期刊信息

吉林大学学报(工学版)
ISSN 1671-5497
CN 22-1341/T
主 任:陈永杰
编 辑:张祥合 曹 敏  程仲基
    赵莹莹 赵浩宇
电 话:0431-85095297
E-mail:xbgxb@jlu.edu.cn
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1. 汽车电子稳定系统制动增力辅助技术
靳立强, 田端洋, 田浩, 刘蒙蒙
吉林大学学报(工学版)    2019, 49 (6): 1764-1776.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20181106
摘要533)   HTML100)    PDF(pc) (2788KB)(7485)    收藏

针对可能出现的由于驾驶员恐慌等因素造成的制动力不足,以及在长距离下坡时为防止车辆超速驾驶员操作负担增大的情况,利用Stateflow状态机理论与Matlab/Simulink联合建模的方法,设计了液压制动辅助(HBA)以及陡坡缓降控制(HDC)控制策略。通过试验最终选取制动踏板位移及其变化率作为识别参数以更好地识别驾驶员意图,同时根据牛顿第二运动定律设计坡道识别算法,并考虑到制动器高温失效的问题,建立温度模型。最后,进行离线仿真及硬件在环试验,结果均验证了控制策略的正确性。实车道路试验结果表明,本文所设计的HBA功能能够满足ECE标准,而HDC功能也能够保持车速在目标车速附近波动,说明本文控制策略能够达到较好的控制效果。

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2. 基于车辆响应的路面不平度识别方法
李杰, 郭文翠, 赵旗, 谷盛丰
吉林大学学报(工学版)    2019, 49 (6): 1810-1817.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20181122
摘要333)   HTML12)    PDF(pc) (776KB)(7295)    收藏

针对路面不平度识别的问题,研究了基于车辆响应的NARX神经网络识别方法及其适用性。建立了汽车振动系统4自由度平面模型,通过仿真获得车辆响应和车轮路面不平度。对于NARX神经网络及其应用选择、输入方案优化和评价指标进行了研究,提出了车辆响应选择和组合优化的解决方案。采用NARX神经网络识别了常用的B级路面和车速为60 km/h下某轿车的前轮路面不平度,其相关系数和均方根误差分别达到96.75%和0.003 3。考虑了训练采样点数、车辆响应随机噪声、车速和路面等级的变化对训练完成的NARX神经网络效果的影响,说明了基于车辆响应识别路面不平度的NARX神经网络方法的适用性。研究结果表明,采用正交试验设计确定NARX神经网络优化输入方案和基于车辆响应识别路面不平度取得了满意的结果,两者具有良好的适用性。

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3. 基于免疫算法优化LSSVM的短时交通流预测
谷远利, 张源, 芮小平, 陆文琦, 李萌, 王硕
吉林大学学报(工学版)    2019, 49 (6): 1852-1857.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180540
摘要277)   HTML27)    PDF(pc) (833KB)(7286)    收藏

为了智能化解决城市道路交通系统存在的问题,提高短时交通流预测的准确性,采用免疫算法优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)建立短时交通流量预测模型。利用免疫算法对LSSVM中的惩罚因子和核函数参数进行优化,得到最优预测模型。以车辆行驶平均速度和占有率作为模型输入,交通流量作为输出进行预测仿真试验。试验结果表明:本文采用的优化LSSVM模型进行仿真试验的预测误差有所减小,输出结果更接近真实值。

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4. 占用车行道的路内停车泊位设置条件
程国柱, 冯思鹤, 冯天军
吉林大学学报(工学版)    2019, 49 (6): 1858-1864.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180928
摘要198)   HTML16)    PDF(pc) (695KB)(7274)    收藏

为了给占用车行道的路内停车泊位设置提供参考依据,通过开展路内停车干扰条件下城市道路路段交通流参数调查,分析给出了小客车饱和车头时距随路内停车数量变化的规律,采用SPSS统计分析软件分别构建了间隔车道、邻近车道的饱和车头时距与小客车在路内停车数量的关系模型。基于所建理论模型,给出了设置路内停车泊位的邻近车道和间隔车道机动车交通量阈值的建议,并进行了实例验证。研究结果表明:随着路内停车数量的增加,邻近车道和间隔车道的小客车饱和车头时距均增加,且满足二次函数关系;路内停车数越多且设计速度越高,该道路实际通行能力的路内停车数量的修正系数越小,说明其越不宜设置路内停车泊位;在路内停车数量相同的情况下,间隔车道的修正系数若大于邻近车道,说明路内停车对该路间隔车道的交通运行影响要小于邻近车道。

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5. 机器人末端执行器自更换机构设计及对接策略
马常友, 高海波, 丁亮, 于海涛, 邢宏军, 邓宗全
吉林大学学报(工学版)    2019, 49 (6): 2027-2037.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180592
摘要281)   HTML11)    PDF(pc) (2772KB)(7304)    收藏

