当期目录

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• 2026年, 47卷, 第3期
  刊出日期：2026-05-10

    

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  车辆工程
  农业与机械工程
  计算机与通信工程
  电气工程
  土木工程
  

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车辆工程
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  车辆工程

  智能车辆轨迹跟踪及横摆稳定性联合控制

  李胜琴, 杨仪献, 邢佳祁

  2026, 47(3): 249-259. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.001

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  针对轨迹跟踪控制在保障智能车辆轨迹跟踪精度的同时，易对车辆的横摆稳定性造成影响的问题，提出四轮转向系统控制策略，实现对智能车辆轨迹跟踪及横摆稳定性的联合控制.基于模型预测控制原理设计轨迹跟踪控制器，基于阿克曼转向原理设计四轮转角分配方法.提出横摆稳定性分层控制策略，上层基于滑模控制计算所需附加横摆力矩，下层以轮胎附着利用率最小化为目标进行转矩分配.建立联合仿真模型，进行路径跟踪仿真试验.结果表明：在干燥路面、低速工况下，相比传统主动前轮转向，所提策略使车辆最大横向位移偏差减小幅度约为60.0%，质心侧偏角和横摆角速度峰值降低幅度约为91.2%和15.4%；在干燥路面、高速工况下，横向位移偏差减小0.130 m，质心侧偏角和横摆角速度的峰值降低幅度分别达到61.8%和27.8%；在湿滑路面、车速为120 km/h的极限工况下，最大横向位移偏差仅为1.810 m，减小幅度约为83.6%，质心侧偏角和横摆角速度的峰值降低幅度分别约为99.0%和90.7%，显著提高了智能车辆的行驶稳定性和安全性.
  
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  车辆工程

  轮毂电动机驱动电动汽车DYC+AFS协调控制策略

  吴伟1, 宗玉华1, 刘经兴2, 王陶1, 王良模1

  2026, 47(3): 260-266. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.002

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  为提升轮毂电动机分布式驱动汽车横向稳定性，提出一种主动前轮转向控制（AFS）和直接横摆力矩控制（DYC）协调控制策略.基于二自由度理论模型，采用滑模控制理论设计了主动前轮转向系统，从而修正前轮转角；以维持车辆稳定性行驶为目标，基于模型预测控制设计直接横摆力矩控制器，并以轮胎负荷最小化为目标分配四轮转矩；基于相平面分析，实现主动前轮转向控制器和直接横摆力矩控制器之间的协调控制.结果表明：双移线工况下，协调控制车辆的横摆角速度与其期望值的最大误差仅有12.8%，与AFS、DYC单独控制相比，质心侧偏角峰值分别降低3.80%和9.40%；正弦迟滞工况下，协调控制车辆的横摆角速度与其期望值的最大误差为15.1%，与AFS、DYC单独控制相比，质心侧偏角峰值分别降低61.40%和64.01%；所提出的协调控制策略提高了车辆操纵稳定性，且在保持车辆稳定行驶的同时，对纵向车速干预更小，能更好地保持车速，具有更好的驾驶舒适性.
  
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  车辆工程

  基于改进人工鱼群粒子滤波算法的车辆状态估计

  刘文光, 蒋祝安, 何仁, 丁贝, 车华军

  2026, 47(3): 267-274. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.003

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  针对粒子滤波(PF)对车辆状态估计中出现的粒子权重退化导致估计精度下降甚至发散的问题，提出了一种改进的人工鱼群粒子滤波(AFSA-PF)车辆状态估计方法.首先，为提高AFSA全局搜索能力和减少陷入局部极值的风险，引入衰减函数动态调整感知视野，在迭代前期、后期分别采用较大、较小感知视野进行全局搜索和局部搜索；其次，改变人工鱼运动中的随机步长策略，采用自适应步长实现在不同情境下大、小步长的动态切换；最后，利用上述改进后AFSA的觅食和聚群行为，优化PF状态估计中的粒子权重计算与粒子数据重采样过程.采用Carsim与Simulink联合仿真试验进行验证，结果表明：相比于AFSA-PF，改进的AFSA-PF在双移线工况下，车辆横摆角速度估计值的平均绝对误差(MAE)、均方根误差 (RMSE)分别减少了40.1%、34.9%，车辆质心侧偏角估计值的MAE、RMSE分别减少35.1%、33.5%；阶跃工况下，横摆角速度估计值的MAE、RMSE分别减少52.7%、36.3%，质心侧偏角估计值的MAE、RMSE分别减少51.5%、24.0%.
  
