检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第5期40卷 1723-1732页

作者：黄用华梁子彦庄未任仰华桂林电子科技大学机电工程学院

车体质量偏心是无人自行车一个重要的性能参数,为了降低车体质量偏心对无人自行车航向轨迹的影响,提出一种基于有模型强化学习原理的概率推理学习优化(PILO)偏心校正方法.该方法以车体侧向倾角(倾角速度)、车把转角(转角速度)以及车把... 详细信息

车体质量偏心是无人自行车一个重要的性能参数,为了降低车体质量偏心对无人自行车航向轨迹的影响,提出一种基于有模型强化学习原理的概率推理学习优化(PILO)偏心校正方法.该方法以车体侧向倾角(倾角速度)、车把转角(转角速度)以及车把控制力矩为输入,以车体侧向倾角速度(倾角加速度)以及车把转角速度(车把转角加速度)为输出,利用高斯过程回归(GPR)构建系统的概率动态模型(PDM)表征系统的不确定性动态,并将其用于后续的状态序列预测;将质量偏心作为车把PD控制器的一个参数,考虑车体航向与车把转角间的运动约束,通过车体航向角速度构造目标函数,优化并校正系统的质量偏心参数.设定8种不同的负载偏心开展无人自行车仿真以及物理样机实验,结果表明:PILO系统校正的绝对误差不超过0.005 rad,相对误差低于10%,且展现了一定的抗干扰能力;与无模型的认知学习偏心优化(RLO)校正系统相比,PILO系统在参数整定难度、智能化以及容错能力等方面具有一定优势.

关键词：无人自行车车体航向质量偏心校正概率推理学习优化概率动态模型高斯过程回归

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基于变窗口自适应无迹卡尔曼滤波的锂离子电池荷电状态预测

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电工技术学报 2025年第6期40卷 1974-1983页

作者：范兴明吴润玮封浩张鑫桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

基于噪声协方差匹配方法的自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法,其固定长度的时间窗影响算法噪声统计量。且AUKF中匹配窗口长度常由经验法确定,在复杂工作条件下容易引起噪声协方差估算的不确定。为了进一步提高算法的噪声协方差估算精度,... 详细信息

基于噪声协方差匹配方法的自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法,其固定长度的时间窗影响算法噪声统计量。且AUKF中匹配窗口长度常由经验法确定,在复杂工作条件下容易引起噪声协方差估算的不确定。为了进一步提高算法的噪声协方差估算精度,提出一种由自适应遗传算法(AGA)确定初始窗口长度的变窗口自适应无迹卡尔曼滤波(VAUKF)。并引入Allan方差分析法识别误差序列的波动,再基于更新规则适当调整窗口长度,提高VAUKF对时变噪声的抗干扰能力。通过FUDS、US06工况验证所提出的VAUKF算法可行性。仿真结果表明,VAUKF相比AUKF在不同工况下都实现了荷电状态(SOC)预测精度和鲁棒性的提高。

关键词： SOC预测自适应无迹卡尔曼变窗口自适应无迹卡尔曼

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基于摩擦力改进模型的数控进给自适应鲁棒控制

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计算机集成制造系统 2025年第2期31卷 470-478页

作者：梁蔓安周德俭西安电子科技大学机电学院陕西西安710071 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

针对数控进给中摩擦力和转动惯量变化导致伺服轨迹跟踪性能降低的问题,对摩擦力LuGre模型进行改进,并基于改进模型提出一种自适应鲁棒控制方法。改进模型定义棕毛体变形瞬态偏差为状态变量,使静态摩擦和动态摩擦分量平行地体现于摩擦力... 详细信息

针对数控进给中摩擦力和转动惯量变化导致伺服轨迹跟踪性能降低的问题,对摩擦力LuGre模型进行改进,并基于改进模型提出一种自适应鲁棒控制方法。改进模型定义棕毛体变形瞬态偏差为状态变量,使静态摩擦和动态摩擦分量平行地体现于摩擦力模型中;模型具有简化系统参数自适应手段、实现实际物理意义下参数在线估计的优点。控制器在完成自适应估计和补偿的同时能够保证瞬态特性,并采用双区间变量非线性反馈替代恒定近似滑模带设计,从而避免因权衡稳态精度与滑模抖动带来的整定困难。硬件在环实验验证了理论的有效性和可行性,变幅值正弦轨迹跟踪对比实验表明控制器对摩擦力跨象限误差具有显著的抑制作用。

