江苏大学学报（自然科学版）

Select

车辆工程

融合反步法的无人驾驶汽车轨迹跟踪控制方法

于蕾艳1，郭盼2，侯泽宇1

2024, 45(2): 125-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.001

PDF全文 ( )

可视化

为了解决无人驾驶汽车轨迹跟踪控制的准确性、稳定性和快速性问题，将反步法分别融合滑模变结构控制和模糊自适应控制.建立车辆三自由度运动学位姿误差微分方程，推导了基于反步法的车速和横摆角速度控制律，结合Lyapunov稳定性判据验证了系统稳定性.分别建立融合反步法的滑模变结构和模糊自适应轨迹跟踪控制方法，结合轨迹跟踪稳态误差、超调量和调整时间，验证、比较了控制方法准确性、稳定性和快速性3种性能的优劣.结果表明：融合反步法的滑模变结构轨迹跟踪控制的稳定性最好，轨迹跟踪超调量接近于0；融合反步法的模糊自适应轨迹跟踪控制快速性最好，轨迹跟踪调整时间相对于反步法缩短了18.2%.

Select

车辆工程

四轮独立电驱动越野车驱动力优化控制

黄斌1,2,3, 周佳强1,2,3, 周军4

2024, 45(2): 132-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.002

PDF全文 ( )

可视化

为了充分利用四轮独立电驱动越野车各轮转矩独立可控的优势，提高越野车的牵引力和越野能力，提出了一种驱动转矩协调控制策略.根据越野车前后轴载荷预分配驱动电动机转矩，利用基于车轮滑转率-路面附着系数的极值寻求算法实现路面最优滑转率估计.采用比例-积分-微分（proportional-integral-differential，PID）控制-滑模控制（sliding mode control, SMC）和基于状态的驱动力再分配方法实现各轮驱动转矩的协调分配，抑制越野车在恶劣路面条件下的车轮打滑.通过CarSim/MATLAB联合仿真以及硬件在环（hardware-in-the-loop，HIL）测试，进行了爬陡坡、单一附着路面、对开路面及连续起伏路面工况的试验验证.结果表明：提出的控制策略能根据实际工况分配驱动轮的转矩，降低驱动轮滑转率，实现整车驱动力的优化.

Select

车辆工程

数据驱动的学校周边道路拥堵识别

景鹏，顾倩，杜刘洋

2024, 45(2): 141-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.003

PDF全文 ( )

可视化

为定量分析多个中小学周边道路拥堵情况，针对性地改善学校周边拥堵状况，对比通学时期与非通学时期的交通拥堵数据.建立学校周边道路拥堵指标，通过拥堵评价函数，分析各道路受周边学校出行影响的程度，识别重点拥堵道路.提出了一种基于地图开放平台获取交通大数据的算法，对南京主城区79所中小学周边道路进行实例分析，给出了各道路受学校出行影响的拥堵值.结果表明：在通学期间交通整体拥堵程度高于非通学时期，通学时期平均拥堵指数为1.973，非通学时期平均拥堵指数为1.664，通学时期比非通学时期平均拥堵指数提高了18.57%.

Select

车辆工程

燃料电池系统建模与供气系统控制方法

韩爱国，宋福豪，田韶鹏，张纯瑞

2024, 45(2): 147-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.004

PDF全文 ( )

可视化

为了研究燃料电池系统的特性以及空气系统对燃料电池特性的影响，利用Simulink仿真软件对燃料电池系统进行建模，模型包括电压模型、空压机模型、阴极模型、阳极模型.分别通过前馈比例-积分-微分（proportional-integral-differential，PID）和模糊PID对燃料电池空气系统进行控制.结果表明：在负载电流变化时，前馈PID和模糊PID都能够使过氧比达到设定的常数值2.0附近，但模糊PID比前馈PID响应更快，且模糊PID控制下的燃料电池输出功率波动较小，燃料电池系统更加稳定.

Select

车辆工程

进气相对湿度对变载工况下PEMFC电堆性能的影响

胡超1，罗马吉1，陈云1，张锐明2,3

2024, 45(2): 154-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.005

PDF全文 ( )

可视化

为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池电堆变载工况性能的影响，设计了一个动态循环工况，包括电流密度从0.10到0.35 A/cm2、从0.10到1.00 A/cm2的2种阶跃工况和电流密度分别为0.10、0.35、1.00 A/cm2的稳定工况，进行了相对湿度分别为20%、30%、50%、70%、80%的5组试验.结果表明：恒流状态时，电堆在不同电流密度下对相对湿度的敏感性不同，在大电流密度下相对湿度对电堆性能影响较大；变载过程中，电堆电压出现下冲和过冲现象，加载过程的电压下冲量与变载幅度和相对湿度有关，电堆单电池电压一致性变差，电压一致性与进气相对湿度有关.

