匹配研究（精选十篇）
匹配研究 篇1
车身外观间隙面差(外观DTS)是衡量一款汽车制造是否精细的重要指标,也是消费者能够最直观感受到的,能够影响消费者对于一个汽车品牌的直接印象。近年来,无论是合资品牌还是自主品牌,对于车身的“美观度”要求都不断提高,在匹配方案的研究和应用上投入力度不断加大,但匹配精度的一致性依然是困扰大多数车企的难题,其中车门系统的匹配控制尤为复杂。
设计车门匹配控制方案最核心的目的有三点,一是要降低人为因素影响,不过分依赖工人的操作技能转而从产品结构或装配工装上寻求思路,保证经验不是特别丰富的工人也能很好地胜任车门装调工作;二是降低工人劳动强度,减少车门装调过程的返修量,最理想的情况就是装配完成后不需要再调整返修,当然实际生产过程中因为各种复杂因素的影响还是会有少量的调整;三是提高装配的一致性,汽车生产是流水线作业,在批量生产的条件下保证装配结果的一致性也是非常关键的,这一点完全依靠人为控制显然是不现实的,因为无法避免人工作业出错这种概率事件的发生[1]。综合以上三点不难发现,一种好的控制方案,应该是更多地在产品结构和装配工装上想办法,来保证批量生产条件下装配结果稳定合格, 而且要操作简单、易于返修。
2车门匹配研究
在车身侧围中,车门系统的匹配位置包括前门与翼子板间隙面差、前后门之间间隙面差、后门与侧围间隙面差,匹配距离长且质量要求高,除一般公差要求外间隙均有平行度的要求,在批量生产状态下的一致性控制是难点,车门系统的外观DTS要求具体如表1所示。
对于车门的匹配控制方案,目前在汽车行业内并不统一,这种不统一主要体现在产品结构以及工艺方案的不同,但是从定位原理上看已经逐渐趋于一致。按照车门合装的工艺流程来区分,目前车门匹配方案主要分为两大类,一种是铰链与车身先装,车门总成再与车身装配的方案;另一种是铰链与车门先装,然后再整体与车身装配的方案[2]。
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3铰链与车身先装配的方案分析
这种方案可以分解为两步,第一步是将铰链与车身先装配到一起,第二步是将车门装配到车身上,在这里将两步进行分解研究。
3.1铰链装配到车身上的过程及原理
在将铰链与车身装配到一起的过程,其一致性控制需要用到装配工装,也就是车门铰链装具。车门铰链装具要求由一套铰链装具实现前门上下铰链、后门上下铰链四处铰链的定位,进而通过装具在车身上定位来实现铰链的定位装配,图1所示为车门铰链装具。
铰链装具的定位原理并不复杂,首先是对于铰链的定位,通过两组移动定位销加压紧块定位铰链与车门的安装侧,其定位原理如图2a所示。 在实现铰链在铰链装具上的定位后,接下来要实现的就是铰链装具在车身上的定位,按照3-2-1定位原则,在侧围上选取精度高的两个孔分别作为主副定位控制装具x向和z向,然后选择精度稳定的面来控制其y向,其定位原理如图2b所示。
在结构形式上,行业内铰链装具都是大同小异的,唯一不同的在于控制方式,主要分为气动控制和手动控制,在能保证生产线节拍的前提下选择哪种都没问题。在定位原理方面,行业内也是统一的,差别主要在于副定位孔的选择以及y向定位面的选择。其中副定位孔可以选择侧围B柱上的长圆孔,也可以选择侧围B柱上的锁扣安装孔, 只要精度是易于控制的都可以,而对于y向定位面的选择有以下两种方案。
a.因为铰链装配后其y向位置度只取决于铰链与侧围贴合面,因此有的车企在设计铰链装具时并没有图2b中A1~A4四个y向定位面,铰链在车身上的x向和z向依靠装具上两个个定位销定位车身侧围上对应孔位实现,铰链在车身上的y向完全依靠铰链与侧围的贴合来定位,这样设计的好处是可以避免y向的过定位,不会出现装具在车身上定位好后铰链与车身不贴合的情况。
b.对于铰链装具设计有y向定位面的情况,可以通过调试阶段对y向定位面的适配调整,使在车身和铰链精度稳定的情况下不会出现铰链与车身不贴合的问题,在批量生产的情况下若出现铰链与车身不贴合,则可以判断车身或铰链状态出现波动,需要停线排查原因或更换件后重新装配。 铰链装具上设计y向定位面作为铰链装配时的y向基准,可以起到一定的监控铰链及车身稳定性的作用,缺点在于前期的适配调整周期较长。
以上两种方案各有其优缺点,在铰链装具设计时可以根据实际需要进行取舍。
3.2车门装配到车身上的过程及原理
在将车门装配到车身上时,根据铰链形式的不同,其定位方式主要有两种,一种是铰链上自带定位销,对车门进行定位;一种是铰链上不带定位销,通过自定位螺栓对车门进行定位。
3.2.1铰链自带定位销
车门铰链在与车门安装侧带定位销的情况在欧美系车上应用比较普遍,例如神龙汽车、长安福特等,这种设计的好处在于可以在门内板上冲压定位孔,通过铰链上定位销定位对应内板上孔位来实现车门总成的定位,其定位原理如图3所示。 通过上下铰链上自带的定位销,可以定位车门的y向和z向,而车门的x向完全取决于车门铰链与车门的贴合面。
3.2.2铰链上自带定位销
铰链上不带定位销的情况主要应用于日韩系车上,例如北京现代、东风本田等,因为铰链上没有定位销也就无法在车门装配的时候提供定位功能, 为了保证车门装配时的位置度,现在采用的最多的解决方案就是用自定位螺栓进行装配。以江淮某车型为例,车门与铰链装配时用M8的自定位螺栓, 自定位螺栓上起定位作用的台阶面直径为Φ10.9, 车门上铰链两个孔分别为Φ11的圆孔和11×15的长圆孔,车门下铰链两个孔分别为Φ14的圆孔和11× 15的长圆孔,通过自定位螺栓与孔的配合可以实现车门总成在装配时的定位,其定位原理如图4所示。
以上两种装配定位方式从尺寸链的角度考虑,铰链自带定位销定位车门内板上孔位尺寸链环要短,更利于装配一致性控制,但自带定位销的铰链一般为型钢式铰链,而用自定位螺栓装配的铰链一般为冲压式铰链,从成本上来看前者要高于后者。
3.3车门调整方式
实际生产过程中,若发现有不符合DTS标准的情况,则需要在焊装或总装进行返修,因此在确定装配方案的同时也要考虑到其调整的可行性。 采用铰链与车身先装配的方案,其车门返修调整方式如下。
a.车门x向和z向可通过调整铰链与侧围贴合面的相对位置来保证,在调整线可以通过敲击铰链来进行返修。
b.车门在车身上的y1、y2(铰链侧)一般均不可调,若要调整则可通过调整铰链与车门贴后面的相对位置来保证,若车门铰链自带定位销,可根据车门与车身的尺寸情况调整车门上铰链定位孔位置来匹配面差;若车门铰链与车门之间采用自定位螺栓装配,可根据车门与车身的尺寸情况,调整夹具上铰链安装螺母板的位置来匹配面差。
c.y3(锁扣侧)方向可以通过调整侧围车门锁扣位置来保证间隙面差。
4铰链与车身先装配的方案分析
这种方案也可以分解为两步,第一步是将铰链与车门先装配到一起,第二步是将车门带铰链总成装配到车身上,将两步分解研究。
4.1铰链装配到车门上的过程及原理
如图将铰链定位装配到车门上,目前行业里应用较多的主要有两种形式,一种是通过装配样架,对铰链进行定位;一种是通过自定位螺栓,对铰链进行定位,
4.1.1装配样架定位
这种定位形式的装配过程是先将铰链装配到工装上,然后将工装(带铰链)装配到车门上,并通过螺钉将铰链拧紧到车门上,最后拆除工装, 将车门上下铰链定位装配到车门上。装配定位过程如图5所示。其装配原理类似于用铰链装具将铰链装配到车身上时的方案,都是通过工装对铰链进行定位,然后通过工装在装配对象(车身或车门)上的定位来实现铰链装配时的定位。这种装配形式的好处在于对铰链装配时采用的是普通螺栓,铰链在车门上的y向和z向都是可调的,可以通过调整样架上铰链的位置来实现车门匹配状态的变化。
4.1.2自定位螺栓定位
