基于泵阀协控电液系统的工程机械节能技术综述（英文）

随着全球经济的飞速发展和工程机械全球保有量的持续上升,工程机械的节能问题变得越来越突出。液压系统是工程机械的关键子系统,因此提高其能源利用率是当前实现工程机械节能的重要手段之一。而在传统的阀控或泵控液压系统中,由于受阀件和液压泵的固有特性制约,系统可控性和节能性通常无法得到兼顾。泵阀协控系统将泵控系统的节能特性与阀控系统的高精度和高频率响应相结合,使其成为当前电液系统的一个研究热点。本文总结了泵阀协控电液系统节能技术的最新研究进展,并重点分析了不同类型工程机械的液压系统结构、电动液压系统的控制方法、新型液压混合能量再生系统以及关键部件。同时,从负载口独立控制技术、共压导轨技术(CPR)和混合动力源系统三个方面探讨了泵阀协控系统的未来发展方向和面临的挑战。     

电液伺服阀在电液动态加载系统中的影响分析

通过电液伺服阀数学模型分析,得出电液伺服阀阀芯不同的开口类型对动态加载系统产生的多余力影响很大,其中零开口和小预开口流量伺服阀在加载系统中产生很大的多余力,大预开口流量阀和两腔装有连通孔的零开口流量阀可以大大减小多余力的产生。     

基于补偿和采购的缺货动态联合应急策略（英文）

针对供应中断,提出了一种基于顾客补偿和应急采购的动态联合应急策略.缺货事件发生后,零售商通过调节补偿水平控制顾客留存率,或者转向一个供应价格较高的应急供应商进行临时采购从而即时满足顾客订单.其中,顾客留存率取决于延迟交货时间、补偿水平、以及顾客的耐心度.通过动态刻画顾客的缺货反应行为,构建一个以最大限度减少中断损失为目标的最优控制模型.基于该模型,提出一类最优应急策略.根据顾客补偿成本、中断持续时长、与顾客耐心度等因素,该应急策略呈现6种结构形式:纯采购、纯补偿、联合采购与补偿、联合-纯采购、联合-纯补偿及纯补偿-联合.明确了每一种策略形式的有效使用条件,为零售商在供应中断持续期间如何联合动态的调整补偿水平与采购数量提供了有效的建议与参考.     

LTE-A系统中基于CoMP传输模式选择的节能算法（英文）

为了有效提升系统能量效率,提出下行同构网络中基于多点协作传输模式选择的节能算法.在考虑用户速率需求和系统发射功率限制条件前提下构建以最大化系统能效为目标函数的最优化问题.将目标问题分解成功率优化和模式选择2个子问题:首先计算CoMP-JT和CoMP-CS传输模式下的功率分配矩阵,然后选择能量效率较高的模式作为当前的传输模式.功率优化子问题是非线性分数优化问题,运用参数化方法将其转化为等效凸问题,在CoMP-JT和CoMP-CS下分别通过迭代算法求解最优功率和能效.仿真结果证实了所提方案具有明显的节能潜力,其系统能效优于固定CoMP模式.此外,还总结了相同最大发射功率限制条件下的模式选择规律,运用该规律可大大减少此类场景下的计算复杂度.     

基于改进粒子群算法的分数阶系统参数辨识（英文）

为了更好地辨识分数阶系统的参数,提出了一种基于Tent映射的改进粒子群算法(MPSO).采用8个经典测试函数对MPSO算法的性能进行了测试,并与自适应时变加速器算法(ACPSO)、改进的被动聚集粒子群算法(IPSO)以及遗传算法(GA)进行对比,验证了所提算法的有效性.在已知模型结构和未知模型结构的基础上,利用所提算法对2种典型分数阶模型进行参数辨识.参数辨识结果表明,应用位置信息的平均值有利于充分共享个体间的信息,从而能够加快全局搜索速度;Tent映射具有的均匀性和遍历性能够防止位置信息中极值的产生,避免算法陷入局部最优.MPSO算法收敛速度快、精度高,是一种有效且实用的方法.     

