最新刊期

    2019年第53卷第8期
    • 基于多维缩放和随机森林的轴承故障诊断方法

      张西宁, 张雯雯, 周融通, 余迪
      2019, 53(8): 1-7. DOI: 10.7652/xjtuxb201908001
      摘要:为快速准确识别轴承的运行状态,提出了一种基于多维缩放和随机森林的轴承故障诊断方法。该方法采用函数型数据分析,得到轴承振动信号自相关函数的拟合系数,构造故障特征集; 使用网格搜索法优化随机森林参数,得到特征重要性排序; 然后使用多维缩放方法对特征选择后的故障特征集进行降维; 最后采用随机森林对降维后的故障特征进行诊断识别。为验证所提方法的有效性,开展了正常、内圈故障、外圈故障、滚子故障状态下的轴承振动实验,结果表明,函数型数据分析的特征提取方式能有效表征不同状态轴承振动信号的不同特征,与t分布随机邻域嵌入和主分量分析方法相比,多维缩放方法具有更高的类间距和类内距的比值,且优势明显,各类状态的诊断准确率均高达100%,较使用原始特征集的随机森林平均准确率提高了5%。  
      关键词:函数型数据分析;多维缩放;随机森林;轴承故障诊断   
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      更新时间:2025-07-09
    • 谐波齿轮传动双圆弧齿形双向共轭设计方法

      姜歌东, 王爽, 梅雪松, 张弦, 张豪
      2019(8): 8-14.
      摘要:针对目前广泛采用的双圆弧齿形单向共轭设计方法存在的刚轮凸圆弧段共轭齿廓不确定问题,提出了一种基于柔轮和刚轮齿形联合共轭计算的双圆弧齿形双向共轭设计方法。该方法通过预设柔轮凸圆弧参数来进行共轭计算和拟合得到刚轮的双圆弧齿廓;增加了刚轮凸圆弧齿廓反向共轭计算得到柔轮凹圆弧齿廓的计算过程;将柔轮的拟合凹圆弧和预设凸圆弧相结合得到柔轮整体齿形;保证了刚轮凸圆弧段与柔轮两段圆弧均能共轭啮合。双圆弧齿形的啮合侧隙分析与有限元接触分析结果表明:与单向共轭法的设计结果相比,双向共轭法所设计的双圆弧齿形在整个齿廓段都能参与啮合,存在多点啮合现象,具有更大的齿廓接触面积和更小的齿面接触应力,提升了谐波齿轮传动的啮合性能。  
      关键词:谐波齿轮;双圆弧齿形;侧隙分析;有限元接触分析   
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      更新时间:2025-07-09
    • 考虑紊流和滑移影响的液态金属润滑螺旋槽轴承设计

      李亚倩, 杨攀, 陈渭
      2019(8): 15-23.
      摘要:为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限差分法以及局部积分法求解了雷诺方程,得到轴承膜厚压力分布;采用Ng-Pan紊流模型并综合滑移长度模型(SLM)和极限剪应力模型(LSSM),分析对比了考虑紊流滑移影响和层流无滑移时的轴承性能;研究了槽数、螺旋夹角等结构参数对轴承静动态性能的影响,确定了轴承各结构参数的最佳取值。结果表明:适当的半滑移设计可以有效提高轴承承载能力并减少空化区域面积;在槽数为8~12、螺旋夹角为60°左右、槽深为20μm、沟脊比为1时,轴承可以获得良好的静动态性能。研究工作对国产高性能CT设备的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。  
      关键词:液态金属;螺旋槽轴承;紊流;边界滑移;静动态性能   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用同步压缩变换和能量熵的机器人加工颤振监测方法

