越野过程与行驶装置设计中的科学与技术问题

1

作者 毛明 陈轶杰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4191-4204,共14页

越野是人类生产、生活中一个十分常见的场景,开发安全、可靠、低功耗的高机动越野装备,以帮助人类到达自身不能到达的地方是人们的始终追求,特别是在军事与抢险救援等作业中。以创建一门技术科学学科为愿景,提出越野学的概念,阐释其内涵... 越野是人类生产、生活中一个十分常见的场景,开发安全、可靠、低功耗的高机动越野装备,以帮助人类到达自身不能到达的地方是人们的始终追求,特别是在军事与抢险救援等作业中。以创建一门技术科学学科为愿景,提出越野学的概念,阐释其内涵,系统地说明了越野学中表层土壤力学与附着力生成、行驶(走)装置设计理论与方法、越野行驶动力学与控制、越野机器人学与仿生越野学4个方面的关键科学与技术问题和当前的研究进展,并提出未来需要重点攻克的关键技术和越野装备研发建议。 展开更多

关键词 越野学 高机动 行驶装置 运载装备 机器人

在线阅读 下载PDF 职称材料

机电复合传动系统行星轮轴承疲劳寿命分析与预测

2

作者 盖江涛 李淑君 张强 《机械强度》 北大核心 2025年第9期122-129,共8页

针对高速履带车辆机电复合传动系统内部载荷演化规律不明、行星轮轴承疲劳寿命预测方法缺乏的问题,建立机电复合传动系统行星轮轴承动力学模型,获取行星轮轴承接触载荷分布规律,提出了基于行星轮轴承动载特性的疲劳寿命预测方法,为机电... 针对高速履带车辆机电复合传动系统内部载荷演化规律不明、行星轮轴承疲劳寿命预测方法缺乏的问题,建立机电复合传动系统行星轮轴承动力学模型,获取行星轮轴承接触载荷分布规律,提出了基于行星轮轴承动载特性的疲劳寿命预测方法,为机电复合传动系统行星机构的优化和设计提供一定的指导作用。考虑机电复合传动系统多排耦合效应、齿轮时变啮合刚度激励以及行星轮轴承非线性支撑刚度激励影响,采用Simpack软件建立了机电复合传动系统动力学模型,获得了行星轮轴承承载情况,进一步采用集中质量法建立行星轮轴承动力学模型,分析行星轮轴承接触载荷演化规律,进而采用Lundberg-Palmygren(L-P)公式建立了行星轮轴承疲劳寿命分析与预测模型,分析了不同工况下行星轮圆柱滚子轴承疲劳寿命变化规律。结果表明,在高转速时,行星轮轴承公转离心力对行星轮轴承接触载荷和疲劳寿命有显著影响;在转速较低时,减速排行星轮轴承寿命随着转速的增加而增大;在转速较高时,减速排行星轮轴承寿命随着转速的增加而减小;在高转速时,根据机电复合传动系统寿命要求,可采取行星轮轴承滚动体修形等措施延寿。 展开更多

关键词 机电复合传动系统 行星轮轴承 动力学建模 接触载荷 疲劳寿命

在线阅读 下载PDF 职称材料

高机动越野平台非线性悬挂特性控制方法

3

作者 陈轶杰 张亚峰 +2 位作者 郑凤杰 徐龙 郑冠慧 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3806-3819,共14页

为了提升装备机动能力,基于摆动缸式油气悬挂装置,建立高压气动原理和背压可控的阻尼阀结构,实现刚度和阻尼特性的实时调节。基于单轮悬挂模型开展不同刚度控制方法的振动响应对比分析以及阻尼特性频域不动点推导,提出一种刚度有级调节... 为了提升装备机动能力,基于摆动缸式油气悬挂装置,建立高压气动原理和背压可控的阻尼阀结构,实现刚度和阻尼特性的实时调节。基于单轮悬挂模型开展不同刚度控制方法的振动响应对比分析以及阻尼特性频域不动点推导,提出一种刚度有级调节控制策略和一种频域混合阻尼控制方法,通过单轮悬挂动力学模型验证所提控制方法的有效性,并构建高机动履带车辆动力学模型进行整车仿真分析。在康庄、羊八井、坨里实测路面环境下,采用刚度阻尼联合控制方法的悬挂装置相较于传统被动悬挂的越野速度提升了25%以上,验证了新提出特性控制方法对振动响应抑制的优越性,能够为悬挂装置实现弹性与阻尼双特性自适应调节提供支撑。 展开更多