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  车辆工程

  主动翻转座垫对倾斜坐姿乘员的保护

  武和全1, 2, 王一宸1, 高双全1, 李奇奇1

  2026, 47(3): 275-282. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.004

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  为提高自动驾驶车辆的碰撞安全性，提出一种主动翻转座垫的保护策略，其基本思路是在碰撞发生前通过主动翻转座垫至不同的角度来降低乘员损伤，并通过仿真试验验证了其有效性.首先，利用尸体试验数据对所建立的碰撞模型进行验证；然后，调整主动座垫翻转模型，设置座垫在300 ms内翻转至6个不同角度，利用THUMS人体模型进行100%正面碰撞模拟试验，以确定综合损伤风险最小的座垫翻转角度.结果表明：在正面碰撞情况下，采用主动翻转座垫措施可以有效降低乘员的损伤风险，其中当座垫翻转至35°时，乘员的综合损伤风险最低.此外，当未采取翻转措施时，乘员会因坐姿倾斜而发生下潜现象，导致内脏器官和头部的损伤风险增大，而采用主动翻转座垫措施后，可以有效抑制乘员的下潜，从而减少乘员的内脏器官损伤风险，但防下潜措施会使腰椎的损伤风险增大.同时发现，主动翻转座垫措施对胸部的挤压是不可避免的，但相比未采取措施的情况，其胸部损伤风险明显降低.
  
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  车辆工程

  低碳视角下带软时间窗的同时取送货车辆路径问题研究

  何美玲, 杨梅, 武晓晖

  2026, 47(3): 283-291. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.005

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  为有效地协调正逆向物流，响应国家大力发展低碳经济的号召，以带软时间窗的同时取送货车辆路径问题（VRPSPDSTW）为研究对象，综合考虑车辆速度、装载质量等因素对碳排放的影响，构建了以车辆固定成本、运输成本、碳排放成本及时间窗惩罚成本之和为目标函数的数学模型，并设计了一种改进蚁群算法（IACO）对模型进行求解，最后通过算例计算验证了算法的有效性与模型的合理性.计算结果表明：在某些算例中，使用IACO求解得到的配送方案的行驶距离较对比算法有所缩短，其中最高节省了10.73%的路程；在RCdp5001改编算例中，将同时取送货模式与单取单送模式进行比较，前者配送方案的总成本降幅达50.20%；对比考虑和未考虑碳排放因素的VRPSPDSTW模型得出的配送方案，前者的行驶距离缩短了3.16%，总配送成本降低了1.53%，碳排放量减少了4.56%.
  
农业与机械工程
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  农业与机械工程

  基于细胞电化学生物传感器的辣椒素检测方法

  邹小波, 高立莹, 李志华, 黄晓玮

  2026, 47(3): 292-299. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.006

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  辣椒素作为辣椒产品中的主要辛辣成分，其含量是评价辣椒品质的重要指标之一.开发一种与人体感官系统相适应的简便、快速、灵敏的辣椒素检测方法具有重要意义.本研究选择A549细胞作为敏感元件，制备了细胞/PPy/PEDOT:PSS/AuNPs修饰ITO的电化学生物传感器.为提高传感器的灵敏度，确定电化学沉积AuNPs的时间为120 s，PPy/PEDOT:PSS导电凝胶中PEDOT:PSS的质量浓度为0.030 g/mL，A549细胞的密度为 5×105个/mL，在此条件下构建的电化学细胞传感器表现出最佳的传感性能.采用差分脉冲伏安法实现对辣椒素浓度的检测，检测限为2.53 μmol/L，检测线性范围为30~210 μmol/L，5次检测的相对标准偏差为3.25％，第10天的稳定性指标为91.19%.该生物传感器为辣椒素检测提供了一种新的方法.
  
  
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  农业与机械工程

  基于比色传感的肴肉新鲜度监测三维码技术

  黄晓玮, 夏晨, 李志华, 石吉勇, 邹小波

  2026, 47(3): 300-307. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.007

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  肴肉作为典型的低温肉制品，对贮藏环境的温度与氧气含量要求较高，易变质.因此开发一种肴肉新鲜度和贮藏环境实时监测技术尤为重要.本研究提出一种基于比色传感的指示三维码在线实时监测肴肉新鲜度和贮藏条件的方法.采用新鲜度、氧气和温度指示油墨，结合丝网印刷技术制备三维码，通过开发一款包含黑白校正程序的智能手机应用，读取三维码和比色传感器数据，降低了三维码扫描过程对环境光和设备相机参数的依赖性.结果表明，在不同贮藏条件下该三维码的识别准确率达90%以上.本研究制备的比色三维码实现了对肴肉贮藏过程中贮藏条件和新鲜度变化的同步监测，为低温肉制品的新鲜度监测提供了新思路.
  