      薛雷 1, 曾宏伟 2, 覃程锦 2, 陶建峰 2, 刘成良 2, 汤海洋 1, 黄稳 1
      2019, 53(8): 24-30+89. DOI: 10.7652/xjtuxb201908004
      摘要:为避免机器人加工过程中颤振给加工质量及刀具寿命带来不利影响,提出了一种基于同步压缩变换和能量熵的机器人加工颤振监测方法。首先,利用同步压缩变换获取主轴振动信号高分辨率时频谱,并将获得的时频谱均分为有限个频带; 然后,对各频带对应的时域子信号进行重构并求取其能量值; 最后,采用能量熵作为表征颤振能量分布变化的特征量,通过计算所有子信号的能量熵之和对颤振进行在线监测。在库卡工业机器人加工实验平台上,开展了机器人制孔加工实验验证,实验结果表明:在不同的机器人加工条件下,所提方法均能在颤振发生前22 ms左右有效地将其检测出来; 计算一次能量熵的时长约为20 ms,能够基本满足颤振在线监测的实时性要求。  
      关键词:机器人加工;颤振监测;同步压缩变换;能量熵   
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      更新时间:2025-07-09
    • 精细谱负熵及其在滚动轴承故障诊断中的应用

      胥永刚, 田伟康, 曹金鑫, 马朝永
      2019, 53(8): 31-39+128. DOI: 10.7652/xjtuxb201908005
      摘要:针对提取滚动轴承故障特征时共振边频带的中心频率难确定、带宽确定过宽或过窄及易受噪声影响等问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)的精细谱负熵方法(ASNE)。该方法利用经验小波滤波器特性构造滤波器组,实现对信号频域的扫描滤波; 结合时域谱负熵更易检测信号中周期性冲击成分的特点,对滤波后的分量进行筛选,经过两次循环筛选获得了精确的中心频率和带宽; 通过EWT提取出最佳的故障特征分量,最终进行包络解调获得故障特征信息。轴承内、外圈故障的实验信号对该方法进行了验证,实验结果表明,该方法能够快速、准确地确定共振边频带的中心频率与带宽,并有效地提取了内、外圈故障特征信息,且效果优于Infogram方法。该方法克服了传统边频带提取方法在频带划分上的局限性,抵制了噪声的干扰,提取的中心频率和带宽更精确,为更准确地判断轴承故障类型提供了可靠的理论支持。  
      关键词:滚动轴承;谱负熵;经验小波变换;共振边频带;故障特征提取   
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      更新时间:2025-07-09
    • 行星传动均载及动载系数定义改进与分析

      胡升阳, 方宗德
      2019(8): 40-46+113.
      摘要:针对目前对于行星传动中的均载与动载的定义存在差异并与ISO齿轮标准不相符的问题,对行星传动系统均载和动载特性进行了分析并给出了更加准确的定义。该定义修正了现有文献对瞬时动载系数中的静载荷定义理解的误区,并对均载系数定义中未能包含系统所有因素的影响(缺失齿轮振动影响)以及动载系数定义并非仅含齿轮振动影响予以纠正。此外,建立了考虑时变啮合刚度、陀螺效应及综合误差的行星传动系统平移扭转耦合动力学方程,同时对系统行星轮存在偏心误差和位置误差下改进前后瞬时均载系数和瞬时动载系数进行了对比,更加准确地获得了系统特性变化状况,突出了改进后的优点,为行星传动系统的减振和降噪提供了参考。  
      关键词:均载系数;动载系数;行星传动;位置误差;偏心误差   
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      更新时间:2025-07-09
    • 区分自编码网络及其在滚动轴承故障特征提取中的应用

      向宙, 张西宁, 张雯雯, 余迪
      2019(8): 47-55+140.
      摘要:针对传统自编码网络在特征自动提取过程中仅以重构误差最小为目的而导致的分类信息模糊问题,提出了一种区分自编码网络。该网络在自编码网络的隐层连接一个全连接层,加上Softmax分类器,将分类器的输出与标签信息的交叉熵添加到原始的损失函数中,以该复合损失函数最小为目标对网络进行训练。将上一层区分自编码网络的隐层作为下一层区分自编码网络的输入,依次堆叠形成堆叠区分自编码网络。运用改进前后的堆叠自编码网络进行滚动轴承故障特征自动提取,分别在实验室定转速和变转速多载荷数据集上进行了测试。定量计算改进前后网络提取特征的类内距和类间距,区分自编码网络将类内距减少8.26%,类间距增加23.02%。运用3种常用分类器对两种网络提取的特征和42个人工提取的特征分别进行故障分类,结果显示,在定转速数据集上,区分型网络提取的特征和人工提取特征的分类效果相当,均高于传统型网络提取的特征;但是在变转速多载荷数据上,区分型网络提取的特征明显优于另外两类特征。定量计算和故障诊断的结果表明,区分型网络具有良好的不随工况变化的特征自动提取能力。提出的区分型自编码网络可广泛应用在机械故障诊断的特征提取阶段,为工程技术人员实现特征自动提取提供了一种解决方案。  
      关键词:深度学习;自编码;特征提取;轴承故障诊断   
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      更新时间:2025-07-09
    • 液压机械复合传动系统模式切换过程同步控制

