从功率的角度分析了城市公共汽车工况对动力系统的需求。基于分析结果,针对使用复合电源作为车载储能装置的混合动力客车,提出了发动机、电池、超级电容三个能量源功率解耦的方法,以发动机经济性、车载电源能量转换效率、寿命以及成本作为参考指标,进行了三能量源的优化匹配。对ADVISOR进行了二次开发,仿真结果验证了使用该匹配方案可以达到预期性能。

介绍一种基于系统瞬时效率优化的功率分流式混合动力汽车最佳分离因子的三重迭代确定方法。得到最佳分离因子与车速和需求功率的函数关系,并基于最佳分离因子开发出功率分流式混合动力汽车的瞬时最优控制算法。与基于发动机最优曲线控制算法相比,基于最佳分离因子的系统瞬时最优控制算法经济性有明显的提高。

针对复杂工况下动力电池组系统和车底盘间绝缘检测精度下降的问题,构建了将电池组内阻考虑在内的绝缘检测模型,并在该模型基础上提出一种可信度算法。该算法根据电池组总电压的变化区间实现检测数据集的可信度度量,并选择可信度最大的二元数据集估计系统绝缘阻抗。为抑制量测噪声的影响,使用滑动平均滤波技术对计算结果进行处理。在电动汽车整车试验平台上进行的实验及数值仿真结果表明,所提出的绝缘检测内阻模型及可信度算法具有良好的估计精度及鲁棒性能。

为了准确表征车辆动态特性,在建立了简化商用车稳定性模型的基础上,利用Trucksim数据并运用最小二乘法与遗传算法结合的方法对模型关键参数进行了辨识。利用辨识后的关键参数形成的MAP图,进行了模型动态工况仿真研究。仿真结果与Trucksim数据对比结果表明:利用此方法辨识出的关键参数MAP图能够满足商用车简化模型表征车辆实际状态的要求,为车辆稳定性控制奠定了基础。

在介绍电子机械制动(EMB)系统总体结构的基础上,采用支持向量机回归(SVR)方法针对EMB传感器系统进行故障诊断研究。首先应用支持向量机回归算法建立EMB传感器故障预测模型,通过电流、压力及转速传感器在空间和时间上的冗余信息产生残差,利用残差阈值进行故障诊断,最后进行试验验证。试验结果表明,该算法可以对EMB系统的传感器进行有效的故障诊断,不需要考虑系统的精确模型,适用于EMB这种复杂的机电系统。

为了使智能车辆在不同道路环境中能够顺利沿规划轨迹行驶,提出一种新的基于认知结构ACT-R的动态轨迹优化方法。该方法将数学工具最优控制方法和ACT-R模型联系起来,以ACT-R模型为核心,用最优控制方法生成轨迹,由ACT-R模型对评价函数的权重进行动态调整优化,通过智能优化多个权重的方法动态生成最优轨迹。避障行驶仿真实验结果表明,所提出的方法有效可行,可以动态地生成最优参考轨迹。

建立了轮式摆动车身车辆越障时的动力学模型。根据这类车辆的结构特点,以单侧车轮越障为例,分析了车辆的运动状态,给出了越障所需的驱动力矩,同时分析了重心位置对越障所需驱动力矩的影响。利用ADAMS对车辆越障进行仿真,证明了所提方法的正确性。

以单条公交线路为研究对象,针对线路双向及单向客流分布的不均衡性,建立了一种配合区间车的公交车辆组合调度与购车计划的双层规划模型,从系统的角度探讨了公交车辆组合调度与购车计划的有机联系。上层以车辆购置费用和企业运营成本最少为目标,满足规定服务水平的约束,下层在给定运力配置下对区间车和双向全程车的发车频率及区间车折返位置同时进行优化,追求乘客出行时间成本最少。为便于比较,同时建立了常规运营的单一调度与购车计划模型。给出了算例及客流需求灵敏度分析,验证了模型的有效性和优越性,与单一调度对比的结果表明:在客流分布不均衡和服务水平的强约束情况下,组合调度可以节省运力和减少乘客出行时间及其成本,而且在相同的购车计划下,不均衡差异越大,组合调度的优越性越明显。

