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铁道车辆横向半主动悬挂系统仿真

中国铁道科学 2005年第2期26卷 84-89页

作者：董孝卿王悦明文彬铁道科学研究院机车车辆研究所北京100081

运用ADAMS软件建立车辆动力学模型,进行动力学仿真运算。将由此得到的仿真结果传给MAT LAB软件,由MATLAB软件编写开关控制算法,计算出横向最优阻尼并将其值传给车辆模型。通过改变车辆模型中的横向阻尼值再次进行仿真运算,将运算结果再... 详细信息

运用ADAMS软件建立车辆动力学模型,进行动力学仿真运算。将由此得到的仿真结果传给MAT LAB软件,由MATLAB软件编写开关控制算法,计算出横向最优阻尼并将其值传给车辆模型。通过改变车辆模型中的横向阻尼值再次进行仿真运算,将运算结果再次传给MATLAB软件。如此相互调用,循环计算,从而找出最佳匹配阻尼值。在DSP硬件平台上编写横向半主动控制算法,使逐步寻优和开关控制相结合,以实现最优阻尼的开关控制。经使用标准信号和实车随机信号对算法进行仿真验证表明,这种控制算法简单可靠,能够实现对车辆横向的半主动控制策略。

关键词：车辆开关控制逐步寻优联合仿真

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铁道车辆横向主动悬挂的H_∞控制

中国铁道科学 2006年第3期27卷 68-72页

作者：吴宁王悦明文彬铁道科学研究院机车车辆研究所北京100081

研究铁道车辆横向主动悬挂采用H∞控制方案的振动控制效果。建立考虑车体横移、摇头、侧滚以及转向架横移的铁道车辆横向主动悬挂的控制模型。以该模型为基础,利用MATLAB软件设计铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制器。为了验证设计得到的H... 详细信息

研究铁道车辆横向主动悬挂采用H∞控制方案的振动控制效果。建立考虑车体横移、摇头、侧滚以及转向架横移的铁道车辆横向主动悬挂的控制模型。以该模型为基础,利用MATLAB软件设计铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制器。为了验证设计得到的H∞控制器的控制效果,采用ADAMS/Rail多体动力学软件建立整车模型,与MATLAB软件进行联合仿真,比较被动悬挂、Skyhook主动悬挂、H∞主动悬挂3种情况下的仿真结果。结果表明,车辆横向主动悬挂采用H∞控制器后振动控制效果明显,有很强的鲁棒性,可以将车体横向加速度的低频部分减小2倍以上,且不会增加车体横向加速度的高频部分。

关键词：铁道车辆主动悬挂 Skyhook H∞控制仿真

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重载列车纵向冲动分布试验研究

中国铁道科学 2013年第4期34卷 77-83页

作者：徐倩王悦明倪纯双中国铁道科学研究院机车车辆研究所北京100081

通过1万t和2万t重载列车的运行试验,得到重载列车在不同的货车和机车编组方式、线路工况、机车牵引特性、操纵方式、制动以及车钩间隙等各种试验工况下的试验数据,并根据试验数据分析列车中不同位置货车的车钩力以及车体纵向加速度值的... 详细信息

通过1万t和2万t重载列车的运行试验,得到重载列车在不同的货车和机车编组方式、线路工况、机车牵引特性、操纵方式、制动以及车钩间隙等各种试验工况下的试验数据,并根据试验数据分析列车中不同位置货车的车钩力以及车体纵向加速度值的分布规律。分析结果表明:重载列车制动时的车钩力最大值均出现在制动开始缓解至缓解完毕的过程中;采用1+1编组方式的1万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均大于平直道时;而采用1+1编组方式的2万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均小于平直道时。货车在列车中所处的编组位置不同,其车体纵向冲动也不同;车钩间隙减少2/3,则车钩力可降低近1倍。主从控机车通讯及时可靠也是使不同位置的货车车钩受力分布均匀和减小列车中车体纵向冲动的重要措施。

