重庆理工大学学报（自然科学）

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内燃机缸套穴蚀预测与抑制研究综述

李国兴，刘东，刘培毓，史威威，湛秀宇，王铁

2024 (3): 1-12.

摘要 ( 190 )

PDF(3225KB) ( 209 )

内燃机缸套的剧烈振动会引起冷却液空化并造成穴蚀。缸套穴蚀问题一直是影响内燃机寿命和可靠性的难题之一，随着内燃机高热效率和轻量化设计要求的不断提高，缸套穴蚀问题受到越来越多的关注。实现缸套穴蚀的早期预测与抑制对清洁高效内燃机提高运行可靠性、降低开发和维护成本具有重要意义。介绍了缸套穴蚀的产生机理，总结了缸套振动的求解方法，综述了柴油机缸套穴蚀的预测与抑制研究现状。在此基础上，分别从试验和模型２个方面总结了缸套穴蚀风险的评估方法及各类方法的局限性。介绍了现有的缸套穴蚀抑制技术。论述了目前缸套穴蚀研究中存在的主要问题与挑战，并展望了未来的研究方向

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轮毂电机电动汽车空气悬架阻尼ＧＡ-ＬＱＲ控制研究

李仲兴，王雪，程淇谦，虞屹

2024 (3): 13-23.

摘要 ( 159 )

PDF(4190KB) ( 175 )

针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题，提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器（ＧＡＬＱＲ）的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车８自由度半车动力学模型，并进行实车试验验证模型；仿真分析路面激励和不平衡电磁力两者对电动汽车垂向振动的影响；根据最优控制理论提出ＬＱＲ控制策略，并通过遗传算法对ＬＱＲ控制中的加权矩阵Ｑ和Ｒ进行全局搜索优化，构建了ＧＡＬＱＲ阻尼控制器。仿真结果表明：相较于被动悬架和ＬＱＲ控制的空气悬架，基于ＧＡＬＱＲ控制的空气悬架对电动汽车各评价指标的改善效果明显，可有效抑制轮毂电机因偏心引起的不良振动，极大地提高车辆的乘坐舒适性

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采用ＭＰＣ-ＭＴＰＡ的新能源车永磁同步电机控制研究

黄睿，常九健，龙涛

2024 (3): 24-32.

摘要 ( 112 )

PDF(3680KB) ( 103 )

针对传统永磁同步电机控制器结构复杂，负载突变时动态响应速度慢，导致电机抗干扰能力差、工作效率低的问题，提出了一种模型预测控制（ｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＰＣ）融合最大转矩比控制（ｍａｘｉｍｕｍｔｏｒｑｕｅｐｅｒａｍｐｅｒｅ，ＭＴＰＡ）的电机非级联控制方法。构建ＭＰＣ和ＭＴＰＡ控制器，利用ＭＰＣ中的代价函数同时完成转矩控制和ＭＴＰＡ控制，在代价函数中引入动态分配的权重系数优化非级联ＭＰＣＭＴＰＡ控制器。仿真和试验结果表明：相比传统电机控制方法，提出的变权重系数非级联ＭＰＣＭＴＰＡ控制方法的稳定性提高约２６％，动态响应特性提高约５０％。

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车辆线控转向系统的永磁同步电机谐波抑制策略

张君，龙安源，王伟，屈翔

2024 (3): 33-45.

摘要 ( 93 )

PDF(4964KB) ( 118 )

为解决车辆线控转向系统的永磁同步电机因谐波电流引起的相电流畸变问题，提高车辆横向控制的跟随性和回正力矩估算的准确性，设计了基于扩张状态观测器和积分滑模控制器的永磁同步电机谐波抑制策略。使用扩张状态观测器实现对电机基波电流环的ｄｑ电流估算，完成解耦及扰动补偿，根据从估算电流中提取的５、７次谐波电流设计积分滑模控制器实现对谐波电流的解耦与抑制。通过Ｃａｒｓｉｍ和Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真平台搭建电机对拖和整车仿真模型，结果表明，该策略对额定转速和超额定转速时的５、７次谐波电流有良好抑制能力，可以提高电机转角控制的精确性和回正力矩估算的准确性。

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分布式电动车转向横向稳定性力矩适应性分配策略

王艳华，孟永凯，邓吉琛，王耀勋，管权才，刘雨涛

2024 (3): 46-54.

摘要 ( 88 )

PDF(2934KB) ( 98 )

为了提高分布式驱动电动汽车转向行驶的横向稳定性，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ和ＣａｒＳｉｍ建立了分布式驱动电动汽车二自由度动力模型，并设计了车辆的横向稳定性控制策略。控制系统由上下两部分组成：上层力矩计算控制器，主要基于ＰＩＤ控制策略计算车辆所需的附加横摆力矩；下层力矩分配控制器，根据车辆转向行驶时所需附加横摆力矩的大小，在差动驱动、差动制动、摩擦制动３种力矩分配方式中选取相适应的分配方式将力矩合理分配到各个轮毂电机上。研究结果表明：所设计的横向稳定性控制系统最大能够使车辆横摆角速度减小５８％，并且可以良好地追踪理想质心侧偏角，且波动减少，有效提高了车辆转向行驶时的横向稳定性。在差动驱动分配方式控制下车辆对追踪期望速度具有良好的效果；车辆所需附加横摆力矩较大时，下层力矩分配控制器采用差动制动、摩擦制动分配方式将牺牲对期望速度的追踪。

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机械弹性电动轮驱动车辆横摆稳定性协调控制

李田，赵又群，林 ，徐涛，李丹阳

2024 (3): 55-63.

