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吉林大学学报(工学版)  
  吉林大学学报(工学版)--2011, 41 (05)   Published: 2011-09-01
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论文

路面激励对汽车行驶平顺性影响的传递路径分析

李未1,2,王登峰1,陈书明1,秦民3,程超3,陈振1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1193-1198.
全文: PDF (501KB) ( 883 )
摘要 ( 1077 )

介绍了传递路径分析的基本原理,利用LMS/TPA软件,对某轿车由路面激励通过悬架和车身对驾驶员座椅地板垂直振动加速度的传递路径进行了分析。通过实车道路试验和室内锤击法试验,详述了汽车振动传递路径分析与试验。对影响整车行驶平顺性的悬架系统主要传递路径进行了分析识别。结果表明,路面激励通过前悬架右下控制臂后点对驾驶员座椅地板Z方向振动加速度的贡献较大,尤其是该点Y方向的振动。要改善该车型的行驶平顺性,应重点对前悬架右下控制臂后点衬套的隔振性能进行改进。运用TPA方法不仅可以识别出各传递路径贡献量幅值的大小,还可以得到各贡献量幅值之间的相位关系,从而为以整车行驶平顺性为目标的悬架与车身各连结点处的隔振设计提供依据。

基于平顺性与操纵稳定性的悬架系统多目标优化

刘伟1,史文库1,桂龙明2,方德广2,郭福祥2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1199-1204.
全文: PDF (441KB) ( 781 )
摘要 ( 1006 )

针对汽车悬架系统开发设计中行驶平顺性和操纵稳定性两个目标相互矛盾的问题,以某轻型乘用客车后悬架系统为研究对象,建立了汽车悬架系统多目标优化模型。以汽车行驶平顺性、操纵稳定性为优化目标,选择后悬架弹簧刚度、减振器阻尼系数及稳定杆扭转刚度为优化参数,设计了一种基于改进遗传算法NSGAⅡ的悬架系统多目标优化策略。悬架优化前后试验结果表明,本文提出的多目标优化策略在改善汽车行驶平顺性的同时,兼顾了操纵稳定性,具有较好的优化效果。

在复杂环境中2自由度轮式铰接车辆的越障能力

魏巍1,刘昕晖2,陈延礼1,张杨1,杨铭1,王玮1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1205-1209.
全文: PDF (528KB) ( 741 )
摘要 ( 856 )

为了分析2自由度铰接轮式车辆的越障能力,通过简化其越障时的力学模型分别给出了前轮同时越障和单侧轮越障的平衡方程。由于在复杂非结构环境下,诸如附着系数、滚动阻力系数等这些对车辆越障起到关键作用的地面参数具有不确定性,从而导致了顺利通过障碍所用的牵引力也是不确定的。文中用区间表示这些不确定参数,通过区间分析得到了该铰接车顺利通过障碍应具备的牵引力。通过仿真证明了理论结果是可靠的。

考虑侧碰的汽车B柱加强板材料性能梯度优化

朱敏1,姬琳2,叶辉3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1210-1215.
全文: PDF (505KB) ( 725 )
摘要 ( 892 )

为减轻汽车B柱的重量、提高B柱的侧面抗撞性及简化B柱的加工工艺,提出利用高强度钢板热成形技术生成变屈服强度的单一厚度B柱加强板对原车进行改进的措施。为了使热成形B柱的材料梯度分布趋于合理,利用有限元数值模拟对其进行了优化设计。以某轿车为例,基于响应面数值优化方法,采用部件碰撞仿真分析,对热成形B柱加强板的材料性能梯度分布进行了优化。对最终的优化结果进行了整车侧碰仿真,并与原车进行了对比。结果表明,优化后的热成形变梯度B柱使车身减重0.773 kg的同时较好地满足侧面碰撞的要求。

基于检测数据的路网交通运行可靠性分析

姜桂艳1,2,牛世峰2,常安德2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1216-1221.
全文: PDF (392KB) ( 741 )
摘要 ( 576 )

为了满足交通管理对路网可靠性分析的需要,提出交通运行可靠性的概念。在对路网进行层次划分的基础上,构建了分时可靠度和全时可靠度两个路网交通运行可靠性的特征量。根据最小路集法设计了OD对间子路网交通运行分时可靠性分析方法。利用全局扫描法设计了路网交通运行全时可靠性分析方法。实证分析表明,所设计的方法能够分别对路网的全时和分时可靠性进行分析,并能根据路段对路网可靠性的影响程度确定路段和路口的重要度,可为交通管理提供决策依据。

