最新刊期

    2019年第53卷第12期
    • 张西宁, 周融通, 郭清林, 张雯雯
      2019(12): 1-9.
      摘要:针对齿轮箱滚动轴承的微弱故障诊断常常由于背景噪声、离散频率成分干扰,造成轴承故障漏诊,不利于设备的长期稳定运行的问题,将局部倒频谱(LC)理论与倒频谱编辑(CEP)方法相结合,提出一种局部倒频谱编辑方法(LCEP),解决了LC无法进行时域信号重构的问题。针对分析频带选择这一关键性问题,在齿轮箱滚动轴承微弱故障诊断中给出了选择准则。调整后的局部倒谱可以成功提取复杂振动信号中的干扰成分,实现对主要干扰成分的编辑,抑制其对微弱故障诊断的干扰。将所提方法用作信号预处理,对重构时域信号做希尔伯特变换和包络分析,建立齿轮箱振动信号模型,利用仿真信号和实验信号验证了方法的有效性。将所提方法与CEP方法和倒谱预白化(CPW)方法对比表明,LCEP结合包络谱(ES)诊断方法在强背景噪声、多频率成分干扰及复杂调幅调频的齿轮箱振动信号中,成功提取轴承外圈微弱故障特征,特征明显性提高了6倍。  
      关键词:振动信号;局部倒频谱;轴承微弱故障检测   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用时间序列突变点检测的滚动轴承性能退化评价方法

      刘弹, 李晓婉, 梁霖, 吴杰, 徐光华, 沈强
      2019(12): 10-16.
      摘要:以滚动轴承为研究对象,根据性能退化曲线的现实意义定义了对性能退化特征提取具有指导意义的评价方法,该方法由初始退化点、初始敏感性、失效突变性和趋势一致性4个指标构成,并根据性能退化曲线的物理特性设计了性能退化特征评价的定量化指标;利用时间序列线性化突变点检测的方法给出了评价指标的计算过程,为性能退化特征的选取提供了更为直观的依据。使用国际通用的Swiss数据集进行验证,实验结果表明该评价方法可以全面评价各个性能退化特征对性能退化过程的表征效果。为了更好地保持原始高维数据的空间位置关系,提出了基于邻域参数自适应选取的局部线性嵌入(LLE)算法,通过自适应局部权值向量来保存高维空间数据的局部线性结构,将多个局部线性进行叠加来不断地逼近全局的非线性,有效提高直接使用高维数据反映原始状态性能的可靠性和稳定性。使用滚动轴承加速寿命试验数据,对比邻域参数自适应LLE算法和常规LLE算法所提取的性能退化特征,验证了邻域参数自适应LLE算法可以保留更多原始高维数据的信息。  
      关键词:性能退化评价;特征提取;时间序列突变点;局部线性嵌入;滚动轴承   
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      更新时间:2025-07-09
    • 高速球轴承喷油润滑流场特性研究

      李潇潇, 闫柯, 葛临风, 朱永生, 洪军
      2019(12): 17-24.
      摘要:为了揭示高速运行条件下轴承腔内油气两相的分布情况,提升高速轴承的喷油润滑效果,考虑滚动体自转及公转运动,通过定义旋转坐标系描述轴承各组件运动关系,构建轴承腔内油气两相流动精确分析模型;在此基础上,采用流体体积函数(VOF)模型及压力耦合方程组的半隐式(SIMPLE)算法对轴承腔内油气流动进行求解,得到油气两相在轴承腔内的分布状态;通过探讨不同工况下润滑油在轴承腔内的宏观运动规律,从压力分布、润滑介质分布特性等角度评估了喷油润滑条件下高速轴承的润滑性能。结果表明:受轴承内部气流影响,润滑油脱离喷嘴后逐渐发生偏移,运行转速越高,偏移越大,导致高速时润滑油难以直接到达滚球与内外圈接触区附近;当转速升高时,运动部件上的润滑油逐渐减少,成为制约喷油润滑效果的关键因素。  
      关键词:高速球轴承;喷油润滑;油气两相;润滑性能   
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      更新时间:2025-07-09
    • 载荷方向对立式转子导轴承润滑性能的影响