摘要 ( 74 )

PDF(3293KB) ( 90 )

针对匹配机械弹性电动轮（ＭＥＥＷ）车辆的横摆稳定性控制问题，提出一种基于主动前轮转向（ＡＦＳ）与直接横摆力矩控制（ＤＹＣ）的稳定性协调控制策略。为修正车辆行驶过程中的前轮转角输入，设计了基于微分平坦与ＲＢＦ神经网络的ＡＦＳ控制器，从而提高车辆的转向能力。针对ＡＦＳ控制器在极限工况下易失效的缺陷，引入基于线性二次型调节器（ＬＱＲ）的直接横摆力矩控制算法，并依照轴荷比分配四轮力矩。最后，依据机械弹性电动轮的质心侧偏角质心侧偏角速度相平面图划分稳定域，实现ＡＦＳ与ＤＹＣ的协调控制。通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ和Ｃａｒｓｉｍ进行联合仿真，结果表明：所提出的ＡＦＳ控制算法在高速高附着工况下有良好的稳定控制性能，但在高速、低附着极限工况下控制效果受到影响。而ＡＦＳ／ＤＹＣ协调控制策略效果较好，跟踪精度优于单一控制器，质心侧偏角和横摆角速度的最大跟踪误差仅为３０３°和１．８２（°）／ｓ，可保证汽车在极限工况下转向时的横摆稳定性。

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粒子群优化变论域模糊ＰＩＤ的永磁同步电机矢量控制策略

宋百玲，董刘伟，胡思远，丁宇珊

2024 (3): 64-73.

摘要 ( 102 )

PDF(3246KB) ( 111 )

永磁同步电机具有结构简单、噪音低、效率高等优点而得到广泛应用。但是传统的矢量控制方法已经不能满足当前产业的控制需要，为了获得更好的控制性能，在普通ＰＩＤ控制的基础上，提出了一种基于粒子群算法优化的变论域模糊ＰＩＤ控制方法。分析永磁同步电机矢量控制原理，并建立了ＰＭＳＭ在ｄｑ坐标系下的数学模型，设计了基于ＰＳＯ的变论域模糊ＰＩＤ控制器，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建ｉｄ＝０矢量控制下的ＰＭＳＭ调速系统仿真模型。仿真结果表明，与传统ＰＩＤ控制和模糊ＰＩＤ控制相比，基于粒子群优化的变论域模糊ＰＩＤ控制方法在具备传统模糊控制和ＰＩＤ控制算法优点的同时，利用粒子群算法得到最佳模糊论域，提高了永磁同步电机控制系统的动态响应速度，减少了超调和波动。

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奇异值分解五阶容积卡尔曼滤波汽车状态估计

吴伟斌，黄靖凯，曾锦彬，李浩欣

2024 (3): 74-83.

摘要 ( 68 )

PDF(1241KB) ( 74 )

针对三阶滤波对高维汽车非线性模型估计精度有限的问题，以电动汽车为研究对象，提出了一种基于奇异值分解的五阶容积卡尔曼滤波（ＳＶＤＦＣＫＦ）车辆状态估计器。首先基于Ｄｕｇｏｆｆ轮胎模型，构建高维非线性７自由度车辆动力学模型。然后根据三阶球面径向容积规则将ＣＫＦ拓展到五阶，使其具有五阶泰勒级数展开精度，同时利用奇异值分解代替传统Ｃｈｏｌ ｅｓｋｙ分解，提高估计器的鲁棒性。最后利用Ｃａｒｓｉｍ和Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真平台对ＳＶＤ ＦＣＫＦ进行验证，结果表明：改进的ＳＶＤＦＣＫＦ估计器能够有效提高电动汽车纵向速度、侧向速度、质心侧偏角和四轮转速的估计精度和稳定性，多工况适应能力强，整体估计效果优于ＣＫＦ估计器。研究结果为电动汽车主动安全研究提供了理论支撑，具有实际应用价值

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电机效率最优的双电机汽车驱动扭矩分配控制策略

王保华，万惠修，邓召文，吴华伟，朱远志

2024 (3): 84-92.

摘要 ( 171 )

PDF(5344KB) ( 338 )

为提高前后轴分布式双电机电驱动汽车（ＤＤＥＶ）行驶中的经济效能，以某款双电机汽车作为研究对象，以前后电机效率最优为目标，提出了一种驱动扭矩分配策略，针对２电机工作时的协调控制进行研究。在Ｃｒｕｉｓｅ软件中建立ＤＤＥＶ整车模型，与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件中搭建的策略模型进行联合仿真，在ＮＥＤＣ和ＷＬＴＣ循环工况下进行仿真测试。仿真结果表明，与前后电机驱动扭矩平分策略相比，使用文中提出的驱动扭矩分配策略的双电机汽车在２种循环工况下的电能消耗分别降低６．７％和４．５％，２电机在高效区间工作的占比分别提升１２．４％和４７３％，整车电机在２种循环工况下的平均效率相应提升１４．２％和１７．８％，验证所提策略对提高车辆经济性能的有效性

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基于时间卷积的燃料电池汽车能量管理策略

刘腾，霍为炜，卢兵

2024 (3): 93-101.

