吉林大学学报（工学版）2007年第6期目录

以自主研发的快速压缩机为研究对象，对燃烧缸内可燃混合气的泄漏量进行了计算。由于密封不好和活塞速度较慢，快速压缩机出现漏气，混合气的泄漏量与压缩比和活塞的速度有关。作者利用已知的缸内压力时间关系曲线，对活塞的有效漏气面积进行了计算，在根据燃烧时缸内压力变化关系曲线对燃烧缸的漏气量进行了计算。漏气量的计算可以实现对缸内压力曲线修正，同时也可以对燃料的低热值进行修正，研究结果有助于提高计算精度和准确分析燃烧特性。

通过大量试验和理论分析，对LPG (液化石油气)汽车在使用过程中燃料供给系统内残留物的成分和来源进行了深入系统的研究。结果表明：残留物的成分随LPG组分(尤其是杂质成分和含量)的不同而有所变化。常出现的残留物成分有酯类、重质烷烃、单质硫、硫化铜及硫化亚铜等。酯类来自于橡胶制件添加剂(邻苯二甲酸二辛酯)，其含量随LPG混合物溶度参数的增加而增加；重质烷烃(C15-C35)主要来源于LPG输运过程中压缩机或泵类的润滑机油，在严格控制1,3丁二烯含量的前提下，并不会由其他单烯烃聚合而成；硫及硫化铜数量决定于LPG中的硫含量，严格控制LPG中的单质硫和H2S的含量可以大幅降低残留物中硫化物的成分，限制使用铜质LPG管路可以避免硫化铜、硫化亚铜的生成；通过精制加工处理，合理控制成分，国产液化石油气能够满足汽车使用要求。

结合4102低排放天然气发动机的开发，应用FIRE软件对4102发动机原燃烧室和2种新的燃烧室设计方案(楔形和弧形燃烧室)进行了建模和仿真计算，对比分析了燃烧室形状对缸内流动和燃烧过程的影响。结果表明，弧形燃烧室效果最好，与原燃烧室相比，在点火时火花塞附近气流速度低，初期火焰核心稳定，火焰传播速度快，燃烧持续期短，缸内最高压力比原始燃烧室提高12.7%，有利于提高天然气发动机性能。

基于热阻网络模型，以热阻和压降作为目标函数建立了微槽冷却热沉的多目标优化模型，采用序列二次规划（SQP）方法对微槽的结构尺寸进行了优化设计。对于冷却尺寸为L×W=6 mm×6 mm，功率为100 W的芯片的热沉，优化后微槽宽度和高度分别为120 μm和815 μm，相应地总热阻为0.413 K/W。对优化后的微槽冷却热沉采用计算流体动力学(CFD)方法进行了数值模拟。模拟结果与热阻网络模型预测的结果吻合得很好。

利用TSIS微观交通仿真软件对长春市工农广场交叉口的交通运行状况、排放情况进行了仿真模拟，提出了两个以排放为主要评价指标的信号配时优化方案，以延误作为辅助验证指标，分别进行了对比分析，从排放角度确定了最佳的信号配时优化方案。该方法为城市道路交叉口信号配时优化中如何考虑排放问题提供一种新思路。

针对以往研究中大多运用车辆当量换算方法来描述混合交通流的性能，无法取得良好效果的问题，采用基于车头时距的方法来计算车辆当量换算系数，并在此基础上，研究了城市快速路入口匝道连接段交通熵的特性以及交通量与车辆行驶平均速度、交通熵的非线性关系。研究结果可为城市快速路入口匝道连接段交通流特性分析、通行能力计算和服务水平分析提供参考。

以进口车道数与路段车道数的匹配和进口道与出口道的匹配为原则，研究了信号交叉口车道功能划分。包括进口道设计、出口道设计和进口道车道功能设计等。与以往不同，该方法将出口车道的设置考虑在内，并详细讨论了出口车道数的确定方法，使车道功能划分矩阵更加合理，避免了因出口道通行能力不足而引起的交叉口交通阻塞。
关键词：中图分类号：文献标识码：A文章编号：16715497(2007)06127806