这种定位形式的定位原理是通过自定位螺栓上台阶定位面与铰链孔的配合,来实现铰链在车门上的定位,而自定位螺栓在车门上的位置度完全取决于车门上铰链安装螺母的位置,因此若要调整铰链在车门上的位置,就需要对车门上铰链安装螺母板在夹具上的位置进行调整。图6所示为车门铰链安装螺母板在夹具上的定位原理,其y向和z向是通过定位销定位,可以进行调整。与应用样架装配的方案相比,这种调整相对困难且不够直观,调整的效果需要反复验证。
以上两种定位形式目前都有应用也各有其优缺点,应用样架装配的优势在于铰链调整方便,缺点在于工装费用较高。应用自定位螺栓的优势在于装配方便,成本较低,缺点在于铰链调整困难, 且铰链安装螺母板的位置度一致性控制也需要耗费较长的周期。
4.2车门带铰链总成装配到车身上的过程及原理
铰链与车门装配好以后,接下来要做的就是将车门总成装到车身上,这一步目前也有两种定位形式,主要与铰链的产品结构有关。一种形式是车门下铰链上自带一个定位销,定位车门上对应的销孔,用来定位车门的x向和z向(x、z1),侧围与铰链平面打紧后贴合,控制车门y向(上下铰链分别为y1、y2),假锁扣模拟锁扣安装方式通过定位销和磁铁装在车身上,用于定位车门的y向和z向(y2、y3)。装配定位方案具体见图7。
除以上方案外,还有一种定位形式是采用内置式车门装具,装具先定位在车身上,然后装具上的定位销定位门盖内板上的两个定位孔来控制车门x向和z向,装具上定位块及铰链与侧围贴合面定位车门y向。采用内置装具主要问题在于装具在车身上定位不好选取,无法用定位孔而都是靠型面定位,而型面精度和稳定性显然比定位孔要差,内置式车门装具如图8所示。两种定位形式的选择主要在于铰链上是否有定位销,可以根据实际铰链形式进行选取。
4.3车门调整方式
采用铰链与车门先装,然后再与车身装配的方案,其车门调试方式与第一种方案不同,具体如下。
a.车门的x向和z向可通过调整铰链与侧围贴合面的相对位置来保证,在调整线可以通过敲击铰链来进行返修(下铰链带定位销与车身自定位x-z1,在返修时也可敲击铰链,定位销会将0.7 mm的侧围外板顶变形从而实现返修)。
b.车门在车身上的y1、y2(铰链侧)在装配时一般不可调,若要调整则可通过调整铰链与车门贴后面的相对位置来保证,车门铰链与车门之间采用样架装配,可根据车门与车身的尺寸情况定期调整铰链位置来匹配面差;车门铰链与车门之间采用自定位螺栓装配,可根据车门与车身的尺寸情况调整铰链安装螺母板的位置来匹配面差。
c.y3(锁扣侧)方向可以通过调整侧围车门锁扣位置来保证间隙面差。
5结束语
锚杆支护三径匹配的研究 篇2
锚杆支护因具有技术先进、经济合理、安全可靠等优点,而被许多煤矿广泛地推广应用,但有时也存在设计不合理、支护强度大、支护费用高,或支护强度不足,安全性差的`情况.文章通过对“三径”匹配的研究,提出了合理匹配方案,为描杆支护提供了借鉴.
作 者：朱美君 作者单位：淮北矿业集团公司杨庄煤矿,安徽,淮北,235025 刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(11) 分类号：U4 关键词：描杆支护 支护参数 “三径”匹配
汽车整车轮胎匹配研究 篇3
关键词：轮胎 匹配 操稳性
底盘行驶性能的基础是轮胎性能，底盘行驶性能取决于各装置的协调。底盘的高行驶性能是在驱动系、悬架、轮胎、制动系等各轮胎构成装置和车身的刚度等整体取得良好的匹配，才能实现综合性能。
本次涉及的都是在主观评价基础上进行的研究分析。
1 轮胎的操稳性研究
汽车轮胎作为整车唯一和地面接触的部件，其主要功能为：承载汽车的质量和路面的垂直反力；对于行驶中驱动和制动的汽车产生并承受路面的纵向反力；对于转弯或受有侧向力行驶的汽车产生并承受路面的侧向反力使汽车沿预定方向行驶；吸收或减小汽车通过不平路面时产生的动载荷和振动等。
1.1 匹配轮胎应考虑因素
1.1.1 轮胎的基本特性：均匀性、刚度（径向、侧向刚度）和转动惯量；
1.1.2 轮胎的滚动的阻力及与地面的摩擦和附着；
1.1.3 轮胎的侧偏特性：
①侧偏力、回正力矩和侧偏角特性；
②纯侧偏特性；
③制动、驱动时侧偏特性；
④侧偏动特性；
⑤方向盘转角阶跃输入下的侧偏力效应；
⑥轮胎的振动特性；
⑦轮胎的噪音。
1.2 轮胎的匹配
1.2.1 直线稳定性（Directional Stability）
①车辆的稳定程度；
②车辆的收敛性；
③方向盤的稳定性。
1.2.2 中立感（On center feel）（Center lightness）
①间隙感；
②小角度操作时，车辆直线保持能力；
③小角度的灵敏性。
1.2.3 直进性（Straight ahead controllability）
①车辆匀速走行时，直线保持能力的强弱；
②车辆偏向大小；
③车辆左偏或右偏；
④刹车时车辆是否平顺。
1.2.4 方向盘回正（Feed back）
①方向盘回正时， 残留角的大小；
②直行性改变的大小。
1.2.5 高速控制安全性
操作方式：匀速行驶80km/h～110km/h，操舵角以5°、45°、90°方式执行。缓慢操作（匀速来回操舵）、急剧操作（急打急回）。
1.2.6 抓地力感（Traction）
①各速度轮胎抓地的表现；
②Slip量的大小；
③Slip量滑移速度；
④在弯道的最大通过速度及腰部的感觉；
⑤前后轮抓地力的差异。
1.2.7 舒适性（Ride comfort）
①正常路面直线行驶；
②正常路面直线变线行驶；
③正常路面急速转弯行驶；
④非正常路面行驶；
⑤蛇形路。
1.2.8 噪音（Noise）
①评价低速：正常路面噪音；
②评价高速：正常路面噪音。
1.3 轮胎的动力学测试
①轮胎稳态侧偏力特性；
②轮胎稳态纵滑力学特性；
③轮胎稳态侧倾力学特性；
④轮胎复合侧偏侧倾；
⑤轮胎复合侧偏纵滑；
⑥轮胎动态径向刚度。
1.4 轮胎的整车匹配
1.4.1 轮胎结构
因轮胎进行整车的匹配，需要多轮主观评价来选取较优的方案来进行整车的操纵稳定性的评价。下图为轮胎结构（图1），因轮胎主要通过更改胶料厚度和硬度、带束层宽度来实现性能的差异。
所以在每轮的调整都需要更换调整胶料厚度/硬度进行评价。
图1
1.4.2 主要评价方向
①整车匹配轮胎时的评价项目主要是从直线行驶稳定性、移线行驶、转弯行驶、舒适性方面进行全面评价，并在评价过程中针对不同车辆进行评分，依据评分的标准确定选取适合方案的轮胎。（表1）
②综上所述第一轮轮胎评价：方案一轮胎刚性支撑过大，包覆性差、振动吸收能力弱。方案二横向抓地性能表现稍差。根据方案一、方案二车辆评价结果，轮胎主要优化方向。（表2）
③因涉及到车轮橡胶结构的变更，相关的调整参数，在继续做相关的主观评价、因轮胎的匹配过程是和整车密不可分的，所以轮胎调整结构后必然引起轮胎本身刚度的变化，如下：
表3
[气压/kPa＼&220＼&Load/kg＼&448＼&896＼&1120＼&纵向刚性（N/mm）＼&调前
调后＼&305.86
214.18＼&263.47
252.83＼&288.83
255.98＼&横向刚性（N/mm）＼&调前
调后＼&147.51
126.24＼&136.36
127.5＼&131.59
125.89＼&径向刚性（N/mm）＼&调前
调后＼&226.21
231.93＼&246.94
234.91＼&246.63
240.25＼&]
2 全文总结
2.1 因悬架调校方面不单只是对于轮胎及减振器进行匹配，对于稳定杆、轴套等零部件同样需要在整车上进行调校验证。
2.2 因稳定杆、轴套影响的因素与轮胎、减振器等因素是相辅相成的，所以在整车轮胎及减振器匹配的过程兼顾。
参考文献：
[1]胥永宫.轿车轮胎操纵稳定性匹配研究[D].吉林大学，2011，4（1）.
