控制与信息技术 /oa 我国深海作业级 ROV 技术现状及发展展望 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030001 深海作业级遥控潜水器(remotely operated vehicle, ROV)在海洋勘测、资源开发和海洋环境保护等方面发挥着重要作用。文章介绍了深海作业级 ROV 系统的组成,对其在国内外的研究现状进行了概述,并在动力传输、通信和导航定位、水下目标识别技术及可靠性等方面进行了展望;指出我国深海作业级 ROV 的发展主要受限于浮体材料及七功能机械手、声呐、脐带缆、高清相机等关键零部件,同时还需在动力传输、导航定位、通信、水下目标探测和识别方面应有所突破。 2020年06月05 00:00 2020年03期 1 7 658082 沈 克,严 允,晏红文 水下机械手电液伺服系统前馈补偿控制策略研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030002 对典型高性能水下机械手电液伺服系统进行分析,以 Schilling 公司的 Titan 4 七功能机械手为例,建立了电液伺服系统的数学模型;针对水下机械手的工作特点,借鉴地震模拟振动台广泛采用的三状态控制技术,设计了伺服控制策略,采用 PID 和前馈补偿控制的方法,实现了快速响应和高精度的控制效果。Matlab/Simulink 仿真结果表明,采用基于三状态控制技术的前馈补偿控制算法可有效提高系统响应速度,扩展了机械手在复杂水下环境中的作业能力。 2020年06月05 00:00 2020年03期 8 13 616807 王鸿飞,严  允,罗凌波,晏红文 一种深海作业级 ROV 用电控负载敏感液压系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030003 针对传统负载敏感液压系统因负载油路长产生沿程压力损失而导致控制偏差的问题,设计了一种电控负载敏感液压系统;为兼容深海作业级遥控潜水器(ROV)推进系统和工具系统各自的特殊需求,该系统分别设计了电控负载敏感模式和电控恒压模式。对所设计的液压系统进行建模,仿真结果表明该系统响应快、控制精度高,系统输出流量从 0 增至目标值仅需 0.17 s,在负载波动 ±30% 的情况下系统输出流量的波动值仅 1.51%,可以满足ROV 对液压系统控制多样性的要求。 2020年06月05 00:00 2020年03期 14 17 463882 于会民 <sup>1</sup>,刘可安 <sup>2</sup>,张定华 <sup>1</sup> 一种基于云机器人的综合管廊智能巡检调度算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030004 在先进感知技术的配合下,利用云机器人技术动态卸载复杂数据任务到云端处理,可以提高信息传输效率并提升巡检机器人系统的智能化水平。文章针对管廊运营的瞬发量和缓发量灾害,建立了云机器人巡检区域分配的调度数学模型,并分别利用粒子群和自适应权重粒子群算法对该模型进行求解;为解决算法迭代次数多和实时性差的问题,提出了一种改进的自适应权重粒子群-遗传混合优化算法,其结合粒子群算法的强导向性和遗传算法极强探索精度和求变功能,使得算法迭代次数少,可有效提高管廊内管线泄漏源检测的实时性。仿真结果验证了该算法的正确性,为综合管廊智能巡检提供了一种可行的策略。 2020年06月05 00:00 2020年03期 18 21 400022 周熙炜,尚 宵,尚新娟,闫茂德,王发发 基于双目结构光的高铁白车身三维测量方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030005 高铁白车身的腻子打磨质量对高铁列车运行时的风阻性能有较大影响,该打磨质量主要通过测量其表面平整度来评判,当前使用较多的是人工检测方式,存在质量不高、效率较低的缺点;因而具备高效率、高精度等优势的基于双目光的测量方法在对大尺寸工件测量手段上逐渐受到重视。文章介绍了对高铁白车身展开三维测量时使用双目结构光的测量方式,并基于多频外差展开算法进行相位展开;提出通过建立“极线斜率—相位”查找容器来进行快速匹配;最后进行了高铁白车身测量实验,验证了双目结构光测量方法的精度和速度。 2020年06月05 00:00 2020年03期 22 28 801292 张海洋 <sup>1, 2</sup>,陈 巍 <sup>1, 2</sup>,叶松涛 <sup>1, 2</sup>,陈新宇 <sup>1</sup> 一种基于激光位移传感器的机器人工具校准方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030006 在工业机器人加工系统作业过程中,工业机器人末端工具的频繁更换及加工时出现的各类振动及碰撞会使工具位置发生偏移,因此在加工系统运行前需对机器人末端工具的真实位置实施合理标定,以确保加工系统具备必要的定位精度。