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大功率履带越野车用液力变矩器循环工况构建

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 83-91页

作者：闫清东杜艺舟刘城魏巍北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院济南250300 车辆传动重点实验室(北京理工大学) 北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401135

为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12... 详细信息

为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12个统计特征参数和10个比例特征参数,利用主成分分析法对工况数据进行了降维处理,通过无监督学习中的K均值聚类算法完成了数据片段的聚类分析,使用动态规划方法整合闭锁工况,获取典型工况片段用于循环工况重构,利用汉宁窗对片段进行平滑连接。以循环工况与总体数据主要特征值平均误差、连接处转速差值总和及斜率差值总和为目标,借助模拟退火和多目标粒子群算法进行优化,构建基于实车数据、契合液力变矩器实车运行特征的循环工况。结果表明,最终所得工况由叶轮转速——时间和闭锁信号——时间组成,主要特征参数平均相对误差为2.92%,与实车数据的工况特征表现一致。本研究成果为设计液力变矩器的可靠性试验工况提供了一种新的思路和途径。

关键词：液力变矩器液力传动实车数据工况分析循环工况

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波片快轴角对空间调制偏振测量精度的影响

光学学报 2024年第16期44卷 163-170页

作者：张新新宁天磊刘丽辉李艳秋北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

空间调制偏振仪中光子空间分布特征与偏振信息的映射关系对检测的准确性有直接影响,而该映射关系由光学元件的Mueller矩阵决定。系统分析了波片快轴角度对空间调制偏振测量精度的影响,采取仪器矩阵条件数优化的方法确定最佳波片快轴角度... 详细信息

空间调制偏振仪中光子空间分布特征与偏振信息的映射关系对检测的准确性有直接影响,而该映射关系由光学元件的Mueller矩阵决定。系统分析了波片快轴角度对空间调制偏振测量精度的影响,采取仪器矩阵条件数优化的方法确定最佳波片快轴角度,进一步从仿真和实验两个方面进行验证,结果表明,波片快轴设置为水平状态时检测精度最高且最稳定。该工作为弱光场的高精度偏振检测提供了理论和实验依据。

关键词：测量空间调制弱光场 Stokes矢量波片快轴角偏振检测

弹道冲击下石墨烯和聚乙烯改性芳纶织物的钝伤防护性能

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兵工学报 2024年第1期45卷 35-43页

作者：王哲刘鹏陈婧黄广炎张宏北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心现代兵器技术实验室重庆401120

芳纶凭借其轻质高强的特点广泛应用于防弹领域。为提高单层芳纶织物的抗钝伤能力,采用热塑性树脂聚乙烯(Polythene,PE)与石墨烯纳米粒子表面改性方法提升芳纶织物的抗钝伤性能。以背衬凹陷为标准,对不同质量配比改性芳纶织物的抗钝伤能... 详细信息

芳纶凭借其轻质高强的特点广泛应用于防弹领域。为提高单层芳纶织物的抗钝伤能力,采用热塑性树脂聚乙烯(Polythene,PE)与石墨烯纳米粒子表面改性方法提升芳纶织物的抗钝伤性能。以背衬凹陷为标准,对不同质量配比改性芳纶织物的抗钝伤能力和能量吸收特性进行测试对比。对比结果表明:石墨烯和PE两种改性方法均可提升芳纶织物的抗钝伤能力,其中PE改性方法使得改性织物面密度增加较小但抗钝伤能力显著提升,10%PE的防弹能力和比吸能值较纯芳纶分别提升了18.0%和30.8%;石墨烯改性织物刚性的增加使其低速抗钝伤能力增强,但是过大的纱线间摩擦使其高速防护能力减弱,2%石墨烯粉体为石墨烯改性织物的最佳配比。此外,优化验证得到了2层10%PE和13层的6层正交超高分子量PE无纬布防弹衣组合设计。

关键词：改性芳纶织物钝伤防护背衬凹陷防弹性能能量吸收

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非均质Mn分布对淬火-配分钢微观组织和力学性能的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 69-79页

作者：张超熊志平杨德振程兴旺北京理工大学材料学院冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 北京理工大学唐山研究院唐山063000

目前,基于非均质高温奥氏体来调控先进高强钢的组织和性能,引起研究学者的广泛关注。为进一步明晰合金元素非均质程度对组织和性能的影响,指导先进高强钢的设计,本工作采用以Mn配分的珠光体为初始组织的快速淬火-配分工艺,研究了奥氏体... 详细信息