      曹付义 1, 2, 李豪迪 1, 席志强 1, 徐立友 1, 3
      2019, 53(8): 56-67+75. DOI: 10.7652/xjtuxb201908008
      摘要:针对双模式液压机械复合传动(DHMT)系统在进行模式切换过程中易出现动力中断、稳定性差的问题,提出一种DHMT系统模式切换同步控制方法。该方法通过分析DHMT系统模式切换动力学约束条件,建立了系统输入转速总扰动量的计算方程; 采用小信号线性化方法对液压元件角速度扰动进行线性化处理,以系统输入角速度总扰动量作为液压调速系统的前馈输入,建立液压元件角速度扰动与排量补偿增量方程,得到液压元件的转矩补偿传递函数; 构建以液压元件角速度为状态变量、模式切换机构转矩为控制变量的状态空间方程,通过求解最优反馈增益矩阵二次型,实现对模式切换机构转矩的补偿控制,有效消除了模式切换机构结合过程中产生的转矩冲击。仿真与实验结果表明,与未采用同步控制方法相比,该方法可使DHMT系统模式切换品质得到大幅度提高; 在两种不同的实验工况下,该方法可使DHMT系统最大输出转矩损失系数降低25.15%左右,切换时间平均减少0.455 s,冲击度控制在合理范围之内,具有良好的抗干扰能力和稳定性。  
      关键词:液压机械复合传动;双模式;切换过程;同步控制   
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      更新时间:2025-07-09
    • 气体轴承的动态特性分析及实验研究

      任佟, 陈东菊, 李彦生, 范晋伟
      2019, 53(8): 68-75. DOI: 10.7652/xjtuxb201908009
      摘要:针对气体静压主轴回转误差求解不准确的问题,提出了一种利用气膜阻尼模型预测气体轴承动态特性的计算方法,揭示了气膜阻尼影响气体轴承动态特性的内在机制。首先通过微扰动法和分离变量法对气体轴承的气膜阻尼系数建模并求解分析; 然后将气膜阻尼系数引入轴承转子系统进行动力学建模,计算分析阻尼系数对气体轴承动态特性的影响; 最后搭建气体轴承回转误差测量试验台,得到主轴实时回转跳动误差信号并与理论结果进行对比。实验结果表明:与未考虑气膜阻尼特性的回转跳动误差相比,考虑气膜阻尼特性计算的主轴回转跳动误差值更加接近实验测量值,考虑气膜阻尼特性使主轴跳动误差率减小了4.93%~8%。研究结果可为气体轴承动态特性的预测和精度控制提供理论参考。  
      关键词:气体轴承;气膜阻尼系数;轴承转子系统;动态特性   
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      更新时间:2025-07-09
    • 三轮一带传动系统噪声仿真与试验验证

      史尧臣 1, 陈国平 2, 李占国 1, 2, 赵希禄 3
      2019, 53(8): 76-81. DOI: 10.7652/xjtuxb201908010
      摘要:为了研究张紧器对同步带传动噪声的影响规律,针对ZA型汽车同步带建立了三轮一带传动系统的有限元分析模型。首先分析了三轮一带传动系统在啮合冲击激励作用下的动态响应,并以动态响应结果作为边界条件,其次基于声学边界元理论直接边界元法建立了三轮一带传动系统的声学边界元仿真模型,得到同步带表面声压分布云图及场点辐射噪声。设计了三轮一带噪声试验台,并对三轮一带传动系统进行了噪声测试,比较辐射噪声的测试结果与数值仿真结果。结果表明:在非共振区,4个场点噪声变化规律一致,且随着啮合频率增加,噪声幅值增加; 在共振区,共振噪声的噪声幅值会有不同程度的增加,与理论分析结果相同; 共振频率下的噪声源主要集中在带段中间,非共振频率下的噪声源集中在主、从动轮及张紧器位置附近。研究验证了仿真计算结果的准确性与可行性,得到张紧轮对同步带传动系统噪声的影响规律。  
      关键词:声学边界元;张紧器;同步带;噪声   
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      更新时间:2025-07-09
    • 薄壁结构冷金属过渡增材制造工艺优化

