检索结果-内蒙古大学图书馆

西南交通大学学报 2025年

作者：毕经国柯志昊杨轶莹李诤言邓自刚西南交通大学信息科学与技术学院西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室

针对横向力不足、模型不确定和时变扰动环境下的永磁电动悬浮汽车横向运动控制问题，提出一种改进非线性模型预测横向跟踪控制方法(NMPC-ESO-EKF)以实现车辆横向精准控制. 首先，提出通过偏转磁轮来补偿系统横向力的横向运行模式，以此... 详细信息

针对横向力不足、模型不确定和时变扰动环境下的永磁电动悬浮汽车横向运动控制问题，提出一种改进非线性模型预测横向跟踪控制方法(NMPC-ESO-EKF)以实现车辆横向精准控制. 首先，提出通过偏转磁轮来补偿系统横向力的横向运行模式，以此建立横向非线性动力学模型. 然后，建立含有约束条件的NMPC控制器，并构造扩张状态观测器(ESO)来观测系统内外扰动以补偿控制输入，同时引入扩展卡尔曼滤波器(EKF)来消除传感器测量噪声对ESO观扰的影响. 最后，搭建联合仿真平台和实验平台进行仿真与实验验证. 研究结果表明：永磁电动悬浮汽车在横向运行模式下能有效实现左右横移运动；与PID-EKF控制相比，在定常数参考信号下，NMPC-ESO-EKF超调量降低98.90%，系统调节时间降低47.78%；方波参考信号下，系统平均超调量和平均跟踪误差分别降低93.77%和36.13%；施加扰动后，系统横向位移波动幅值减小34.51%，恢复时间缩短42.08%，横向控制精度与抗扰能力大幅提升，为永磁电动悬浮汽车横向控制研究提供一定参考.

关键词：磁悬浮汽车非线性模型预测控制扩张状态观测器扩展卡尔曼滤波器横向控制

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青藏线双源动车组黏着适应性研究

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西南交通大学学报 2025年第1期60卷 214-224页

作者：王波罗世辉王晨曲天威马卫华雷成西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 郑州铁路职业技术学院河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116022

为了分析运行效率更高的双源动车组在青藏线(格尔木—拉萨段)运行的可行性,建立机车动力学模型并进行了验证;采用动力学方法研究了双源动车组机车(动车)和青藏线成熟运营的HXN3内燃机车在直线段、曲线段和坡道上的牵引黏着系数、牵引力... 详细信息

为了分析运行效率更高的双源动车组在青藏线(格尔木—拉萨段)运行的可行性,建立机车动力学模型并进行了验证;采用动力学方法研究了双源动车组机车(动车)和青藏线成熟运营的HXN3内燃机车在直线段、曲线段和坡道上的牵引黏着系数、牵引力、蠕滑率与速度之间的关系;通过对比2个机车的动力学响应,验证牵引工况下双源动车组的黏着特性.通过分析可以发现:1)机车的牵引黏着系数与机车的牵引力成正比,当车速在40~120km/h时,双源动车组机车的黏着系数由0.19降低至0.09,黏着富裕度则由59.0%提高至85.7%;2)在直线段和坡道情况下,双源动车组的黏着富裕度均大于HXN3机车,对适应恶劣外界环境引起的轮轨黏着下降能力更强,对高原环境的适应性更优;3)曲线段,忽略结构引起的黏降差异,R300m曲线时,双源动车组和HXN3型机车的黏降幅度分别为6.3%和6.8%,R800 m曲线时,HXN3型机车曲线黏降幅度为3.0%,而双源动车组低于限值,可以保证有足够的黏着.

关键词：高原铁路内电双源内燃机车动力学牵引黏着

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基于视觉属性的多模态可解释图像分类方法

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自动化学报 2025年第2期51卷 445-456页

作者：王辉黄宇廷夏玉婷范自柱罗国亮杨辉华东交通大学信息与软件工程学院南昌330013 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013 浙江大学软件学院宁波315048 上海电力大学计算机科学与技术学院上海201306

基于深度神经网络(Deep neutral networks,DNN)的分类方法因缺乏可解释性,导致在金融、医疗、法律等关键领域难以获得完全信任,极大限制了其应用.现有多数研究主要关注单模态数据的可解释性,多模态数据的可解释性方面仍存在挑战.为解决... 详细信息