关键词：重载列车车钩力纵向加速度车体纵向冲动机车操纵编组方式

机车车辆动力学试验数据分析处理软件DASO

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中国铁道科学 2004年第1期25卷 28-33页

作者：倪纯双黄强王悦明刘峰曾宇清铁道科学研究院机车车辆研究所北京100081

DASO软件的主要功能是软件设计中提出了段标和长短链断点的概念,解决了线况混叠的难题。提出虚拟通道的概念,方便了信号之间的相关分析。借鉴摆式列车的思路,设计了陀螺仪的处理方法,解决了线况识别的困难。设计了专用的数据库,加快了... 详细信息

DASO软件的主要功能是软件设计中提出了段标和长短链断点的概念,解决了线况混叠的难题。提出虚拟通道的概念,方便了信号之间的相关分析。借鉴摆式列车的思路,设计了陀螺仪的处理方法,解决了线况识别的困难。设计了专用的数据库,加快了数据统计和查询的速度。增加了测力轮对选桥的算法、相对摩擦系数的算法和舒适度指标的算法,拓展了软件的分析处理能力。

关键词：车辆工程车辆动力学试验数据处理软件设计 DASO软件数据统计相对摩擦系数舒适度指标

基于全局正则化的分簇个性化拆分学习方法研究

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基于全局正则化的分簇个性化拆分学习方法研究

作者：王悦明华中科技大学

学位级别：硕士

随着互联网的发展,数据发挥着越来越重要的作用。分布式协作机器学习允许多个客户端设备参与训练,同时一定程度上保证了数据隐私,因此迅速兴起。联邦学习和拆分学习是其两种主流实现方式。拆分学习与联邦学习相比可以更好地缓解客户端... 详细信息

随着互联网的发展,数据发挥着越来越重要的作用。分布式协作机器学习允许多个客户端设备参与训练,同时一定程度上保证了数据隐私,因此迅速兴起。联邦学习和拆分学习是其两种主流实现方式。拆分学习与联邦学习相比可以更好地缓解客户端计算资源匮乏的情况,且具有更好的隐私性。用户参与拆分学习的目的是要通过参与全局的训练提高预测精度,然而参与训练的客户端设备数据的非独立同分布问题可能会对训练模型产生负面影响,导致客户端参与训练后的预测精度提升有限。为了解决数据的非独立同分布问题,引入了针对拆分学习的个性化技术,对于不同的客户端设备,提供更适合的方式进行训练。本文对参与训练的所有客户端设备进行分簇,设置一个全局模型和多个局部个性化模型,提出了基于全局正则化的个性化拆分学习;为了解决基于全局正则化的个性化拆分学习采用人为分簇存在的主观性强的问题,进一步引入聚类算法进行分簇,提出基于聚类固定分簇的个性化拆分学习,并探究正则化参数的影响,进一步提高本地预测精度;为了解决基于聚类固定分簇的个性化拆分学习存在的隐私性较差的问题,提出基于聚类动态分簇的个性化拆分学习。实验表明,基于全局正则化的个性化拆分学习与传统的拆分学习相比,有1.5%左右的预测性能提升;而基于聚类固定分簇的个性化拆分学习进一步采用聚类算法分簇,将预测性能进一步提高3%左右;基于聚类动态分簇的个性化拆分学习的预测精度总体不如固定分簇方案,但在分簇时有更好的隐私性。

关键词：分布式协作机器学习联邦学习拆分学习个性化

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《北方边口图》研究

《北方边口图》研究

作者：王悦明宁夏大学

学位级别：硕士

《北方边口图》现藏于台北“故宫博物院”,为九边图系列舆图,绘制了九边各镇的军堡、驿站等建置,并标注了相邻建置间的距离。通过图文对比,考证此图绘制于明万历四十六年(1618)至四十七年(1619)。此时,建州女真崛起,兼并多个部落,夺得... 详细信息