关键词 高机动越野平台 非线性悬挂 示功特性 频域混合控制 弹性/阻尼特性调节

在线阅读 下载PDF 职称材料

坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制:架构设计及前沿思考 被引量：1

4

作者 岳文斌 宁功韬 +4 位作者 倪永亮 宋克岭 黄煜 王志远 李艳明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2463-2477,共15页

为保障坦克装甲车辆电力系统在复杂环境中的安全可靠、优质高效运行,发展以主动弹性、协调优化、灵活互动为主要特征的车载电力系统是未来一代全电战车的重要发展方向。聚焦于以全电化为特征的坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与... 为保障坦克装甲车辆电力系统在复杂环境中的安全可靠、优质高效运行,发展以主动弹性、协调优化、灵活互动为主要特征的车载电力系统是未来一代全电战车的重要发展方向。聚焦于以全电化为特征的坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制研究。从内在要求和外在驱动2方面阐述发展坦克装甲车辆电力系统的必要性和挑战;从架构设计的角度介绍车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制的核心内容及关键技术,包括极端环境下的主动弹性安全控制技术、正常环境下的多时间尺度优化调度技术以及大扰动源场景下的灵活动态调控技术。继而结合弹性电力系统的内涵,探讨基于弹性优化控制的坦克装甲车辆电力系统在面对极端或突发事件时的性能特点。为未来我国坦克装甲车辆电力系统的发展提供参考。 展开更多

关键词 坦克装甲车辆 车载电力系统 源网荷储资源 协同优化 安全控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

浮动式配流盘柱塞泵马达系统动力学建模及特性研究

5

作者 汪浒江 王涛 +2 位作者 林宇 杜甫 冯文韬 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期2122-2132,共11页

浮动式配流盘设计从根本上解决了轴向柱塞泵/马达高转速下缸体倾覆的难题,契合了其高速化的发展趋势,在近年来得到重视。然而,针对浮动式配流盘柱塞泵马达系统所特有的结构,仍然缺乏系统级的动力学建模及动态特性研究,限制了浮动式配流... 浮动式配流盘设计从根本上解决了轴向柱塞泵/马达高转速下缸体倾覆的难题,契合了其高速化的发展趋势,在近年来得到重视。然而,针对浮动式配流盘柱塞泵马达系统所特有的结构,仍然缺乏系统级的动力学建模及动态特性研究,限制了浮动式配流盘柱塞泵马达产品的设计。本文针对浮动式配流盘柱塞泵马达系统,建立了考虑其详细结构特征的完全参数化描述的系统动力学模型,着重研究了其高压油路以及辅助液压腔油液压力的动态变化规律,并通过台架试验验证了模型的正确性。研究结果表明,高压油路表现出“瞬降缓升”的“锯齿形”压力脉动特征,且脉动剧烈。在泵转速1 000 r/min,高压油路平均压力20、40 MPa两个压力等级下,脉动幅值分别高达±1.5和±3 MPa。辅助液压腔油液压力呈现“快速跟随、缓慢下降”的动态变化规律,即辅助液压腔一旦与高速旋转的柱塞腔接通,其油液压力几乎立即无衰减、无滞后地跟随柱塞腔压力变化。而当与柱塞腔脱离之后,其还能很好地维持住腔内压力。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵/马达 浮动式配流盘 高压油路 辅助液压腔 动力学建模与分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于深度强化学习的无人机三维场景导航方法研究

