摘要:为消除死区效应对H桥级联静止同步补偿器（STATCOM）输出电压及电流的影响,提出一种新的死区补偿方法. 根据离散扰动观测器的工作原理,设计相应的观测器,对由于死区效应引起的STATCOM输出电压与参考电压的差值进行实时在线观测,并将观测到的差值作为补偿量,引入到无差拍控制系统中,实现对死区的自适应补偿. 仿真与实验结果表明,该方法可以有效地提高死区补偿效果,消除零点电流箝位现象,降低STATCOM输出电流的谐波含量.

摘要:为解决超声加工中传统的接触式能量传输方式存在电刷磨损快且主轴不能高速旋转的问题,根据电磁感应原理,建立了非接触能量传输系统的互感理论模型,基于Maxwell平台构建了系统的仿真计算模型,通过旋转电磁耦合实验机构对仿真模型进行验证,获得了旋转转速、级间磁隙、超声频率以及谐振匹配参数对系统能量传递效率的影响规律. 仿真与实验结果表明：超声系统实现高速旋转时,非接触能量传输装置的输入和输出功率能量传递效率可达80%,初、次级线圈绕组电流密度和磁芯磁通密度随旋转转速的增加并无显著变化,传递效率的下降与磁隙近似成线性关系,传递效率随着频率呈现先升后降,对输入信号的频率具有选频作用. 应用规律可为电磁感应式超声主轴进行优化设计.

摘要:为提高网络流量矩阵测量的精度,在压缩感知框架下提出一种稀疏度自适应的网络流量矩阵测量方法. 通过对网络流量矩阵的主成分分析及奇异值归一化处理寻找信号支撑集选择的判定阈值,利用网络流量矩阵重构过程中的残差L2范数匹配计算各测量时间点上网络流量矩阵的稀疏度,减小由于网络流量矩阵近似稀疏表示以及稀疏度选择不准确造成的测量误差. 仿真实验结果表明：所提出的方法与现有方法相比能够获得更小的空间相对误差和时间相对误差. 通过稀疏度自适应选择方法,能够有效提高网络流量矩阵的测量精度.

摘要:针对传统平均保边滤波算法中存在的光晕伪影现象,提出一种显著图局部平均梯度的保边滤波算法.利用显著图像边缘对比度突出的特点,简化边缘区域和非边缘区域间的阈值设定工作,并根据显著图的平均梯度自适应的平滑图像中的细节和噪声部分,同时保持边缘清晰.实验结果表明,显著图局部平均梯度的保边滤波算法利用显著特性有效地避免了传统平均滤波算法中的光晕伪影现象. 相对于传统平均滤波算法,在降噪、多尺度增强以及HDR方面都有较好的表现.

摘要:为解决一类同时存在多重状态时滞、输入时滞和非线性扰动的不确定离散非线性系统的控制问题,提出一种具有状态反馈控制结构的鲁棒模型预测控制器设计方法. 首先,充分利用时滞的上下界信息构造一个改进的二次Lyapunov-Krasovskii泛函；其次,利用线性矩阵不等式(LMI)方法将min-max最优化求解困难的问题转化成具有LMI约束的凸优化问题,并给出鲁棒预测控制器存在的充分条件及其表达式. 理论证明该方法设计的控制器保证闭环系统鲁棒渐进稳定. 仿真算例验证了所提出方法的有效性.

摘要:为扩大虚拟暗室EMI（electromagnetic interference,电磁干扰）测试系统的应用范围,提高系统测量精度,改善其在复杂环境下的测试效果,借助自适应滤波及维纳滤波理论对基于传统自适应噪声抵消模型建立的测试系统进行分析,传统测试系统的参考通道存在的设备辐射分量制约了系统应用范围,从而不能实现任意信噪比环境下的高精度测量. 同时,提出基于谱估计的自适应噪声抵消模型,该模型建立的虚拟暗室系统通过对测试系统主通道信号进行谱估计,得到设备辐射信号及噪声信号的功率谱密度,并根据该功率谱密度对参考通道信号进行针对性抑制,以滤除参考通道辐射信号分量,从而提高测试系统的适用性及精度. 仿真实验表明：该方法在高、低信噪比环境下均能准确地提取设备辐射信号并准确复现受试设备的辐射信号,提高了虚拟暗室系统对环境噪声的抑制能力,增强了虚拟暗室系统的环境适应性.

