重庆理工大学学报（自然科学）

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葛帅帅，文一州，张志刚，吴　行，谢正邱

2025 (1): 1-11.

摘要 ( 122 )

PDF(8070KB) ( 131 )

为探究电磁机械激励下电动汽车电驱动系统振动特性，建立了永磁同步电机有限元模型，研究了电机电磁特性及辅助槽对电机电磁转矩脉动的影响规律；在此基础上，建立了包括电机、传动系统、壳体总成的电驱动系统多柔体动力学模型，分析了电磁激励和机械激励下电驱动系统壳体总成振动特性；研究了定转子开槽结构参数对电驱动系统振动特性的影响，选取定子槽宽、转子槽宽、转子槽间距等敏感参数作为优化变量，构建Ｋｒｉｇｉｎｇ响应面模型，对电机辅助槽参数进行多目标优化。研究结果表明，电机２４阶、４８阶电磁激励对系统振动的贡献较大，优化后振动加速度频域幅值在２４ｆ、ｆｚ１、４８ｆ处分别下降了３２．８％、５６．６％、５７．３％。

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分布式驱动独立转向电动汽车四轮转向与直接横摆力矩集成控制研究

左　昊，葛平淑，王　阳，张　涛

2025 (1): 12-18.

摘要 ( 134 )

PDF(2658KB) ( 135 )

根据分布式驱动独立转向电动汽车四轮可单独控制的特点，提出一种考虑轮胎负荷率的四轮转向与直接横摆力矩集成控制策略，在保证轮胎稳定裕度的同时提升电动车辆行驶稳定性。采用分层控制，上层滑模控制器根据理想质心侧偏角、理想横摆角速度与实际值的偏差对后轮转角和附加横摆力矩进行集成控制；下层力矩分配控制器考虑轮胎负荷率及垂直载荷，采用等式约束代入目标函数的方法实现力矩优化分配。选取前轮正弦转向工况和双移线工况，在ＣａｒＳｉｍ与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件联合仿真平台中对四轮转向与直接横摆力矩集成控制策略进行验证，结果表明：分层控制器能有效提高分布式驱动独立转向汽车的行驶稳定性。

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双电机线控转向系统协调驱动控制研究

刘　军，王怡凡，顾洪钢，杨紫燕

2025 (1): 19-26.

摘要 ( 108 )

PDF(2507KB) ( 90 )

选择双电机线控转向（ｓｔｅｅｒｂｙｗｉｒｅ，ＳＢＷ）系统作为研究对象，针对负载扰动、参数摄动以及双电机耦合等因素导致的双电机ＳＢＷ系统跟踪与同步性能差的问题，提出一种基于自抗扰控制与滑模交叉耦合控制的双电机协调驱动控制策略。分析了双电机ＳＢＷ系统的结构和工作机理，建立了该系统动力学模型。设计了一个二阶自抗扰控制器用于电机位置控制，整合电机控制的位置、速度环，解决传统电机位置控制中速度参数不可调节的问题。为了进一步提高二阶自抗扰控制器在系统状态变化时的控制效果，利用模糊神经网络算法动态优化控制器参数，增强控制系统的自适应能力。同时，基于交叉耦合控制思想，采用滑模控制算法设计了滑模速度协调控制器解决双电机系统的不同步问题。最后，基于ＣａｒｓｉｍＳｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真平台进行了仿真分析，证明了所提控制策略的有效性。

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纯电动汽车动力传动系统多间隙对瞬态振动特性的影响

李　明，苏　苗，郭　栋，周裕发，张德祥

2025 (1): 27-37.

摘要 ( 67 )

PDF(4511KB) ( 93 )

纯电动汽车驱动电机，输出扭矩变化快，且动力传动系统中分布多个间隙，如差速器半轴齿轮间隙、输入轴花键间隙、半轴齿轮花键间隙等，使纯电动汽车在Ｔｉｐｉｎ／ｏｕｔ工况下产生明显的振动噪声，严重影响整车舒适性。为探究纯电动汽车动力传动系统中多间隙参数对系统动力学响应的规律，建立了适用于瞬态工况的动力传动系统模型，通过台架试验验证了其准确性。通过ＤＯＥ试验设计对差速器半轴齿轮间隙、输入轴花键间隙、半轴齿轮花键间隙等参数进行了灵敏度分析，确定了关键影响参数。通过多参数优化分析，获得了最优参数组合，显著降低Ｔｉｐｉｎ／ｏｕｔ工况下的振动。

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极限工况下分布式驱动电动方程式赛车稳定性控制研究

李　刚，刘泊居，王　爽

2025 (1): 38-46.

