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    车辆工程
  • 车辆工程
    基于粒子群算法的纯电动商用车转矩分配策略
    田韶鹏, 方正
    2025, 46(1): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.001
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    针对纯电动商用车采用双电动机驱动时存在的转矩分配问题，提出基于粒子群算法的模糊控制策略.首先在Simulink/Stateflow软件中搭建整车动力系统物理模型，以粒子群算法为基础，进行整车转矩分配.由于计算量大，无法运用于实车，故根据粒子群算法的结果，结合传统项目经验，设计一个参数实时调节模糊控制器来进行转矩分配.该方法运行速度快，且基本达到粒子群全局优化的效果.验证与分析结果表明：与原车单电动机动力系统相比，采用该方法的双电动机动力系统能量消耗减少了12.08％；在双电动机动力系统下，该方法与平均分配控制策略相比，电动机总能量损失降低了13.09％.
  • 车辆工程
    轮毂电动机驱动车辆并联式复合制动策略
    付翔, 肖帅, 徐超
    2025, 46(1): 9-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.002
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    基于并联式轮毂电动机驱动实车构型，分析影响制动能量回收效率的主要因素，采用联邦卡尔曼滤波纵向车速估计算法，提出了三层式复合制动控制策略.该策略中的制动决策层根据踏板输入信号和行驶状态来识别制动工况，并进入相应的制动模式.制动控制层根据制动决策层的指令，在常规制动工况下通过粒子群优化（PSO）算法优化前、后轮电制动力矩分配，实现电池有效回收效率最大化；紧急制动工况下，通过模糊自整定PID算法实现车辆在不同附着路面上各轮滑移率的安全有效控制，优化了制动防抱死控制的鲁棒性，提高制动安全性.制动执行层响应制动控制层的指令，设计了电制动补偿机制，以迅速补偿调节各轮轮缸的压力误差，提高车辆制动稳定性.最后实车验证了该复合控制策略的有效性.
  • 车辆工程
    车用锂离子并联电池组连接故障特性
    王丽梅1, 2, 赵明明2, 潘邦雄2, 赵秀亮2
    2025, 46(1): 18-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.003
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    首先设计并联电池组连接故障试验，对并联电池组连接故障特性进行了初步分析，发现连接故障电阻越大，故障电压曲线偏离正常电压曲线程度越大；然后搭建并联电池组故障仿真模型，探究不同位置连接故障下并联电池组电压及支路电流特性，结果表明，发生连接故障的位置越靠近负载连接点，各支路电流分配不均匀程度受影响越小；最后，探究不同程度连接故障下电压、电流及容量增量（incremental capacity, IC）曲线特性，发现不同连接故障程度下支路电流曲线存在明显的差异性，不同倍率下IC曲线特征差异性较大，Ⅱ峰相对较为稳定，其与接触阻抗存在一定的相关性.
  • 车辆工程
    基于剩余碰撞时间的线控制动分层控制策略
    童叙1, 2, 3, 4, 王宇宁1, 2, 3, 4, 关艺博1, 2, 3, 田韶鹏1, 2, 3, 4, 吴桐1, 2, 3
    2025, 46(1): 28-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.004
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    针对不同制动工况需求的制动策略存在差异的情况，提出一种线控制动分层控制策略.在该分层策略的上层，利用二阶TTC安全碰撞时间模型计算出车辆与前车的剩余碰撞时间，以此作为依据进行制动策略的选取，并建立了汽车二自由度模型、车身法向受力模型和Burckhardt轮胎模型；在该分层策略的下层，进行了制动力在轮间的分配，使用序列二次规划（SQP）方法，分别在一般制动、紧急制动、失稳制动3种工况下，以轮胎滑移率为对象建立优化函数，对车辆制动力进行了优化分配.使用MATLAB/Simulink和Carsim进行了联合仿真，对所提出3种工况下的制动分配策略进行了有效性验证.结果表明：在一般制动工况下，采用该策略时相比对照工况制动距离减少18.08%，制动时间减少25.12%；在紧急制动工况下，采用该策略时相比对照工况制动距离减少19.17%，制动时间减少12.79%；在失稳制动工况下，该策略可通过轮胎差扭来提升车辆的横向稳定性.采用文中制动策略显著提升了车辆的制动效能.
