摘要：针对现有的驾驶员不满度模型未考虑驾驶风格而导致换道决策难以适应不同类型驾驶员的问题,改进基于前车车速的驾驶员不满度模型,并结合基于椭圆车辆模型的最小安全距离模型,建立基于驾驶风格和驾驶员不满度的换道决策模型.选取15个问题作为驾驶员行为问卷(driver behavior questionnaire, DBQ)调查内容,利用主成分分析和K-means聚类将驾驶风格分为激进型、谨慎型和普通型3类.设计驾驶模拟器试验,采集不同驾驶风格的驾驶员换道数据,得到不同驾驶风格的驾驶员不满度阈值.通过MATLAB/Simulink和Carsim仿真平台验证换道决策模型的有效性.结果表明:换道决策模型可根据驾驶员不满度正确产生换道意图,保证换道过程的安全性,同时还可以适应不同驾驶风格的驾驶员,使基于驾驶员不满度的换道决策模型更符合驾驶员的实际驾驶习惯.

摘要：空间柔性机械臂可以安装于空间站协助宇航员开展在轨维修、航天器交会对接和太空垃圾捕获等任务。空间柔性机械臂因其细长的结构在运动过程中会出现振动现象,进而影响操作精度和飞行安全。为了减弱空间柔性机械臂的振动,采用模糊补偿滑模控制策略对空间柔性机械臂的旋转运动进行控制。通过提高空间柔性机械臂的转动控制精度间接地减弱振动。首先根据假设模态法描述空间柔性机械臂的变形,使用拉格朗日原理建立了考虑了二维变形的模态和转角耦合的动力学方程。然后,利用模糊规则的万能逼近特性辨识、补偿包括柔性非线性项和外界干扰的动力学模型的不确定成分。接下来,根据李雅普诺夫函数设计模糊补偿滑模控制策略的控制律和自适应律以保证空间柔性机械臂的闭环稳定性。最后,开展了空间柔性机械臂的仿真和物理样机控制试验。试验结果表明,模糊补偿滑模控制策略可以有效地提高空间柔性机械臂的转动控制精度,间接地减弱振动幅值。与传统的滑模控制策略相比,提出的控制策略可以使转角跟踪误差绝对值的平均值下降17.86%,使横向加速度的标准差下降31.91%。

摘要：本文利用单针-板电极负直流高压电晕放电装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理,设计搭建了由线-板式预荷电器和驻极滤袋集尘装置组成的复合电/袋过滤实验平台,系统的研究了电晕驻极滤袋对未荷电、单极荷正电、单极荷负电以及双极荷电的0.3~10μm微细颗粒物捕集效率,对比了不同风速条件下驻极滤袋对不同荷电类型微细颗粒物捕集效率的稳定性.实验结果表明:相比于原始滤料捕集未荷电颗粒物,库仑作用的引入使得驻极滤料捕集荷电颗粒物具有更高的效率,尤其是对于粒径0.3μm颗粒物提升效果最为明显,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率从79.9%分别提升到99.9%、99.3%和98.6%;基于库仑力的静电捕集效率还能够补偿由于风速增大而造成的机械捕集效率降低幅度,对于粒径0.3μm颗粒物,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率差值从9.4%分别降低到0.06%、0.2%和5.2%.更具体地说,即库仑引力作用强于库仑斥力作用,且两者均优于异相荷电凝并作用.此外,利用扫描电镜技术分析了不同荷电类型颗粒物在驻极滤袋表面沉积的微观形貌结构,提出了相应的尘饼生长理想化模型用于进一步解释以上实验结果.该研究结果可为进一步发展静电-机械双效捕集脱除微细颗粒物提供参考.

摘要：本文设计刻画充电连续性的拔插电次数约束,将其加入电动公交车充电调度优化问题中,并设置灵活的初始电量,采用时间离散化建模方法将问题表述为以最小化运营总成本为目标的混合整数规划模型,采用CPLEX进行求解。加州戴维斯案例优化结果表明:13条线路、440个行程任务的公交网路,计算耗时1800秒左右求得精确解。敏感性分析表明:续航里程为270~300千米的灵活初始电量设置与固定初始电量相比,充电时长平均降低5%以上,运营管理中建议将固定初始电量设置为电池最大容量的70%时近似最小成本,拔插电次数约束显著降低80%以上的不合理的充电操作。本文还对不同电池容量以及不同电价方案进行了敏感性分析。

摘要：针对一类具有执行器随机失效问题的离散线性系统,提出一种基于故障概率情况下的鲁棒预测容错切换控制方法。首先,将工业过程建立成新型多自由度状态空间模型,设计含有故障概率的容错控制器;其次,引入系统故障和其恢复时的随机概率,利用李雅普诺夫判据给出基于线性矩阵不等式形式的稳定性条件,再通过指数稳定的相关证明求解出不同执行器切换时的稳定条件,以保证系统故障时容错控制与无故障时常规控制间的切换;然后,控制器设计时还充分考虑了设定值变化时所产生的跟踪误差带来的影响。最后,通过仿真结果验证了所提方法的可行性。