关键词：摩擦力模型数控机床自适应估计滑模控制自适应鲁棒控制

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基于变密度拓扑优化的液冷板散热流道设计

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储能科学与技术 2025年第2期14卷 702-713页

作者：杨智颖卢伟姚嘉程阳伍德坚文海龙桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

电动汽车的热管理以液冷散热为主,针对传统蛇形液冷板散热流道存在均温性差、压降高等不足,尝试应用拓扑优化技术进行流道设计,以满足电池包高温安全性和均温性的要求。首先,基于Comsol变密度拓扑优化的2D仿真,以设计域平均温度最低为... 详细信息

电动汽车的热管理以液冷散热为主,针对传统蛇形液冷板散热流道存在均温性差、压降高等不足,尝试应用拓扑优化技术进行流道设计,以满足电池包高温安全性和均温性的要求。首先,基于Comsol变密度拓扑优化的2D仿真,以设计域平均温度最低为目标函数,流道体积分数作为约束条件,通过变量控制法获得设计域中流道分布规律,采用亥姆霍兹过滤器进行敏度过滤,得到新型树状拓扑优化流道的设计。将2D拓扑仿真结果转化为实际流道几何模型,并通过3D打印技术制备树状拓扑流道散热板。采用热流耦合的仿真模拟技术,进行响应面实验设计,研究流道体积分数A、入口温度B、流量C对散热性能的交互影响,通过实验验证了拓扑流道的实际温控能力,证实了仿真模拟的高预测精度。利用非支配遗传算法的优化迭代分析,获取最优帕累托前沿解,即A=0.3、B=20℃、C=10 L/min时具有最佳散热性能。拓扑流道最优方案与蛇形流道相比,进出口压降从4863 Pa下降到822 Pa,下降83%;电池模组最高温度从27.88℃下降到27.21℃,下降2.4%;温差从5.7℃下降到4.95℃,下降13.2%。以上结果均满足了电池模组驱动耐久工况下的测试要求。本工作验证了树状拓扑优化流道进行电池模组热管理的优势,为电池热管理系统的设计提供了有效的方案。

关键词：电池包热管理变密度拓扑优化树状流道设计响应面优化非支配遗传算法

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石墨烯增强复合材料多孔层合壳的动力稳定性优化

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振动工程学报 2025年

作者：黄小林王成哲孙文玉唐思远桂林电子科技大学建筑与交通工程学院

本文探讨了石墨烯增强功能梯度多孔层合壳在气流和热荷载作用下的颤振优化问题。通过引入非线性收敛因子和自适应调整机制，对传统灰狼优化算法进行了精细化改进，以结构重量与固有频率的比值为优化目标，以半锥角、层数和孔隙体积分数... 详细信息

本文探讨了石墨烯增强功能梯度多孔层合壳在气流和热荷载作用下的颤振优化问题。通过引入非线性收敛因子和自适应调整机制，对传统灰狼优化算法进行了精细化改进，以结构重量与固有频率的比值为优化目标，以半锥角、层数和孔隙体积分数为优化变量，通过改进的灰狼优化算法，获得了最优设计参数，并以颤振临界速度作为评估结构动力稳定性的指标。研究结果显示，改进的灰狼优化算法具有更强的全局搜索能力和更高的求解精度；若环境温度从500K降低至400 K、石墨烯质量分数从0%增至2%以及长径比从6.0减至4.0时，颤振临界速度分别提高了25%、12%和23%；此外，石墨烯与孔隙的分布及含量对最优层数有显著的影响，边界条件、环境温度及长径比等外部因素对壳体最优半锥角和层数的影响则较小，但它们对最优孔隙体积分数的影响却不容忽视。

关键词：改进的灰狼优化算法石墨烯纳米片孔隙功能梯度材料颤振

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基于点云与图像的沥青路面构造深度预测模型

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太原理工大学学报 2025年

作者：英红朱嘉丽覃云涛刘曦民桂林电子科技大学建筑与交通工程学院

针对实现输入数字图像纹理参数即可获得沥青路面平均构造深度的目标，首先，使用智能手机和自制暗箱采集沥青路面数字图像，从预处理后的数字图像中提取像素参数及灰度共生矩阵特征参数共11个特征。结合Pearson相关系数、随机森林（RF... 详细信息