    • 农业与机械工程
  • 农业与机械工程
    基于RBF网络的四旋翼无人机姿态鲁棒自适应反步滑模控制
    刘金华1, 王远1, 张智轩1, 李涛1, 2
    2025, 46(1): 36-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.005
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    针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统，设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上，通过RBF网络逼近和补偿标称控制律，采用神经网络最小参数学习法，取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值，通过设计参数估计自适应律来代替神经网络权值的调整，并用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明：该方法相比反步滑模控制方法，在有干扰的情况下，有更短的调节时间，更好的跟踪精度，验证了本方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性.
  • 农业与机械工程
    节能燃气加热器中折流板的应力分析与优化
    杜敏1, 张帅平1, 张永春2, 王跃成1, 张嘉迪1
    2025, 46(1): 43-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.006
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    为了研究加热器中暴露在高温环境下折流板的应力分布规律与安全可靠性，基于有限元分析方法对其进行应力分析，选取危险截面路径进行应力线性化分析，并根据安全评定结果对折流板结构进行优化.结果表明：尖角造成的应力集中对折流板的应力分布影响较大，其薄膜应力PL过高是导致应力评定危险的主要原因；折流板整体应力大小随着燃料进口速度的增大而增高，温度与热应力大小呈正相关，在不同速度下应力变化趋势相似，换热管束与折流板连接处的结构不连续会造成应力升高；优化方案中，当钝化尖角后，折流板最大热应力降低16.7%，再覆盖热障涂层时的最大热应力较钝化尖角时降低44.5%，较原始结构降低53.7%，且整体热应力下降，优化后折流板强度评定为合格.
  • 农业与机械工程
    一种改进的机器人动力学参数辨识方法
    张相胜, 陈佳明
    2025, 46(1): 50-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.007
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    针对六轴机器人动力学参数辨识中激励轨迹设计问题，提出了一种将改进差分进化（IDE）算法用于优化激励轨迹参数的方法.首先，用牛顿-欧拉（Newton-Euler）迭代法建立了六轴机器人动力学模型，将机器人最小惯性参数观测矩阵的条件数作为优化目标函数；其次，通过对差分进化算法的改进，引入反向最优最差策略改善种群初始值，采用自适应算法改进变异因子和交叉因子；最后，利用改进差分进化算法优化设计了满足机器人各个约束条件的傅里叶级数作为激励轨迹，进行机器人的参数辨识.试验结果表明，采用所提出的优化方法设计的激励轨迹可以充分激发机器人动力学特性，提高了机器人动力学参数辨识试验的抗噪声能力，为建立精确的机器人动力学模型提供参考.
    • 计算机与通信工程
  • 计算机与通信工程
    基于UTXO模型区块链的众包物流可信身份认证模型
    李致远1, 2, 3, 吴越1, 张威威1, 李沅格1
    2025, 46(1): 57-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.008
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    针对现有集中式众包物流平台中用户身份数据存储与管理存在的隐私泄露和篡改问题，提出一种基于UTXO模型区块链的众包物流可信身份认证模型.该模型包括利用区块链技术实现身份注册、身份验证、身份撤销及身份认证.针对链上存储用户隐私数据风险的问题，采用混合加解密方案对链上个人信息做安全存储与分享；针对平台认证用户身份的问题，采用可信身份凭证以零知识证明方式登录众包物流平台.对身份信息以及认证进行安全性分析，并将该方法与LIU方法、LI方法的安全性能进行了对比.在Python3.9环境下完成试验，进行了身份信息加密和零知识身份认证测试分析.结果表明该方案的认证时延和处理事务能力均优于现有的SHAO方案.
  • 计算机与通信工程
    基于核主成分分析的半监督日志异常检测模型
    顾兆军1, 叶经纬2, 3, 刘春波1, 张智凯2, 王志4
    2025, 46(1): 64-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.009
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    对于具有“组异常”和“局部异常”分布特点的系统日志数据，传统的ADOA（anomaly detection with partially observed anomalies）半监督日志异常检测方法存在为无标签数据生成的伪标签准确性不佳的问题.针对此问题，提出一种改进的半监督日志异常检测模型.对已知异常样本采用k均值聚类，采用核主成分分析计算无标签样本的重构误差；运用重构误差和异常样本相似分计算出样本的综合异常分，作为其伪标签；依据伪标签计算LightGBM分类器的样本权重，训练异常检测模型.通过参数试验探究了训练集样本比例变化对模型性能的影响.在HDFS和BGL这2个公开数据集上进行试验，结果表明该模型能够提高伪标签的准确性，相较于DeepLog、LogAnomaly、LogCluster、PCA和PLELog等已有模型，精确率和F1分数均有提升.与传统的ADOA异常检测方法相比，该模型F1分数在2类数据集上分别提高了0.084和0.085.