基于深度神经网络(Deep neutral networks,DNN)的分类方法因缺乏可解释性,导致在金融、医疗、法律等关键领域难以获得完全信任,极大限制了其应用.现有多数研究主要关注单模态数据的可解释性,多模态数据的可解释性方面仍存在挑战.为解决这一问题,提出一种基于视觉属性的多模态可解释图像分类方法,该方法将可见光和深度图等不同视觉模态提取的属性融入模型的训练过程,不仅能通过视觉属性和决策树对已有的神经网络黑盒模型进行解释,而且能在训练过程中进一步提升模型解释信息的能力.引入可解释性通常会造成模型精度的降低,该方法在保持模型具有良好可解释性的同时,仍具有较高的分类精度,在NYUDv2、SUN RGB-D和RGB-NIR三个数据集上,相比于单模态可解释方法,该模型准确率明显提升,并达到与多模态不可解释模型相媲美的性能.

关键词：可解释性视觉属性多模态融合决策树图像分类

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基于社会力模型和改进K短路径规划的地铁站客流疏散方法研究

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北京化工大学学报(自然科学版) 2025年第2期52卷 54-64页

作者：赵利强刘进益唐水雄唐金金节孟轩北京化工大学信息科学与技术学院北京100029 北京驿禄轨道交通工程有限公司北京101200 北京交通大学交通运输学院北京100044

城市轨道交通车站客流密度大,站内乘客走行流线复杂,根据车站环境特征及乘客走行流线规划出合理的疏散路径能更加高效快捷地完成乘客的疏散。针对自适应社会力模型无法根据车站出口开闭信息为行人实时规划疏散路径的问题进行研究,提出... 详细信息

城市轨道交通车站客流密度大,站内乘客走行流线复杂,根据车站环境特征及乘客走行流线规划出合理的疏散路径能更加高效快捷地完成乘客的疏散。针对自适应社会力模型无法根据车站出口开闭信息为行人实时规划疏散路径的问题进行研究,提出一种基于社会力模型和改进K短路径规划的地铁站客流疏散仿真方法。对传统Yen算法进行改进,使其可以求解出乘客到达多个疏散口的K条短路径,为乘客的疏散过程提供路径信息。为了验证所提出方法的有效性,设计了简单场景下的人群疏散仿真实验,实验结果表明结合改进K短路径规划的自适应社会力模型的疏散效果更优。将所提方法用于地铁车站客流疏散仿真实验,结果证明所提出的仿真方法切实可行,可以应用于地铁车站的客流疏散仿真中。

关键词： K短路径规划社会力模型客流疏散自适应计算城市轨道交通

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超高真空环境下TC4钛合金和ZrO_(2)陶瓷的出气性能研究

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材料导报 2025年第1期39卷 281-285页

作者：焦纪强蒙峻谢文君刘建龙魏宁斐罗成郭方准王润成大连交通大学机械工程学院辽宁大连116000 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049

内衬超薄壁真空腔体是离子加速器真空系统的核心元件,为了获得超高真空环境,对内衬材料的出气性能有较高要求。基于新型双通道出气率实验装置,完成了TC4钛合金和ZrO_(2)陶瓷在常温抽气、不同烘烤温度及烘烤结束后不同温度下的出气率实验... 详细信息

内衬超薄壁真空腔体是离子加速器真空系统的核心元件,为了获得超高真空环境,对内衬材料的出气性能有较高要求。基于新型双通道出气率实验装置,完成了TC4钛合金和ZrO_(2)陶瓷在常温抽气、不同烘烤温度及烘烤结束后不同温度下的出气率实验;通过数值拟合方法获得了材料在不同加热温度下的出气率表达式;搭建了钛合金内衬超薄壁真空腔体压力实验装置,通过实验和仿真对比分析了不同工况下的压力分布。结果表明,烘烤温度越高,最终出气率越低,250℃烘烤时出气率较150℃时降低了约21%。经过高温烘烤后,当材料温度从50℃升高至210℃时,两种材料的出气率呈指数增加趋势,但钛合金的出气率低于陶瓷的出气率。常温抽气和烘烤过程中真空腔体压力梯度较小,对其进行升温时中间位置压力变化幅度较大,当温度为100℃,中间位置压力从初始值1.41×10^(-9)Pa升高至4.51×10^(-9)Pa;压力仿真结果和实验结果一致,平均相对偏差为6.86%。以上结果填补了钛合金和陶瓷出气率数据库,能够预测及评估真空腔体不同工况下的极限压力,为超高、极高真空获取提供数据支撑。

