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2020,40(5):0. [Abstract] [PDF (0k)] |
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2020,40(5):0. [Abstract] [PDF (347k)] |
| 基于磁光调制及基频信号检测的高精度波片测量
陈强华，孔祥悦，刘斌超，张孟策，罗会甫，吕唯唯
为提高波片相位延迟量的准确性，提出了一种基于磁光调制的波片相位延迟量测量方法.在标准1/4波片和检偏器之间插入磁光调制器，调整元件转角使出射光强只剩下偶次谐波成分，利用该特性，通过检测基频成分的残余量而非整个光强信号来进行波片相位延迟量的精密测量.利用琼斯矩阵推导了相应的理论公式并建立了波片测量系统，误差分析表明当环境温度变化范围为0.1℃时，系统测量不确定优于5'，对1/2波片和1/4波片的重复测量实验表明测量标准偏差约为2'.
2020,40(5):461. [Abstract] [PDF (636k)] |
| 自适应渐进结构优化法的调节阀结构研究
唐腾飞，高隆隆，廖利辉，习毅，李宝仁
传统渐进结构优化法的参数删除率和进化率保持固定，降低了优化过程收敛速度和结构稳定性.文中通过构造一种基于罚值选择与结构信息的参数自适应算法，使得参数随优化迭代过程进行而变化.分析典型算例结果，合适选择罚值的参数自适应渐进结构优化方法解决了传统渐进结构优化方法中参数固定且难以选择的问题，提高了优化过程中优化速度与结构稳定性.将此方法应用于调节阀设计，优化后调节阀刚度提高10%，说明参数自适应渐进结构优化方法可高效拓展至三维结构优化，并为阀门类结构设计提供参考.
2020,40(5):466. [Abstract] [PDF (2337k)] |
| 冲压叶片厚度对液力变矩器性能的影响
闫清东，李新毅，魏巍，陈修齐
以某型冲焊型液力变矩器为基础，对叶片厚度设计了全因素试验，结合流场数值模拟分析不同叶片厚度对变矩器外特性的主效应影响和交互效应影响.结果表明主效应影响随着叶片厚度的增加而使变矩器能容下降，而叶片厚度的交互效应影响并不明显.进一步分析叶片厚度对于性能影响的数值变化，结果表明叶片厚度的增加导致了液力变矩器传递转矩的下降，并且这种下降程度是由慢到快的.根据性能的影响研究对冲压叶片厚度进行优化，结合实际工程板材厚度确定叶片厚度并进行试验验证.与泵轮转矩随叶片厚度的变化规律类似，涡轮转矩随叶片厚度的增加而下降，尤其是在变矩器低速比区域下降幅度较大.叶片厚度在3 mm之内时，每增大0.5 mm厚度，涡轮转矩值下降幅度在0.5%；当叶片厚度超过3 mm时，涡轮转矩变化加快，每增加0.5 mm，泵轮转矩最大变化约为3.8%.
2020,40(5):471. [Abstract] [PDF (799k)] |
| 直驱式电液伺服阀用线性力马达耐高温优化设计
穆玉康，苏琦，徐兵，鲜亚萍，金理
线性力马达研究在高温下永磁铁存在退磁、线圈散热能力下降导致许用电流降低等问题，对材料选择和结构优化设计提出了挑战.文中从线圈参数、气隙结构、永磁材料等方面对6通径DDV阀用线性力马达进行优化设计.利用Ansoft Maxwell软件建立线性力马达有限元仿真模型，针对线圈结构参数，重点研究安匝数的优化选择；针对气隙结构参数，研究气隙宽度、高度等因素对马达力性能的影响；对耐高温永磁体的材料进行优化选择.仿真与实验结果表明：优化后的线性力马达耐高温能力和输出力显著提高，工作油温最高可达200℃，驱动力在100N以上.