为解决核电站机器人作业功能单一性的问题,研制了一种机器人末端执行器自更换机构。该机构采用同心三虎克铰并联的多力矩输出接口形式,为末端执行器及相关作业提供动力输入。在分析末端执行器自更换端与工具架之间双虎克铰被动柔顺对接特性以及容差条件的基础上,提出了一种基于接触力阈值的末端执行器自更换机构自动对接控制策略;完成了末端执行器自更换机构样机设计,利用SCHUNK 6自由度机械臂移动平台进行多种末端执行器的自动更换试验,验证了控制策略的有效性和机构的容差特性。试验结果表明:该机构能够完成较大容差柔顺对接并可以实现末端执行器动力传递功能。

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6. 仿蝎子振源定位机理的位置指纹室内定位方法
刘富, 权美静, 王柯, 刘云, 康冰, 韩志武, 侯涛
吉林大学学报(工学版)    2019, 49 (6): 2076-2082.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180996
摘要205)   HTML17)    PDF(pc) (1368KB)(7264)    收藏

针对基于接受信号强度(RSS)的位置指纹室内定位方法易受到多径效应及噪声干扰而导致定位精度低这一问题,提出了一种仿蝎子振源定位机理的位置指纹室内定位方法。该方法首先仿蝎子的 n / 1 神经元构型构建神经元结构对振动信号进行编码,将振动信号转化为脉冲。然后,提取脉冲作为位置指纹特征,并利用该脉冲建立位置指纹特征库。最后,用加权K近邻(WKNN)算法进行振源位置估计。为验证本文算法的有效性,模仿蝎子生理结构,搭建了一套仿蝎子振动感知的振动信号采集系统,在室内环境中进行用户踏步信号的采集,并根据振动数据进行定位试验。结果表明:本文提出的仿蝎子 n / 1 神经元构型的位置指纹定位方法比基于RSS的位置指纹定位方法的平均定位准确度提高了0.148 4 m。

