滑动索鞍的试验研究

东明黄河大桥的斜拉体系改造工程是介于矮塔斜拉桥和悬索桥之间的一种新型桥体，采用新型钢丝斜拉体系，并在桥塔上设置滑动索鞍，通过索鞍的自适应滑动，使桥塔两侧的索力平衡。滑动索鞍是新型钢丝斜拉体系的关键技术，有必要进行滑动索鞍的模型试验研究。依托东明黄河大桥工程项目，介绍了滑动索鞍性能试验的模型设计以及试验实施方法，并通过智能张拉系统完成了循环耐久试验。试验结果表明，索鞍具有自适应滑动的功能和良好的滑动性能及耐久性，能满足新型钢丝斜拉体系的需求。     

考虑环境温度影响的超级电容SOC加权融合估计方法

超级电容荷电状态（SOC）的准确估计，直接决定了电动汽车的起动、爬升和加速性能，是电动汽车混合储能系统最重要的任务之一。为此，本文中提出了一种基于模糊熵加权融合的超级电容SOC估计方法。首先，利用粒子群算法辨识了-10、10、25和40℃下的戴维南模型参数，并且采用最近邻点法建立了其与温度之间的映射关系。然后，利用模糊熵设计了基于3种典型卡尔曼滤波的SOC加权融合估计方法。最后，选择自适应加权平均以及残差归一化加权融合的SOC估计方法用于进一步评估该方法的性能表征。结果表明，基于模糊熵加权融合的超级电容SOC估计方法能够提高超级电容SOC估计精度，尤其在高温环境（40℃）下提升效果更为显著。     

基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿

LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统，保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声，而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响，导致主从时钟偏移估计不准确的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法：建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程；构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程；利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值；使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿；通过实验仿真，得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响，并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明：本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差，与其他补偿方法相比，具有更好的稳定性和鲁棒性。     

基于轨道倾角积分的长波高低轨道不平顺测量方法

高效且准确地对长波轨道不平顺进行监测是轨道几何测量领域的难点。分析两类惯性基准动态检测方法的测量误差来源，认为转向架与轨道间的“冲角”是造成长波不平顺测量精度损失的重要因素；为此，重新设计检测系统硬件结构，引入点头陀螺仪传感器和测距组件，在轨道平面建立“短弦”测量模型，推导基于误差状态扩展卡尔曼滤波估计的俯仰轨道倾角测量算法；通过补偿滤波与空间域积分等信号处理方法，计算长波高低轨道不平顺。现场试验表明：该方法有效复原7～200 m以内的长波高低不平顺；当截止波长为200 m时，相比传统的惯性基准法，平均精度增加了81%～88%,且受检测速度影响小；统计系统重复检测误差的95%分位数在1.5 mm以内，在大跨度桥梁形变与路基沉降监测等领域具有较好的应用前景。     

卡尔曼滤波法在斜拉桥施工误差控制中的应用

运用工程控制论的思想 ,将斜拉桥的施工误差控制视为一随机最优控制问题 ,建立相应的数学模型 ,采用卡尔曼最优一步预测 ,按确定性的最优控制规律构成团环状态反馈系统 ,对各施工节段进行调整控制 ,以期达到设计要求。     

基于强跟踪的卡尔曼滤波算法道路坡度估计分析

在上下坡路段行驶的过程中，道路的坡度角对车辆的纵向受力分析非常重要。道路坡度角过大时会影响驾驶员驾驶的安全性，因此在道路建设中，上下坡路段的研究是有重要意义的。为了更加精确地对汽车在各种路段下的行驶状况进行研究，道路坡度是重要的研究指标。据此，提出了强跟踪滤波优化卡尔曼滤波算法，并利用MATLAB/Simulink仿真，验证了优化后的卡尔曼滤波算法具有很强的跟踪性和准确性。     

