SVM在弓网最优压力载荷确定中的应用

受电弓滑板的磨损与滑板和接触网导线之间的压力载荷有着密切关系,寻找最优压力载荷使得滑板磨损最小具有重要经济意义。通过对铜基粉末冶金滑板与铜锡导线的对磨实验,得到在不同载流、速度以及变化载荷情况下的滑板磨损情况。针对磨损量不易机理建模的问题,采用支持向量机（SVM）建立了以磨损量作为因变量,以接触压力、滑动速度和接触电流为自变量的回归预测模型,并通过单纯形法确定在特定滑动速度和接触电流条件下的基于滑板磨耗率最低的最优压力载荷,通过算例分析为磨耗率回归预测模型的应用提供参考。     

滑动电接触磨耗测控系统的研究

为了研究受电弓滑板和接触导线的摩擦磨损性能,研制了一台高性能滑动电接触磨耗试验机;其可以实现导线和滑板的均匀磨耗,可在一定范围内实现电流、载荷和速度等方面的单、多因素控制,实现对接触导线与滑板摩擦系数、滑板往复移动次数、接触导线与滑板磨耗量等的实时在线测量和数据储存,同时设计了基于LabVIEW的监测界面和数据处理系统。通过实验,分析了强电流对浸铜碳滑板摩擦磨损的影响,得出摩擦系数和磨耗率随电流的增大而增大的结论。     

滑动电接触摩擦力的BP与RBF人工神经网络建模

在弓网系统中,受电弓滑板与接触网导线之间的摩擦力受机械、电气以及它们之间的交互作用影响。摩擦力与运行速度、接触电流以及受电弓滑板和接触网导线之间的压力载荷有着密切关系。通过对浸金属碳销（滑板）与铜盘（导线）的载流摩擦实验,得出在不同载流、速度以及载荷条件下的摩擦力特性规律。因摩擦力较难实现数学建模,故采用神经网络中应用最广的BP及RBF算法分别建立了以摩擦力作为输出,以接触压力、滑动速度和接触电流为输入的预测模型,并通过Matlab进行仿真与测试。结果表明：两种算法建立的预测模型均有较高的准确度及良好的泛化能力,为进一步波动载荷下弓网滑动电接触摩擦力预测建模的应用提供参考。     

受电弓摩擦副载流磨损特性研究

为了解决电气化铁路受电弓网中摩擦副的磨损严重问题,采用自行开发的滑动电接触实验机,基于浸铜碳滑板和纯铜接触线为实验材料,在不同条件下进行了载流磨损实验,分析了受电弓滑板的磨损率与接触压力,接触电流和滑动速度之间的关系。基于方差分析表,采用F检验方法比较接触压力、接触电流、滑动速度3个因素对磨损率的影响程度,通过数据拟合的方法,建立磨损率的数学模型,并通过实验验证了所建立模型的有效性。     

基于ADASYN平衡数据的ISSA-KELM滑动电接触失效诊断

弓网滑动电接触的接触状态对电力机车的平稳运行有着直接的影响,为了判断一定工况条件下弓网滑动电接触是否失效,提出一种基于平衡数据集训练的改进麻雀算法优化核极限学习机失效诊断模型.首先,通过浸金属碳滑板与铜导线的对磨实验模拟机车运行,得到载流稳定系数与离线率随滑动速度、压力波动幅度、压力波动频率和接触电流的变化规律.其次,通过自适应综合过采样法对实验所得数据中的少数类样本进行扩充,将生成的平衡数据集用于训练核极限学习机失效诊断模型.同时,采用改进麻雀算法对模型的参数进行优化.针对基本麻雀算法存在的不足,将混沌镜向初始化策略、旋转搜索策略和柯西交叉变异策略应用于麻雀的位置更新,得到改进的麻雀算法.通过测试函数对其进行仿真测试,结果表明改进麻雀算法具有更好的稳定性和收敛精度.最后,通过将所提出模型与其他诊断模型进行对比,进一步表明了在不平衡数据集下该模型的有效性与改进算法的优越性.     