《北方边口图》现藏于台北“故宫博物院”,为九边图系列舆图,绘制了九边各镇的军堡、驿站等建置,并标注了相邻建置间的距离。通过图文对比,考证此图绘制于明万历四十六年(1618)至四十七年(1619)。此时,建州女真崛起,兼并多个部落,夺得辽东多座城池,而明朝正处于衰落时期,无法在军备、政策、人才上给予前线足够的支持,在辽东战争中节节败退。而鉴于辽东作为京师左肩的重要地位,明廷不得不增兵支援,但随着战情恶化,所增兵、马、工匠越来越多,其余各镇本就自顾不暇,加之蒙古部族趁机侵扰,导致各镇面临防御困境,调度矛盾逐渐突出。《北方边口图》便是绘于此种情形之下。《北方边口图》最突出的特点在于图中线路的绘制,考察发现此图线路整体上遵循了明末九边的防御体系,参考防御对象的入侵线路,注重各镇军堡间的协调和统筹。蓟州镇的线路呈现出十二路配合防御的特征,宣府、大同、山西线路的绘制综合考虑了各堡所属分路及蒙古的南下路径,延绥、宁夏、固原线路体现了三镇协同防御的特征及对缘边、次边防御思想的运用,甘肃镇则由于地形特殊,其线路更多呈现出顺应地势蜿蜒而绘的特点。以上各镇线路所呈现的特征在隆庆、万历时期已基本稳定,而作为战争前线的辽东镇,则参考了万历四十七年(1619)萨尔浒大战的四条进攻路线,对防御方式进行了更新,体现了明末北方边疆上重点防御对象由蒙古转向女真的时代特色。作为明代后期的九边图之一,《北方边口图》展现了明朝万历末年九边各镇防御思想的延续与转变,尤其对研究明末辽东局势有着不可忽视的价值。

关键词：《北方边口图》九边图历史军事地理女真明末

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三种生物梯度材料纳米力学特性及仿生模型

三种生物梯度材料纳米力学特性及仿生模型

作者：王悦明吉林大学

学位级别：硕士

经过35亿年的进化过程，生物材料具有优异力学性能，为科学家设计新材料提供了灵感，一直是材料仿生学的学习对象。生物材料是复杂的复合材料，具有梯度特性和多功能等特点，由普通成分所组装却具有优异的力学性能，其中多由脆性组分（... 详细信息