摘要 ( 49 )

PDF(2766KB) ( 74 )

为提高分布式驱动电动方程式赛车的行驶稳定性，提出了一种横摆稳定性控制策略。控制策略采用分层控制结构，基于积分滑模理论设计上层力矩分配器，通过引入积分项来消除滑模自动抖振现象，分别建立七自由度整车模型和二自由度参考模型，来计算赛车的期望横摆角速度、期望质心侧偏角以及附加横摆力矩；下层为转矩分配器，根据轮胎滑移率对４个车轮的驱动转矩进行最优分配，提高赛车在行驶时的稳定性。选取典型工况进行仿真实验验证，结果表明：分布式驱动电动方程式赛车在加入所设计的横摆稳定性控制器后，行驶稳定性得到了明显提升。

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双三相永磁同步电机改进型自适应增益ＳＭＯ无传感器研究

白温毓，蔡君阳，匡　云，徐执仲，马志敏，华　夏

2025 (1): 47-54.

摘要 ( 25 )

PDF(2276KB) ( 65 )

针对双三相永磁同步电机（ｄｕａｌｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ，ＤＴＰＰＭＳＭ）在使用传统滑模观测器（ｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｏｂｓｅｒｖｅｒ，ＳＭＯ）和低通滤波器（ｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ，ＬＰＦ）时存在高频抖振和信号失真的问题，考虑ＤＴＰＰＭＳＭ的２套绕组之间电感耦合的特性，提出一种改进型自适应增益ＳＭＯ的无位置传感器控制算法。基于ＤＴＰＰＭＳＭ的矢量空间解耦数学模型，使滑模增益根据电流相关变量自适应调整，在状态变量远离滑模面时增大滑模增益以加快ＳＭＯ的收敛时间，在靠近滑模面时减小滑模增益以减轻高频抖振。仿真结果显示：该无位置传感器控制算法能够提高电机转子转速的观测精度和收敛速度，在参考转速为１００ｒ／ｍｉｎ时将稳态转速估计误差从±２ｒ／ｍｉｎ降至±０．５ｒ／ｍｉｎ，２００ｒ／ｍｉｎ时从 ±６ｒ／ｍｉｎ降至 ±０．５ｒ／ｍｉｎ，观测器收敛时间从０．０４ｓ减少至０．０２ｓ。本研究可为ＤＴＰＰＭＳＭ的无位置传感器控制技术提供新思路，解决２套绕组之间电感耦合问题导致的ＳＭＯ观测高频抖振问题，具有理论意义和应用价值。

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电驱动汽车横摆稳定性自适应积分终端滑模控制

高　伟，杨成源，邓召文

2025 (1): 55-61.

摘要 ( 70 )

PDF(2630KB) ( 74 )

为提高分布式电驱动车辆的横摆稳定性，采用分层控制方法设计了一种基于自适应积分终端滑模控制的直接横摆力矩控制策略。控制策略上层设计了一种自适应积分终端滑模控制器以计算目标附加横摆力矩；控制策略下层以轮胎附着利用率最小为优化目标，采用二次规划控制算法设计了转矩优化分配控制器；通过ＭａｔｌａｂＣａｒＳｉｍ联合仿真平台对控制策略的有效性进行了对比验证。仿真结果表明：在高附着系数路面下，应用自适应积分终端滑模控制器车辆的质心侧偏角峰值，相较于无控制和积分滑模控制车辆的下降率分别为１７．１％和１．７％，横摆角速度峰值下降率分别为１３．７％和３．４％；在低附着系数路面下，质心侧偏角峰值相较于无控制和积分滑模控制车辆的下降率分别为６９％和３９．４％，横摆角速度峰值下降率分别为１６％和２．４％，提高了车辆的横摆稳定性与行驶安全性。

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系统故障演化过程的内在因素时间关系研究

崔铁军，李莎莎

2025 (1): 62-66.