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7. 电子机械制动执行器的整体最优匹配设计
夏利红, 邓兆祥
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (4): 998-1007.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170507
摘要656)   HTML6)    PDF(pc) (730KB)(611)    收藏
以行星齿轮滚珠丝杆驱动式电子机械制动系统为研究对象,考虑动态阻力载荷、齿轮转动惯量及传动比离散性的影响,提出一种多约束条件下的两级传动机电系统的多目标最优匹配方法。首先,基于执行器的动力学模型和性能目标,针对紧急制动和高附着路面制动防抱死两种典型工况提出相应的负载特征和运动规律。接着,以电机和滚珠丝杆产品数据库为输入,以执行器尺寸限制、电机运行范围及滚珠丝杆性能需求为约束条件,选出能够驱动负载的所有滚珠丝杆和电机。然后,以太阳轮尺寸最小为目标,以齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度为约束条件,获取能够驱动负载的行星齿轮传动比和太阳轮齿数,获得数据库中满足条件的所有匹配方案。最终,获得同时考虑系统质量、启动加速度、制动间隙消除时间及电机等效输出力矩等目标的执行器多目标最优匹配方案。
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8. 习惯和路况对小汽车出行路径选择的影响
宗芳, 路峰瑞, 唐明, 吕建宇, 吴挺
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (4): 1023-1028.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170498
摘要459)   HTML1)    PDF(pc) (567KB)(668)    收藏
基于Vissim构建道路实时路况模拟场景,设计SP(Stated preference)意向调查问卷,获取不同路况下小汽车路径选择数据。建立出行路径选择的二项Logit模型,解析习惯和实时路况对路径选择的影响程度。结果表明,习惯和路况对出行者的路径决策均有影响,总体来说,前者的影响高于后者。不同路况下二者的影响程度有所变化。本文模型能以较高精度预测在不同路况下小汽车遵循习惯路径或根据路况调整行驶路径的概率。研究结论可用于车载导航软件中的出行路径实时预测和推荐,在智能交通诱导方面具有一定应用价值。
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9. 新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性
仇艳凯, 李宝仁, 杨钢, 曹博, 刘真
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (4): 1085-1091.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20171136
摘要439)   HTML1)    PDF(pc) (576KB)(392)    收藏
基于由多个蓄能器串联安装组成的蓄能器组吸收压力脉动的机理,并结合Helmholtz消声器的消声特性和结构优点,设计了一种新型液压消声器。建立了蓄能器组和新型液压消声器的数学模型,并利用数值仿真对单个蓄能器、多个蓄能器和新型液压消声器吸收某液压系统压力脉动的效果进行了对比分析。数值仿真采用特征线法,基于FORTRAN语言编写,将数值仿真结果与试验数据进行对比,验证了仿真模型和计算方法的有效性。研究结果表明:该新型液压消声器,相比于传统蓄能器,可较好地提高吸收压力脉动的效果,同时相比于蓄能器组,又具有较小的结构参数,具有较大的工程应用价值。
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10. 基于ADAMS的半悬挂式农业机组静侧翻稳定性
陈东辉, 吕建华, 龙刚, 张宇晨, 常志勇
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (4): 1176-1183.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170751
摘要500)   HTML1)    PDF(pc) (673KB)(549)    收藏
针对目前半悬挂式农业机组侧翻稳定性研究的不足,提出了一种新的表征机组静侧翻稳定性的有效方法。以横向载荷转移率(LTR)作为机组的侧翻指标,建立了半悬挂式农业机组的侧翻数学模型并进行了准静态侧翻仿真试验。通过ADAMS动力学建模,得到仿真结果与数学模型高度一致,验证了理论模型的正确性。讨论了半悬挂式农业机组各参数对机组静侧翻稳定性的影响并对影响因素进行了敏感度分析。拖拉机和半悬挂式机具的LTR均与其重心高度、轮距、自身质量、轴距、重心到牵引点的距离及牵引点高度等相关。对侧翻指标各影响因素的敏感度分析表明:拖拉机和半悬挂式机具的重心高度和轮距均为影响其侧翻稳定性的重要因素;若要提高半悬挂式机具的侧翻稳定性,除增大轮距和降低重心高度外,还可采用降低牵引点高度及增大重心到牵引点距离的方法。本研究为半悬挂式农业机组的优化设计提供了理论参考。
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11. 基于HTTP的动态自适应流媒体传输算法
侯永宏, 王利伟, 邢家明
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (4): 1244-1253.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170510
摘要562)   HTML4)    PDF(pc) (971KB)(507)    收藏
采用实际的物理缓存大小作为视频缓存余量的计量方式,提出了一种基于物理缓存的自适应传输算法,该算法根据缓存占用率的大小以及网络估计吞吐量,动态地调整申请视频的码率。最后,分别在两种虚拟和两种实际的网络环境下进行性能测试。实验表明,本文算法可以降低视频码率对缓存变化的敏感度,可以避免视频码率过于频繁的切换,相比传统算法可以带来更好的用户体验。
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12. 未知环境下智能汽车轨迹规划滚动窗口优化
张琳, 章新杰, 郭孔辉, 王超, 刘洋, 刘涛
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (3): 652-660.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170323
摘要563)   HTML4)    PDF(pc) (1042KB)(544)    收藏
为解决多约束条件下智能汽车在未知环境中生成全局最优轨迹的问题,引入滚动窗口优化策略,在研究车辆动力学模型特性的基础上,提出了一种能够同时满足行驶安全和全局最优的动态轨迹规划方法。为保证车辆在行驶过程中轨迹连续平稳,采用六次多项式生成曲率连续的轨迹,并将轨迹规划问题转化为求解单个多项式系数的过程。考虑车辆自身约束以及环境约束对轨迹生成速度的影响,对规划窗口中的障碍物按照度量函数进行分类,并根据最优指标决策出当前规划窗口下的局部最优轨迹和车速。利用Simulink-CarSim搭建了环境模型以及轨迹规划模型,最后通过仿真试验验证了该方法的有效性。
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13. 冰雪条件下快速路汇流区可变限速控制
陈永恒, 刘鑫山, 熊帅, 汪昆维, 谌垚, 杨少辉
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (3): 677-687.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170068
摘要368)   HTML1)    PDF(pc) (1065KB)(300)    收藏
