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吉林大学学报(工学版)  
  吉林大学学报(工学版)--2018, 48 (3)   Published: 2018-05-20
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论文

基于非线性模型的磁流变半主动悬架驱动系统

李静, 韩佐悦, 杨威, 邢国成, 周瑜
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 645-651. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170086
全文: PDF (614KB) ( 47 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
针对当前磁流变减振器电气模型不能很好地拟合减振器响应特性的问题,提出了基于自研磁流变减振器特性的非线性二级线圈电路模型,并基于减振器方波响应测试结果,采用遗传算法进行参数辨识。在此基础上,通过对电路及减振器传递函数的分析,提出了由单片机控制的可变结构驱动器方案,并设计了自抗扰控制器。通过硬件在环试验证明:相比PID控制的BUCK电路,本文设计的驱动器及控制器可以很好地提高磁流变减振器的响应速度。

未知环境下智能汽车轨迹规划滚动窗口优化 Hot!

张琳, 章新杰, 郭孔辉, 王超, 刘洋, 刘涛
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 652-660. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170323
全文: PDF (1042KB) ( 36 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
为解决多约束条件下智能汽车在未知环境中生成全局最优轨迹的问题,引入滚动窗口优化策略,在研究车辆动力学模型特性的基础上,提出了一种能够同时满足行驶安全和全局最优的动态轨迹规划方法。为保证车辆在行驶过程中轨迹连续平稳,采用六次多项式生成曲率连续的轨迹,并将轨迹规划问题转化为求解单个多项式系数的过程。考虑车辆自身约束以及环境约束对轨迹生成速度的影响,对规划窗口中的障碍物按照度量函数进行分类,并根据最优指标决策出当前规划窗口下的局部最优轨迹和车速。利用Simulink-CarSim搭建了环境模型以及轨迹规划模型,最后通过仿真试验验证了该方法的有效性。

非均匀接触对湿式离合器摩擦特性的影响

赵二辉, 马彪, 李和言, 杜秋, 吴健鹏, 马成男
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 661-669. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161386
全文: PDF (946KB) ( 27 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
利用接触比率的不同来模拟摩擦副的非均匀接触状态,建立摩擦副润滑摩擦模型,并在湿式离合器综合试验台上进行了相应试验。根据仿真分析和试验结果可知:随着接触比率的减小,摩擦副表面温度显著升高,局部摩擦因数及总摩擦因数明显增大,因此局部摩擦转矩和总摩擦转矩也明显增大。此外,由于接触比率的减小,摩擦副滑摩过程中振动明显增强。所以,由热翘曲所引起的非均匀接触严重劣化了摩擦副的摩擦性能,加速了离合器的损坏。

三厢轿车多参数气动优化

李启良, 曹冠宁, 李璇, 杨志刚, 钟立元
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 670-676. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170264
全文: PDF (822KB) ( 23 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
使用遗传算法开展带内流的车身多参数气动优化,寻找气动性能优异的车身外形。三厢轿车气动阻力系数Cd和进气量的试验和数值仿真结果误差分别约为7%和6%,表明所采用的数值仿真方法正确。比较内流简化模型与真实模型得到进气量和速度云图,可以发现两者差异较小,可以采用内流简化模型进行气动优化。选取车身表面6个关键参数,建立带内流的参数化模型,基于轮盘赌选择法和Taguchi方法的遗传算法开展气动优化,得到了气动阻力系数为0.298的优化模型。对比原始模型与优化模型可以发现,优化模型尾部行李箱盖倾角和离去角均向内收缩。本文所建立的内流简化方法和多参数气动优化方法可为相关车型气动开发提供参考。

冰雪条件下快速路汇流区可变限速控制 Hot!

陈永恒, 刘鑫山, 熊帅, 汪昆维, 谌垚, 杨少辉
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 677-687. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170068
全文: PDF (1065KB) ( 11 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
首先,对正常天气和冰雪天气下的城市快速路交通流进行视频拍摄和人工调查,得出城市快速路入口匝道瓶颈区域在两种天气下的交通流运行特征变化的关键值。然后,提出一种基于Q学习算法的可变限速控制策略,并利用改进后的元胞传输模型对冰雪条件下该可变限速控制策略进行了仿真,最后得出冰雪天气条件下的车辆控制效果。仿真结果表明:除雪条件下的城市快速路汇流区路段采用本文控制策略后,车流在高峰期间的通行效率提高了16.16%,且有效地避免了严重堵塞。

基于改进和声搜索算法的越库车辆排序 Hot!