针对传统指数平滑预测模型的不足，设计了一种自适应指数平滑动态预测模型。该模型实现了对时间序列数据的自适应动态预测，且保留了原方法公式简单、易实现的特点，可用于在线动态预测，具有工程实用性。利用实际数据对该预测模型进行了数据验证，并与传统指数平滑模型进行了对比。结果表明，该自适应动态预测模型的预测效果较好。

应用非集计模型理论与北京居民出行调查数据，建立了交通方式选择MNL模型，并用Matlab优化工具箱中的无约束最优化函数对模型的参数进行了标定。根据所建模型计算出公交车和小汽车的时间价值，求得包含出行时间和实际金钱费用的广义费用，建立了公交车和小汽车出行选择的二肢Logit模型，分析了不同收费价格下两种交通方式所分担的交通出行比率及道路交通饱和度的变化情况，评价拥挤收费政策对优化城市交通结构，缓解城市交通拥挤的作用。研究表明，非集计建模方法能够较全面地考虑居民出行选择的各方面影响因素，尤其是将出行者的个人特性影响因素引入模型，提高了模型的预测精度和实用性。

根据基于活动的出行需求预测思想和建模方法建立了日活动计划模型。应用长春市居民出行调查数据进行了参数标定和模型验证，并用“模拟比较评价”方法将已建模型应用于交通需求管理政策的制定和评价。结果表明，建立基于活动的日活动计划模型，可全面有效地模拟预测和分析居民活动安排情况，对交通需求管理策略进行初步的评价研究。

基于城市交通与土地利用的相互关系，建立了土地利用与居民出行生成模型，并对模型中的参数进行了标定。由于不同的土地利用类型，居民出行生成量有很大的差异，选用建筑容积率并利用MATLAB软件计算其对土地利用类型赋予的不同的权重系数，并以长春市为例对模型的参数进行标定并加以验证。
关键词：中图分类号：文献标识码：A文章编号：16715497(2007)0604

选用相同的试验材料，通过室内劈裂试验，研究了常温和低温下级配、油石比、空隙率以及均匀性对沥青混合料劈裂强度的影响规律。研究结果表明：常温下，随着级配变粗，沥青混合料劈裂强度增大；低温下，随着油石比增大，沥青混合料劈裂强度和劲度模量增大，破坏应变减小；随着空隙率的增大，沥青混合料劈裂强度减小；沥青混合料均匀性与劈裂强度间没有直接明显的相关性，但与其变异性间的关系很好。

分析了大跨中承式钢管混凝土拱桥在设计荷载工况作用下的静力失稳全过程，对其受力特性及破坏机理进行了探讨，并对桥面系非保向力作用对结构稳定性的贡献进行了讨论。结合ANSYS软件的分析功能，对一360 m跨的中承式钢管混凝土拱桥进行了荷载工况恒载+全跨双向汽车荷载+全跨双向人群荷载+风荷载作用下的极限承载能力分析，通过内力、变形等指标描述了算例的静力失稳全过程。分析结果表明，结构达极限荷载时发生的面外失稳破坏属于典型的极值点失稳问题，在此过程中，桥面系对拱肋的非保向力作用对结构面内、外刚度均有贡献，且在拱肋弹性受力阶段贡献更大。

对前期研究中提出的广义逆拓扑变化理论作了进一步研究。引入了一个新概念——D值，并得到了静力结构拓扑变化法中D值的有界性质、单调性质以及D值随特征值的变化性质，据此提出了一个求解特征值的新方法，称之为D值迭代法。该方法具有精度和收敛速度与相邻特征值之比无关的特点，具有一定的理论意义和实用价值。

采用超声波分散加机械搅拌技术在纯铜板上制备了含有纳米Si3N4颗粒的镍基纳米复合镀层，研究了分散方式对复合镀层中纳米颗粒含量、复合镀层组织结构、显微硬度和磨损性能的影响。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了镀层表面的显微组织及相结构，通过磨损实验机检测了复合镀层的耐磨性能。结果表明，采用超声波分散技术可获得组织细密、高显微硬度的纳米复合镀层，其显微硬度最高可达996 HV，耐磨性能较未经超声波分散处理的镀层有显著提高。