      赵昀 1, 卢振洋 1, 陈树君 1, 2, 李方 1, 2
      2019, 53(8): 82-89. DOI: 10.7652/xjtuxb201908011
      摘要:针对传统薄壁结构制造方法中的工序流程烦琐、制造的零件性能不均一或成形精度低等问题,提出采用冷金属过渡工艺(CMT)直接成形薄壁构件的工艺方法,并对工艺参数进行优化。该方法以单壁墙为研究对象,构建以送丝速度、单位长度焊缝的金属熔敷量为输入变量、熔敷层宽度和宽高比为输出变量的3D响应面模型,进而对成形几何特征进行预测; 研究电弧长度和焊枪行走角对熔敷过程及最终成形形貌的影响; 采用高速摄像机拍摄熔滴过渡行为并分析过渡特征,阐述工艺参数对成形形貌的作用机理,进行典型薄壁结构件的优化制造。实验结果表明,几何特征预测模型精度较高,误差小于5%; 采用-15%的弧长修正值能够改善成形,避免侧边驼峰缺陷的产生; 当焊枪行走角达到10°时,能够明显改善单壁墙上表面和侧壁成形精度; 推角熔敷极易产生驼峰缺陷,因此不适用于增材制造。  
      关键词:薄壁结构;冷金属过渡;电弧长度;焊枪行走角   
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      更新时间:2025-07-09
    • 淬火方式对高硼合金组织及力学性能的影响

      万明佳 1, 俞浪浪 1, 易艳良 1, 2, 邢建东 1, 2
      2019, 53(8): 90-97. DOI: 10.7652/xjtuxb201908012
      摘要:为获得性能较优的马氏体基体同时避免过大残余应力的形成,研究了淬火方式对高硼合金组织、力学性能及残余应力的影响。采用空冷和油冷两种淬火方式调控合金基体组织和残余应力,进而分析了合金在不同淬火方式下的力学性能和残余应力的变化规律。实验结果表明:热处理后,基体由珠光体转变为马氏体,进而促使合金宏观硬度从铸态下的HRC42.73提高至空冷下的HRC55.31和油冷下的HRC57.18,增幅分别为29.44%和33.82%,同时合金中残余应力从铸态下的-307.66 MPa增至空冷下的-407.35 MPa和油冷下的-462.21 MPa。与油冷方式相比,空冷方式下合金宏观硬度虽略有降低,但形成的残余应力较小,进而降低了合金的淬裂倾向。综上所述,在空冷方式下,高硼合金既可获得较优的力学性能又可避免过大残余应力形成,显示出更优的性价比和应用前景。  
      关键词:高硼合金;淬火方式;力学性能;残余应力   
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      更新时间:2025-07-09
    • 变速重载设备齿轮箱轴承故障的改进阶次包络分析方法

      何小高, 张庆, 贾林山, 赵津
      2019(8): 98-106.
      摘要:针对变速重载设备振动信号中轴承故障特征提取时易受齿轮振动干扰的问题,提出了一种融合齿轮和轴承参数信息的改进阶次包络分析方法。先利用设备转速信息,对原始振动信号进行插值重采样处理,将非平稳时域信号转化为平稳角域信号;再利用齿轮齿数和轴承故障特征系数信息,采用以齿轮啮合频率及其谐波为中心频率,以轴承最大故障特征系数的倍频为带宽的阶次域频带分割方法,计算频带能量并排序,选择能量较大的频带作为解调频带进行滤波;最后利用Hilbert解调方法对上述滤波后的信号进行阶次包络平均处理,最终实现轴承故障的识别和诊断。通过齿轮啮合动力学分析,解释了轴承故障冲击成分对齿轮频带的调制作用,实际应用结果表明:提出的方法在频带选择时融合了和故障相关的设备参数信息,所选频带的可解释性强,且综合利用了与故障相关的多段频谱结构信息,通过阶次包络平均处理进行解调谱特征融合,提高了诊断结果的鲁棒性和准确度,为变速重载设备轴承故障预测和诊断提供了一种新的方法。  
      关键词:变速重载设备;齿轮箱轴承;频带选择;频带分割;阶次包络   
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      更新时间:2025-07-09
    • 室内可见光通信系统切换机制设计