经过35亿年的进化过程，生物材料具有优异力学性能，为科学家设计新材料提供了灵感，一直是材料仿生学的学习对象。生物材料是复杂的复合材料，具有梯度特性和多功能等特点，由普通成分所组装却具有优异的力学性能，其中多由脆性组分（通常是矿物）和韧性（有机）组分所构成。然而对生物材料进行的仿生不能只是简单的模仿与照搬，因为自然界中的生物材料不仅提供优异的性能而且能满足特定生物约束的需要，所以应在物理约束和生物约束情况下研究生物系统，探索生物材料的特性与功能之间的关系，也就是说生物材料特性与其功能集成特征研究是仿生材料研究的基础。力学特性对于生物材料功能性来说非常重要，纳米力学分析方法是近年随着纳米科技发展出现的新技术，对于那些采用传统方法很难测量其力学性能的材料，以及多尺度复杂生物系统的测试来说已证明是有效的工具。天然生物材料的力学性能研究逐渐从宏观尺度认识向微观、纳观尺度认识方向过渡发展，材料在纳观尺度上的性能明显不同于在宏观甚或微观尺度上的性能。生物材料一般都属于粘弹性材料，用传统的力学测试系统很难直接获得与其特性相关的特征值，随着纳米测试技术的进步，拓宽了对材料性能的测量范围，使得人们能够在微牛及纳牛尺度下测量天然生物材料的力学特性。本论文以牛角，臭蜣螂鞘翅及鲍鱼壳体三种生物梯度材料为主要研究对象，首先对样品进行制备。用精密切割机分别对牛角，臭蜣螂鞘翅及鲍鱼壳体进行横向和纵向切割，并放入环氧树脂与固化剂4：1比例混合的混合液中进行样品的制备，制备过程包括粗抛，精抛等过程。通过试验获得了最佳的加载速率及保压时间。由于蠕变现象的发生，在进行纳米力学测试时需要考虑保压时间及加载速率对材料弹性模量及硬度值的影响，通过试验分析可得出进行纳米力学试验时，牛角样品的保压时间为20s，加载速率为500μN/s;臭蜣螂鞘翅样品的保压时间为10s，加载速率为300μN/s;鲍鱼壳体样品的保压时间为10s，加载速率为750μN/s。探讨了层状复合结构的准静态纳米力学性能变化规律。对牛角，臭蜣螂鞘翅及鲍鱼壳体横切及纵切方向进行纳米力学性能测试，结果表明三种材料弹性模量及纳米硬度由内层到外层均呈大幅度上升趋势。牛角横切方向外层弹性模量和纳米硬度分别是内层的1.54倍和2.49倍;纵切方向外层弹性模量和纳米硬度分别是内层的1.56倍和2.21倍。通过横切及纵切方向弹性模量及硬度值的比较，纵切方向弹性模量的变化趋势比横切方向稍大，但横切方向硬度的变化趋势大于纵切方向。臭蜣螂鞘翅横切方向外层弹性模量和纳米硬度分别是内层的4.99倍和8.33倍;纵切方向外层弹性模量和纳米硬度分别是内层的5.11倍和14倍。通过横切及纵切方向弹性模量及硬度值的比较，纵切方向弹性模量的变化趋势比横切方向稍大，但硬度的变化趋势明显大于横切方向。鲍鱼壳体横切方向外层弹性模量和纳米硬度分别是内层的1.37倍和2.24倍;纵切方向外层弹性模量和纳米硬度分别是内层的1.71倍和2.73倍。通过横切及纵切方向弹性模量及硬度值的比较，纵切方向弹性模量及硬度的变化趋势都比横切方向大。系统地对三种生物材料纳米力学性能进行比较分析。结果表明三种生物材料的力学特性与其材料组分，结构特性，生存环境及功能不同有关。探索了三种生物材料动态纳米力学特性中损耗模量及存储模量与频率的关系。对三种生物材料进行动态纳米力学测试，结果表明损耗模量比存储模量对频率变化更敏感。并对三种生物材料动态存储模量及损耗模量随频率的变化曲线进行拟合。研究了三种生物材料粘弹性性能。对三种生物材料松弛特性进行系统的分析，建立Fung—Kelvin模型，并对其进行拟合得出松弛函数，并建立微分本构方程，对设计具有优异力学性能的仿生复合材料或涂层具有重要意义。最后对三种生物材料进行优化模型提取，考察其在均布载荷及集中载荷作用下力学行为。本文对几种生物轻质高强梯度材料进行研究，为仿生梯度材料的设计提供仿生学基础，然而本研究只是一个开端，关于生物梯度材料需要进一步的探索研究。生物梯度材料作为仿生研究中重要的研究领域，还有很多具有价值的特征未被人们认识，例如生物材料的研究时，其表面形貌、微观结构、各部分间接合相和材料力学性能的深入研究，其成果将丰富生物力学和工程仿生的学科内容，对发展新型仿生材料和机械部件仿生理论与技术具有重要意义。

关键词：生物梯度材料纳米力学特性仿生梯度模型

我国铁路货车缓冲器的现状及其发展中的几个问题

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中国铁道科学 1994年第3期15卷 16-26页

作者：李明缪忠海王悦明

本文阐述了我国铁路货车缓冲器的结构型式、工作性能、运用条件和发展概况，分析了在货车冲击试验和５０００ｔ及１００００ｔ货物列车纵向动力学试验过程中，各种缓冲器的阻抗特性对车钩力及加速度的影响，并对我国铁路货车缓冲器的选... 详细信息

本文阐述了我国铁路货车缓冲器的结构型式、工作性能、运用条件和发展概况，分析了在货车冲击试验和５０００ｔ及１００００ｔ货物列车纵向动力学试验过程中，各种缓冲器的阻抗特性对车钩力及加速度的影响，并对我国铁路货车缓冲器的选型和定型以及今后的发展等问题提出了具体的意见和建议。

关键词：阻抗特性车钩力铁路货车减振器

基于GIS土壤养分变异研究与耕地地力评价 ——以大庆市大同区为例

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基于GIS土壤养分变异研究与耕地地力评价 ...