为减少高速公路常发瓶颈区域车辆行驶延误,针对提高瓶颈区域通行效率的可变限速控制策略与控制效果进行了研究。阐述了瓶颈通行能力下降现象与通行效率的关系,提出防止瓶颈区域通行能力下降的可变限速控制策略,讨论了不同瓶颈类型的可变限速控制方法与理论效果。以入口匝道交通瓶颈为例,对可变限速控制策略的效果进行仿真分析,结果表明该策略减少了车辆总通行时间25.5%,减少车辆总行驶延误56.1%,有效提升了高速公路常发瓶颈区域通行效率。

为了解决在求解城市路网最短路径时遇到的数据量大的问题,提出了基于云计算的蚁群算法。该算法结合了模拟退火算法,在弥补蚁群算法缺点的同时,与MPI并行蚁群算法相比,随着节点数的增加运行速度明显加快。

为了分析外部运营环境对公交线路绩效的影响,提出了对公交线路的运营效率和质量效率进行独立评价的模型框架。采用基于数据包络分析(DEA)和随机前沿分析(SFA)模型的更为精确的两阶段分析方法,从微观层面引入4个表征影响公交线路绩效的外部运营环境指标,并构建了绩效评价指标体系。实证分析表明,采用独立评价的模型框架具有一定的合理性,外部运营环境对运营效率特别是对质量效率有显著的影响,平均交叉口密度和平均每站的停靠时间的值越大,越不利于提高运营效率和质量效率;而公交专用道的比例和平均纯运送速度的值越大,越有利于提高运营效率和质量效率;线路长度和平均停靠站密度的值越大,越有利于提高运营效率,但越不利于提高质量效率。

通过简化城市路网,对具有不同的面积和土地利用结构的方格状路网进行了道路等级演化的仿真研究。构建了道路等级自组织演化的框架,并以道路等级更新前后路网总出行时间和交通事故次数的变化作为判断道路等级是否更新的依据,采用Matlab软件编程,不断更新部分道路等级,直到路网达到稳定。最后以6个不同规模的路网作为仿真研究对象,揭示了路网自组织演化的现象,发现高等级道路周边"其他类用地"所占比例较小;且对同等规模的路网而言,同等级道路周边各类用地性质的土地分布比较一致。

首先建立两传感器间的坐标变换模型,将雷达扫描的深度信息映射到图像上。然后对雷达扫描的数据进行聚类分析,并结合行人物理属性,对聚类点簇进行筛选获得有效点簇信息;根据摄像机的成像规律,确定行人成像区域与其所处位置的关系,从而确定行人检测感兴趣区域。在此基础上,提取感兴趣区域的梯度方向直方图特征,运用支持向量机检测行人。实际交通场景测试结果表明本文方法能够对行人实时检测,且准确率可达93%以上。

应用博弈理论描述了城市中心商业区(CBD)的停车管理者与停车者之间,以及停车者之间的复杂的博弈关系,建立了城市CBD停车的双层博弈模型,并应用斯坦克尔伯格模型对该模型进行求解,最终确定了城市CBD内(外)及高峰(非高峰)时段的最优停车费率结构。研究结果表明,所建模型可以综合考虑时间和空间因素,得出城市CBD的最优停车费率结构,在停车管理者和停车者之间达到利益平衡。研究成果将为城市CBD停车的合理定价和停车难问题的解决提供决策支持。

利用齐次变换矩阵中旋转矩阵的正交特性及牛顿迭代实现了转向架空间姿态模拟平台的运动学正解解算。根据旋转矩阵元素之间的正交关系及各液压缸杆长约束条件,建立了以齐次变换矩阵各元素为未知量、方程数等于未知量数的非线性方程组的数学模型,并运用牛顿拉夫逊法进行近似求解,再根据齐次变换矩阵元素与位姿变量对应函数关系求解相应位姿,避免了牛顿拉夫逊法算法迭代求解过程中三角函数反复运算,提高了位姿正解解算速度。本文研究的转向架6自由度平台位姿正解解算方法为转向架空间姿态模拟的实现提供了依据,同时为其余形式的6自由度平台位姿解算提供了理论基础和技术支持。