基于压力流量复合阀的电梯液压系统

针对目前液压电梯定压式节流调速系统在低负载时高能耗的问题,开发了液压电梯系统实验平台系统。将压力流量复合阀作为液压电梯上行控制的主控阀,电梯下行由比例调速阀进行速度控制,对液压电梯的液压系统进行了重新设计。运用AMESim软件对所设计的液压电梯系统进行了低负载上行的仿真实验分析。仿真结果表明,在低负载上行时采用复合阀的液压系统可以降低泵的输出功率,减小了溢流损失,与定压式节流调速系统相比具有节能的效果。     

基于半主动模糊控制的重型卡车空气悬架系统性能分析（英文）

为了分析和评价具有半主动模糊控制的重型卡车空气悬挂系统性能,基于Matlab/Simulink软件建立了具有16自由度的三维非线性动力学模型.以座椅的平均垂直加速度响应、驾驶室的俯仰和倾斜角及动载系数(DLC)为目标函数,用半主动模糊控制方法对不同工况下的车辆空气悬挂系统进行了优化分析.结果表明:在ISO D级和ISO E级路面上,当车速超过27.5 m/s时,驾驶室侧倾角对重型卡车乘坐舒适性影响非常明显;在ISO B级路面车速为20 m/s时,车辆座椅的平均垂向加速度、驾驶室俯仰角及驾驶室倾侧角分别降低了24%,30%和25%.此外,在不同路况条件下,车辆的动载系数均有较大的降低.特别地,在ISO B级路面车速为27.5 m/s且满载时,车辆驱动轴处的动载系数降低了27.4%.     

一种改进的稀疏度估计变步长匹配追踪算法（英文）

为了提高稀疏信号贪婪算法的重构性能,提出了一种改进的贪婪重构算法,即稀疏度估计变步长匹配追踪算法.与现有的贪婪算法相比,该算法用约束等距常数和变步长分别来进行稀疏度估计和减少重构所需的时间.通过稀疏度估计,在重构的开始阶段得到估计的稀疏度和支撑集作为初始值,为信号重构提供了初始的稀疏信息.然后,根据初始值计算相关值以及残差,通过回溯思想和可变步长更新上一次迭代得到的支撑集.最后,当满足算法终止条件时,得到正确的信号支撑集,从而准确地重构出原始信号.仿真结果证明,针对稀疏信号重构,所提出的算法提高了重构性能,所需要的运算时间较之前的算法大幅减少.     

基于动态车道的交叉口公交左转优先方法（英文）

为减少左转公交延误,提高交叉口通行效率,提出了一种基于公交预信号的可变公交车道控制方法(VBAL).该方法将可变车道与公交优先预信号相结合,在不对其他车辆造成较大影响的基础上,实现了左转公交的优先通行.给出了VBAL的渠化及控制方法,为验证该方法的有效性,将VBAL方案与单左转车道方案(SLTL)和双左转车道方案(DLTL)进行了比较.在此基础上,利用累计曲线图示法建立了左转公交和直行车辆的延误变化计算模型.通过灵敏度分析研究了车辆比例及绿信比对模型的影响.结果表明,VBAL方案能够在降低左转公交延误的同时,最大程度地减少直行车辆延误的增加.利用VISSIM将该方案应用于实际路口,结果证实了VBAL方案的有效性和优越性.     

基于BP神经网络的硅微陀螺仪温度补偿方法（英文）

研究了硅微陀螺的温度特性,提出了硅微陀螺仪的温度补偿方法.首先,采用开环电路测试了微陀螺仪的谐振频率和品质因素随温度变化的情况,并采用闭环电路测试了微陀螺整机零偏随温度变化规律.然后,为研究降低温度对微陀螺性能的影响,提出了一种基于误差反向传播（BP）神经网络的温度补偿方法.通过Matlab仿真,基于BP神经网络温度补偿的优化模型经过4步就得到很好训练,并使全温范围内微陀螺零偏的目标误差达到0.001.该补偿方法实时运行试验结果表明,环境温度在-40 ～80℃变化过程中,微陀螺仪的最大零偏经过补偿能从12.43（°） /s降低到0.75（°） /s,从而大大提高了微陀螺仪的零偏稳定性.     

