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四轮独立驱动汽车驱动系统故障诊断与容错控制

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机械工程学报 2019年第22期55卷 174-182页

作者：周洪亮贾凤娇刘志远刘海峰哈尔滨工业大学控制科学与工程系

针对四轮独立驱动电动汽车驱动系统故障的危险工况,给出一种基于车载传感器信号和无迹卡尔曼滤波器的故障诊断方法。进而,针对在车辆驱动系统部分电机故障情况下,在低附着系数路面上横摆稳定控制中,仍采用跟踪期望横摆率和侧向速度的横... 详细信息

针对四轮独立驱动电动汽车驱动系统故障的危险工况,给出一种基于车载传感器信号和无迹卡尔曼滤波器的故障诊断方法。进而,针对在车辆驱动系统部分电机故障情况下,在低附着系数路面上横摆稳定控制中,仍采用跟踪期望横摆率和侧向速度的横摆控制方法会导致车辆失稳的问题,设计出一种基于障碍李雅普诺夫函数的容错控制方法,该方法通过选取障碍李雅普诺夫函数约束车辆横摆率和侧向速度,以解决现有通过跟踪横摆率和侧向速度的横摆容错控制方法仍存在失稳风险的问题。给出的故障诊断和容错控制方法,能够实时诊断车辆驱动系统电机故障,通过车轮转矩的重新分配,可使车辆较快回到稳定状态,提高汽车行驶稳定性。通过不同车轮电机故障工况的仿真,验证了所提出故障诊断与容错控制方法的有效性。

关键词：四轮驱动故障诊断容错控制无迹卡尔曼滤波障碍李雅普诺夫函数

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中、高阶煤样甲烷吸附应变及渗透性实验分析

煤炭学报 2021年第6期46卷 1915-1924页

作者：孟雅李治平唐书恒赖枫鹏中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)非常规天然气能源地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012

煤中气体吸附膨胀和解吸收缩应变是影响煤层气井排采中煤储层渗透率动态变化的重要因素。通过选取沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组中、高阶煤样,通过煤的吸附变形-渗流模拟实验,测得了中、高阶煤样中甲烷吸附应变值,提出了... 详细信息

煤中气体吸附膨胀和解吸收缩应变是影响煤层气井排采中煤储层渗透率动态变化的重要因素。通过选取沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组中、高阶煤样,通过煤的吸附变形-渗流模拟实验,测得了中、高阶煤样中甲烷吸附应变值,提出了采用12~24 h的吸附应变数据点拟合计算吸附应变的方法,分析了高、中阶煤中甲烷吸附应变及其渗透性的差异性,揭示了中、高阶煤吸附应变规律及其对渗透性的影响及控制机理。结果表明,中、高阶煤样甲烷吸附应变与吸附平衡压力之间的关系符合Langmuir等温吸附模型;中阶煤中吸附甲烷气体的Langmuir径向应变、轴向应变和体积应变分别为0.18×10^(-2),0.09×10^(-2)和0.44×10^(-2),其对应的Langmuir压力分别为5.26,6.93和5.42 MPa;而高阶煤吸附甲烷气体的Langmuir径向应变、轴向应变和体积应变分别为1.91×10^(-2),0.22×10^(-2)和3.99×10^(-2),其对应的Langmuir压力分别为7.87,4.57和7.49 MPa。在有效应力一定的条件下,随着煤中甲烷吸附平衡压力增高,煤样吸附应变增大,且高阶煤吸附应变明显要强于中阶煤样,煤中甲烷吸附应变主要受控于煤中甲烷吸附量。在有效应力一定的条件下,中煤阶煤样的渗透率要大于高煤阶煤样的渗透率,煤中甲烷吸附应变过程中,中、高阶煤样随着煤中甲烷吸附平衡压力增高,煤样渗透率均按负指数函数规律降低,且高阶煤样中甲烷吸附应变对煤样渗透率的影响要强于中阶煤样,因此在煤层气井排采过程中,在临界解吸压力后,高煤阶煤层气井产量提升效果要好于中煤阶煤层气井。

关键词：中、高阶煤样吸附应变渗透性煤层气 Langmuir模型

管制员与管制学员模拟雷达管制中注视转移规律研究

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科学技术与工程 2017年第3期17卷 328-333页

作者：陈健靳慧斌刘文辉卫康凯中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

对比管制员和管制学员于模拟管制中的眼动模式,探索其注视转移规律,为管制员培训等提出建议。将被试根据管制资格和经历分成管制员组和管制学员组,整合雷达管制模拟机和眼动仪进行实验,记录管制员组和管制学员组被试管制过程的眼动数据... 详细信息

