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吉林大学学报(工学版)  
  吉林大学学报(工学版)--2008, 38 (04)   Published: 2008-07-01
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吉林大学学报(工学版)第38卷 第4期目录

吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 0-000. ;  doi:
全文: PDF (217KB) ( 7376 )
摘要 ( 708 )

油气消扭悬架的试验与仿真

郭孔辉,卢荡,宋杰,孙胜利,吴海东
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 753-757. ;  doi:
全文: PDF (578KB) ( 503 )
摘要 ( 2225 )
在ADAMS中建立了油气消扭悬架系统的机械及液压模型,进行了消扭工况仿真并将其与试验数据进行了对比分析,验证了所建油气消扭悬架系统模型的正确性。利用建立的整车模型对油气消扭悬架汽车的性能作出了预测,结果表明,消扭悬架不会破坏汽车的操纵稳定性,且在减小车身的扭矩、轮荷偏载及保证车轮与地面的良好附着方面效果明显。

基于道路图像对比度-区域均匀性图分析的自适应阈值算法

管欣,贾鑫,高振海
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 758-763. ;  doi:
全文: PDF (710KB) ( 455 )
摘要 ( 2500 )
针对道路图像检测易受光照及车道标志线曲率等交通环境条件变化干扰而导致检测算法稳定性不佳的问题,在图像阈值分割的经典大津法基础上,对直路、左右转弯、有少量积雪和阴影等多种典型道路行驶图像进行了对比度和区域均匀性图分析,并以此实现了基于大津法的道路图像自适应阈值分割,有效地提高了环境条件变化时道路图像检测算法的鲁棒性。

混合动力汽车车载复合电源参数匹配及其优化

于远彬,王庆年,王加雪,赵晓旭
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 764-768. ;  doi:
全文: PDF (723KB) ( 462 )
摘要 ( 2208 )
在分析超级电容的加载对混合动力汽车各动力部件参数影响的基础上,提出了复合电源合理的布局形式。针对整车对电源功率、能量的要求对复合系统进行参数匹配,以电源全寿命使用成本最少为目标进行参数优化。对所匹配的结果进行了仿真分析,结果表明,复合电源应用于混合动力汽车,在质量、体积、全寿命使用成本及制动能量回收效能等方面均优于原单一电池。

基于蚁群寻优的汽车牵引力PID控制参数整定

李静,刘学,赵健
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 769-772. ;  doi:
全文: PDF (452KB) ( 375 )
摘要 ( 1628 )
将蚁群算法应用于汽车牵引力PID控制参数整定控制器设计。在搭建软件在环仿真平台和硬件在环试验平台的基础上,调试、标定了控制器参数,获得了满足实时性要求的查询算法,进行了典型工况硬件在环试验。试验结果表明:控制算法能有效改善汽车在弱附着地面的加速性能。

前端结构对正面安全气囊不起爆速度阈值的影响

唐洪斌,王登峰
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 773-777. ;  doi:
全文: PDF (495KB) ( 411 )
摘要 ( 1437 )
对在100%正面刚性碰撞中前20~30 ms内产生严重变形的前端结构装置(保险杠装置、碰撞缓冲器及纵梁前段)进行了研究,首先建立了简化的CAE仿真分析模型并进行了验证,然后应用该模型分析了前端结构可压缩空间及采用不同强度等级材料对安全气囊起爆点速度阈值的影响。结果表明:安全气囊不起爆速度随前端结构可压缩空间的增大而增大、随前端结构采用材料强度等级的提高而增大;用CAE分析方法准确地确定安全气囊不起爆速度阈值,可有效地减少人为设定安全气囊不起爆速度阈值而造成低速误起爆现象的发生。

498型柴油机冷却水套优化设计

刘铁刚,李君,高莹
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 778-781. ;  doi:
全文: PDF (461KB) ( 428 )
摘要 ( 2530 )
针对498型柴油机在实际运行过程中出现的过热现象,通过计算流体力学(CFD)对冷却水套进行了模拟计算,发现缸体水套进气侧存在流动死区,水套流场冷却水流量分配不均匀。为了改善水套的冷却效果,对机油冷却器出口位置,缸垫水孔位置和尺寸进行了CFD仿真优化。仿真结果表明:改进后缸体内的流动死区基本消除,水套的整体冷却能力显著提高,实际应用效果良好。