目前,基于非均质高温奥氏体来调控先进高强钢的组织和性能,引起研究学者的广泛关注。为进一步明晰合金元素非均质程度对组织和性能的影响,指导先进高强钢的设计,本工作采用以Mn配分的珠光体为初始组织的快速淬火-配分工艺,研究了奥氏体化时间和温度对高温奥氏体中非均质Mn分布的影响规律,进一步探讨了微观组织和力学性能的演变。结果表明,高温奥氏体的Mn分布能够调控淬火过程的马氏体转变。当高温奥氏体继承了珠光体中富Mn渗碳体和贫Mn铁素体中的Mn分布时,淬火后可获得富Mn片状残余奥氏体与贫Mn马氏体板条构成的鬼珠光体组织。随奥氏体化保温时间的延长和温度的升高,高温奥氏体中Mn元素非均质程度减弱,导致鬼珠光体组织减少,块状残余奥氏体和粗大板条马氏体数量增多、且尺寸增大。随着保温时间的延长,屈服强度由于细晶强化的减弱而降低;均匀延伸率由于块状残余奥氏体的增多而升高,颈缩后的延伸率因块状残余奥氏体形成的脆性马氏体而降低。由于残余奥氏体和马氏体的含量随着奥氏体化工艺不发生改变,使得抗拉强度和断裂总延伸率也不发生变化。由此可见,通过改变奥氏体化的工艺参数,能够在保证高抗拉强度(约1700 MPa)和高断裂总延伸率(约20%)的基础上,实现对屈服强度和均匀延伸率的进一步调控。

关键词：非均质组织 Mn配分珠光体残余奥氏体高温奥氏体

基于自编码器的多功能雷达工作状态切换点检测方法

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北京理工大学学报 2024年第7期44卷 761-770页

作者：鲍加迪方怡莹张紫薇朱梦韬李云杰北京理工大学信息与电子学院北京100081 北京理工大学网络空间安全学院北京100081

先进多功能雷达可以实现复杂的工作状态调制和灵活的波束调度,为识别不同的雷达工作状态并检测状态之间的切换点带来了巨大的挑战.为此提出了一种对多功能雷达层次化模型中的“符号−脉冲”层中的调制参数级工作状态的种切换点检测方法.... 详细信息

先进多功能雷达可以实现复杂的工作状态调制和灵活的波束调度,为识别不同的雷达工作状态并检测状态之间的切换点带来了巨大的挑战.为此提出了一种对多功能雷达层次化模型中的“符号−脉冲”层中的调制参数级工作状态的种切换点检测方法.所提出算法基于自编码器,并对真实电磁环境中观测非理想的情况进行设计,不仅可以在无监督的情况下准确地检测出工作状态切换点,并且不需要对数据的分布情况进行假设.仿真实验验证了本文提出算法相较于切换点检测算法的有效性和优越性,对于0~20%的脉冲丢失情况相较于对比方法具有更好的性能,在20%脉冲丢失的极端情况下,也可以达到0.7的F_(1)-score.

关键词：多功能雷达切换点检测离群点检测调制参数级工作状态

基于特征重构深度置信网络的车用电机复合故障定位研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 91-103页

作者：赵嗣芳宋强王明生赖武轩北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)故障产生的机理较为复杂且每种电机故障的产生通常相互关联,复合故障定位是其故障诊断研究的难点所在。在电动汽车应用场合中,PMSM普遍存在变转速工作模式,变工况下的PMSM故障定... 详细信息

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)故障产生的机理较为复杂且每种电机故障的产生通常相互关联,复合故障定位是其故障诊断研究的难点所在。在电动汽车应用场合中,PMSM普遍存在变转速工作模式,变工况下的PMSM故障定位在工程应用中将具有重要价值。为了提高变转速工况下车用PMSM的复合故障定位精度,对基于特征重构和深度置信网络(Deep belief network,DBN)的新型PMSM复合故障定位方法进行研究。首先基于PMSM的振动特性分析,明晰转子偏心及轴承内圈故障下电机的复合故障特征分量;然后采用Vold-Kalman阶比追踪(Vold-Kalman filtering order tracking,VKF-OT)和角域重构算法实现对复合故障特征分量提取与重构,以减弱或消除转速变化对复合故障特征的影响。最后将特征重构信号用于构建基于DBN的故障定位模型,从而实现变转速工况下车用电机复合故障的定位。试验结果表明,基于特征重构深度置信网络的复合故障定位精度可达99.5%。

关键词：永磁同步电机变转速复合故障故障定位深度置信网络

基于深度学习和双域融合的红外成像制导系统复杂背景噪声去除方法

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兵工学报 2024年第6期45卷 1747-1760页

作者：栗苹周宇曹荣刚李发栋曹宇曦李佳武张安琪北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学机电动态控制重点实验室北京100081 北京理工大学唐山研究院河北唐山063611

红外成像制导系统受到严苛运行环境影响,其成像过程伴随复杂背景噪声干扰,严重影响系统制导跟踪精度。为减少复合噪声对红外成像效果的影响,在分析多种常见噪声的成因和特性的基础上,提出一种基于加性成分和乘性成分的噪声特性先验设定... 详细信息