针对实现输入数字图像纹理参数即可获得沥青路面平均构造深度的目标，首先，使用智能手机和自制暗箱采集沥青路面数字图像，从预处理后的数字图像中提取像素参数及灰度共生矩阵特征参数共11个特征。结合Pearson相关系数、随机森林（RF）和轻量的梯度提升机（LightGBM）的特征重要性融合结果，筛选出6个最佳特征参数作为预测模型的输入数据集。其次，采用三维激光扫描仪采集相对应的沥青路面三维点云数据，提出一种模拟铺沙面的平均构造深度计算方法。本文采用广义回归神经网络（GRNN）、RF和LightGBM三种机器学习方法构建沥青路面平均构造深度预测模型，同时利用网格搜索算法优化超参数，选取R2、MAE、RMSE量化评价不同模型的预测性能。结果表明，GRNN、RF和LightGBM三种预测模型对路面平均构造深度的预测效果均较好，R2均达到0.85，其中LightGBM模型的综合评价最优，R2为0.9436，比其他模型分别高3.2111%、9.3048%。

关键词：道路工程沥青路面平均构造深度三维点云技术灰度共生矩阵机器学习

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侵蚀环境下C-S-H/γ-FeOOH界面黏结性能的分子动力学模拟

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科学技术与工程 2025年第13期25卷 5544-5551页

作者：陈彦齐马彬魏燕锋楚云帆桂林电子科技大学建筑与交通工程学院桂林541004

采用分子动力学研究了不同浓度NaCl溶液对水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,C-S-H)和钢筋钝化膜(γ-FeOOH)(下文简称为C-S-H/γ-Fe OOH)界面黏结性能的影响,从界面处离子演化、径向分布函数、粒子强度分布、相互作用能和力学性能等... 详细信息

采用分子动力学研究了不同浓度NaCl溶液对水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,C-S-H)和钢筋钝化膜(γ-FeOOH)(下文简称为C-S-H/γ-Fe OOH)界面黏结性能的影响,从界面处离子演化、径向分布函数、粒子强度分布、相互作用能和力学性能等方面揭示了Na Cl溶液浓度的影响机理。研究结果显示,随着Na Cl溶液浓度升高,层间Ca_(h)^(2+)离子从C-S-H表面脱离扩散至层间溶液,Na^(+)离子进入C-S-H层中,Ca_(h)^(2+)离子对溶液中Cl^(-)离子具有吸附作用,导致C-S-H表面出现Ca_(h)^(2+)和Cl^(-)的离子团。此外,由于γ-Fe OOH表面羟基振荡,为Na^(+)离子提供吸附点位,致使γ-Fe OOH表面Na^(+)离子增多。当Na Cl溶液浓度升高时,Ca_(h)—O_(s)的径向分布函数(radial distribution function,RDF)峰值逐渐降低,Ca_(h)—O_(w)、Ca_(h)—Cl和Na—O_(s)的RDF峰值均逐渐升高,该结果与离子强度分布一致,其中O_(s)为C-S-H中硅链上的氧,O_(w)为层间溶液水中的氧。Ca_(h)^(2+)离子与水中O_(w)形成离子键,导致C-S-H表面Ca_(h)—O_(s)离子键减少。Ca_(h)—O_(s)离子键的强度和稳定性优于Ca_(h)—O_(w),故随着Na Cl溶液浓度的升高,C-S-H/γ-FeOOH界面相互作用能和峰值应力均呈下降趋势。

关键词： C-S-H γ-FeOOH NaCl溶液黏结性能分子动力学

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基于改进YOLOv8的沥青路面深度图像病害检测算法

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湖南科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期40卷 88-101页

作者：英红覃云涛刘曦民朱嘉丽陈蔚铭桂林电子科技大学建筑与交通工程学院广西桂林541004

为解决沥青路面病害检测人工成本高、检测精确度与效率低下的问题,提出一种面向多尺度目标沥青路面深度图像的轻量化道路病害检测模型RBDN-YOLO-E.通过无人机快速扫描沥青路面并建立三维点云模型得到路面深度图像,将2 496张深度图像建... 详细信息