室温下制备出介孔材料MCM41，将稀土离子铕和荧光染料曙红Y作为客体组装到MCM41主体孔道中，制得Eosin Y /EuMCM41复合型介孔材料组装体。采用XRD、RTIR、N2吸附和激发与发射光谱等技术对样品结构和性能进行了表征。结果表明，制备出的复合型介孔材料组装体仍保持MCM41的六方有序结构，客体分子主要存在于主体介孔材料孔道中。激发与发射光谱显示曙红Y为发光中心，Eosin Y /EuMCM41组装体的发光强度与Eosin YMCM41比较呈规律性变化，当Eosin Y/Eu摩尔比为1∶1时其发光强度最强。

针对含矩形孔的复合材料板，根据非均质各向异性弹性理论和复变函数理论，通过保角映射方法建立精确的边界条件，解决了复杂孔型的边界条件问题。建立了基于准确边界条件的边界积分方程，并得到了含矩形孔复合材料板孔边应力的精确解析解。针对具有不同正交各向异性度E/E⊥的情况，以及它们对孔边应力集中系数的影响进行了探讨。结果表明：复合材料的性质对孔边应力有着不可忽视的影响,对于正交各向异性材料来说，两个主方向上的材料性质差别越大，即各向异性度越大，孔边应力峰值也越高。

取0.2 mol/L的Li4Ti5(OEt)19(acac)5[acac-为乙酰丙酮基]为前驱体，经溶胶-凝胶后在600 ℃加热2 h制得纳米Li₄Ti₅O₁₂粉体，产物通过X射线衍射（XRD）、粒度分布仪、拉曼光谱（Raman）与差热热重进行表征。实验表明，前驱体中含有acac-基团，它可以阻止团聚现象；以获得的纳米Li₄Ti₅O₁₂粉体（粒径为15~20 nm）作为锂电池负极材料，实际循环容量约为164 mAh/g，电池循环性能稳定，使用寿命长。

建立了以压电钻削测力仪作为测量元件的微孔钻削力在线监测系统，构造了用于对微孔钻削力进行实时数据处理的4层模糊神经网络。网络经训练后用于实时获取隐含微细钻头磨损状态信息的钻削力值，对微孔钻削过程进行在线监测实验，结果表明，适当选择监测阈值，可以有效避免微细钻头的折断。

根据非统计原理，提出了一种新的预报技术——模糊预报技术，以解决样本少且概率分布未知条件下滚动轴承的动态性能预报问题。从小样本数据序列入手，基于乏信息隶属函数，建立轴承振动与噪声的经验概率密度函数与预报函数，并将小样本数据序列分成尺度信息与随机信息两个子序列，挖掘更多的滚动轴承动态系统的信息，然后用模糊区间数运算法则进行综合，得到滚动轴承振动与噪声的预报区间。试验研究表明，所提出的模糊预报方法可以有效地预报滚动轴承振动与噪声的波动区间，置信度与可靠度可以达到95%~100%。

首先应用故障总时间法对某型号数控机床在一年中的25个随机截尾故障数据进行预处理，然后采用图示和统计两种方法对故障数据进行趋势检验，最后通过参数估计和线性相关检验确定了数控机床故障过程符合威布尔过程。研究结果为数控机床的可靠性分析和评价提供了理论依据。

针对目前各种结构化P2P协议在对资源进行查询时依赖于准确的全局唯一标识符（Global Unique Identifier），无法实现相似资源的模糊查找的问题，提出了一种资源发布和查找策略，实现了相似文本的聚集存储和模糊查询。该策略首先根据文本内容生成具有强鲁棒性的指纹，以该指纹作为文本在P2P网络中发布的基础，实现将相似的文本发布到同一节点或相邻节点，进而实现高效的分布式相似文本查询。该算法构建在分布式哈希表（DHT）路由基础之上，适用于各种以DHT为特征的结构化P2P系统。