2020,40(5):477. [Abstract] [PDF (718k)] |
| 通轴式双排轴向柱塞泵流量脉动影响因素
张晋，孙浩乾，豆旭安，康双琦，孔祥东
在研究柱塞泵流量脉动的基础上，设计了通轴式双排轴向柱塞泵，建立通轴式双排轴向柱塞泵流量数学方程，对不同柱塞数目和分布等结构参数的柱塞泵流量脉动进行研究，得到通轴式双排轴向柱塞泵的流量脉动变化规律.以流量不均匀系数低为目标，得到低流量脉动率的柱塞泵结构参数指标.
2020,40(5):481. [Abstract] [PDF (566k)] |
| 基于比例换向阀的智能流量控制方法
王润林，徐兵，王迪，张春峰
由于带有内置式压力和温度传感器的智能化比例换向阀具有较复杂的阀口形状和流道，对阀口流量系数存在较大影响，传统对阀口流量系数通常套用经验公式方法难以直接应用，因此本文采用压力传感器和阀芯位移传感器，通过流量与位移、压差三维数据表查找插值计算获得阀口流量，进行流量反馈控制.该方法可以实现采用比例换向阀的流量动态控制功能，从而提高比例换向阀的通用性.
2020,40(5):486. [Abstract] [PDF (641k)] |
| 电液伺服随机振动控制系统非线性建模与仿真
付波，谢安桓，赵春宇，周华
为准确再现5~500 Hz频宽范围参考加速度功率谱密度，针对电液伺服随机振动控制系统，建立了其非线性数学模型.考虑压力流量特性和伺服阀控制死区的影响，状态依赖Riccati方程技术被引入来获得系统变增益状态反馈，拓展了系统频宽；同时结合功率谱密度均衡方法，在频域上对输入信号进行了修正.通过Simulink仿真分析可知，功率谱密度稳定波动范围在±1 dB以内.
2020,40(5):491. [Abstract] [PDF (718k)] |
| 某燃油电液伺服阀滑阀级热变形分析
贾涛，郑树伟，耿伟，张晋
针对伺服阀滑阀级在宽温域工况下易产生的卡死现象展开研究，利用Solidworks软件建立用于温度场模拟分析的三维结构模型，并在Ansys Workbench仿真平台中搭建热固耦合场来数值模拟电液伺服阀滑阀处于不同高温环境时的传热过程以及滑阀副的热变形情况，当油液温度下降时，阀体内部以环状形式进行传热，将导致阀芯和阀套的配合间隙的变化，分析得出了温度变化后阀芯与阀套之间径向配合间隙的变化规律.
2020,40(5):496. [Abstract] [PDF (1976k)] |
| 基于等温活塞换热的空气压缩方法
许未晴，杜紫月，王晓双，蔡茂林，石岩，阎红娟，王佳
考虑到使用绝热压缩进行压缩空气储能系统过程中，大量的电力转为热量被耗散，提出了一种利用等温活塞吸收压缩空气中的热量，并把热量排出到缸体底部的液体中的方法，建立了等温活塞传热的无因次化数学模型.提出了影响等温活塞换热的量纲一系数Ka和Xu，分析了量纲一系数对等温活塞压缩系统的影响.采用泡沫铝作为构成等温活塞的材料进行了实例计算，结果表明压缩比为7、转速为1 200 r/min时，压缩效率可提高11%.
2020,40(5):501. [Abstract] [PDF (913k)] |
| 对流室炉管外壁清洗机设计与试验
李守忠，李海涛，刘平义，刘凯凯，太健健，杨亚飞
针对加热设备对流室内炉管积灰导致能源浪费和安全隐患等问题，设计了一种可在炉管上实现行走、导向与越障功能的清洗机.该清洗机携带有喷杆，可喷射高压水射流对炉管外壁进行清洗.喷杆可自由调整摆角以实现不同层多根炉管外壁的全面清洗.根据清洗机的结构以及工作流程，设计了清洗机的控制系统.对清洗机进行了动力学仿真，对清洗机设计参数进行了优选.搭建了试验平台与样机，试验结果表明，该清洗机运行平稳，搭载高压水射流后可实现炉管清洗作业.
