基于SFA-余弦相似度的轮轨异常磨耗识别方法

传统的轮轨异常磨耗检测方法过于依赖于人工经验和理论研究,检测结果容易受主观因素和理论局限性的影响,提出了一种基于符号傅里叶(SFA)-余弦相似度的轮轨异常磨耗识别方法,选取轴箱振动信号作为监测信号并对加速度信号进行时间序列分割处理,将原始时间序列信号分割成若干子序列,以充分捕捉轮轨异常磨耗的时间尺度信息,进而利用SFA时间序列符号化方法将若干个子序列时域信号转换为符号序列,利用TF-IDF词频统计方法对符号序列进行特征提取,结合改进的余弦相似度分类方法完成轮轨异常磨耗的识别。结果表明,该方法可有效识别混合叠加轮轨异常磨耗下的磨耗类型及磨耗程度,其中对叠加磨耗类型的识别准确率可达到97%以上,对叠加磨耗程度的识别准确率可达到92%以上。

基于轴箱高频振动的车轮不圆辨识方法研究

为实现对高速列车车轮高阶不圆的实时检测,研究了轴箱高频振动与车轮不圆的频谱特征和映射关系,采用频域积分方法对车轮不圆的幅值和阶次进行辨识.首先,通过静态测试和台架试验,研究我国高速铁路车轮多边形、钢轨波磨和轨道模态的表现形式;其次,通过高速列车长期服役性能跟踪试验,掌握转向架轴箱振动的时频特征和演化规律;最后,以现场出现车轮20阶多边形的车辆为研究对象,提出基于频域积分的车轮不圆阶次和幅值辨识方法.研究结果表明:CRTS-Ⅱ型轨道板钢轨三阶弯曲频率为592 Hz;列车以300 km/h运行时,20阶车轮多边形和136 mm波长钢轨波磨的响应频率分别为580 Hz和613 Hz;钢轨模态、车轮多边形以及钢轨波磨的振动主频较为集中,轴箱高频振动幅值随车速和镟后里程的增大而增大;采用加速度频域积分方法,从理论上可实现对车轮不圆幅值和阶次的辨识;基于线路实测轴箱加速度的20阶车轮多边形辨识结果与静态测试值相对误差不超过5%.

特种车辆轮毂电机铁心损耗计算研究

铁心损耗在特种车辆轮毂电机损耗中占据较大比例,直接影响驱动系统的效率和温升。为准确计算铁心损耗,以一台额定功率70 kW的轮毂电机为研究对象,通过时步有限元分析得到定子铁心各个区域的磁密波形,并分别对径向磁密、切向磁密波形进行谐波分析,进而研究旋转磁化和谐波磁场对轮毂电机定子铁耗的影响。在进行磁密波形及其谐波分析后,采用3种铁耗计算方法分别计算轮毂电机定子铁耗,从轮毂电机效率及损耗试验数据中分离出定子铁耗值,并与不同方法的计算结果进行比对分析,结果表明同时考虑旋转磁化及谐波磁场影响的计算方法精度最高,其计算结果与试验值最相近,验证了计算方法的有效性。

轨道交通复合线路轮轨力实时识别网络研究

[目的]轮轨力对研究轨道交通列车运行状态、车轮不圆及轨道波磨等问题具有重要作用。现有轮轨力识别方法存在数据采集困难、使用成本大,无法识别轨道交通线路条件下的轮轨力等问题,需对轨道交通线路轮轨力实时识别网络进行研究。[方法]基于卷积神经网络构建轨道交通线路轮轨力实时识别网络。根据某型城市轨道交通拖车实测数据,采用SIMPACK软件建立仿真模型。基于仿真数据,研究了轮轨力实时识别网络在不同曲线半径线路和不同列车运行速度等工况下对横向和垂向轮轨力的识别精度与速度。[结果及结论]轮轨力实时识别网络对轮轨垂向力的识别能力优异,其相关系数均能达到0.99,平均绝对误差约为500 N且仅为真实值的1%;该网络对轮轨横向力的识别能力随着列车运行速度的提高有所下降,但仍在可接受范围内,其相关系数由0.93降低至0.65,平均绝对误差由1480 N提高至3000 N且约为真实值的20%。轮轨力实时识别网络具备较快的计算速度,能够满足轮轨力实时识别的需求。