      赵贝贝, 冯莉芳
      2019(8): 107-113.
      摘要:为缓解无线频谱资源紧缺问题以及满足未来个人用户或者集体的需求,解决可见光异构网络无缝通信的问题,提出一种基于传输时间的可见光通信系统切换机制。鉴于传统传输方式需要大量的反馈信息,必然会引起传输延迟,且可能导致反馈风暴的缺陷,采用无码率的喷泉码差错控制传输方案进行数据传输,不需考虑信道特性。首先采用喷泉码传输差错控制传输方式分析平均传输时间,然后将平均传输时间与设定阈值进行比较,进行切换判决。采用不同度分布的喷泉码切换方法进行了仿真分析,结果表明,与传统的切换算法比,基于传输时间切换方法性能更好,可以实现切换频率不超过0.4,VLC网络服务率达到83%,可有效减少系统开销,降低乒乓效应,提高切换准确性及VLC网络利用率。  
      关键词:可见光通信;异构网络;切换;喷泉码   
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      更新时间:2025-07-09
    • 面向OFDM系统的高精度窄带干扰抑制算法

      胡旭东, 张成文, 刘玉涛, 史军, 王彬
      2019(8): 114-120+128.
      摘要:针对窄带干扰(NBI)的频谱泄漏导致正交频分复用(OFDM)系统误比特率性能下降的问题,提出一种适于OFDM系统的高精度的减小频谱泄漏的频域窄带干扰抑制算法。首先,利用傅里叶变换(FFT)推导出NBI频率的分数因子与NBI频谱泄漏的定量关系,得出当分数因子小于0.005时NBI频谱泄漏小于总能量0.01%的结论;其次,在时域将接收信号与频率搬移矩阵相乘实现干扰对齐,在频域将对齐的干扰信号置零完成干扰抑制,且证明了残留的频谱泄漏仅与分数因子估计误差有关而与分数因子无关;最后,基于FFT粗定位的NBI频谱范围,利用Chirp-Z变换对该范围的频谱进行细化,得到估计误差小于0.005且分布均匀的高精度的分数因子估计值。仿真结果表明,所提算法对OFDM系统误比特率性能的改进与陷波干扰抑制算法接近,且实时性更好;在分数因子为0.5、误比特率为10-4时,所提算法、陷波干扰抑制算法及查表干扰抑制算法所需的信噪比分别为4.5、4.5及6dB。  
      关键词:正交频分复用;窄带干扰;频谱泄漏;干扰频率估计;Chirp-Z变换;干扰对齐   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用长时间相参积累技术的高速机动目标检测快速算法

      黄响, 张林让, 唐世阳
      2019(8): 121-128.
      摘要:针对雷达接收的高速机动目标回波能量较弱的问题,提出一种采用长时间相参积累技术的高速机动目标检测快速算法。首先,利用慢时间反转变换对速度和加加速度引起的三阶距离徙动和多普勒徙动进行同时校正;其次,根据搜索的加速度构造二次相位补偿函数,以校正加速度引起的二阶距离徙动和多普勒徙动,并实现目标能量的相参积累;最后,利用恒虚警技术对相参积累结果进行处理,以确定目标是否存在。与无需运动参数搜索的时间反转变换-二阶楔石变换-吕氏分布(TRT-SKT-LVD)算法相比,该算法简化了操作流程,避免了因插值运算造成的性能损失,且不受雷达回波冗余信息和运动参数估计范围的限制。仿真结果表明,与基于多维运动参数搜索的雷顿-分数阶模糊函数(RFRAF)和广义楔石变换-广义去调频(GKT-GDP)算法相比,该算法由于仅需对加速度参数进行搜索,因此计算复杂度降低近2个数量级,运算时间仅为原来的1/100。  
      关键词:目标检测;相参积累;距离徙动;多普勒徙动   
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      更新时间:2025-07-09
    • 5G非正交多址系统中使用全双工基站干扰的安全传输方案