摘要 ( 60 )

PDF(1408KB) ( 60 )

为研究系统故障演化过程（ｓｙｓｔｅｍｆａｕｌｔｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ＳＦＥＰ）内在的因素与时间关系，基于量子力学提出了研究方法。首先论述了ＳＦＥＰ的组成和特征；其次建立了因素时间坐标空间；最后研究了ＳＦＥＰ的量子态和经典态中因素时间关系。结果表明：ＳＦＥＰ在组成结构和层次结构上适合表示为量子叠加态；因素时间坐标空间是由时间和因素集合平面构成的；测量使ＳＦＥＰ由量子态转化为经典态，同时产生了时间属性，失去了因素属性。ＳＦＥＰ从因素投影到时间时，具有连续的因果关系，投影为对应测量时刻的系统故障概率分布，为时间的函数；ＳＦＥＰ从时间投影到因素时，具有不连续的相关性，投影为所有时刻的系统功能状态的叠加态，为因素的函数。

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ＤＰｏＳ共识机制的信誉优化

孙　敏，王晨燕，焦世行

2025 (1): 67-74.

摘要 ( 47 )

PDF(846KB) ( 52 )

针对ＤＰｏＳ共识机制中存在的节点投票不积极、节点共谋以及恶意节点被选为代理人节点概率较高等问题，提出了一种信誉评价选举的ＲＥＤＰｏＳ共识机制。优化了节点的投票机制，引入可验证随机函数对节点进行投票，限制节点的不良投票行为；改进了节点的评价方法，通过熵权法动态计算节点各指标的权重，评估节点的信誉状况，确保选出的代理人节点具备更高的可信度；加入奖惩机制，根据节点行为更新信誉值，同时引入二进制指数退避算法给恶意节点设置等待轮数，激励节点积极参与投票并有效处理恶意节点。结果表明：ＲＥＤＰｏＳ有效降低了恶意节点被选举为代理人节点的概率，提高了节点投票的积极性，保证了区块链系统的安全性。

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融合项目评分不确定度的多属性深度神经协同推荐模型

李昌兵，王　霞，邓江洲

2025 (1): 75-82.

摘要 ( 51 )

PDF(2034KB) ( 87 )

现有大多数深度学习推荐模型只使用用户的单一评分信息进行模型训练，忽视了用户在项目不同属性上的偏好行为，这在一定程度上影响推荐准确性。为此，提出一种融合项目评分不确定度的多属性深度神经协同推荐模型来学习用户在项目各属性上的评分行为，高效捕捉用户的多维度偏好特征。为使模型能充分考虑用户对项目各属性的评分分布一致性，引入项目评分不确定度来提取项目的个性化属性特征，并将其作为多属性评分的权重因子来修正模型的初始预测结果。利用修正后的多属性评分来预测用户偏好，证明所提模型能为用户提供更为准确的推荐。在２个真实数据集上的实验结果表明：相较于次优对比方法，所提模型在评估指标Ｆ１和ＮＤＣＧ方面分别最高增长４．３％和３．９％，模型的推荐能力强，能提高推荐质量。

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机械臂新型固定时间非奇异终端滑模控制

杨　佳，杨　理，许　强，余希瑞，吴佩林

2025 (1): 83-92.

摘要 ( 52 )

PDF(2248KB) ( 59 )

针对初始状态未知的机械臂实际运行时，存在外界未知扰动、建模误差等非线性因素，导致机械臂无法进行精准快速工作的问题，提出基于固定时间算法的机械臂优化ＮＴＳＭＣ方案。构造新的分段滑动变量来解决终端滑模控制带来的奇异性问题，并在固定时间内获得更快的收敛速度。为了实时逼近和补偿模型不确定性及外部扰动，采用基于ａｃｔｏｒｃｒｉｔｉｃ架构的强化学习算法。设计辅助系统缓解输入饱和问题，通过对比实验验证了所提方法的优越性和实用性，在相同控制参数下具有更快的固定时间内收敛速度和较高的控制精度。

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优化纹理匹配的路面裂缝检测模型

沈德争，于　滨

2025 (1): 93-101.