      陈飞, 金英泽, 袁小阳
      2019(12): 25-30+37.
      摘要:针对核主泵立式转子制造、安装、倾斜和不平衡导致的轴承载荷不确定性问题,以泵的可倾瓦导轴承为研究的目标对象,研究了载荷方向对导轴承静动特性的影响。通过数值模拟建立了定载荷方向、变轴承旋角的载荷方向转变思想;提出了基于热弹流动力润滑模型和载荷方向转变思想的润滑性能分析方法;揭示了不同载荷方向下轴承最大压力、最小膜厚、刚度和阻尼等性能参数的变化规律。计算结果表明:与典型的瓦间承载相比,轴承为典型的瓦面承载时,最小膜厚递减了26.2%,最大水膜压力递增了50%,功耗和温升变化不明显;载荷方向的主刚度和主阻尼分别递增了68.8%和44.3%,非载荷方向的主刚度和主阻尼分别递减了87.5%和71.1%,交叉刚度和交叉阻尼分别保持相等。该研究对立式转子导轴承的润滑性能设计具有一定的参考价值,在不确定载荷的情况下可按照瓦面承载方式进行润滑性能设计以确保安全可靠性。  
      关键词:可倾瓦导轴承;立式转子;载荷方向;润滑性能   
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      更新时间:2025-07-09
    • 考虑齿轮形变的谐波减速器齿廓优化方法

      张宁, 张英杰, 李阳帆
      2019(12): 31-37.
      摘要:为解决谐波减速器传动过程中刚轮以及柔轮出现的过啮合和欠啮合的问题,对谐波减速器装配过程中柔轮形变进行分析,发现柔轮在装配后的实际齿廓线空间位置与理论位置存在差异。为避免由于该形变不足所导致的啮合干涉和啮合不充分问题,提出了一种轮齿齿廓线的修正方法来对柔轮齿廓进行设计优化。在此基础上,以某型号谐波减速器为例,建立谐波减速器装配有限元模型,对谐波减速器装配过程进行有限元量化分析;采用所提方法对齿廓线进行优化修正并进行有限元分析;通过对优化前后的啮合初始侧隙、啮合区间以及预计寿命进行仿真分析以及数值对比,证明优化后的谐波减速器预计寿命提升超过20%,验证了该方法的正确性,从而可为谐波减速器柔轮以及齿形设计优化制造提供一种有效的设计思路与方法。  
      关键词:谐波减速器;齿形设计优化;侧隙;有限元模型   
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      更新时间:2025-07-09
    • 像素矩阵法获取整体式立铣刀容屑槽端截形的研究

      游明琳, 姚斌, 王迎全
      2019(12): 38-45.
      摘要:以螺旋运动包络法和数学形态学二值图像的处理算法为基础,提出了一种方便快捷准确求取整体铣刀容屑槽端截形的像素矩阵法。该方法首先将砂轮回转面离散成点云后在刀具坐标系下进行包络运动,截取砂轮回转面离散点包络运动在刀具端面上留下轨迹的点云数据,将其转化成像素点,利用数学形态学对该二值像素点图像进行膨胀和腐蚀算法提取截形边界,对所提取边界进行平滑处理和插值,得到高精度的容屑槽端截形。该方法无需解析法求解非线性方程获取接触线的过程,避免了解析法的缺点(计算复杂和有异常解),且提取边界的廓形能满足计算精度要求又直观,是理论上获取刀具容屑槽端截形、分析刀具相关参数的新方法,尤其适用于分析成型刀具包络加工螺旋面。  
      关键词:螺旋运动;数学形态学;整体铣刀;端截形;包络   
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      更新时间:2025-07-09
    • 高阶频率加权能量算子在列车轴箱轴承故障诊断中的应用