Select

农业与机械工程

多传感器融合的割草机器人障碍物检测方法

李忠利1, 马理想2, 韩冲2, 王帅2

2024, 45(2): 160-166. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.006

PDF全文 ( )

可视化

为了提高割草机器人自主作业时的环境感知能力,提出一种基于相机和低成本固态激光雷达融合的障碍物检测方法.首先,基于改进的DBSCAN聚类算法,得到一种可自适应确定聚类参数的KANN-DBSCAN算法,利用该算法对固态激光雷达采集到的三维点云聚类分析,得到障碍物点云并通过相机和固态激光雷达联合标定结果投影到二维图像上；其次,基于SSD目标检测网络完成障碍物样本训练,并对图像信息进行检测识别；最后,为了避免因光线不足或远距离雷达点云稀疏聚类困难,导致视觉或雷达检测性能受限,提出一种优势互补的目标级信息融合策略.试验结果表明：所提信息融合策略在融合两传感器检测结果的基础上,有效避免了环境条件改变单一传感器检测性能受限时,环境感知出现的漏检和误检,经过信息融合后的障碍物综合检出率约为87.5%,相较于单一传感器具有很大的提高,使环境感知信息更加全面可靠.

Select

农业与机械工程

丘陵地区柑橘园采收搬运机器人系统的研制

赵铖钥1,2，马伟1,2，苏道毕力格1，徐海东1，谭彧1

2024, 45(2): 167-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.007

PDF全文 ( )

可视化

针对丘陵地区柑橘园地形多为坡地，柑橘采收搬运困难、劳动强度大，严重制约丘区现代柑橘园发展的问题，通过计算机三维设计、电路搭建和软件控制等方法，研制了丘区柑橘园采收搬运机器人系统，并通过性能测试.试验结果表明，该机器人能够满足丘陵地区柑橘园采摘搬运检测准确率和跟随运输精度要求，检测准确率高于97%，跟随运输精度超过90%.

Select

农业与机械工程

基于小波分层解耦的氢燃料电池复合电源拖拉机能量管理策略

徐立友1，胥文翔1，刘孟楠1,2，张帅1

2024, 45(2): 173-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.008

PDF全文 ( )

可视化

针对单一能量系统无法充分发挥其优势，无法较好满足拖拉机作业时随机载荷谱密度大的问题，设计了基于氢燃料电池、动力电池、超级电容并联的电动拖拉机复合式能量系统.基于Haar小波与逻辑门限规则的分层解耦控制能量管理策略，实现了负载需求功率的高频信号、次高频信号、稳态信号的分层解耦，并对解耦后的功率信号进行功率分配.进行了模型在环仿真测试，结果表明：与功率跟随式控制策略及模糊控制策略相比，所建立的分层解耦控制策略氢燃料电池平均效率在试验循环内分别提高了2.85%、1.21%，整车等效氢气消耗量分别降低了16.11%、6.88%.本控制策略可以在满足整车负载需求功率的基础上提高整车经济性，并使燃料电池以高效平稳的工作状态输出功率.

Select

计算机与通信工程

基于软聚类的深度图增强方法

杨洋，何童瑶，詹永照，赵岩，王新宇

2024, 45(2): 183-190. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.009

PDF全文 ( )

可视化

针对现有的深度获取方式存在数据缺失、分辨率低等问题，提出一种基于软聚类的深度图增强方法，称为软聚类求解器.该方法利用软聚类的强边缘保持特性提高深度图增强的精度.将软聚类仿射矩阵和加权最小二乘模型有机结合，构建了软聚类求解器中的置信加权最小二乘模型，提出了基于迭代的求解方法.为评估所提出的方法，在多项深度图增强任务上进行试验，包括深度图补洞、深度图超分辨率和深度图纠正，评价指标包含了峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）、均方根差（RMSE）和运行效率.结果表明：文中方法在深度图补洞任务中的平均PSNR达到了42.28，平均SSIM达到了98.83%；在深度图超分辨率、深度图纠正任务中的平均RMSE达到了8.96、2.36.文中方法处理1张分辨率为2 048×1 024像素的图像仅需5.03 s.