      王夕予 1, 陈亚军 2, 肖敏 3, 许晓明 2
      2019, 53(8): 129-134. DOI: 10.7652/xjtuxb201908017
      摘要:为了保证5G非正交多址(NOMA)系统中私密信息上行传输过程的信息安全,提出了一种基于全双工基站干扰的物理层安全传输方案。首先,分别使用二项式点过程和泊松点过程,对NOMA上行传输系统中用户设备和窃听者的空间位置分布进行刻画,建立NOMA上行传输系统模型; 其次,为了使低硬件复杂度的用户设备付出较小的开销实现安全传输,全双工基站在接收信息的同时发送人工噪声干扰潜在窃听者; 最后,基于全双工基站干扰方案,使用随机几何理论对系统的可靠性和安全性进行分析。理论和仿真结果表明:用户设备距离基站越近,全双工基站干扰方案对安全吞吐量的提升越明显; 即使对于距基站最远的用户设备,在最优的噪声功率下,该方案仍可以使其安全吞吐量提高约41%。  
      关键词:物理层安全;非正交多址;全双工;上行传输   
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      更新时间:2025-07-09
    • 高功率单孔柱-孔汇聚结构的电流损失实验研究

      吴撼宇, 曾正中, 邱孟通, 张金海
      2019(8): 135-140.
      摘要:为了深入理解高功率柱-孔汇聚结构电流损失的机理,使用西北核技术研究所多功能辐射模拟实验平台"强光一号"加速器,针对单孔柱-孔汇聚传输结构进行大电流密度高达6×105 A/cm条件下的电流传输实验研究,利用B-dot探针分别测量不同结构的柱-孔结构上下游的电流。实验结果发现:柱-孔结构的电流损失与其结构参数相关,阴极孔直径越小,损失电流越大;和普通圆孔的柱-孔结构相比,水滴状异型孔的柱-孔结构的传输效率更好;另外分析发现,在阳极柱和负载中心之间的直线上,阴极孔边缘与阳极柱的距离能明显影响柱-孔汇聚结构电流传输效率,当柱-孔间隙大于传输线阴阳极间隙的60%时,柱-孔汇聚结构即可高效传输脉冲大电流,当柱-孔间隙大于传输线阴阳极间隙时,柱-孔汇聚结构几乎不存在电流损失。研究结果有助于对高功率柱-孔汇聚结构电流损失机理的理解,为大型脉冲功率装置的设计提供技术支撑。  
      关键词:柱-孔汇聚结构;磁绝缘;电流损失;高功率脉冲   
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      更新时间:2025-07-09
    • 中压直流供电系统远端站点接地状态扫频阻抗检测法

      刘小军, 祝令瑜, 汲胜昌, 潘亮, 任富强
      2019(8): 141-150+182.
      摘要:为解决中压直流供电系统中远端站点设备外壳接地状态远距离检测问题,提出了一种基于扫频阻抗的远端站点接地状态检测方法。首先建立了中压直流供电系统的中心站点、传输线路及远端站点模型,并将远端站点接地状态分为正常接地、远端接地断开以及远端与电缆接地均断开3种状态。通过理论分析,在中心站点并联一个高频交流源支路,检测高频交流源输出端对地阻抗,可以判断远端站点接地状态。基于PSpice及PSCAD的仿真研究发现,利用扫频方法得到网络正常接地状态时的谐振频率,并设置交流源频率为该频率,可提高对地阻抗检测方法的区分度。根据得到的电流扫频曲线,发现不同接地状态时电流扫频曲线中平均谐振频率会发生改变,平均谐振频率与线路传输距离长度有关。对150、500及1 000m长度的单条线路,300m&800m、500m&1 000m长度的双传输线路远端站点接地状态进行检测,仿真验证了扫频阻抗检测方法的可行性。最后,提出了针对中压直流供电系统中远端站点接地状态的检测算法流程图。  
      关键词:中压直流供电系统;远端接地;扫频阻抗;状态检测   
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      更新时间:2025-07-09
    • 结合变压器正反激原理的动力电池主动均衡方法