红外成像制导系统受到严苛运行环境影响,其成像过程伴随复杂背景噪声干扰,严重影响系统制导跟踪精度。为减少复合噪声对红外成像效果的影响,在分析多种常见噪声的成因和特性的基础上,提出一种基于加性成分和乘性成分的噪声特性先验设定,结合空间域和变换域的双域融合去噪思想,设计了一种基于深度卷积神经网络的多类型噪声去除方法。该方法将富梯度流卷积模块引入UNet++结构以缩减梯度信息冗余并提升多感受野特征提取能力;针对噪声形态特性提出维度注意力机制以实现双域噪声估计;引入高阶双树复小波变换作为域变换方法,提升在不同尺度和方向上对噪声成分的识别能力。通过消融实验验证了噪声先验设定以及双域融合去噪思想的有效性和优越性,通过对比实验证明了所提方法对多种类型噪声均具有优秀的去噪能力。所提方法对高斯噪声的去噪峰值信噪比和结构相似度指标分别达到29.57和0.85,优于其他典型噪声抑制方法;对多类型混合噪声则分别达到27.84和0.82,达到良好的去噪水平。此外,也验证了所提方法对真实图像噪声具有优秀的去噪能力。

关键词：红外成像图像去噪深度学习空间域去噪变换域去噪

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基于变截面积流道的液力变矩器叶栅系统设计

北京理工大学学报 2024年第5期44卷 512-520页

作者：柯志芳刘城郭猛魏巍闫清东北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学济南前沿技术研究院山东济南250300 北京理工大学车辆传动重点实验室北京100081 北京理工大学长三角研究院浙江嘉兴314019

流道截流面积分布对液力旋转机械的液力性能具有重要影响.为了减少扩散等液力损失,变矩器流道截面积分布通常采用等截面积分布的形式,但并未充分发挥截面积分布参数在流场调节和性能优化方面的优势.因此,文中研究提出了过流截面积表征模... 详细信息

流道截流面积分布对液力旋转机械的液力性能具有重要影响.为了减少扩散等液力损失,变矩器流道截面积分布通常采用等截面积分布的形式,但并未充分发挥截面积分布参数在流场调节和性能优化方面的优势.因此,文中研究提出了过流截面积表征模型,并建立了基于可变截面积分布的变矩器循环圆及叶栅设计系统,对变截面积流道的液力变矩器循环圆设计方法进行了研究.通过设计多组不同截面积分布的实例,采用DOE方法进行比较分析,进一步研究了叶轮截面积分布形式对变矩器性能的影响.同时,通过对不同叶轮的组合设计,获得了组合型性能优化的循环圆设计结果.实验结果表明,基于变截面积流道优化设计的变矩器泵轮转矩提升了18.5%,起动变矩比也提高了3.9%.说明基于变截面积分布的液力变矩器循环圆设计方法是一种有效的优化设计方法,能够在保持外形尺寸的同时提升变矩器性能.

关键词：流体力学液力变矩器截面积分布实验设计(DOE) 叶栅系统

基于BP神经网络的爆炸用激波管峰值压力预测方法

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爆炸与冲击 2024年第5期44卷 130-139页

作者：陈梓薇王仲琦曾令辉北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

针对爆炸用激波管缺乏相应的经验公式和数值模拟时效性差的问题,同时为了快速得到激波管内的峰值压力,建立预测爆炸用激波管试验段峰值压力的四层反向传播(back propagation,BP)神经网络。采用数值模拟方法计算激波管试验段峰值压力,计... 详细信息

针对爆炸用激波管缺乏相应的经验公式和数值模拟时效性差的问题,同时为了快速得到激波管内的峰值压力,建立预测爆炸用激波管试验段峰值压力的四层反向传播(back propagation,BP)神经网络。采用数值模拟方法计算激波管试验段峰值压力,计算结果与激波管爆炸试验结果进行对比,平均相对误差为2.69%。证明激波管数值模型的准确性后,将数值模拟得到的195组激波管测得的峰值压力作为输出层,激波管驱动段TNT的药量、药柱的长径比以及爆炸比例距离作为神经网络的输入层。为了加快神经网络迭代速度和提高预测精度,使用自适应矩估计(adaptive moment estimation,ADAM)算法作为神经网络误差梯度下降的优化算法。结果表明,训练好的神经网络得到的预测结果与模拟值基本吻合,预测结果与数值模拟结果的平均相对误差为3.26%。BP神经网络模型能够反映激波管爆炸的峰值压力与影响因素之间的映射关系,采用BP神经网络模型计算时比数值模拟节约了大量运算时间。

关键词： BP神经网络激波管峰值压力自适应矩估计