火花点燃对乙醇HCCI燃烧稳定性的影响

谷艳华,郭英男,刘发发,彭亚平,梁晓明
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 782-785. ;  doi:
全文: PDF (376KB) ( 360 )
摘要 ( 1825 )
针对实现均质压燃(HCCI)燃烧的难点之一:着火和燃烧的控制,在一台由柴油单缸机改造而成的乙醇燃料HCCI燃烧单缸试验机上实现了HCCI燃烧,研究了火花点燃对HCCI燃烧稳定性的影响。结果表明:HCCI燃烧方式的燃烧循环变动比火花点火燃烧低,燃烧速度快,热效率高,NOx的排放大幅降低。在HCCI临界温度工况下引入火花辅助点燃能提高燃烧稳定性,减少失火循环的产生;随着缸内温度逐渐高于混合气的临界着火温度,火花点燃对HCCI燃烧的影响逐渐减弱。

催化转换器在线诊断功能标定

王永军,王忠恕,韩永强,刘忠长,任丽荣
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 786-790. ;  doi:
全文: PDF (469KB) ( 442 )
摘要 ( 2261 )
针对国家标准GB 18352.3-2005的要求,在传统的利用三元催化转换器储氧能力进行OBD诊断方法的基础上,开发出一种新的三元催化转换器OBD诊断数值算法。使用此数值算法对捷达1.6轿车进行车载诊断OBD系统标定。试验结果表明,三元催化转换器的诊断结果完全满足国家标准要求,对排放结果没有影响。

燃料着火性对增压中冷柴油机瞬态工况排放的影响

孙万臣,王忠恕,李国良,刘忠长,解方喜,杨继蕊
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 791-796. ;  doi:
全文: PDF (573KB) ( 361 )
摘要 ( 2403 )
应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,试验研究了不同着火性的燃料对车用增压中冷柴油机瞬态工况下排放特性的影响。研究结果表明,适当提高燃料十六烷值可有效降低HC和NOx排放。在稳态工况下,十六烷值由40增加到66时,在1800 r/min低负荷工况下HC排放降低62%;对于CO排放及消光烟度,十六烷值存在一个最佳值。瞬态工况排放与稳态工况存在明显差异,在恒转速增负荷工况下,随着负荷的增加,HC和CO排放及烟度迅速上升,然后降低趋于一稳定值,且随着瞬变率的增大,CO排放和消光烟度峰值上升;增加燃料十六烷值,可明显降低中等转速增负荷工况下的CO和HC排放及消光烟度;在高速增负荷工况下,十六烷值为66和55,燃料的排气烟度基本相近。

交通诱导系统中道路网络的表达与存储方法

姜桂艳,郑祖舵,于妍霞
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 797-801. ;  doi:
全文: PDF (392KB) ( 349 )
摘要 ( 2148 )
考虑实际道路网络的特殊性以及最短路径算法对路网信息的要求,运用对偶图法的基本思想对前向关联边结构进行了改进,提出了一种能够提高路径优化算法实时性的路网表达方法与数据存储结构,并用Dijkstra和A*最短路径算法进行了验证。结果表明,这种方法在清楚表达转向限制、消除结点权重的同时,由于两个指针数组的引入,使得算法可以迅速而准确地定位相关结点的位置,从而减小了搜索空间,降低了最短路径算法的时间复杂度,提高了最短路径的搜索效率。

基于乘客平均出行时间最小的公交站距优化模型

杨晓光,徐竞琪,刘好德,付晶燕
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 802-807. ;  doi:
全文: PDF (752KB) ( 430 )
摘要 ( 2251 )
在解析公交出行过程并分析公交出行距离概率分布规律的基础上,提出了以乘客平均出行时间最小化为目标的公交站距优化模型。通过搜索试算方法求解,得到了乘客平均出行时间与最优站距的基本关系,并结合实际数据讨论了模型主要参数与最优站距的关系及其灵敏程度,从而验证了模型的科学性与有效性。

城市快速路停车波模型修正

杨少辉,马林,王殿海,陈莎
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 808-811. ;  doi:
全文: PDF (304KB) ( 377 )
摘要 ( 1947 )
分析北京城市快速路实际交通数据发现,传统停车波模型计算值与实际观测数据存在较大偏差,不能准确描述车队的停车过程,这主要是由停车波模型在建模过程中采用了格林希尔治速度密度模型导致的。鉴于车队的停车过程属于高密度状态,故采用格林伯速度密度模型对传统停车波模型进行了修正。最后利用实际交通数据对修正模型进行了验证,结果表明修正模型的计算值与实际观测数据一致。