摘要:针对最大化节点能量收集时间内的数据传输量问题,考虑太阳能驱动的无线传感器网络节点的能量收集特性,在数据已经到达的假设下,设计了环境能量驱动节点的前向-后向搜索(FBS)传输功率优化策略. 该策略依据节点收集能量下降段平均值的判断,给出全局优化的各时刻节点的传输功率. 最后以1990年美国洛杉矶(N33°,W118°)的光照辐射数据为依据,对算法进行了仿真分析. 结果表明：前向-后向搜索传输功率优化策略在传输的数据量上优于能量即到即用(EUP)的传输方式；节点收集能量的时间越长,算法的优化效果越好.

摘要:为适应军事发展的要求,基于经典火控系统结构,首先设计了火控仿真系统的系统框架,建立了仿真系统的各子系统数学模型；而后基于嵌入式VxWorks实时操作系统,实现了各子系统功能模块及其间的通信；最后,基于所实现的火控仿真系统,在不同国产武器配置类型下,实现了空空攻击想定条件下的两组实例仿真研究. 仿真结果表明：空空攻击时,若进行近距离格斗,选择霹雳-8(PL-8)较好,若是远距离格斗,则选择霹雳-12 (PL-12)更适宜,更能保证攻击路线的稳定性和平滑性.

摘要:为提升建模不确定性下的超机动飞行控制性能,提出一种基于自抗扰反演的超机动非线性控制律设计方法. 建立了具有大迎角特性的飞机六自由度非线性模型,通过由前至后递推的设计思想,逐步迭代设计Lypaunov函数与虚拟的控制输入量,实现强非线性飞机对象的控制. 对建模不确定性给超机动控制性能带来的影响,将自抗扰控制方法中的扩张状态观测器与反演控制方法相结合,利用扩张状态观测器不依赖系统模型的特点,实时观测并补偿建模误差对飞行控制的影响. 超机动数字仿真结果表明：所设计的超机动非线性控制律能够实现大迎角控制,在40%建模误差的影响下,迎角响应仍平滑稳定. 基于自抗扰反演的超机动非线性控制方法具有优异的大迎角机动飞行控制性能.

摘要:为提高电能质量复合扰动识别能力,提出一种采用多分辨率广义S变换（multiresolution generalized S-transform, GST）的扰动识别方法. 首先,将信号频谱分为低频、中频、高频3个频域,分别设定窗宽调整因子,使其在各个频域具有不同的时-频分辨率,满足不同扰动信号识别要求. 并针对高频振荡识别问题,设计基于基频傅里叶谱特征的自适应窗宽调整方法. 在此基础上,提取6种特征用于构建决策树. 最后,提出最小分类损失原则,确定决策树节点分类阈值,设计扰动分类器. 仿真与实测信号实验证明,新方法能够准确识别含5种复合扰动在内的13种扰动. 相较于S变换、广义S变换和Hyperbolic S变换,新方法具有更好的特征表现能力,分类效果好,抗噪声干扰能力强.

摘要:为使得交通小区合并生成交通中区的过程更加合理,同时考虑交通小区之间的相似性和位置关系,将两维图论聚类法应用于交通小区的合并. 给定交通小区相邻满足的条件,并用邻接矩阵表示交通小区之间的位置关系,构造无向加权图并求解最小支撑树,根据最小支撑树选取阈值进行交通小区合并,最后用F检验法确定理论上的最优合并结果作为小区合并结果选取的参考. 实例分析结果表明：聚类数随阈值的增大而减少,而且合并过程中只有相似且相邻的交通小区被合并,并采用F检验法确定了唯一的最优合并参考方案,划分结果合理可行.

摘要:为给驾驶人在城市道路人行横道处安全通行提供决策依据,通过进行驾驶人决策与风险感知试验,对驾驶人的感知风险及决策行为进行分析. 给出了驾驶人感知风险随机动车速度变化的规律及驾驶人决策行为的损失函数,基于概率论构建了驾驶人碰撞风险概率模型,并标定了在不同车速等级下的行车延误和碰撞风险损失. 研究结果表明：当行车速度较低时,驾驶人采取匀速和加速为较优策略,而减速则会增加损失；当行车速度处于中等时,驾驶人采取加速、减速、匀速策略损失相差不大,但以匀速较优；当行车速度较高时,驾驶人对于自身的最优策略应该是保持匀速通过.