摘要 ( 45 )

PDF(4332KB) ( 67 )

深度学习裂缝检测在特征提取过程中易发生信息丢失和位置偏移，面临复杂纹理路面背景和阴影等噪声干扰时出现裂缝的误检和漏检。提出一种基于参考的超分辨率思想的裂缝纹理匹配方法。优化后的上下文注意力模块（ｇｌｏｂａｌｃｏｎｔｅｘｔｂｌｏｃｋ，ＧＣｂｌｏｃｋ）增强特征图片中像素间的空间依赖，随后从上层编码层参考图像中借用高分辨率空间纹理来补偿低分辨率特征图像中的信息损失，构建用于路面裂缝检测的纹理匹配网络（ｔｅｘｔｕｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ，ＴＭＮｅｔ）模型。在公开数据集Ｃｒａｃｋ５００、ＤｅｅｐＣｒａｃｋ和自建数据集上对预测模型进行验证。结果表明：所提出的ＴＭ Ｎｅｔ在２个公开数据集和自建数据集上ＭＩｏＵ分别达到７８．３５％、８９．８６％和７７．６８％，相较于其他对比网络，能在细节纹理恢复上拥有更好的结果。

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强制跳点的功能性分类及ＪＰＳ＋算法改进

吴蓓蓓，梁智文

2025 (1): 102-110.

摘要 ( 40 )

PDF(3372KB) ( 45 )

随着无人车、无人机等自主移动机器人的井喷式发展，寻路算法的重要性也一再提升。跳点搜索＋（ｊｕｍｐｐｏｉｎｔｓｅａｒｃｈｐｌｕｓ，ＪＰＳ＋）算法因其显著的高搜索效率而成为了经典的静态栅格化地图寻路算法。对ＪＰＳ＋算法的改进策略和应用场景层出不穷，但对路径长度与路径节点数量的优化方法仍有待研究。提出了一种对于强制跳点按功能性的分类方式，并基于这一分类对ＪＰＳ＋算法的预处理和搜索流程进行改进，在提高单次搜索扩展效率的同时，减少路径的长度与节点数。通过仿真地图实验与真实采样地图实验，验证了改进算法的有效性。对比发现：改进ＪＰＳ＋算法在仿真地图中，所求路径长度最大减少５．９２％，路径节点数最大减少４６．１５％，算法用时最大减少２５５８％；在真实采样地图中，所求路径长度平均减少２．４８％，路径节点数平均减少１０．７１％，算法用时平均减少１７．０８％。

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长隧道动态控速与车速离散度优化

刘　伟，包宇宁，饶　畅

2025 (1): 111-116.

摘要 ( 37 )

PDF(1762KB) ( 58 )

控制长隧道内车辆的超速行驶和速度标准差可以提高交通运行的安全性。由于速度离散度与事故率呈正相关，以车速离散度最小为一级目标函数，平均速度最小为二级目标函数，构建了隧道边缘率ＬＥＤ灯动态控速模型，并利用ＮＳＧＡⅡ算法对该模型进行求解。以重庆某隧道为研究对象，基于动态控速区间的始、末端断面车速，以标定的动态控速模型为基础进行数值分析，得到各速度区间优化前后断面的车速离散度与平均速度，其中［７０，８０）、［８０，９０）和［９０，１００］这３个速度区间内平均速度分别下降了１０．５％、８．３％、６．８％，车速标准差分别降低了１６．７％、１２．８％、９．４％，整体平均速度和车速标准差分别下降了８．７％和９．２％。结果表明，基于边缘率的动态控速模型，对降低整体车速与车速离散度具有一定效果。

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一种预处理ＯＷＬＣＭ算法下的图像特征匹配研究方法

秦　蒙，郑　冬，冯　鹏，龚识懿，杨　泳，任照富

2025 (1): 117-124.