基于特征解统计特性的桥梁损伤识别

程永春,谭国金,刘寒冰,付聪
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 812-816. ;  doi:
全文: PDF (421KB) ( 346 )
摘要 ( 1729 )
提出了一种用灵敏度矩阵识别桥梁损伤的方法。该方法在求取模态参数对结构物理参数灵敏度矩阵时采用基于振动分析的矩阵摄动理论,避免了求解过程中的偏微分计算,因此更容易形成结构灵敏度矩阵。为了评定此桥梁损伤识别方法的稳定性,在模态参数带有一定的随机误差的情况下,分析了这种桥梁损伤识别方法的结构物理参数的统计特性。最后以一简支钢筋混凝土桥梁为例,证明了该方法的有效性、实用性和稳定性。

方钢管混凝土柱的抗震性能试验研究

李黎明,,李宁3,陈志华4,姜忻良4
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 817-822. ;  doi:
全文: PDF (718KB) ( 434 )
摘要 ( 1702 )
通过低周反复加载试验研究方钢管混凝土柱的抗震性能,分析了其在水平地震作用下的承载能力、变形能力、刚度退化、耗能能力以及结构的破坏机制,为进一步的理论分析提供参考。同时研究了含钢率、长细比和轴压比对方钢管混凝土柱延性的影响。结果表明,对其影响最大的为长细比,其次是轴压比,再次是含钢率。本次试验结果与分析可为方钢管混凝土柱的抗震设计提供参考。

高强约束混凝土Z形柱的截面延性

焦俊婷,,刁波,叶英华
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 823-828. ;  doi:
全文: PDF (769KB) ( 318 )
摘要 ( 1569 )
利用编制的高强约束混凝土异形柱截面数值分析程序,通过对多种工况下高强约束混凝土Z形柱截面延性指标进行计算分析,对影响其截面延性的荷载角、轴压比、混凝土强度、纵筋配筋率、箍筋配筋率和截面尺寸等多个因素进行了探讨。研究结果表明:高强约束混凝土Z形柱截面延性的主要影响因素有(从大到小):荷载角、轴压比、混凝土强度和箍筋配筋率;在此基础上,拟合出高强约束混凝土Z形柱截面曲率延性与主要影响因素之间的计算公式,可为高强约束混凝土Z形柱截面延性计算提供参考依据。

双层不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力及刚度

吴建营,,蔡健,,何军,陈庆军,
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 829-834. ;  doi:
全文: PDF (615KB) ( 333 )
摘要 ( 1815 )
针对钢结构设计的难点——特殊的不规则布置梁柱连接节点的设计进行了研究。首先介绍了双层不规则布置梁加强环式梁柱节点的足尺模型试验,考察了该类型节点的受力性能和破坏机理。然后对试验模型进行了相应的有限元数值模拟,验证了该有限元模型和分析方法的合理性。在此模型基础上,利用有限元程序进行了参数分析。最后综合试验和有限元分析结果,提出了双层不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力和刚度的计算方法,可供实际工程设计参考。

Mg-Y4-Nd3合金的组织与摩擦磨损性能

杨晓红,张奎,张美娟,罗克帅,刘勇兵
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 835-839. ;  doi:
全文: PDF (1024KB) ( 313 )
摘要 ( 1462 )
研究了Mg-Y4-Nd3合金铸态和T6处理(525 ℃固溶处理8 h,250 ℃时效处理16 h)后的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:铸造Mg-Y4-Nd3合金共晶相分布在α-Mg 固溶体晶界上,呈不连续网状分布。经过固溶时效处理后,合金为等轴晶组织,共晶相基本固溶到α-Mg基体中,时效析出沉淀相呈弥散分布。两种处理合金的抗拉强度都随温度的升高而降低,伸长率均随温度的升高而升高,同温度下,T6处理的合金抗拉强度高于铸态合金。T6处理的合金在干滑动摩擦条件下,随着载荷的增加,摩擦系数降低,磨损量增加,磨损机制由磨粒磨损伴有氧化磨损向剥层磨损过渡,在高载荷下磨损表面出现塑性变形挤出现象。

Al靶中稀土Y含量对薄膜CrAlTiN的影响

刘兆政,刘耀辉,蒋百灵,于思荣
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 840-843. ;  doi:
全文: PDF (365KB) ( 319 )
摘要 ( 1396 )
研究了Al靶中加入不同含量的稀土Y对CrAlTiN薄膜的影响。应用SEM、EDS、XPS、显微硬度计对薄膜样品进行分析。结果表明,在Al靶材中加入稀土Y后,不但提高了薄膜的厚度,而且随着稀土Y含量的增加,薄膜的表面相逐渐由CrN、Cr2N向Cr变化,Al的含量也是随着Y含量的增加而增加。CrAlTiN薄膜的硬度随着稀土Y含量的升高而降低,并且随着Y含量的升高而逐渐趋于1500 HV。