摘要 ( 90 )

PDF(3958KB) ( 146 )

为了适应智慧交通与智能网联汽车的快速发展，依据北京部分地图建立了智慧交通模拟数据集，结合因果膨胀卷积和残差连接的网络结构，设计并验证了新型基于时间卷积的数据驱动速度预测模型。为了提升燃料电池汽车的节能性，建立了等效氢耗的多目标优化函数及动力源寿命的约束条件。为了提高策略的实时性，建立了能量管理策略凸优化数学模型，使用了ＯＳＱＰ（ｏｐｅｒａｔｏｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇｑｕａｄｒａｔｉｃｐｒｏｇｒａｍ）求解算法，在满足需求功率和计算实时性的前提下，通过合理分配动力源的输出功率，减少了动力源的寿命衰减。结果表明，提出的基于智慧交通的凸优化燃料电池汽车能量管理策略，相比于动态规划计算时间减少了９０％以上，并保持等效氢耗基本一致

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基于通道组合-数据对齐-多尺度全局ＣＮＮ的ＭＩ-ＥＥＧ分类

武岩，满建志，宋雨，李奇

2024 (3): 102-112.

摘要 ( 95 )

PDF(3669KB) ( 120 )

由于运动想象脑机接口（ＭＩＢＣＩ）范式不需要视觉刺激，应用ＭＩＢＣＩ范式在提高人机交互系统舒适度方面具有重要意义。为实现辅助设备的异步控制，提高模型的鲁棒性，减少通道使用数量以降低ＢＣＩ系统输入的复杂性，提出一种基于通道组合（ｃｈａｎｎｅｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ＣＣ）数据对齐（ｅｕｃｌｉｄｅａｎｓｐａｃｅｄａｔａａｌｉｇｎｍｅｎｔ，ＥＡ）多尺度全局卷积神经网络（ｍｕｌｔｉｓｃａｌｅｇｌｏｂａｌｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ＭＧＣＮＮ）的运动想象脑电分类方法。通过引入大脑静息状态下的脑电信号，扩展ＭＩＢＣＩ输出指令集；利用ＣＣ将２２通道脑电数据重构为左右对称通道加中间通道的３通道形式，重构后的数据经过ＥＡ方法规范后作为网络输入；构建多尺度卷积模块与全局卷积模块，并行提取脑电信号的局部特征和ＥＲＳ／ＥＲＤ全局特征；利用迁移学习提升模型的解码能力。结果表明：该方法在ＢＣＩＣｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎＩＶ２ａ数据集上达到了９９．２８％的平均准确率和０．９９的Ｋａｐｐａ值，提高了运动想象脑电分类精度，为在线异步运动想象脑机接口的应用与发展作出了贡献。

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垂直起降系统的互补滑模与情感神经网络控制

贾超，高诗鉴，高铭，谷海青

2024 (3): 113-121.

摘要 ( 70 )

PDF(2691KB) ( 69 )

针对具有未知扰动的垂直起降机双闭环控制系统，提出一种基于连续径向基情感神经网络的互补积分滑模控制策略。建立了包含未知扰动项的垂直起降机的数学模型，为系统内外环分别设计滑模控制器和互补积分滑模控制器，基于对系统鲁棒性的考量，利用连续径向基情感神经网络逼近系统未知扰动项，给出神经网络权重的自适应律，形成一套新型的复合控制策略，利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法分析了系统的稳定性。通过对垂直起降机的仿真实验与实物实验进行分析对比，证明了所设计的控制器具有更快的收敛速度、更高的跟踪精度和更佳的鲁棒性。

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一种改进鱼鹰优化算法及其应用

陈曦明，张军伟，张冉，杨波，吴学雷，刘浩，毕一白

2024 (3): 122-133.

摘要 ( 129 )

PDF(4326KB) ( 179 )

针对鱼鹰优化算法（ｏｓｐｒｅｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＯＯＡ）在运行时存在寻优精度和稳定性差的问题，提出了如下改进策略：首先，将ＳＰＭ混沌映射融入种群的初始化阶段，提升种群多样性；其次，在勘探和开采阶段分别利用威布尔分布的长、短距离随机扰动策略更新鱼鹰的位置，可有效改善ＯＯＡ的收敛精度；最后，提出一种“最优随机均值”的变异策略，用于强化ＯＯＡ迭代过程中跳出局部最优的能力。所提出的算法称为改进鱼鹰优化算法（ｉｍｐｒｏｖｅｄｏｓｐｒｅｙｏｐｔｉ ｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＩＯＯＡ）。为了验证ＩＯＯＡ的寻优能力，将ＩＯＯＡ与其他新兴智能算法分别对１２个基准函数进行寻优对比实验，结果表明：ＩＯＯＡ的寻优成功率、收敛速度以及稳定性显著高于其他算法。此外，将所提出的ＩＯＯＡ应用于混合核相关向量机的超参数寻优中，进一步用于柴油机多目标性能预测。

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基于ＨＦＳＳ的ＮＦＣ天线研究与设计

张志刚，罗帅

2024 (3): 134-140.

摘要 ( 88 )

PDF(2245KB) ( 92 )

针对ＮＦＣ（ｎｅａｒｆｉｅｌｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）天线的交互效率不高，导致传输信号不稳定的问题，可以分析天线的参数与电路的结构，使天线性能达到最优。利用ＡｎｓｏｆｔＨＦＳＳ（ｈｉｇｈｆｒｅ ｑｕｅｎｃｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｍｕｌａｔｏｒ）进行环形天线的建模与分析，讨论了天线的结构参数对天线性能的影响，分析了ＲＬＣ电路对天线电感的影响，设计了串联匹配电路。对天线的带宽进行了优化，并对设计的耦合天线传输距离进行仿真，确定最佳耦合距离，提高天线的品质因数。结果表明：天线的回波损耗降低至－２７．２５ｄＢ，最佳耦合距离为２０ｍｍ。

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一种融合时序特征的网络场景识别算法

张哲，包德伟，陶亮，惠维

2024 (3): 141-149.