针对目前WLAN Mesh安全解决方案中，一个新的Mesh设备在接入时要与其邻居及认证服务器之间进行两次802.1X认证和两次四步握手，大大增加了设备的接入时间和复杂性的问题，基于DiffieHellman密钥交换，采用签名认证方式，提出了一种新的接入认证协议。新的协议只需要四轮的协议交互便可以实现上述三者之间的相互认证和密钥确认，而不需要四步握手进行密钥确认。在DDH假定成立的前提下，新的协议在扩展模型中是可证明安全的，并且通信效率和计算效率都优于现有方案。

基于Waters签名方案,首次提出了一个在标准模型下安全的限制性广义指定验证者签名方案。在弱Gap双线性DiffieHellman问题困难假设下，该方案被证明是安全的。

在协作广播和压缩（CBC）模式的基础上，提出了传感器网络优化CBC策略概念，设计了基于剩余能量优化的CBC策略和算法，并证明其是最优的。此策略的基本思想为：根据节点的剩余能量来确定每轮数据收集中，数据发送的先后顺序、压缩方式，达到减少网络的能量消耗和平衡各个节点剩余能量的目的。分析和仿真表明，应用此策略能够延长传感器网络生命，保证长时间、高质量的数据收集。

为解决扫描仪特性在色彩空间内的非线性、不一致问题，提出一种自适应的校正方法，首先根据每个输入扫描值，在校正样本集中选取与输入值在设备色彩空间中特性最为接近的样本组成校正样本子集，利用多重回归的方法对输入的扫描值进行校正。实验结果表明，该方法的校正精度比传统校正方法有显著提高。

针对传统模型观测方法中存在的观测装置或传感器安装麻烦、工作量大、采样点有限等缺点。提出利用数字近景摄影测量技术量测模型变形。用高分辨率数码相机获取模型不同模拟开挖状态下的多组数字影像，采用改进的粒子群支持向量机方法自动检测和识别标志点，通过边缘跟踪和椭圆拟合算法确定标志点中心影像坐标。提出并推导了利用二维直接线性变换关系式和共线方程分解出影像外方位元素初值的实用算法，最后利用自检校光束法平差对标志点空间坐标进行精确定位。试验结果表明，空间坐标的测定精度高于±1 mm，所测位移场与实际变形情况比较一致，可以满足矿山岩层和地表移动相似材料模型观测要求。
关键词：
中图分类号：文献标识码：A文章编号：16715497(2007)0606

改进并应用项目调度遗传算法解决了数字微流控生物芯片中液滴的调度优化问题。在给出该问题的有向图模型和数学模型的基础上，详细阐述了算法的编码、交叉、变异和评价等操作步骤。用真实的生物化验的操作步骤作为实例(多元体液的体外检验)，对算法进行计算机仿真。实验结果表明,对于大规模的生物化验来说，该算法得到的结果最接近问题的最优解， 可以求得一个既满足次序约束又满足资源约束的液滴最优调度顺序，其搜索性能优于与其对比分析的其他调度算法。对于数字微流控生物芯片的体系结构设计具有一定的理论和实际应用价值。

设计了一种新型直动式压电电液伺服阀。该阀采用压电叠堆执行器作为电机械转换器，提高了电液伺服阀的性能。并针对压电叠堆执行器固有的迟滞和蠕变非线性使得压电型电液伺服系统的输出精度降低，传统的控制方法难以得到很好的控制效果的问题。提出了基于动态Preisach模型的前馈控制和PID反馈控制的一种复合控制方法。实验结果表明，该方法能有效改善新型直动式压电电液伺服阀的输出精度。

研究了含状态变量积分项的一类状态时滞、控制输入时滞的非线性系统的鲁棒稳定性问题。给出了新的坐标变换，构造了LyapunovKrasovskii函数，并设计了相应的控制器，控制器的增益系数可通过求解线性矩阵不等式得到。数值计算实例表明，相对于某些控制器，所给出的控制器可使具有较大状态时滞的不确定线性系统一致鲁棒稳定，显示了该控制器具有较广泛的适应性。

通过构造适当的Lyapunov泛函分析了一类时变时滞双向联想记忆神经网络的平衡点稳定性问题。不要求激励函数的单调性和可微性，得到了保证时变时滞双向联想记忆神经网络的平衡点全局鲁棒渐近稳定的两个新判据。所得到的结果能够表示成线性矩阵不等式形式，进而易于用内点算法等方法来验证。通过仿真例子与其他文献中的一些结果进行比较，表明了本文所得结果的有效性。