在既有的桥梁结构系统可靠性研究的基础上,本文采用Markov稳态概率作为评价桥梁系统可靠性的指标,通过修改系统的状态转移矩阵来实现桥梁工作过程中的载荷共享过程分析,对可靠度函数和桥梁结构系统状态方程进行Laplace变换后,求解由修改缩减后的系统状态转移矩阵构成的状态方程,推导出了桥梁系统首次失效平均时间(BSMTTF)的计算方法。借助算例,得出桥梁系统首次失效平均时间与桥梁中各构件的目标可靠度指标β关系密切,可靠度指标越高,桥梁系统首次失效平均时间越长,且目标可靠度指标越高,对桥梁系统首次失效平均时间延长得越明显。

为有效地计算混凝土单向板在大变形下的极限承载力,基于屈服线理论提出了考虑受拉薄膜效应的板块平衡法。该方法在建立板块平衡方程时计入了大变形下塑性铰线截面处逐渐显著的钢筋合力的竖向分量,即受拉薄膜效应。进行了3种不同边界条件的6块钢筋混凝土单向板的大变形静力加载试验,获得了荷载-挠度曲线、极限承载力和破坏时的裂缝形态等。将改进后的板块平衡法的计算值与试验结果进行了对比,吻合较好,适于工程设计应用。

将6种平均粒径的石英砂制备成不平地面,使用基于激光测距仪的测量地面不平度专用装置,采集不平地面的空间数字信息并对预处理后的信息进行分析,通过对平均表面不平度标准h_rms和平均地面能量P_av与平均粒径d_av关系拟合曲线以及空间自功率谱密度曲线与频率轴形成的面积的物理意义的分析表明:P_av与地面不平度具有良好的相关性,因此可使用地面能量P实现对地面不平度定量分析;对双对数坐标空间自功率谱密度曲线的拟合直线分析表明,随着地面不平度的增加,拟合直线斜率lg(b)值增大,证明了所提出的通过分析直线拟合方程之间的相对位置和截距来评估地面不平度方法的可靠性。

介绍了液压混合动力车辆制动能量回收、释放的原理,对其制动过程进行了分析,根据车辆动力学模型,建立了液压混合动力车辆AMESim模型,结合实际情况对车辆和相关液压参数进行设置,对制动能量回收、释放过程进行仿真,并在实验台上进行了相应的典型工况试验。仿真结果表明,车辆克服滚动摩擦和机械摩擦及蓄能器充放热能损耗后,能量回收率为38.7%,能量释放率达到85.1%。通过试验验证了仿真曲线的正确性,说明此模型能够比较直观地分析液压混合动力车辆的动力性能及制动效果,可以为以后液压混合动力车辆的研发与优化提供参考。

采用计算流体动力学(CFD)方法,对循环圆直径为468 mm的开式液力减速器进行了温度场计算。经过仿真计算和分析,得到在全充液工况下液力减速器温度与转子转速的关系曲线,并对其内部温度场进行了分析。在此基础上,对开式液力减速器在相同转速、不同充液率的工况下进行了数值计算,得到温度与充液率关系曲线。通过仿真分析,为开式液力减速器在各个档位制动时的热交换问题提供了重要的理论依据。

在分析液力调速风电机组工作原理的基础上,建立了传动系统的数学模型,优化了传动系统的参数。设计了相应的控制系统,并对风电机组进行了动态仿真。仿真结果表明:液力调速风电机组能够快速响应风速变化,保证机组高效、可靠、稳定运行。

针对磁流变液的流变和相变双重特性进行了研究,阐述了其流变原理。通过ANSYS有限元数值方法对力矩传递模型进行了仿真分析,在此基础上,采用SG-MRF2035型号的磁流变液,研制出了间隙为1.5 mm的磁流变力矩传动装置样机,并通过搭建的测试平台对样机进行了力矩输出性能试验。试验结果表明:该装置能够输出柔顺可控力矩,为磁流变液的广泛应用开辟了一条新途径。

考虑齿面摩擦建立了齿轮动力学方程,采用多尺度法对动力学方程求解,分析了在轮齿齿面磨擦作用下,摩擦因数对主共振频率响应的影响,并在此基础上分析了静态载荷、动态载荷以及阻尼系数对主共振频率响应的影响。分析结果表明:齿面摩擦能有效地减小主共振频率幅值,在静态载荷较大的情况下对共振的频率有较大影响。在齿面摩擦的作用下,动态载荷以及阻尼系数引起的共振幅值明显降低,且对共振频率影响较小。