[2]陈焕明.轮胎高速直线稳定性研究[J].中国科技论文，2013，11（15）.
[3]石川浩二郎.轮胎特性与汽车操纵稳定性[J].轻型汽车技术，1995，12（15）.
[4]曹宇.轮胎操纵稳定性客观评价体系的初步研究[D].吉林大学，2008，4（10）.
锚杆支护“三径”匹配的研究 篇4
关键词：描杆支护,支护参数,“三径”匹配
1 支护原理
锚杆支护是树脂锚固剂配以各种材质杆体的锚杆进行工程支护的锚杆支护技术。它的工作原理是把以树脂胶泥为基础的胶粘剂和固化剂(二者完全分开)用锚杆轻轻装入钻孔,随后将锚杆以一定速度边旋转边搅拌地推入到眼孔底部,把两种化学物质充分混合,使胶粘剂迅速聚合并使锚固段锚杆与钻孔孔壁紧密地粘结在一起取得较高的强度,并通过托板的安装和螺母的拧紧,对围岩起到支护作用。
2 支护“三径”匹配原理
锚杆支护“三径”匹配是指钻孔直径、锚杆直径、锚固剂直径“三径”之间的最佳配合,从而使锚杆支护结构整体达到最佳的支护状态。本文以左旋无纵筋螺纹钢锚杆为例说明“三径”的匹配。其它类型的锚杆与之类似。
2.1 锚杆钻孔直径的确定
钻孔直径应主要根据锚杆的锚固力、锚固成本和钻孔效率确定。
树脂锚杆锚固力在孔经为25~29mm区间内随着钻孔直径的增加而增大,到29mm时达到最大。超过29mm后则迅速降低。孔径为28mm时锚固力次之,孔径为33mm时,锚固力迅速下降直至为零。
同样通过实验可以得到:对于直径为18mm的锚杆,钻孔直径为26mm时锚固力最大;对于直径为16mm的锚杆,钻孔直径为25mm时锚固力最大。
实践结果表明:钻孔直径越大,锚固成本越高、钻孔时间越长。
2.2 锚杆直径的确定
对于锚杆直径,国外多数选用20~22mm。目前国内根据设计及施工情况来看,杆体直径大都在16~22mm。而且多集中在18mm左右,明显偏小。目前国内许多专家对锚杆长度和锚杆直径有深入研究,结果表明:锚杆长度和锚杆直径都存在着极限值,并不是通常认为的愈长愈好和愈粗愈好。
具有代表性的研究结果有:(1)对全长锚固锚杆的长度由锚杆尾部剪应力不超过粘结剂的极限粘结强度决定,岩石愈松软,巷道断面愈大,锚杆的极限长度愈小。认为当锚杆直径为20~25mm时,锚杆长度难以超过2.5m。而对锚杆直径,认为锚杆的极限直径是根据杆体的最大轴向力和最大剪应力同时达到极限值来决定的;(2)锚杆的极限长度宜大于塑性区厚度且不宜过多地超出塑性区范围;(3)利用计算机通过对近万个数据的分析,对锚喷巷道锚杆长度与锚杆直径与喷层厚度(反映围岩压力大小),锚杆提供的附加支护抗力(反映锚杆受力状态),以及围岩稳定的安全系数K2之间的关系研究表明,锚杆长度和锚杆直径都存在着一个合理值。我们充分汲取了以上论点,结合实验数据,根据多年的设计和施工实践,对“三径”匹配做进一步研究,提出了“三径”匹配方案。
杆体直径的增大必然提高锚杆的锚固力,同时支护成本必然增加。通过实验对比如下:在钻孔直径为29mm、锚固长度与外部条件相同的情况下,以直径为l4mm锚杆支护成本为基准,其他直径锚杆支护成本增加的百分比见表1,锚固力增加的百分比见表2。
对比表1和表2可以明显看出,随着锚杆直径增大,锚固成本增大,其增加的幅度为2%~14%;锚固力也增大,其增加幅度为13%~147%。两个增加幅度相差悬殊,后者增加幅度是前者的10~11倍。由此可见,适当加大锚杆杆体直径在经济上是十分有利的。
但是锚杆直径的确定应综合考虑各种因素。在保证锚杆具有可靠支护阻力的同时,还应考虑在技术上可行,经济上合理。
(1)满足支护阻力的要求。(2)技术上的可行性。(3)经济上的合理性。综合上述分析,结合设计、施工实际,锚杆直径一般选取18~22mm。
2.3 树脂药卷直径的确定
树脂锚固剂直径确定的原则:一是应在确定的钻孔直径条件下,保证树脂锚固剂能够得到顺利安装;二是保证树脂锚固剂能够顺利安装的条件下,将其直径尽量加大。树脂锚固剂药卷尽量加大有如下好处:一是在锚杆搅拌树脂锚固剂时,有利于树脂胶泥和固化剂充分混合,树脂锚固剂锚固强度能够得到充分发挥;二是在用相同体积的树脂锚固剂时,由于药卷直径的加大,药卷总长度可以缩短,减少装入时间和锚固剂在孔中的占据长度,方便锚杆安装。
综合分析研究结果及实践经验证明:在29mm钻孔中可以使用直径18~22mm无纵筋左旋螺纹钢锚杆或16~20mm有纵筋建筑螺纹钢锚杆时,使用树脂锚固剂直径为23~25mm比较合适;对与直径为33mm钻孔,使用直径24~26mm无纵筋螺纹钢锚杆或22~24mm有纵筋建筑螺纹钢锚杆时,使用树脂药卷直径为28mm比较合适。
3 结论
匹配研究 篇5
一、导论
根据人力资本理论,在微观层面上，教育能够促进个体劳动生产率的提高，而在宏观层面上，教育通过各种途径促进一个国家或地区经济的增长。前者一般用教育的私人收益率来衡量，包括内部收益率与明瑟收益率;后者一般用各种不同的经济增长模型，比如外生模型U1、内生模型、柯布一道格拉斯(Cobb-Doglas)生产函数模型、全要素生产率(TotalFactorProductivity,简称TFP)模型(包括代数指数法、索洛残差法、隐性变量法、潜在产出法等)等来计量教育对于经济增长的贡献。
尽管目前有大量的实证研究分析教育对个体收益的促进作用以及对于国家经济增长的促进作用，这类研究的研究对象涵盖了基础教育、中等教育与高等教育甚至在职培训，但目前国内外却鲜有研究考察研究生教育这一最高层次教育的经济功能。虽然一些学者用明瑟收人方程实证分析了研究生教育的私人收益率，但似乎还没有一篇实证研究考察研究生教育对国家经济增长的贡献。因此本研究将视角放在这一学术研究的空白领域，希望用实证的方法分析中国研究生教育与经济增长之间的关系，并进一步讨论中国研究生教育的发展对中国经济增长的促进作用。
近年来关于研究生教育结构与社会经济发展是否相匹配的问题也成为国内学术界的研究热点，然而怎样衡量研究生教育结构与社会经济发展的匹配程度，国内学术界仍然没有定论。有的研究试图用不同学科研究生的就业率、学用结合率以及过度教育率等作为衡量研究生教育结构与社会经济发展是否相匹配的指标,这是一个很好的尝试。本研究认为还可以从研究生教育与经济增长之间关系的视角来探讨我国研究生教育结构与社会经济发展的匹配关系。
首先，本研究将从整体上分析研究生教育系统对全国各地经济增长的促进作用，总结和梳理我国研究生教育发展的成绩，从而更好地指导我国研究生教育事业的发展。这也将为各级政府确定对研究生教育进行财政支持和资助力度提供坚实的实证证据,从而促进整个研究生教育事业的蓬勃发展。其次，本研究将计算研究生教育对不同地区经济增长的促进作用以及它们之间的差异，为研究生教育未来的区域结构调整提供坚实的实证证据。
二、研究方法与研究假设