      李玉, 徐俊, 彭程, 梅雪松
      2019(8): 151-158.
      摘要:为了解决动力电池状态不一致导致电动汽车电池组容量下降的问题,提出了一种结合变压器正反激原理的动力电池主动均衡方法。该方法首先将变压器作为能量转移器件,实现电池组的均衡系统模组化,均衡模组内电池通过变压器正激原理进行均衡,模组与电池组间利用变压器反激原理进行均衡;然后,根据能量转移方向的不同,分别实现能量从电池组向均衡模组或均衡模组向电池组转移的两种均衡模式;最后,采用基于电池电压的控制策略,通过判断电池电压状态选择相应的均衡模式,实现不同均衡模组的同步均衡。搭建了均衡实验平台,在静置和美国城市循环工况测试条件下,分别验证所提出均衡方法和控制策略的有效性,实验结果表明,与传统基于变压器的均衡方法相比,提出的结合变压器正反激原理的均衡方法具有更快的均衡速度,平均均衡速度可达0.097mV/s。  
      关键词:动力电池;主动均衡;正激原理;反激原理   
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      更新时间:2025-07-09
    • 张康, 陶建峰, 覃程锦, 李卫星, 刘成良
      2019(8): 159-166.
      摘要:针对已有的柴油机失火故障诊断方法需要精细且耗时的时频特征提取过程,且对实际含有噪声的样本诊断准确率低的问题,提出了一种随机丢弃和批标准化的深度卷积神经网络柴油机失火故障诊断方法。在不同的转速工况下进行柴油机失火故障模拟试验,将采集到的原始缸盖振动信号作为深度卷积神经网络的输入,并在输入端引入随机丢弃抑制输入噪声,通过一维卷积操作自动提取失火故障模式特征,接着在各卷积输出层对特征信号进行批标准化处理,以减少信号在深度卷积层内部的方差偏移,最后基于多分类函数完成失火故障分类。不同噪声环境和方法的对比试验结果表明,所提方法的分类准确率最高可达100%,同时在保证算法准确率的前提下,其鲁棒性优于依赖时频提取特征的方法。  
      关键词:失火故障诊断;深度卷积神经网络;噪声环境;随机丢弃;批标准化   
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      更新时间:2025-07-09
    • 点云初始配准的优化求解算法

      沈江华, 孙殿柱, 李延瑞, 梁增凯
      2019(8): 167-174.
      摘要:针对基于对应点匹配的点云配准算法过于依赖点云初始位置并且配准效率较低的问题,提出一种基于序列图像运动法重建的点云初始配准算法。首先,根据透视投影原理对相机在点云局部坐标系中的位置进行定位,获取将点云变换到对应相机坐标系的变换矩阵;然后,以图像特征点及其对应的匹配点作为同名点,通过重建序列图像对相机外参数进行全局优化;最后,根据推导的初始配准公式快速实现点云初始配准。实例验证结果表明,该初始配准算法对点云的初始位置无严格要求,能以较小的计算量获取近似全局最优的点云初始配准结果;将初始配准参数作为迭代最近点算法的初始值,可有效提高迭代最近点算法配准的稳健性,计算效率提高了30%以上。  
      关键词:点云初始配准;迭代最近点;运动法重建;序列图像   
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      更新时间:2025-07-09
    • 叶身型线轮廓度评定方法研究

      何帅, 陈富民, 李建华, 张厅方
      2019(8): 175-182.
      摘要:针对传统方法配准时求解基准变换速度缓慢和精度差等问题,提出了一种叶身型线基准误差求解方法。首先采用非均匀有理B样条曲线的矩阵形式对叶身型线进行拟合,利用区间搜索的方法寻找实测点所对应理论轮廓上的最近点及偏差;其次运用二维最近点迭代的解析形式,计算基准变换的旋转量和初始平移量,然后对初始平移量加微小扰动,以最短距离均值为优化目标,采用自适应权重粒子群算法重新计算平移量;最终计算叶身型线实测点变换基准后的偏差,得到实测轮廓的轮廓度。实验结果表明,该方法基准变换向量误差在0.006左右,相对于采用进化算法直接计算变换参数速度提高了40%左右。所提算法适用于三坐标测量叶身型线数据后对叶身型线进行评价,能够有效减小由于基准不重合对偏差计算的影响,避免叶身型线加工质量误判。  
      关键词:叶身型线;轮廓度;最近点迭代算法;粒子群算法   
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      更新时间:2025-07-09
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