      刘泽潮, 张兵, 易彩, 吴文逸, 黄晨光
      2019, 53(12): 46-56. DOI: 10.7652/xjtuxb201912007
      摘要:针对轴箱轴承振动信号中微弱故障冲击难以识别的问题,提出了高阶频率加权能量算子的信号解调方法,进而完成轴箱轴承的故障诊断。频率加权能量算子(FWEO)通过在解调时加入信号中瞬时频率的权重,从而提高了干扰情况下解调的鲁棒性,但是当干扰信号能量较大时,FWEO依然无法有效解调轴承的故障冲击信息。因此,在FWEO基础上通过高阶的导数运算,形成了高阶频率加权能量算子(HFWEO)。HFWEO通过高阶导数运算提高了瞬时频率的权重,从而有效提高了HFWEO对干扰信号的抑制作用; 使用相关峭度准则确定合适的阶次,保证HFWEO在提高抗干扰性的同时又引入较少的高频噪声,从而实现更可靠的轴箱轴承故障诊断。使用所提出的解调方法对仿真信号与轴箱轴承振动信号进行解调,并与传统解调方法进行对比,结果表明,提出的HFWEO能量算子对干扰具有很好的抑制作用,可以在较低信号干扰比情况下具有良好的解调效果,同时所提的相关峭度准则可以准确地确定最佳的HFWEO阶次,在复杂干扰情况下依然可以有效提取轴承故障冲击,克服了传统解调方法在干扰严重时的局限性,抑制了干扰的影响,对信号中故障冲击识别更加有效,为更准确、快速判断轴承故障类型提供了可靠保证。  
      关键词:列车轴箱轴承;滚动轴承故障诊断;能量算子解调;高阶频率加权能量算子   
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      更新时间:2025-07-09
    • 樊红卫 1, 邵偲洁 1, 张旭辉 1, 马宏伟 1, 曹现刚 1, 2, 景敏卿 3
      2019, 53(12): 57-62+86. DOI: 10.7652/xjtuxb201912008
      摘要:为解决电主轴转子不平衡故障的可视化智能识别问题,提出了一种对称极坐标图像和模糊C均值(FCM)聚类相结合的失衡故障诊断新方法。首先对转子时域振动信号进行经验模态分解降噪,按对称极坐标方法将其转化为二维雪花图像,通过灰度共生矩阵,提取雪花图像二维特征参数; 然后对已知样本信号的特征参数组建故障特征向量,标准化后作为FCM输入,得到分类矩阵和聚类中心; 最后计算待测样本和已知故障样本聚类中心贴进度,实现失衡故障识别和分类。在某电主轴系统平台上完成了1 800 r/min时转子3种不同失衡状态的诊断试验,在对45组小样本识别中该方法的分类准确率达到73%。  
      关键词:电主轴;不平衡;对称极坐标;模糊C均值聚类;故障诊断   
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      更新时间:2025-07-09
    • 多级压力源切换负载口独立控制系统能耗特性实验研究

      曹晓明, 姚静, 沙桐, 王佩
      2019(12): 63-71.
      摘要:在多级压力源切换系统的基础上,结合负载口独立控制技术提出了两级压力源切换负载口独立控制系统。首先给出了该系统的组成原理,提出了在阻抗工况下的位置-压力复合控制方法以及在超越工况下的单腔位置控制方法;其次采用机理建模的方法,建立了包含泵源、阀矩阵、比例阀、执行器、负载及蓄能器能量回收的能量传递模型;最后搭建实验系统对该系统能耗特性进行了实验研究。实验结果表明:与传统单压力源液压控制系统比较,两种系统位置控制精度相近,且两级压力源切换系统在阻抗工况下具有节能潜力,并在超越工况下具有能量回收的功能;在阻抗工况,两级压力源切换系统的输入总功比单压力源系统节能约10%,在超越工况时能够回收并储存负载所做功,不同工况下的回收率均在70%以上,从而验证了该系统在控制与节能方面的可行性。  
      关键词:多级压力;切换系统;负载口独立控制;能耗   
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      更新时间:2025-07-09
    • 个性化聚醚醚酮植入物的制造工艺研究