对比管制员和管制学员于模拟管制中的眼动模式,探索其注视转移规律,为管制员培训等提出建议。将被试根据管制资格和经历分成管制员组和管制学员组,整合雷达管制模拟机和眼动仪进行实验,记录管制员组和管制学员组被试管制过程的眼动数据,应用马尔科夫链模型分析被试的注视转移特征。不管当前注视点位于哪个区域,两组被试转移回原区域的概率均大于转移至其他区域的概率。管制员的注意转移模式呈现"环形",管制学员组的注意转移模式呈现"星型"居多。眼动模式跟管制经验相关,通过眼动指标的分析,可以得知注视转移规律,为管制员培训等提出建议。

关键词：模拟管制马尔科夫链注视转移

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一种异面棱柱战斗部威力特性的数值模拟

含能材料 2019年第2期27卷 97-103,83页

作者：李元赵倩熊诗辉温玉全清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为了提高战斗部在不同弹目交会距离下的毁伤概率,模拟了一种平面和凸面交错布置的异面棱柱战斗部结构,分析了不同面上所形成破片束的飞散形态和威力参数。研究结果表明,该结构战斗部可以形成两种威力特性的破片束,即速度高而飞散角小的... 详细信息

为了提高战斗部在不同弹目交会距离下的毁伤概率,模拟了一种平面和凸面交错布置的异面棱柱战斗部结构,分析了不同面上所形成破片束的飞散形态和威力参数。研究结果表明,该结构战斗部可以形成两种威力特性的破片束,即速度高而飞散角小的破片束和速度低而覆盖范围大的破片束,可分别用于打击不同弹目距离下的目标;偏心多点起爆可提高平面破片平均速度21.68%,减小飞散角3.38°,在提高起爆点对侧破片威力的同时不改变异面战斗部可形成两种不同威力破片束的性质;侧向两线起爆在保证破片速度不降低的情况下可获得4.94°的平面破片束偏转角,高于其它起爆方式,可在大弹目交会距离下实现对目标的末端瞄准,提高目标毁伤概率。

关键词：定向战斗部多点起爆破片飞散多效应战斗部

基于NLS-RELAX的空中多机动目标参数估计

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雷达科学与技术 2018年第2期16卷 214-220页

作者：李海陈筱浅中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

针对机载雷达在环境复杂的高空飞行时检测空中多机动目标难度大的问题,提出了一种基于NLS-RELAX的空中多机动目标参数估计方法。本方法借鉴了RELAX算法的思想,可对多个机动目标进行有效分离,并利用非线性最小二乘(Nonlinear Least Squar... 详细信息

针对机载雷达在环境复杂的高空飞行时检测空中多机动目标难度大的问题,提出了一种基于NLS-RELAX的空中多机动目标参数估计方法。本方法借鉴了RELAX算法的思想,可对多个机动目标进行有效分离,并利用非线性最小二乘(Nonlinear Least Squares,NLS)对分离后的每个机动目标信号进行参数估计。仿真实验表明,在目标信号严重被强杂波淹没且脉冲数有限的情况下,本方法可以获得较为精确的参数估计结果,且由于加入了RELAX的分离思想,在待检测距离单元内存在多个机动目标时本方法同样适用。

关键词：机载雷达多机动目标非线性最小二乘参数估计

基于分割Bregman迭代的内-外置电极电容层析成像

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科学技术与工程 2018年第32期18卷 212-216页

作者：马敏王涛范广永中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)逆问题的病态性和不适定性,提出了一种基于分割布雷格曼迭代(split Bregman iteration,SBI)的图像重构算法。在目标函数中引入基于参考图像的正则化、低阶约束和空间约束,从而... 详细信息

针对电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)逆问题的病态性和不适定性,提出了一种基于分割布雷格曼迭代(split Bregman iteration,SBI)的图像重构算法。在目标函数中引入基于参考图像的正则化、低阶约束和空间约束,从而提高成像质量和空间分辨率。对内-外置电极的ECT敏感场内环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与Tlkhonov正则化算法和Landweber迭代算法相比,基于布雷格曼迭代的图像重建算法具有较好的空间分辨率,图像误差降低至0. 162 1,图像相关系数提升至0. 874 4,图像重建的精度和质量较高,说明了该算法在ECT图像重建领域的可行性和有效性。

关键词：电容层析成像图像重建内-外置电极分割布雷格曼迭代

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线性时序逻辑引导的安全强化学习

控制与决策 2023年第7期38卷 1835-1844页

作者：李保罗蔡明钰阚震中国科学技术大学自动化系合肥230026 理海大学机械工程系伯利恒18015

针对动态不确定环境下机器人执行复杂任务的需求,提出一种线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)引导的无模型安全强化学习算法,能在最大化任务完成概率的同时保证学习过程的安全性.首先,综合考虑环境中的不确定因素,构建马尔可夫决... 详细信息