王占中, 卢月, 刘晓峰, 赵利英
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 688-693. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170106
全文: PDF (474KB) ( 13 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
实现越库的关键是如何衔接集货车辆和送货车辆,合理的车辆排序可以有效减少越库作业时间。提出采用改进的和声搜索算法(IHS)解决最优化模型,根据和声搜索算法参数值在求解过程中的局限性,采用动态调节方法设定参数;固定参数采用田口试验优化进一步提高运行结果的准确性。仿真结果表明:改进的和声搜索算法在解决越库车辆排序问题上比和声搜索算法(HS)和禁忌搜索算法(TS)寻优能力更强,搜索结果更加接近整体最优解。

基于车载的运动行人区域估计方法

李志慧, 胡永利, 赵永华, 马佳磊, 李海涛, 钟涛, 杨少辉
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 694-703. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170358
全文: PDF (1207KB) ( 11 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
针对传统行人检测系统采用全局模板搜索匹配识别易造成大量的盲目空间搜索,降低了行人检测的实时性,且难于直接服务于车载环境下的无人驾驶、行人安全保障技术等应用的问题,基于运动行人与车载移动背景的运动差异性,提出了基于光流聚类的行人区域快速估计方法。该方法首先利用局部与全局光流相结合的计算方法,获取图像光流场;根据移动背景与前景的运动差异,建立了光流聚类算法和背景估计方法,获取剔除背景的可能前景光流图。然后利用图分割算法,实现光流矢量图分割,获取运动物体候选区域。最后根据人体形态特性,判别运动物体候选区域是否为行人有效区域,从而实现行人区域估计。基于JLU-PDS和Daimler国际行人共享测试库进行试验,结果表明本文算法具有较好的检测效果,能够极大地降低行人识别的空间搜索范围,为车载主动行人保障技术、无人驾驶、智能车辆等研究和应用提供了技术支持。

基于能力平衡和变覆盖半径的加油站网络扩充选址模型

孙宝凤, 高坤, 申琇秀, 梁婷
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 704-711. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20171211
全文: PDF (751KB) ( 8 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
运用集合覆盖模型解决了加油站网络扩充选址问题。为了协调已建和新建加油站的能力,建立了基于变覆盖半径的加油站网络扩充选址模型及其两阶段近似贪婪算法,给出了加油站布局方案。本文采用蒙特卡洛模拟,考虑了主要参数的不确定性,提出了“不同区域不同覆盖半径”策略。算例表明,该策略能够协调覆盖区域内加油需求与服务能力之间的平衡关系,也能较好地适应由城市中心到城市外围的居住人口密度和车辆密度的变化。

不同孔隙率下纤维土无侧限抗压强度

宫亚峰, 申杨凡, 谭国金, 韩春鹏, 何钰龙
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 712-719. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170142
全文: PDF (641KB) ( 7 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
为了研究不同孔隙率下纤维土无侧限抗压强度的影响规律,以孔隙率、纤维长度、纤维掺量作为试验变量,基于单因素试验的结果,运用BBD响应面试验设计方法进行无侧限抗压强度试验,建立了不同变量与响应值的拟合方程式。试验结果表明:当纤维长度为9 mm、纤维掺量为3‰、孔隙率为0.4时,纤维增强黏性土体无侧限抗压强度效应最大,且纤维掺量与纤维长度、孔隙率与纤维长度之间有显著的交互作用。研究成果可以为纤维土在路基工程、基础工程等实际工程中的设计与施工提供参考。

汽油喷雾前锋粒径特性

虞浏, 刘忠长, 刘金山, 刘江唯, 杜宏飞, 程鹏
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 720-726. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb2017038020171011
全文: PDF (563KB) ( 5 ) RICH HTML
摘要 ( 1 )
利用激光衍射技术研究了喷射压力对汽油喷雾前锋粒径分布、喷雾前锋粒径和全程粒径的影响,以及喷雾前锋不同空间粒径的分布特性。试验结果表明:喷射压力增大有助于改善雾化质量,促使喷雾前锋粒径分布重心向小粒径方向移动;喷雾前锋粒径(SMD和Dv90)较喷雾全程粒径(SMD和Dv90)大;喷雾前锋油束轴线附近SMD较油束边缘大,但是油束轴线附近Dv90较油束边缘小。

进气门早关液压可变气门机构运动特性

钟兵, 洪伟, 金兆辉, 苏岩, 解方喜, 张富伟
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 727-734. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170174
全文: PDF (839KB) ( 7 ) RICH HTML
摘要 ( 1 )
通过成本低廉且结构简单的直动式溢流阀实现了液压气门机构的进气门早关和气门升程的连续可变,探究了设定压力和倒拖转速对气门运动特性的影响并对其动作偏差进行了分析。研究发现:转速保持不变时,气门最大升程只与设定压力有关,呈现随设定压力增大而逐渐增大的趋势,不同设定压力下气门开启角度差异较小且随着转速的增大而逐渐滞后;随着转速的升高,相同设定压力下气门最大升程逐渐变大,并且在设定压力为4.5 MPa时增大趋势减缓,机构惯性对升程增大的贡献量微乎其微。相关参数的X2检验结果表明:各参数均符合正态分布,相关参数值为估计均值且其偏差值为各自的估计均方差,气门动作具有较好的一致性。随着液压油温度的升高,气门最大升程逐渐降低,关闭时刻逐渐提前。