改性MWNTs/纳米HA/PLA骨修复材料的制备

张晓明,王洪艳,李俊锋
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 844-847. ;  doi:
全文: PDF (398KB) ( 345 )
摘要 ( 1459 )
采用气相氧化法及液相氧化法制备了带有羧基的多壁碳纳米管(MWNTs—COOH)。在超声波辅助下,通过原位合成法将纳米羟基磷灰石(nanoHA)包覆在MWNTs—COOH上,得到纳米复合材料(MWNTs—COO/nanoHA),该纳米复合材料与聚乳酸(PLA)熔融共混成功制备出MWNTs—COO/nanoHA/PLA骨修复材料。经过FTIR、XRD、TEM和电子拉力等分析表明,MWNTs—COOH完全被nanoHA包覆,MWNTs—COO/nanoHA复合材料颗粒完全达到纳米级。实验考察了复合材料中不同含量的MWNTs—COOH和MWNTs—COO/nanoHA对力学性能的影响,确定了MWNTs—COOH和MWNT—COO/nanoHA在材料中的最佳比例。

基于ARM和DSP的可重构数控系统

徐跃,王太勇,赵艳菊,董靖川,李波
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 848-851. ;  doi:
全文: PDF (346KB) ( 350 )
摘要 ( 1816 )
针对柔性化制造的要求,构建了以ARM、DSP为基础的数控系统平台。该平台集成度高、稳定性强,能实现生产过程的高速度、高精度要求;同时巧妙利用SRAM解决了现场可编程门阵列(FPGA)动态重构中的重建时隙问题,实现了基于FOGA的可重构设计,提高了系统的柔性。在硬件基础上引入嵌入式实时操作系统RT-Linux,采用层次化软件设计,提高了数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性。试验结果证明该方案是可行的。

再制造系统的Drum-Buffer-Rope仿真建模

孙宝凤,田小川,肖伟,马丽丽
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 852-857. ;  doi:
全文: PDF (625KB) ( 360 )
摘要 ( 1806 )
运用DBR(Drum-Buffer-Rope)排程法和仿真工具ARENA,对废旧家电产品再制造系统进行了工艺流程仿真研究,建立了DBR仿真模型,实现了对工艺过程的动态监测;并详细阐述了如何应用所建立的DBR模型识别和解除再制造系统存在的资源约束,从而提高再制造系统的资源利用率和收益。仿真实验表明:该模型能够识别和消除资源约束及其影响,通过给出库存缓冲量BSc最优值,解除了约束工位排队延迟的现象,降低了供应的不确定性;同时也优化了系统的目标函数——资源利用率和净利润。

基于免疫粒子群优化的一种动态递归神经网络辨识与控制非线性系统

葛宏伟,李小琳,梁艳春3,何湘东4
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 858-864. ;  doi:
全文: PDF (744KB) ( 492 )
摘要 ( 2052 )
提出了一种采用免疫粒子群优化算法对动态递归神经网络进行训练的方法,实现了对Elman网络的结构、权重、结构单元的初始输入和自反馈增益因子等参数的同时进化训练。 进而针对非线性系统分别提出了相应的辨识与控制算法,并设计出了相应的辨识器和控制器。最后以超声马达为对象进行了仿真,结果表明:基于所提出的算法而设计的辨识器和控制器在辨识和控制过程中不仅都能取得很高的收敛精度和速度,而且对于随机扰动有较强的鲁棒性,从而为非线性系统的辨识和控制提供了一条新的途径。

改进的基于平滑函数的全局优化进化算法

赵文红,王巍,,王宇平,郝明强3
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 865-870. ;  doi:
全文: PDF (699KB) ( 358 )
摘要 ( 1882 )
为了解决进化算法在求解全局优化时易陷入局部极小点的问题,引入了平滑函数,利用目前最好点来消除比其差的局部极小点;设计了适合该平滑函数的杂交算子,利用平滑函数与种群的关系寻找实值函数的下降方向。设计了一个变异算子,增加了种群的多样性。在此基础上,设计了一个求解全局优化问题的高效进化算法,并从理论上证明了其全局收敛性,从数值上验证了其有效性。

几何约束多解问题

易荣庆,李文辉,袁华,王铎,郭武
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 871-875. ;  doi:
全文: PDF (447KB) ( 378 )
摘要 ( 1919 )
针对几何约束求解的多解性问题,将约束分成两个集合:原约束集合和增加的额外约束集合。用求解器求解出全部解后,利用提出的混合遗传蚂蚁算法,搜索全部解空间,在算法的初始阶段采用遗传算法,产生信息素的初始分布;在算法的后期采用蚂蚁算法。由于在遗传算法中使用随机的种群,不仅提高了蚂蚁算法的速度,而且在求解时能避免陷入局部最优解。通过启发式搜索算法使增加的额外约束得到最大化满足,从而寻找到符合用户意图的解。