摘要 ( 100 )

PDF(2046KB) ( 102 )

针对网络场景识别问题，提出了一种基于语义识别改进的树模型识别算法框架，利用语义分析提取网络时序特征，纵向表达用户活动轨迹，可更加直观地表征办公、宿舍和食堂等场景。同时，通过对数据通信物理模型拟合的网络环境特征（设备之间的路损、干扰等）进行识别，获得网络环境内设备的款型、安装的疏密和用户的负载等信息。进而基于决策树模型框架，耦合上述两类特征生成场景识别算法框架。通过耦合网络环境的流量特征及网络规划特征，全局框架具有智能识别网络场景的特点。算法针对多个数据集样本进行验证，证明所提方案均能对不同场景进行有效识别。

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针对移动平台的无人机自主降落的新型速度规划方法

唐嘉宁，张向东，马孟星，黄明辉，闫搏远

2024 (3): 150-155.

摘要 ( 100 )

PDF(1749KB) ( 129 )

针对现有的无人机降落存在过激的加速、减速以及反向飞行和多次振荡的问题，进行了无人机自主降落于移动平台过程中的速度规划方法研究，提出了一种基于移动平台梯度和风险权重的自主降落速度规划方法。仿真实验表明，与Ｆａｓｔｐｅｒｃｈｉｎｇ降落方法相比，所提方法减少了过激的加速、减速和振荡次数，避免了反向飞行，且降落时间效率提高了３０．７６％，水平方向降落效率提高了２６．４７％，垂直方向降落效率提高了３７．５％，为无人机自主降落到移动平台速度规划问题提供了一种有效的解决方案，具有一定的工程实用价值。

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多传感器信息预处理约束紧耦合建图算法

甄子杰，汪汗青，王诚，霍文渊，赵毅

2024 (3): 156-165.

摘要 ( 59 )

PDF(4593KB) ( 84 )

多传感器建图与定位ＳＬＡＭ系统（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍａｐｐｉｎｇ）在室外长距离跨度环境中，由于各传感器信息融合不正确、特征匹配错误，或传感器状态信息不可信，导致建图精度不足，轨迹漂移甚至建图崩溃。对此，提出一种基于因子图优化的多传感器信息紧耦合算法（ｔｉｇｈｔｌｙｃｏｕｐｌｅｄｌｉｄａｒｖｉｓｕａｌｉｎｅｒｔｉａｌｏｄｏｍｅｔｒｙｖｉａｓｍｏｏｔｈｉｎｇ，ｍａｐｐｉｎｇａｎｄＤＢＳＣＡＮ，ＬＶＩ ＳＭＡＤ），将前端点云和视觉信息联合的聚类结果作为因子图优化约束，以一种较低帧的约束形式加入到较高帧的点云地图输出中，加强了点云与视觉信息的紧耦合，解决了激光雷达与相机间信息匹配错误的问题，同时将该约束作为某一传感器信息不可信时的约束补充，减小了传感器信息不稳定情况下的定位漂移，提高了算法一致性。实验证明，在低坡度长跨度的工作环境中，ＬＶＩＳＭＡＤ与ＬＶＩＳＡＭ对比，绝对轨迹误差降低了３９．９０％，与ＬＩＯＳＡＭ对比降低了６３．０９％；在高坡度工作环境中，与ＬＶＩＳＡＭ对比，绝对轨迹误差减少４１．０８％，与ＬＩＯＳＡＭ对比减少６４．８７％，证明了算法的有效性与可行性。

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采煤工作面水流声的降噪算法研究

李传兵，李思毅，程瑶

2024 (3): 166-175.

摘要 ( 57 )

PDF(3137KB) ( 53 )

采煤工作面水害事故发生前伴有水流声出现，为减小常见机械设备噪声对水流声识别的影响，提出了一种改进小波阈值降噪法。为了补偿水流声在采集过程中高频信号的损失，对其进行了预加重、分帧、加窗等预处理；采用小波软、硬阈值函数折衷法对阈值函数进行改进，避免了信号处理后带来的附加振荡问题；在固定阈值中引入了分解层数ｊ，变化的阈值可最大程度分离水流声信号与噪声信号。结果表明，改进小波阈值降噪法相较于谱减法、子空间法和小波阈值法的硬阈值函数，输出信噪比提高了１ｄＢ以上，降噪性能提升了１５％左右；相较于小波阈值法的软阈值函数，当输入信噪比大于０ｄＢ时，输出信噪比提高１ｄＢ以上，可有效降低水流声信号中的机械设备噪声干扰

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考虑碳排放成本的电动汽车生鲜配送路径优化研究

曹仁伟，张燕宏，刘瑞峰，孟利清

2024 (3): 176-182.

摘要 ( 61 )

PDF(1579KB) ( 59 )

电动汽车技术的迅速发展，促进了物流业载具的转型升级。在满足电动汽车电量、配送服务时间窗、车辆装载量限制的条件下，综合考虑电动汽车的碳排放成本，将电动汽车的固定成本、运输成本、制冷成本、货损成本、碳排放成本和充电成本之和构建最小成本的目标函数。利用改进的Ｋｍｅａｎｓ聚类算法和启发式算法中的蚁群算法求解目标函数最小值，得到最优生鲜配送路线。通过实验仿真验证模型的准确性，并将采用电动汽车与采用传统燃油车进行生鲜配送的成本进行对比分析，得出采用电动汽车配送成本更低、污染更小的结论，同时也表明采用混合算法寻找最优路径具有更快、更准确的优势，对企业后期替换配送工具具有一定借鉴作用。

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自动化立体仓库退库货位优化问题及其求解算法

何在祥，李丽，张云峰，郗琳

2024 (3): 183-194.