一种改进全速度差模型的稳定性分析与仿真

针对传统全速度差（FVD）模型缺乏考虑前车最优速度影响的局限性,提出了一种改进的全速度差（IFVD）模型。在IFVD模型中,除了考虑跟驰车自身的最优速度和前车的速度差外,还进一步分析了多辆前车的最优速度信息对提高交通流稳定性的作用。并利用小振幅扰动法对模型的稳定性进行了分析,推导了模型的临界稳定性条件。最后通过数值模拟方法对FVD和IFVD模型进行了对比研究。研究结果表明,在相同的初始扰动条件下,考虑前车最优速度影响的IFVD模型能更有效地抑制交通流的堵塞,且随着考虑前车数量的增多,自由流稳定的灵敏度系数临界值在减小,稳定区域逐渐增大。     

考虑后视和多前车信息反馈的车辆跟驰模型

为改进车联网环境下车辆跟驰模型的稳定性,在经典OVCM模型基础上考虑后视效应、多前车速度差和多前车最优速度记忆综合信息对交通流稳定性能的影响,提出一种基于后视和多前车信息反馈的扩展车辆跟驰模型。根据线性稳定性分析法得出模型的中性稳定性判断条件,并进行数值仿真实验与分析。实验结果表明,在扰动初始条件设置一致下,所提模型相比于OV、FVD、OVCM模型,交通流稳定区域增大,速度波动幅度减小,特别是考虑的前车数k、后视敏感系数λi和记忆效应敏感系数γi取值为k=3,λi=［0.2,0.15,0.1］,γi=［0.1,0.08,0.06］时,车辆的平均速度波动率低于0.1%,由此说明,所提模型能有效减少扰动影响,增强交通流的稳态保持。     

圆柱单自由度和双自由度涡激振动特性研究

对圆柱绕流的涡激振动过程进行了数值模拟,研究了单、双自由度下涡激振动的力学特性、振幅特性、频谱特性,探讨了单、双自由度的适用条件.结果表明,单自由度条件下,随着约化速度的增加,阻力系数时均值先增大后减小,升力系数幅值先增大后减小再增大,且进入和离开“锁定”区间时二者均会产生波动.双自由度条件下,横向与流向无量纲振幅均随雷诺数的增大先增大后减小.低质量比时,流向振动的影响不可忽略,而高质量比时,可忽略流向振动的影响.     

圆柱单自由度和双自由度涡激振动特性研究

对圆柱绕流的涡激振动过程进行了数值模拟，研究了单、双自由度下涡激振动的力学特性、振幅特性、频谱特性，探讨了单、双自由度的适用条件。结果表明，单自由度条件下，随着约化速度的增加，阻力系数时均值先增大后减小，升力系数幅值先增大后减小再增大，且进入和离开“锁定”区间时二者均会产生波动。双自由度条件下，横向与流向无量纲振幅均随雷诺数的增大先增大后减小。低质量比时，流向振动的影响不可忽略，而高质量比时，可忽略流向振动的影响。     

煤岩特性对掘进机截割头载荷的影响分析

针对煤岩条件对掘进机截割头载荷的影响问题,提出采用有限元仿真方法对截割头截割过程进行动态仿真分析。以煤岩普氏系数为煤岩特性参数,经仿真得到不同煤岩条件下的截割头动态载荷,通过分析得到了截割头三向力随煤岩普氏系数的变化规律,即截割头载荷随煤岩普氏系数的增加而增大,且当煤岩的普氏系数增大到一定程度时,截割头的牵引阻力将成为截割头的最大载荷,而侧向力一直处于较低的水平。     

Mechanical stability of the interface between a padded slider and magnetic recording disk

Contact state, friction, and meniscus load between a padded slider and a smooth disk are discrete; friction is determined by the number of pads in contact and the meniscus load acting at each pad. By inducing frictional changes through varying sliding direction, we force the slider from one stable state to another and infer which pads are in contact from the corresponding changes in friction. We find the stability of a given contact state is influenced by friction coefficient, pad location, meniscus load, applied mechanical loads and applied moments. A model is proposed to account for these effects.     