目前学术界用不同的计量模型来分析教育对经济增长的贡献。不同的模型有着不同的模型假定与侧重点，本研究主要借鉴宏观明瑟收人模型(Macro-Mincerwageequation)来测量研究生教育对于我国经济增长的促进作用。宏观明瑟收人模型首先是由经济学家赫克曼(J_Heckman)和克列诺(P.Klenow)提出来的[8]，克鲁格(A.B.Krueger)和林达尔(M.Lindahl)等经济学家在赫克曼和克列诺研究的基础上,对将微观经济学领域的明瑟收人模型转变成宏观经济增长模型进行了较为详细的论述。
本研究选择宏观明瑟收人模型进行分析，主要是因为本研究着重讨论研究生教育与经济增长之间的关系，而宏观明瑟收人模型就是专门用来分析人力资本对经济增长的贡献。而且宏观明瑟收入模型对数据的要求较少，而较少讨论其他投人要素对经济增长的贡献。比如克鲁格和林达尔在其研究中所列的公式只有初始经济发展水平和初始人力资本发展水平这两个核心自变量。宏观明瑟收人模型中的自变量少，这一特点使得实证分析具有简单、易操作的优点;但与此同时也导致了一个缺憾，那就是没法全面解释经济增长的影响因素，这估计也是宏观明瑟收入模型没有柯布一道格拉斯生产函数、全要素生产率等模型应用广泛的原因所在。由于本研究并不试图精确度量研究生教育对经济增长的贡献率，而旨在分析研究生教育与经济增长之间的匹配关系，因此使用宏观明瑟收入模型还是具有很大的合理性。
目前国内使用宏观明瑟收人模型实证分析人力资本对经济增长贡献的研究并不多，杨建芳在其博士论文中，系统、全面地阐述了这一方法，并进行了相关的实证分析，本文将基本上沿用这篇研究的模型与方法。根据宏观明瑟收人模型，自变量中应包含人均GDP和人力资本的滞后变量。典型的宏观明瑟收人模型形式如下：
在这个模型中，初始平均受教育年限的系数仄的含义可以有多种解释。其中之一就是初始平均受教育年限对于经济增长的促进作用。然而，也有研究者认为,尾表明的是教育和经济增长之间的反向因果关系，也就是人们对未来经济增长的预期会影响教育投资，因此预期未来经济的增长会导致现在教育投资的提高。本研究假定仄就是教育对于经济增长的贡献率。
鉴于目前国内的数据仅有历年来研究生教育办学规模的省际数据,本研究将对标准的宏观明瑟收人函数做一定的变换。首先，本研究将平均受教育年限变为研究生教育系统的毕业生规模;其次，因为研究生教育的变量从相对规模变成了绝对规模，因此&和也从人均GDP变为GDP总量。最后，本研究准备控制住平均受教育年限，因为社会中已有的人力资本存量显然会对于经济增长有很大的影响，而且这一变量也是宏观明瑟收人模型中的一个核心变量。
通过模型变换，就可以从整体上分析研究生教育发展与全国各地经济增长的相关关系。通过将样本按照地区的分组，还可以分析出不同地区研究生教育对于经济增长的促进作用。这样，本研究就形成了两个研究假设:其一，整体而言，我国的研究生教育系统对于全国各地的经济增长都有显著的正向促进作用;其二，研究生教育系统对于我国东部、中部与西部地区的经济增长都有着正向显著的促进作用，而且这一促进作用将与地区经济的发达程度呈显著的正相关关系，也就是说对东部地区的促进作用最大，而对西部地区的.促进作用最小。
三、数据
本研究所用数据是笔者通过收集各统计年鉴的相关数据，并整理、计算得到的-全国各省级行政区的面板数据。最早的数据来自是因为在各种全国性质的官方统计年鉴上,从20才开始统计分省区的研究生规模。
本研究所用计量模型的因变量是某省区某年的GDP总量的自然对数，都是将名义GDP以2003年为基准调整后得到的实际GDP。
核心自变量是这一省区上一年的研究生教育规模的自然对数。本研究将因变量和核心自变量都取自然对数,使这一核心自变量的系数不受因变量和自变量量纲的影响，其经济学含义就是弹性。本研究选择用研究生(包括硕士研究生和博士研究生)的毕业生数作为衡量研究生教育规模的变量。之所以选择用毕业生数而非招生数和在校生数，是因为本研究还准备控制这一省区上一年份非在校生?的平均受教育年限。非在校生的平均受教育年限可以看作社会人力资本的存量,而研究生的毕业生人数可以看作人力资本的增量。根据已有大量的研究发现，人力资本的存量与增量都会显著促进经济增长。选择研究生的毕业生规模作为自变量，使得本研究的模型中既有人力资本的存量又有人力资本的增量。
除了研究生毕业生数自然对数这一核心自变量外，本研究还沿用经典宏观明瑟收人模型的形式,控制特定省区上一年的GDP总量的自然对数以及这一省区上一年的非在校生的平均受教育年限。这一平均受教育年限是根据国际上较常用的永续盘存模型(perpetualinventorymodel)、遵循巴罗(Barro)和李(Lee)的计算方法和过程推算出来的。
综上，本研究模型的因变量是GDP总量的自然对数，自变量包括上一年GDP总量的自然对数、上一年研究生毕业生规模的自然对数以及上一年非在校生的平均受教育年限。在估计全国范围内的研究生教育系统对于经济增长的促进作用时,样本为2003-20全国数据;在估计东部、中部和西部地区的研究生教育对于经济增长的促进作用时，样本分别为2003-年东部、中部和西部地区各省区的数据。
本研究以国家制定西部大开发战略后的地区划分为准,将中国31个省级行政区分为西部、中部、东部三个地区。其中西部地区包括的12个省级行政区分别是四川省、重庆市、贵州省、云南省、西藏自治区、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、广西壮族自治区和内蒙古自治区;中部地区的8个省级行政区分别是山西省、吉林省、黑龙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省和湖南省;东部地区的11个省级行政区为北京市、天津市、河北省、辽宁省、上海市、江苏省、浙江省、福建省、山东省、广东省和海南省。
四、实证结果及其讨论
由于本研究所用数据是全国的面板数据，因此用面板数据的回归模型进行估计。面板数据的回归模型有两种：一种是固定效应(fixedeffect)模型，一种是随机效应(randomeffects)模型。哪种模型更适合要通过豪斯曼(Hausman)检验才能判定。岳昌君在《教育计量学》U71中详细描述了豪斯曼检验的判断标准:豪斯曼检验假设固定效应和随机效应的估计值符合一致性。当两种方法的估计值无显著差异时,采用随机效应模型更具效率;若两种方法的估计值有显著差异时，则表示随机效应模型并不适合。通过豪斯曼检验，本研究发现无论是对全国样本还是对分地区的样本，都是采取随机效应模型估计更为有效。因此,本研究采用随机效应模型进行估计。
研究发现对全国所有省区而言，控制原有经济发展水平以及人力资本存量以后，新增研究生毕业生的规模也即研究生教育带来的人力资本增量将显著促进省际的经济增长,显著性水平为5%。实证结果支持了假设一。这也表明从20世纪末我国扩大研究生教育规模的决策是和国家长远的发展趋势相匹配的。
