基于改进小波阈值函数和变分模态分解的 电能质量扰动检测

针对强噪声环境下扰动特征提取困难的问题,提出一种基于改进小波阈值函数和变分模态分解的电能质量扰动检测算法.采用改进小波阈值函数滤除电能质量扰动信号的噪声,通过傅里叶变换确定预设尺度,再基于变分模态分解准确地求出电能质量扰动信号的各个本征模态函数,结合Hilbert变换和奇异值分解分别求解每个本征模态函数的振幅、频率、起止时间等特征量,并据此搭建PXI和LabVIEW结合的电能质量扰动检测平台.分别采用单一扰动、复合扰动和电网实际扰动数据验证本文算法的准确性与有效性,相比现有经验模态分解和集合经验模态分解,本文提出算法不仅具有抗模态混叠和虚假分量的能力,且在强噪声环境下仍具有较高的准确性和鲁棒性.     

基于55 nm CMOS工艺的可变增益放大器

为了实现5G通信系统中高数据传输速率的要求,满足宽带条件下接收信号幅度的大动态范围变化,基于Global Foundries 55 nm CMOS工艺提出一种宽带且增益大范围线性变化的可变增益放大器.在该可变增益放大器中,采用改进型Cherry-Hooper放大器结构使其动态范围和电路带宽有效扩展,并利用晶体管的可调谐特性,在不使用附加电路的前提下使增益变化具有良好线性,解决了CMOS电路中放大器增益与控制电压非线性变化的难题,同时添加低截止频率的高通滤波器,消除可变增益放大器的直流偏移,并降低其误码率.版图仿真结果表明,在-33.4～46.9 dB的超宽动态范围内实现增益线性变化,3-dB带宽对应的频率达到1.89 GHz(0.000 12～1.9 GHz),可变增益放大器芯片(核心区域,不含焊盘)面积仅为0.006mm~2.该可变增益放大器指标完全满足目前5G宽带通信系统的要求.     

La2Ce2O7@La2Zr2O7核壳结构纳米粉体的 制备及其抗烧结性能

针对La_2Ce_2O_7抗烧结性能较差,La_2Zr_2O_7的热膨胀系数较低的性能特点,采用水热法合成了La_2Ce_2O_7内核,然后通过共沉淀法成功制备La_2Ce_2O_7@La_2Zr_2O_7核壳结构纳米粉体.将粉体预压成块,分别在1 100℃、1 300℃和1 500℃下进行了不同时间的烧结测试及在1 100～1 500℃烧结6 h以考察温度对其抗烧结性能的影响.采用扫描电镜、透射电镜、能谱仪分析了材料的形貌和成分,并测试了试样的密度和显微硬度.结果表明,La_2Ce_2O_7内核具有立方结构或八面体结构外形,粒径约200 nm. La_2Zr_2O_7壳层为非晶体,形成了包覆效果良好的La_2Ce_2O_7@La_2Zr_2O_7核壳结构.等温烧结时,核壳结构的密度变化率保持在2.1%以内,远低于La_2Ce_2O_7和La_2Zr_2O_7,孔隙和晶粒尺寸分布均匀,无裂纹和烧结现象出现.当烧结温度在1 300℃以内时,核壳结构组织均匀,多孔,密度变化率稳定在10.6%以内,晶粒尺寸约维持在450nm,晶粒长大速率与La_2Zr_2O_7接近,抗烧结性能良好;当烧结温度高于1 300℃时,核壳结构孔隙增大且晶粒迅速长大,致密化加快,晶粒长大速率也变快,与La_2Ce_2O_7接近,出现明显烧结现象;其显微硬度稍高于La_2Ce_2O_7,而远低于La_2Zr_2O_7.     

考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法

以斜齿轮副为研究对象,基于切片法和积分思想,计入齿面接触温度变化引起的齿廓形变,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了考虑温度效应的斜齿轮啮合刚度解析算法,并通过有限元法验证了算法的准确性.分析了不同摩擦因数、输入转矩、输入转速等工况参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律.结果表明,考虑齿轮温升影响后,轮齿从啮入到啮出整个过程的啮合刚度均有所增大;随着摩擦因数、输入转矩和输入转速的增大,斜齿轮本体温度及啮合齿面瞬时闪温升高,单齿啮合刚度和综合啮合刚度均值呈增大趋势.研究结果可为高速重载齿轮系统准确高效的动力学分析提供理论依据.     

基于IMM-UPF的锂电池寿命估计

提出了一种基于交互式多模型(Interacting Multiple Model,IMM)和无迹粒子滤波算法(Unscented Particle Filter,UPF)的锂电池健康状态(State of Health,SOH)估计方法,针对目前SOH估计方法需求样本量大、不适用于全寿命周期结果跟踪等问题,建立了基于多项式模型、双指数模型和集成模型的IMM,通过UPF解决了重采样过程中粒子贫化的问题,根据滤波的结果对锂电池的SOH进行预测,实现了锂电池全寿命周期内的SOH精确估计.讨论了IMM的选型依据和建模方法,给出了详细的SOH估计算法,并通过仿真和实验对不同模型进行对比.仿真和实验结果表明,所提出的基于IMM-UPF的锂电池SOH估计结果的概率密度函数标准偏差仅为19,实现了高估计精度.     