2020,40(5):507. [Abstract] [PDF (2259k)] |
| 基于改进量子进化算法的稀疏特征提取方法
余发军，刘义才
特征提取是进行模式识别的关键环节，利用稀疏分解将信号表达为具有一定结构特征的原子组合，为提取信号内部特征信息提供了一种有效途径.本文提出基于改进量子进化算法的稀疏特征提取方法，利用改进量子进化算法的并行性和全局搜索能力，使信号在过完备的原子库上实现快速精确的稀疏分解.对过完备的原子库进行量子比特概率幅编码，通过量子比特的交叉进化-变异操作更新原子库，以信号残差与原子的内积作为量子进化目标函数，筛选出最具信号结构特征的原子，凭借稀疏重构实现信号的特征提取.仿真信号和故障轴承振动信号的稀疏特征提取结果表明了所提方法的有效性和优越性.
2020,40(5):512. [Abstract] [PDF (861k)] |
| 退火工艺对于TSV结构热-机械可靠性影响研究
丁英涛，陈志伟，程志强，王一丁
针对铜柱穿透硅通孔（through silicon via，TSV）结构的热机械可靠性，进行退火工艺对其影响的有限元分析研究.介绍了基于聚酰亚胺（Polyimide，PI）介质层的TSV结构的加工工艺.比较了在400℃退火温度，保温退火30 min条件下，PI和SiO2分别作为介质层时TSV结构的Von Mises应力及Cu胀出高度的分布.在此基础上，进一步针对PI-TSV结构分别对其尺寸参数（介质层厚度以及TSV直径、高度、间距）和退火工艺参数（退火温度、时间）进行变参分析.结果表明，与SiO2-TSV相比，PI-TSV结构退火后具有更好的热机械可靠性，并且适当增加介质层厚度是降低退火后PI-TSV结构的Cu胀出高度和以及热应力的有效方法.
2020,40(5):519. [Abstract] [PDF (3323k)] |
| 一种采用时域比较器的低功耗逐次逼近型模数转换器的设计
张蕾，杨晨晨，王兴华
基于CMOS 90 nm工艺设计了一款采用时域比较器的10位逐次逼近型模数转换器（successive approximation register analog-to-digital convertor，SAR ADC）.与传统动态比较器相比，时域比较器利用差分多级电压控制型延时线将电压信号转为时间信号，并通过鉴相器鉴别相位差而得到比较器结果，减小了共模偏移对比较器的影响和静态功耗.同时，电路采用部分单调式的电容阵列电压转换过程，有效减小电容阵列总电容及其功耗.仿真结果表明，在电源电压1 V，采样率308 kS/s，信号幅度0.9 V的情况下，有效位数（ENOB）为9.45 bits，功耗为13.48 μW.
2020,40(5):526. [Abstract] [PDF (968k)] |
| 基于降低互耦影响的二维稀疏阵优化设计
罗雪
通过对基于差分共阵概念的开盒阵（open box array，OBA）阵元进行重新优化，提出了一种称为稀疏H型阵的新阵型设计方案.该结构具有与OBA相同的可估计信源数，并通过降低紧密排布的传感器对数有效减小了传感器间互耦效应.基于二维酉ESPRIT算法的波达方向估计，仿真证实了所提出的阵型相较其他阵型具有更好的抗耦合能力.
2020,40(5):531. [Abstract] [PDF (582k)] |
| 一种改进的数字UQPSK载波同步方法
高飞，夏莘媛，韩晓冬
UQPSK载波同步方法目前广泛应用于无人机数据链中的数据传输系统中，但相关的恢复方式只针对模拟信号或者环路复杂情况时实现难度大.为此提出一种改进的数字UQPSK载波同步方法，主要使用判决反馈锁相环路结合UQPSK信号的星座图特点进行改进，该方法可以在低信噪比情况下以快速的收敛速度实现相位补偿和相位快速捕获.经仿真UQPSK载波同步的系统并分析得到，改进的UQPSK载波同步方法的误码率与理论误码率相近，其系统可靠性高.户外实地测试实验验证了其可行性.