      刘绘龙, 刘亚雄, 孙文森, 赵广宾
      2019(12): 72-79.
      摘要:为了解决个性化假体数控加工材料浪费严重、加工成本高、异形薄壁件加工困难,以及增材制造力学性能不足的难题,提出了一种利用光固化3D打印技术制造个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)假体的耐高温树脂注塑模具,并进一步通过注塑工艺获得高强度个性化假体的方案。该方案充分地结合了3D打印技术和传统注塑技术的优势,即利用3D打印技术实现复杂的结构形状,利用传统注塑技术实现优异的综合力学性能。研究了在模芯设计过程中分型面的设计原则、模芯合模固定方式的选择原则以及模芯是否填充材料的原则。利用该方案制造了个性化PEEK颅骨和下颌骨假体,并对注塑件进行结晶度测试、组织观察。结果显示,PEEK注塑件的结晶度为30.82%,注塑件组织致密,无孔隙和缺损。因此,采用3D打印和注塑相结合的方案制造具有综合力学性能的个性化PEEK植入物是可行的,对个性化PEEK植入物在临床的广泛应用具有一定的参考作用。  
      关键词:聚醚醚酮;3D打印;树脂模芯;注塑;个性化   
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      更新时间:2025-07-09
    • 微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理

      刘崇锐, 吴九汇
      2019, 53(12): 80-86. DOI: 10.7652/xjtuxb201912011
      摘要:针对传统材料难以有效吸收低频噪声且带宽较窄的问题,提出了一种微穿孔黏性超表面的低频宽带吸声机理,并设计了多元胞超表面结构,其中每个元胞由微穿孔板和折叠背腔组成。首先利用有限元仿真和理论公式计算单个元胞的吸声性能,并与传统亥姆霍兹共振器结构进行对比,发现该结构具有优异的高阶峰值,而且峰值带宽增加约1倍,基于此提出了实现低频和宽带的机理; 然后分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,如吸声面积比、小孔直径及背腔深度等; 最终通过多单元峰值间严格耦合,设计了由8个元胞组成的宽带吸声超表面。结果表明:吸声超表面厚度仅为6 cm,在频段550~2 500 Hz范围内实现连续优异的吸声带宽,平均吸声系数高达90%以上。该结构具有厚度薄、频带宽且强度好等特点,在消声室、工厂和航空等场合具有广泛的应用前景。  
      关键词:声学超表面;低频宽带吸声;微穿孔板;空间折叠   
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      更新时间:2025-07-09
    • 电压稳定剂改善聚乙烯共混材料绝缘性能的研究

      陈向荣 1, 玉林威 1, 刘海燕 2, 戴超 1, 魏作君 2, 周浩 1
      2019, 53(12): 87-96. DOI: 10.7652/xjtuxb201912012
      摘要:为了开发新一代可回收电缆材料,提升其绝缘性能,选取间氨基苯硼酸、2-甲氧基-5-吡啶硼酸和间氨基苯甲酸3种新型电压稳定剂添加入聚乙烯共混物中,分析其对聚乙烯共混物绝缘性能的改善作用及机理。采用溶液法将质量分数为1%的电压稳定剂添加入含质量分数为10%高密度聚乙烯(HDPE)的低密度聚乙烯(LDPE)共混材料,通过热压法制备试样,利用红外光谱、差式扫描量热法、X射线衍射、电树枝起始实验、直流电导率和空间电荷测量对材料进行物理化学分析和电气性能测试。研究结果表明,聚乙烯共混提升了热稳定性和结晶度,添加电压稳定剂后进一步提升了共混物的结晶度,对共混物的熔融特性无明显影响。添加了电压稳定剂的共混物的电树枝起始电压均明显提高,间氨基苯甲酸共混物的电树枝起始电压比LDPE/HDPE共混物提高了47%。电压稳定剂对共混物的直流电导率作用明显,间氨基苯甲酸能够明显降低共混物的直流电导率。3种电压稳定剂对共混物的空间电荷积累具有明显的抑制作用,且添加了间氨基苯硼酸的共混物具有最少的空间电荷积累。陷阱能级和视在迁移率计算发现,添加了电压稳定剂的共混物中浅陷阱密度增加,视在电荷迁移率增大,有利于抑制材料中空间电荷的积累。实验结果可为新一代环保电缆的开发提供一定参考。  
      关键词:聚乙烯;电压稳定剂;电树枝;空间电荷;电导率   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用Morlet小波的锂电池相对健康状态估计