高效求解多峰值全局优化的区间-遗传算法

张晓伟,刘三阳,迟晓妮
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 876-879. ;  doi:
全文: PDF (482KB) ( 505 )
摘要 ( 1869 )
针对传统区间优化算法求解高维问题耗时的缺点,将区间算法和遗传算法进行融合,提出了一种区间-遗传算法。该算法利用区间算法为遗传算法的搜索区域进行定界,同时采用拒绝指标可使包含全局最优解的区间更容易被选择,而且算法通过遗传算法提供的问题全局最优解的上界可对那些不包含全局最优解的区间进行删除。对一些多峰值全局优化问题进行了仿真实验,结果表明:该算法相比传统区间优化算法更加有效,而且随着问题维数的增大,算法的高效性更加明显。

无线传感器网络传感器节点动态功耗管理方法

王毅,张德运,马新新,梁涛涛
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 880-885. ;  doi:
全文: PDF (716KB) ( 425 )
摘要 ( 1914 )
提出了一种新的传感器节点动态功耗管理方法。首先理论推导了节点在各个休眠状态的休眠阈值, 建立了网络监测事件到达模型,采用Possion分布得到了网络事件发生的到达概率,利用无线传感器网络中存在大量冗余节点导致节点多重覆盖的特性,分析了传感器节点进入或脱离各休眠状态须满足的条件及保持各状态的最小时长等问题。最后,根据实际应用归纳了传感器节点的三种唤醒策略。实验结果表明,该方法在满足网络性能约束的前提下,利用无线传感器网络的冗余覆盖的特点,可动态调整节点的休眠深度,可减少约28%的传感器节点能量开销,37%的动态功耗管理切换时延,提高约52%的切换成功率,从而有效地延长节点工作寿命及传感器网络寿命。

一种公平的可公开验证的电子拍卖协议

杨加喜,李磊,,朱辉,王育民
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 886-889. ;  doi:
全文: PDF (488KB) ( 402 )
摘要 ( 1920 )
提出了一种公平安全、简单高效的可公开验证电子拍卖协议。该方案采用较多的对称加解密代替公钥体制加解密,克服了第三方和恶意投标者勾结,使恶意投标者以一个最优价赢得投标的缺陷,体现了拍卖的公平性,可以保护投标者的匿名身份,任何投标者不能否认所投的标书, 所有投标价可以公开验证。对比分析表明,该方案满足效率高、易于实施的要求。

基于多项式预测滤波理论的实时信号传输

董劲男, 秦贵和,,张晋东,崔玥
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 890-896. ;  doi:
全文: PDF (695KB) ( 354 )
摘要 ( 2200 )
利用信号处理理论研究实时信号网络传输问题,提出通过预测的方法来改善由于网络不确定性造成的不良后果。将多项式预测滤波理论与信道编码技术相结合构建一个看似从本地传感器输出信号的虚拟传感器,从而将网络传输的不确定性转化为系统模型的不确定性,并在此基础上将网络不确定性造成的误差和预测误差一并作为虚拟传感器的输出误差来处理,兼顾了信号传输的实时性和可靠性。经上述处理后,研究者可以像在非网络环境下一样分析和设计与实时信号网络传输有关的系统,本文方法对网络控制系统和传感器网络的发展具有重要理论意义和应用价值。

扩展差值函数及其在图像运动估计中的应用

李莉,屈桢深,曾庆双
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 897-901. ;  doi:
全文: PDF (695KB) ( 359 )
摘要 ( 2102 )
为了改善基于差值函数的运动估计算法采用幅值恒定平动模型时对光照条件变化的图像估计效果,在分析差值函数性能的基础上,定义了扩展差值函数的概念,并证明其零点与平移量之间具有简单线性关系,且该性质与光照度无关。在此基础上提出了Radon变换域中基于扩展差值函数的平移运动估计算法,实验结果表明,该算法对光照变化不敏感,噪声鲁棒性强,计算复杂度低,可扩展性强。

基于图论的运动对象分割

侯叶,郭宝龙
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 902-906. ;  doi:
全文: PDF (445KB) ( 400 )
摘要 ( 1955 )
将两种基于图论的算法图切割与随机游走应用于运动对象的分割。利用图切割,通过构造网络图、HSV空间消除阴影、建立混合模型背景及运动区域最小切割自动完成运动对象的分割;利用随机游走,通过选择种子点、建立权函数、求解Dirichlet问题及形态滤波等交互地完成运动对象的分割。通过实验对两种算法的应用进行了研究。结果表明:基于图切割算法可针对单目标快速、有效地进行分割,并获得干净、光滑的分割结果;基于随机游走算法可针对微弱物体边界或低对比度的图像分割,可在不要求实时性的情况下获取更为精确的分割结果,为后续的跟踪、自动分割等处理提供基础。