压缩天然气缸内直喷发动机喷射方式对混合气形成及燃烧特性影响的模拟

江涛, 林学东, 李德刚, 顾静静
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 735-743. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161032
全文: PDF (1128KB) ( 5 ) RICH HTML
摘要 ( 1 )
利用FIRE软件仿真分析了将压缩天然气(CNG)燃料按不同喷射方式直接喷入气缸时对微观物理场及火焰传播机理和NO生成规律的影响。结果表明:CNG燃料的混合气形成机理取决于其喷入气缸后相对缸内空气的分离速度,喷射时刻通过控制喷射过程中向气缸喷入的动能来抑制天然气相对空气的分离速度,从而决定浓度场的分布;当早期喷射时缸内易形成上浓下稀的浓度分布,晚喷射时则易形成下浓上稀的混合气;NO的生成速率取决于当时当地的一定的混合气浓度和温度,当当量比或温度偏离某一范围时NO生成速率几乎为零;而NO的最终生成量取决于NO的生成速率、生成区域面积的大小以及生成反应持续时间。

径向滑动轴承润滑油膜流动-传热过程仿真

孙正, 黄钰期, 俞小莉
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 744-751. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170171
全文: PDF (770KB) ( 13 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
针对润滑油膜进行计算流体力学(CFD)分析时,空化模型的选取对计算结果有非常显著的影响。本文引入全空化模型,完善了基于CFD的动压润滑数值仿真方法,对比了不同空化现象处理方法对于压力和温度分布计算结果的影响。此外,还比较了不同方法在求解流动传热问题中的适用性和精度差异,进一步验证了CFD方法在求解此类问题时的优势。结果表明:引入全空化模型的CFD方法可将最大压力计算结果精度提升12.1%,压力和温度的整体分布也与试验值更接近;且温度分布计算结果更符合实际;在模拟气穴溃灭过程中,现有全空化模型在计算气穴区域温度分布时仍有改进空间。

厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性

席雷, 徐亮, 高建民, 赵振, 王明森
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 752-759. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170246
全文: PDF (894KB) ( 11 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
针对厚壁带肋通道蒸汽冷却的问题,基于试验数据改进了含有内热源项的耦合传热计算方法;研究了壁厚对具有三维导热效应的厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性的影响;分析了肋高比e/D为0.047~0.188和肋角度α为30°~90°时厚壁带肋通道内蒸汽的流动和换热性能,并建立了反映通道壁厚δ、肋高比和肋角度对厚壁带肋通道传热特性影响的关联式。研究表明:壁面厚度对带肋通道流动及传热性能的影响较小,通道的传热性能随着壁厚的增大而降低。肋高比为0.141和0.047时,厚壁通道的综合性能因子分别达到了最高和最低;取肋片之间区域平均努塞尔数比时,60°厚壁带肋通道的综合性能因子最高,而取整个带肋壁面的平均努塞尔数比时,45°厚壁带肋通道的综合性能因子最高。

共轨系统压力波动和多次喷射油量偏差的抑制

孟育博, 李丕茂, 张幽彤, 王志明
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 760-766. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170121
全文: PDF (542KB) ( 6 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
柴油机高压共轨系统中压力波动对喷油量偏差影响很大,为有效抑制喷油器入口压力波动,本文开展了带有阻尼孔和容腔的新型阻尼滤波器波动抑制的试验研究。通过均匀设计方法对比得出阻尼孔直径为0.4 mm、容腔体积为1720 mm3时滤波效果较好。在共轨压力分别为40、60、100 MPa,不同的喷射策略下进行了试验,结果表明:单次喷射条件下,脉宽为0.4 ms时,滤波器的添加可使共轨压力波动幅度减小51%~54%;多次喷射条件下,滤波器的添加可使预主喷模式下主喷油量波动幅度减小62.4%~71%;主后喷模式下后喷油量波动幅度减小了86%~86.3%。滤波器的添加可以有效减小多次喷射油量偏差,为进一步优化燃油喷射系统的控制精度提供参考。