6

作者 刘伯凯 殷雪峰 +6 位作者 孙传昱 葛慧林 魏子麒 姜雨彤 朴海音 周东生 杨鑫 《图学学报》 北大核心 2025年第5期1010-1017,共8页

近年来,无人机产业规模与应用需求不断扩大,实现无人机的自主化和智能化成为了行业内亟待解决的核心问题。无人机导航作为无人机自主控制领域的基础技术,已然成为无人机应用研究的重中之重。目前大多数无人机导航方法依赖于环境信息的重... 近年来,无人机产业规模与应用需求不断扩大,实现无人机的自主化和智能化成为了行业内亟待解决的核心问题。无人机导航作为无人机自主控制领域的基础技术,已然成为无人机应用研究的重中之重。目前大多数无人机导航方法依赖于环境信息的重建,消耗过多的计算和内存,无法满足日益复杂的场景与实时性要求。因此,基于深度学习卓越的表征学习能力与强化学习的自主学习决策能力,提出无人机自主导航方法,通过不断自主学习优化决策策略,更好地完成导航任务。首先构造连续性动作空间以及非稀疏性奖励函数,用来引导无人机的学习过程;并设计特征提取模块与决策模块来提高无人机感知能力和决策能力。实验结果表明,在仿真三维场景下,该算法表现出最优的导航避障性能,在所设计的三维场景下导航成功率可达到87%,平均累计奖励收敛值较同期方法提高33%,同时缩短训练时长,提高训练稳定性。 展开更多

关键词 深度强化学习 注意力机制 无人机 导航避障 三维场景

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于三周期极小曲面结构的高密度储热器蓄放热特性研究

7

作者 夏天炜 王谙词 +2 位作者 句子涵 孙晓霞 胡定华 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3605-3614,共10页

基于三周期极小曲面(TPMS)结构的流道设计具有复杂的几何构型和较大的换热面积,能显著强化流场扰动以提升换热性能。针对高储热功率等极端应用需求提出了基于TPMS结构的三通道高效相变储热换热器设计方案,并采用数值模拟方法,以传热系数... 基于三周期极小曲面(TPMS)结构的流道设计具有复杂的几何构型和较大的换热面积,能显著强化流场扰动以提升换热性能。针对高储热功率等极端应用需求提出了基于TPMS结构的三通道高效相变储热换热器设计方案,并采用数值模拟方法,以传热系数、Nusselt数、单位长度压降、摩擦系数、归一化换热评估参数j因子以及归一化综合性能评估参数η因子等为评估标准,对比分析不同构型的换热、流阻以及储热特性。结果表明:换热与流阻性能均随着孔隙度的增大而提升,同一孔隙度下Diamond型结构的传热系数更高,而Schwarz型结构的Nusselt数更高;储热密度随孔隙度的增大而下降,但储热功率密度随孔隙度的增大而提升,Schwarz型85%孔隙度结构的储热功率密度高达185.6 MW·m^(-3)。研究结果可为设计新型高效潜热储热系统提供参考。 展开更多

关键词 计算流体力学 对流 传热 三周期极小曲面 相变储热

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光增材制造钛合金炮口制退器流固耦合数值模拟与分析

8

作者 阿若罕 葛建立 +2 位作者 张杰 褚艳涛 杨国来 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第4期46-51,71,共7页

基于选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)增材制造技术,设计了一种弯折渐扩侧孔结构的钛合金突击炮炮口制退器,进行了激光增材制造与炮口流场仿真分析。采用高斯热源模拟SLM激光增材过程,对比了不同摆放方向增材成型的炮口制... 基于选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)增材制造技术,设计了一种弯折渐扩侧孔结构的钛合金突击炮炮口制退器,进行了激光增材制造与炮口流场仿真分析。采用高斯热源模拟SLM激光增材过程,对比了不同摆放方向增材成型的炮口制退器残余应力分布,结果表明炮口制退器与基板的接触面积越小,炮口制退器内部残余应力越小。针对突击炮发射穿甲弹时高初速和高炮口压力的特点,采用可压气体黏性流动的N-S方程与Realizable k-ε湍流模型,进行了炮口流固耦合数值仿真,验证了炮口制退器性能与强度。制退器的结构设计以及数值模拟仿真方法对于激光增材制造钛合金制退器的设计制造具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 炮口制退器 突击炮 增材制造 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

极寒条件下重型柴油机润滑油箱加热管路传热性能试验研究

9

作者 乔增鑫 孙晓霞 +2 位作者 沈丽丽 郑思宇 魏名山 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期121-131,共11页