      赵云飞 1, 徐俊 1, 王海涛 1, 3, 梅雪松 1, 2, 3
      2019, 53(12): 97-103+130. DOI: 10.7652/xjtuxb201912013
      摘要:针对现有电池健康状态(SOH)估计方法存在估计精度低、计算量大等问题,提出了一种采用Morlet小波的锂电池相对健康状态估计方法。首先探究了电池电化学阻抗谱(EIS)与相对健康状态对应关系,然后获取电池实际工况下的电压电流数据,采用Morlet小波对所获得的电池电压和电流数据分别进行Morlet小波变换,用变换后的电压小波系数除以电流小波系数在线计算电池EIS,最后利用在线计算的EIS估计电池的相对健康状态。该方法无需进行大量实验,准确度高,计算快,能更好地应用于电动汽车中。在城市道路循环(UDDS)工况下对所提出的方法进行了验证,实验结果表明,该方法可以准确估计出电池的相对健康状态,估计误差控制在3.3%以内。  
      关键词:锂电池;电化学阻抗谱;Morlet小波;健康状态估计   
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      更新时间:2025-07-09
    • 电动汽车锂电池模块化热管理系统的设计及实验研究

      苟飘 1, 徐俊 1, 刘晓艳 1, 王海涛 1, 3, 梅雪松 1, 2, 3
      2019, 53(12): 104-110. DOI: 10.7652/xjtuxb201912014
      摘要:针对电动汽车锂电池在高温情况下极易引发电池的性能退化,甚至导致热失控的问题,提出了一种电动汽车锂电池模块化热管理系统设计方案。所设计的系统采用20节圆柱形电池交错排列方式,电池之间布置6块内含冷却液流道的冷却单体,利用冷却单体中流动的冷却液迅速带走电池在工作时产生的热量,保证锂电池工作在25~40 ℃的适宜范围内。采用所设计系统针对冷却液流速、管道连接方式对电池模组冷却性能的影响进行仿真与优化,并根据优化结果,搭建实验平台进行实验验证。实验结果表明:增大冷却液流量可有效提高冷却效率,但流量的选取应权衡冷却效果与消耗功率的利弊; 电池并联的最高温度和温差比串联分别下降了7.55 ℃和6.74 ℃,说明并联对提高整个模块化电池热管理系统的散热性能具有较好的效果,在电池包数量较大时,宜采用并联方式; 并联缩短了温度大范围波动的时间,减小了过大的温度波动对电池造成的影响。  
      关键词:电动汽车;锂电池;热管理系统;热失控   
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      更新时间:2025-07-09
    • 空冷水轮发电机定子冷却结构设计与分析

