基于改进精英克隆选择算法的B样条曲线逼近方法

时间同步是多智能体网络协同工作的基础,具有重要意义。低成本无线传感器网络节点时钟易受到环境因素的影响,导致节点时间同步误差增大,网络信道负载增加。针对上述问题,提出了一种低时钟再同步周期、自适应温度补偿的无线传感器网络时间同步方法。首先,基于双向通信时间同步模型,提出了温度补偿的节点频移量动态估计模型;然后,采用Almon函数加权求和的方式对温度和频移量数据进行融合,解决数据采样率不匹配和模型维度高的问题;其次,为进一步提高时间同步精度,采用Kalman滤波器对频移量和相移量估计值进行滤波,并采用系统状态后验估计值对节点本地时间进行补偿;最后,参照IEEE 802.15.4标准对时间同步精度的要求,设计了一种失效风险最小化的再同步决策函数,最大限度提高节点再同步周期,减少信道负载。在高低温箱、室内和室外3种环境下进行实验以验证所提的方法。试验结果表明,与洪泛时钟同步协议(FTSP)时间同步协议相比,自适应温度补偿的时间同步(ATCTS)算法平均时间同步误差降低了97.4%,室外环境下平均时间同步周期为324 min。     

Comparison of modeling methods for wind power prediction: a critical study

Prediction of power generation of a wind turbine is crucial, which calls for accurate and reliable models. In this work, six different models have been developed based on wind power equation, concept of power curve, response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN), and the results have been compared. To develop the models based on the concept of power curve, the manufacturer’s power curve, and to develop RSM as well as ANN models, the data collected from supervisory control and data acquisition (SCADA) of a 1.5 MW turbine have been used. In addition to wind speed, the air density, blade pitch angle, rotor speed and wind direction have been considered as input variables for RSM and ANN models. Proper selection of input variables and capability of ANN to map input-output relationships have resulted in an accurate model for wind power prediction in comparison to other methods.     

基于HLS-SVDR和SPPCS的CEEMD的滚动轴承微故障特征提取

针对互补集总经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,简称CEEMD)在处理非平稳随机信号时能够有效地消除模态混叠,却仍然存在包络拟合过冲/欠冲和端点效应问题,提出了同伦-最小二乘支持向量双回归(homotopy least squares-support vector double regression,简称HLS-SVDR)的保形分段三次样条(shape-preserving piecewise cubic spline,简称SPPCS)的完备CEEMD改进方法。首先,使用SPPCS插值法消除在构造上、下包络曲线过程中产生的拟合过冲/欠冲问题,获得有效的包络线;其次,使用HLS-SVDR对各层信号极值点的包络均值曲线两端进行左、右预测覆盖以抑制端点效应;最后,将该方法用于滚动轴承的微故障特征提取的实例分析中。实验结果表明,该方法能够更有效地提取滚动轴承微故障特征,实现了一种既保持CEEMD原有特性,同时又能够抑制过冲/欠冲和端点效应的完备CEEMD算法。     

间隙配合变轨距轮对与轨道间瞬态滚滑接触模拟研究

变轨距技术是实现不同轨距铁路联运的重要手段，我国相关研究仍在起步阶段。基于显式有限元法，建立包含渐开线花键副的三维变轨距轮对-轨道耦合瞬态分析模型，于时域内模拟速度高至400 km/h下的瞬态轮轨滚滑和花键间动态接触行为及其相互影响。模型充分考虑轮轨和花键副三维几何、系统高频结构振动等，引入时变牵引/制动转矩，采用集成库仑摩擦定律的"面-面"接触算法求解轮轨接触和花键接触。假设圆柱直齿渐开线花键，齿数取32，齿侧间隙恒0.1 mm，无激励下模拟结果表明，花键副的存在使得轮轨力波动范围大于传统轮对，例如，400 km/h下法向轮轨力波动幅值增加静载的3.7%。时速400 km/h和牵引系数0.05下，内外花键的径向和角向偏置使得花键左、右两侧各存在1个位置相对固定的承载区，各涉及5~6个键齿，承载面分别为II和I键齿工作面。瞬态法、切向接触应力极值发生在靠近一系悬挂侧的齿根或齿顶部，典型值分别为102 MPa和4.6 MPa，任一键齿的应力极值因不断有键齿进出承载区而波动上升和下降。牵引系数0.3时，左侧承载区消失，右侧承载区扩至18个键齿，相同时刻下的法、切向接触应力极值因承载齿数和总接触面积增加变为89 MPa和5.2 MPa。为变轨距机构中花键的强度和动力学分析及相关设计提供精确模拟手段。     

用样条函数构成室外逐时温度的插值方法及其误差估计

建筑空调的全年能耗分析以及空调系统的动态模拟,都需要输入全年逐时气象数据.作者在构成“建筑空调能耗分析用气象资料”时,采用气象站每天八次的定时观测气温值,用样条函数方法插值确定逐时室外温度值.本文对样条函数插值方法,以及端点条件对插值误差的影响进行分析,井介绍减少插值误差的方法.     

地下水污染数值模拟中的样条4方法

采用三次样条函数方法中的样条４方法，对地下水污染中的水动力弥散方程进行求解，并在一维问题中与解析解进行了比较，结果表明，样条４方法在地下水污染数值模拟中，对抑制数值弥散是一种有效的好方法。     

层状粘弹性地基动力响应的样条半解析法

提出应用样条半解析法求解层状粘弹性地基的动力响应。首先将位移函数表示为一次样条函数与Fourier级数的乘积形式 ,并使其满足无穷远处的边界条件 ,根据复阻尼理论的拉格朗日方程 ,使问题归结为求解若干次低阶复代数方程。在此基础上求解了落锤式弯沉仪 (FWD)所记录的荷载作用下的层状粘弹性地基动力响应。数值结果表明 ,该方法具有较高的精度。从而为落锤式弯沉仪 (FWD)检测路面提供了理论基础。     

多水平集单周期电力系统频率测量方法及应用

电力系统频率测量存在精度与实时性无法同时满足的问题,因此提出一种多水平集单周期频率测量方法。首先采用数字低通滤波器滤除信号中的高频干扰,其次采用三次样条(not-a-knot)插值法对所设阈值附近的采样点进行重构,然后利用多个阈值与信号的交点进行频率估计,最后运用最优组合加权法得到电力系统频率估计结果。该方法是一种时域频率估计方法,具有计算量小、精度高的特点,可在单周期内实现电力系统频率的准确测量。仿真和实际测量实验结果验证了多水平集单周期频率测量方法的有效性和可行性。     

一种新型旋转直线组合式液压缸设计

随着制造业自动化的快速发展,市场对液压传动产品的要求也越来越高,而现有液压缸产品性能单一、运动模式少,日益不能满足市场的需求。针对此问题,设计了一种新型旋转直线组合式液压缸,该液压缸利用滚珠花键既能传递扭矩又能实现直线运动的特点,将双螺旋摆动液压缸与传统往复直线运动液压缸有机结合,不仅可以实现单一的往复直线运动和旋转运动,也可以实现复杂的旋转直线复合运动,技术功能完善,结构紧凑,输出载荷大,传动效率高,传动平稳,安装方便,能够满足市场对液压传动产品性能多样化的需求。