考虑饱和度约束的单点主被动有限公交优先策略

别一鸣1,王殿海2,魏强1,宋现敏1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1222-1227.
全文: PDF (434KB) ( 524 )
摘要 ( 720 )

为减小公交信号优先对社会车辆的负面影响,提出了以各相位饱和度为约束、在交叉口不发生交通拥堵前提下对公交车进行有限信号优先的思想,并分别建立了单点主动有限优先、被动有限优先策略。应用VISSIM软件模拟了多种场景下分别运行主动有限优先、被动有限优先以及无公交优先3种控制策略时的交通运行情况。以交叉口人均延误作为效益评价指标,采用t检验方法判断各场景下3种控制策略效益的差异性,确定了每种策略的最佳适用环境。结果表明:主动有限公交优先策略适用于饱和度小于等于0.85、单车道公交车流量小于等于30 veh/h的交通状态;被动有限公交优先策略适用于饱和度大于等于0.875且小于0.925、单车道公交车流量大于40 veh/h时的交通状态。

接运公交时刻表与区域车辆调度的综合优化

孙杨,宋瑞,何世伟
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1228-1233.
全文: PDF (418KB) ( 424 )
摘要 ( 749 )

考虑公交运营中时刻表设定与车辆调度具有很强的相关性,在车辆调度中引入区域调度模式,研究接运公交中时刻表与区域车辆调度的综合优化。首先,分析了区域调度模式应用在接运公交中的优势。然后,以乘客成本最小化、运营成本最小化为目标,分别给出了区域调度模式下的区域模型与单线调度模式下的单线模型。设计了求解区域模型的启发式算法,通过分析说明了用该算法可以求解得到区域模型的最优解。提出了求解单线模型的启发式算法。算例结果表明,需要根据给定的乘客成本和运营成本相对重要性权重在区域调度模式与单线调度模式之间做出决策选择。

轨道交通系统接运公交线路生成的启发式算法

宋瑞,刘志谦
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1234-1239.
全文: PDF (453KB) ( 565 )
摘要 ( 829 )

为探讨轨道交通接运公交线路的最优布设方案,兼顾乘客和公交运营企业的利益,提出了一种启发式算法。算法以乘客延误最小化和公交线路行驶时间最短为基础,给出了接运公交线路的具体生成示例。以北京地铁5号线宋家庄站和刘家窑站的接运公交线路布设方案为例进行分析,将生成方案与遗传算法进行了对比。结果表明:提出的启发式算法比遗传算法更加优越,启发式算法对于轨道交通接运线路生成问题具有良好适用性和合理性。

基于切换定位技术的城市近郊快速路地图匹配算法

袁月明1,关伟1,邱巍2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1240-1245.
全文: PDF (777KB) ( 422 )
摘要 ( 557 )

基于蜂窝移动通信网络中切换定位技术的特点,提出一种城市近郊快速路地图匹配算法。以完备的导航电子地图和可靠的切换位置数据库作为地图匹配的前提条件,该算法首先选择切换在候选路段的发生频率和相邻切换间可能行驶路径选择概率依据贝叶斯决策理论建立相邻切换地图匹配置信函数,然后根据相邻切换地图匹配置信函数计算结果遵循连通性原则完成连续切换序列地图匹配。最后采用实测跑车数据验证该算法实现地图匹配的可行性和有效性。

基于活动关联度的城市综合客运换乘枢纽设施布置模型

赵莉1,2,袁振洲1,2,李之红3,李艳红1,2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1246-1251.
全文: PDF (632KB) ( 476 )
摘要 ( 872 )

在明确枢纽内交通设施分类的基础上,选择枢纽的关联设施作为枢纽内部布局的已知控制点(或控制线),从出行者及服务车辆在枢纽内的活动流线关系出发,分析了各类设施间的活动关联度。以综合关联度为权重,以枢纽的加权移动距离最短为目标,建立了城市综合客运换乘枢纽的设施布置优化模型。最后,利用遗传算法对具体问题进行求解,从而得到枢纽的控制性平面布置图。

有序活动下行人多目标选择模型

廖明军1,2,王殿海3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1252-1256.
全文: PDF (423KB) ( 363 )
摘要 ( 570 )