为了探究极寒条件下某款重型柴油机润滑油箱加热管路在预热阶段的传热性能,搭建了润滑油箱加热管路传热性能试验平台。研究了在润滑油预热过程中油箱内润滑油的温度变化规律,并调整冷却液进口温度、体积流量和润滑油初始温度等工况参数... 为了探究极寒条件下某款重型柴油机润滑油箱加热管路在预热阶段的传热性能,搭建了润滑油箱加热管路传热性能试验平台。研究了在润滑油预热过程中油箱内润滑油的温度变化规律,并调整冷却液进口温度、体积流量和润滑油初始温度等工况参数,分析不同工况对润滑油温度变化的影响。试验结果表明:当润滑油初始温度为-50℃时,其高黏度特性使得在预热过程中油箱内的温度分布十分不均匀,只有较少测温点的温度上升明显;提高冷却液进口温度和体积流量都会增大平均换热功率,特别是冷却液进口温度的提高对增大平均换热功率具有更加显著的作用;提高润滑油初始温度分别至-40、-30、-20℃,则平均换热功率呈先增大后减小的趋势,当润滑油初始温度为-40℃时,平均换热功率最大。研究结果为优化润滑油预热策略、改进润滑油箱加热管路的结构提供了参考。 展开更多

关键词 极寒条件 冷起动 润滑油预热 黏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向高光子通量环境的目标深度估计方法

10

作者 杨佳熙 于乐天 +7 位作者 包骐瑞 毕胜 麻晓斗 杨晟琦 姜雨彤 方建儒 魏小鹏 杨鑫 《图学学报》 北大核心 2025年第4期756-762,共7页

单光子雪崩二极管(SPAD)的高时间分辨率特性及高精度特性为其开辟了广泛的应用空间,尤其是在对算法性能要求日益增长的计算机视觉、计算成像等领域。SPAD能对各种常见目标进行精确度较高的深度估计,但SPAD每次探测到光子后会进入一段无... 单光子雪崩二极管(SPAD)的高时间分辨率特性及高精度特性为其开辟了广泛的应用空间,尤其是在对算法性能要求日益增长的计算机视觉、计算成像等领域。SPAD能对各种常见目标进行精确度较高的深度估计,但SPAD每次探测到光子后会进入一段无法探测的猝灭期。这导致在环境中光子数量较多时,同一脉冲周期内更早到达SPAD的光子有更大概率被采集,使得最终形成的光子数量统计曲线明显向时间轴短的方向偏移,且偏移程度随着光子通量(即单位时间内探测光子数量)的增加而扩大。该现象被称为堆积效应(Pileup effect),其降低了深度估计算法的准确性。对于这一问题,搭建了用于采集SPAD光子数据的单光子探测系统,并在几种不同光子通量下采集了一个针对SPAD深度估计任务中堆积效应进行研究的目标深度数据集。在此基础上,设计了一个将光子通量作为全局特征进行学习的深度估计网络,其融合了SPAD探测结果中的局部空间特征和全局光子通量特征,在几种存在堆积效应的光子通量下均取得了较高的深度估计性能。 展开更多

关键词 单光子雪崩二极管 光子通量 堆积效应 深度估计 自注意力机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑姿态稳定性的智能客车轨迹跟踪控制研究 被引量：3

11

作者 王洪亮 范硕 +3 位作者 皮大伟 范丁阁 陈轶杰 范晶晶 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期780-791,共12页

针对智能客车行驶中遇到突发情况时驾驶员应急激烈操作以及车辆传感器识别误差导致车辆路径规划不合理引起的车辆侧翻,提出一种基于车身姿态稳定性的轨迹跟踪控制策略.根据现有主动防侧倾研究基础推导智能客车目标侧倾角算法,以横向载... 针对智能客车行驶中遇到突发情况时驾驶员应急激烈操作以及车辆传感器识别误差导致车辆路径规划不合理引起的车辆侧翻,提出一种基于车身姿态稳定性的轨迹跟踪控制策略.根据现有主动防侧倾研究基础推导智能客车目标侧倾角算法,以横向载荷转移率为侧翻指标,采用卡尔曼滤波算法进行车辆参数估计,实现横向载荷转移率预测.根据智能客车横向载荷转移率预测值设计基于差动制动的纵向控制策略、考虑车身侧倾和俯仰运动的垂向控制策略以及轨迹跟踪横向控制策略,最后通过仿真验证上述策略控制效果.结果表明,基于车身姿态稳定性的轨迹跟踪控制策略在车辆行驶遇到突发情况驾驶员激烈操作时能够保证车辆行驶稳定,在智能客车轨迹跟踪过程中能降低车辆侧翻风险. 展开更多