应用机械导纳理论,推导了布设方钢的无限板在点激励作用下的振动响应方程,通过数值计算研究了不同的方钢布设方式对减振效果的影响。结果表明,单级方钢或多级平行方钢平板结构目标区的振动级落差随距振源距离的增大逐渐减小,远离振源靠近对称轴附近的目标区的振动有所放大;不平行方钢改变了平板振动对称分布的特性,改变方钢的不平行度可提高减振效果。

对于给定的有序型值点,采用非均匀有理B样条插值技术构建目标曲面及其截面线方程,并基于回弹效应和双向曲率的相互影响建立横向(垂直于柔性辊的滚动方向)、纵向(沿柔性辊的滚动方向)的形状控制模型,给出了连续柔性成形过程中柔性辊轴线上控制单元的相对位置及上柔性辊的压下量,实现了反求工程与连续柔性成形技术的结合。通过数值模拟计算出横向形状控制模型中的待定系数,并结合纵向形状控制模型进行了实验验证,最终成形件的曲率与目标曲率相一致。

针对多点拉形后板料空间划线的问题,提出了一种六自由度机器人划线轨迹规划的算法。首先根据拉形件尺寸参数选取曲面的划线范围,然后利用作图软件分析曲面参数域内数据点,通过这些数据点的坐标关系提取出边界点,用以判定曲面的划线域,并将这个划线域投影到平面内,利用机器人逆运动学原理模拟显示出划线操作结果。实验证明,运用该算法可以解决板材区域选取问题,为成形件提供了一种有效的划线方法。

以水结冰过程相变膨胀为理论基础,利用试验优化设计方案以亚克力(PMMA)为材料设计加工了凹陷形态试样,并对其进行表面水结冰附着强度测试。试验表明,PMMA表面上的凹陷形态虽然实际上增加了水(冰)与材料的接触面积(冻结界面),但部分试样结冰附着强度较光滑板附着强度有明显降低。通过对水结冰过程的形态显微观察分析指出,基体表面上的宏观凹陷形式通过水结冰的相变过程对冰/固界面的影响作用,会造成结冰附着强度的降低。

为了制定中碳钢温轧工艺,利用Gleeble-3500热模拟试验机对中碳钢进行温压缩试验,研究其在不同变形温度(550~700 ℃)和应变速率(0.001~10 s^-1)下的流变行为,讨论温变形过程流变应力的影响因素。研究结果表明:中碳钢温变形过程由铁素体动态回复、铁素体动态再结晶、渗碳体球化和稳态变形4个阶段构成,其软化机理主要有铁素体动态再结晶和珠光体动态球化。

在详细分析球面特性与模型的基础上,提出了球面点投影关系的推理算法,该算法能得到球面8种投影关系的逆关系与翻转关系以及8种投影关系间的复合关系,并以表格形式给出。通过查表,可以由已知的球面投影关系得到未知的球面投影关系。该推理方法完善了球面投影关系模型,为其实际应用奠定了基础。

采用模糊理论和双向联想记忆神经网络(BAM)相结合的方式对变压器老化进行评价。该方法首先运用模糊理论对变压器的相关特征进行模糊化处理,处理相关参数的不确定性问题,之后采用模糊推理和解模糊过程进行变压器的老化状态评价。在模糊化过程中,因为绝缘油气体和绝缘油的电气特征主观性较强,本文使用BAM神经网络进行训练,从而实现这些规则的模糊化。通过对实际数据的模拟实验,对所提出的方法进行了检验,实验结果与实际情况吻合程度很好,验证了所提出方法的有效性。

在基于IEEE802.16d协议的服务流调度过程中,为了保证优先级较高的任务优先得到服务,并尽量将调度过程对系统资源的消耗控制在可承受的范围内,在分析已有的非抢占式及抢占式两种方案的最早截止期优先(EDF)算法优缺点的基础上,重点考虑时间特性、重要性特性、顺序参考三方面作为调节参数,同时兼顾传输距离,对已有的EDF算法进行改进。提出了基于重要性因素抢占的半抢占式EDF算法。通过仿真实验,把改进后的EDF算法应用到IEEE802.16d协议的实时轮询业务(RTPS)服务流调度中。结果表明,改进后的EDF算法较好地平衡了抢占及非抢占式EDF算法的优缺点,具备较前两者更小且更稳定的延时。