Plane strain sliding contact of multilayer magnetic storage thin-films using the finite element method

The sliding contact or scratch behavior of multi-layer thin-films such as those found in magnetic storage disks has been studied using the finite element method. A rigid cylinder sliding over a multilayered thin-film half-space was implemented to simulate the contact between a feature of the recording slider (such as the protrusion on the trailing edge of the slider, which is part of the thermal flying-height control, TFC) and the magnetic storage multilayer disk. The effects of different parameters such as normal load, friction coefficient and TFC radius on the von Mises, shear and principal stresses in the multilayer system were analyzed. Results showed that under sliding conditions, for a given normal load, the friction coefficient influences the location and magnitude of the plastic strain in the multilayer system. Repeated sliding contact was also performed to characterize its effect on the stress and strain behavior under various loading conditions and investigate shakedown behavior.     

基于改进自适应趋近率的永磁同步电机无模型控制系统设计

传统的速度环控制在永磁同步电机负载突变时,会引起转速波动较大从而影响电机运行的稳定性,为了抑制转速波动,并实现电机转速的快速响应,采用了一种基于扩展滑模扰动观测器（Extended Sliding-mode Disturbance Observer,ESMDO）的改进型趋近率控制方法;新算法通过引入含有外部扰动的电机运动方程,并将扰动进行扩展分析,建立了扰动观测器的数学模型,增加扰动观测的准确性;为了减少滑模控制器的抖振,提高响应速度,提出了一种改进型的滑模趋近率,新控制器采用增益自适应、幂次自适应的方法,实现动态调节控制增益的目的;将新算法分别与基于传统指数趋近律的无模型算法和PI控制策略进行仿真对比,仿真结果验证了所提控制策略在提高系统响应速度以及抗干扰能力方面的优异性能。     

基于终端滑模控制的电动汽车转向稳定性研究

针对电动汽车转向时的稳定性问题,以双轮毂电机电动汽车为研究对象,利用线性二自由度车辆模型得到理想参数,提出了基于横摆角速度的终端滑模横摆力矩控制。同时利用Simulink搭建了整车七自由度的车辆模型,通过低速和高速两种情况来进行算法验证。仿真结果表明,上述算法相对于垂直载荷力矩控制和传统滑模控制而言,能够有效的减少目标参数趋于稳定的时间,抗干扰能力强。力矩分配之后输出力矩作用于轮毂电机,便可以有效的保证车辆运行转向时的安全性和稳定性。     

无约束最优化问题的BFGS松弛异步并行算法

为解决大规模非线性最优化问题的串行求解速度慢的问题,提出应用松弛异步并行算法求解无约束最优化问题。根据无约束最优化问题的BFGS串行算法,在PC机群环境下将其并行化。利用CHOLESKY方法分解系数为对称正定矩阵的线性方程组,运用无序松弛异步并行方法求解解向量和Wolfe-Powell非线性搜索步长,并行求解BFGS修正公式,构建BFGS松弛异步并行算法,并对算法的时间复杂性、加速比进行分析。在PC机群的实验结果表明,该算法提高了无约束最优化问题的求解速度且负载均衡,算法具有线性加速比。     

永磁同步电机的高阶终端滑模控制方法

提出一种基于高阶终端滑模的永磁同步电机转速控制方法, 提高了系统的鲁棒性和响应速度. 根据矢量控制原理, 设计了非奇异终端滑模面, 使得电机转速、直轴电流、交轴电流在有限时间内达到给定值. 同时, 采用高阶滑模消除抖振, 保证系统的稳定性. 仿真结果表明, 和PI控制方法相比, 电机转速能够更快地跟踪给定值, 并且, 系统对于负载扰动具有较强的鲁棒性.     

基于准滑模控制的汽油发电机电子调速器研究

汽油发电机的转速变化的动态性能是影响发电机性能指标的一个重要因素,本文在分析小型汽油发电机数学模型和控制任务的基础上,提出准滑模控制算法,设计滑模控制器,并利用MATLAB工具进行仿真和配机实验,与常规滑模控制相比较。实验结果表明:采用准滑模控制器后,在保证系统的稳定性、动态性能都不变的情况下,大大减小了抖振。证实了该方法的有效性。