基于威布尔分布的电主轴加速寿命试验时间设计

郑玉彬, 杨斌, 王晓峰, 申桂香, 赵宪卓, 秦猛猛
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 767-772. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170070
全文: PDF (510KB) ( 7 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
为实现电主轴加速寿命试验时间设计,首先根据电主轴首次故障时间服从威布尔分布的特性,以可接受的可靠度所对应的首次故障时间为基准设计了可靠性试验时间。然后,结合修正Miner线性累积损伤理论及程序载荷谱,建立试验的加速因子模型,从而定量地确定了加速寿命试验的加速因子及试验时间。最后,基于故障率的先验分布和后验分布进行了可信性验证。试验结果表明本文方法可行,可为加速寿命试验方案设计提供依据。

重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系

刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 773-780. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170152
全文: PDF (997KB) ( 7 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
推导了极坐标下考虑离心力的雷诺方程,建立了以对流散热为主的极坐标下的能量方程,将雷诺方程与能量方程进行联立,利用有限差分法建立了不同转速下油垫温度分布与重载静压转台承载性能的变化关系。同时,在某5 m立车静压支承试验台进行测试试验和相关分析验证,证明了所建模型的正确性。结果表明:油膜温度随转台转速增大而升高;当转速达到40 r/min时温度迅速升高,承载力急剧下降。油垫封油边四周温度升高不同,速度大的一侧的温度升高更加明显,易产生局部高温。研究结果可为进一步分析静压转台的热补偿及结构设计优化提供理论依据和数据参考。

基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计

曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 781-786. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170380
全文: PDF (679KB) ( 14 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
由于空气压缩机背压的建立具有大延迟、大惯性等非线性特点,给空压机性能测试带来很大困难,影响空压机的稳定性与可靠性。本文应用模糊理论设计了模糊自适应PID控制器对空压机的排气压力进行控制调节,并逐步建立了储气瓶模型、背压系统仿真模型。仿真结果表明:模糊自适应PID控制器相比传统的PID控制器有较好的控制效果,并具有超调量小、过渡时间短、稳定性好的特点。

基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振

李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 787-795. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170222
全文: PDF (1064KB) ( 14 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
采用无量纲相似分析法,计算出基于磁流变支座的三跨桥梁与小尺度试验台架的动力学关系,并以该关系为基础来指导试验台架模型的设计。运用Matlab分别对两系统进行动力学理论计算,仿真与试验结果表明:桥梁原型与模拟模型的加速度、位移等具有较好的相似性。进一步根据模型参数,搭建小尺度试验台架,试验结果与理论值基本吻合,桥面振动加速度峰值最大减小42%,位移峰值最大减小36%。表明采用相似理论进行模型试验研究能够揭示出桥梁可控隔振原型的主要隔振性能。

硅片自旋转磨削中基于力的微接触机理

任庆磊, 魏昕, 谢小柱, 胡伟
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 796-802. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20171132
全文: PDF (638KB) ( 4 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
建立了杯型金刚石砂轮稳定延性域磨削过程中砂轮微单元与硅片的微接触力学模型,采用力分解法研究了其自旋转磨削微观作用机理。法向分解分别运用接触力学中的赫兹理论和“空腔模型”理论分析得出硅片上对应弹性和塑性阶段的载荷和应力分布情况,以及砂轮微单元上相应的应力分布情况;切向分解运用微观摩擦学理论分析得出滑动摩擦力以及法、切向合成微接触总应力的情况。分析与试验对比结果证明了本文方法有效,可为硅片自旋转磨削机理研究提供理论支撑。

海流边界下初始铺管作业建模及半物理仿真

许秀军, 李震, 王立权, 张同喜
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 803-811. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170620
全文: PDF (920KB) ( 4 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
以“海洋石油201”铺管船为研究对象,综合利用视景仿真技术、网络通信技术以及动力学建模技术,建立了一套铺管作业实时半物理仿真系统,在陆地上实现对海管铺设过程的模拟及工程预演。针对初始铺管作业过程,综合考虑海况条件、船舶动力定位等因素的影响,建立了海流载荷下的初始缆和管道数学模型,探究了初始铺管过程中海流载荷对管道和起始缆形态及受力的动态影响。仿真结果表明:海流载荷会使管线形态发生偏移,在初始铺管过程中要根据海流载荷对张紧器张力和初始缆的长度进行调整,将初始管道准确下放至海床预定区域。初始铺管半物理仿真系统不仅可以对初始铺管过程进行工程预演,还可以为海底管道铺设作业人员提供训练场所。

