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考虑电池性能衰退的混合动力商用车能量管理策略研究

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考虑电池性能衰退的混合动力商用车能量管理策略研究

作者：曹成虎桂林电子科技大学

学位级别：硕士

面对日益严峻的能源危机和环境问题,大力发展新能源汽车是全球汽车行业变革的必然方向和战略选择,油耗高、排放大的商用车新能源化更加突显出重要的意义和价值。插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric vehicle,PHEV)作为一种新能... 详细信息

面对日益严峻的能源危机和环境问题,大力发展新能源汽车是全球汽车行业变革的必然方向和战略选择,油耗高、排放大的商用车新能源化更加突显出重要的意义和价值。插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric vehicle,PHEV)作为一种新能源汽车,具有可充电性和纯电驱动模式,其地位介于传统汽车和纯电动汽车之间,属于一种过渡性汽车形式。该汽车形式在实现节能减排方面具有显著效果,并且在缓解续航里程焦虑方面也具有一定的优势,因此受到了学术界的高度关注。本文聚焦于PHEV商用车的能量管理策略,主要旨在提升其燃油经济性,同时兼顾动力电池组的性能衰退和更换成本。针对此目标,提出了一种基于考虑电池性能衰退的PHEV能量管理策略,并对其进行了以下三个方面的研究:(1)以某款插电式混合动力商用车原型参数为依据,结合车辆动力性能要求,对包括发动机、驱动电机、动力电池组和传动比等在内的动力系统关键参数进行计算和选取,以此为基础构建了发动机燃油消耗率和电机效率的数值模型以及磷酸铁锂电池单体的Rint模型;(2)介绍了磷酸铁锂电池的结构和运行机制,然后讨论了导致电池性能衰退的内部和外部因素,重点关注了放电深度和充放电倍率对锂离子电池性能的影响。然后采用Digatron的电池测试设备对磷酸铁锂14500电池单体进行了不同放电深度和不同放电倍率的300次循环寿命试验,建立了基于放电深度和放电倍率的电池衰退模型,用于揭示电池容量随放电深度和放电倍率变化的规律;(3)构建了一种自适应等效燃油消耗最小的PHEV商用车能量管理策略,该策略基于第三章建立的电池性能衰退模型,通过引入严重程度因子map,综合考虑了燃油消耗量和电池有效安时吞吐量损耗的总成本,通过Pareto优化确定了燃油消耗和电池衰退的权衡系数。以WLTC典型工况为例,分析了该策略对电池性能衰退的减缓效果。研究结果表明,所设计的策略在权衡系数为0.9时,相较于权衡系数为1时,仅牺牲1.1%燃油消耗量,就可以降低46.5%的有效安时吞吐量,且充放电倍率更低,可以显著减缓电池性能衰退。在权衡系数为0.9的情况下,对比了自适应等效燃油消耗最小策略和动态规划策略的仿真结果,进一步验证了该策略的有效性。

关键词：插电式混合动力商用车电池衰退能量管理策略等效燃油消耗最小

基于封闭式鲁棒中国余数定理的两目标距离估计算法

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信号处理 2022年第7期38卷 1434-1441页

作者：曹成虎赵永波西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室陕西西安710071

工作在高脉冲重复频率(Pulsed Repetition Frequency,PRF)模式下的脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达具有复杂气象杂波和强地杂波背景下检测运动目标的能力,但是远距离目标检测存在距离模糊问题。传统的解距离模糊算法大都采用参差重频... 详细信息

工作在高脉冲重复频率(Pulsed Repetition Frequency,PRF)模式下的脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达具有复杂气象杂波和强地杂波背景下检测运动目标的能力,但是远距离目标检测存在距离模糊问题。传统的解距离模糊算法大都采用参差重频模式下的中国余数定理(Chinese Remainder Theorem,CRT),但是由于多目标的视在距离与目标的对应关系事先未知,对基于中国余数定理算法进行距离估计带来困难。该文提出一种基于封闭式鲁棒中国余数定理的两个目标距离估计的方法,该方法无需考虑视在距离与目标的对应关系,在视在距离存在误差的情况下,利用封闭式的简单解析方法快速准确地重构出两个目标的真实距离。理论分析和仿真结果表明,该文所提方法可以高效地实现高PRF雷达两个远距离目标的距离估计。

关键词：高脉冲重复频率距离模糊封闭式鲁棒中国余数定理两个目标

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米波MIMO雷达波束空间精确最大似然算法

系统工程与电子技术 2022年第5期44卷 1520-1526页

作者：陈胜赵永波庞晓娇胡毅立曹成虎西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

针对阵元空间多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达低仰角估计方法运算量和数据传输量太大的问题,提出了基于波束空间的MIMO雷达精确最大似然(refined maximum likelihood,RML)算法。该算法将阵元空间的数据转换到波... 详细信息