      贺景运, 边旭, 梁艳萍
      2019, 53(12): 111-119. DOI: 10.7652/xjtuxb201912015
      摘要:为改善空冷水轮发电机的通风冷却效果,研究了电机定子冷却结构的设计与性能分析方法。以一台250 MW空冷水轮发电机为例,考虑定子绕组换位、槽钢、槽楔形状和各通风沟间的相互影响等因素,构建了定子流固耦合的物理模型和数学模型; 采用数值法计算了每根股线的损耗; 基于流体传热理论和定子温升特点,通过改变电机内定子铁心和通风沟的结构尺寸,提出了3种定子冷却结构; 对比不同结构下求解区域内流体场和温度场,给出了电机定子最优的冷却结构。最后,通过实验对建模的准确性和方法的可行性进行验证,结果表明,相比通风沟轴向长度,铁心段轴向长度对定子槽内绕组温升影响更大,合理调整电机定子通风沟和铁心段的数量和轴向长度,可有效降低槽内换位绕组的最高温度。  
      关键词:空冷水轮发电机;冷却结构;换位绕组;流体场;温度场   
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      更新时间:2025-07-09
    • 程勇, 毕训训, 张怡龙, 罗长青
      2019, 53(12): 120-130. DOI: 10.7652/xjtuxb201912016
      摘要:针对采用传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的静止无功发生器(SVG)输出电流及电压中含有幅值较高的高次谐波分量问题,提出一种将双随机SVPWM与SVG双序同步相结合的控制策略。首先,在三相三线制系统中将不平衡负载电流与SVG补偿电流分别进行正负序变换,采用基于前馈解耦的电压、电流双闭环控制对正序无功及负序分量进行同步补偿,其中电压外环采用模糊PI控制器以稳定直流侧电压。然后,采用随机开关频率与随机脉冲位置相结合的双随机SVPWM技术,以获得更宽的谐波频谱,优化并网电流波形。不同工况下的仿真及实验表明:所提控制策略可大幅削减SVG输出电流及电压的谐波幅值,驱散集中于开关频率及其整数倍处的谐波能量,获得连续的功率谱密度; 实验中采用此控制策略的并网电流谐波畸变率降低至3.88%,功率因数提高到0.972,验证了此控制策略的有效性。  
      关键词:静止无功发生器;随机空间矢量脉宽调制;双序同步;模糊PI控制器   
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      更新时间:2025-07-09
    • 结合快速傅里叶变换和线性调频变换的快速DOA估计

      王薇 1, 2, 殷勤业 2, 姚博彬 3, 穆鹏程 2
      2019, 53(12): 131-138+160. DOI: 10.7652/xjtuxb201912017
      摘要:针对阵列信号处理中传统多重信号分类(MUSIC)算法估计信号波达方向(DOA)时运算量庞大,导致其在实时性需求较高的场合应用受限的问题,提出一种结合快速傅里叶变换和线性调频变换的快速DOA估计算法。该算法以降低MUSIC算法谱峰搜索的运算复杂度为目的,首先利用分片搜索的思想并结合快速傅里叶变换对估计的信号子空间矢量进行波束形成,近似估计信号DOA,获取其对应波束指向及该波束指向对应的空域角度范围,避免了对全空域角度范围的谱峰搜索; 然后,针对已确定的空域角度范围,结合线性调频变换算法实现信号DOA的精确估计,通过将MUSIC算法中对估计的噪声子空间矢量的加权处理转化为可以快速实现的序列的圆周卷积,降低精确估计信号DOA时谱峰搜索的运算复杂度。理论分析和仿真实验表明:相比于经典的MUSIC算法,所提算法能够在保证信号DOA估计精度的前提下将MUSIC算法谱峰搜索的运算复杂度降至原复杂度的10%以下; 对于阵列孔径较大和DOA估计精度要求较高的场景,所提算法的计算效率优势更为明显。  
      关键词:阵列信号处理;DOA估计;MUSIC算法;谱峰搜索;低复杂度   
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      更新时间:2025-07-09
    • 一种对抗欺骗式干扰的组网雷达功率分配方法

