉金

2022 (11): 183-192.

摘要 ( 259 )

PDF(2958KB) ( 372 )

聚焦仿人表情机器人的情感表达技术，帮助理解该技术在仿人表情机器人领域的研究现状和趋势。首先，对国内外具有代表性的仿人表情机器人的功能与技术特点进行梳理，并按情感表达能力将它们划分为３个层次；其次，从结构到控制对其情感表达技术进行全面分析，并就重点技术进行总结概括，指出不同方法的优缺点，归纳发展规律；最后，对该领域未来技术与应用研究的发展趋势进行分析与展望。

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复杂环境下的农机视觉导航技术研究

王红君，张翔淼，赵辉

2022 (11): 193-201.

摘要 ( 166 )

PDF(4556KB) ( 230 )

针对传统的农机视觉导航基准线易受光照环境影响和路径提取效率低下的问题，提出了一种基于垂直投影法的农机视觉导航方法。基于ＹＣｒＣｂ颜色空间对农作物进行亮度矫正；对处理后的图像采用ＯＴＳＵ方法分割出初步的农作物区域，考虑到农作物区域可能出现空洞、毛刺等问题，采用形态学方法对农作物区域进行精细处理；在得到较为准确的农作物分割图像后，依据农作物按列种植特征，采用垂直投影提取农作物特征，并选用随机抽样的方式计算导航路径。将新算法与目前主流的农机视觉导航算法进行实验对比，结果表明新算法具有明显优势。

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ＣＣａｐｓＮｅｔ：一种异构脑电和眼动双模态的情绪识别模型

马军辉，王峰，王晔

2022 (11): 202-211.

摘要 ( 151 )

PDF(2647KB) ( 403 )

情绪识别在人机互动中具有重要作用，针对传统手工特征提取精度高但泛化能力低和使用一种模态情绪识别结果不可靠的问题，通过充分利用脑电信号的空间和时间信息，异构脑电和眼动２种模态，基于卷积神经网络和胶囊网络，提出一种双模态情绪识别模型ＣＣａｐｓＮｅｔ。在ＳＥＥＤＩＶ多模态数据集上进行实验：使用５ｆｏｌｄ交叉验证方法研究共享矩阵初始化方法、迭代次数和学习率对于ＣＣａｐｓＮｅｔ在Ｖａｌｅｎｃｅ和Ａｒｏｕｓａｌ两个维度的平均识别率影响；使用ＬＯＯ交叉验证方法得到该模型的Ｖａｌｅｎｃｅ和Ａｒｏｕｓａｌ最高准确率分别为９１５％和９２４％，优于其他类似研究的情绪识别模型。

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恶意代码检测研究综述

申培，刘福龙，桑海伟

2022 (11): 212-218.

摘要 ( 653 )

PDF(1126KB) ( 590 )

针对恶意代码现状进行阐述，重点分析了代码注入、缓冲区溢出、端口复用和协同攻击等技术。对基于特征匹配、签名、文件结构和控制流程等的静态检测法，基于行为、流量、磁盘内存和基于物理的动态检测法，以及基于机器学习的恶意代码检测法的研究状况进行了分析和总结。最后，展望了未来的研究方向。

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考虑碳排放的多式联运多目标路径规划

邓红星，宋雅婧

2022 (11): 219-225.

摘要 ( 132 )

PDF(1161KB) ( 227 )

在碳中和战略背景下，将货物在联运过程和中转节点转换运输方式时产生的碳排放量作为重要影响因素，考虑联运过程和中转时产生的运输费用和运输时间的影响，构建出以碳排放、运输费用和运输时间最小为目标的多式联运多目标规划模型。采用第二代非支配排序遗传算法（ＮＳＧＡⅡ）求解，以黑龙江省对俄罗斯出口的多式联运货物运输路线为算例，运用秩和比综合评价方法完成方案决策。结果表明：算法可求解模型有效帕累托解集，且碳排放、运输费用和运输时间都会影响联运方案的选择；可根据用户对运输方案中目标的不同需求，提供不同应用场景下的最优运输方案。

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一种高精度、高鲁棒的Ｂｕｃｋ变换器滑模控制研究

徐鹏，李正，曾俊杰

2022 (11): 226-233.

摘要 ( 155 )

PDF(3121KB) ( 99 )

针对Ｂｕｃｋ变换器滑模控制中存在的静差、抖振较大的现象，设计了ＰＤ型滑模面并提出一种基于修正滑动函数的趋近律改进方式，并证明了其稳定性。改进型趋近律引入积分可迫使滑模面进行收敛，达到零静差的效果。基于这种改进思想，设计了２种优化后的滑模控制器，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下进行仿真并在实验样机上进行实验。仿真和实验结果表明，基于修正滑动函数的改进型趋近律可使得控制器在有限时间收敛，均不存在静差且电压质量良好；基于改进型模糊快速终端滑模控制的Ｂｕｃｋ变换器表现最优，实现了直流变换器输出电压的高精度与高鲁棒。

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融合区块链的能源协同降碳电力交易福利模型

赵璐钰，李军祥，王茹

2022 (11): 234-240.