摘要 ( 59 )

PDF(5587KB) ( 69 )

针对自动化立体仓库出库作业过程中剩余货物退库问题，以堆垛机作业总能耗最小化为目标，以退库货位分配为决策变量，建立了自动化立体仓库退库货位优化模型，提出了基于深度强化学习的自动化立体仓库退库货位优化框架。在该框架内，以立体仓库实时存储信息和出库作业信息构建多维状态，以退库货位选择构建动作，建立自动化立体仓库退库货位优化的马尔科夫决策过程模型；将立体仓库多维状态特征输入双层决斗网络，采用决斗双重深度Ｑ网络（ｄｕｅｌｉｎｇｄｏｕｂｌｅｄｅｅｐＱｎｅｔｗｏｒｋ，Ｄ３ＱＮ）算法训练网络模型并预测退库动作目标价值，以确定智能体的最优行为策略。实验结果表明Ｄ３ＱＮ算法在求解大规模退库货位优化问题上具有较好的稳定性

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基于ＸＧＢｏｏｓｔ与ＬＲ融合模型的信用卡欺诈检测

张海洋，陈玉明，曾念峰，卢俊文

2024 (3): 195-200.

摘要 ( 135 )

PDF(1142KB) ( 115 )

随着银行卡业务的不断发展，各种各样的信用卡欺诈方式已经给金融机构带来严重的威胁，使得信用卡欺诈检测成为一个十分紧迫的任务。为解决此问题，提出一种ＸＧＢｏｏｓｔ与ＬＲ融合模型。该模型首先运用ＸＧＢｏｏｓｔ算法自动进行特征组合和离散化，然后将新构造的特征向量运用在逻辑回归ＬＲ模型上，通过ＸＧＢｏｏｓｔ与ＬＲ融合模型进行分类预测。实验结果表明，与经典传统算法相比，提出的ＸＧＢｏｏｓｔ与ＬＲ融合模型具有更好的欺诈检测性能，提高了信用卡欺诈检测的准确率

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三支边缘过采样的不平衡文本情感分类

余啟煬，方宇，李昭宸，刘畅，杨梅

2024 (3): 201-211.

摘要 ( 55 )

PDF(5181KB) ( 60 )

在实际应用中，少数类样本往往包含重要信息，而传统机器学习方法通常对少数类样本的分类准确率低，且误分类代价较高。针对不平衡文本数据的情感分类问题，以三支采样（ｔｈｒｅｅｗａｙｓａｍｐｌｉｎｇ，３ＷＳ）与过采样为基础，提出了三支过采样算法（ｔｈｒｅｅｗａｙＳＭＯＴＥ，３ＷＯＳ）和三支边缘过采样算法（ｔｈｒｅｅｗａｙｂｏｒｄｅｒｌｉｎｅＳＭＯＴＥ，３ＷＯＢＳ），３ＷＯＳ能够更好地识别边界区域上的数据，３ＷＯＢＳ可以增强边界区域所蕴含的信息。首先，将文本数据构建为超球，获得超球边缘的支持向量。其次，３ＷＯＳ对边缘上的支持向量直接进行过采样以生成合成新样本并更新样本集，３ＷＯＢＳ则在生成合成新样本后根据给定条件判断是否获得该新样本并更新样本集。最后，将更新的样本集放在不同的基分类器上进行对比实验。实验采用了３个不平衡数据集，并保证了不同的不平衡比。同时，在数据集训练过程中引入粒计算思想，确保模型的鲁棒性。实验结果表明，３ＷＯＳＩＴＳＣ与３ＷＯＢＳＩＴＳＣ准确率较高且代价低于其他模型，为不平衡文本分类问题提供了新思路

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雾环境下的船舶目标检测研究

肖晶晶，樊博彦，杨雨婷

2024 (3): 212-219.

摘要 ( 54 )

PDF(2136KB) ( 106 )

针对船舶在雾环境中因能见度不良易发生碰撞、船舶识别困难和检测精准度较低等问题：首先构建出雾环境下的船舶目标检测数据集；接着在ＹＯＬＯｖ５基础上进行改进，在原网络结构基础上，为使深度可分离卷积更接近可分离卷积，使用ＧＳＣｏｎｖ模块替换Ｈｅａｄ部分ＣＢＳ模块，以提高模型精准度，并引入ＳｌｉｍＮｅｃｋ范式，进一步提高模型平均精准度，降低模型的计算量。同时，采用多项式损失函数替换原二元交叉熵损失函数，以提高模型的精准度，并引入ＳＩｏＵＬｏｓｓ消除真实框与预测框方向问题的缺陷，以提高训练速度和推理准确性。实验结果表明，模型在ｍＡＰ０．５指标上达到９５．７％，相较于基础ＹＯＬＯｖ５模型，改进后的船舶目标检测模型ｍＡＰ０．５提高０．９％、ｍＡＰ０．９５提高０．９％，同时ＦＬＯＰｓ也降低２．１Ｇ。这一结果表明，雾环境下的船舶目标检测模型具有更优的精准度和更轻量的模型结构，在提高雾环境下船舶检测的精准度和效率方面具有很好的应用前景

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螺栓设计参数对连接状态的影响及轴向力可视化方法研究

周洋，伊鸿振，王瀚

2024 (3): 220-229.