基于土体强度理论的重力式地锚滑动稳定性研究

研究从土体强度理论出发，以平南三桥南岸扣索地锚B为实例依托，研究在扣索斜拉荷载持续增大情况下地锚的滑动稳定性。通过MIDAS GTS NX建立有限元模型计算、实地监测试验数据分析和理论推导，阐明了地锚前墙土体的应力变化及分布规律，并计算了地锚的滑动安全系数。结果表明：(1)随扣索斜拉荷载持续增大，地锚前墙土体在竖直方向上的剪应力与抗剪强度均沿深度增大；(2)前墙根部位置以上土体在水平监测断面的抗剪强度增大，剪应力减小，但地锚前墙根部位置土体呈现规律与其相反，故地锚前墙根部位置土体最易发生剪切破坏。扣索斜拉荷载持续增大导致地锚滑动安全系数持续劣化减小，故不能单独将实际监测到的地锚累计滑动位移作为评判地锚是否稳定的条件，应结合地锚滑动安全系数进行综合评判。     

基于轴距预瞄的非匀速工况车辆悬架状态估计

为实现车辆在非匀速行驶时的悬架相对速度和簧上绝对速度估计，同时减小车载传感器的数量，构造了不考虑车轮动力学、以车轮垂直速度为输入的车辆悬架系统简化模型，设计了一种基于速度自适应轴距预瞄的结合卡尔曼滤波算法估计整车悬架相对速度和簧上绝对速度的方法。仿真结果表明，在车辆非匀速行驶通过低频正弦路面、减速带、凹坑以及典型随机路面时，所提出的方法可以准确估计车辆的悬架相对速度和簧上绝对速度，且速度自适应轴距预瞄的引入减少了传感器的使用数量。     

基于孤立森林算法的动力电池不一致单体识别与预警方法

动力电池组各单体之间由于生产工艺和使用环境等因素会产生不一致性故障，从而影响电池使用寿命和行车安全。针对动力电池组不一致性故障下的异常单体诊断需求，依托车联网平台数据，基于孤立森林法提出一种动力电池单体识别与预警方法，通过统计正常样本与异常样本的得分情况，以确定故障阈值T=0.75；同时，结合滑动窗口实时更新流入诊断模型的数据，实现对不一致单体的识别与预警。结果表明，该方法可以有效识别出不一致性单体，查全率和查准率分别为0.91和0.95，当滑动窗口大小为15时对实时故障的预警效果最好。研究成果有利于减少或避免因动力电池不一致造成电动汽车起火和爆炸事故，对推动电动汽车进一步普及具有重要意义。     

主索鞍位移滑动副结构模型试验研究

为选择更适合的主索鞍位移滑动副材料，以燕矶长江大桥为背景开展试验研究。参照该桥主索鞍位移滑动副的构造和边界条件，制作钢-不锈钢、无储脂坑的聚四氟乙烯(PTFE)板-不锈钢、有储脂坑的PTFE板-不锈钢和改性聚甲醛(POM)减摩层板-不锈钢4组滑动副材料短尺寸滑块，通过顶推试验测试4组滑块的滑动摩擦系数和结构强度，再优选2组滑动副材料制作长尺寸滑块，观察顶推试验后滑块的变形和破坏情况并进行比选。结果表明：4组短尺寸滑块在良好润滑条件下的滑动摩擦系数分别为0.083、0.017、0.013和0.018,PTFE板-不锈钢滑块在试验后均发生了塑性变形，屈服强度均低于13.59 MPa,改性POM减摩层板-不锈钢和钢-不锈钢滑块的结构强度显著大于PTFE板-不锈钢滑块；优选有储脂坑的PTFE板-不锈钢和改性POM减摩层板-不锈钢进行长尺寸滑块试验，试验后有储脂坑的PTFE板-不锈钢滑块顶推力逐次增大，变形明显，改性POM减摩层板-不锈钢滑块的表面无变形，无破坏；改性POM减摩层板-不锈钢滑块的滑动摩擦系数与PTFE板-不锈钢滑块接近，结构强度显著大于PTFE板-不锈钢滑块，为推荐的位移滑动副材...