针对常用的多点标定法难以实现自主标定问题,设计了一种利用激光位移传感器自主标定机器人工具坐标系的方式,其原理简单、可靠性强、自动化程度高且易于实现。实验结果证明了该标定方式的有效性,其可完全代替人工标定过程。 2020年06月05 00:00 2020年03期 29 32 345507 陈 巍 <sup>1, 2</sup>,叶松涛 <sup>1, 2</sup>,张海洋 <sup>1, 2</sup>,倪华康<sup> 2</sup> 多类型多区域综合能源系统协同规划 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030007 经济社会的发展和消费水平的提高,促使人们对提高能源利用效率的要求进入新的层次,综合能源系统的研究应运而生。针对多类型多区域综合能源系统协同规划问题,文章按照负荷特性的不同,将规划区域分为不同的区域;建立以冷、热、电三联供(CCHP)系统为主的协同规划模型,使用 Yalmip 工具箱及 CPLEX 对模型进行分析,求解得到不同区域内设备的容量规划。仿真分析结果表明,多类型多区域综合能源系统协同规划能够提高综合能源系统的经济性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 33 39 770348 邓 昕 <sup>1</sup>,代琼丹 <sup>2</sup> 磁耦合谐振式超导无线输电效率分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030008 文章提出一种超导 - 铜磁耦合谐振式无线输电系统,其发射线圈采用超导材料、接收线圈采用铜材料,具有较高的无线输电系统传输效率。首先分析了磁耦合谐振式无线输电原理;接着测量超导线圈电阻和铜线圈电阻并计算分析系统品质因数随频率变化关系;最后对超导 - 铜磁耦合谐振式无线输电系统的传输效率进行实验测量,并以常规铜线圈作为对照组,分析了系统传输效率随轴向偏移和径向偏移距离变化的关系。实验结果表明通过应用超导线圈可显著提高系统传输效率,与铜无线输电系统相比,超导无线输电系统在轴向偏移时至少有 12.4% 的效率提升,在径向偏移时至少有 11.3% 的效率提升;而在短距离径向偏移 (1~4 cm) 时,超导无线输电系统的传输效率几乎不变,这些性能表现预示着磁耦合谐振式超导无线输电系统在电动汽车或交通领域有广阔的前景。 2020年06月05 00:00 2020年03期 40 44 553972 邹谭圆,代? 朋,盛? 鑫,郭艳群,蔡传兵 一种基于三阶角度观测器的旋转变压器解码算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030009 电驱动系统中的旋转变压器(简称“旋变”)解码芯片价格昂贵且相关电路复杂。为降低系统成本,根据电驱动系统经常加、减速的特点,提出了一种基于三阶角度观测器的旋变软件解码算法,与旋变解码芯片解码相比,该算法具有加速度响应稳态误差为零的优点。文章介绍了三阶角度跟踪观测器解码算法的原理并分析了观测器参数对跟踪角度超调量和调节时间的影响,最后对旋变软件解码与专用芯片解码进行了对比实验。实验结果表明,基于三阶角度观测器的旋变软件解码精度高,完全满足工程实际要求。 2020年06月05 00:00 2020年03期 45 49 620000 余 康,郭志大,陈  磊,陈建明,周 成,刘  旺 双支路冗余电池管理系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030010 针对混合动力机车动力电池组冗余设计和高压安全问题,文章以混合动力机车动力电池组的电池管理系统(BMS)为研究对象,提出了一种双支路双主板的 BMS 冗余设计方案,并通过实车充放电试验验证了该系统的可行性。试验结果表明,除正常工作时双支路 BMS 能实时监控电池组状态信息外,其还能保证在一支路电池系统或BMS 出现故障时,实现另一支路 BMS 正常工作,验证了该方案的正确性,保障了整车的安全性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 50 54 581694 杨杰君,刘 媛,文健峰,黄  浩 一种双行星排混合动力客车控制策略 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030011 为了实现混合动力客车经济性最优,开展了对双行星排混合动力系统的匹配及控制策略研究,建立了车辆模型和整车控制策略模型,对双行星排混合动力系统匹配、系统性能和控制策略进行仿真分析,并提出了一种基于最优功率分离因子的能量分配策略。