首先,对正常天气和冰雪天气下的城市快速路交通流进行视频拍摄和人工调查,得出城市快速路入口匝道瓶颈区域在两种天气下的交通流运行特征变化的关键值。然后,提出一种基于Q学习算法的可变限速控制策略,并利用改进后的元胞传输模型对冰雪条件下该可变限速控制策略进行了仿真,最后得出冰雪天气条件下的车辆控制效果。仿真结果表明:除雪条件下的城市快速路汇流区路段采用本文控制策略后,车流在高峰期间的通行效率提高了16.16%,且有效地避免了严重堵塞。
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14. 基于改进和声搜索算法的越库车辆排序
王占中, 卢月, 刘晓峰, 赵利英
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (3): 688-693.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170106
摘要140)   HTML2)    PDF(pc) (474KB)(270)    收藏
实现越库的关键是如何衔接集货车辆和送货车辆,合理的车辆排序可以有效减少越库作业时间。提出采用改进的和声搜索算法(IHS)解决最优化模型,根据和声搜索算法参数值在求解过程中的局限性,采用动态调节方法设定参数;固定参数采用田口试验优化进一步提高运行结果的准确性。仿真结果表明:改进的和声搜索算法在解决越库车辆排序问题上比和声搜索算法(HS)和禁忌搜索算法(TS)寻优能力更强,搜索结果更加接近整体最优解。
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15. 基于递归神经网络的自动作曲算法
李雄飞, 冯婷婷, 骆实, 张小利
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (3): 866-873.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170509
摘要485)   HTML3)    PDF(pc) (916KB)(347)    收藏
提出了一种以音乐音频为处理对象的基于长短时记忆递归神经网络的音乐自动合成算法。该算法首先将音乐集以基于单位时长分割成由单位音乐序列组成的音乐序列集,并在对音乐进行预处理时提取了音乐音频的梅尔倒谱系数作为特征;其次,将进行数据处理过的特征向量构成的训练样本通过长短时记忆模型进行训练和预测;最后,将生成的音乐序列进行拼接融合从而得到新的音乐。为了验证算法的有效性,将模型生成的乐曲与人为作曲的乐曲进行了匿名打分评价,实验结果表明,该算法能够较好地实现自动作曲。
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16. 基于空间矢量模型的图像分类方法
陈绵书, 苏越, 桑爱军, 李培鹏
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (3): 943-951.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170444
摘要186)   HTML1)    PDF(pc) (1389KB)(301)    收藏
针对词袋模型视觉单词没有考虑空间信息的不足,提出了一种基于视觉单词间空间位置信息的空间矢量模型。该模型利用视觉单词的空间位置信息,采用图像空间矢量模型对图像进行表述,从而达到了更好的分类效果。实验在两个标准图像数据集Caltech-101和Caltech-256上进行,分别采用支持向量机(SVM)和K最近邻分类器(KNN)对其进行分类。实验表明,空间矢量模型有效地提高了平均分类正确率(ACA)和平均类别准确率(ACP),具有很好的分类效果。
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17. 基于轮缸压力的制动能量回收评价方法
初亮, 孙成伟, 郭建华, 赵迪, 李文惠
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (2): 349-354.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161222
摘要197)   HTML0)    PDF(pc) (1819KB)(4034)    收藏
针对于目前常用的制动能量回收率和续驶里程增加率的制动能量回收评价指标,分析了整车具体系统方案和制动力分配算法,考虑整车CAN协议开放程度,利用压力传感器获取轮缸压力信号,提出基于轮缸压力的制动能量回收评价方法,并进行实车试验。结果表明,该评价方法可行性高,与常用评价方法计算结果相比,相对误差率在6%以内,丰富了制动能量回收评价理论。
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18. 纯电动客车振动噪声特性
史文库, 刘国政, 宋海生, 陈志勇, 张宝
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (2): 373-379.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170110
摘要146)   HTML2)    PDF(pc) (2543KB)(701)    收藏
对某纯电动客车加速和匀速工况下的振动噪声进行了试验研究,利用LMS声振信号采集系统采集车内的振动噪声数据,并采用频谱分析、阶次追踪等方法对振动噪声激励源进行分析,总结出电动车振动噪声特性。结果表明,匀速行驶时车内振动主要是悬架传来的路面激励;加速行驶时电机的激励较明显,尤其是在电机开关频率附近的高频激励。本文研究可为下一步电动车振动噪声的改进提供依据。
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19. 钝性碰撞中人体肝脏生物力学响应数值分析
陈吉清, 杜天亚, 兰凤崇
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (2): 398-406.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161364
摘要135)   HTML1)    PDF(pc) (2772KB)(550)    收藏
交通事故导致的肝脏损伤是最常见也是致死率最高的损伤类型之一。为了深入分析钝性碰撞中肝脏生物力学响应及相关物理参数,基于具有中国五十百分位男性尺寸的CT建立了具有较高仿真度的肝脏模型,并在满足精度条件下,在肝脏周围建立了简化的内脏器官模型,与自主研发验证的头颈部、胸廓和四肢有限元模型相结合,形成一个完整的人体坐姿有限元模型。参考经典胸腹部钝性撞击试验,分别进行了正面、左斜侧、右斜侧方向上低速(3.8~4.0 m/s)、中速(5.2~5.5 m/s)、高速(6.7~7.33 m/s)等共10组仿真计算,得到了肝脏动力学响应和损伤风险较高位置的压力分布特点。同时研究了不同碰撞方向对肝脏力学响应结果与胸部响应指标相关性的影响,结果表明,各胸部响应指标与肝脏损伤程度(用应力、应变峰值表示)的相关性随加载条件的差异而发生变化,采用单一胸部响应指标预测所有加载工况下肝脏损伤情况的做法是值得商榷的。
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20. 量子k-means算法
刘雪娟, 袁家斌, 许娟, 段博佳
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (2): 539-544.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170051
摘要275)   HTML0)    PDF(pc) (1186KB)(4586)    收藏
为提高经典k-means算法的计算效率,引入量子计算理论得到量子k-means算法。先将聚类数据和k个聚类中心制备成量子态,并行计算其相似度,接着利用相位估计算法将相似度信息保存到量子比特中,然后利用最小值查找量子算法查找最相似的聚类中心点。对比两种算法的复杂度可知,在一定条件下,相对经典算法而言,量子k-means算法的时间复杂度降低,空间复杂度得到指数级降低。
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21. 基于沙蝎定位猎物的仿生震源定位方法
王柯, 刘富, 康冰, 霍彤彤, 周求湛