面向水上机器人的水黾运动观测

田为军, 王骥月, 李明, 张兴旺, 张勇, 丛茜
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 812-820. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170456
全文: PDF (1031KB) ( 9 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
为了研究水黾水上运动时各腿的运动功能特性,采用高速摄像机记录未处理腿、去除前腿、中腿和后腿时水黾的水上运动,并对水黾的纸上运动进行观察。计算水黾各腿的关节角度,探讨水黾各腿在其运动过程中所承担的具体功能。水上直线运动结果表明:水黾前腿与水接触以维持身体平衡;中腿摆动划水,提供前进动力;后腿与水接触,为躯干提供支撑力,并反复开合,配合前腿维持身体平衡,同时配合中腿减少前进阻力。水黾在纸上直线运动时,为减小阻力,以跳跃方式前进,前腿与后腿维持起落平衡,中腿摆动提供动力。部分腿缺失后的水黾,可通过剩余腿的协同代偿调整来实现稳定运动。

基于仿生斗齿的反铲液压挖掘机动臂仿真优化设计

李因武, 吴庆文, 常志勇, 杨成
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 821-827. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20171060
全文: PDF (534KB) ( 9 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
首先,结合仿生斗齿研究成果,应用Pro/E软件建立了某型反铲液压挖掘机整体三维仿真模型,并导入ADAMS软件中开展运动学和动力学分析。然后,获取了反铲液压挖掘机工作装置的最大挖掘半径、最大挖掘高度、最大挖掘深度、最大卸载高度、最小回转半径等作业范围参数以及斗杆最大挖掘力、铲斗最大挖掘力等主要性能参数。最后,确定动臂参数仿真优化方案为:外侧线与中线夹角为65°、动臂弯曲处的圆弧半径为210 mm。

夹芯复合板柱面成形的数值模拟及试验

梁晓波, 蔡中义, 高鹏飞
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 828-834. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170310
全文: PDF (746KB) ( 4 ) RICH HTML
摘要 ( 1 )
对不同变形程度的双向梯形夹芯复合板进行了柱面弯曲数值模拟和试验研究,分析了夹芯板曲面成形的变形特点、规律及主要成形缺陷。结果表明:在夹芯板柱面弯曲成形过程中,面板和芯板焊接区域的应力和变形明显小于面板及芯板的悬空区,上面板沿弯曲方向焊接区的应变和等效应力只有悬空区的15.2%和76.2%;下面板焊接区的应变和等效应力只有悬空区的11.5%和67%;夹芯的弯曲变形主要通过改变斜面与底面夹角而实现,并且胞元的变形大部分集中在过渡曲面区域;夹芯板弯曲过程中主要的成形缺陷有凹陷、局部直面和折皱3种形式,面板厚度和变形程度是影响成形缺陷的主要因素。最后,利用多点柱面弯曲试验证明了数值模拟预测夹芯板成形特点的正确性。

叶片材料FV520B再制造熔覆层冲蚀损伤行为及评价

刘子武, 李剑峰
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 835-844. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170189
全文: PDF (1244KB) ( 4 ) RICH HTML
摘要 ( 1 )
利用激光熔覆和钨极氩弧(TIG)熔覆技术在FV520B钢表面制备与材料成分相同的熔覆层,并对TIG熔覆层分别进行470 °C和615 °C回火,分析了熔覆层的微观组织、抗冲蚀能力及冲蚀后的熔覆层表面特性。试验结果表明:激光熔覆层均匀致密,平均显微硬度最高;回火TIG熔覆层性能与母材相似。随着硬度提高,冲蚀率最高点向高角度方向移动。冲蚀角度小于30°时,激光熔覆层抗冲蚀性能及表面粗糙度较好;高角度冲蚀时,激光熔覆层冲蚀率高于回火TIG熔覆层。在冲蚀率最高的角度附近,冲蚀硬化程度最低,正向冲蚀下的硬化程度最高。熔覆层越硬,冲蚀产生的残余拉、压应力越高。

基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计

田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 845-852. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170069
全文: PDF (711KB) ( 9 ) RICH HTML
摘要 ( 0 )
针对电动汽车质心侧偏角不便使用传感器直接测量的问题,提出采用平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)算法来估计电动汽车质心侧偏角。基于建立的车辆侧向动力学模型、非线性轮胎动力学模型以及估计得到的质心侧偏角,使用最小二乘法对轮胎侧偏刚度进行估计,得到轮胎侧偏刚度信息。最后,通过试验验证了基于SR-UKF的电动汽车质心侧偏角估计算法具有较高的精度,能够为后续车辆稳定性控制系统的设计提供有效的车辆状态信息。

基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能

张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 853-858. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170258
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摘要 ( 0 )
为了满足航空光电侦察系统对反射镜速度快和精度高的要求,提出了一种在快速反射镜原有PID控制系统基础上加入零相差轨迹控制器的控制方法。零相差轨迹控制方法是一种专门针对位置轨迹控制的前馈控制方法,通过消除被控对象的零极点或者是相位差达到提升控制系统性能的目的。Matlab仿真试验结果表明,零相差控制方法使快速反射镜达到了理想性能。试验结果证明,相比于传统的PID控制,加入零相差控制器之后的快速反射镜性能有明显提升。

