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2020,40(7):0. [Abstract] [PDF (0k)] |
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2020,40(7):0. [Abstract] [PDF (330k)] |
| 典型平面涡流应力传感器检测特性的仿真分析
李建伟，张卫民，高玄怡
为了在涡流应力检测中正确选择传感器的类型，对6种典型的平面涡流传感器（圆形、椭圆形、矩形、阿基米德螺线、矩形螺线和蜿蜒式）的应力检测特性进行了仿真对比.以铝板为试件，用试件电导率的变化来模拟应力变化；以检测线圈的感应电压为分析对象，从不同激励频率与提离对应力检测灵敏度的影响和传感器对应力方向的敏感性两个方面对各传感器的性能进行了对比.结果表明：随着激励频率和传感器与试件间距的变化，6种传感器的灵敏度有相同的变化规律；在只有单个激励单元的传感器中，矩形传感器的感应电压、灵敏度和对应力方向的敏感性均最好；在具有多个激励单元的传感器中，蜿蜒式传感器的总体性能最好，圆形和阿基米德螺线型传感器对应力的方向不敏感.对矩形和蜿蜒式两种传感器的应力方向敏感性进行了实验验证，结果与仿真分析结果一致.
2020,40(7):691. [Abstract] [PDF (1063k)] |
| 基于谐波平衡法的非圆面齿轮多参变振动特性研究
刘大伟，刘志家，吕珍珍
考虑齿轮的时变瞬心、刚度和误差等激励问题，基于弹性转角分离原理，构建了非圆面齿轮的量纲一动力学模型.针对时变刚度和瞬心组成的复合参数激励，采用多阶谐波平衡法得到齿轮动力学方程的近似解析解，着重分析了系统的关键参数对振动响应的影响规律以及各参数对振动的灵敏度的影响.研究结果表明：齿轮在复合参数激励下存在复杂的多频响应，响应幅值随转速、偏心率、误差幅值、啮合刚度幅值比以及负载扭矩的增大而呈现不同特点的增大趋势，齿轮系统的各参数取值对自身及其它参数的灵敏度值都将产生较大的影响.
2020,40(7):697. [Abstract] [PDF (2406k)] |
| 推杆针轮活齿传动的扭转刚度分析
费宇，李华，谢超，姚进，黄缤鸿
为研究推杆针轮活齿传动的扭转刚度及其影响因素，应用变形协调方法推导了推杆针轮活齿传动的啮合力及扭转刚度的计算公式.应用实例分析了推杆针轮活齿传动的啮合力变化规律及扭转刚度变化规律，讨论了推杆针轮活齿传动的结构参数对其扭转刚度的影响.实例分析表明：推杆活齿在齿顶和齿根处所受啮合力最小，在齿廓中部受啮合力最大；推杆针轮活齿传动的扭转刚度波动较很小；激波器偏心距和针齿数对扭转刚度的影响大；针齿半径和针轮半径对扭转刚度的影响较小；激波器半径对扭转刚度的影响几乎可以忽略.研究成果可为推杆针轮活齿传动的齿廓修形和参数选择提供理论依据.
2020,40(7):705. [Abstract] [PDF (583k)] |
| 镀层材料热及力学特性对枪管寿命的影响
耿雪浩，周克栋，赫雷，李峻松，吴其俊
为研究枪管镀层材料性能对枪管寿命的影响，综合运用身管镀层剪切失效理论和疲劳损伤累积理论，提出了基于镀层界面剪切疲劳损伤的枪管寿命预测模型.以某小口径步枪为研究对象，基于有限差分法，对内膛涂镀铬、钽和氮化硅三种不同材料的枪管在10连发射击过程中的温度场分布、镀层内应力分布以及枪管寿命进行了数值计算，研究了镀层材料的热及力学特性对枪管寿命的影响.研究结果表明，镀层的热扩散系数、影响因子η及断裂长厚比是影响枪管寿命的几个关键性能，其中断裂长厚比对界面切应力和枪管寿命的影响最大，拥有较大断裂长厚比的镀层可以在射击过程中显著降低界面切应力，进而提高枪管寿命.
2020,40(7):711. [Abstract] [PDF (1445k)] |
| 航空二冲程直喷发动机电控润滑系统试验研究
武浩，张付军，王政凯，高宏力
针对航空二冲程直喷式发动机的结构和性能要求，设计并开发了以某型电控机油泵作为核心执行器的智能化润滑系统.结合机油泵的工作原理设计出专用的驱动-反馈系统并对泵油特性进行试验研究.根据发动机的实际需求进行润滑油量的匹配计算和发动机台架试验测定，并对不同气缸的润滑油泵油均匀性进行检测.结果表明该型机油泵的有效泵油脉宽为16~30 ms，润滑系统可以满足二冲程直喷式发动机的润滑要求，泵油均匀性较好.