针对动态不确定环境下机器人执行复杂任务的需求,提出一种线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)引导的无模型安全强化学习算法,能在最大化任务完成概率的同时保证学习过程的安全性.首先,综合考虑环境中的不确定因素,构建马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP),再用LTL刻画智能体的复杂任务,将其转化为有多接受集的基于转移的有限确定性广义布奇自动机(transition-based limit deterministic generalized Büchi automaton,tLDGBA),并通过接受边界函数构建可记录当前待访问接受集的约束型tLDGBA(constrained tLDGBA,ctLDGBA);其次,构建乘积MDP用于强化学习搜索最优策略;最后,基于LTL对安全性的描述和MDP的观测函数构建安全博弈,并根据安全博弈设计安全盾机制保证系统在学习过程中的安全性.严格的分析证明了所提出的算法能获得最大化LTL任务完成概率的最优策略.仿真结果验证了LTL引导的安全强化学习算法的有效性.

关键词：线性时序逻辑自动机马尔可夫决策过程强化学习安全博弈运动规划

基于ECPL模型的平纹机织复合材料低速冲击多尺度模拟

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振动与冲击 2020年第20期39卷 295-304页

作者：王涛侯玉亮铁瑛李成郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

采用多尺度方法对平纹机织复合材料低速冲击损伤进行了数值模拟。建立E玻璃纤维束的微观单胞模型,计算出纤维束的等效刚度和强度;然后建立平纹机织复合材料的细观单胞模型,并基于连续损伤力学模型和三维Hashin失效准则对细观模型进行损... 详细信息

采用多尺度方法对平纹机织复合材料低速冲击损伤进行了数值模拟。建立E玻璃纤维束的微观单胞模型,计算出纤维束的等效刚度和强度;然后建立平纹机织复合材料的细观单胞模型,并基于连续损伤力学模型和三维Hashin失效准则对细观模型进行损伤演化模拟;提出一种新的基于体积平均法的局部均匀化方法,将细观模型转化为含有0°和90°单层的等效交叉层合板(ECPL)模型,同时将建立的ECPL模型扩展成宏观模型并对其低速冲击损伤进行数值模拟,得出冲击能量为30 J下平纹机织复合材料的力位移曲线及能量曲线并与文献中的试验结果进行了对比。结果表明,由于层合板未发生穿孔破坏,力和位移均呈现先增大后减小的趋势,数值模拟峰值力为5621 N,与试验值误差为1.3%;并且层合板失效形式主要为纤维和基体拉伸损伤及层间分层损伤。宏观ECPL低速冲击模型的数值与试验结果吻合较好,验证了局部均匀化方法和多尺度模型的有效性。

关键词：平纹机织复合材料等效交叉层合板模型局部均匀化低速冲击多尺度模型

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裂隙介质中Pu迁移的连续时间随机游走模拟

中国环境科学 2023年第12期43卷 6321-6328页

作者：黄诗棋胡立堂刘东旭林剑锋田蕾王道北京师范大学水科学研究院地下水污染控制与修复教育部工程研究中心北京100875 西北核技术研究所陕西西安710024

为更准确地模拟核素的非菲克迁移行为并寻求一种更合理的建模方法,根据一维裂隙岩柱中Pu(钚)迁移试验资料,利用基于不同联合概率密度的连续时间随机游走(CTRW)模型和传统对流-弥散方程(ADE)对Pu迁移的穿透曲线(BTC)进行了过程模拟,对比... 详细信息

为更准确地模拟核素的非菲克迁移行为并寻求一种更合理的建模方法,根据一维裂隙岩柱中Pu(钚)迁移试验资料,利用基于不同联合概率密度的连续时间随机游走(CTRW)模型和传统对流-弥散方程(ADE)对Pu迁移的穿透曲线(BTC)进行了过程模拟,对比分析了ADE模型、CTRW-TPL模型、CTRW-TPLA模型和CTRW-ETA模型的拟合程度及适用性,进而选择出最优的模型对不同胶体浓度下Pu在裂隙介质中的迁移进行模拟研究.结果表明,相较于传统ADE模型,参数拟合后考虑吸附作用的CTRW-TPL模型能有效地描述非菲克迁移行为特征,CTRW-ETA拟合过程更易实现,但能为迁移行为的刻画提供的信息较少.研究还发现胶体的存在显著提高了Pu在裂隙介质中的迁移性,但胶体浓度超过某个临界值后,随着浓度升高Pu的迁移性反而减弱,在CTRW理论框架中,该过程表现为表征广义运移速度和弥散系数的参数值先增大后减小,而介质对溶质颗粒的平均吸附率先减小后增大.

关键词：核素非菲克迁移连续时间随机游走(CTRW) 对流-弥散方程(ADE) Pu 胶体促进迁移