东部、中部与西部地区的回归结果显示，各地区“上一年研究生毕业生数的自然对数”的系数存在明显差异。对东部和西部而言，这一变量系数显著为正,而且东部的系数大于西部;对中部而言，系数却为负且不显著。这表明控制了原有经济发展水平和人力资本存量之后，研究生教育对于东部和西部地区的经济增长有着显著的正向促进作用;但是中部的研究生教育却并不能促进当地经济增长,相反，可能还有负面效应,尽管这种负面效应在统计上不显著。
可见由于中部地区的反常,实证结果并没有支持假设二。为什么中部地区会出现这种反常现象呢?本研究尝试从以下两个角度进行阐述。
第一，相对西部而言，中部的研究生教育规模更大，已有研究发现中部的研究生毕业后有很大比例选择迁移到东部地区(尤其是北京市、上海市与广东省)就业。可见，虽然中部培养了数量可观的研究生,但是很多研究生都“孔雀东南飞”，因此中部培养的这些研究生可能作为重要的人力资本增量更多地促进了东部而非中部的经济增长。因此中部的研究生毕业生的规模不但不能显著促进该地区的经济增长，反而有负的效应，就不足为奇了。这也从侧面说明中部研究生教育的发展水平与其地区经济发展水平不太匹配，需要做深层次的结构性调整。
第二，中部的省区最少，只有8个,加上本研究的年度范围是2003-2009年，只有7年,所以中部的样本数偏少。这可能会影响到实证结果的稳定性,后续研究应该考虑基于更长时间跨度的分析与估计。
从表1还可以看到西部的“上一年研究生毕业生数的自然对数”的系数虽然也是显著为正，但是显著性水平为10%，处在显著性的边缘。这说明相对于东部而言，西部的研究生教育与其经济发展的匹配度也低于东部这两者之间的匹配度，因此西部地区的研究生教育需要进行进一步的结构性调整。也就是说,单纯从研究生的产出规模与经济发展这两者之间的关系来看，东部地区做得最好,而中部与西部都需要根据自身的具体情况做出调整，以使得这两个地区的研究生发展为本地区经济发展做出更大的贡献。
五、结论与展望
本研究基于2003-2009年全国面板数据，通过运用宏观明瑟收人模型实证分析了研究生毕业生规模与经济增长之间的关系。实证结果显示：
其一，整体而言，我国的研究生教育对于省际的经济增长有着显著的正向促进作用，即对全国而言,研究生毕业生规模的增加，提高了人群中的人力资本增量,进而显著促进了经济增长。
其二，分地区来看,研究生教育对东部地区和西部地区的经济增长有着显著的正向促进作用,其中对东部的促进作用最大,显著性水平也更高;而在中部却不存在这样的正向促进效应。本研究从中部的大量研究生毕业生不在本地区就业而是迁移到东部就业的角度进行了分析与阐释。这从侧面说明中部的研究生教育有必要做出深层次的结构调整，让研究生教育与当地经济增长之间的关系更为协调与匹配。
当然需要说明的是，由于本研究的主要目的是通过探讨研究生教育与经济增长之间的关系来分析研究生教育与经济发展之间的关系是否匹配。所以，本研究的模型较为简单，自变量主要集中于人力资本的存量与增量，没有加人要素投人、技术进步等变量。因此，本文的实证结果只能局限在讨论研究生教育与经济增长这两者之间的简单关系。
出租车“供求匹配”程度研究 篇6
摘 要：针对城市区域内出租车运行资源的匹配问题，从不同时空角度分析出租车资源的动态“供求匹配”评价。通过选取北京市西单、国贸、王府井、东单、百盛、中友六个地区，对相应地区一天24 h的出租车供给量和需求量进行分段处理，引用基尼系数作为评判出租车供求匹配程度的量化指标，研究结果获得了六个时段的基尼系数，发现均在0.8左右，参考评价标准，因此证实六个地区出租车“供求匹配”程度评价为高度不匹配。
关键词：出租车；基尼系数；供求匹配度；时空差异
中图分类号：F570 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0136-02
1 概 述
出租车是市民出行的重要交通工具之一，“打车难”是人们关注的一个社会热点问题。针对出租车资源的配置状况，以及出租车资源在不同时空状态下显现的各种特征，试建立合理的指标，分析不同时空出租车资源的“供求匹配”程度。
我们需要从时间和空间两个层面上，分析出租车资源供求匹配程度。
①空间层面上，我们研究北京市西单、国贸、王府井、东单、百盛、中友六个地区；
②时间层面上，我们将这六个地区的一天分为多个时段。
建立国际上公认的解决匹配度问题的基尼系数模型，绘制匹配度曲线，评价出租车资源在不同时空上的匹配度。
2 基尼系数模型
2.1 前提假设
①假设问题所用数据真实可靠有代表性。
②假设各省市间不存在出租车的相互流通情况。
2.2 符号说明
符号说明，见表1。
2.3 基本原理
基尼系数是由意大利经济学家基尼（GINI）于1992年根据洛伦兹曲线提出，由洛伦兹曲线的构建来实现对经济平等程度的量化评价，基尼系数作为衡量一个国家收入分配平等程度的标准，就其工具性而言，在诸多领域中得到应用，本问题就是把基尼系数作为衡量出租车资源“供求匹配”程度的量化指标。理论匹配度曲线，如图1所示。
匹配度曲线是由洛伦兹曲线而来，以OF为横坐标，表示各时段出租车资源需求量累计百分比；以OD为纵轴，表示每个地区出租车资源供给量累计百分比，对应关系描绘在图上形成的L即为供求匹配曲线，曲线在横纵坐标的取值范围均为（0，1）。
对角线OE为“绝对平均直线”，当L为OE时，表示出租车资源供求绝对匹配。当出现不完全匹配时，供求匹配曲线会出现弯曲，且弯曲程度越大，匹配程度越低。L与OE之间的部分A叫作“不匹配面积”，完全不匹配的面积为A+B。
3 模型的建立
首先，我们获取北京市西单、国贸、王府井、东单、百盛、中友六个地区24小时出租车供给量和需求量数据，使用excel软件进行数据预处理，得到这六个地区出租车资源的平均小时供给量；
其次，以3个小时为一个时段，（由于21时～次日6时为夜间休息时段，故合为一个时段），得到六个时段出租车资源的平均小时需求量。通过计算得到六个地区每小时出租车资源供给量占全天出租车资源总供给量的百分比，以及这六个地区各时段出租车资源需求量占全天出租车资源总需求量的百分比、每小时出租车资源需求量的累计百分比；
最后，使用梯形面积法，在matlab中计算得到六个时段的基尼系数，与基尼系数的匹配标准对比分析结果。
4 模型的求解
首先我们对北京市不同地区各时段的出租车需求量和供给量进行分析，以3个小时为一个大的时段，得到北京市不同地区出租车资源供给量和需求量的数据，见表3。
其次，分别计算各时段出租车需求量占总需求量的百分比，并按百分比的大小由低到高进行排序，再分别计算不同地区各时段的出租车平均需求量的累计百分比，结果见表4。
5 结果分析
由结果可知，六个地区各时段出租车资源供给量与需求量匹配的基尼系数均大于0.5，属于高度不匹配的情况，严重超过了国际上公认的0.4警戒线。说明出租车资源配置在时空上严重不合理，在很大程度上导致了交通资源的浪费和民众打车难的问题。
参考文献：
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问题评析[J].数学建模及其应用，2015，04：34-39+60.