关键词：离子加速器超高真空 TC4钛合金 ZrO_(2)陶瓷出气率压力分布

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考虑磨耗演化的高速列车车轮型面多目标优化

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铁道科学与工程学报 2025年第1期22卷 51-65页

作者：周骏刘林芽李纪阳华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 江西工业职业技术学院江西南昌330096 萍乡学院江西萍乡337055

高速铁路车轮的磨耗性能对于车轮型面的设计和性能评估至关重要。微小的型面变化可能会导致轮轨接触几何特性发生重大改变,合理的轮轨型面匹配能够改善轮轨磨耗,提高车辆性能和脱轨安全性。提出一种考虑磨耗演化的车轮型面优化方法。首... 详细信息

高速铁路车轮的磨耗性能对于车轮型面的设计和性能评估至关重要。微小的型面变化可能会导致轮轨接触几何特性发生重大改变,合理的轮轨型面匹配能够改善轮轨磨耗,提高车辆性能和脱轨安全性。提出一种考虑磨耗演化的车轮型面优化方法。首先,通过追踪测试不同运营时期的磨耗型面,确定车轮磨耗的主要范围作为优化区域。然后,结合非均匀有理B样条(NURBS)拟合算法对车轮型面进行曲线插值拟合,构建了车轮型面的参数化模型。接着,将考虑车轮磨耗演化的预测模型引入到多目标函数中,同时引入了目标函数自适应权重调整因子,建立了车轮型面的多目标优化模型。采用拉丁超立方采样方法建立RBF代理模型进行模拟仿真计算,并利用TS-NSGA-II多目标优化算法进行车轮型面的优化设计。最后,对优化型面LMA-opt与LMA型面进行对比验证分析,包括车轮磨耗演化分析、轮轨静接触分析、轮轨动态接触分析和车辆动力学性能分析4个方面。结果表明,优化后的车轮型面磨耗得到显著改善,具备更好的静态几何接触性能和动态特性。这有助于提升车辆曲线通过性能,并在镟修周期内有效降低车轮的磨耗量和疲劳损伤,从而延长车轮使用寿命,提高车辆的可靠性和安全性。这项研究为车轮型面的优化提供了一种智能化的设计方法和参考。

关键词：轮轨磨耗滚动接触疲劳损伤多目标优化车辆动力学代理模型

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自适应双阻尼小波字典的轴承复合故障诊断方法

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振动与冲击 2025年第7期44卷 239-246页

作者：胡俊锋赵丽娟严雪竹张龙江西交通职业技术学院轨道交通学院南昌330013 华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

针对强背景噪声下难以准确提取出轴承复合故障中各故障类型有效特征的问题,提出一种基于最大相关峭度解卷积(maximum correlated kurtosis deconvolution,MCKD)和稀疏表征的轴承复合故障诊断方法。该方法首先通过MCKD算法实现复合故障... 详细信息

针对强背景噪声下难以准确提取出轴承复合故障中各故障类型有效特征的问题,提出一种基于最大相关峭度解卷积(maximum correlated kurtosis deconvolution,MCKD)和稀疏表征的轴承复合故障诊断方法。该方法首先通过MCKD算法实现复合故障的分离,并达到初步增强故障冲击特征的效果;然后进行稀疏表征字典设计先验知识分析,构造与真实故障脉冲响应更加匹配的双阻尼非对称小波参数字典,结合正交匹配追踪算法,稀疏重构出各故障特征;最后对重构分量做包络谱分析,提取轴承故障特征频率。考虑到MCKD算法和非对称小波中的参数选取决定着最终的特征提取效果,使用鲸鱼优化算法实现参数自动优化选取。仿真数据和试验台数据分析结果表明,所提出的方法可有效提取出轴承复合故障中的各类故障成分,且相比常用的单阻尼Laplace小波字典具有一定的优越性。

关键词：复合故障最大相关峭度解卷积(MCKD)算法双阻尼非对称小波稀疏分解特征提取

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双目标优化的动车组单部件预防性维护策略

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中国工程机械学报 2025年第02期23卷 346-350+355页