通过对摄像机和投影机进行畸变校正和标定,确定了相应单应性变换矩阵。为了在复杂投影条件下对彩色结构光编码图像进行快速高精度解码,提出了基于拓扑结构和局部结构化的单幅彩色结构光编码方法以及基于波形分析的编码特征点提取方法和基于聚类分析的颜色分类方法,并利用编码图像本身特性提高解码精度和正确率。根据单应性变换矩阵和编码图像中每个特征点编码值调制前后的匹配关系,计算特征点的三维信息。实验结果表明,特征点的解码正确率超过99.5%。由于对投影机和摄像机的位置没有严格的限定,该方法适合快速搭建三维物体重构系统以及快速高精度地获得物体的点云。

基于即时光能辐射度方法的虚拟点光源思想,提出一种新的动态场景间接光照近似求解算法。首先设计出可视场景区域敏感的虚拟点光源采样策略和基于间隔采样的间接光照贡献聚集方法,并给出它们在GPU上的实现途径。然后提出虚拟点光源的帧间重用与更新方法,实现了对虚拟点光源的帧间失效检测、重建及其抛物面阴影图的更新。本文算法将动态场景当作一个整体处理,无需预先区分和指定静态对象和动态对象。实验结果表明,本文算法能够显著地减少动态场景间接光照的平均计算时间。

针对传统单属性特征在抗攻击性和检测率方面的不足,提出了基于分类多属性特征的软件盗版检测算法。通过对等价语义变换后的软件集合进行静态分析、提取过滤、分割和度量,最后按相似度构造分类器,在低开销下综合判别未知软件版本信息。给出了算法的描述,刻画了算法的实现过程,实验结果表明,该算法在提高判别的鲁棒性、可信度和抗攻击方面具有适用性,与同类方法比较也具有明显优势。

采用拉格朗日原理和假设模态法,通过引入驱动Jacobian矩阵,推导出液压刚柔机械臂动力学方程。针对柔性臂的特点,提出了关节角补偿方法。为了克服参数扰动和外界干扰,利用自适应律估计不确定性项提出了同时控制刚体运动和振动抑制的自适应滑模控制方法。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

在多目标控制框架下,针对连续多面体不确定系统,提出了一种混合算法来解决鲁棒静态输出反馈控制问题。为了计算静态输出反馈增益,通过把粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)的混合算法与线性矩阵不等式(LMI)方法相结合,求解具有双线性矩阵不等式(BMI)约束的优化问题。PSO-DE混合算法用来得到控制器的样本,LMI方法用来最优化系统的性能指标。以混合H₂/H_∞控制问题为例,给出了一种鲁棒多目标静态输出反馈控制求解的算法。仿真结果表明,与以往的迭代法和DE-LMI算法相比,提出的PSO-DE/LMI混合算法提高了收敛速度和精度。

对具有传感器随机故障的多传感器系统,提出一种故障容错的目标跟踪算法。利用多模型方法建立传感器量测故障模型,将Unscented变换(UT)嵌入信息滤波器框架,建立多模型信息滤波器。通过多模型方法在线估计量测模型概率,利用概率加权组合分别得到传感器的信息贡献,通过多传感器融合提高目标跟踪精度和传感器故障识别概率。仿真结果表明,本文算法能有效提高目标跟踪精度。

针对目前球形机器人爬坡能力不足的问题,提出了一种具有连杆爬坡机构的新型球形机器人设计方案。该球形机器人除了传统的重摆行走方式之外,还可以利用连杆机构爬陡坡。建立了机器人利用连杆机构爬坡的力学模型,并用仿真软件分别进行了新旧球形机器人的爬坡运动仿真,验证了力学模型的正确性。在此基础上,对影响新机构爬坡能力的参数进行分析与优化,以此为理论依据设计制造出了具有两种运动模式的BYQ-X球形机器人样机。并对此样机进行了爬坡运动实验,通过样机实验进一步验证了力学模型的正确性和连杆爬坡机构对增加球形机器人爬坡能力的有效性。