[2] 燕华云，贾绍风.青海湖水量平衡分析与水资源优化
配置研究[J].湖泊科学，2003，01：35-40.
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[4] 周黎，王斌，韩彪.一种改进的Gini系数[J].数量经济技 术经济研究，2005，05：50-57.
[5] 冯晓梅.供需平衡状态下的出租车发展规模研究[D].
成都：西南交通大学，2010.
图像匹配中特征提取算法研究 篇7
图像匹配是图像处理的一项关键技术, 可广泛用于目标识别与跟踪、立体视觉、变化检测、测绘等领域。目前已经有很多学者对基于边缘的图像匹配方法进行了研究, 取得了较好的结果。基于点特征匹配目前研究较少, 是一个图像匹配的研究方向。无论以边缘进行匹配, 还是以点特征进行匹配, 其中关键的技术之一是特征提取。
角点特征是图像的重要特征, 由于角点对应与图像中信息含量高的位置, 相对于原图像而言, 使用角点进行匹配计算能够大大减少计算量, 因此它能够在图像匹配中有良好的应用价值。在实现摄影测量自动化和遥感影像匹配中, 提取角点特征也具有重要意义[1]。
1 图像点特征提取及其算法
点特征主要是明显点, 如角点, 原点等。角点特征是影像的重要特征, 在各种影像特征中角点具有旋转不变性和不随光照条件变化而变化的优点。由于角点能够在减少参与计算的数据量, 同时又不损失影像的重要灰度信息, 而且在影像匹配中, 利用角点特征匹配可以大大提高匹配速度, 所以角点特征的提取尤为重要。现在已经提出一系列算法各异, 且有不同特点的兴趣算子, 比较著名得有Moravec算子, Forstner算子, Harris算子, MIC算子以及SUSAN算子等。基于C#, 在.net环境下实现了前三种算法, 并对算法的性能进行了分析, 并以一幅常用的实验影像来提取角点[2]。
2 角点提取结果分析
2.1 开发语言及环境
C#是一种最新的、面向对象的编程语言。ASP.NET是一个统一的Web开发平台, 已编译的、基于.NET的环境, 可以用任何与.NET兼容的语言 (包括Visual Basic、.NET、C#和JScript.NET.) 创作应用程序。
2.2 Moravec算子实验及结果分析
本文试验分成两部分, 第一部分是对无噪声图像设定不同参数, 查看提取结果;第二部分是对图像加上噪声, 进一步对算法的性能进行比较分析。
Moravec算子有三个不同的参数影响着特征提取的效果, 通过改变三个参数设置来比较结果。笔者通过比较方差阈值、比较方差窗口、比较候选点窗口对结果的影响三个实验, 得出如下结论:
在其他参数不变的情况下, 改变方差阈值, 从3000增加到10000, 可以减少误差, 没有提取出不必要的角点, 但是由于阈值过大, 也丢失了一些角点, 所以要适当地减小阈值。通过实验, 将最佳阈值设定在5000~8000之间;方差窗口影响提取的角点的宽度, 当窗口较大的时候提取的角点比较宽, 线条比较粗, 而实际中角点是比较细小的, 所以要选择比较小的窗口, 3×3窗口比较合适;候选点窗口的大小对角点的提取影响很小。
对以上的结果进行分析可以得知, 当方差窗口较小 (选取3×3) , 阈值在一个合适的范围时 (选取5000) , 提取的角点特征比较明显, 效果较好。
2.3 噪声图像处理结果分析
为了检验Moravec算法的去噪能力, 对原始图像加入少量噪声, 通过参数设置发现, 方差阈值需设置的较大, 祛噪能力就会越强, 因为噪声点像素值较大, 所以必须将阈值设置的比较大, 才能过滤掉噪声, 进而提取角点特征;当方差窗口较小时, 去噪能力较强。当窗口较小时, 就可以把噪声剔除出去;候选点窗口的大小对提取结果的影响很小, 两幅图的效果很接近;在去除噪声影响时, 方差窗口的大小和方差阈值的大小的作用较大, 并且需要设置较大的方差和较小的方差窗口才能取得较好的效果, 而候选点窗口的大小影响则较小。
2.4 实验结果分析
在用Morava算子进行角点特征提取时, 要获得比较好的实验效果, 需要将方差窗口设置的较小, 方差阈值设置较大 (在此取4000为最佳) , 相比较而言候选窗口则作用较小。
3 特征提取的发展方向
图像特征提取是图像识别的关键步骤, 图像特征提取的效果如何直接决定着图像识别的效果, 如何从原始图像中提取具有较强表示能力的图像特征是智能图像处理的一个研究热点。当前的研究主要有几个方向[3]: (1) 颜色或灰度的统计特征提取; (2) 纹理、边缘特征提取; (3) 图像代数特征提取; (4) 图像变换系数特征提取。
4 结论
图像特征提取是图像识别的关键步骤, 特征提取的效果直接决定着图像识别的效果。如何从原始图像中提取具有较强表示能力的图像特征是智能图像处理的一个研究热点。从图像的变换系数中提取图像特征是近年来发展起来的新的图像特征提取方法, 无论从理论还是实际应用的角度, 还有许多问题有待研究将变换系数方法和代数方法相结合来提取图像特征更值得深入研究。
摘要：图像匹配是图像处理技术领域中最重要的环节之一, 基于特征的匹配方法涉及特征的选定和提取, 以及相似性准则的确定及实现。图像特征主要分为点特征, 线特征以及面特征。本文以角点为点特征作为研究重点, 对当前一些主要的角点特征提取算子, 包括Morava算子, Forstner算子, Harris算子, MIC算子, SUSAN算子和SIFT算子进行研究。本文主要介绍了实现Moravec算子的编程思想及实现流程。
关键词：图像匹配,特征分类,提取算子
参考文献
[1]张剑清, 潘励, 王树根等.摄影测量学[M].第1版.武汉:武汉大学出版社, 2006:83-90.
[2]翟俊海, 赵文秀.图像特征提取研究[J].河北大学学报 (自然科学版) , 2009, 29 (1) :106-110.