2020,40(5):537. [Abstract] [PDF (3729k)] |
| 基于脉内步进LFM时频分析的抗间歇采样干扰方法
张建中，穆贺强，文树梁，李彦兵
在深入研究抗间歇采样干扰的基础上，针对其时域不连续转发与时域不连续采样两个特点，提出一种基于脉内步进线性调频（LFM）时频分析的抗间歇采样干扰方法.该方法利用脉内步进LFM子脉冲之间的正交性互相掩护，通过短时傅里叶变换，将时频矩阵在时间维投影，提取干扰不连续转发段信号，并以该段信号最大值为门限，对时频矩阵进行干扰抑制，抑制后时频矩阵通过逆短时傅里叶变换，得到时域信号，并用于目标检测.理论推导和仿真结果表明，该方法可以有效抑制不同样式的间歇采样干扰，最大限度提取不受干扰信号.
2020,40(5):543. [Abstract] [PDF (2190k)] |
| 大椭圆轨道SAR滑动聚束模式设计及斜距模型
李立，李财品，何明一
针对大椭圆轨道合成孔径雷达存在大偏心率，时变轨道高度及时变卫星速度等特性，首次开展了大椭圆轨道SAR滑动模式设计研究.对大椭圆轨道SAR滑动聚束模式设计，考虑了不同轨道位置处不同分辨率改善因子、地面波束足迹一致性、天线扫描角度、天线扫描角速度等.对大椭圆轨道SAR滑动聚束模式回波斜距模型研究.仿真分析结果表明大椭圆轨道SAR滑动聚束模式参数需要随轨道位置变化进行调整，为了满足成像需求斜距模型需要展开到三阶.
2020,40(5):552. [Abstract] [PDF (1204k)] |
| Lempel-Ziv-Welch(LZW)压缩数据误码修复技术
王刚，彭华，唐永旺，靳彦青
无损数据压缩系统非常容易出现传输误码，随着译码进行码本和数据误码的影响呈现出扩散态势，这限制了其在有噪无线信道和文件系统等可能被损坏领域的适用性.针对在GIF、PDF和TIFF等文件格式中广泛使用的无损数据压缩算法LZW，通过利用LZW压缩数据的冗余提出了误码修复算法的设计方案，并给出了相关理论依据.该方案能够兼容标准LZW算法，即用本文提出的具有误码修复能力的算法压缩文件仍然可以被标准LZW解码器解压.实验结果验证了算法的可行性和有效性.
2020,40(5):562. [Abstract] [PDF (796k)] |
| 基于局部时序特征的细胞视频动态形变度量和分类
李衡，庞枫骞，姜彬，刘志文
使用植皮手术后小鼠的淋巴细胞作为研究目标，针对其动态形变提出一种局部形变特征，用于提取细胞形变过程中的时序信息和空间信息.该特征提取算法被应用在淋巴细胞形变数据集上，并与多个基于图像特征的形变度量算法进行了比较.实验结果表明，局部形变特征能根据形变特性准确分类细胞，在度量和分类细胞动态形变方面比基于图像特征的算法更加有效.
2020,40(5):570. [Abstract] [PDF (2704k)] |
| 雅可比矩阵在机器人运动中的应用
纳文，张世强，曹越琦，孙华飞
利用雅可比矩阵的性质研究机器人的逆运动问题，特别地讨论了带冗余度和矩阵奇异的情形.首先给出逆运动的求解方法，然后给出它的应用，用梯度下降法给出关节角的迭代公式，最后给出模拟仿真结果.仿真结果表明该方法准确高效，为机器人的运动规划和控制的实现奠定基础.
2020,40(5):576. [Abstract] [PDF (609k)] |