吉林大学学报(工学版)    2018, 48 (2): 633-639.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161263
摘要222)   HTML0)    PDF(pc) (1793KB)(419)    收藏
受沙蝎定位理论的启发,提出了一种新的仿生方法来解决震源信号定位问题。与传统方法不同的是,该仿生方法不需要提取信号到达的时间,而是通过一个脉冲发射模型间接提取时间信息。基于3/1构型的脉冲发射模型在兴奋与抑制相互作用下产生不同脉冲数,以此对震源信号进行脉冲编码,然后通过群向量编码计算得到目标方向。依据实际定位情况与生物进化的选择性,本文在沙蝎基跗节复合缝感受器(BCSS)的基础上对接收器的分布进行了改进,同时对改进前、后进行了对比,并且与常用的TDOA算法在仿真环境下进行了对比实验,结果表明,仿生方法在新的接收器分布下定位误差更小。为进一步验证仿生定位方法,共采集了76组真实数据,定位方向的平均误差为4.9310°。
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22. 汽车外后视镜流致振特性及其流动机理
王靖宇, 于旭涛, 胡兴军, 郭鹏, 辛俐, 郭峰, 张扬辉
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (6): 1669-1676.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201706001
摘要225)   HTML1)    PDF(pc) (782KB)(278)    收藏
采用双向流固耦合的方法对汽车外后视镜扰流进行仿真分析,对主要的振动形式进行阐述,探究其振动的机理。首先,研究了刚性后视镜模型,得到后视镜的阻力系数Cd和升力系数Cl,为流致振动的研究提供一个比较的基础,同时验证了仿真方案的可行性。再对流致振后视镜绕流进行数值模拟,研究流致振后视镜在不同来流速度下的振动特性,得到阻力和升力系数、振动的振幅、涡脱频率等参数随速度的变化趋势。结果表明:当涡脱频率与后视镜结构的固有频率接近时,可以引起后视镜强烈的振动,而且对振动强度的影响程度远远大于对风场强度的影响。
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23. 雾霾天气低能见度对不同跟驰状态驾驶行为的影响
高坤, 涂辉招, 时恒, 李振飞
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (6): 1716-1727.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201706007
摘要131)   HTML0)    PDF(pc) (969KB)(105)    收藏
利用8自由度高逼真度驾驶模拟器,从工程学和人类心理学角度分析了雾霾天气低能见度对不同跟驰状态(加速、减速和平稳跟驰)驾驶行为的影响。结果表明:雾霾天气低能见度对不同跟驰状态驾驶行为的影响存在明显差异性。加速跟驰过程中,雾霾天气低能见度下驾驶员对速度差变化、距离差变化的反应敏感性和最大意愿加速度分别比晴天显著降低了29.3%、33.1%和17.4%,且驾驶行为异质性明显升高;减速跟驰过程中,雾霾天气低能见度下驾驶员对速度差变化的反应敏感性、最大意愿减速度和感知前车最大减速度分别比晴天显著提高了31.7%、17.8%和16.3%,对距离差变化的反应敏感性显著降低了32.1%,而驾驶行为异质性有所降低;平稳跟驰过程中,雾霾天气低能见度下驾驶员对速度差变化反应敏感性比晴天显著提高了41.6%,最大意愿加速度和减速度均值小于晴天,期望速度和对距离差变化的反应敏感性与晴天无显著差异。加减速反应阈值方面,驾驶员在雾霾天气低能见度下倾向于采取更加积极的加速反应来紧随前车,同时又更加谨慎地采取减速反应避免碰撞。本文研究结果为雾霾天气低能见度等紧急事件下应急疏散微观交通仿真的建立提供了理论支撑。
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24. 数字二次元件变量冲击机理及其抑制
王佳怡, 刘昕晖, 王昕, 齐海波, 孙晓宇, 王丽
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (6): 1775-1781.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201706014
摘要128)   HTML0)    PDF(pc) (734KB)(61)    收藏
针对数字二次元件排量切换过程中的转矩冲击问题,本文对其形成机理及抑制方法展开了研究。实验分析表明,转矩冲击的产生是由于在控制过程中不同通径换向阀的压力加(泄)载存在不同程度的迟滞,压力迟滞变化导致多个压力重叠区的形成,进而产生多个附加转矩的叠加效应。根据实验结果,提出了分级时序控制策略,利用AMESim软件进行仿真分析,并对仿真优化后的控制策略进行实验验证。结果表明,所提出的控制策略使冲击度减小23%,有效缓解了该二次元件的切换冲击,并满足了系统的动力连续性原则,达到了系统控制平顺性的需求。
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25. 基于逆向工程的复杂曲面冲压件回弹补偿
王辉, 周杰, 熊煜, 陶亚平, 向荣
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (6): 1842-1847.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201706023
摘要189)   HTML0)    PDF(pc) (499KB)(89)    收藏
针对复杂曲面类零件提出了一种采用三维全型面扫描检测零件的方法,通过逆向建模得到扫描数模,并与设计模型进行对比,得到成形零件的偏差量。对于某大型核电汽轮机空心叶片外弧零件,采用提出的三维全型面检测方法对其进行数据检测,并与设计模型进行比较,得出该零件的最大正偏差为2.59 mm,最大负偏差为-3.04 mm。与传统专用检具相比,三维全型面检测可以用于快速检测各类复杂零件,具有检测数据全和精度高的特点。对于该零件的回弹问题,提出了基于逆向工程的零件回弹补偿方法。对叶片外弧零件进行回弹补偿后,进行模具加工和试验,得到最终叶片外弧零件的最大正偏差为1.36 mm,最大负偏差为-1.43 mm,满足叶片外弧尺寸偏差的要求。
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26. 基于改进粒子滤波的煤矿视频监控模糊目标检测
杨超宇, 李策, 梁胤程, 杨峰
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (6): 1976-1985.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201706041
摘要147)   HTML0)    PDF(pc) (1549KB)(99)    收藏
针对煤矿井下智能视频监控采集到的视频图像质量较差、干扰多、噪点多、目标检测不准确等问题,提出了一种基于改进粒子滤波的模糊目标检测方法。在标准粒子滤波理论框架下,以视频多图像帧差为基础构建非线性、非高斯多系统状态空间融合模型;在图像帧差得到的关键点区域范围内进行粒子抽样及概率密度的传播;利用加权后验样本粒子表示多系统状态空间融合模型的后验概率密度;采用样本均值方法融合估计系统后验状态;最后对系统状态空间模型进行输出,得到目标检测结果。使用三交河煤矿井下视频监控数据进行试验验证,分别釆用改进的粒子滤波、标准粒子滤波、无损卡尔曼滤波以及扩展卡尔曼滤波等方法进行对比。试验结果表明:针对煤矿井下视频模糊目标检测问题,改进的多状态空间模型及关键区域采样粒子滤波算法具有良好的目标检测效果。
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27. 电动轮汽车复合再生制动系统防抱协调控制
靳立强, 孙志祥, 郑迎
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (5): 1344-1351.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201705003
摘要227)   HTML4)    PDF(pc) (1657KB)(206)    收藏