摘要 ( 54 )

PDF(6608KB) ( 62 )

原始图像的质量直接影响图像匹配的精度。传统图像增强方法往往不能与后续图像匹配算法有机融合，难以大幅度提高匹配精度。基于此，提出了一种基于ＯＷＬＣＭ算法对图像进行预处理进而提高特征匹配精度的方法，该算法以ＬＣＭ算法为基础，通过引入局部增强因子和非线性变换因子达到像素动态增强的目的，能够更有效地增强匹配图像质量。为了验证该算法的可行性，利用Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ立体视觉测试集进行了初步验证，开展了偏转、弱光、旋转、普通等多因素工况环境下的图像匹配。实验结果表明：与传统ＬＣＭ、ＬＣＭＳＵＲＦ特征匹配算法相比，所提算法图像平均正确特征匹配对数为５２４．２５，相比ＬＣＭＳＵＲＦ算法提高了２７７．５０。

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多模态特征融合的三维形状识别网络

但远宏，王志浩，金　毓

2025 (1): 125-131.

摘要 ( 69 )

PDF(1537KB) ( 78 )

点云和视图２种模态的全局特征融合已经被证明有效，为了进一步挖掘细粒度的局部特征关系和模态间的互补关系以提升模型性能，提出了一种新的网络架构。该架构包含２个核心模块：设计了局部特征融合模块（ＬＦＭ），通过特征矩阵的转置变化，集成２种模态在不同层次的局部特征，而特征互补增强模块则利用元素级的简单运算，获取模态间的区别性信息，并以此为根据量化出权重系数，最后加权增强特征，形成更强大的形状描述符。在ＭｏｄｅｌＮｅｔ１０和ＭｏｄｅｌＮｅｔ４０数据集上的实验结果表明，该网络在效率和性能上实现了平衡，并且在三维形状识别方面取得了先进的成果。

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锂离子电池冷板仿生散热结构拓扑优化研究

张　琳，程晓军

2025 (1): 132-139.

摘要 ( 80 )

PDF(2613KB) ( 97 )

采用拓扑优化方法设计了一种仿肺状结构的新型冷板结构，利用双目标优化函数得到了拓扑优化后的模型，分析了不同体积分数和加权系数对其散热性能的影响。结果表明：在流体体积分数为０．６时，冷板结构的散热效果最好；当热目标占主导时（ａ∶ｂ＝０．９∶０．１），流道分支较多，散热效果较好。通过与传统七通道直流冷板的对比实验发现，基于拓扑优化的仿肺状结构冷板具有更好的散热效果和较低的压降。

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车用高功率密度电机扩速拓矩研究

梁　栋，陶　健，陈　星

2025 (1): 140-147.

摘要 ( 37 )

PDF(3960KB) ( 47 )

基于车用电机扩速拓矩的性能需求设计了一种采用永磁体分段结构的优化反凸极永磁同步电机。介绍了反凸极电机的结构和设计原则；以扩宽恒功率转速范围和提升电磁拓矩为目标，以凸极率为约束，利用粒子群算法（ＰＳＯ）对电机进行多目标优化，并对比分析优化前后电机的性能。有限元仿真分析结果表明：结构优化后，相比于优化前转矩提升了１６％，转速范围由５：１提升到６．５：１，验证了优化电机提升转矩和扩宽转速范围的有效性。

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航空液压管路连接式单向阀不同结构形式泄露机理研究

唐　杰，钟安凯

2025 (1): 148-154.

摘要 ( 29 )

PDF(2931KB) ( 79 )

在飞机液压系统中，为了保证回路的稳定性和工作性能的可靠性，单向阀作为不可或缺的液压元件起到了关键作用。而阀芯作为单向阀的核心部件，直接影响着阀门的性能和可靠性，尤其是泄漏量，对于单向阀的工作效率和流量特性影响更甚。为此，针对弹簧式单向阀的阀芯与阀体不同接触形式和锥孔角度进行了研究，建立了阀体三维模型和泄漏数学模型，在数学模型的基础上对阀体物理模型进行仿真对比，得到泄漏表现最优的结构形式。将仿真结果在流固耦合中进一步验证，得到了最佳的阀芯锥孔角度和阀芯端面接触形式。

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利用深度学习与数据融合的结构损伤识别方法

李晨阳，刘浩铭，周博文

2025 (1): 155-162.