为了提高图像特征匹配过程中地图库的搜索速度，提出了一种局部子地图库搜索方法。并针对机器人自定位过程中会产生多个候选位姿，提出了利用粒子群优化算法来优化候选位姿以得到定位精度较高的优化解的全局定位新方法。最后通过Pioneer 3DX在室内环境的全局定位实验分析了粒子群优化前后定位精度和定位时间的变化。实验结果表明，新算法以牺牲较少的计算时间获得了较高的定位精度。

为解决我国农林业对环境监测的现实需求，研制了基于GPRS和SMS技术的嵌入式无线远程环境监测系统。本系统经过反复实验运行，具有以下优点：①解决了农业环境远程监测中存在的“最后一公里”的问题；②前端监测部分集成在一个电路板上，体积小、占用空间少、对放置环境没有特别的要求；③在硬件的选择和设计中考虑了嵌入式系统的安全问题；④系统可以自动重启，不需要人工干预；⑤适用于多传感器的信息监控系统；⑥通过WEB发布技术的应用，用户可以通过INTERNET随时了解到各种环境信息；⑦用户可以通过手机短信了解现场实时环境参数和超额情况。

针对直接序列扩频码分多址(DSCDMA)通信系统中的盲多用户检测问题，提出了一种基于偏差移除独立分量分析(BRICA)的盲多用户检测算法。该方法在多径信道中加性高斯白噪声功率较大的情况下，能有效地消除高斯白噪声引起的分离矩阵估计偏差。理论分析和仿真实验表明，在信道环境较为恶劣、信噪比(SNR)较低的情况下，该算法仍具有较好的分离性能和干扰抑制能力，比传统单用户检测器和LMMSE多用户检测器的性能有很大提高。

基于极化均匀圆阵，研究了非高斯窄带信号二维波达方向（DOA）、频率和极化参数的联合估计问题。根据系统数据矩阵不存在扰动和存在扰动两种情况，分别给出波达方向的最小二乘估计和总体最小二乘估计。该算法不需要谱峰搜索，直接给出各参数的闭式解。由于使用了四阶累积量，因此适用于任意高斯噪声环境。仿真结果验证了本文方法的有效性，并且表明总体最小二乘法对系统扰动具有更好的顽健性。

从信道估计内插误差角度分析了突发脉冲噪声干扰对无线OFDM接收机性能的影响，针对由脉冲噪声所导致的时间方向信道内插估计错误扩散，提出了旨在提高无线OFDM通信系统抵抗脉冲噪声能力的信道估计安全策略，包括：脉冲噪声突发位置检测、防止受损导频内插错误扩散算法、受干扰子载波数据可信度判决。仿真结果表明，在低复杂度条件下，可以显著提高无线OFDM接收机在脉冲噪声环境中的信道估计性能。

针对实现欠定条件下线性混合的混沌信号的盲分离非常困难的问题，提出一种保密通信方案。在发送端利用密码序列对混沌信号加密并构造出欠定的盲分离模型；在接收端先用密码序列将欠定问题变为正定问题，最后利用盲分离技术解密和重构出源混沌信号。分析和仿真结果表明，该保密通信系统保密性强和精度高，并在强信道噪声干扰条件下依然有效。

将高阶累计量与JADE算法相结合，利用高阶统计量能辨识非最小相位系统和JADE算法比SVD收敛性好的特点，提出了一种在频域对MIMO系统进行辨识和信号分离的算法。在满足信号间相互独立的情况下，采用互四阶累计量解决了排序问题，仿真实验表明了该方法的有效性。

为保证星载遥感图像压缩传输的可靠性，针对常用的错误保护方法不考虑码流不同部位不同的错误敏感度，码流重要信息得不到重点保护的问题，提出了基于JPEG2000标准第11部分（即JPEG2000无线传输（JPWL））的遥感图像JPEG2000压缩码流的错误保护方案。根据错误敏感度描述符提供的码流错误敏感度，利用错误保护块对码流执行不等错误保护；在解码时应用残余错误描述符提供的码流残余错误信息进行错误隐藏。仿真结果表明，与常用方法相比，该方案不仅以较小的代价极大地提高了解码率，而且能够有效地纠正传输误码、降低误码影响，提高恢复图像质量，较适合用于星载遥感图像的压缩传输。