为了提高电动轮汽车在紧急制动过程中的稳定性,提出了一种基于实时计算车轮滑移率的再生制动与液压制动协调控制防抱死策略。基于重新构型的液压制动系统,根据轮速和车速计算汽车瞬时纵向滑移率,并以其为控制目标,设定一套滑移率门限值,通过降低电机转矩来实现制动防抱死控制。在AMESim 软件中建立相应的15自由度整车模型,在Simulink中建立防抱死控制策略模型,并在低、中、高3种不同附着路面上进行仿真,结果表明,本文制定的控制策略能够在满足汽车在高效回收制动能量的同时防止车轮抱死,保证了车辆的制动稳定性。

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28. 基于焊点参数识别的白车身动态特性
杨越东, 陈吉清, 兰凤崇, 周云郊
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (5): 1379-1386.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201705008
摘要127)   HTML0)    PDF(pc) (1748KB)(142)    收藏

推导了焊点质量、刚度矩阵修改与白车身结构动态特性之间的关系,以试验频率与振型为目标,对白车身类板壳点焊结构焊点参数进行识别,提出了利用参数识别的弹塑性梁单元方法对点焊结构进行模拟。与弹塑性梁单元焊点建模方法在动态特性分析方面进行了对比,并应用于实车白车身动态特性仿真进一步验证仿真精度。结果表明,参数识别的弹塑性梁单元焊点建模方法提高了板壳类结构动态特性分析的仿真精度,为点焊的数值模拟仿真提供了一种研究方法。

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29. 基于应激响应的驾驶人视觉特性
李显生, 孟凡淞, 郑雪莲, 任园园, 严佳晖
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (5): 1403-1410.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201705011
摘要203)   HTML0)    PDF(pc) (941KB)(141)    收藏

为了研究应激情况下驾驶人的视觉特性,分析了不同应激场景下驾驶人的眼动数据。采取动态聚类方法划分注视区域,选取了合适的视觉特性指标作为分析指标。运用主成分分析法及统计分析方法研究了被试驾驶人眼动数据,得到了基于应激响应的驾驶人视觉特性。试验结果表明:驾驶人在应激场景下视觉分配较为集中,遇到应激场景时,驾驶人更习惯于从前方近处区域作为获取交通信息的主要区域,当场景中出现移动的目标物时,驾驶人会根据目标物的移动范围选取1~2个相关的辅助区域进行信息获取的补充。同时,驾驶人对主要区域以注视为主,辅助区域以扫视为主。

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30. 自动巡航与可变限速协同控制对高速公路基本路段通行效率的改善
李烨, 王炜, 邢璐, 王昊, 董长印
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (5): 1420-1425.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201705013
摘要226)   HTML0)    PDF(pc) (1151KB)(178)    收藏

为了改善可变限速控制在应用过程中带来的通行效率损失,采用自动巡航与可变限速协同控制来对高速公路车辆进行管控。基于智能驾驶员模型建立了自动巡航控制模型,结合可变限速控制形成了协同控制方法,采用美国NGSIM微观交通流数据对模型进行了标定,并进行了高速公路仿真实验。仿真结果表明:协同控制能在有效降低瓶颈路段上游车辆速度的同时,降低平均每辆车增加的通行时间比例,从而有效改善高速公路的通行效率。

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31. 高性能金属铝的制备、微观结构及其热稳定性
汤华国, 马贤锋, 赵伟, 刘建伟, 赵振业
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (5): 1542-1547.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201705028
摘要192)   HTML0)    PDF(pc) (1879KB)(131)    收藏