云计算中基于多目标优化的虚拟机整合算法

云数据中心中存在着高能耗和高服务水平协议违约率的问题,为了解决此问题,提出了一种基于多目标优化的虚拟机整合算法.综合考虑能耗、服务质量和迁移开销等多种因素,将虚拟机整合问题构建为一个具有资源约束的多目标优化问题.使用蚁群系统算法对该多目标优化问题进行求解,进行虚拟机整合,获得近似最优的虚拟机主机映射关系.为了减少算法复杂度,利用CPU利用率双阈值来判断主机负载状态,根据主机负载状态分阶段进行整合并使用不同的整合策略.基于CloudSim平台对多目标优化的虚拟机整合算法和其他6种虚拟机整合算法进行仿真实验,将本文算法与现有虚拟机整合算法实验结果进行比较,结果表明本文提出的算法在能耗和服务水平协议违约方面优化显著,具有较好的综合性能.     

液压互联悬架参数全局灵敏度分析与多目标优化

液压互联悬架（Hydraulically Interconnected Suspension,HIS）系统的参数匹配直接影响着其动态性能. 为提升HIS系统的综合性能,对抗俯仰抗侧倾HIS系统的主要参数进行了全局灵敏度分析和多目标优化. 建立7自由度“机-液”耦合整车频域动力学模型,以四轮随机路面为输入,以反映车辆平顺性、稳定性和抗俯仰抗侧倾性能的各项性能指标为目标函数,采用Sobol指数法对HIS系统参数进行了全局灵敏度分析,获得影响HIS系统性能的关键参数. 基于参数灵敏度分析结果,使用NSGA-II算法对HIS系统进行了多目标优化. 结果表明：管路阻尼阀和蓄能器阻尼阀线性损失系数对车辆各性能有较大影响,参数间的交互效应对车辆抗侧倾性能影响明显.优化后,通过权重系数法选取的优化结果表明,车身质心处加权加速度均方根值降低20.95%,俯仰角加速度均方根值降低12.95%,侧倾角加速度均方根值降低8.05%,轮胎动载荷均方根值均值降低11.17%. 通过参数灵敏度分析和多目标优化,可以显著提升HIS系统的综合性能.     

新一代轮式机动平台制动性能影响因素分析

为了确保新一代轮式机动平台的安全性、合理性,研究制动系统中关键制动元件对新一代轮式机动平台制动性能的影响,以某型号8×8全电驱动越野车开发的新一代轮式机动平台全液压制动系统为研究对象,建立了双回路脚制动阀和继动阀理论分析模型,运用AMESim软件建立了新一代轮式机动平台全液压制动系统仿真模型,分析了脚制动阀阀芯遮盖量、上弹簧刚度及复位弹簧初始压缩量对制动性能的影响,并通过实验验证了仿真模型的准确性. 分析结果表明：随着上弹簧刚度增加、复位弹簧初始压缩量减小,输出制动力增大,响应时间增长;随着脚制动阀阀芯遮盖量减小,平衡时上弹簧压缩量增大,输出制动力增大;输出制动力受阀芯遮盖量、上弹簧刚度的影响比较敏感,响应时间受上弹簧刚度的影响比较敏感. 理论模型和仿真模型为新一代轮式机动平台性能调节及进一步优化提供可靠依据.     

基于Q-IGA动态拟合贝塞尔曲线的路径规划

为在路径规划过程中得到一条适用于实际情况的最优路径,并克服遗传算法自身固有的易收敛于局部最优解和复杂度较高的缺点,提出一种基于Q-IGA（Q-standard Improved Genetic Algorithm）算法动态搜索贝塞尔曲线控制点的路径规划算法. 该算法摒弃利用贝塞尔曲线直接拟合最优路径的静态方式,使路径搜索与控制点搜索两个过程同时进行;并且在选择算子中添加一个判断准则,利用Q值检验法剔除相似度较高的解决方案,增强种群的多样性;与此同时,优化适应度函数,加入机器人体积及转弯角度带来的代价,使选择出的路径是一条距离较短且与障碍物保持安全距离的合理路径. 仿真结果表明,Q-IGA算法比改进人工势场法和混合遗传算法得到的路径更为合理,可降低机器人耗能,减少搜索时间,更适于实际的工业应用.     

磁电弹结构多场耦合分析的 稳定Node-based光滑径向基点插值法

为提高磁电弹结构分析的精度,提出稳定Node-based光滑径向基点插值法（SNS-RPIM）. 基于传统Node-based光滑径向基点插值法（NS-RPIM）,引入与场变量梯度方差有关的稳定项,消除不确定参数,推导了多场耦合问题的SNS-RPIM方程,求解了磁电弹结构静力响应问题,并与有限元法计算结果进行比较. 数值算例结果表明,SNS-RPIM能够得到更加接近真实解的结果,有效解决了有限元系统刚度偏硬的问题;在精度与收敛性方面,SNS-RPIM比有限元法表现得更加出色,从而为磁电弹材料的进一步应用提供了有效的分析方法.