考虑襟翼偏转的翼伞系统动态建模（英文）

为更好地研究翼伞系统的动力学特性和控制策略,将襟翼偏转作为翼伞控制机制,伞体和回收物视为刚性连接,根据克西霍夫运动方程建立了翼伞系统六自由度模型,包括随质心的三自由度平动和绕质心的三自由度转动.由于翼伞系统由柔性结构的冲压型翼伞提供升力,且飞行高度较低,容易受到环境中风场的影响,因此对有风和无风环境下翼伞系统的基本运动特性进行了仿真分析,并利用空投实验对所建立模型进一步验证.仿真和空投实验对比结果表明,翼伞系统仿真轨迹和空投实际轨迹基本上能够吻合,其水平仿真速度与空投实验误差小于0.5 m/s,垂直仿真速度在风场作用下呈现小幅波动,与空投实验结果一致,说明该模型能够有效地描述翼伞系统的运动性能.     

基于光流和特征点匹配相融合的低动态载体速度计算方法（英文）

针对光强分布不均匀环境下低动态载体速度计算精度低的问题,提出了一种改进自适应卡尔曼滤波方法应用于光流跟踪与尺度不变特征变换(SIFT)相融合的速度误差估计.该算法引入了一种非线性模糊隶属度函数和滤波残差用于自适应调整过程噪声的协方差矩阵.在计算载体速度过程中,首先利用光流跟踪法和SIFT方法分别进行帧间位移的跟踪和匹配并计算出载体的速度,同时将这2种方法求取的速度做差作为改进的自适应卡尔曼滤波器的观测量,最后使用改进的自适应卡尔曼滤波器输出的速度误差估计值对光流法求取的速度进行校正.半物理实验结果表明,该算法求解的最大速度误差较光流法减小了29%,且运算时间较SIFT方法减少约80%.     

一种基于T型匹配网络的分布式功率放大器设计（英文）

基于T型匹配网络对分布式放大器的阻抗特性进行了分析,并设计了一个三级分布式功率放大器.设计中采用非均匀的T型匹配网络结构使得与栅极和漏极相连的人工传输线阻抗逐级渐变,实现阻抗匹配的同时提升了放大器的输出功率及效率.测试结果表明:该放大器在频带3~16.5 GHz带宽内平均增益为6d B,输入回波损耗小于-9.5 dB,输出回波损耗小于-8.5 dB;2~16 GHz频带内的1 dB增益压缩点处输出功率达到3.6~10.6 dBm,功率附加效率为2%~12.5%.电源电压为1.8 V时放大器功耗为81 mW,芯片面积为0.91 mm×0.45 mm.     

基于六自由度模型的涡轮流量传感器被动式仿真方法（英文）

为了研究涡轮流量传感器的动态特性,根据其工作原理提出了基于六自由度模型和动态网格相结合的被动式仿真方法.该仿真方法通过编写用户自定义功能(UDF)程序来控制叶轮的6个自由度,使其只能在水流的冲击下旋转,实时计算叶轮转速,并可设定随时间变化的进口速度,以获得涡轮流量计的动态性能.基于该仿真方法对3种不同口径的涡轮流量传感器进行了仿真,并通过稳态实验和非稳态实验验证了该仿真方法的可靠性.结果表明,仿真得到的仪表系数随流量的变化趋势与实验结果接近,仿真结果与实验结果的偏差较小,最大偏差为2.88%.在非定常仿真研究中,叶轮转速随涡轮流量传感器入口速度的变化而变化,具有良好的跟随效果.被动式仿真方法可用于预测涡轮流量传感器的动态性能.     

基于两级模糊控制器的独立负载液压系统的压力流量复合控制特性研究（英文）

目的:常规负载口独立控制研究多采用商业阀进行,因其阀芯位移控制器为封闭式结构,所以阀芯位移的动态特性难以调整,进而影响了系统的压力和流量控制性能。本文旨在探讨负载口独立控制系统中阀芯位移特性对系统压力和流量控制的影响,并研究提高系统压力和流量控制性能的方法。创新点:1.设计基于两级模糊比例积分微分(PID)的压力和流量控制器;2.设计基于阀芯位移反馈的流量控制器;3.建立试验模型,成功实现液压系统高动态压力流量复合控制。方法:1.通过理论分析得到影响系统压力和流量的关键因素(公式(9)和(13));2.提出位移控制为内环、压力和流量控制为外环的两级模糊PID控制算法,并开发相应的控制系统(图2～4);3.通过仿真和实验分析,验证本文提出的控制器所具有的阀芯位移、系统压力和流量的控制效果(图13～18)。结论:1.两级模糊PID控制器具有较好的系统压力和流量控制效果;2.基于阀芯位移反馈的流量控制器具有较高的流量控制精度;3.运用本文设计的可编程控制系统进行液压系统的压力流量复合控制,稳定时间小于200 ms,使系统动态特性得到提高。     