基于Hough变换和无轨迹卡尔曼滤波的眼睛角点跟踪

黎云汉,朱善安
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 907-912. ;  doi:
全文: PDF (544KB) ( 390 )
摘要 ( 1879 )
提出了一种基于改进Hough变换(HT)和无轨迹卡尔曼滤波(UKF)的眼睛外角点跟踪算法。该算法在输入图像中存在虹膜时采用改进Hough变换提取眼睑轮廓并得到眼睛外角点位置,当输入图像中检测不到虹膜时,采用UKF算法对当前帧眼睛角点进行估计。实验证明,本文算法能精确地跟踪眼睛外角点。

一种改进的大津法在机器视觉中的应用

李牧,闫继宏,朱延河,赵杰
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 913-918. ;  doi:
全文: PDF (870KB) ( 350 )
摘要 ( 2302 )

应用Canny算子对梯度幅值图像进行模非极大值抑制后,需先确定高低阈值后才能进行边缘提取,而且不同的图像应当采用的阈值也不相同。目前双阈值的大小主要凭借个人经验确定,不具有科学性,从而限制了Canny算子在实际中的应用。为了对Canny算子的这一缺陷加以改进,提出了基于梯度幅度直方图和类内方差最小化原理自适应地求取双阈值的算法对大津法作出改进,理论推导和实验结果证明了该算法的正确性和有效性。

基于SHIRCT和减影及CDF(2,2)DWT混合变换的超光谱图像无损压缩算法

解成俊,刘太辉
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 919-923. ;  doi:
全文: PDF (397KB) ( 376 )
摘要 ( 2114 )
提出了SHIRCT和减影混合变换去除谱间冗余、2D-CDF(2,2)DWT去除空间冗余,该变换完全由加法和移位完成,便于硬件实现。去冗余效果好于(1D+2D)CDF(2,2)DWT+改进的EBCOT算法进行编码。实验结果表明,无损压缩性能略好于(1D+2D)CDF(2,2)DWT+改进EBCOT,远好于JPEGLS、WinZip、ARJ、DPCM、文献\[1\]及NMST和MST。

基于分布参数模型的柔性臂变结构控制

曹小涛,李元春
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 924-929. ;  doi:
全文: PDF (589KB) ( 378 )
摘要 ( 1803 )
提出了一种针对柔性臂分布参数模型的变结构控制方法,解决了系统存在参数不确定性和在外部干扰下的镇定问题。通过Lyapunov函数方法设计了系统的变结构控制器,其中滑模面设计为关节角、关节角速度和柔性臂根部应变的线性组合。由线性算子半群理论和LaSalle不变集原理证明了闭环系统是渐近稳定的。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于协调运动控制的摇臂式探测车路径多属性决策

邓宗全,侯绪研,高海波,胡明
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 930-935. ;  doi:
全文: PDF (596KB) ( 358 )
摘要 ( 1433 )
为保证探测车行驶路径节能、快速、安全,在协调运动控制的基础上,对多条待选路径进行多属性决策。根据六轮摇臂式探测车的准静力学模型和基于速度投影定理的运动学模型计算协调运动控制的目标转矩和目标转速。根据摇臂式移动系统的被动变形适应性计算探测车处于任意地形时摇臂的摆角,建立了地形参数与协调运动控制参数之间的关系。在此基础上,计算各条待选路径对通过路径所需能量、通过路径所需时间、路径地形起伏状况和路径长度等属性的属性值。利用TOPSIS法进行多属性决策,从中选择最优路径。数值仿真结果表明,多属性决策系统所选择的最优路径,兼顾节能、快速、安全等因素,避免了单属性决策的片面性。

基于辐射功率的微热板测温系统设计

漆奇,,张彤,,刘丽,,3,刘奎学,,徐宝琨,
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 936-939. ;  doi:
全文: PDF (497KB) ( 337 )
摘要 ( 1774 )
为了解决微小芯片表面测温的难题,设计了一种非接触式微区测温系统。首先利用光纤探头和光功率计测量微热板的辐射功率,再结合辐射功率与温度的关系,精确地测出微热板表面50 μm×50 μm区域内的温度。实验测试结果与利用有限元分析软件Ansys得到的模拟结果基本一致,并且更换不同口径的光纤探头可以满足不同面积的样品的测量要求。