在中国典型城市公交工况下,采用该策略较串联插电式经济性提升高于32.8%,且实现了电池 SOC 动态均衡;采用 MG2 扭矩补偿法控制车辆工作模式瞬态切换过程,减小了发动机启动时的车辆瞬态冲击,有效改善了整车平顺性和舒适性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 55 62 911573 明杰婷 <sup>1</sup>,刘 凌 <sup>1, 2</sup>,杨杰君 <sup>1</sup>,王文明 <sup>1</sup>,谢勇波 <sup>1</sup>,李双龙<sup> 1</sup> 基于 IGBT 的直流输入型变流器预充电方案研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030012 目前,轨道车辆用直流输入型变流器主要采用接触器和充电电阻器相配合的方式为其前端电容器进行预充电,该方式存在成本过高、体积过大的缺陷。对此,文章提出了一种基于 IGBT 开关管的新型预充电方案,其采用 PWM 控制方式控制电容器充电电流大小,实现电容电压缓慢上升,从而完成预充电。由于 IGBT 为无触点开关,因此该方案还具有可靠性高、开关寿命长的优势。文章详细描述了该方案的拓扑结构、工作原理及控制策略,并通过仿真验证了该方案的可行性和有效性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 63 67 524322 李子先,唐  娟,杨 奎,张路军 独立绕组供电变流器过分相不间断供电技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030013 电力机车及动车组的辅助变流器和列车供电系统如采用独立绕组供电,其过分相过程中会出现供电间断问题。基于此,文章提出了一种适用于多种拓扑结构的独立绕组供电变流器过分相不间断供电系统技术方案;针对严重制约不间断供电技术的牵引变压器谐振过电压问题进行了过电压机理分析,并提出了规避谐振区间的有效解决方案。最后通过模拟试验验证了整体技术方案的正确性与可行性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 68 72 629253 胡景瑜 <sup>1</sup>,徐广伟 <sup>2</sup>,刘建城 <sup>2</sup>,罗文广 <sup>1</sup>,彭  赟 <sup>1</sup> 基于双下垂控制的船舶直流组网储能变流器控制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030014 针对船舶直流组网系统储能用双向 DC-DC 变流器模块间、DC-DC 变流器与船载柴油发电机变流器间功率分配 / 转移策略,以及 DC-DC 变流器与岸上直流供电网的平滑并 / 离网等不同模式的运行需求,提出了一种基于 P-V 和 SOC-I 双下垂控制的 DC-DC 变流器控制方法,其采用 Buck-Boost 双模式切换方式实现 DC-DC 变流器对储能电池组的充放电双向运行控制,并基于载波移相调制减小多重化 DC-DC 变流器并联输出纹波。最后,通过仿真验证了该双下垂控制策略的可行性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 73 76 471494 徐 戎 <sup>1</sup>,王 跃<sup> 2</sup>,潘高峰 <sup>3</sup>,洪学武 <sup>1</sup>,邓建华 <sup>3</sup>,赵海斌<sup> 3</sup> CBTC 系统列车混跑模式下非通信车跟踪技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030015 非通信车的识别及位置跟踪是 CBTC 系统实现列车混跑跟踪功能的关键。文章基于列车传统定位方式提出了非通信障碍区域的概念,并应用该概念进一步分析梳理了非通信车的位置及混跑跟踪过程中对相邻运行车辆的影响,为移动闭塞下列车的安全运行间隔控制及混合跟踪设计实现提供参考。文章从非通信障碍区域的产生、延伸原则、影响范围及消除 4 个方面分析了非通信车跟踪过程,最后对非通信障碍区域进行拓展应用,并说明了其关联功能。 