为了从故障恢复角度对网络可生存性进行全面有效的量化和分析,对网络可生存性建模和量化方法进行了研究。在给出Heegaard故障恢复模型及其状态转换过程的基础上,提出了一种改进的基于连续时间马尔可夫(CTMC)的网络故障恢复模型。改进的模型增加了故障状态模型,减少了故障恢复状态数。结合网络性能模型,提出了一种改进的基于CTMC的网络可生存性模型,模拟了网络故障后的生存状态转移过程。以丢包率作为量化指标,给出一种基于CTMC网络可生存性模型的网络可生存性量化方法,并简化可生存性计算过程。仿真结果表明,给出的建模与量化方法能够对网络可生存性进行更加全面、准确的量化。

提出了一种适用于相关噪声条件下信号合成中最佳合成权值估计的通用算法。该算法仅需估计一组信号的自相关函数和互相关函数,通过求解一个简单的一元二次方程,就可获得最佳合成权值的估计。由于回避了估计最佳合成权值表达式中的中间变量,计算更为简单。分别对不同噪声条件下的QPSK、8PSK和64QAM调制信号进行了大量计算机仿真,结果表明该算法均能够准确估计出最佳合成权值,同时还具有鲁棒性强、通用性好的特点。

针对基于兴趣点的传统图像检索方法的不足,提出了一种利用兴趣点检测和空间区域划分的图像检索新方法。首先使用一种结合SIFT和Harris特性的尺度空间兴趣点检测算法(IPDSH)来检测图像的稳定兴趣点;然后利用稳定兴趣点的空间位置对图像进行环形和凸包区域划分,并计算凸包内的颜色直方图和环形区域中稳定兴趣点邻域内伪泽尼克矩;最后以两种特征的加权特征向量对图像进行检索。该方法实现简单,检索速度快,能保证检索算法对图像旋转、平移的鲁棒性,且有效减少了图像中不稳定兴趣点对检索带来的干扰,图像检索的准确度有效提高了7.0%~15.1%。

针对表面肌电信号较为复杂,且获取标注样本代价较大的问题,提出了基于半监督boosting学习的表面肌电信号多类模式识别方法。与目前半监督boosting算法着重解决两类分类问题,将多类问题转化为多个两类问题不同,本文方法通过联合分类置信度及样本间相似度确定每次迭代过程中未标注样本的预测类别,达到利用未标注样本提高多类问题正确识别率的目的,避免了将某一样本划分多类的问题。由实验分析可知,本文算法与现有半监督boosting算法相比,正确识别率更高,对于不同标注样本数及不同基分类器具有较好的鲁棒性。本文方法降低了人工标注代价,对多类问题具有良好的识别效果。

针对当前肝脏储备功能检查存在需分时采集动脉血进行分光光度分析、依赖手工操作造成测量精度低和测量时间长,以及医务人员易被感染等问题,通过建立和分析吲哚氰绿色素的稀释及排泄特性曲线,研究一种无创、连续检测肝储备功能参数的脉搏分光光度测量方法。在静脉注入吲哚氰绿指示剂后,利用940 nm和805 nm的双波长光源同步采集脉搏波信号,根据血液中色素浓度的时间变化率,计算得到血浆消失率和15 min滞留率等肝储备功能参数。经与采血的分光光度法对比,该检测方法的平均相对误差小于5%,可以为临床的肝切除手术提供准确的肝储备功能评价结果。

在简述音效系统开发方法的基础上,指出声源提取的必要性。提出使用短时傅里叶分析与合成技术以及使用线性预测分析与合成技术从飞机驾驶座舱的原始录音中提取声源的方法。详细讨论了两种方法的主要理论及提取过程,并分别使用实例阐述如何使用短时傅里叶分析与合成技术从原始录音中提取起落架放下时的声音以及使用线性预测分析与合成技术提取飞行中的空气动力噪声。通过实例以及实际开发表明,前一技术比较通用,适用于大部分声源的提取,而后一技术特别适用于噪声的提取。该两种技术还可推广到其他种类模拟器音效系统的开发中,因此具有非常大的工程应用价值。