  • 计算机与通信工程
    基于自适应反馈机制的小差异化图像纹理特征信息数据检索
    刘洋1, 毛克明2
    2025, 46(1): 73-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.010
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     针对小差异化图像纹理相似度和噪声等因素导致纹理特征挖掘效果较差的问题，设计一种自适应反馈结合局部二值机制的小差异化图像纹理特征挖掘方法.使用规范割策略将图像数据各点拟作节点，使用节点间的连接线权重计算2点的相似度，采用支持向量机训练图像属性参数分类图像属性，进一步归纳图像类别.运用跳跃连接方法传输图像数据，将数据引入卷积神经网络剔除图像噪声.将中心点像素值当作反馈因子，创建自适应反馈判定条件，利用局部二值模式实现小差异化图像纹理特征挖掘.在MATLAB平台进行试验，从卷积神经网络收敛性、图像频谱纹理单元数、平均准确率、图像数据匹配度等方面进行了分析，分析结果表明：随着迭代次数不断增加，精度损失逐渐降低，基本收敛到稳定值，达到了预期训练效果；所提出方法挖掘的图像频谱纹理单元数3 800个以上，更贴合人眼视觉信息；平均准确率为0.87，准确率@1、准确率@5和准确率@10的平均值分别为0.90、0.84和0.85；挖掘耗时低于5 s，图像数据匹配度高于90.3%，验证了所提出方法可在图像纹理特征识别操作中发挥应有作用.
  • 计算机与通信工程
    基于多模态唇部状态识别的语音导航抗干扰系统
    王晗1, 2, 陈怡霖1, 季钰姣2, 杜若琳2
    2025, 46(1): 82-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.011
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     针对现有车载语音导航设备易受到车内外噪声干扰、无法准确判定声音信号来源的问题，提出了一种基于唇部状态识别的语音导航抗干扰系统.通过摄像头实时识别驾驶员唇部状态，准确判定驾驶员声音信号的起止时间端点，进而控制语音导航输入信号开启和关闭，增强驾驶员对语音导航的控制权限，减少车内外的噪声干扰.为保证唇部状态识别的准确性和鲁棒性，提出了一种基于关键点-外观短时特征融合的多模态唇部状态识别网络，进行了关键点短时特征有效性试验、多模态特征融合的唇部状态识别消融试验、实验室模拟环境和真实车载环境下的语音导航抗干扰试验.结果表明，文中提出的关键点短时特征算子可增强唇部状态变化表征能力14%以上，关键点-外观特征融合的唇部状态识别网络通过特征互补提升识别准确性8.98%以上.基于该网络的语音导航抗干扰系统准确性高（92.6%）、实时性好（检测速度为35帧/s）；在驾驶员左、右侧面超过70°的大幅度头部姿态变化下，能有效减少车内外噪声对导航语音控制的干扰，表现出较高的鲁棒性.
    • 土木与材料工程
  • 土木与材料工程
    土体抗剪强度各向异性对边坡滑动模式与稳定性的影响
    张飞1, 2, 胡光华1, 2
    2025, 46(1): 91-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.012
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    基于极限分析法中的上限定理，开展了考虑土体抗剪强度各向异性的边坡稳定性研究，通过参数分析研究了土体抗剪强度各向异性对边坡失稳滑动方式与边坡稳定性安全系数的影响规律.结果表明：边坡稳定性安全系数随着抗剪强度各向异性系数减小而减小，其影响程度随着土体内摩擦角和坡度的减小而增大；对于土体黏聚力较大、内摩擦角较小的缓坡，随着抗剪强度各向异性系数减小，边坡的最危险滑动面会由坡脚深层破坏转变为坡底深层破坏，滑动范围显著增大；基于计算结果绘制了稳定图（stability chart），实现了考虑土体抗剪强度各向异性影响的边坡稳定性安全系数的快速计算与最危险滑动方式的判别.