一种自适应多通道响度补偿方法（英文）

为减小助听器系统中传统响度补偿方法中语音可听和畸变之间的矛盾,提出了一种自适应的多通道响度补偿方法.该方法根据带通信号的动态范围和患者的听阈交替使用线性方法和动态范围压缩方法.为进一步减小动态范围压缩引起的畸变,并提高噪声环境下的输出信噪比,给出了一种自适应调整压缩比的方法.实验结果表明,与WDRC动态范围压缩补偿方法相比,所提方法在语噪声环境下的输出信噪比至少提高了1.73 dB;与线性和动态范围压缩补偿方法相比,所提方法的平均语音可懂度分别提升了6.0%和5.7%.     

OFDM通信系统LS信道估计的改进时域插值法（英文）

对于正交频分复用(OFDM)系统,针对基于梳状导频的最小二乘信道估计算法中时域插值法无法灵活选择导频间隔的问题,提出了一种改进的时域插值法.首先,使用梳状导频和最小二乘法信道估计算法得到频域的导频处信道估计值,通过线性插值和反快速傅里叶变换得到时域的信道冲击响应估计值;其次,通过理论推导分析线性插值得到的信道冲击响应估计值的误差,并提出对其进行修正的方法;最后,通过对修正后的信道冲击响应进行时域补零和快速傅里叶变换,得到频域所有子载波处的信道估计值.仿真结果表明,所提方法与时域插值法性能相似,且不必满足时域插值法子载波数为导频间隔整数倍的要求.所提方法能灵活选择导频间隔,减少导频数目和信道估计对子载波资源的消耗.     

声表面波传感系统制造环境监测通信性能研究（英文）

目的:旋转和高速运动机械结构的状态监测因缺少有效的技术手段而成为制约其性能提升的关键因素。声表面波传感实现了传感器的无线和无源化,有望解决上述难题。本文旨在研究复杂制造环境中金属件和旋转运动对声表面波传感器通信性能的影响,为其应用提供理论基础和技术参考。创新点:1.揭示了金属件和传感器之间不同相对位置和距离对传感系统测量和通信性能的影响;2.分析了机械结构旋转运动中影响传感系统通信性能的因素,为传感器结构设计和配置优化提供了参考依据。方法:1.通过仿真计算,研究金属件对声表面波传感系统的影响;2.实验研究金属环境及旋转运动中影响声表面波传感系统通信性能的关键因素。结论:1.金属环境对声表面波传感系统有重要影响,传输天线下方的金属能够增强系统传输功率,但平行于天线附近的金属会削弱传输功率;2.质询器天线与传感器天线的相对夹角对传感器通信性能有重要影响;3.安装位置对传感器测量性能和信号传输功率均有显著影响;4.动态实验证明了声表面波传感系统应用于主轴温度监测的可行性。     

比例换向阀耦合节流槽的流量系数表达方法（英文）

目的:比例换向阀阀口节流槽的耦合节流效应使其腔内流场的流量系数存在复杂性与动态性特征。本文旨在研究比例换向阀腔内流量系数的近似表达方法,以指导其设计。创新点:1.在三维流场解析与台架实验结果基本一致的基础上,推导出了比例换向阀流量系数的极限饱和度模型;2.结合正交试验方法,构建并标定了比例换向阀有限变量空间的流量系数近似模型。方法:1.通过台架试验,验证比例换向阀三维计算流体动力学(CFD)仿真的有效性(图9和10);2.在台架试验与仿真解析结果基本一致的前提下,引入极限饱和度概念,推导出流量系数的极限饱和度表达(公式(9)和(10));3.结合现有滑阀节流槽结构形态,构建基于三种典型节流槽结构(O型、U型和C型)的设计变量空间(图13);4.结合试验设计方法,构建并标定有限变量空间的流量系数近似模型(图19)。结论:1.在台架试验与仿真解析结果基本一致的基础上,推导出了比例换向阀流量系数的极限饱和度模型;2.通过试验设计方法,得到了比例换向阀开启过程的流量系数变化趋势,即先增后减;3.推导和标定了比例换向阀有限变量空间的流量系数近似模型,可有效实现近似模型化表达。