作者：佟景泉强生杰何雨畅卢艳丽广东交通职业技术学院轨道交通学院华东交通大学交通运输工程学院中国铁路武汉局集团有限公司

为研究部件维护难易程度差异对模型维护成本和可用度的影响，以动车组某机械部件为研究对象，部件可靠度阈值为决策变量，采取两参数威布尔分布描述部件故障率演化规律。结合我国现行动车组多级修程修制，建立了双目标优化的动车组单部... 详细信息

为研究部件维护难易程度差异对模型维护成本和可用度的影响，以动车组某机械部件为研究对象，部件可靠度阈值为决策变量，采取两参数威布尔分布描述部件故障率演化规律。结合我国现行动车组多级修程修制，建立了双目标优化的动车组单部件预防性维护策略。在维护方式上实施两级非完美维护，引入效费比的概念判别部件每次维护方式的选取。综合考虑部件故障部位检测难易程度、部件安装位置、部件拆卸难易程度、部件复杂度这4方面因素，采取层次分析法量化部件维护难易程度，研究其对维护成本和可用度的影响。算例分析表明：考虑维护难易程度的维护模型能够有效降低维护成本和提升可用度，为动车组维护策略的制定提供了理论参考。

关键词：动车组维护难易程度决策变量两级非完美效费比

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动车组牵引电机匝间短路故障诊断方法研究

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铁道机车车辆 2025年第1期45卷 144-151页

作者：马杰都业林金涛朱忠焕辽宁铁道职业技术学院铁道车辆学院辽宁锦州121000 大连交通大学机车车辆工程学院辽宁大连116028 中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116022 沈阳动车段沈阳110179

动车组牵引电机定子匝间短路故障隐匿性强,准确的诊断可以避免进一步扩展为相间和对地短路故障。牵引电机一般采用电流闭环的控制方式,与恒压频比的开环控制方式不同,定子频率动态变化。应用全相位时移相位差频谱矫正法计算动车组牵引... 详细信息

动车组牵引电机定子匝间短路故障隐匿性强,准确的诊断可以避免进一步扩展为相间和对地短路故障。牵引电机一般采用电流闭环的控制方式,与恒压频比的开环控制方式不同,定子频率动态变化。应用全相位时移相位差频谱矫正法计算动车组牵引电机的三相电流和零序电压的基波分量,以三相电流基波频率、幅值、相位差及零序电压基波幅值为故障特征,以随机森林为模型诊断牵引电机定子匝间短路故障。设计能量互馈的动车组牵引电机定子匝间短路故障模拟试验平台,通过匝间短路故障模拟试验获取试验电机的无故障和匝间短路故障样本。以试验样本为基础训练和测试随机森林模型,故障诊断模型在训练数据集上的准确率为100%,在测试数据集上的准确率为94.79%,该模型在检测定子匝间故障的同时,也可以定位匝间短路的故障相。

关键词：牵引电机匝间短路故障诊断全相位FFT 随机森林

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高速动车组柔性车体-座椅-人体系统耦合振动特性

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中国铁道科学 2025年第1期46卷 167-181页

作者：高建敏王谢堂西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 赣州职业技术学院电气工程学院江西赣州341000

针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平... 详细信息

针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平顺激励下人体生物力学特性对高速轻量化动车组振动特性的影响,以及车体柔性振动作用下不同座位处人体的动力响应特征。结果表明:人体生物力学特性会增大车体某些柔性模态频率;满座工况下,基于人车耦合动力学模型得出的5 Hz频率以上的共振峰频率和横向共振峰幅值较传统车辆动力学模型的大,而垂向共振峰幅值则较传统车辆动力学模型的小;车体振动响应的1阶峰值频率明显降低,而幅值则略有增加;人体在一定程度上起到阻尼吸振的作用,在300 km·h^(-1)行车速度和满座工况下,人体可明显抑制车体5 Hz频率以上的高频垂向振动,而弹性车体的振动则会激发人体垂向5.25 Hz和横向2.13 Hz频率左右的固有模态,使人体在该频域下的振动能量有所增加。因此,若以车体地板振动加速度代替人体响应评估高速动车组的振动舒适性,会与真实的人体振动程度存在一定偏差。

关键词：高速动车组-座椅-人体耦合动力学模型人体生物力学特性耦合振动特性轻量化车体坐姿人体

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