利用机械制粉、冷等静压和快速压锻工艺制备得到了一种耐热金属铝,该材料晶粒尺寸为0.6~4 μm,室温抗拉强度为536 MPa, 达到商业高强铝合金的性能水平,同时材料具有优异的高温性能。通过4320 h高温热暴露实验研究发现,材料在200、300、350 ℃下的持久强度分别达到为381、242和178 MPa,较热暴露实验之前的性能只分别下降了1.3 %、1.5 %和1.8 %,其耐高温机制是材料在制备过程引入的第二相夹杂在晶界间,起到抑制晶粒长大的作用。

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32. 轮胎花纹泵浦噪声评价方法及降噪结构设计
王国林, 沈飞, 周海超, 杨建
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (4): 1024-1031.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704003
摘要163)   HTML0)    PDF(pc) (842KB)(126)    收藏

以轿车子午线轮胎205/55R16为研究对象,建立了具有复杂花纹的轮胎有限元模型,利用Abaqus有限元软件模拟轮胎在路面上滚动的过程,得到轮胎滚动过程中接地区域花纹沟的体积变化情况,以此作为轮胎泵浦噪声分析的边界条件。在此基础上利用流体力学方法(CFD)对花纹沟槽的流场特性进行分析,并应用FW-H方程计算花纹的泵浦噪声。通过分析接地区花纹变形特点,提出将花纹沟体积变形速率作为花纹泵浦噪声的评价方法。结果表明,花纹沟体积变形速率可以准确地预测花纹泵浦噪声性能,在此基础上提出了花纹沟加强筋降噪结构,花纹沟加强筋可以增大花纹刚度、减小花纹变形,具有明显的降噪作用,泵浦噪声降低了3.68 dB。

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33. 钢塑复合筋带挡土墙病害及成因
于天来, 郑彬双, 李海生, 唐泽睿, 赵云鹏
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (4): 1082-1093.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704011
摘要157)   HTML0)    PDF(pc) (1118KB)(90)    收藏

针对加筋土挡墙在使用过程中会出现竖向沉降、路面纵横开裂及挡墙外倾变形等病害,甚至发生局部塌陷,从而影响交通运营的问题。通过对哈尔滨市加筋土挡墙的病害调查,总结了病害的主要形态。选取典型病害段,利用MIDAS-GTS NX有限元软件,分析了填土性质、填土脱空、筋带断裂、渗水及汽车荷载等因素对运营后挡墙水平变位及筋带轴力的影响,系统地研究了加筋土挡墙病害的成因。研究认为:挡墙的病害是土压力、车辆作用、路面渗水等诸多因素综合作用的结果。填土的cφ值是挡墙水平变位的敏感性因素,路面开裂渗水,使得填土含水量上升,导致填土的cφ值下降,这是导致挡墙水平外倾的重要因素;筋带断裂、填土脱空及汽车荷载超载也是导致挡墙水平变形重要因素之一,本文研究成果为加筋土挡墙的养护维修与加固提供了依据。

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34. 仿生功能表面内流减阻测试系统的研制
田丽梅, 王养俊, 李子源, 商延赓
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (4): 1179-1184.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704024
摘要135)   HTML0)    PDF(pc) (640KB)(99)    收藏

为测量与研究仿生功能表面在内流管道中的减阻性能,设计了基于压差测试原理的测试系统。针对内流流动的特点,设计的试验段可拆装并能够安装不同厚度的试样做为流场壁面。设计了基于PLC(可编程序控制器)的数据采集处理与控制系统,并对系统精度进行分析,得出了各流速点对应的均方差极限。利用该系统对弹性表面和弹性导热仿生表面减阻进行了测试与研究,结果表明该系统能够对内流流动中的各种仿生功能表面减阻性能进行测试并具有较高的精度。

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35. 混合动力汽车启停非线性控制器设计
胡云峰, 顾万里, 梁瑜, 杜乐, 于树友, 陈虹
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (4): 1207-1216.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704028
摘要181)   HTML0)    PDF(pc) (886KB)(126)    收藏

在对混合动力汽车启停运行机理分析的基础上,建立了能够反映启停过程的发动机瞬态动力学特性的AMESim仿真模型;然后,根据发动机启停系统工作原理,将混合动力汽车的启停控制问题转换成转速跟踪控制问题,并推导了简化的面向控制的电机与发动机系统耦合模型;针对系统的非线性特性,设计了非线性三步法启停控制器,并通过输入到状态稳定理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后,通过AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真验证了非线性三步法启停控制器的有效性和鲁棒性,实现了混合动力汽车的快速、平稳启停。

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36. 生物友好的认知水声网络频谱分配
金志刚, 王健, 苏毅珊
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (4): 1321-1328.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704044
摘要109)   HTML0)    PDF(pc) (774KB)(102)    收藏