摘要 ( 55 )

PDF(6620KB) ( 64 )

螺栓结构的连接状态与轴向力密切相关，而轴向力受多因素的影响，在拧紧或者松动过程中不断变化且无法做到无传感器实时监测。首先，基于螺栓的外螺纹轮廓方程，建立了精细化的螺栓有限元模型。其次，基于此模型研究了螺纹接触面摩擦因数、牙型角、螺距对于螺栓预紧过程及松动过程的影响规律。最后，关联松动角度和轴向力，结合深度学习目标检测算法，将螺栓的轴向力信息可视化。研究结果表明：在拧紧和松动过程中，螺栓轴向力实现了可观和可控，同时螺栓在预紧相同角度的情况下，其轴向力随着螺距和牙型角的增大而增加；其预紧力矩随着螺纹接触面摩擦因数和螺距的增大而变大，但会随着牙型角的增大而变小

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考虑激励幅值慢变的卷绕头转子系统动力学建模

王东强，史卫士，于贺春，董学武，姜海芹

2024 (3): 230-239.

摘要 ( 57 )

PDF(2750KB) ( 44 )

卷绕头转子系统结构之间的耦合振动和时频变激励使振动问题十分复杂，为了更准确地研究其动力学特性，根据转子动力学理论，使用有限元方法建立了考虑多盘质量慢变的卷绕头非线性转子系统整机动力学模型，运用Ｎｅｗｍａｒｋβ数值积分方法对其动力学特性求解，得到仅存在初始不平衡量以及卷装不良带来的激励频率、幅值慢变下的非线性动力学行为。通过分析轴心轨迹、时域波形和幅频特性曲线等结果，发现卷绕头转子系统对因卷装不良引起的激励幅值慢变较为敏感，出现新的频率成分。进一步对比分析了不同节点处的振动频谱，其结果可为卷绕头转子系统动力学设计和故障识别提供一定理论支持

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数控铣削能耗预测及切削参数多目标优化研究

易望远，尹瑞雪，田应权，欧丽

2024 (3): 240-249.

摘要 ( 62 )

PDF(3486KB) ( 98 )

为了研究数控铣床节能优化问题，首先以３１６Ｌ不锈钢为加工对象，设计了数控铣削实验方案，并进行了实验数据分析；然后以实验数据为样本，运用ＢＰ神经网络建立了数控机床能耗预测模型，并利用蜣螂优化算法（ＤＢＯ）对ＢＰ神经网络结构进行优化，建立基于ＤＢＯＢＰ神经网络的数控机床能耗预测模型。通过对比优化前后两模型，选择具有更高的预测精度和稳定性的ＤＢＯＢＰ神经网络模型与以加工成本为目标而建立的铣削参数多目标优化模型，并运用ＮＳＧＡII对模型求解，得到最优解集，最后运用熵权ＴＯＰＳＩＳ法对最优解集进行决策，得到最优解。通过对比优化前后比能耗和加工成本，优化后的切削参数使比能耗和加工成本分别下降了３３．８４％和５％。研究结果表明，优化后的切削参数更加节能和节约加工成本。

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混动汽车机电耦合系统效率影响因素分析及优化研究

黄操，张伟，李云虹，易鹏

2024 (3): 250-259.

摘要 ( 84 )

PDF(4875KB) ( 125 )

研究了机电耦合系统传动效率主要影响因素，分析了机电耦合系统机械损耗、电控损耗和电机损耗３部分损耗的组成及影响因子，分析得出机械损耗与摩擦条件密切相关，电控损耗包括ＩＧＢＴ损耗和ＦＷＤ损耗，二者均受开关频率影响，电机损耗与磁场强度和电流大小有关。提出通过改善摩擦条件和调整ＩＧＢＴ开关频率来优化机电耦合系统综合效率，开发了机电耦合系统传动效率测试台架，依托自主开发的测试台架分别测得了纯电模式下机械损耗、电控损耗和电机损耗在不同工况下的结果，分析了机械损耗、电控损耗和电机损耗随工况条件变化的规律。结果表明：采用低摩擦轴承和低黏度油品改善摩擦条件后可以有效降低机械损耗，最高效率提升了０．９％；ＩＧＢＴ开关频率从１０ｋＨｚ调整为５ｋＨｚ，在低速段传动效率有明显提升。因此，提出了基于传动效率的ＩＧＢＴ开关频率动态调整策略。

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小型双缸往复式压缩机噪声模拟与实验

罗忠福，李惠林，李家俊，何锋

2024 (3): 260-266.

摘要 ( 44 )

PDF(4561KB) ( 47 )

针对制氧机用小型双缸往复式压缩机噪声过大的问题，通过Ｆｌｕｅｎｔ气动仿真与ＬＭＳＶｉｒｔｕａｌ．Ｌａｂ多体动力学仿真模块联合模拟仿真，求解出压缩机压力脉动和轴承激励。以结构自由模态为基础，添加压力脉动和轴承激励为边界条件，并结合声振耦合理论，得到双缸压缩机的离散噪声分布及声压级云图。研究结果表明：决定压缩机噪声值的波峰频率为８００、２５００和３１００Ｈｚ，与固体模态频率相近；通过改变结构刚度可降低压缩机波峰噪声。研究结果可为小型往复式压缩机的噪声控制提供参考。

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太赫兹超表面系统信号传输模型和相移调控

程亚军，曹源，黄崇文，彭薇，罗锴，陈达

2024 (3): 267-274.

摘要 ( 61 )

PDF(1612KB) ( 82 )

近场效应导致远场窄带假设的信号传输模型不再适用，宽带效应下基于中心频率的超表面相移调控将产生波束斜视现象，加重系统性能恶化。针对此问题，考虑波束斜视效应和近场效应，推导适用于任意尺寸超表面的阵列响应和近场宽带信号传输模型。基于上行可达速率的分析，提出超表面相移调控方案。结果表明：所提相移调控方案能有效缓解波束斜视效应；在发射功率为１ｍＷ、基站天线数为６４、超表面单元数为１４４０的同等条件下，所提相移调控方案可将系统速率提高至中心频率方案下的２倍以上。

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硬件损伤条件下无人机辅助的ＮＯＭＡ-ＩＲＳ网络资源分配算法

樊自甫，夏子航，王正强，万晓榆

2024 (3): 275-285.