摘要:为了分析高温环境下顺磁性介质流动的换热情况,采用数值方法研究重力环境下,二维封闭腔体内顺磁性半透明介质内热磁对流与辐射传输的耦合换热问题,腔体外施加非均匀梯度的磁场,对于顺磁性介质磁场力正比于磁化率和磁感应强度平方梯度的乘积,与重力共同作用于流体质点. 磁化率为热力学温度的函数并遵循Curie定律. 热磁对流发生在高温环境下,顺磁性流体为吸收发射性半透明灰介质. 通过研究不同磁场强度、光学厚度下,流场、温度场以及平均努赛尔数分布特点及规律,结果表明,磁场、热辐射均对流动换热存在明显的强化作用,但光学厚度增加则对腔体内流动换热存在一定的抑制作用.

摘要:针对强风作用下的大跨度桥梁或高速飞行中的机翼可能出现大振幅颤振响应,而现有时域自激力模型又无法模拟大振幅下的非线性气动力问题.提出一种新的非定常大振幅自激气动力模型及其参数拟合方法,新模型通过附加非线性微分方程组及附加气动力自由度来模拟气动力记忆效应及振幅非线性特性.对于同一主梁断面,使用一组模型参数即可模拟不同折算风速和不同振幅下的自激力,模型参数可通过风洞试验或CFD数值模拟结果拟合获得.结果表明,新模型能再现自激力阻尼特性随折算风速和振幅的变化,通过单频振动拟合得到的新模型能再现多频振动下的非线性自激力时程.

摘要:针对以往研究中热电单偶一维传热模型的不足,提出了一种新型的两级热电单偶,对传统热电单偶和两级热电单偶分别建立三维有限元模型,确定模型的温度,对流换热和电势边界面,设定合理的边界条件,在ANSYS Workbench环境中进行仿真分析.应用控制变量法,研究不同输入变量对两种热电单偶各自输出性能的影响并进行比较分析.结果表明：负载值大小影响输出电压和电流,当负载值小于某个临界值时,两级热电单偶的输出电压和电流优于传统热电单偶,而最大输出功率始终大于传统热电单偶.

摘要:为改进高速公路交通流状态估计方法,采用速度梯度模型作为交通流的系统状态方程构建交通流状态估计模型. 通过对速度梯度模型参数的敏感性分析,发现模型估计误差对自由流速度和阻塞传播速度两参数较为敏感,需在线估计. 然后分别给出了速度梯度模型与扩展卡尔曼滤波以及无迹卡尔曼滤波相结合的高速公路交通流状态估计方法,并应用实测数据对两类交通流状态估计方法的性能进行了评估. 结果发现：两类交通状态估计的精度均可达85%左右,无迹卡尔曼滤波算法精度略好于扩展卡尔曼滤波,但计算时耗大. 基于速度梯度模型的交通流状态估计方法能有效估计和跟踪交通流状态的变化,且相较于同类方法,所需标定的模型参数更少.

摘要:为确定菱形互通式立交分流区域主线线形指标,分析了菱形互通式立交分流处的交通事故特征,运用汽车理论、交通心理学及人机工程学获取菱形立交分流区的识别视距,运用VB程序开发软件及高速公路横净距设置条件建立菱形立交区域主线平面及纵断面指标和识别视距关系模型,提出菱形立交分流区满足识别视距要求的主线圆曲线半径及凸形竖曲线半径值. 结果表明：对待建菱形立交分流区应分析识别视距,并用识别视距对主线线形指标验算；对已建成菱形立交分流区,应加强安全保障措施,保证主线及驶离主线车辆行车安全.