摘要：波纹度是一种偏向于微观的位移缺陷,对系统动力学响应具有一定影响。该文考虑波纹度激励对齿轮系统产生的影响,采用集中参数法建立了多自由度斜齿轮-轴承平移扭转耦合动力学模型,应用Runge-kutta算法对系统微分方程进行求解处理,通过分析对比该文提出的模型响应与忽略波纹度的斜齿轮-轴承模型响应的幅频响应、瀑布图、时域图以及频谱,揭示了波纹度对系统动态特性的影响规律。仿真结果表明:低转速时,波纹度对系统响应的影响不明显,两种模型均出现明显的周期性和幅值调制现象,滚动体通过频率和齿轮啮合频率为系统的主要特征频率;随着转速增大,1/2啮合频率成分为两种模型响应的主要频率成分,两种模型均出现分频共振现象;随着转速进一步增大,忽略波纹度模型响应的主要频率依旧为啮合频率和轴承滚动体通过频率,该文所提出模型的响应中出现明显的从动齿轮波纹度激励频率成分,波纹度对系统高转速下的动力学响应有明显的影响。

摘要：为了避免现有的高光谱图像去噪优化模型仅考虑有限的高光谱内在结构特点、并未实现图像特征的精确表征的问题,采用了一种基于空谱深度图像先验与平滑的高光谱图像去噪方法,将紧框架变换与具有高表达与强学习能力的深度学习模型进行结合,构建基于深度学习的噪声去除模型。首先在低秩矩阵分解的基础上,利用特定的深度图像先验学习潜在的空谱特征;然后分别构建端元与丰度矩阵的紧框架稀疏正则探究空谱局部平滑,并解决深度图像先验的半拟合问题;最后设计高效迭代算法实现模型求解。结果表明,基于空谱深度图像先验的方法在各种复杂的噪声干扰下均表现出较好的视觉恢复性能,峰值信噪比至少有1 dB以上的提升,得到了高质量的恢复图像。该方法为高光谱图像去噪提供了参考。

摘要：采用数值模拟与试验相结合的方法,考虑喷口几何形状、射流速度和跌落高度等因素,研究跌落射流气-液两相流动特性和空气夹带机理,分析跌落射流初始砰击过程和空腔的非稳态演化,讨论流场压力和速度的分布规律。研究结果表明:自由液面、跌落液柱、空腔、气泡和液滴等相间界面时空变化复杂;根据自由液面下方的气泡数目、分布和形成间隔,可确定无夹带、开始夹带、间歇夹带和连续夹带4种空气夹带模式;各影响因素的耦合会改变气泡羽流的穿透特征。根据射流跌落高度和射流速度建立了空气夹带图谱。研究成果可为提高运载工具的喷水推进效率和进行结构优化设计提供技术支撑。

摘要：针对蜜獾算法存在的局部搜索能力不足、易陷入局部最优值等问题,提出一种双种群协同演化的改进蜜獾算法。在初始化阶段采用Cubic混沌映射对种群进行初始化,扩大可行解的搜索范围并提高种群的分布均衡性;引入融合黏菌算法和蜜獾算法的双种群优化机制,依托两者的更新优势协同推进个体逼近目标位置,进而提高整个算法的搜索效率和优化性能;采用柯西随机反向扰动策略对蜜獾种群最优位置进行扰动,以提高算法跳出局部最优的能力。通过评估单一策略的改进有效性实验、与七种对比算法的不同高维实验以及Wilcoxon秩和检验,结果表明该算法具有良好的收敛精度和求解速度。最后将改进算法应用于压缩弹簧设计和压力容器设计问题,进一步验证了改进策略的有效性及该算法的工程实用性。

摘要：为提高液压支架在矿井中工作时的防冲性能,文中提出了一种锥形薄壁圆管吸能结构。根据其变形特点建立力学模型,并对其吸能量及平均压溃力进行计算。建立吸能结构的三维模型,通过ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,探究锥形薄壁圆管的锥度、壁厚和导向槽的直径对其轴向压溃的屈曲变形、初始峰值力、平均支反力、吸能总量和吸能效果的影响,并结合试验加以验证。研究结果表明:在不更改吸能构件其他参数的情况下,导向槽的直径降低或吸能构件壁厚的增加,均有利于初始峰值力、吸能总量与平均支反力的提高;锥度的增加,使得吸能构件的平均载荷显著降低,锥形管的加入有效防止了吸能构件在受压变形过程中,变形部件出现胀管和从中部压溃,不按预想的方式压溃的问题。