计算机与通信工程
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  计算机与通信工程

  基于自适应惩罚和多目标粒子群优化的AdaBoost方法

  韩飞, 葛钰彬

  2026, 47(3): 308-315. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.008

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  针对噪声样本会导致AdaBoost训练重心偏移，以及单目标粒子群优化算法剪枝集成模型难以获得稳定剪枝效果的问题，提出一种基于自适应惩罚和多目标粒子群优化的AdaBoost方法.首先，提出自适应惩罚策略对可疑噪声进行权重惩罚，减轻其对后续训练的影响.其次，提出两阶段多策略多目标粒子群优化算法(TSMSMOPSO)进行集成剪枝；搜索阶段中促使粒子快速接近非支配粒子，避免无价值空间的搜索；兼顾多样性和收敛性，选取非支配粒子的全局最优.再次，为避免陷入局部最优，在开发阶段中随机变异参考粒子来生成精英粒子以提高种群多样性.最后，为验证提出算法的性能，选择7种对比算法在16个数据集上比较，通过消融试验和剪枝对比试验验证自适应惩罚策略和TSMSMOPSO的效果.结果表明：所提出算法获得12个数据集上最佳准确率以及13个数据集上的最佳F1值，分别与次优值差异达0.19%~16.67%以及0.62%~16.67%；相较于单目标粒子群优化，TSMSMOPSO剪枝后的集成模型更轻量，且剪枝效果更稳定.
  
  
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  计算机与通信工程

  弱光环境下基于图像增强的视觉惯性定位方法

  江浩斌1, 傅世友2, 李傲雪2, 任俊豪2, 刘光耀2

  2026, 47(3): 316-322. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.009

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  针对智能车辆、机器人等移动装备中的传统视觉惯性定位方法在弱光环境下存在的位姿漂移和定位失败等问题，提出了一种以VINs-Mono算法为框架结合图像增强技术的视觉惯性定位方法.在VINs-Mono算法前端，首先对相机输入的图像数据进行多尺度Retinex图像增强处理，然后依次进行限制对比度的直方图均衡化和设计自适应矫正因子的光度矫正处理，并基于处理结果的平均灰度值和熵值进行加权融合.最后使用轮式机器人采集数据，进行了轨迹精度对比试验.结果表明：相比无图像增强的方案和改进前的图像增强方案，所提出方法的轨迹跟踪均方根误差平均分别降低了22.74%和8.57%，新方法可以有效提升弱光环境下视觉惯性导航系统的定位精度.
  
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  计算机与通信工程

  基于石墨烯的轨道角动量微带阵列天线设计

  王全全1, 陈悦1, 宛汀1, 王国庆2

  2026, 47(3): 323-328. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.010

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  针对目前大部分轨道角动量天线所存在的生成模态数量少、回波损耗差等问题，设计了一种太赫兹频段使用石墨烯的多模态轨道角动量微带阵列天线.给出了轨道角动量（OAM）天线的结构设计、材料和尺寸，并对尺寸进行了优化.分析了石墨烯材料对天线性能的影响.使用CST软件对石墨烯OAM微带阵列天线性能进行仿真.结果表明：所设计的天线通过调整馈电相位，能产生0-4模态的涡旋波，天线的中心频率为3.700 THz，S11达到-63.00 dB，阻抗带宽为0.958 THz，增益达9.70 dBi，可见具有较好的性能.新设计为多模态太赫兹涡旋波的有效产生和控制提供了可行的途径.
  
电气工程
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  电气工程

  基于变控制增益ESO的永磁轮毂电动机自抗扰控制

  朱孝勇, 石慧成, 全力, 张超

  2026, 47(3): 329-336. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.011

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  针对固定控制增益的扩张状态观测器(expansion state observer，ESO)无法实现电动机驱动系统响应速度和抗扰能力最优的问题，建立了基于变控制增益ESO的永磁轮毂电动机自抗扰控制.分析了控制增益对系统阶跃响应能力、抗扰能力的影响.推导了控制增益变化规律，将双曲正切非线性函数引入ESO实现其控制增益根据电动机转速误差自动调整.建立了变控制增益ESO，以此为基础设计了永磁轮毂电动机(permanent magnet hub motor, PMHM)控制系统.构建了试验平台，开展了复杂工况下的试验.结果表明：相较于传统ESO，所提出方法可将电动机在动态工况下的响应速度提升16.67%~25.00%，并将外部负载扰动下的抗扰能力提升33.33%，负载突变后的恢复时间缩短37.50%.
  