针对阵元空间多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达低仰角估计方法运算量和数据传输量太大的问题,提出了基于波束空间的MIMO雷达精确最大似然(refined maximum likelihood,RML)算法。该算法将阵元空间的数据转换到波束空间,实现降维处理,再利用最大似然的思想对波束空间的数据进行测角。计算机仿真结果表明,相比于基于阵元空间的MIMO雷达RML算法,所提算法有着良好的测角性能,并大大降低了算法运算时间。同时,通过计算机仿真分析了信噪比、仰角、波束指向与目标仰角之间的偏差、阵元数、反射系数误差和天线中心高度等因素对所提算法测角性能的影响。

关键词：多输入多输出雷达低仰角估计波束空间最大似然

基于协方差拟合准则的降维空时自适应处理方法

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系统工程与电子技术 2022年第1期44卷 86-93页

作者：庞晓娇赵永波曹成虎胡毅立陈胜西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

最优空时自适应处理方法由于计算量大且需要大量的训练样本来估计杂波协方差矩阵而无法满足实际应用,针对此问题,本文提出一种基于协方差拟合准则的降维空时自适应处理方法。该方法首先对每个阵元收到的回波信号进行时域滤波,然后通过... 详细信息

最优空时自适应处理方法由于计算量大且需要大量的训练样本来估计杂波协方差矩阵而无法满足实际应用,针对此问题,本文提出一种基于协方差拟合准则的降维空时自适应处理方法。该方法首先对每个阵元收到的回波信号进行时域滤波,然后通过协方差拟合准则构造了在高斯信源下与最大似然估计器渐近等价的优化问题,同时我们将协方差拟合优化问题转换为半定规划问题,并利用CVX工具包求解优化问题,进而估计杂波加噪声协方差矩阵。仿真实验表明,相比于现存在的多普勒滤波后空时联合处理方法,该方法所需的训练样本数更少,且杂波抑制性能更好。

关键词：协方差拟合准则空时自适应处理杂波抑制降维

甚高频雷达复杂场景中目标高度和多径衰减联合估计（英文）

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2022年第6期 944-963页

作者：陈胜赵永波胡毅立曹成虎庞晓娇西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室

由于多径效应的影响，甚高频雷达低角估计是雷达领域难题之一，尤其是在反射条件未知的复杂情况下，低角估计更难解决。针对这一问题，提出一种目标高度和多径衰减联合估计算法。该算法首先利用数据本身的特性估算反射系数幅度，当该幅... 详细信息

由于多径效应的影响，甚高频雷达低角估计是雷达领域难题之一，尤其是在反射条件未知的复杂情况下，低角估计更难解决。针对这一问题，提出一种目标高度和多径衰减联合估计算法。该算法首先利用数据本身的特性估算反射系数幅度，当该幅度估计值很小时，认为没有反射信号，然后将反射系数的相位和直达信号与反射信号之间的相位差当作同一部分，即多径相位衰减，并对其进行搜索。推导了该算法的克拉美罗界。最后，计算机仿真和实测数据处理结果表明，该算法在复杂场景下具有良好估计性能，并且在仅有单次快拍的条件下仍能较好地工作。

关键词：低角估计甚高频雷达复杂场景多径效应高度估计

电流激励型多通道经络阻抗检测仪的设计与实现

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中国医疗器械杂志 2015年第2期39卷 98-101页

作者：曹成虎陈新福州大学物理与信息工程学院福州市350108

该文介绍一种用于经络三维可视化研究的多通道阻抗检测仪。根据经络的低阻抗电学特性,采用电流激励方式的四电极测量方法,设计和研制多通道检测仪的各个模块,包括电源模块、正弦信号发生器、压控电流源、隔离放大电路、滤波电路和有效... 详细信息

该文介绍一种用于经络三维可视化研究的多通道阻抗检测仪。根据经络的低阻抗电学特性,采用电流激励方式的四电极测量方法,设计和研制多通道检测仪的各个模块,包括电源模块、正弦信号发生器、压控电流源、隔离放大电路、滤波电路和有效值检测模块等。

关键词：经络阻抗检测经络定位

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基于双目立体视觉埋弧焊焊缝成形的表征

焊接学报 2012年第2期33卷 93-96,117页

作者：张鹏贤卢忠建曹成虎张成娇卢忠建兰州理工大学有色金属合金教育部重点实验室兰州730050 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

提出了一种基于双目立体视觉实现焊缝成形评判的新方法.首先,采用搭建的双目立体视觉系统获取了焊缝表面成形的图像信息,并对获得的图像进行了灰度均衡、高斯滤波等预处理.其次,采用动态阈值分割算法,以及膨胀、腐蚀等形态学处理方法精... 详细信息

提出了一种基于双目立体视觉实现焊缝成形评判的新方法.首先,采用搭建的双目立体视觉系统获取了焊缝表面成形的图像信息,并对获得的图像进行了灰度均衡、高斯滤波等预处理.其次,采用动态阈值分割算法,以及膨胀、腐蚀等形态学处理方法精确提取了焊缝成形边缘轮廓,探索了焊缝的长度、宽度、高度等立体成形参数的图像信息表征方法.结果表明,获取的焊缝宽度标准方差sW、余高标准方差sH、过渡角αL及αR等参数可作为焊缝成形评判的量化指标.