电话号码模糊匹配算法研究 篇8
为了提升用户拨号的快捷性, 要求用户在输入号码的时候, 对用户已输入号码进行模糊匹配, 并以列表的形式呈现给用户, 供用户选择。用户使用手机键盘拨号速度最快不超过100毫秒, 这就要求手机必须在100毫秒以内查找结束并把结果呈现给用户。而手机号码、SIM卡号码、最近通讯录号码总和在3000个左右。利用传统的字符串查找已不能满足要求。
本论文仅阐述核心算法部分。
一、算法实现
本算法使用以空间换取时间的办法, 通过记录不同数字所在的位置, 并通过移位操作来实现模糊查找。此算法复杂度仅仅和用户输入的字符串长度有关, 而和实际的字符串长度无关。因此, 不同于常规的字符串查找算法。
(一) 字符映射
首先, 把手机号码中存在的字符映射成1 6个字符, 方法为:把字符“0”-“9”转换成数字0~9;把“*”“#”“+”“p”“w”分别转换成数字10、11、12、13、14;把可能存在的字符“-”或其他字符转换成数字15。
(二) 数据结构定义
用元素来定义电话号码的存储结构, 一个元素存储一个号码。格式可以如下:
typedef struct
{t Cell Type n Data[16];
}t Element;
其中t Cell Type可以为unsigned short或unsigned long。前者代表可容纳电话号码的最大长度为16, 后者代表可容纳的最大长度为32 (32位机器下) 。
(三) 数据结构建立
把一个电话号码放到一个元素中去, 保证:元素中n Data[0]记录数字0所在的位置, n Data[1]记录数字1所在的位置, 依次类推, n Data[15]记录数字15所在的位置。
添加一个电话号码到号码映射中。方法如下: (1) 从字符串中取第一个字符, 并根据字符映射规则映射为数字。 (2) 以映射成的数字为索引 (index) , 并记录字符所在的位置为 (i) , 位置从0开始计数。 (3) 取元素中索引为index的变量, 并把位置为i的位设为1。即:n Data[index]|=0x01<
举例:假如电话号码为“13 511 0511 23”, 则在n Data[1]的0、3、4、7、8的位置1, n Data[2]的9的位置1, n Data[3]的1、10的位置1, n Data[5]的2、6的位置1, n Data[0]的5的位置1。
(四) 查询方法
假如用户仅仅输入一个字符则只需要一次判断即可。算法复杂度为O (1) 。假如用户输入n个字符, 则需要:首先判断第0个字符对应元素中的值是否为真, 如果是则继续。接着取第1个字符对应的元素值并右移1次, 和第0个元素相与得结果tm, 如果tm为真则继续。然后取第2个字符对应的元素值并右移2次, 和上一次得到的结果相与得到新的tm, 如果tm为真则继续。依次执行直到字符串结束。
算法复杂度分析:最好情况下一次判断即可获取结果, 即用户输入的第一个字符对应的元素值为0;最坏情况下需要:n-1次移位操作, n-1次与运算, 及n次判断操作。但一般用户输入的待查找字符串长度n远远小于原始字符串的长度。
算法示例:取临时变量tm, list为用户输入的待查找字符串通过字符映射得到的数组, n为字符串长度。
t Cell Type tm=n Data[list[0]];
for (i=1;tm&&i
{tm&=n Data[list[i]]>> (i) ;}
if (tm) {//处理找到的记录}
举例:假如电话号码为“13511051123”, 如果用户输入的待查找字符串为“105”, 则需要判断n Data[1]| (n Data[0]>>1) | (n Data[5]>>2) 显然n Data[1]在第4位上为1;n Data[0]在第5位上为1, 右移一位变成第四位;n Data[5]在第6位上为1, 右移二位变成第四位;相与后仍然为真。
假如用户输入的为“15”, 而n Data[5]仅仅在2、6的位置上为1, 右移一位变成第1、5位, 显然n Data[1]在1、5位上均为0, 相与后仍然为0。
其他说明:实际应用中可以通过一定的方法记录结果, 新的查找基于上一次的查找结果进行查找, 而没有必要对所有记录重新查找。
二、结论
汽车动力传动系匹配方法的研究 篇9
随着2008年下半年的全球金融危机的爆发,汽车工业也因此受到不小的冲击。汽车消费者在追求汽车动力性的同时,也越来越来注重汽车的经济性和排放性能;而汽车动力性,经济性的好坏很大程度上取决于汽车发动机和传动系型式及参数选择,亦即取决于汽车动力传动系统合理匹配的程度。合理匹配的发动机与传动系参数将显著降低汽车的燃油消耗并可获得较好的动力性,从而可以减少燃料消耗,减轻发动机磨损,提高发动机的寿命;而且还可取得良好的排放效果。多年以来很多研究人员对汽车动力传动系匹配方面进行了不同角度的研究,目前有关这方面研究资料有很多,本文将对常用的匹配方法进行总结,建立一个研究匹配的基本模式。
1 动力传动系匹配研究基本模式
笔者根据大量的研究资料总结了研究汽车动力传动系匹配的基本模式,如图1所示。
2 优化目标函数模型的建立
2.1 动力性目标函数建立
2.1.1 发动机数学模型建立
由于发动机特性具有不确定性,发动机的数学模型的建立需利用经验公式,把发动机性能特性看作是发动机性能指标和运行参数的函数[1],外特性曲线如图2所示,可表示为:
式(1)中:
Me—发动机有效扭矩,N. m; Memax —发动机最大有效扭矩,N. m;MP—发动机最大功率对应的扭矩,N. m;nm—发动机最大扭矩对应的转速 r/ min;np—发动机最大功率对应的转速r/ min;ne—发动机转速, r/ min ;v—汽车行驶速度,km/h;ign—变速器的n档传动比;i0—主减速器的传动比;r——车轮半径,m。
nemin 为发动机最小稳定转速。随着发动机转速ne增加,发动机发出的功率Ne和扭矩Me都在增加,当达到最大扭矩Memax 时,发动机转速为nm。再增加发动机转速时,Me有所下降,但功率继续增加,一直到最大功率Nemax ,此时发动机转速为np,对应的扭矩为MP。继续增加转速,功率下降。允许的发动机最高转速为nemax 。一般汽油机的最高转速不大于最大功率时转速的10%—12%。
2.1.2 动力性目标函数
由于汽车原地起步加速时间能较为全面地反映汽车动力性,通常选用汽车原地起步加速时间作为汽车动力性目标函数。
根据汽车行驶方程式可得:
积分得:
因此汽车从0~v2连续换挡加速时间为:
式(4)中,
2.2 经济性目标函数的建立
三种行驶工况下的燃油消耗量Q。
2.2.1 选用等速(汽车平均车速)行驶工况下燃油消耗量
式(5)中,其中p—汽车的阻力功率,kW;b—燃油消耗率,g/(kW·h);γ—燃油重度,N/L;t—行驶时间,h。
2.2.2 选用等加速行驶工况的燃油消耗量
由汽车的行驶速度va1行驶至va2的燃油消耗量,计算时把加速过程分割为n个区间,每增1km/h为1个小区间。
式(6)中
—各个时刻的单位时间燃油消耗量,mL/s;
2.2.3 选用等减速行驶工况燃油消耗量
式(7)中Qi—怠速工况燃油消耗量,mL/s;va2、va3—起始及减速终了的车速,km/h;
3 优化目标函数的确定
F(X)=c1Δt0-v2+c2Q (8)
式(8)中,c1、c2为加权因子;Δt0-v2为加速时间,s;Q为燃油消耗量,mL。
4 待优化参数的确定
待优化参数是研究人员针对其研究的侧重点,利用汽车的某些参数以达到优化匹配的目的。不同的侧重点多选择的待优化参数有所不同。
有些因为在汽车传动系参数中,影响传动系与发动机匹配的主要参数是传动系的传动比,包括变速器传动比和驱动桥传动比。因此,一种方法是选择变速器各挡传动比ign和主传动比i0为设计变量,则有
此外,由于仅改变主减速器速比也能够达到优化的效果,而且对于原车调整成本也比优化整个传动系的成本低,实验验证也相对简单。若选择主传动比i0为设计变量,则有
X=i0 (10)
5 约束条件的确立