为解决沥青路面病害检测人工成本高、检测精确度与效率低下的问题,提出一种面向多尺度目标沥青路面深度图像的轻量化道路病害检测模型RBDN-YOLO-E.通过无人机快速扫描沥青路面并建立三维点云模型得到路面深度图像,将2 496张深度图像建立沥青路面病害检测数据集,并按7∶2∶1的比例划分为训练集、验证集以及测试集.在网络主干的C2f中引入重塑空间注意力卷积模块RFAConv得到C2f_RFAConv模块以关注感受野空间特征,为图像每个区域的特征提取提供了定制化的关注度;在网络颈部的C2f中引入可变形卷积DCNv3得到C2f_DCNv3模块以提升模型对目标形变的建模能力,降低输出通道数和模型计算成本,提高识别的精确度;将网络中SPPF模块替换为SPPELAN模块的空间金字塔池化结构以生成更多尺度,提高特征表示能力.试验结果表明:RBDN-YOLO-E模型相对于YOLOv8n模型的mAP50、F1值、精确率、召回率和推理时间分别提升了1.70%,2.00%,4.29%,2.00%,3.40%,而模型计算量、参数量和模型大小分别降低了0.9 GFLOPs, 0.73 M,1.4 M.通过结合无人机与改进模型RBDN-YOLO-E,可以更安全、快速和准确地提取沥青路面病害,有效解决传统沥青路面病害的检测精度与成本问题,提高对沥青路面病害的检测效率.

关键词：病害检测轻量化无人机深度图像 YOLOv8n

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下伏溶洞顶板厚度对桩基承载特性影响模型试验研究

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岩石力学与工程学报 2025年第1期44卷 236-247页

作者：杨柏肖世国覃超杨源浩石青叶西南交通大学地球科学与工程学院四川成都610031 桂林电子科技大学建筑与交通工程学院广西桂林541004 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为研究下伏溶洞顶板厚度对嵌岩桩承载特性的影响,开展不同顶板厚度(1D~5D,D为试桩桩径)条件下模型桩载荷试验,揭示溶洞顶板破坏模式、荷载-位移曲线、桩身轴力和阻力分布特征、极限承载力随顶板厚度变化的规律,并建立溶洞顶板极限承载... 详细信息

为研究下伏溶洞顶板厚度对嵌岩桩承载特性的影响,开展不同顶板厚度(1D~5D,D为试桩桩径)条件下模型桩载荷试验,揭示溶洞顶板破坏模式、荷载-位移曲线、桩身轴力和阻力分布特征、极限承载力随顶板厚度变化的规律,并建立溶洞顶板极限承载力计算模型,基于顶板破坏模式和H-B准则提出计算式,得出下伏溶洞桩基极限承载力计算方法。研究结果表明:(1)顶板厚度为1D,2D时,顶板破坏形式为冲切破坏;顶板厚度为3D,4D时,为弯拉-冲切组合破坏;顶板厚度为5D时,为弯拉破坏;下伏溶洞顶板临界厚度为5.9D。(2)试桩荷载-位移曲线呈陡变型,陡变点出现前,荷载-位移关系呈线性形态,荷载-位移曲线陡变点对应桩顶位移为(0.215~0.3)D,规范取0.05D位移对应荷载作为桩基极限承载力偏于保守。(3)顶板厚度每增加1D,试桩极限承载力显著提升,但增幅由158%逐步降低至35%;当顶板厚度超过2D,试桩桩端承载比例超过90%。(4)所建立的下伏溶洞桩基极限承载力计算方法,与试验结果的误差范围为3.29%~15.62%,吻合较好。

关键词：桩基工程嵌岩桩溶洞顶板厚度承载特性模型试验

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基于改进自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波算法的车辆目标跟踪

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科学技术与工程 2025年第11期25卷 4605-4611页

作者：南奔洋匡兵景晖桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

为解决传统交互式多模型(interactive multiple model, IMM)算法在车辆目标跟踪中存在模型概率变化不明显和跟踪精度不足问题,提出一种改进的自适应IMM-UKF(unscented Kalman filter)算法。首先采用匀速直线、匀加速直线和匀速转弯来建... 详细信息

为解决传统交互式多模型(interactive multiple model, IMM)算法在车辆目标跟踪中存在模型概率变化不明显和跟踪精度不足问题,提出一种改进的自适应IMM-UKF(unscented Kalman filter)算法。首先采用匀速直线、匀加速直线和匀速转弯来建立车辆的运动模型,并通过无迹卡尔曼滤波对车辆目标进行跟踪。然后将子模型概率变化率作为IMM算法修正参数,对马尔可夫矩阵主对角线和非主对角线元素采用不同的修正策略。最后设置判定窗修正归一化后的马尔可夫矩阵主对角线元素,以扩大匹配模型的概率。结果表明,改进算法模型概率变化更加明显,位置和速度均方根误差均要小于原有算法,有效地提高了跟踪精度。

关键词：目标跟踪交互式多模型自适应马尔可夫矩阵无迹卡尔曼滤波

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