作者：王悦明哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

本研究以大庆市大同区老山头乡、八井子乡、太阳升镇和双榆树乡四个乡镇耕地区域开展调查,进而对本区域的耕地地力进行评价工作。对四乡镇基本农田斑块耕地质量改良利用、精准施肥和提高农田生产综合效益,实现土壤肥力可持续利用具有一... 详细信息

本研究以大庆市大同区老山头乡、八井子乡、太阳升镇和双榆树乡四个乡镇耕地区域开展调查,进而对本区域的耕地地力进行评价工作。对四乡镇基本农田斑块耕地质量改良利用、精准施肥和提高农田生产综合效益,实现土壤肥力可持续利用具有一定意义。本实验以大庆市大同区四乡镇土壤为研究对象,调查大同区土壤养分含量,首先用特尔斐法择取11个土壤养分因子作为耕地地力评价指标,各指标权重则是利用层次分析法来确定,并将评价指标分为三个类型:即土壤基本条件、物理性质与营养条件,三个指标共包括11个子项:即p H值、地形部位、灌溉保证率、有效土层、质地、障碍层厚度、速效钾、有机质、有效磷、有效锌和全盐量。然后运用模糊数学理论分别计算各子项的隶属度大小;最后应用Arcgis软件,分析大庆市大同区土壤养分的空间变异性,利用克里金插值法生成土壤养分因子空间变异专题图,从而较为清晰、直观地了解研究区各土壤养分指标及耕地地力的空间分布状况以及土壤各限制因子,可为农业生产和土地管理等部门科学地利用与保护耕地提供依据。本研究取得的成果如下:1.土壤养分空间变异性。在耕地地力评价之前,对地力影响因子中的土壤养分（土壤pH、速效钾、有机质、有效磷、有效锌和土壤全盐含量）进行了空间变异分析,并利用GIS制作空间变异分布图,以更加简洁明了的方式获取土壤养分的空间分布格局。结果表明除土壤pH变异系数＜10%,为弱的变异性外,其他养分因子变异性范围在12.85%-38.15%区间,呈中等变异程度;从半方差分析来看,有机质和速效钾的块金值C0较大,说明受随机因素影响较大;土壤p H、有效锌、有效磷和全盐块金值接近0,说明受随机因素影响较小。从块金效应来说,各土壤养分的块金效应值最大值为22.1%,小于25%,说明具有强的空间相关性,土壤养分受结构性因素影响较大。2.土壤养分状况分析。从各土壤养分空间分布来看,四乡镇土壤属偏碱性且盐化程度较高,农作物会受到中度影响。各土壤养分因子在空间分布上存在一定的相似性,趋势大致可认为是由西到东方向土壤状况逐渐转好。其中从有机质和有效锌含量空间分布来看,八井子乡土壤状况具有明显优势。从速效钾、有效磷含量空间分布来看,较高指标范围内的土地在四乡镇中零星分布,但总体趋势较为一致。3.四乡镇耕地地力评价。运用GIS软件绘制耕地地力评价结果专题图并对相关数据进行统计计算,利用等间距法将四乡镇耕地地力划分为5个等级。结果显示:四乡镇一等地面积为9987.39hm2,占基本农田总面积的29.33%;二等地为4727.15hm2,占13.88%;三等地为8584.77hm2,占25.21%;四等地为10415.27hm2,占30.59%;五等地为336.12hm2,占0.99%,各等级土地面积分别为四等地＞一等地＞三等地＞二等地＞五等地。4.各等级耕地空间分布。一等地主要分布在老山头乡,面积为7181.29hm2,占其乡基本耕地面积的一半以上,并且每一级别都有土地分布;二等地与三等地在四个乡镇中均有分布,且以老山头乡和太阳升镇所占面积较大;四等地主要分布在双榆树乡,面积为8947.38hm2,占其乡基本农田总面积百分比为91.30%;五等地仅分布在双榆树乡与八井子乡,面积较少。5.四乡镇耕地土壤障碍因素主要集中在土壤酸碱度、土壤盐化、灌溉保证率低和土壤肥力不足的情况。其改善措施主要是:①注意灌溉方式、农作物连年种植和化肥使用改变土壤酸碱性和土壤盐化的情况;②土壤呈碱性状况下,矿质元素不易被植物利用,因此应注意常量元素肥料结合微量元素化肥的使用和土壤酸碱度的改良;③四乡镇土壤有机质处于中等边缘程度,建议采取施加有机肥、农家肥,秸秆还田等措施,补偿有机质的消耗;④应加强农田水利设施的建设,提高灌溉保障率,并修建保水保土等措施。

关键词：大同区耕地地力层次分析法克里金插值地理信息系统