Select

计算机与通信工程

基于GIS的公交换乘网络构建及可达性分析

程刚，郭磊善

2024, 45(2): 191-197. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.010

PDF全文 ( )

可视化

为了提高公交换乘效率、优化公交系统，基于GIS软件构建公交换乘网络，运用该网络对换乘可达性进行了测度和分析.结合Space-P模型和网络分析法，以拉萨市城关区为研究区域，基于公交线路路径、站点、交叉口等基本信息构建同站换乘子网络.结合公交站点服务范围、步行通道路径、交叉口等信息构建异站换乘子网络.二者协同实现了基于ArcGIS的公交换乘网络构建，并依据该网络对公交线路的乘客在车时间和换乘系数进行测度和分析.结果表明：构建的换乘网络能够对乘客在车时间进行良好的测度，乘客在车时间最大值为68.68 min，最小值为2.00 min，乘客换乘在车时间平均值为29.90 min.该换乘网络能够对换乘系数进行良好的测度，得到有效换乘线路90 300条，换乘系数最大为4条（线路为62条），最小为0条（线路为1 354条）.采用可达性度量模型，可实现对公交站点时间可达性和换乘可达性的良好测度和分析.

Select

计算机与通信工程

交通弱势出行者轨迹预测及安全管控策略

叶含月, 徐永能，陈新

2024, 45(2): 198-205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.011

PDF全文 ( )

可视化

针对骑车人在交通事故中易受伤害的问题，提出一种基于骑车人意图识别的轨迹预测方法.首先，从骑车人角度及车辆角度提取骑车人的多元特征，如运动方向、回头概率、与车辆相对位置等，在十字路口场景下构建动态贝叶斯模型网络，分析了骑车人意图的影响因素，最终得到骑车人意图后验概率.其次，根据意图识别结果，构建了相关交通场景并给出了骑车人运动方程，通过基于粒子滤波方法的骑车人轨迹预测算法，结合运动方程及观测方程，以粒子模拟骑车人未来轨迹集.最后，搭建激光雷达和单目相机为主的数据采集硬件平台，获取与骑车人运动及姿态有关的信息，根据收集的7 358帧数据，计算出骑车人进入十字路口区域的时长，用以对算法进行评价.结果表明：本算法在骑车人过街前0.24~0.54 s可基本识别骑车人的意图，能够预测骑车人未来5.0 s内的轨迹集；算法具有较好的实用性，可以降低骑车人与车辆碰撞事故的发生概率.

Select

能源与动力工程

离子风作用下液滴的振荡蒸发特性

王军锋，赵天岳，田加猛，许浩洁，左磊

2024, 45(2): 206-212. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.012

PDF全文 ( )

可视化

设计搭建了离子风作用下液滴蒸发试验装置，研究了不同电场和环境气体中去离子水液滴的蒸发速率、振幅和振荡频率等动态蒸发行为参数，并测量了离子风的流场速度分布.结果表明：当电压低于起晕电压时，电场力会降低液滴蒸发速率；当电压高于起晕电压时，离子风的形成会强化液滴蒸发；电压和气体离子迁移率的增加均会提高离子风的风速，加剧液滴振荡，提高液滴蒸发速率；相比液滴自然蒸发，离子风作用下液滴蒸发速率的最大增强比可达9.89；随着电压增大，离子风从不稳定状态转变为稳定状态.

Select

能源与动力工程

带电射流非稳态破碎的可视化试验

王贞涛1,2，陈永钟1，孔茜1，杨诗琪1，岑旗刚1

2024, 45(2): 213-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.013

PDF全文 ( )

可视化

采用高速数码相机对毛细管带电射流破碎形态的演化过程进行了可视化研究，探讨了大流量下带电射流破碎的基本形态及射流不稳定破碎模式的转变，分析了物性参数、电压及液体流量对带电射流破碎模式的影响.采用半球形毛细管喷嘴研究锥射流模式向简单射流模式演化的过程，采用普通毛细管喷嘴对比研究去离子水和乙醇的静电简单射流雾化模式.结果表明：在特定电压下，随着流量增加，锥射流模式可以逐渐过渡为简单射流模式；当初始状态为射流时，随着电压增加，大流量下的去离子水静电雾化射流破碎模式主要为曲张不稳定破碎和鞭动不稳定破碎；表面张力较小的无水乙醇更容易产生破碎，还出现了鞭动辅助分叉模式和枝状破碎模式.