基于改进非线性滑模控制的轮式机器人轨迹跟踪

针对轮式机器人的轨迹跟踪控制存在的问题,设计了一种改进非线性快速终端滑模控制器(improved nonlinear fast terminal sliding mode controller,INFTSMC)的控制方案。首先,通过对轮式机器人运动学的分析建立了轨迹跟踪误差模型;其次,在设计滑模控制器阶段,针对非线性快速终端滑模控制器存在奇异点,采用一种新的滑模面幂指数时变策略来设计非奇异终端滑模控制器,解决了非线性快速终端滑模控制器奇异问题,通过构造Lyapunov函数进行稳定性分析证明了该策略的稳定性,并且进行收敛时间分析给出系统从任意初始状态收敛至平衡点所需要的时间;然后,在新的滑模面幂指数时变策略的基础上设计了轮式机器人线速度和角速度控制律,使得轮式机器人轨迹跟踪误差快速收敛至0,实现了移动机器人对期望轨迹的快速跟踪。通过仿真实验与非线性快速终端滑模控制器和传统滑模控制其进行对比,验证了改进非线性快速终端滑模控制器的优越性。

基于小波时频图和量子遗传算法的车轮扁疤检测方法

针对地铁车轮扁疤在线诊断困难问题,提出了一种基于小波时频图、灰度投影法和量子遗传算法的智能在线车轮扁疤检测方法。首先对轮轨间的垂向振动信号进行小波时频分析,得到小波时频图,然后结合灰度投影法从时频图中提取车轮扁疤的特征;最后采用量子遗传算法对支持向量机进行优化以提高SVM的分类准确率。通过一个工程实例验证了该方法在识别车轮扁疤时的有效性。结果表明,该方法能够准确且快速地检测出对车轮扁疤,且所使用的分类模型的性能优于现有模型。

计及电动汽车与飞轮储能单元的孤岛微电网负荷频率控制

针对孤岛微电网惯性和阻尼不足的问题,引入飞轮储能单元,并构建带飞轮储能单元的孤岛微电网负荷频率控制模型,研究了通信时滞对孤岛微电网系统的影响。采用适用的Lyaunov-Krasovskii泛函(LKF),通过广义自由权积分不等式对导数积分项进行界定,从而得到了时滞相关稳定性判据。当考虑电动汽车电池状态对系统增益的影响时,将系统视为参数不确定时滞系统。通过不同的参数设定,进行了仿真实验,结果证明了所提方法的有效性与优越性。

某纯电动适时四驱车型前置减速器断续啸叫问题分析及优化

本文针对某纯电动适时四驱车带脱开机构的前置减速器噪声,提出了“断续啸叫”概念,结合减速器结构分析了造成断续啸叫的原因,提出了减小大齿轮端面跳动公差、调整中间轴大齿轮径向安装间隙、减小同步器结合齿与齿套侧隙及大齿轮做动平衡的改善方案。最后根据各改善方案效果,结合量产工艺水平,提出了解决断续啸叫的最终方案,实车测试证明方案有效,对解决相似啸叫问题具有重要参考价值。

基于预瞄时间自调整控制智能车辆横向轨迹跟踪研究

提出了一种基于预瞄时间自调整控制的四轮转向(4ws)智能车辆横向轨迹跟踪算法.针对轨迹跟踪精度问题,建立了预瞄时间自调整控制驾驶员模型,调整预瞄时间,采用滑模控制对前轮进行控制.针对跟踪过程中行驶稳定性较差等问题,后轮转向采用横摆角速度反馈控制策略.在Carsim与Simulink联合仿真平台下进行单移线工况下的仿真,仿真结果表明:预瞄时间自调整控制在低速时的跟踪精度比固定预瞄时间控制提升55%,高速时提升5%.后轮转向采用横摆角速度反馈控制的质心侧偏角比采用前馈控制在低速时减小了21%,高速时减少了54%,验证了所提出的控制算法,提高了转向过程中的行驶稳定性和横向轨迹跟踪能力.