摘要:为研究镍粉水泥基传感器应用于混凝土结构健康监测过程中传感器与周围混凝土的应变协调性,采用有限元软件ANSYS建立传感器与混凝土模型,计算改变传感器的埋设位置及偏斜角度、混凝土强度等级、荷载大小及类型等条件下传感器与周围混凝土的应力和应变值,并采用传感器与混凝土之间的应变相对差对它们之间的应变协调性进行分析.结果表明：传感器应埋设在应变均匀的中心区域,避免埋在表层；小角度偏斜对监测准确性影响不大；传感器应用于混凝土结构健康监测需综合考虑混凝土强度等级、荷载大小及类型等因素对监测结果的影响；应变相对差可以较好地反映传感器与周围混凝土的应变协调程度.

摘要:为解决最优平均站间距在实际布设站点时指导作用不明显的问题,提出城市轨道交通站点分布优化模型与算法. 首先定义了城市半径,然后将城市分为3种形态,线路分为两类,分别建立基于城市规模的轨道交通平均站间距模型,并进行了求解. 根据线路途经区域能否建设站点,将线路分为障碍区、连接区和可行区,确定可行域. 根据站点客流量及线路途径区域的功能布局将站点分为3个等级,建立求解站点位置模型. 最后以长春轻轨4号线进行实例分析,结果表明：模型能够求解最优平均站间距,并确定每个站点的布设位置. 与既有站点比较分析,模型求解的站点分布将轻轨4号线高峰小时运能提高了6个百分点.

摘要:为了解决高流量状态下高速公路主线瓶颈区域交通流运行态势恶劣,导致车辆行程时间增加、道路通行效率降低等问题,从高速公路交通流运行时-空特性角度出发,对宏观交通模型METANET改进,使其能够描述可变限速控制条件下道路交通流运行状态,并以改进模型为基础,提高通行效率和缩短行程时间为目标,构建高速公路主线交通优化控制模型. 实验结果表明: 高速公路主线可变限速控制方法能够根据道路交通流量的变化对安全限速值动态设置,实现对危险区车辆到达率的动态控制. 实施高速公路主线可变限速控制方法可有效提高道路通行效率,缩短车辆行程时间.

摘要:为从作业调度角度提高航空货站自动化存取系统运作效率,在分析双板作业和防冲突避让对指令序列完工时间影响的基础上,以指令序列完工时间最短为优化目标,建立了航空货站自动化存取系统调度优化模型,并设计了一种改进的蚁群算法对模型进行求解. 为避免算法在搜索过程中陷入局部最优,在引入权重信息素和随机扰动策略的基础上,提出了具有变异率的状态转移参数,用于在寻优过程中决定蚂蚁的移动方向. 仿真结果表明：改进的蚁群算法较基本蚁群算法和遗传算法具有更好的全局搜索能力和求解精度,所提出的调度优化方法获得的指令序列完工时间较先到先服务调度策略有至少37%的改进.

摘要:为降低车道变换的风险性,提出一种基于驾驶人视觉特性与车辆运动状态预测车道变换行为的方法. 应用视觉追踪系统、毫米波雷达等仪器设备,进行了真实环境下的实车驾驶试验. 基于换道前驾驶人后视镜注视特性确定换道意图时窗大小为5 s,构建换道行为预测的表征指标体系. 设计BP神经网络结构,构建换道行为预测模型. 结果表明：模型可以至少提前1.5 s预测驾驶人的换道行为,且预测精度达到95.58%. 与基于转向灯状态预测驾驶人换道行为相比,其预测精度及时序特性均有显著提升,证明了预测指标及预测方法的有效性.

摘要:为研究受地下水位高度差异的影响降雨入渗路基湿度场的分布与变化状态,基于饱和-非饱和土渗流理论,构建了5种具备不同初始地下水位的路基数值试验模型. 通过分析两种降雨强度情况下的试验结果,总结了湿度场变化的主要规律,并阐述其根本机理. 结果表明：降雨雨强越大,地下水受到扰动抬升越显著,路基层位越低,其湿度和扰动区扩距受地下水影响越显著；随着初始水位降低,路堤湿度极差的增幅呈二次曲线增大并至稳定值,扰动区水平扩距呈二次曲线减小并至稳定值；工况一定,则对应存在一个平衡水位线,当初始水位在其之下时,对路基湿度演变影响甚微,反之,随着初始水位的增高,路基湿度增幅呈对数递增. 处于平衡水位之上时,初始地下水位高度对降雨入渗路基引发湿度场的分布与变化状态影响显著.