      于恒力 1, 张林让 1, 刘洁怡 1, 李强 1, 赵珊珊 2
      2019, 53(12): 139-145. DOI: 10.7652/xjtuxb201912018
      摘要:针对现有组网雷达发射站等功率发射信号导致抗欺骗式干扰方法不能获得最高鉴别概率的问题,提出一种对抗欺骗式干扰的组网雷达功率分配方法。首先,在现有组网雷达的参数估计模型中增加了发射站的功率信息,推导了对欺骗距离参数估计的克拉美洛下界(CRLB),计算得到鉴别器中欺骗式假目标的鉴别概率; 然后,以最大化假目标鉴别概率为目标,设计功率分配模型,完成欺骗式干扰下组网雷达功率分配方法的设计。仿真实验表明,相比于现有文献中功率平均分配的算法,所提出的功率分配方法可保证将更多的功率资源分配到目标空间角度差异大及回波信号路径损失较低的发射站,有效提高组网雷达系统对假目标的鉴别概率,尤其在系统资源有限的约束下,鉴别概率提高了10%以上。  
      关键词:组网雷达;欺骗式干扰;功率分配;克拉美洛界;鉴别概率   
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      更新时间:2025-07-09
    • 衰落信道下的天线选择空时编码方案

      汪玲波, 李光球, 钱辉, 陈浩椅, 包建荣
      2019(12): 146-152.
      摘要:针对衰落信道下发射天线选择空时编码方案由于存在反馈延时而导致其误码性能变差的问题,提出了一种非线性高功率放大器下采用最小均方误差信道预测和功率回退法的空时编码方案。首先基于预测信道矩阵和接收端信噪比最大化准则选定发射天线;然后将经过矩形正交幅度调制的信号进行空时编码,编码后的信号再通过非线性高功率放大器放大并由选定的天线发射出去;最后在接收端进行最大比合并、最大似然译码和矩形正交幅度调制的解调后恢复出原始信息。数值计算与仿真结果表明:当功率回退值为3 dB、归一化延时为0.02时,所提方案的编码增益比延时发射天线选择空时编码方案的多约6.4 dB;当平均误符号率为10-4时,采用软包络限幅的功率放大器比固态功率放大器和行波管功率放大器的信噪比分别改善了约2.3 dB和4.5 dB。  
      关键词:空时编码;天线选择;衰落信道;信道预测;高功率放大器;平均误符号率   
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      更新时间:2025-07-09
    • 阀控非对称缸系统神经网络多逆模型切换控制研究

      曾乐 1, 2, 谭建平 1, 许文斌 2, 杨俊 3
      2019, 53(12): 153-160. DOI: 10.7652/xjtuxb201912020
      摘要:为提高存在负叠合量的阀控非对称缸系统的控制性能,提出基于神经网络的逆系统控制方法,利用神经网络逼近的逆模型与原系统复合,将复杂非线性系统转变为线性系统进行控制,建立了阀控非对称缸系统的数学模型,系统在(x0,u)的邻域内存在相对阶,证明了系统的可逆性; 采用基于遗传算法改进的BP神经网络(GA-BP)求解逆模型,并针对伺服阀存在负叠合量,以及流态存在层流和紊流两种状态的问题,建立系统的多个逆模型集,提高了逆系统的求解精度。利用AMESIM和Simulink联合仿真平台,基于参考速度切换的原则,对系统采用比例-积分-微分(PID)闭环控制器。结果表明:普通PID控制的液压缸伸出运动响应和缩回运动响应不一致,伸出运动存在0.20 mm的稳态误差,误差波动范围为0.06 mm,而缩回运动稳态误差较小,约为0.02 mm,但误差波动较大,约为0.09 mm; 多逆系统复合控制的伸出缩回运动响应较一致,伸出和缩回运动均存在0.02 mm的稳态误差,误差波动范围为0.04 mm,验证了多逆模型切换控制方法可以消除阀控非对称缸系统的非对称性,降低波动负载干扰影响,提高系统的响应精度。  
      关键词:阀控非对称缸系统;神经网络逆系统;负叠合;多逆模型切换   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用时延状态观测器的旋翼无人机自适应编队控制