车轮踏面温度实时监测系统

介绍了一种铁路工程车辆行车安全辅助系统——车轮踏面温度实时监测系统,并详细介绍了系统组成、工作原理及安装方式。该系统可实时监测车轮踏面温度,实现特定温度阈值报警等功能,且具有安装方便、成本低等特点,经过实车验证,系统可靠,适用于大多数铁路运行车辆。

钢轨打磨仿真试验台测试条件对试验结果的影响

利用钢轨打磨仿真试验台,对打磨试验中砂轮转速、打磨功率、打磨时间、工件转速对试验结果的影响进行了综合研究,并对试验数据及现象进行了定性分析,得出了科学的打磨仿真试验测试条件。试验结果表明:单独提高砂轮转速时,打磨压力减小,工件磨削量减小,砂轮磨耗率减小,砂轮温升和工件温升下降;单独增大打磨功率时,打磨压力先快速增大后趋于缓慢,工件磨削量在13.50~14.25 kW时突然剧烈增加,砂轮磨耗率在10.50~11.25 kW和13.50~14.25 kW处突然剧烈增加,工件温升和砂轮温升先增大后趋于稳定;单独增加打磨时间时,打磨压力基本稳定,工件磨削量增加,砂轮磨耗率、砂轮温升和工件温升先增加后趋于平稳;单独提高工件转速时,工件磨削量减小,砂轮磨耗率减小。综合考虑现场实际工况和实验室内模拟效果,将打磨仿真试验台的测试条件定为打磨功率7.50~11.25 kW,打磨时间16 min,砂轮转速2400 r/min,工件转速10.85 km/h。

基于实时运动状态分析的轮式装载机稳定性研究

为研究轮式装载机行驶稳定性,该文基于动力学模型及对系统自由度的解析,建立了反映前后铰接轮组实时运动状态的轮式装载机行驶动力学模型和轮胎模型,并进行了微分求解,分析了装载机在多种复杂路况下的运动状态、轮胎实时受力情况以及横向载荷转移率LTR。结果表明:轮式装载机在任何路况行驶时,影响行驶稳定性的主要因素为速度,LTR与速度正相关;路况越恶劣,LTR越大,斜坡弯道行驶时LTR超出安全阈值的风险越大,因此应控制行驶速度以避免发生倾翻。

基于高斯扩散模型的垃圾焚烧废气排放可视化

为了预测垃圾焚烧厂排放的废气量并了解废气污染情况的指标特征,文中设计和实现了垃圾焚烧厂废气排放的可视化分析系统。文中在分析废气扩散的主要影响因素的基础上建立了基于高斯点源扩散的垃圾焚烧厂废气的扩散模型,并基于该扩散模型设计并实现了废气浓度等值线图绘制方法。在百度地图上绘制全国垃圾焚烧厂的分布图、垃圾焚烧厂废气浓度扩散等值线图,并通过动态柱状图、时间轮与柱状图相结合的方法显示垃圾焚烧厂的实时排放情况,实现了垃圾焚烧厂排放数据的可视化。可视化系统将废气的各项指标数据进行图形化展示,达到了实时监控废气污染物的目的。

基于多线程和缓存机制的定时器管理算法

经典的哈希分级时间轮算法在管理大规模定时器时存在响应时间长、累积时延高等缺点。该文借鉴"高速缓存"思想,提出了一种时间轮改进算法(Cached And Timing Wheels,CTW),基于多线程和缓存机制,提前查找和存储即将超时的定时器。该算法能够充分利用多核CPU的性能,优化开启、查找和停止定时器的操作,提升大规模定时器的管理效率。实践表明,CTW算法在管理大规模定时器时能够缩短响应时间,消除累积时延,提高定时器精度。