关键词 智能客车 轨迹跟踪 姿态稳定 横向载荷转移率 垂向控制 侧翻风险

在线阅读 下载PDF 职称材料

某纯电驱动重载车辆能耗预测模型

12

作者 王尔烈 王帅 +3 位作者 皮大伟 王洪亮 王显会 谢伯元 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1229-1236,共8页

高精度能耗预测模型是准确预测车辆续驶里程的重要前提。针对载荷大幅度变化且非结构化道路运行的纯电驱动重载车辆,建立其组合能耗模型,该模型由能耗计算基本模型与长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络差值修正两部分组... 高精度能耗预测模型是准确预测车辆续驶里程的重要前提。针对载荷大幅度变化且非结构化道路运行的纯电驱动重载车辆,建立其组合能耗模型,该模型由能耗计算基本模型与长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络差值修正两部分组成。基于能量流动过程驱动电机和变速器效率建模,结合汽车行驶动力学建立能耗计算基本模型;采用LSTM神经网络来修正基本模型能耗预测结果与车辆典型工况功率测试值的差值,有效提高了大幅变载荷且低信噪比坡度环境下的车辆能耗预测精度,因此组合能耗模型具有参数简单和模型拟合不需解释能耗规律的优点。经试验测试分析,与VT-Micro能耗模型和径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络能耗模型相比,所提组合能耗模型的功率预测平均误差率分别降低了17.76%和3.35%,能够实现纯电驱动重载车辆复杂工况下能耗的准确实时预测。 展开更多

关键词 纯电驱动重载车辆 组合能耗模型 长短时记忆神经网络 行驶动力学 复杂工况

在线阅读 下载PDF 职称材料

高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法

13

作者 宁克焱 曾强 +4 位作者 田金山 赵攀 兰海 何家富 万丽 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期662-670,共9页

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传... 机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100 Hz及以下时测试精度可达0.06 mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。 展开更多

关键词 弹簧 位移测量 应变 高温 制动

在线阅读 下载PDF 职称材料

柱塞泵马达高压油路压力脉动耦合特性

14

作者 汪浒江 毛明 +4 位作者 林宇 毛飞鸿 王涛 唐守生 包倩倩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3781-3791,共11页

柱塞泵马达系统高压油路存在固有的压力脉动现象,其激发振动和噪音,恶化动力传递的平稳性,严重影响系统的可靠性和寿命。以往的研究主要聚焦于高压柱塞泵的压力脉动,而对柱塞泵马达系统高压油路的压力脉动耦合特性缺少研究。针对以上问... 柱塞泵马达系统高压油路存在固有的压力脉动现象,其激发振动和噪音,恶化动力传递的平稳性,严重影响系统的可靠性和寿命。以往的研究主要聚焦于高压柱塞泵的压力脉动,而对柱塞泵马达系统高压油路的压力脉动耦合特性缺少研究。针对以上问题,通过揭示柱塞泵马达系统高压油路压力脉动的耦合机理及耦合特征,提出柱塞泵马达系统高压油路压力脉动解耦新方法。利用解耦新方法研究发现,泵源激励是贡献柱塞泵马达系统高压油路压力脉动的主要根源。对于所研究的联体设计的泵马达,在泵满排量状态下,泵源激励对高压脉动的平均贡献占比高达72%,而马达贡献占比仅为28%。新方法及所得到的新结论加深了对柱塞泵马达系统高压油路压力脉动耦合特性的认识,为进一步抑制和利用柱塞泵马达系统高压油路的压力脉动现象提供了理论支撑。 展开更多

关键词 柱塞泵马达 压力脉动 耦合特性 频谱结构 信号解耦算法

在线阅读 下载PDF 职称材料