面向误诊提示的疾病-症状语义网构建

黄岚, 纪林影, 姚刚, 翟睿峰, 白天
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 859-865. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170406
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摘要 ( 0 )
首先,从医疗语料库中识别症状描述词语,基于症状间语义关系构建症状本体。然后,通过文本挖掘抽取疾病与症状间的关系、疾病与疾病间的易误诊关系,建立疾病-症状语义网DSSN。DSSN中包含了疾病本体DO、新构建的症状本体、疾病间的易误诊关系及鉴别诊断知识。最后,通过一个临床诊断中的用例来说明DSSN在临床辅助诊断系统中对易误诊提示的帮助。

基于递归神经网络的自动作曲算法 Hot!

李雄飞, 冯婷婷, 骆实, 张小利
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 866-873. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170509
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摘要 ( 0 )
提出了一种以音乐音频为处理对象的基于长短时记忆递归神经网络的音乐自动合成算法。该算法首先将音乐集以基于单位时长分割成由单位音乐序列组成的音乐序列集,并在对音乐进行预处理时提取了音乐音频的梅尔倒谱系数作为特征;其次,将进行数据处理过的特征向量构成的训练样本通过长短时记忆模型进行训练和预测;最后,将生成的音乐序列进行拼接融合从而得到新的音乐。为了验证算法的有效性,将模型生成的乐曲与人为作曲的乐曲进行了匿名打分评价,实验结果表明,该算法能够较好地实现自动作曲。

基于条件相关的特征选择方法

刘杰, 张平, 高万夫
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 874-881. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170231
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摘要 ( 0 )
在特征选择中候选特征与类标签的相关性是随着已选特征的加入而动态变化的,本文提出了一种新的相关性定义——条件相关性,即基于每一个已选特征给出候选特征和类标签新的相关性定义。利用条件相关性,提出了一种新颖的基于信息论的条件相关特征选择算法(CRFS)。首先,在理论上证明了条件相关性的优越性;然后,将新的特征选择算法在2个不同的分类器和10个真实数据集上与7种特征选择算法进行比较。实验结果表明,新的算法能有效提高分类性能。

基于有限序列的压缩新算法

赵宏伟, 刘宇琦, 特日根, 陈长征, 臧雪柏
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 882-886. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170399
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摘要 ( 0 )
为了降低排序序列的空间复杂度,提出了CSNB二进制压缩排序数。通过包含有01校验、奇偶校验以及CSNA校验的解压算法,正确地还原出原序列,并对解压算法结果的唯一性进行了理论及实验检验。从实验结果可知,CSNB能够正确描述任意排序序列,且通过CSNB解压算法可以得到唯一解,即可以还原出原序列。通过对CSNB压缩算法的测试,表明CSNB压缩算法对整数型文档具有较高的压缩率。数据压缩不仅可以节省数据的存储空间,而且能够增强其在传输过程中的安全和效率。

基于博弈论的无线Mesh网络路由与信道分配联合优化算法

张维维, 何家峰, 高国旺, 任丽莉, 申铉京
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 887-892. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170390
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摘要 ( 0 )
博弈论是簇间能效优化的网络性能优化方法,通过对不可转移收益合作博弈的无线信道分配算法进行分析,约束平衡路由协议。采用极小极大合作纳什均衡信道分配方案,比较了博弈算法和贪婪算法对吞吐量的影响。根据无线Mesh网络中互联网接入的通信要求,簇间公平路由协议把信道资源管理操作合理地分布到簇头节点上,使得各个节点得到与其相对应的带宽权重,就得到了基于不可转移收益合作博弈的簇间公平路由和信道分配模型。基于 NS3 的仿真结果表明,该方法在吞吐量方面优于其他算法,并可有效地改进网络性能。

位图局部敏感哈希的匹配二进制特征搜索算法

杨东升, 张展, 廉梦佳, 王丽娜
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 893-902. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170299
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摘要 ( 0 )
针对现有匹配二进制特征搜索算法效率低和入围点少的问题,提出了快速计算位图算法和位图局部敏感哈希算法。首先,计算左图提取的二进制特征的位向量;然后,使用快速计算位图算法计算位向量的位图,将位图作为关键字,并与二进制特征的标识作为映射,构建局部敏感哈希表;接着,将哈希表中的关键字存入位集;最后,判断右图提取的二进制特征对应的位图是否存在于哈希表中,优化查询哈希表中的匹配二进制特征,提高匹配二进制特征的搜索效率和质量。实验证明:位图局部敏感哈希算法提高了二进制特征近邻搜索的效率、增加了入围点数。