双锥面齿自支撑轴系行波超声电机设计与有限元分析

李霞,,陈维山,谢涛
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 940-945. ;  doi:
全文: PDF (763KB) ( 381 )
摘要 ( 1208 )
针对传统的行波超声电机定转子接触面小、输出力矩小,需要轴承定位,存在润滑问题,设计了一种新型双锥面齿驱动的自支撑轴系行波超声电机。首先设计了双锥面齿超声电机的结构,并分析其运行机理,然后利用有限元软件对电机的定子进行模态分析、谐振分析和瞬态分析,不但精确地预测了电机的激励频率,得到定子的振动模态图,而且从理论上获得其振幅和阻抗随频率的变化规律,以及定子齿端上某点随时间变化的位移曲线及其椭圆运动轨迹。最后利用自行研制的电机样机进行了实验,该样机的最大堵转力矩是0.48 N·m,是与其相近尺寸的传统单面齿超声电机的1.7倍,样机的最大空载速度是86 r/min。

基于可变k近邻LLE数据降维的图像检索方法

李勇,陈贺新,赵刚 ,孙中华,陈绵书
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 946-949. ;  doi:
全文: PDF (571KB) ( 370 )
摘要 ( 1940 )
在基于内容的图像检索中,其计算复杂度随着描述图像内容的特征向量的维数的增加而急剧增加,而应用局部嵌入算法(LLE)进行数据降维时,需要确定近邻点k的个数。根据图像特征在原空间的分布情况,提出了一种可变k近邻LLE的数据降维方法,使得降维后的特征向量有效地保持了其在高维空间中的拓扑结构。实验结果表明,提出的可变k近邻LLE数据降维方法在基于内容的图像检索中有较高的检索准确率。

提取混沌中微弱信号的正交局部投影方法

何丽桥,王国光,王丹
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 950-954. ;  doi:
全文: PDF (597KB) ( 403 )
摘要 ( 2126 )
改进了降低混沌中噪声的局部投影方法,建立了正交局部投影算法,根据混沌的确定性特征,提出了预测性邻点选取方法和参数选择法则。这种方法成功地应用于提取Henon混沌中的微弱信号,在信噪比不低于-80 dB的条件下,能够准确提取信号信息。数值实验表明,该方法具有高度的稳定性和可靠性,是提取混沌中微弱信号的有效方法。

基于TD-SCDMA系统的快速动态信道分配方案

石文孝,赵业祯,赵嵩,赵俊
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 955-959. ;  doi:
全文: PDF (516KB) ( 297 )
摘要 ( 1871 )
针对TD-SCDMA系统帧结构的特点,提出了一种可移动边界动态信道分配 (MB DCA) 改进方案——混合数据速率、小分组借用的MB DCA方案,解决了在混合数据业务速率情况下系统信道借用率较低的问题。通过小分组借用,增加了可移动边界(MB)策略的灵活性,使系统性能得到进一步提高。仿真结果表明,此方案在不影响语音业务性能的情况下,提高了数据业务性能和系统的信道利用率。

基于H.264标准的视频混沌密写算法

汪波, 冯久超
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 960-965. ;  doi:
全文: PDF (517KB) ( 326 )
摘要 ( 1885 )
基于目前最新的视频编码标准H.264,运用混沌加密和混沌密写,提出一种视频混沌密写算法。采用标准视频序列进行了仿真,并分析了算法的性能。结果表明:该算法不仅能快速和有效地进行密写,而且解码后视频序列的视觉效果和峰值信噪比(PSNR)基本上不受密写影响。

基于多小波变换的SAR图像压缩

王爱丽,张晔,谷延锋,陈雨时
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 966-969. ;  doi:
全文: PDF (486KB) ( 291 )
摘要 ( 2103 )
在实数域,对称、正交的紧支集非平凡单小波基不存在,而多小波把紧支集、对称性、正交性完美地结合在一起,使小波理论从标量扩展到矢量范畴。利用上述特点将多小波变换应用于SAR图像压缩。实验结果表明,在改进现有的基于小波变换的多级树集合分裂(SPIHT)编码算法的基础上,选用适当的多小波基及预滤波方法,能够得到与小波变换相当甚至略优于小波变换的编码性能。这说明若针对多小波变换系数的特点设计相应的编码方案,SAR图像编码的性能还可进一步提高。