为充分利用海洋哺乳动物和水声传感器网络(UASNs)共享的稀缺频谱资源,提出了一种生物友好的认知水声网络频谱分配(MMF-CASA)方法。将海洋哺乳动物作为主用户,传感器节点作为次级用户,设计了生物友好的认知水声网络通信机制。以次级用户系统容量最大化为目标建立效用函数,通过拉格朗日乘数法和功率控制与信道分配技术求解次级用户的发送功率与信道分配,设计了生物友好的水声网络频谱分配机制和算法。实现了主用户和次级用户信道共享,最大化了水下稀缺的频谱资源的利用率。仿真结果表明,采用生物友好的认知水声网络频谱分配方法能够避免传感器节点通信对海洋哺乳动物间通信的干扰,使网络的频带利用率和系统容量分别提高了37.4%和34.2%。

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37. 驾驶员无意识车道偏离识别方法
高振海, LeDinhDat, 胡宏宇, 孙翊腾
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (3): 709-716.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201703003
摘要416)   HTML0)    PDF(pc) (739KB)(347)    收藏

为了改进车道偏离预警系统的工作效能,本文提出了考虑人-车-路特性的无意识车道偏离识别方法。首先,明确了无意识车道偏离识别的具体含义,将其划分为疲劳车道偏离和次任务车道偏离;其次,利用受试者工作特性曲线(ROC)确定无意识车道偏离的识别时间窗口,保证了无意识偏离样本筛选的有效性;再次,以12名驾驶人为试验对象,采集并对比分析了驾驶员操纵特性、车辆运动状态和车辆与车道线相对运动状态等相关参数,并分别选取作为疲劳车道偏离和次任务车道偏离识别基本特征;最后,采用高斯混合隐马尔科夫模型(GM-HMM)构建无意识车道偏离识别模型。实验结果表明,本文方法具有较好的识别效果。

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38. 基于人体反应谱分析的换挡舒适性评价
王磊, 刘钊, 刘洋
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (3): 725-730.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201703005
摘要283)   HTML0)    PDF(pc) (534KB)(211)    收藏

目前车辆换挡舒适性评价多采用伪主观的评价方法,通过分析车辆的行驶参数来间接反映驾驶员的主观感受,忽略了人体在换挡过程中的真实反应。基于此,以动力换挡变速器装载机为对象,研究了人体在车辆换挡过程中的响应,引入了人体反应谱的分析方法,采用灰色关联理论建立了换挡舒适性评价体系,并进行了仿真研究。

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39. 考虑违章行人的行人过街位置分布模型
曲昭伟, 曹宁博, 陈永恒, 白乔文, 赵利英, 罗瑞琪
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (3): 744-750.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201703008
摘要309)   HTML0)    PDF(pc) (590KB)(302)    收藏

利用视频处理技术对过街行人的全时空信息进行采集,分析了违章行人与转弯车辆冲突的内在规律,并提出了行人过街位置分布的建模方法。首先,利用调查数据定性分析了行人过街位置对人车冲突的影响。其次,通过对多交叉口不同时刻行人(包括违章行人)行走位置的统计分析,得到绿灯消散时间和人行横道长度对行人过街位置的影响。结合调查数据,利用Gauss函数对不同时刻的行人过街位置分布进行建模,建立绿灯消散时间和人行横道长度与Gauss函数模型参数的关系等式,拟合模型的R2分别达到0.9、0.93、0.97,表明模型能够很好地反映行人过街位置分布规律。最后,对模型进行了验证,在所建立模型的基础上,分析了行人过街位置分布规律对行人与转弯车辆冲突区域判别的作用,并提出减小冲突区域的优化方法。

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40. 中国标准动车组前端三维蒙皮件冲压成形
谷诤巍, 吕萌萌, 张文学, 雷娇娇, 徐虹
吉林大学学报(工学版)    2017, 47 (3): 869-875.   DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201703025
摘要293)   HTML0)    PDF(pc) (550KB)(250)    收藏

以中国标准动车组前端三维蒙皮件为例,利用通用有限元软件Autoform对该类厚度大、拉延深度浅、空间结构复杂、非对称的V型截面蒙皮件的成形过程进行了模拟分析。研究了压边力、拉延筋、凹模圆角、拉延深度、摩擦因数及模具间隙等工艺和结构参数对蒙皮件成形的影响。分析了该类构件拉伸不足及轮廓精度差等成形缺陷的成因,并提出了相应的控制方法。结果表明:拉伸不足主要由成形过程中板料的流动阻力不足引起,可通过增大压边力、设置拉延筋进行控制,对于本文所研究的长条形蒙皮件而言,采用变强度拉延筋可以有效控制拉伸不足;轮廓精度差主要由回弹量大引起,优化成形工艺参数可一定程度上提高蒙皮件轮廓精度,工艺参数对轮廓精度的影响程度按照从大到小排序为:凹模圆角、摩擦因数、模具间隙、拉延深度;基于回弹量对模具型面进行补偿可以有效控制蒙皮件的轮廓精度;对于4 mm厚5083-H111铝合金蒙皮件而言,回弹补偿系数取1.2时,蒙皮件的轮廓精度最好。基于模拟结果开展了成形试验,得到合格的成形件,验证了缺陷控制措施的有效性。

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