摘要 ( 68 )

PDF(5000KB) ( 65 )

为实现高准确率、智能化的结构损伤识别，将模态频率应变能基指标以及曲率模态差作为损伤识别评价指标，并利用卷积神经网络将二者融合进行损伤识别。以简支梁为实验对象，通过ＡＮＳＹＳ仿真模拟不同损伤工况，提取特征数据进行训练。仿真实验包括单位置损伤、多位置损伤以及多程度损伤的工况。这２种指标均能够对损伤位置以及损伤程度进行有效识别，并且将２种信号进行特征级融合时，损伤识别的准确率有了进一步提高。以模态频率应变能基指标和曲率模态差为损伤识别指标，利用深度学习和数据融合方法为结构健康监测提供了一种有效的新途径。

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多节式管道机器人的结构设计与分析

李　滔，袁锐波，袁萌柯，梁松炜，覃学巨，韩锡镇

2025 (1): 163-170.

摘要 ( 51 )

PDF(3606KB) ( 62 )

为了提高管道机器人行走的安全性以及弯管的通过性，提升机器人对管道内壁清洁的效率。基于流体力学理论和Ａｄａｍｓ仿真实验设计了一种全新的管道机器人。解决了传统管道机器人的运动方式、适应管径和清洗结构等功能结合在一起互相影响的问题。根据管道的直径及环境，得出了管道机器人的性能指标。利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ建立模型，根据管道机器人在管道内运行情况，分析管道机器人在管道的姿态角、阻力、摩擦力等，得出机器人在姿态角为０°时，牵引力最大为１９８．８Ｎ，分析管道机器人最大的越障高度为７．８ｍｍ。通过Ａｄａｍｓ软件对管道机器人通过Ｌ型弯管进行实验。结果表明：多节式管道机器人设计合理，在相关几何约束以及运动约束条件下，机器人能够在直管与Ｌ形弯管中正常行走。

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微量Ｓｒ对Ａｌ８Ｓｉ０．３Ｍｇ０．５Ｍｎ铝合金铸态组织与拉伸性能的影响

王　强，刘文君，杨　琴，徐小敏，王志白，向　多，马云峰

2025 (1): 171-176.

摘要 ( 39 )

PDF(6020KB) ( 53 )

以汽车后地板用Ａｌ８Ｓｉ０．３Ｍｇ０．５Ｍｎ合金为基础，研究微量（质量分数为０．００１％～０．００８％）Ｓｒ添加对铝合金铸态组织与拉伸性能的影响。结果表明：微量Ｓｒ添加可有效改善铝合金组织中的共晶Ｓｉ和含Ｆｅ相形貌，轻微细化αＡｌ组织，提高合金的塑性；随着Ｓｒ含量的增加，组织中的共晶Ｓｉ形貌由粗大的针片状转变为细小纤维状，含Ｆｅ相形貌由骨骼状转变为无定形的细小块状；微量Ｓｒ添加对合金抗拉强度的影响较小，但极大提高了合金的延伸率，当Ｓｒ含量由０．００１％增加到０．００８％时，合金断后伸长率增加约４１％。添加的Ｓｒ元素在凝固界面前沿的偏聚，不仅阻碍了共晶Ｓｉ的长大，也抑制了含Ｆｅ相的生长，使合金组织细化，变形协调能力提高。此外，对不同Ｓｒ含量下的合金断口形貌进行分析，进一步研究了合金的力学性能。

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新能源汽车变速箱齿轮修形分析与优化

汤海乐，赵秀栩，张　景，朱儒学，李　娇，廖　潇，朱成辉

2025 (1): 177-184.

摘要 ( 53 )

PDF(3471KB) ( 55 )

针对某新能源汽车变速箱齿轮近场振动噪声水平过高的情况，利用Ｒｏｍａｘ软件建立齿轮传动系统动力学模型，采用基于熵权法的特定工况齿轮综合修形方法，求得综合工况下的理论修形范围。基于遗传算法进行修形参数优化，得到最佳修形量。通过与修形前的齿轮系统仿真对比，结果表明：修形后齿面偏载与应力集中问题得到缓解，其中齿面最大接触应力降低了２３．４８％、最大传递误差激励降低了３９．０４％、齿轮近场综合加速度响应最大降低了５１．１２％，有效降低了齿轮近场振动噪声水平。

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考虑ＳＯＣ均衡的分布式储能电流分配策略研究

王嘉梅，罗　沁，黄　璇，刘志灿

2025 (1): 185-194.