面向有序活动情况下的行人微观交通仿真,在考虑当前到目标点的最短距离、队长和服务时间的行人多目标选择因素的基础上,进一步考虑行人的目的地方向和行人的偏好程度,建立了有序活动条件下行人的多目标动态选择模型。利用元胞自动机模型,构造一个多目标的仿真场景。结果表明,行人多目标选择模型符合实际,反映行人偏好的特点,可应用于常态下行人仿真软件开发。

基于博弈论的突发灾害下区域间交通信号协调控制技术

林赐云1,2,龚勃文1,2,赵丁选1,3,杨兆升1,2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1257-1261.
全文: PDF (487KB) ( 655 )
摘要 ( 624 )

构建了基于博弈论的区域间交通信号协调控制策略模型。对模型参数进行优化选择。提出了区域间交通信号协调控制的运作时机。开发了软件包,结合Paramics V6仿真软件对模型进行了验证。验证结果显示模型能够有效降低大范围路网内车辆的平均延误,提高行车速度。

基于风险分析方法的首车疏解车头时距

刘明君1, 2,孙全欣2, 高利平3,陈振起4, 毛保华2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1262-1267.
全文: PDF (641KB) ( 431 )
摘要 ( 632 )

构建了信号交叉口首车疏解车头时距的风险分析模型。提出了模型参数标定方法,并以北京为例,通过信号交叉口的实测数据标定了参数。根据参数标定结果,对混合交通流情况下首车疏解车头时距的分布进行了描述,并定量分析了各种影响因素的效果。结果表明,北京信号交叉口首车疏解车头时距长于其他国家和地区。它受车辆类型、交叉口环境的复杂程度和车流特性等因素影响明显。起动干扰使首车平均疏解车头时距由3.99 s增长到5.47 s,行驶干扰使之由4.15 s延长到6.65 s,极大地降低了交通运行效率。

基于社会经济效益最大化的轨道交通票价优化

刘杰,何世伟,宋瑞
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1268-1272.
全文: PDF (491KB) ( 429 )
摘要 ( 707 )

采用Logit模型得到了轨道交通与常规公交的竞争模型。利用票价作为决策变量,构建了基于轨道交通社会经济效益最大化的票价优化模型。在满足服务质量的前提下,求得一个最优票价,使轨道交通所产生的社会经济效益最大,以达到减少拥堵以及节约能源的目的。最后选用实例说明了模型的适用性。

基于定常吸气方式的大跨桥梁风致颤振抑制方法

辛大波1,欧进萍1,2,李惠1,李忠华3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1273-1278.
全文: PDF (399KB) ( 414 )
摘要 ( 630 )

以改善桥梁断面空气动力特性,提高大跨桥梁风致颤振稳定性为目的,提出了基于绕流控制原理的定常吸气方法。以我国虎门大桥为研究对象,采用基于计算流体动力学的数值方法模拟来流风与桥梁断面定常吸气共同作用下的桥梁断面绕流风场。采用Scanlan颤振分析方法分析了该桥梁在定常吸气作用下的颤振稳定性。计算结果表明,吸气作用使主流更加贴近壁面,降低了模型扭转运动下的气动扭矩,定常吸气提高了大跨桥梁的风致颤振稳定性。

基于时域分析的风载激励下桥梁结构动力特性识别

姜浩1,2, 郭学东2, 张艳辉2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1279-1283.
全文: PDF (387KB) ( 393 )
摘要 ( 610 )

为研究环境激励下针对混凝土桥梁结构动力特性的识别问题,将现有的时域分析方法进行改进。利用自然激励技术与特征系统实现算法相结合,模拟风载激励对一预应力混凝土连续梁桥进行动力特性识别的有限元仿真模拟分析。利用随机减量技术和Ibrahim时域联合算法和有限元模态分析进行结果对比验证。仿真模拟结果表明,基于最常见的环境激励——风载激励识别混凝土梁桥的动力特性参数是行之有效的。运用自然激励技术与特征系统实现算法相结合的时域分析方法识别结果较为准确,为此类结构的健康监测和结构设计提供了有效支持。

SEAM改性沥青流变特性

郑传峰1,佴磊1,张力2,孙振合2,付极3,许雅智3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1284-1289.
全文: PDF (385KB) ( 570 )
摘要 ( 576 )