针对航空遥感影像在拍摄过程中相关参数不易获取的问题，提出了利用逐行扫描及数据拟合的方法来获取影像整体灰度变化情况，从而实现影像渐晕现象的复原。实际航空遥感影像的处理结果表明，该方法能够有效去除影像的渐晕现象，处理效果比传统的光学和几何纠正方法更为理想。由于该方法不需要相关的光学和几何参数，因此具有广泛的适用性。

在土地整理工作中，为降低工程土方量估算中三维地形信息测量的成本，同时提高测量精度与效率，设计了一种RTD DGPS与激光测量相结合的三维地形信息测量系统。使用RTD DGPS可以方便快捷地获得米级精度的水平位置数据；而高程的测量则采用激光测量系统完成，在100 m的范围内使用，其测量误差不大于4 cm，弥补了DGPS系统在高程测量中误差较大的不足。为满足野外作业的可靠性与便携性的需要，系统的数据采集部分以ARM7处理器为核心，并将采集的数据存储到U盘中。室外试验结果表明，系统工作稳定，可作为一种工具用于三维地形信息测量。

首先利用GreenSeeker RT200变量施肥机器系统按小区测量了田间试验区冬小麦在拔节期的归一化植被指数NDVI，然后根据改进的氮肥优化算法，由测得的NDVI数据和预测的谷物可能产量等参数，计算出氮肥需要量FNR，进而根据不同小区的氮肥需要量进行了田间变量施肥。试验结果表明，采用变量施肥之后，冬小麦的NDVI空间变异明显变小，作物长势趋于平衡。对比常规管理区和精准管理区的产量分布，精准管理区的产量不仅空间变异小，而且产量明显提高。

采用三轴磁强计测量地磁场矢量，与轨道演化和国际地磁场参考模型(IGRF)计算获得的地磁场矢量进行比较，获得姿态角度信息的方法适合体积小、重量轻、功耗低的皮卫星应用环境。地磁场矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的地磁场矢量误差是皮卫星姿态角测量的两大误差源。通过分析获得磁强计A/D采样、磁传感器误差、温度漂移、铁磁材料等因素导致地磁场矢量实际测量误差为1.74°。皮卫星自身的特点不允许采用复杂的SPG4轨道演化模型，基于Kepler轨道模型和IGRF地磁场模型计算获得的地磁场矢量误差为0.5°。因此，基于三轴磁强计的皮卫星姿态角测量误差为2.24°。

以编队卫星激光通信为背景，在已知主从星之间的相对位置和姿态的情况下，提出了一种卫星编队完全分布式协同控制策略，设计了一种分布式相对姿态变结构协同控制律，并利用Lyapunov稳定性原理证明了该控制律能够保证编队的全局渐进稳定。仿真结果表明，在编队卫星受到各种干扰力矩影响时，该方法能够有效提高编队卫星相对姿态控制精度，从而实现编队卫星之间的姿态协同，证明了所设计控制器的有效性。

首先提出了一种包括规划与调度、执行以及执行监控与故障诊断的航天器自主控制系统。在此基础上，重点针对航天器分系统众多、组成复杂、知识表示困难的特点，提出了基于分层结构的航天器自主规划与调度系统的设计方法。该方法能够有效地表示和管理航天器的相关知识，并能根据给定的高级任务目标，结合自身状态进行推理，搜索出合理的指令序列，当发生故障或其他紧急情况时，能够进行重规划。

研究了电动力缆绳拉力产生的原理，建立了电动力缆绳离轨的数学模型和精确地磁场模型，并用Matlab对电动力缆绳离轨的过程进行了数学仿真，对离轨时间进行了预测，为以后进行电动力缆绳空间实验提供依据。离轨时间与地磁场模型的精确程度有密切关系，地磁场模型越精确，估算的离轨时间越接近真实值。