摘要 ( 117 )

PDF(1307KB) ( 107 )

我国可再生能源电力存在信息流通不及时、供需不匹配等现象，导致能源消纳结构中传统能源占比居高不下、碳排放量高、可再生能源电力交易双方福利不高等问题。为此，构建了融合区块链的能源协同降碳电力交易系统，利用区块链技术改进用电方的效用函数，提出一种融合区块链的传统能源和可再生能源协同降碳电力交易福利模型。利用区块链信息共享特性整合多种类能源信息，收集供电侧的电力属性和用电侧的用电偏好进行有效的电力匹配。仿真结果表明：基于新模型的电力交易策略可以有效提高可再生能源消纳量，改善用电方的电力能源结构，提高可再生能源电力消耗占比，减少碳排放量。

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非药物干预措施对ＣＯＶＩＤ１９模型的影响

白雪花，薛亚奎

2022 (11): 241-248.

摘要 ( 110 )

PDF(2021KB) ( 133 )

研究了一类包含无症状和有症状感染的ＣＯＶＩＤ１９模型，考虑了非药物干预措施对传染病传播的影响。运用下一代矩阵法计算出基本再生数Ｒ０，并讨论了地方病平衡点的存在性。利用ＲｏｕｔｈＨｕｒｗｉｔｚ判据和ＬａＳａｌｌｅ不变集原理，证明了当Ｒ０＜１时，无病平衡点是局部渐近稳定和全局渐近稳定的；利用中心流形理论，证明了当Ｒ０＞１时，地方病平衡点是局部渐近稳定的。通过数值模拟，验证了在非药物干预措施的情况下感染人群显著减少的结论。

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求解鞍点问题的修正ＭＳＯＲｌｉｋｅ方法

赵耿威，黄敬频

2022 (11): 249-256.

摘要 ( 88 )

PDF(1154KB) ( 89 )

针对一类非对称鞍点问题，分析了ＭＳＯＲｌｉｋｅ迭代存在的缺陷，构建了一种修正的迭代方法。其主要思想是引入新参数来提高迭代关联系数矩阵的灵敏度，合理给出参变量正定矩阵的选取方法。根据所建迭代格式的特点，运用矩阵特征值理论，证明了所给迭代的收敛性，并得到相关参数的取值范围。最后通过数值实验，证实了修正ＭＳＯＲｌｉｋｅ方法用于求解鞍点问题的有效性。

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含顺序类别自变量的中位数惩罚回归及应用研究

吉洋莹，潘雨辰，黄磊

2022 (11): 257-265.

摘要 ( 116 )

PDF(1185KB) ( 94 )

中位数回归不对误差项分布做过强假设且对异常值不敏感，可以提高回归模型的稳健性。自适应ＬＡＳＳＯ进行变量选择时对自变量采用有差别的惩罚系数，避免了系数的过度压缩。对于含有顺序类别自变量数据进行回归建模时，考虑到此类自变量中伪分类的存在。构建了一种通过哑变量的线性变换，并结合自适应ＬＡＳＳＯ惩罚的中位数回归方法。该方法不仅能够进行变量选择得到稳健的估计结果还能进行伪分类的识别与融合。通过２个实际数据验证了该方法的可行性和有效性。

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具有双接种的病毒变异传染病模型稳定性分析

高文哲，雒志学

2022 (11): 266-273.

摘要 ( 90 )

PDF(1431KB) ( 104 )

研究了一类具有双接种和病毒自发变异的传染病模型，采用第二代生成矩阵法求得系统的基本再生数并证明了各个平衡点的存在性，进而通过Ｈｕｒｗｉｔｚ判别法得到无病平衡点与边界平衡点的局部渐近稳定性，并借助Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数和ＬａＳａｌｌｅ不变集原理证明了无病平衡点与边界平衡点全局渐近稳定的充分条件，利用数值模拟验证了结论的正确性。

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具有自然年龄和染病年龄的ＳＩＱＳ传染病模型的稳定性

王时雯，由守科

2022 (11): 274-281.

摘要 ( 152 )

PDF(1143KB) ( 120 )

建立了一类具有自然年龄和染病年龄的ＳＩＱＳ传染病模型。利用双曲型偏微分方程组和Ｖｏｌｔｅｒｒａ积分方程的相关理论方法，给出了模型的阈值Ｒ并进行稳定性分析。在总人口分布稳定的前提下，证明了当Ｒ＜１时无病平衡解局部渐近稳定和全局渐近稳定；当Ｒ＞１时无病平衡解不稳定且存在地方病平衡解。

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薄壁齿轮箱结构声强可视化及减振方法研究

刘岚，亢琨，席英杰

2022 (11): 282-291.