采用动态剪切流变试验测试了沥青胶浆在原始状态、旋转薄膜老化状态及压力老化状态下的复数模量、相位角、车辙因子、疲劳因子。采用弯曲梁流变试验测试了沥青胶浆的蠕变劲度及蠕变劲度变化率。结果表明,长期老化后,改性剂质量分数为10%的SEAM改性沥青车辙因子显著增强,且疲劳因子满足SHRP沥青胶结料规范。随着改性剂含量的增加,沥青蠕变劲度增加,蠕变劲度变化率降低。综合分析上述各项流变指标可知,SEAM改性剂对沥青流变特性影响显著,适当含量(质量分数为10%)的SEAM改性剂可以有效改善沥青流变效果,而高含量(质量分数为20%以上)的SEAM改性剂会使沥青流变效果降低。

喷丸强化对NAK80钢表面完整性的影响

缪宏,左敦稳,王珉,沙小伟
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1290-1294.
全文: PDF (622KB) ( 427 )
摘要 ( 520 )

对析出硬化钢NAK80进行喷丸强化处理,测量了不同喷丸强度工艺下喷丸影响层显微硬度、表面残余应力沿层深的分布以及表面粗糙度,并分析了由喷丸引起的微观结构的变化,初步定性探讨了NAK80钢喷丸强化后表面完整性的改善。结果表明, NAK80钢对喷丸强度的要求不同于一般的钢,强度适当的喷丸强化可显著改善其表面完整性,而强度过高时将产生过喷效应,试验测得喷丸强化弧高值为0.40 mm·N时,NAK80钢具有良好的表面完整性能,喷丸影响层厚约为150~200 μm。

离心铸造条件对Mg2Si/Al梯度复合材料组织与性能的影响

李光玉,苏颖超,付宇,连建设,赵宇光
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1295-1299.
全文: PDF (578KB) ( 372 )
摘要 ( 572 )

采用离心铸造法制备了内外层特别是内层富含细小Mg2Si颗粒的铝基梯度复合材料。研究了模具离心转速和预热温度对Mg2Si/Al梯度复合材料内层显微组织和性能的影响。研究结果表明,随着模具离心转速的增大,铸件内层Mg2Si颗粒相分布趋于均匀,颗粒相体积分数、显微硬度和耐磨性能均有较大幅度提高。而模具预热温度对铸件内层颗粒相体积分数及性能影响较小。在模具离心转速为1560 r/min,预热温度为300 ℃的条件下,铸件内层性能达到最佳值,磨损率仅为相同干滑动摩擦磨损条件下HT200的1/30~1/40。

铜颗粒分散铌酸钾钠压电复合材料的制备与性能

赵高磊,张海龙,张波萍
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1300-1304.
全文: PDF (415KB) ( 403 )
摘要 ( 930 )

在工业氮气(N2)气氛条件下制备了锂掺杂铌酸钾钠/铜(NKLN/Cu)压电复合材料,研究了铜含量对复合材料的相结构、密度、电学性能及力学性能的影响。结果表明:复合材料由NKLN陶瓷相和Cu金属颗粒两相组成,不同Cu含量复合材料的相对密度均达到95 %以上。复合材料的介电常数随Cu含量的增加而急剧增加,压电常数和机电耦合系数随Cu含量的增加而减小,当Cu的体积分数达到20%时,NKLN/Cu复合材料的介电性能和压电性能均难以测量。NKLN/Cu复合材料的显微硬度随Cu含量的增加而降低,断裂韧性值随Cu含量的增加而升高,从铌酸钾钠陶瓷的1.01 MPa逐渐增至Cu的体积分数为40%时的2.81 MPa。

纳米氧化铝颗粒增强铜-碳基复合材料的磨损性能

张桂兰1,刘先黎1,金松哲2,尚涛1,3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1305-1309.
全文: PDF (546KB) ( 573 )
摘要 ( 506 )

用MA技术制备了C体积分数为10%的Cu-C固溶体粉体,用溶胶凝胶(sol-gel)烧结技术制备了平均尺寸为12 nm的γ-Al2O3颗粒和用SPS方法制备了纳米Al2O3颗粒增强Cu-C固溶体基复合材料。采用X射线衍射仪对MA粉体、干凝胶和煅烧粉体进行了物相分析;通过JSM-5500LV型扫描电镜对磨损表面形貌进行观察分析并分析其磨损机制;使用MG-2000型高温摩擦磨损试验机对制备的复合材料进行了干摩擦实验并测定其磨损量。结果表明:纳米氧化铝颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响,纳米氧化铝的体积分数从0%增加到2%,Cu基复合材料的磨损量从6.2 mg降到2.1 mg。

热致聚酰胺液晶增韧尼龙6及共混物的形貌

井琦,张文熊,刘晶冰
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1310-1316.
全文: PDF (464KB) ( 393 )
摘要 ( 483 )