单播组播共存环境下的多波束卫星功率优化分配

刘功亮,,顾学迈,康文静,3,郭庆
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 970-975. ;  doi:
全文: PDF (658KB) ( 327 )
摘要 ( 1962 )
针对多波束卫星系统单播组播共存情况下的功率分配问题,提出了一种多目标优化设计方案。考虑同一组播流在不同波束下的一致性、数据流之间共享关口站上行链路带宽的公平性以及各个业务流的平均速率三项性能指标,构造了具有多重目标函数的数学模型,并采用基于快速分类的非支配排序遗传算法(NSGAII)进行了最优功率集的求解。仿真结果表明,该方案在组播一致性、带宽公平性以及平均业务速率方面均取得了较好的性能,而且算法的收敛速度较快,可适应网络业务量动态变化的需求。

基于太阳矢量的皮卫星姿态角测量误差分析

郁发新,,孙琳琳
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 976-980. ;  doi:
全文: PDF (462KB) ( 360 )
摘要 ( 2265 )
分别分析计算了皮卫星姿态角测量的两大误差源:太阳矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的太阳矢量误差。首先针对皮卫星体积小、重量轻、功耗低的特点,采用设计的微型太阳敏感器测量太阳矢量,与轨道演化计算获得太阳矢量相比,该方法更适合获取皮卫星姿态角度信息。通过分析获得太阳入射角——光电流非理想的余弦特性、光电流的噪声起伏、处理电路非线性、A/D采样非线性、温度测量不确定性等因素导致的太阳矢量实际测量误差为5.74°。由于皮卫星自身的特点不允许采用复杂的轨道演化模型,基于Kepler轨道模型计算获得的太阳矢量误差为0.1°。因此,基于太阳矢量的皮卫星姿态角测量总误差为5.84°。

复合控制拦截弹的神经网络姿态控制

尹永鑫,杨明,王子才
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 981-985. ;  doi:
全文: PDF (444KB) ( 288 )
摘要 ( 1837 )
为了有效地调整复合控制拦截弹的姿态运动,提出了一个姿态控制方法。首先基于动量矩定理建立了拦截弹姿态运动的数学模型,然后针对数学模型和推力器点火逻辑的特点,设计了拦截弹姿态运动系统的神经网络控制器。使用常规方法获取基本的控制器,通过神经网络对常规控制器的控制参数进行调节,最后利用最优原理求出了拦截弹期望的俯仰控制力矩和偏航控制力矩。仿真结果表明,该姿态控制方法能够有效地实现拦截弹的精确姿态控制,并且具有较好的动态性能。

针对非合作目标的中距离相对导航方法

李立涛, 杨旭,李顺利
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 986-990. ;  doi:
全文: PDF (529KB) ( 307 )
摘要 ( 1612 )
提出了一种自由飞行机器人在中距离(几千米至几十米)范围内对非合作目标的导航方法,基于视觉导航相机和激光测距仪的组合测量方案,结合姿态敏感器和惯性器件的测量信息,通过推广Kalman滤波方法来估计自由飞行机器人与非合作目标的相对位置和速度信息。在近共面轨道和中距离接近的假设下,给出了一种简化的导航算法,在目标轨道参数未知的情况下也可以进行相对运动参数的估计,从而降低了算法的复杂性和运算量。仿真结果验证了上述导航方法和算法对非合作目标中距离相对导航的有效性,并获得了较好的导航精度。

基于改进蚁群算法的无人机三维航路规划

陈谋,肖健,姜长生
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 991-995. ;  doi:
全文: PDF (516KB) ( 453 )
摘要 ( 1916 )
研究了一种基于改进蚁群算法的无人机三维航路规划方法,以保证在敌方防御区域内以最小的被发现概率以及可接受的航程到达目标点。首先对无人机三维航路规划模型进行分析,在此基础上采用蚁群算法对三维航路进行优化。将最短路径的信息反馈到系统中作为搜索的指导信号,并改进节点选择方法,以提高应用蚁群算法搜索无人机三维航路的效率。最后将所研究的方法应用于无人机的三维航路规划,仿真结果表明本文方法是有效的。

月面巡视探测器路径规划性能评估算法

殷礼明,贾阳
吉林大学学报(工学版). 2008, 38 (04): 996-1000. ;  doi:
全文: PDF (634KB) ( 307 )
摘要 ( 1463 )
通过分析月面巡视探测器路径规划性能对算法进行评估,提出路径规划算法性能的量化评估函数,并经过实验验证评估函数的可行性。针对巡视探测器常用的两种全局规划算法和两种局部规划算法,通过评估函数的理论分析和实验验证得到更适应于月面巡视探测的路径规划搜索算法。这种评估算法路径规划性能的量化评估函数,不仅可行而且具有通用性,同样适用于其他的路径规划搜索算法。
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