  • 土木与材料工程
    基于离散元的钢渣透水沥青混合料疲劳损伤数值仿真
    刘振辉1, 陈雪琴2, 董侨3, 4, 姚波2, 范进1
    2025, 46(1): 98-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.013
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    采用钢渣替换透水沥青混合料中部分玄武岩粗集料，开展室内疲劳试验及数值仿真，研究钢渣透水沥青混合料的疲劳性能.基于CT扫描获取图像，通过阈值分割将混合料中钢渣、玄武岩、沥青砂浆和孔隙进行区分，导入颗粒流程序（PFC），建立颗粒直径为0.4 mm的钢渣透水沥青混合料离散元模型，基于宏观和细观力学参数转换及虚拟强度试验进一步校正细观力学参数，开展虚拟疲劳损伤数值模拟，得到重复荷载作用下试件微裂纹扩展路径及疲劳寿命.结果表明：虚拟强度试验能够较好地模拟钢渣透水沥青混合料试件荷载与位移关系曲线，试件裂纹扩展路径符合实际断裂情况，裂纹的分布主要沿着模型内部孔隙处扩展；虚拟疲劳损伤模型能够较好地描绘平行黏结模型的黏结直径随荷载作用次数的增加而减小、随着平行黏结接触颗粒间的拉应力增大而加速减小的趋势，虚拟疲劳损伤模型计算结果和室内疲劳损伤试验结果较为接近，误差不到10%，可有效预测高应力比下钢渣透水沥青混合料的疲劳寿命.
  • 土木与材料工程
    基于IWOA-LSTM算法的预应力钢筋混凝土梁损伤识别
    范旭红1, 章立栋1, 杨帆1, 李青2, 郁董凯3
    2025, 46(1): 105-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.014
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    为准确识别桥梁结构的损伤程度，制作了桥梁的关键构件——预应力钢筋混凝土梁，进行三点弯曲加载试验.收集了损伤破坏全过程的声发射（AE）信号，通过AE信号参数分析，将梁的损伤破坏过程划分为4个典型阶段.构建了长短时记忆神经网络（LSTM）模型，根据经验设置LSTM模型的超参数容易导致网络陷入局部最优而影响了分类结果，提出采用Sine混沌映射和自适应权重来改进鲸鱼优化算法（WOA），对LSTM进行超参数寻优.设计了IWOA-LSTM算法模型，训练识别试验梁各损伤阶段的AE信号特征参数.定型网络结构，并识别同种工况下其他梁的AE信号.结果表明：IWOA-LSTM算法模型识别准确率均超过或接近92%，相较于普通LSTM模型， IWOA-LSTM模型识别准确率提高了约7%.
  • 土木与材料工程
    节段预制波形钢腹板组合箱梁桥节段存放及吊装方案的优化设计
    邓文琴1, 宋启港1, 2, 刘朵3, 彭宗卿1, 张建东1, 3
    2025, 46(1): 113-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.015
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     为了优化节段预制波形钢腹板组合箱梁桥节段划分、存放及吊装方案，以南京长江五桥引桥——立新路跨线桥为研究背景，采用数值模拟方法对波形钢腹板组合箱梁桥节段进行合理划分长度，分析标准节段梁存放及吊装期的应力变化及变形特征，并提出合理的控制措施.结果表明：节段长度为240~400 cm时，对梁体抗弯承载力影响较小，波形钢腹板组合箱梁桥节段长度的合理划分取决于吊装及运输条件；节段梁存放层数不宜超过2层，如采用双层存放，需在波形钢腹板节段梁混凝土顶板与底板之间设置临时刚性支撑；节段梁吊装宜采用四吊点方案，即在靠近腹板处设置4个吊点，且起吊时在顶板与底板之间设置临时刚性支撑，以避免顶板变形过大，增加现场拼装控制的难度.
  • 土木与材料工程
    考虑盐度影响的粉煤灰固化软土直剪试验
    殷杰, 邱文杰, 田雪晨
    2025, 46(1): 120-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2025.01.016
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    采用粉煤灰作为固化剂，制备了多组粉煤灰固化软土试样，其孔隙水中盐度分别为0%、2%、4%和6%，养护龄期分别为3 h、7 d和28 d.通过开展室内直剪试验，探讨盐度对粉煤灰固化软土强度特性的影响.试验结果表明：竖向固结压力为50 kPa时，粉煤灰固化软土的剪应力与剪切位移关系曲线呈现软化型，而在竖向固结压力为200 kPa时曲线呈现硬化型；高盐度试样具有较低的峰值剪应力和残余强度，表明高盐度对粉煤灰固化软土强度特性具有不利的影响；随着盐度增加，各养护龄期下软土试样的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的曲线均呈现近似线性下降的趋势，主要原因在于盐度的增加抑制了粉煤灰中活性成分的水化反应.