在不添加相容剂的情况下,将PA6与不同质量分数的热致聚酰胺液晶(TLCP)在Haake转矩流变仪上共混得到PA6/TLCP复合材料,并对其相形态、拉伸性能及断面形貌进行了表征。由于TLCP的分子与PA6分子之间的相互作用,添加少量的TLCP(w(TLCP)≤10%)可以与尼龙直接增容,而不出现相分离的现象。加入质量分数为5%的TLCP,复合材料的拉伸强度较纯PA6提高了5.2%,弹性模量提高38.3%,断裂伸长率提高逾280%,拉伸断面形貌出现明显的“脆-韧”转变。但TLCP的质量分数进一步增加到15%时,因为TLCP无法进一步有效地分散到PA6的内部而发生自团聚,形成应力点和相分离,复合材料的力学性能呈下降趋势,故加入适当的TLCP可以有助于提高共混物的韧性,并保持拉伸模量。

丙烯酸类树脂的静态吸湿和动态吸湿过程

张春晓1,白福臣2,潘振远2,张万喜3,刘健3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1317-1321.
全文: PDF (419KB) ( 667 )
摘要 ( 594 )

基于吸附动力学模型,以丙烯酸类树脂为研究对象进行吸附动力学分析。吸附动力学数据的拟合结果显示:无论静态吸湿还是动态吸湿,丙烯酸类树脂的吸湿均遵循准二级吸附动力学模型,即影响吸湿率的主要因素为湿度和树脂自身的吸附性能。静态吸湿平衡实验表明:在封闭空间内丙烯酸-甲基丙烯酸-丙烯酰胺三元共聚物P(AA-MA-AM)的饱和吸湿率最高达0.049 g/g ;其静态吸附速率按快慢顺序排列为:聚丙烯酰胺(PAM),丙烯酸甲基丙烯酸共聚物P(AA-MA) ,丙烯酸-丙烯酰胺共聚物P(AA-AM) ,P(AA-MA-AM) ,聚丙烯酸钠(PAA)。动态吸湿平衡实验表明:开放空间中P(AA-AM)吸湿性能最佳,其饱和吸湿率达0.92 g/g;其动态吸附速率按快慢顺序排列为:PAM,P(AA-AM),P(AA-MA),P(AA-MA-AM),PAA。再生试验表明,经再生处理有机高分子吸湿材料的平衡吸湿率下降不超过2%,性能依旧稳定。

基于网格的覆盖件曲面自动补孔算法

刘瑞军1,胡平2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1322-1325.
全文: PDF (456KB) ( 479 )
摘要 ( 622 )

为了实现覆盖件曲面的自动补孔功能,提出了基于网格的覆盖件曲面自动补孔算法。利用覆盖件网格的边界边信息,确定零件的边界环(内边界环和外边界环)。通过比较覆盖件边界环最小绑定矩形的大小区别覆盖件的外边界和内孔。采用离散边界环的方法将内孔边界分成近似相等的4条曲线段。根据曲线段的边界信息、跨界切向量生成双三次Coons补孔曲面。实例证明算法能够准确识别内孔并自动生成补孔曲面。

液驱混合动力车辆优化结构的脉动特性

陈延礼,刘顺安,尚涛
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1326-1330.
全文: PDF (539KB) ( 455 )
摘要 ( 836 )

根据蓄能器优化条件阐述了液驱混合动力车辆的优化结构及其工作原理。建立了液压变压器瞬时流量的数学模型,用频率法进行了并联、串联式蓄能器的理论分析。当配流盘控制角不同时,对液压变压器各个腰型槽口的瞬时流量以及蓄能器的流量响应情况进行了仿真分析。结果表明,无论配流盘控制角是否为零,串联式蓄能器的脉动衰减作用优于并联式蓄能器。

Cymbal 压电发电机系统

单小彪1,袁江波2,谢涛1,陈维山1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1331-1334.
全文: PDF (331KB) ( 525 )
摘要 ( 783 )

建立了Cymbal压电发电机发电系统,设计了DC-DC型能量存储电路并进行了压电发电性能研究。同时实验研究了占空比、电感等参数对压电发电性能的影响。研究结果表明,占空比这个DC-DC电路中的重要参数存在一个最佳值,使得负载的输出功率达到最大。在一定范围内电感对负载输出电压的影响不大,但对输出功率的影响比较明显。当占空比为2%、电感为1.5 mH时,压电发电机最大输出功率可达到10.5 mW。由Cymbal压电发电机产生的电能能够满足微型机电系统、网络传感器等低耗能电子产品的供能需求。