      徐振, 李胜, 陈庆伟, 季蔡娟
      2019(12): 161-169.
      摘要:针对无人机编队中的通信时延与工作引起的惯量变化,提出了一种基于时延状态观测器的旋翼无人机自适应编队控制方法。该方法利用编队结构参数确定队形,把编队控制转化为跟随无人机对虚拟无人机的轨迹跟踪;考虑精确的无人机动力学模型,并据此设计变时延状态观测器,对领航无人机的状态进行观测和补偿;针对补偿后的被控对象,设计自适应滑模编队控制器,并估计变负载工作状态下的质量和惯量。两组仿真结果表明:该方法对编队飞行中变质量变惯量行为的自适应误差小于6%,稳态时延状态的观测误差趋近0,体现出较好的控制精度和鲁棒性,具有很好的工程应用前景。  
      关键词:编队控制;旋翼无人机;惯量变化;时延观测器   
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      更新时间:2025-07-09
    • 管道天然气多组分浓度在线监测方法

      敖家佩, 邱海峰, 贾唐浩, 李昕, 刘卫华, 雷绍充
      2019(12): 170-176.
      摘要:为了解决管道内天然气监测技术中由于各组分互相交叉而带来的组分与浓度识别精度低且无法在线监测的难题,提出了一种采用气体传感器阵列与信息融合技术相结合的多组分浓度在线监测方法。该方法首先通过传感器阵列获得对混合气体的交叉干扰响应值,然后利用比较结果最优的辨识回归算法MLP对测量的实验样本进行组分辨识后对交叉干扰量进行修正并融合,得到相关权重与偏置参数,最终经过非线性计算获得满足精度要求的浓度值。仿真结果表明:采用该方法对开源数据库中6种单一组分进行种类识别,整体分类准确性最高达到99%,对浓度进行回归识别中,回归系数R2最高达0.99。将该方法用于管道内天然气混合气体的种类与浓度识别,可得到甲烷、非甲烷总烃、氮气的回归相关系数R2分别为0.99、0.96和0.99。实验结果表明,该方法降低了交叉敏感的影响,满足了设备所需的精度要求,可以实现天然气的在线监测。  
      关键词:在线监测;管道天然气;组分;浓度   
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      更新时间:2025-07-09
    • 密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统

      费瑞银, 翁文庆, 喻奇, 孙江枫, 姬亚军, 延卫, 杨鸿辉
      2019(12): 177-182.
      摘要:针对核电安全壳检修实验期间难以动态定量测定多种挥发性有机化学品、进而难以评估其火灾风险的问题,构建了一种密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统。采用密封腔体为化学品挥发腔、以气相色谱仪为气相中有机化学品浓度的在线检测仪、以气体循环泵为系统内气体循环的驱动单元、以质量流量计为气体循环流速的精确控制器来提供化学品挥发所需的气相对流条件;通过在线的自动六通阀采集密封腔体内的气体样品并实现对气相色谱仪进行自动进样,实现了气相中有机物浓度的在线定量测定;整个样品挥发和循环管路系统置于恒温箱内,可实现温度和气压的可调控制。测定了正丁醇和乙苯的挥发动力学特性及平衡蒸气压,并将平衡蒸气压与理论值进行对比,结果表明:在20~30℃的范围内,气相中的正丁醇和乙苯挥发曲线遵循准一级挥发动力学方程,且所测得的平衡蒸气压与理论值相近。该测试系统稳定性好、测试结果准确度较高,利用该系统测定的化学品挥发速率值可用于计算评估核电安全壳内挥发性化学品在打压期间的累积情况,进而评估其火灾风险。  
      关键词:挥发性有机化学品;挥发动力学;核电安全壳检修实验;在线检测系统   
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      更新时间:2025-07-09
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