摘要 ( 50 )

PDF(1851KB) ( 58 )

探讨了在硬件损伤条件下，如何通过搭载在无人机上的智能反射面（ＩＲＳ）有效支持基于非正交多址接入（ＮＯＭＡ）技术的网络，以加快多用户数据的传输速率。提出了一种全面优化策略实现整个通信系统的最大传输速率，包括联合调整串行干扰消除的解码策略、ＩＲＳ的反射配置、无人机的空间位置以及基站的发射功率。由于该问题是一个非凸问题，提出使用块坐标下降方法来实现优化的一种迭代算法，将原始的非凸问题细分为３个子问题，并通过结合惩罚函数法、半正定松弛技术和连续凸近似法来解决这些子问题。仿真结果表明：提出的算法在系统总速率方面相比随机部署无人机、未使用ＩＲＳ辅助的ＮＯＭＡ策略，系统速率有显著提升

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智能超表面辅助的ＯＡＭ通信信道建模及容量分析

朱启标，黎文文，王剑涛，罗斌

2024 (3): 286-293.

摘要 ( 95 )

PDF(1796KB) ( 70 )

现有智能超表面（ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）辅助的轨道角动量（ｏｒｂｉｔａｌａｎｇｕｌａｒｍｏｍｅｎｔｕｍ，ＯＡＭ）通信系统的相关研究大都采用自由空间传播信道，针对该信道无法准确描述ＯＡＭ信号传播特性的问题，研究了ＯＡＭ信号在自由空间场景下的传播特性。结合莱斯衰落信道建立了一种ＲＩＳ辅助的ＯＡＭ信道模型。ＲＩＳ辅助的ＯＡＭ通信系统采用ＲＩＳ产生具有不同模态的ＯＡＭ信号，通过联合优化算法优化功率分配系数和ＲＩＳ无源波束成形来提高信道容量，分析了信噪比和传输功率等因素对信道容量的影响。仿真结果表明：所提出的衰落信道模型能够描述ＯＡＭ信号在ＲＩＳ辅助信道中的传播特性，实现更高的信道容量。

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电磁吸波与极化转换融合型超表面设计

贺云，刘鹏成，付琴，张芝铭，曹昭旺

2024 (3): 294-299.

摘要 ( 85 )

PDF(2474KB) ( 147 )

针对微波信号多频带吸收与雷达通信信号兼容性的应用需求，利用人工电磁超表面极大设计自由度的特点，结合电磁吸收和极化转换２种电磁波调控机理，设计了一种多阵列单元融合型超表面结构。采用ＨＦＳＳ电磁仿真软件对超表面的电磁吸收性能和极化转换性能进行仿真，并分析其综合调控机理及宽带吸波特性，提出一种将“工”字开口环极化转换超表面阵列单元引入电阻加载的交叉偶极子超表面单元中的设计方法。融合偶极子超表面在低频段的电磁吸波特性以及“工”字开口环超表面在高频段的电磁极化转换特性，扩展超表面结构的电磁吸波带宽。研究结果表明：超表面结构的吸波范围可覆盖２．０８～８．３６ＧＨｚ和１３．３２～１８．４６ＧＨｚ双频带，多调控机理融合型电磁超表面设计方法具有可行性

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智能反射面辅助下行ＮＯＭＡ网络功率最小化研究

刘泽宇，王鸿

2024 (3): 300-307.

摘要 ( 42 )

PDF(2256KB) ( 53 )

针对智能反射面（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ，ＩＲＳ）辅助下行多天线非正交多址接入技术（ｎｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ，ＮＯＭＡ）系统开展研究，根据用户解码顺序、基站波束成形矢量和ＩＲＳ相移矩阵建立基站的发送功率最小化模型。通过用户组合信道强度的顺序得到最优用户解码顺序，利用交替优化方法设计最优波束成形矢量与相移矩阵。设计波束成形矢量时通过数学变换，将原本复杂的非凸优化问题转化为二阶锥规划（ｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｃｏｎｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＳＯＣＰ）问题进行求解；优化相移矩阵时采用顺序相位旋转法来求解最优相移。仿真结果表明：在满足用户服务质量的条件下，所提出的设计方案可以显著降低基站的发送功率。

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结合大气污染特征的ＶＯＣｓ聚集区识别方法

陆秋琴，田园，黄光球

2024 (3): 308-317.

摘要 ( 43 )

PDF(4205KB) ( 64 )

为实现ＶＯＣｓ聚集区的精准感知识别，提出一种结合大气污染特征的ＶＯＣｓ聚集区识别方法。首先，划分区域网格，利用ＩＤＷ空间插值方法得到ＶＯＣｓ网格数据集；其次，利用ＨＹＳＰＬＩＴ计算后向气团运动轨迹并引入ＶＧＧ提取轨迹特征，同数据集输入ＴＣＮＢｉＬＳＴＭ模型，预测各网格ＶＯＣｓ浓度；最后，根据预测结果进行聚集区识别。以西安市碑林区为例，对ＶＯＣｓ浓度值进行预测，并将聚集区识别结果可视化。结果表明：该组合预测模型能够有效提高识别精度，ＶＯＣｓ浓度预测结果的ＭＡＥ、ＭＳＥ、ＲＭＳＥ、Ｒ２分别为６．６５７、１０３．６５７、１０．１８１、０．９７６，预测效果优于对比模型。消融实验证明考虑气团污染特征能提高ＶＯＣｓ预测准确性，实现ＶＯＣｓ聚集区的精准感知识别

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新能源电力系统能量灵活爬坡市场定价研究

夏伟心，陈胜，吴昊，白鹏，钱开吉

2024 (3): 318-326.