针对你选择的待优化的参数,确定所需的优化条件。以下是分别是一些常用参数所确定各自参数的约束条件[2,3,4]。
5.1 发动机性能指标的要求
5.1.1 发动机扭矩适应性要求
1.1≤Memax /Me≤1.3 (11)
5.1.2 转速适应性要求
1.4≤nP/nm≤2.0 (12)
5.2 汽车动力性要求
5.2.1 最大爬坡度要求
式(13)中,amax —汽车最大爬坡角;ig1、i0—汽车一档传动和驱动桥速比,ηt—机械效率。
5.2.2 最高车速要求
最高车速应大于或等于所要求值vemax ,即:
式(14)中,nemax —发动机最高转速(r/min)。
5.2.3 直接档动力性要求
直接档的动力因素应大于或等于所要求的最大动力因素D0max ,即:
式(15)中,D0max —直接档时汽车最大的动力因数。
5.2.4 速比约束条件
传统的变速器各挡的传动比大体上是按照等比级数分配的。按等比级数分配速比的主要目的在于充分利用发动机的功率,提高汽车的动力性。但在实际中由于齿轮配置等原因,各挡传动比之间的比值并不正好相等。所以采用偏置等比级数法。具体的各挡速比分配规律因人而异,故不作归纳。
5.3 汽车燃油经济性要求
汽车在常用工况下经济负荷率要求:
0.7≤U≤0.9 (16)
式(16)中,U—发动机的负荷率。
6 优化程序的编写
先根据目标函数、待优化参数及其约束条件,为了达到某种优化匹配的效果,选择适合的优化算法,目前较为采用的算法主要有:模糊算法、遗传算法、区域算法[5]等,在确定算法后,将算法与优化对象相结合,利用计算机软件进行编程,目前主要基于VC、VB软件进行编程。
7 实例验证
针对具体的实例,利用编写好的程序进行优化,将优化结果与原来的性能指标进行比较,得出该优化方法的优越性。
8 结论
笔者对以往大量的有关汽车动力传动系优化匹配的研究进行[3,4]总结,得出研究汽车动力传动系优化匹配得一般模式,为以后从事汽车动力传动系优化匹配方面研究的人员提供方便。
参考文献
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[2]刘惟信,戈平,李伟.汽车发动机与传动系参数最优匹配的研究.汽车工程,1991;(13):65—71
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[4]王延卿.汽车动力传动系统最佳匹配的研究.世界汽车,1993;(3):15—17
弹药元件最佳寿命匹配及其算法研究 篇10
弹药是武器系统的重要组成部分,是战场上大量消耗的战争资源,是国家军备和部队作战、训练的重要物质基础。弹药储备是国家为应付突然爆发的战争而采取的重大战略措施之一。如何延长弹药的贮存寿命是我们在和平时期最关注的问题之一。
1 弹药系统结构的特点
弹药是集机械、电子、光学、化工等多种技术融合的一体化、多样化的产品,具有一次性使用、作用时间极短、功能不可再现的特征。
通用弹药一般是由五大元件组成,其中引信和弹丸构成战斗部,发射装药、药筒和底火构成发射部,如图1所示。各元件之间几乎都是串联关系,一个元件的失效,就可能引起整个弹药系统的失效。同时,由于组成弹药系统的各元件在功能要求、结构方式和材料性质等方面具有许多特殊要求,使得弹药系统各元件的寿命客观上存在较大的差异,也就是说弹药是由若干寿命不等的元件所组合集成的非等寿命体。正是弹药的这一技术特征,对弹药的寿命及其采购决策产生了重要的影响。
2 弹药元件最佳寿命匹配的概念及其意义
针对弹药寿命存在的“短板效应”,我们提出弹药元件最佳寿命匹配的方法,以减少短板效应的影响,延长弹药的贮存寿命,提高其在军事、经济、时间上的效用。
弹药元件最佳寿命匹配就是根据弹药组成元件的寿命差异,通过适时更新寿命即将到期的元件的方式,使全弹元件间的寿命相互匹配,减少弹药寿命的“短板效应”,从而延长弹药寿命周期,提高军事经济效益。其重点是在合理的军事经济效益下确定何时更新何种元件,且在弹药寿命周期内备件的数量和种类。
弹药元件最佳寿命匹配的意义在于:
第一,弹药是一个非等寿命体,其寿命不是由寿命最长的元件决定,而是取决于寿命最短的元件,形成“短板效应”。当寿命短的元件寿命到期以后整个弹药就面临着报废处理,而此时其他元件还在寿命期限内,仍然可以正常使用。这就使得在报废的弹药中存在大量的仍然可以使用的弹药元件,白白的损失掉了其有效的剩余寿命,最佳寿命匹配就是要减少在军事和经济上造成的浪费。
第二,不同弹药种类的结构原理不同,弹种的寿命差异较大,必然导致不同弹种采购周期和频率的不同步,从而增加了采购的频率,使采购成本上升。然而弹药系统中的部分元件是可以通用,这些元件可以装配在不同的弹种上,如果在采购决策的过程中把弹药元件考虑进去,既可以延长弹药系统的储存寿命,又可以减少采购的频率。不仅能有效的降低采购成本,还能保障弹药的供应,满足部队作战和训练的需要,这对我军弹药采购决策有重要的意义。
第三,弹药贮存过程中被分为新品、堪用品、待修品、报废品四个等级。弹药等级的变化往往是由于部分弹药元件可靠性降低引起的,结果就是缩短了全弹的存储寿命。通过最佳寿命匹配,及时更换不良元件,可以有效延长弹药贮存寿命、提高弹药等级,减少由于弹药报废带来的损失。
第四,随着弹药技术的更新以及新型弹药的问世,使得已有的成品弹药在技术上面临着淘汰,需要对现役弹药进行改进或换代。本文以弹药元件为切入点,在采购的过程中不仅考虑到成品,还考虑了元件。当技术更新时,可以适时的对弹药元件进行更换,不必淘汰大量的成品弹药,这样即能够保证技术的更新,还可以减少浪费,提高军事经济效益。
3 弹药最佳寿命匹配算法
以某型炮弹为例,其主要元件的最佳寿命匹配如图2所示。
弹药主要元件分别为:引信x1、弹丸x2、药筒x3、发射药x4、底火x5;
设元件寿命分别为:l1、l2、l3、l4、l5;(令l1﹤l2﹤l3﹤l4﹤l5)
元件需要匹配的个数为:n1、n2、n3、n4、n5;(取整数)
元件维修更新费用:f1、f2、f3、f4、f5;
元件价值:v1、v2、v3、v4、v5;
全弹价值:M1;
匹配费用:
3.1 算法Ⅰ:模拟退火法
(1)初始化:初始寿命T(充分大),初始解状态S′(n1,n2,n3,n4,n5),每个T值迭代数L;
(2)对k=1,2,…,L做(3)到(6);
(3)产生新解S′
(4)计算增量Δt′=M2(S′)-M2(S);
(5)若Δt′<0则接受S′作为新的当前解;
(6)如果满足终止条件则输出当前解为最优解,结束;不满足继续;
(7)T减少,且T≥L,转向第2步。
说明:初始寿命可为l5的1~2倍,M2为评价函数,终止条件为M2≤λM1,指匹配费用不超过设定的维修费用比,若无最优解,说明此弹不需做维修匹配。
3.2 算法Ⅱ
设l1﹤l2﹤l3﹤l4﹤l5。
约束条件:
初始解为S′(0,0,0,0,0)。
重复以下计算
(1)取当前寿命最小的元件xi{含匹配过的元件,其寿命为(ni+1)li};
(2)增加其匹配个数+1{相当于对弹药寿命的短板进行补充};
(3)得到新解S′(n1,n2,n3,n4,n5);
(4)计算当前维修费用M2,若M2≤λM1l,则重复(1)~(4),若M2≥λM1,则退出。
4 结论
首次提出了弹药元件最佳寿命匹配研究理论,为弹药采购模式由单一的整弹采购向元件及整弹采购的转变提供了理论支撑,为充分发挥弹药元件的内在经济效用和时间效用、延长弹药的相对寿命周期、动态确定成品弹药采购的品种、数量和周期,建立合理的采购决策机制,提供有关决策理论依据、科学方法和技术手段的支持。对促进弹药采购的科学发展,提高弹药采购的军事经济效益,具有重要的现实意义和应用价值。
摘要：针对弹药元件寿命差异对全弹寿命所带来的影响及其原因,提出了弹药最佳寿命匹配理论,并给出了两种不同的算法,为充分发挥弹药元件的内在经济效用和时间效用、延长弹药的相对寿命周期、建立合理的采购决策机制,提供有关理论依据、科学方法和技术手段。
关键词：弹药,寿命匹配,短板效应
参考文献
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