摘要 ( 95 )

PDF(3363KB) ( 172 )

针对大型薄壁齿轮箱的结构振动噪声问题，建立了一种基于结构声强计算及可视化的结构局部附加阻尼材料减振设计方法，实现了齿轮箱的低振动设计。以某大型复杂薄壁行星齿轮箱为研究对象，确定了局部附加阻尼减振设计的流程。首先建立箱体的有限元模型，考虑齿轮系统的动态啮合激励，求解出箱体机脚测点的振动响应，并根据振动加速度级频谱图确定振动的峰值频率。利用ＡＮＳＹＳＡＰＤＬ通过结构声强计算及可视化得到齿轮箱薄壁结构的结构声强幅值云图，由此确定出振动能量最大的区域。最后对该区域附加阻尼材料，并对局部附加阻尼布局方案及全局附加阻尼布局方案下齿轮箱机脚的有效振动加速度级进行比较。结果表明：通过该方法进行阻尼材料的布局设计可以有效降低测点的振动加速度级，在有限的阻尼材料消耗情况下，可以获得比全局附加阻尼方法更好的减振效果。

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采用聚类的变异正余弦优化算法研究

王华秋，熊维双

2022 (11): 292-302.

摘要 ( 114 )

PDF(1351KB) ( 124 )

针对传统正余弦优化算法局部搜索收敛不稳定、收敛性差的突出问题，做如下改进：利用拉丁超立方体方法初始化种群，设计了非线性的指数函数对振幅调整因子进行自适应更新的非线性振幅调整因子，采用了柯西混沌变异的扰动机制以增加种群的随机性，增加传统正余弦算法的收敛速度与精度，利用变中心数的ＫＭｅａｎｓ对种群进行聚类以增强局部搜索能力，平衡全局搜索与局部开发能力，避免局部最优，最终形成了采用ＫＭｅａｎｓ聚类的变异正余弦改进算法ＫＶＳＣＡ。仿真实验采用了２３个基准测试函数和１个实际优化工程问题，分别利用改进后的ＫＶＳＣＡ算法、柯西混沌变异改进的正余弦算法、传统的正余弦优化算法对目标问题进行优化，分析优化结果的方差、均值和最小值，ＫＶＳＣＡ算法优化结果的稳定性、收敛精度和收敛速度都是最优，验证了ＫＶＳＣＡ算法局部收敛的高效性与更强的稳定性。

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纺纱锭子结构参数对其振动性能的影响研究

王进, 石艳青, 于贺春

2022 (11): 303-311.

摘要 ( 114 )

PDF(4433KB) ( 96 )

为进一步提高纺纱锭子的转速及纺纱效率，通过仿真分析和实验的方法，研究了锭子的上轴承挡直径、下轴承挡直径、支撑距和锭带挡直径等结构参数对锭子临界转速和锭端振幅的影响。结果表明：上轴承挡直径减小，锭子的临界转速先减小后增大；锭端振幅随着上轴承挡直径减小而振荡增加，随下轴承挡直径减小而直接减小，随锭带挡直径减小在一定范围内波动，随支撑距减小呈现先减小后增加的变化趋势；减小上、下轴承挡直径、支撑距和锭带挡直径后，锭子转速提高约５．５％，且锭端振幅略有减小；临界转速和锭端振幅的仿真结果与实验结果基本一致，验证了仿真模型及参数设置的正确性。结果可为锭子的优化设计提供理论参考。

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管内蛇形机器人设计及变形检测研究

张佳伟，赵弘

2022 (11): 312-319.

摘要 ( 173 )

PDF(4069KB) ( 171 )

长输油气管道易受土壤外部载荷作用、地质原因、周围环境影响而发生弯曲变形，对管道安全造成严重威胁。管内漏磁检测技术是长输油气管道变形检测的主要手段，基于此研究了油气管道复合变形内检测技术，并提出一款管内检测蛇形机器人，设计出油气管道变形内检测方案，研究结果表明：设计的机器人可以适应变直径管道且检测高效；针对典型变形种类及不同长度和宽度的变形进行磁化模拟仿真，得出磁场强度变化的基本规律：可根据仿真参数预测管道中变形种类及特征，对油气管道变形内检测技术的发展具有意义。

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注塑机液压系统能耗分析及升压节能仿真分析

罗涛，郭桐，林添良

2022 (11): 320-326.

摘要 ( 177 )

PDF(2691KB) ( 251 )

针对注塑机液压系统受预塑马达压力限制导致的工作压力偏低、流量较大，系统能量损耗高等问题，通过采用高压液压元件，可以提高注塑机液压系统的工作压力，实现注塑机液压系统高压化，从而降低注塑机能量损耗，并基于仿真分析研究其节能效果。在注塑机工作负载不变的情况下，液压系统所需输出功率不变，系统工作压力提高后，系统输入流量反比例减少，液压阀口和管路的局部阻力损失均随之降低。基于ＡＭＥＳｉｍ仿真环境建立注塑机液压系统的仿真模型，比较合模油缸升压前后系统压力损失及能耗。仿真结果表明，在开、合模阶段，系统压降减少７０％，压降能耗降低８５％，总功耗损耗减少３．７％。

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