摘要 ( 92 )

PDF(1990KB) ( 75 )

新能源的零边际成本和间歇性出力为传统节点边际电价模型带来了新的挑战。 “双随机”，特别是新能源供给的随机性会导致现货市场价格波动大，无法为市场参与者带来正确的价格信号。针对高比例新能源系统，提出了一种基于连续节点边际电价（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｏｃａ ｔｉｏｎａｌｍａｒｇｉｎａｌｐｒｉｃｉｎｇ，ＣＬＭＰ）的出清机制的市场模型。首先计及了电力系统、储能系统和数据中心的运行约束，利用ＣＬＭＰ的定价机理构建了高比例新能源系统能量定价模型。然后考虑了发电机组与储能系统、数据中心提供运行灵活性爬坡服务，建立了高比例新能源电力系统能量 灵活爬坡市场协同定价模型。最后，算例测试定量分析了新能源渗透率与储能对系统电价的影响，量化了储能和数据中心的运行灵活性。

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极板凹凸排布对微流通道流动性能影响研究

刘祯，黄腾君，刘增鹏，齐诗佳，沈陈洋

2024 (3): 327-334.

摘要 ( 47 )

PDF(3980KB) ( 40 )

目前电解单元极板多采用球凸球凹的组合布置形式，其目的是为了增强通道内部的抗扰动能力，提高流体分布的均匀性。为更深入改进通道内流场分布，采用ＣＦＤ数值模拟的方法对比了５种不同球凸球凹排布方式内部的流场分布特性。结果表明，５种组合布置形式在入口处均呈涡旋运动的特点，且ｃａｓｅＡ方形扩列在入口处的涡旋运动范围较小；布置的形式会影响流场的分布，在球凹球凸单元间形成连续的低速尾迹区，形成较大的速度梯度；温度场的分布与流体速度分布大体呈负相关；所有通道均有速度分量ｕｗ的负速度区域，其对应湍流动能较大；通道内部的凹凸单元布置形式会影响局部流动细节，改善流场分布均匀性，其中ｃａｓｅＡ方形顺列的内部流场均匀性最佳。

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大型光伏电站分布式无功优化

李海啸，程强，李山，杨伟，刘利娟

2024 (3): 335-342.

摘要 ( 54 )

PDF(1872KB) ( 67 )

大型光伏电站经常面临严重的电压波动问题。传统的集中式控制方案采用中央控制器进行无功优化，以确保系统稳定运行。然而，这种方案存在计算负担过重、容易发生单点故障和网络安全问题的弊端。为了解决这些问题，分布式优化方法被提出并应用于大型光伏电站。该方法将电站划分为多个子系统，并使用局部控制器分别解决每个子系统的优化问题。相邻子系统之间的信息交流较少，系统信息更加安全，同时也能处理规模更大的光伏电站。基于交替方向乘子法（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ，ＡＤＭＭ），提出一种适用于大型光伏电站的分布式无功优化方案解决电站电压越限问题，并通过案例验证其有效性。此外，通过分析支路潮流模型约束的线性化处理对潮流求解的影响和罚函数系数对ＡＤＭＭ性能的影响，进一步提升优化参数，优化大型光伏电站的运行结果。

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源网荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度

陈将宏，李雪莲，袁腾，王羲沐，李伟亮

2024 (3): 343-353.

摘要 ( 99 )

PDF(2889KB) ( 194 )

针对源网荷储一体化，降低预测误差对配网调度的影响，提出一种源网荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度策略。首先，建立电动汽车参与调度的响应模型，并根据柔性负荷的运行特性进行分类，以适应多时间尺度。在日前时间尺度上，建立配电网运行成本最小的调度计划；日内尺度上，综合考虑经济性及增加新能源消纳量等目标，采用滚动优化思想对有较大预测误差的日前调度计划进行修正；在实时阶段，结合日内计划，建立计及出力偏差最小的微调模型。最后，利用熵权法对各目标赋权，采用Ｙａｌｍｉｐ＋Ｃｐｌｅｘ对模型求解，验证了调度策略的经济性

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融合充放电曲线特征与改进Ｋ-ｍｅａｎｓ聚类的退役锂电池分选方法

聂金泉，高洋洋，黄燕琴，李银银

2024 (3): 354-363.

摘要 ( 68 )

PDF(3808KB) ( 97 )

为提高退役锂电池分选重组的一致性，提出一种融合电压曲线与能量曲线的数值特征与形态特征，并运用欧氏距离和形态距离进行Ｋｍｅａｎｓ聚类的分选方法。通过试验获取退役锂电池充放电曲线，融合电压曲线和能量曲线作为分选依据；采用欧式距离度量融合曲线的数值差异；利用分位数方法将融合曲线转化为描述曲线形态变化的特征序列，运用最长公共子序列算法提取特征序列的形态距离用来度量融合曲线的形态差异；以融合曲线的欧式距离和特征序列的形态距离为度量判据，采用改进Ｋｍｅａｎｓ聚类算法对退役锂电池进行聚类。结果表明：相较于电压曲线或容量曲线分选，采用融合曲线分选，容量、充电电压、放电电压一致性最大提高约２３％、９３％、１６％。相较于欧式距离方法，采用改进Ｋｍｅａｎｓ算法，容量、充电电压、放电电压一致性最大分别提高了约６７％、４０％、５１％。

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