2020,40(7):719. [Abstract] [PDF (1447k)] |
| 纤维增强复合材料螺旋弹簧刚度预测模型
陈潇凯，李超
建立了一种通用形式的复合材料螺旋弹簧刚度预测模型，提出一种无需限定网格和节点的复合材料螺旋弹簧有限元建模方法.基于复合材料层合板理论，推导了复合材料层合板等效剪切模量，并据此建立了纤维增强复合材料螺旋弹簧刚度预测模型，该模型能够适用于任意铺层角度的纤维分布.为了解决在有限元建模过程中复合材料螺旋弹簧单元方向设置的难题，提出建立复合材料弹簧有限元模型的新方法，可直接对铺层进行设计，避免了划分网格时单元坐标系与簧丝螺旋线方向难以协调的问题.刚度预测模型计算结果与文献实验结果的对比表明，所建立的预测模型具有更好的计算精度.针对复合材料类型和纤维铺层角度的不同组合形式，利用所建立的有限元分析模型和刚度预测模型进行了对比分析，结果表明两者之间的计算误差较小，有效性较好.
2020,40(7):725. [Abstract] [PDF (1352k)] |
| 低温诱导轮空化特性数值计算研究
潘俊屹，王国玉，肖蕾，黄彪，樊亚丁
为研究低温诱导轮的空化性能，对液氮诱导轮空化流动进行了数值计算研究.数值计算采用了考虑旋转修正的FBM湍流模型和考虑热力学修正的Singhal空化模型.数值结果与实验进行对比，验证了数值计算方法的准确性.结果表明，随着空化数的降低，诱导轮空化分为无空化、间隙空化以及回流涡空化三个典型阶段.在研究选取的温度区间内（77.5 K≤T≤83 K），诱导轮不同空化阶段的分界点几乎不随温度变化.随着液氮温度的升高，诱导轮内部空穴体积呈现先增后减的趋势.对诱导轮空化热力学效应进行分析表明，当液氮温度较低时，热力学效应不显著，韦伯数主导着空化的发展；当液氮温度较高时，热力学效应增强，从而抑制了诱导轮内部空化的发展.
2020,40(7):731. [Abstract] [PDF (1984k)] |
| 基于Bank地址的IABA冲突分析及优化
王波，唐洁，张瑞
为了降低物联网应用中用于关键事务控制的硬实时任务的最坏情况响应时间（WCRT），提出了一个基于任务地址分布的bank冲突优化框架.该框架从以下两个方面改善硬实时任务的WCRT：借助任务访问缓存地址因素约束bank冲突条件，并借此收敛任务的最差情况执行时间（WCET）；基于任务访问缓存的地址分布特征优化地址映射降低冲突延迟时间.实验结果表明，所提方法分别可提升平均18.15%的冲突延迟估值以及减少大约20%的冲突延迟时间.
2020,40(7):738. [Abstract] [PDF (805k)] |
| 基于CNN-BiLSTM的自动睡眠分期方法
罗森林，郝靖伟，潘丽敏
针对目前睡眠分期存在的依赖人工特征提取、无法识别长时关联数据中的时序模式、模型对EEG时序数据分期不准确等问题，提出一种基于CNN-BiLSTM的自动睡眠分期方法.将原始数据通过改进MSMOTE算法进行过采样形成类平衡数据，再通过CNN表达其高级特征，并馈送至BiLSTM中挖掘各睡眠阶段间的依赖关系，实现睡眠数据分期特征的自动学习和睡眠周期判定.在Sleep-EDF公开数据集上的实验结果表明，CNN-BiLSTM模型的分类准确率为92.21%.同时引入改进的MSMOTE过采样技术缓解因数据不平衡所导致的少数类睡眠期判定不准确问题.在原始数据集类不平衡的情况下，实现了睡眠数据自动分期，有效提高了睡眠分期模型的准确率，具有一定的实用价值.
2020,40(7):746. [Abstract] [PDF (1069k)] |
| 自动驾驶算法的异常事件生成系统设计与评估
毛婷，梁玮
评价自动驾驶算法对异常交通事件的响应具有重要的应用价值，针对在真实世界中制造异常交通事件存在代价高、风险大等问题，本文提出了一种面向自动驾驶算法评估的异常交通事件生成方法，该方法可以自动生成5类异常交通事件；基于该方法，搭建了一个驾驶策略评估系统，以实现对自动驾驶算法的评估.为验证生成的异常交通事件的有效性，对一种基于深度网络的模仿学习自动驾驶算法进行了评估.实验结果表明，生成的异常交通事件可以更全面地评估自动驾驶算法的性能.
2020,40(7):753. [Abstract] [PDF (1788k)] |
| 基于STA/LTA的输油管道泄漏检测方法
王贵愚，方睿，孙凯，李红艳，王浩宇
研究了将微震检测中的STA/LTA方法与负压波检测法相结合，并应用于输油管道泄漏检测的技术方法.根据管道泄漏时产生的负压波波形与微震信号初至的相似性，可利用STA/LTA方法对该特征波形进行准确的提取和捕捉，并通过对比管道首末站检测到该特征波形的时间差，对泄漏点位置进行定位.研究表明该方法可有效识别突变的负压波信号，并减少传统泄漏检测方法中小波变换等信号处理方法带来的计算复杂性.室内实验结果表明，将STA/LTA应用于输油管道泄漏检测具备可行性且能够有效识别负压波信号.