摘要 ( 40 )

PDF(4913KB) ( 56 )

在孤岛直流微电网系统中，线路阻抗不匹配会影响各线路的电流分配精度和荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）均衡效果。同时，由于采用下垂控制，虚拟阻抗的存在也会导致直流母线电压下降。针对以上问题，提出了一种基于自适应虚拟阻抗的ＳＯＣ均衡控制策略。该策略考虑了不同容量的分布式储能单元（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｕ ｎｉｔｓ，ＤＥＳＵｓ），并设计了交互ＤＥＳＵｓ邻居单元ＳＯＣ均衡差异信息的收敛因子，以加快ＳＯＣ均衡速度。利用结合多种系统状态信息的状态因子，通过单补偿环节即可实现输出电流的精准分配以及母线电压的恢复。使用改进后的动态平均一致性算法获取系统全局平均状态信息估计值。最后，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件中搭建了４种工况模型，验证了所提控制策略的有效性和可靠性。

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常重力倾角下的浮力热毛细对流转捩特性研究

杨　硕，王宇航，高　宇，葛璞石，罗金涛，李万琪，郑云一

2025 (1): 195-204.

摘要 ( 39 )

PDF(11031KB) ( 43 )

残余加速度引起的流体晃动／倾斜是空间材料制备中常见的影响因素。该研究利用配备近焦镜头的高速摄像机和自行开发的液桥界面识别软件包，研究重力倾斜角对浮力热毛细对流的影响。结果表明，受重力倾角影响的浮力热毛细对流仍然经历了由稳态流至振荡流的时空演化。在稳定浮力热毛细对流阶段，由于左、右界面曲率的不平衡，导致胞元流涡核畸变使胞元流靠近自由表面，并收缩至中间高位置处。随着重力倾角的增大，横／纵向速度峰值明显降低，与无重力倾斜角相比，速度峰值衰减了约２６％～２７％。自由界面处纵向速度梯度显著增大。因此，重力倾角对提高表面流的流动速度起着重要作用。在振荡浮力热毛细对流阶段，左、右胞元发生周期性侵占。涡核位置靠近热／冷角自由界面处，振荡浮力热毛细流受到明显抑制，临界温差提高约２５％，热角区温度振荡发启时间延迟。

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曲线条件下重载列车闸瓦压力不均衡紧急制动特性分析

张铭涛，王志伟，刘鹏飞，石怀龙，刘国云，张卫华

2025 (1): 205-212.

摘要 ( 44 )

PDF(4530KB) ( 71 )

为研究重载列车通过曲线时闸瓦压力不均衡对轮轨动态相互作用的影响，以万吨重载列车为研究对象，根据多体动力学理论，建立考虑基础制动装置且能够模拟轮瓦摩擦制动效果的三维和一维混编的万吨重载列车动力学模型，并对动力学模型的有效性进行验证。基于此，针对曲线上基础制动装置故障导致目标车辆出现不均衡闸瓦压力的情况，系统研究了不均衡闸瓦压力对重载列车曲线通过性能的影响。仿真结果表明：在曲线线路上出现紧急制动不均衡闸瓦压力时，列车产生的车钩力和轮轨激励的共同作用导致重载列车动力学行为恶化。通过１２００ｍ的曲线半径时，在车钩力和闸瓦压力不均衡作用的影响下，一位轮对的横移量、轮轴横向力和磨耗数相比正常制动工况分别增大了１６．７％、２５．７％和１１８．６６％。列车在半径为６００ｍ的曲线上发生闸瓦压力不均衡时，轮轨动态相互作用恶化最为严重，闸瓦压力不均衡导致列车出现脱轨、轮缘贴靠以及轮对磨损的可能性更大。因此，在重载列车实际运行和维护过程中，需重点关注列车在曲线上的制动行为以及基础制动装置的保养。

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注意力机制与混合模型融合的短期交通流预测

周文学，赵丽雅

2025 (1): 213-218.