Select

土木工程

既有隧道不同扩挖宽度下锚杆参数的优化

杨俊1，程浩2，谢支钢3，丁雪菲3，梁勇3

2024, 45(2): 220-228. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.014

PDF全文 ( )

可视化

以黄山洞隧道工程为依托，通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟，分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律，并改变锚杆的长度和锚杆间距，分析在不同锚杆长度下围岩有效应力、衬砌应力以及锚杆应力的变化规律，确定了不同扩挖宽度下最优的锚杆长度和锚杆间距.研究结果表明：随着扩挖宽度的增加，围岩有效应力由大至小依次为拱脚处压应力、拱腰处压应力、拱顶处压应力和仰拱处拉应力；拱顶处压应力随扩挖宽度的增大而减小，拱腰处压应力随扩挖宽度的增大而增大，但增大趋势不明显；受单侧扩挖方式的影响，扩挖侧的应力大于非扩挖侧；拱脚处受到应力集中的影响，其压应力随着扩挖宽度的增大而增大；扩挖宽度为1.5~2.5 m时的最优锚杆长度和间距分别为2.5 m和1.7 m，扩挖宽度为3.5~4.5 m时二者分别为3.0 m和1.2 m.

Select

土木工程

沥青热稳定性与燃烧特性的量化评价

王海名1，刘圣洁1，刘卫东2,3，彭爱红4

2024, 45(2): 229-233. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.015

PDF全文 ( )

可视化

采用恒温加热试验、氧指数试验和锥形量热试验，对比分析了基质沥青和橡胶沥青的质量损失、氧指数、热释放速率（HRR）、总释放热（THR）和质量损失速率（MLR），用以精确量化评价沥青的热稳定性和燃烧特性.试验结果表明：橡胶沥青在相同温度下的质量损失、氧指数值、HRR峰值、THR峰值、MLR峰值及其质量损失速率随温度升高而增加的变化值均高于基质沥青；橡胶沥青热稳定性和燃烧特性劣于基质沥青；对比3种试验方案，锥形量热试验评价参数较多，结果更为可靠，建议采用锥形量热法评价沥青热稳定性与燃烧特性.

Select

土木工程

基于原型监测的分离式加筋土桥台工作性能数值分析

胥昕怡1，徐超1，2

2024, 45(2): 234-241. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.016

PDF全文 ( )

可视化

依托明巢高速公路分离式加筋土桥台工程原型监测，用FLAC2D软件建立桥台数值模型，并将数值模拟得到的桥台受力及变形情况与桥台原型监测结果进行对比验证.考虑到填料类型及其压实工序与填料力学性能的相关性，模拟分析了填料内摩擦角对加筋土桥台工作性能的影响.结果表明：随着填料内摩擦角的增大，分离式桥台的水平土压力和竖向土压力都有所减少，并且竖向位移、水平位移及筋材应变也有所减少；当填料内摩擦角增大到一定程度时，其对承载性能的优化作用有所减少；工程中选取加筋土填料时，根据现场施工情况确定填料的内摩擦角，并权衡工作性能及经济效益，做出合理的选择.

Select

土木工程

温拌阻燃沥青阻燃机理的红外和热重差热分析

刘卫东1,2，刘圣洁3，王海名3，林钰3

2024, 45(2): 242-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2024.02.017

PDF全文 ( )

可视化

采用Sasobit温拌剂、氢氧化铝（ATH）、有机蒙脱土(OMMT)和基质沥青制备复合温拌阻燃沥青，通过傅里叶红外光谱（FTIR）扫描、热重分析法（TG）和差热分析法（DSC）等微观测试方法，研究了温拌剂和阻燃剂的协调增效作用和阻燃机理.结果表明：温拌剂和阻燃剂对基质沥青的改性作用以物理改性为主；阻燃剂的加入使得沥青热稳定性和阻燃、抑烟能力增强，且阻燃和抑烟效果会随着复合阻燃剂掺量的增加而提升；阻燃剂在沥青表面形成隔离层，具有裹附效果，有效地降低沥青燃烧的热流率，表现出良好的阻燃效果和燃烧控制效应；ATH和OMMT两种阻燃剂复配后具有协同阻燃作用，其阻燃机理主要为中断热交换阻燃机理和凝聚相阻燃机理两个方面；当复合阻燃剂掺量为8%时，沥青具有良好的阻燃和抑烟性能以及经济性.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

过刊目录

作者投稿

专家审稿

编辑办公

主编办公

编委审稿

下载中心

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

过刊目录

作者投稿

专家审稿

编辑办公

主编办公

编委审稿

下载中心