2020,40(7):760. [Abstract] [PDF (654k)] |
| 基于改进x2n次方器的二进制域快速模逆
李佳琨，李喆，张靖奇，高巍
研究椭圆曲线加密算法（ECC）中模逆运算的硬件结构.实现了2个基于Itoh-Tsujii算法（ITA）的模逆硬件结构，最小时钟周期模逆结构（LCC）和高速模逆结构（HS），两种结构均使用简化为非迭代逻辑的二进制域2n次方器和模乘器，并在Xilinx Virtex-5上实现.综合结果表明，本算法提高了时钟频率，两种结构分别达到了不同场景的最小延迟.LCC结构在GF （2163）上用9周期完成运算，频率达到126.1 MHz，性能比以往工作提高56%；HS结构在GF （2193）上用20周期完成两次运算，频率达到177.6 MHz，性能比以往工作提高134%.
2020,40(7):765. [Abstract] [PDF (647k)] |
| GTEM室频域校准系统及其不确定度评定
严雪飞，刘卫东，王佳，欧渊，石根柱
研究了脉冲电场的频域校准方法并对其不确定度进行了评定，针对脉冲电场的校准需求，以三维脉冲传感器为例，建立了一套基于GTEM室的频域校准系统，通过仿真和实验，对GTEM室产生标准电场的不确定度以及传感器和标准电场之间相互影响的不确定度进行了分析，通过不确定度合成，得出了在置信概率>95%时，校准的总不确定度为4.45%.在此基础上对三维脉冲电场进行了频域校准，校准结果表明，传感器在10 MHz~1 GHz内有着比较平坦的幅频响应.本文的研究对于分析电场传感器的频域校准有一定的参考意义.
2020,40(7):771. [Abstract] [PDF (732k)] |
| 高阶调制编码辅助相位同步设计与实现
史德生，武楠，王华，梁涛，匡镜明
介绍了一种新型信道编码辅助最大似然载波相位同步算法，通过仿真分析了相位同步算法的估计精度以及对系统误码率的影响，提出了一种基于FPGA的嵌入式LDPC编码辅助载波相位同步算法结构，实现了LDPC译码器与相位同步器联合迭代，显著降低了算法的计算复杂度和处理延时.在Xilinx公司Kintex-7系列FPGA平台对上述算法进行了实现，给出了资源的使用情况.硬件测试结果表明，编码辅助相位同步算法的误码率曲线与理想同步下的结果非常接近.考虑到数据辅助相位同步插入导频引入的信噪比损失，编码辅助相位同步算法可获得约0.7~0.9 dB的信噪比增益.
2020,40(7):778. [Abstract] [PDF (934k)] |
| 基于WDF理论的电路仿真收敛性探讨
闫肃，雷蕾，仲顺安
提出了基于波形数字滤波器（WDF）理论仿真技术，与现有较为成熟的Cadence仿真技术相比，在某些模拟电路的仿真结果中存在不收敛的现象.选取由电阻、电容和电感组合而成的多种电路结构，分别在Matlab和Cadence两种仿真环境中进行仿真，并对仿真结果进行对比分析.针对波形数字滤波器理论仿真技术在某些电路中产生的不收敛现象，提出了3种优化方案.
2020,40(7):784. [Abstract] [PDF (1063k)] |
| 脉冲功率电源能量传递效率优化研究
熊诗成
研究电磁发射中脉冲功率电源系统时序放电的优化问题.在弹丸的质量和目标速度固定的前提下，提出一种基于模式搜索的时序优化方法提高发射效率.将脉冲电容器组的初始充电电压和放电时序作为优化参数，采用约束模型方法使多目标问题变成单目标优化问题，采用迭代模式搜索算法对问题进行优化，得到满足要求的优化的结果，并将结果与其他文献中的优化结果进行比较，发现发射性能有所提高，证明了提出方法的可行性.同时通过实际发射实验对此方法进行研究，发现采用此方法效率提高7%.
2020,40(7):790. [Abstract] [PDF (898k)] |
| 一种动态可配置二维CFAR处理器的设计与实现
高巍，杨昊，蒋荣堃，谢芳，周哲，王晓华
为实现多场景下二维恒虚警（CFAR）算法的硬件加速，提出了一种基于FPGA平台的动态可配置二维CFAR处理器实现结构.该处理器实现了单元平均（CA）、最大选择（GO）、最小选择（SO）及有序统计（OS）4种二维矩形窗检测器的流水运算.通过参数的控制，该处理器支持参考窗尺寸、保护窗尺寸及检测器类型等可配置.对于256×512点二维检测数据，该处理器各检测器的运算时间均小于3 ms，检测门限相对误差不超过0.1%.验证结果表明该处理器能较好地完成雷达二维检测数据的恒虚警检测工作.
2020,40(7):797. [Abstract] [PDF (838k)] |