关键词：埋弧焊焊缝焊缝成形动态阈值分割双目立体视觉

电流灌注法人体经络定位测量中系统优化的研究

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电流灌注法人体经络定位测量中系统优化的研究

作者：曹成虎福州大学

学位级别：硕士

中医的重要理论分支之一是经络理论,经络是通过“内属于脏腑,外络于肢节”的循行方式把人体全身连成一个有机的整体,而人的生理也可以以电学特性的方式反映在经络上。然而目前在针灸、推拿等中医诊疗中,对经络穴位的定位大多凭借医生临... 详细信息

中医的重要理论分支之一是经络理论,经络是通过“内属于脏腑,外络于肢节”的循行方式把人体全身连成一个有机的整体,而人的生理也可以以电学特性的方式反映在经络上。然而目前在针灸、推拿等中医诊疗中,对经络穴位的定位大多凭借医生临床经验,缺乏准确科学的理论依据。而在中医教学中,对经络的描述主要依靠对人体模型进行位置标记,这种方法不够严谨且准确度低。因此,采用现代科学技术,研制一种基于计算机的人体经络数据采集和三维定位系统,既可以帮助医生寻经取穴,提高中医诊断效果,也为经络、针灸等中医理论的学习提供有利的研究平台。本文根据经络的低阻抗电学特性以及应用现代电子科学技术的思想,研究一种在人体体表实时显示经络的新方法,从而在人体体表上直接测量和绘制经络的准确位置。本课题的经络可视化系统主要由三部分组成:经络阻抗检测模块、经络点三维定位模块和经络线的可视化显示模块。经络阻抗检测模块负责待测部位皮肤阻抗的检测并根据经络点的低阻抗特性提取经络点;经络点的三维定位模块负责经络点的三维坐标信息的测定;可视化显示模块结合阻抗检测模块提取的阻抗信息和经络点三维定位模块提取的三维坐标,完成经络线的显示。经络阻抗检测仪的硬件部分主要由电极系统、信号发生器、压控电流源、放大电路、幅度检测电路以及A/D采集电路等组成。软件部分包括基于MP425采集接口的数据采集模块以及上下位机的数据匹配模块等,在微软的Visual Studio 2008平台下采用模块化思想设计完成。根据设计,目前课题组已研制出采用四电极技术、电流激励的32通道经络检测仪,该经络检测仪的测量精度和实时性基本满足实验研究的要求。论文对可视化系统中多通道阻抗检测仪的电源模块、滤波模块、检测仪干扰抑制以及上下位机串口同步匹配通信模块进行了优化设计,并对优化后的系统进行测试,通过实验证实了优化后的系统在测量精度和实时性等性能指标上有较大的提高。论文还对整个经络可视化系统进行了简要介绍。

关键词：阻抗检测经络定位实时性测量精度优化

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基于插值拟合的抛面共形阵盲极化DOA估计

系统工程与电子技术 2021年第8期43卷 2037-2044页

作者：胡毅立赵永波陈胜曹成虎西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

共形阵的载体曲率形式复杂,导致抛面共形阵的方向图指向不同,而且不同天线单元的极化特性迥异。常见的圆柱阵、圆锥阵在同一母线上的极化分量是相同的,但是抛面共形阵的载体曲率是变化的,因此抛面共形阵的参数估计问题需要考虑极化分量... 详细信息

共形阵的载体曲率形式复杂,导致抛面共形阵的方向图指向不同,而且不同天线单元的极化特性迥异。常见的圆柱阵、圆锥阵在同一母线上的极化分量是相同的,但是抛面共形阵的载体曲率是变化的,因此抛面共形阵的参数估计问题需要考虑极化分量的影响,导致无法直接用同一母线上阵元回波数据结合免搜索算法获得目标二维波达方向(direction of arrival,DOA)估计。首先,提出一种通过插值拟合思想将抛面共形阵带有极化参数的阵列流形拟合成无极化参数的阵列流形,然后合理选择子阵对,再利用旋转不变技术估计信号参数(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)方法实现盲极化的DOA估计,同时给出了经过插值拟合后的克拉美罗边界(Cramer-Rao bound,CRB)。最后仿真验证了方法的有效性。

关键词：抛面共形阵插值拟合盲极化二维波达方向估计