2020年06月05 00:00 2020年03期 77 80 453377 宋 岩,屈永正,刘振玉 车车通信 CBTC 系统区间追踪间隔研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030016 基于车车通信的 CBTC 系统通过减少部分轨旁设备的部署,降低了项目建设及维护成本;同时通过车车直接通信的方式,减小了通信时延。为了更好地利用车车通信 CBTC 系统优势来提升线路运能,列车追踪间隔模型的优化成为重要的研究方向之一。文章介绍了基于车车通信的 CBTC 系统的列车追踪原理;在对传统列车区间追踪间隔模型研究的基础上,提出并分析了基于车车通信的 CBTC 系统的列车区间追踪间隔模型。仿真结果表明,所提出的模型能够有效缩短列车追踪间隔时间,极大地提升系统运输效率,为今后车车通信 CBTC 系统的工程应用提供借鉴。 2020年06月05 00:00 2020年03期 81 83 336443 郑 艺 <sup>1</sup>,胡云卿 <sup>2</sup>,耿宏亮 <sup>1</sup>,孙  野 <sup>1</sup>,沈  涛 <sup>1</sup>,孙 可 <sup>1</sup> 列车车地无线多链路并行传输系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030017 列车车载系统记录的大量视频和数据信息,对评估列车行驶状态和人员操作规范性具有重要意义,是列车安全行车的重要保障。然而,目前的车地数据转储手段单一,无法满足铁路信息化时代大数据传输和存储的需求。文章提出了一种基于无线多链路的列车车地并行传输方法,并在机务段进行了实际测试部署。测试结果表明,系统达到了车地高速数据转储的效果,满足了快速、自动化大数据转储的需求。该方案有助于预防各类事故的发生,保证行车的安全行和可靠性。 2020年06月05 00:00 2020年03期 84 88 487149 何 鹏,李  辉 基于 Huffman 编码的区域控制器记录数据压缩算法的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030018 基于通信的列车控制(CBTC)系统中区域控制器 (ZC) 子系统为全天候连续工作设备,处于整个系统数据交互的中心,实际工作中,ZC 系统日志最高可产生达每天 10 GB 的数据量,给存储和转储工作带来较大压力。为此,文章基于 ZC 记录数据的特点,提出了一种专门针对此类数据的压缩算法,通过数据压缩以减少数据存储空间。研究结果表明,该压缩算法对 ZC 记录数据的压缩率在 30% 左右,有效提高了系统存储能力,减轻了数据转储的工作量。 2020年06月05 00:00 2020年03期 89 92 382346 王福源 <sup>1</sup>,雷成健 <sup>1</sup>,任建新<sup> 2</sup> 基于 Simulink 自动代码生成技术的 CAN 底层模块库设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030019 针对汽车控制器 CAN 通信报文数据多、传统软件开发方式效率较低的问题,文章提出一种基于Simulink 自动代码生成技术的 CAN 底层模块库设计方法,其采用 S-Function 设计配置 CAN 通道信息模块和可导入DBC 文件的 CAN 报文收发模块,编辑 TLC 文件,并使用 RTW(real-time workshop)实现 Simulink 模块自动代码生成。在 Infineon TC21x 系列芯片控制板上进行测试,验证了基于自动代码生成的 CAN 底层模块库的可用性和高效性。测试结果表明,采用该方法设计的 CAN 底层模块库能够在控制板上有效运行,并达到了预期结果,提高了软件开发效率且有利于软件后期维护和功能扩展。 2020年06月05 00:00 2020年03期 93 96 535876 汪 伟,莫官旭,申? 健,谢勇波,王文明 “神华号”电力机车关键系统及部件故障诊断专家系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=2020030020 针对机车故障人工排查困难且效率较低问题,为实现机车故障的智能诊断,基于故障机理构建了牵引变流器故障诊断模型和整车级故障诊断模型,提出了一种牵引变流器故障与整车环境数据的关联分析方法,并设计了“神华号”电力机车牵引变流器及整车其他子系统的故障诊断专家系统。实验结果表明,该系统对“神华号”电力机车的关键系统及部件故障诊断准确率可达 90%,满足铁路智能运维需求。 2020年06月05 00:00 2020年03期 97 102 620906 高永强