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  电气工程

  基于自适应SOGI-LESO的SPMSM无位置传感器控制

  沈跃, 李强, 刘慧, 庞栋领

  2026, 47(3): 337-345. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.012

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  针对线性扩张状态观测器(linear extended state observer, LESO)用于表贴式永磁同步电动机(surface permanent magnet synchronous motor, SPMSM)反电势估计中存在的相位滞后问题，提出了一种内嵌二阶广义积分器(second order generalized integrator, SOGI)的自适应LESO反电势观测器，完成了基于SOGI-LESO的SPMSM无位置传感器控制.首先，在LESO框架内对反电势固有特性进行补偿，引入SOGI结构，消除稳态相位误差.然后，考虑到补偿项所带来的闭环极点随转速变化的问题，在量纲一化系统下设计增益自适应律，以简化参数整定的复杂度，并提供全速域范围内的系统稳定性.再次，给出了自适应SOGI-LESO反电势观测器设计.最后，通过仿真验证所提出方法的零稳态误差特性，并在Speedgoat半实物仿真平台上完成稳态性能、动态性能、鲁棒性试验.结果表明：所提出方法将全速域稳态角度误差控制在2.5°以内，低速反电势谐波从3.27%降至1.24%，且在参数摄动±50%时仍能保持小于3.5°的稳态精度，有效兼顾了宽速域下的高精度估计与强鲁棒性.
  
  
土木工程
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  土木工程

  复合式双波形钢板剪力墙的刚度常数

  操礼林, 崔峰, 宋珺瑜

  2026, 47(3): 346-353. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.013

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  通过理论分析与有限元模拟相结合的方法，对复合式双波形钢板剪力墙的刚度常数进行研究.基于正交各向异性板理论，分别推导了复合式双波形钢板剪力墙在强轴、弱轴方向上的弯曲刚度常数及扭转刚度常数的理论计算公式，并将推导结果与传统双波形钢板剪力墙的刚度常数进行了对比分析.通过ABAQUS软件建立了有限元模型，根据有限元模拟结果求解弯曲刚度常数与扭转刚度常数，并与理论计算结果进行比较，以验证理论计算公式的计算精度.结果表明：与传统双波形钢板剪力墙的刚度常数相比，复合式双波形钢板剪力墙强轴与弱轴方向上的弯曲刚度常数均有所增大；复合式双波形钢板剪力墙的刚度常数理论计算公式具有较高的计算精度.
  
  
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  土木工程

  智能巡检模式下的农村沥青公路技术状况评价

  张楚研1, 倪安宁1, 崔毓伟2, 盛颖洁1, 肖光年3

  2026, 47(3): 354-361. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.014

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  针对农村沥青公路养护需求和病害特点，从路面裂缝、路面缺陷与变形、路面修补以及道路设施4个方面构建了智能巡检模式下的农村沥青公路技术状况评价体系.再依据评价体系中的相关指标进行聚类分析，通过K-means聚类分析方法将农村公路划分为日常巡查路段和重点巡查路段.然后采取几何平均法来建立农村沥青公路技术状况评价模型，并采用模糊层次分析法和熵值法相结合的方法对评价模型的权重进行标定.进而提出不同评价等级下的农村公路养护策略.最后，选取上海市A区农村沥青公路路段作为研究对象，验证模型的合理性和一致性.结果表明：常规巡查路段和重点巡查路段的农村沥青公路技术状况指数分别为94.98和87.31；建立的评价模型可识别出主要病害对道路状况的影响，实现对农村沥青公路技术状况的有效分级，更适合农村沥青公路智能巡检模式.
  
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  土木工程

  基于智能算法优化BP神经网络模型的RC梁长期挠度预测

  陈雷1, 郝东晖1, 许德方1, 卢祯辉1, 岳鑫鑫2, 张健3, 4

  2026, 47(3): 362-372. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2026.03.015

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  为了准确预测钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）结构的长期挠度，并减少试验研究成本，提出了一种基于改进的蜣螂优化算法（enhanced dung beetle optimization，EDBO）和反向传播神经网络 (back-propagation neural networks，BPNN）相结合的模型，即EDBO-BPNN模型.该模型通过EDBO技术对BPNN预测模型进行优化，从而提升模型的预测能力.通过EDBO-BPNN混合模型与现有模型对RC梁在复杂环境下的长期挠度进行预测，验证了所提混合模型的预测能力.结果表明：所提出的EDBO-BPNN模型在预测钢筋混凝土结构长期挠度方面兼具高精度和强稳定性；在精度上，EDBO-BPNN模型训练集和测试集的R2分别达到0.967 5和0.957 7，均高于对比模型；RMSE分别减小到4.242 5和5.442 7，MAE分别为2.416 1和4.008 0，4项误差指标均优于其他对比模型；在稳定性上，EDBO-BPNN模型训练集与测试集的R2差值仅为0.009 8，均远小于对比模型（最大R2差值达到0.160 7），且30次独立试验的箱线图分布最为紧凑，表明其泛化能力强，过拟合风险低.