砂轮排布策略对轨面修复性打磨后轮轨接触特性的影响

针对以往轨面修复性打磨根据钢轨廓形精度确定打磨策略而忽略打磨后轮轨接触状态的不足,提出以基于钢轨打磨廓形的轮轨接触特性确定打磨砂轮排布策略。基于轨面修复性打磨原理,确定砂轮排布策略与打磨后的钢轨廓形之间的重构关系,建立基于“轨顶向2侧”“内侧向外侧”和“2侧向轨顶”3种典型的砂轮排布策略打磨后得到的钢轨廓形模型,再利用轮轨接触三维有限元仿真模型,开展轮轨接触载荷下轨面受到的高接触应力和低疲劳循环周次分布特征分析。结果表明:轨面修复性打磨策略的改变会显著影响打磨后轮轨接触特性,23 t轴重载荷条件下3种典型的砂轮排布策略打磨重构后的钢轨廓形,轨面受到的轮轨最大接触应力分别为863,1255和904 MPa,受到的最低应变疲劳循环周次分别为1.77×10^(5),9.97×10^(4)和1.64×10^(5)次;轨面最大接触应力剖面受到的最大应力分别为1241,1376和1270 MPa,最低应变疲劳循环周次分别为9.96×10^(4),8.60×10^(4)和9.80×10^(4)次;采用“轨顶向2侧”砂轮排布策略打磨钢轨后的轮轨接触状态优于另外2种策略。

藏族传统天文历算中的二十八宿体系研究

文章以藏族天文历算对于恒星的认识程度为着眼点,以藏族天文历算中的物候历谚语、《虎耳譬喻经》(藏文版)、《白琉璃论》等文献为研究对象,从命名、观测与研究三个方面收集并整理了藏族天文历算中二十八宿体系的起源和演变过程。文章认为时轮历思想传入之前,藏族天文历算中已经有了对二十八宿的系统命名和对某些星宿的初步观测,但是对二十八宿的系统研究始于公元9世纪印度佛经《虎耳譬喻经》传入西藏地区后才兴起的。

空间绳系机器人姿态容错控制方法研究

在精确姿态控制阶段,由于反作用轮的故障,空间绳系机器人会出现姿态控制失稳的问题,为此,提出了一种空间绳系机器人姿态容错控制的新方法。该容错控制方法利用时间延迟控制算法,将前一个周期的控制量引入到当前控制律中,估计并补偿由于反作用轮故障引起的当前控制量变化。在推导该容错控制方法的基础上证明了它的稳定性,从反作用轮无故障和有故障两个方面,对利用时间延迟控制算法与利用PD控制算法的控制律进行了仿真比较。仿真结果表明,利用时间延迟控制方法跟踪目标姿态精度高、鲁棒性强;将时间延迟控制方法用于调整反作用轮故障状态下空间绳系机器人姿态具有较强的稳定性。

一种无人值守的智能数据采集算法

针对无人值守情况下多源数据采集中的身份识别与自动称重等具有代表性的问题,利用Visual Basic中定时器交互机制和循环队列中数据存储与访问的特点,在分析系统流程和数据传输协议的基础上,提出了一种基于时间滑片和循环队列的智能数据采集算法,对各时间块长度、队列规模等参数和循环队列中的相关算法进行了探讨,描述了相应智能数据采集的算法流程图,并给出了程序运行的实例.在武汉市城市管理局垃圾场垃圾计量项目中的实施效果表明,这种算法是有效和可靠的.

车辆四轮相关时域随机输入通用模型的研究

在分析单轮时域随机输入模型产生机理基础上,建立了车辆四轮相关随机输入的滤波模型。在模型中根据各向同性假设直接得到了与车辆轮距有关的左右轮相干函数而无需实测相干函数,因此该模型适合各种车辆,通用性好,计算方便。所得路面功率谱与理论功率谱吻合很好,相关性也得到验证。该模型对车辆四轮相关频域随机输入模型也有一定的参考作用。

机车踏面擦伤计算机智能检测原理及实现

在机车踏面擦伤的自动检测中,本文提出了一种新颖的能量传递时差分析方法,并导出了计算深度的求解公式,使定性分析和定量检测都成为可能。该方法与装置在实际应用中获得了理想的结果,明显优于国外目前报导的水平。