基于谱聚类矩阵的改进DNALA算法

邓剑勋, 熊忠阳, 邓欣
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 903-908. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170114
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摘要 ( 0 )
针对传统DNALA算法运行效率低、最终数据挖掘结果精度不理想等问题,提出了一种基于谱聚类矩阵的改进DNALA(DNALA-I)算法,提高了时间效率以及结果精度。该算法通过频谱聚类方法中的计算距离矩阵方法对传统DNALA算法中通过多序列比计算距离矩阵的方法进行改进,在不降低数据挖掘精度的前提下能够有效减少对齐序列所花费的时间,提高算法的运行效率。仿真实验结果表明:本文算法相较传统的DNALA算法不仅提高了时间效率,并且保证了实验结果的计算精度。

全局相机姿态优化下的快速表面重建

林金花, 王延杰, 王璐, 姚禹
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 909-918. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170146
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摘要 ( 1 )
针对传统三维重建算法存在的漂移问题,提出了一种端到端的在线大规模三维场景重建算法。首先,使用一种在线估计策略来鲁棒地确定相机的旋转姿态,同时构建层次优化框架用于融合深度数据的输入。然后,依据相机的全局估计姿态对每一帧的信息进行优化,解除了算法对目标跟踪时间的限制,完成了对帧间关系对象的实时跟踪。试验结果表明:本文算法的平均重建时间为399 ms,平均估计迭代最低点(ICP)次数为20,完成每帧变换的时间为100 ms;系统对大规模场景的重建具有鲁棒性,且实时性较好,是一种具有对应关系稀疏特性、结构信息稠密特性和相机光照一致特性的实时三维重建算法。

基于量子细胞神经网络超混沌的视频加密方法

底晓强, 王英政, 李锦青, 从立钢, 祁晖
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 919-928. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170784
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摘要 ( 1 )
针对采用混沌视频加密算法后视频编码延迟大的问题,提出了一种H.264/AVC视频的快速安全加密算法。首先设计了密钥生成方案,由4维量子细胞神经网络迭代产生4组混沌序列,使用前3组混沌序列作为计算密钥的混沌序列池,后1组混沌序列作为Logistic混沌映射的初值以提高其初值的动态性。然后,利用Logistic混沌映射生成的索引从混沌序列池中选择用于生成密钥的序列组,避免了多次求解高维混沌系统,实现了密钥的快速生成。最后,本算法选择视频编码中的部分关键语法元素作为加密对象,减少了加密的数据量,对70帧的视频编码的延迟小于0.6%,通过密钥空间分析、NIST SP 800-22测试、已知明文攻击和推理攻击等实验分析表明,本文提出的视频加密算法具有密钥空间大、密钥随机性好、抗攻击性能强和安全强度高的优点。此外,算法不改变视频压缩比、符合视频编码格式规范,通过快速生成密钥和只加密视频关键语法元素有效地降低了H.264/AVC视频的加密延迟。

基于特征融合的车型检测新算法

耿庆田, 于繁华, 王宇婷, 高琦坤
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 929-935. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170934
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摘要 ( 0 )
为提高车型检测速度与精确度,本文首先通过对HOG特征进行改进,提出了分层HOG对称算法,得到了分层的HOG对称特征,并将该特征与LBP特征结合,获得二者的融合特征;然后,将融合特征作为支持向量机(SVM)分类器的训练样本,采用主成分分析(PCA)法约减维数降低分类器的复杂程度;最后,使用SVM对车辆外型特征进行检测,获得检测结果。仿真实验数据表明:该算法提高了特征提取的速度,并改善了特征检测的精度,使原始车辆图像的检测实时性得到提升;处理速度均值为26.2帧/s,准确率均值达到94.58%,比传统的HOG特征提高了7.98%。本文方法能有效提高车型检测检测的正确率,减少高维特征带来的计算时间消耗。

基于反向细菌优化支持向量机的躯体化障碍预测模型

蔡振闹, 吕信恩, 陈慧灵
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 936-942. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170346
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摘要 ( 0 )
基于改进的细菌优化算法(BFO)的支持向量机(SVM)提出了一种有效的智能预警模型(IBFO-SVM),并对社区矫正人员出现的躯体化障碍严重程度进行了预测。在IBFO-SVM 中,在细菌优化算法中引入反向学习策略,增加细菌种群的多样性,并使初始种群的个体尽可能均匀分布,提高BFO优化过程的收敛速度同时减少了BFO陷入局部最优解的概率。然后利用提出的反向细菌优化算法(IBFO)来确定SVM的两个最优参数(惩罚系数和核宽)。最后,将IBFO-SVM模型与基于原始细菌优化的SVM模型(BFO-SVM)、基于遗传算法的SVM模型(GA-SVM)以及基于粒子群优化算法的SVM模型(PSO-SVM)在心理评测数据上通过10折交叉验证方法进行了比较。实验结果表明:提出的IBFO-SVM预测模型在分类准确率、马修斯相关系数(MCC)、灵敏度和特异性方面比其他方法具有更好的性能,可以很好地将重度躯体化障碍和轻度躯体化障碍进行诊断。

基于空间矢量模型的图像分类方法 Hot!