摘要 ( 39 )

PDF(2004KB) ( 57 )

为及时、准确地预测交通流，解决精度低、高维特征缺失等问题，建立ＣＮＮＧＲＵＡＴＴ模型来对英国高速公路交通数据进行预测。模型中的卷积层用来提取特征，ＧＲＵ层用于描述时间趋势，注意力层用于聚焦关键信息。输入多个路段的短期交通流信息，考虑多路段之间的相互关联以及气象因素的影响。实验发现：该模型与支持向量回归（ＳＶＲ）、长短期记忆网络（ＬＳＴＭ）、门控循环网络（ＧＲＵ）、ＣＮＮＧＲＵ、ＧＲＵＡＴＴ模型相比，模型精度更高，拟合优度达到了９６．８９％，ＭＡＰＥ最高降低了２１．５５％；将多路段与单路段数据分别进行输入，发现前者能够更好地进行预测，ＭＡＰＥ降低了７．５６％。添加气象因素后模型精度有所提高，拟合优度达到了９７．０６％。

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计及谐波特征的车用高速永磁同步电机数字孪生建模方法

沈　琳，张　剑，温旭辉，魏嘉麟，陈　凯

2025 (1): 219-228.

摘要 ( 38 )

PDF(4866KB) ( 49 )

针对传统ＨＰＭＳＭ模型难以精确描述电机谐波特性的问题，提出了一种计及谐波特征的ＨＰＭＳＭ数字孪生建模方法。通过绕组函数和磁场分析得到带有谐波特性的ＨＰＭＳＭ参数模型，并基于ｄｑ旋转坐标系建立了ＨＰＭＳＭ运行状态模型，推导出各电气量的表达式。仿真和实验结果表明，构建的数字孪生仿真平台能够有效揭示ＨＰＭＳＭ的空间谐波特性，为精确分析永磁同步电机及其控制系统提供了一种快速有效的建模方法。

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多传感器融合的无人车ＳＬＡＭ系统研究

吴文昊，谷玉海

2025 (1): 229-235.

摘要 ( 52 )

PDF(3059KB) ( 62 )

为提高无人车的避障能力，使其能够在构建的地图环境中高效地进行自动定位和路径规划，提出一种多传感器融合的无人车ＳＬＡＭ系统。对于障碍物监测，采用激光雷达与深度相机信息融合的方法构建地图，以融合得到更精准的栅格图。搭建了履带式差速底盘运动学模型，通过融合ＩＭＵ数据提高位姿估计精度；分析了贝叶斯推理方法，在决策层以该方法有效融合激光雷达与深度相机的数据；提出基于卡尔曼滤波算法动态调整权重将雷达与相机的后验概率融合，得到最终的地图栅格信息。最后，根据融合后的数据构建地图并实现自主导航的功能。通过对比实验发现，改进的多传感器融合建图算法定位精度综合提高了９１．６７％，实时的整体性能提升了５４．４６％，栅格建图完整性提升了６．５９％。

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含海上风电制氢与碳绿证交易的综合能源调度

赵　国，廖新宇，邹杰丞，饶章展鹏，任祁源

2025 (1): 236-244.

摘要 ( 37 )

PDF(2767KB) ( 65 )

海上风电制氢技术是实现碳中和目标的重要途径，也是提升风电利用率的有效措施。为此，提出一种计及海上风电制氢和碳绿证联合交易的综合能源系统随机优化调度策略。首先，探究了海上风电制氢技术以及输氢、储氢系统的运行机理，构建了海上风电制氢优化模型，并针对氢能的多方面利用，建立了含氢转热电、氢制甲烷、燃气混氢的氢能多环节利用模型。其次，研究了碳交易机制和绿证交易机制的互认机理，发挥绿证背后的碳减排特性。最后，针对海上风电较强的不确定性，综合考虑经济性和低碳性，以系统运行成本最小为优化目标，构建综合能源系统随机优化调度模型。算例分析结果表明，所提出的模型可有效促进海上风电消纳和提高能源利用率，实现了系统低碳、经济运行。

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