陈绵书, 苏越, 桑爱军, 李培鹏
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 943-951. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170444
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摘要 ( 0 )
针对词袋模型视觉单词没有考虑空间信息的不足,提出了一种基于视觉单词间空间位置信息的空间矢量模型。该模型利用视觉单词的空间位置信息,采用图像空间矢量模型对图像进行表述,从而达到了更好的分类效果。实验在两个标准图像数据集Caltech-101和Caltech-256上进行,分别采用支持向量机(SVM)和K最近邻分类器(KNN)对其进行分类。实验表明,空间矢量模型有效地提高了平均分类正确率(ACA)和平均类别准确率(ACP),具有很好的分类效果。

适用于单快拍的多重信号分类改进算法

陈涛, 崔岳寒, 郭立民
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 952-956. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170204
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摘要 ( 0 )
经典多重信号分类(MUSIC)算法的子空间估计以多快拍数据估计得到的协方差矩阵为基础,在实际应用中,可用的快拍数并不确定。针对这一问题,本文提出了一种适用于单快拍的MUSIC改进算法,即ISS-MUSIC算法。该算法对经典MUSIC测向方法进行了改进,将伪协方差矩阵构造法与共轭增强法相结合。新算法的优点为适用于单快拍,且性能优于未进行共轭增强的基于伪协方差矩阵单快拍MUSIC算法。

基于Hyb-F组合滤波算法的向海自然保护区NDVI时间序列重构

刘舒, 姜琦刚, 朱航, 李晓东
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 957-967. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170865
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摘要 ( 0 )
针对借助遥感手段直接获取的归一化植被指数(NDVI)时间序列含有噪声数据,而单一应用局部或全局时间序列重构算法不能完全剔除噪声,重构精度受到一定影响的问题,本文将局部Savitzky-Golay(S-G)滤波、全局非对称高斯(Asymmetric Gaussian, AG)拟合原理和格拉布斯(Grubbs)检验算法相结合,构建Hyb-F组合式滤波法,重构向海自然保护区8种覆被类型的Landsat NDVI时间序列。首先,通过设定指标阈值剔除序列部分无效值;其次,采用引入Grubbs检验的S-G算法,剔除局部异常值;再次,采用引入Grubbs检验的AG拟合算法,剔除全局异常值;最后,利用S-G滤波算法平滑曲线,得到最终拟合结果。研究表明,该算法对灌木林地、草地、乔木林地和旱田等有植被生长覆被类型样本的拟合结果与纯净数据间相关性较强,相关系数(CC)达0.8488~0.9215,均方根误差(RMSE)为0.0429~0.1057。对盐碱地、建设用地、水域等非植被生长类型的数据具有较好的平滑作用。该算法对整个研究区数据重建效率指数为0.59,可有效地模拟原始数据。相比于单一滤波算法,Hyb-F滤波法具有更强的噪声识别能力,降低噪声引起的峰值损失,不仅能更好地模拟植被生长规律,并且能保留曲线细部特征,获得较高拟合精度。

一种应用于CMOS图像传感器的流水线模数转换器设计

陈鸣, 陈杰, 肖璟博
吉林大学学报(工学版). 2018, 48 (3): 968-976. ;  doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170150
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摘要 ( 0 )
设计了一种应用于CMOS图像传感器中的低功耗流水线模数转换器(ADC),并采用逐次逼近寄存器(SAR)ADC辅助流水线架构,提出了一种新型全差分环形放大器。与传统的跨导运算放大器(OTA)相比,所提出的全差分环形放大器能效更高。本文采用0.18 μm 1P5M工艺完成电路设计及版图布局,当输入频率为19.94 MHz的正弦信号时,仿真显示ADC的信号噪声失真比(SNDR)为57.8 dB,无杂散动态范围(SFDR)为64.9 dB,最大微分非线性(DNL)为+0.58 LSB/-0.33 LSB,最大积分非线性 (INL)为+0.55 LSB/-0.57 LSB。整个ADC功耗为3.78 mW。
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