多软件环境下机床主轴智能化集成设计系统

米良1,殷国富1,孙明楠1,姜华2,钟开英2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1335-1341.
全文: PDF (688KB) ( 503 )
摘要 ( 674 )

针对数控机床主轴系统设计需要多个软件协同建模、智能决策与分析仿真的需要,构建了一种由用户定制模块、传动方式配置智能决策模块、优化设计模块以及设计资源中心等组成的主轴智能设计系统的体系结构。提出并实现了Solid Edge、ADAMS、ANSYS以及主轴智能设计系统之间的多软件协同建模、数据交换与共享的方法。论述了三维CAD建模系统、有限元分析系统以及刚柔耦合系统之间的数据传递的实施技术。所开发的主轴智能设计系统已在数控机床企业进行了应用验证,取得了较好的应用效果,表明本文提出的方法能够有效支持在多软件环境下主轴系统的智能化设计开发工作。

提高高温超导磁力仪动态范围的补偿方法

赵静1,刘光达1,安战锋2,王君1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1342-1347.
全文: PDF (504KB) ( 395 )
摘要 ( 739 )

针对高温超导磁力仪动态范围小,在无屏蔽环境下难以正常锁定的问题,提出一种提高其动态范围的补偿方法。采用分档补偿的思想,利用补偿线圈在仪器探头处产生补偿磁场以抵消外界大部分待测磁场,使得抵消后剩余的磁场始终保持在磁力仪动态范围之内,将抵消的磁场值与磁力仪测量值进行运算处理得到待测磁场值。测试结果表明,该方法可在不降低灵敏度的前提下大幅度提高高温超导磁力仪的动态范围,使其在干扰和磁场变化大的无屏蔽环境下也能正常锁定工作,满足地球物理磁法勘探工作的要求。

生物耦合生成机制

任露泉,梁云虹
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1348-1357.
全文: PDF (1009KB) ( 504 )
摘要 ( 538 )

生物界普遍存在生物耦合现象。生物耦合生成受诱因驱动,耦合程度既取决于生物机体自身的性质,也取决于诱因力量的大小。本文从仿生学角度,初步分析了生物耦合生成的条件和诱因驱动力,揭示了生物耦合生成过程及生成控制、修复与再生规律,这是阐释生物耦合机制,提高耦合仿生效能的重要生物学基础。

钢筋混凝土梁弯曲损伤分析的摄动法

张道明1,郭学东2,赵志蒙3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1358-1363.
全文: PDF (661KB) ( 491 )
摘要 ( 637 )

基于钢筋混凝土梁弯曲损伤的特征,分析了梁弯曲损伤后的固有频率特征向量和敏感性。其中,梁跨中截面刚度弯曲损伤系数对损伤后梁振动特征向量的增量最为敏感,并随荷载的增加而增加。电磁激振器扫频试验和理论的研究结果表明,钢筋混凝土梁弯曲损伤后基频随荷载的增加呈明显非线性降低, 试验梁基频实测结果与理论结果有明显偏差, 利用摄动分析法可以修正弯曲损伤梁刚度的误差,判别钢筋混凝土梁弯曲损伤程度。

基于小波有限元法的虚拟裂纹闭合法

彭惠芬1,2,孟广伟1,周立明1,李锋1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1364-1368.
全文: PDF (507KB) ( 489 )
摘要 ( 594 )

为了弥补传统有限元在处理复杂结构断裂参数数值计算中的不足,将小波有限元应用到断裂力学数值计算中,提出了一种新的基于小波有限元的虚拟裂纹闭合法。该方法将哑节点断裂单元镶嵌到含裂纹结构的小波有限元模型中,利用虚拟裂纹闭合法计算能量释放率和应力强度因子。将计算结果与传统有限元和ANSYS模拟结果比较。结果表明:2个小波单元求解结果与传统有限元和ANSYS模拟结果基本吻合,与解析解相对误差不超过3%,表明该方法具有计算量小、方法简便和计算精度高的优点,为工程中复杂结构断裂参数数值计算提供了一种新方法。

基于人工免疫核聚类的支持向量数据描述方法

刘大有1,2,谷方明1,2,王生生1,2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1369-1373.
全文: PDF (467KB) ( 551 )
摘要 ( 634 )

为使支持向量数据描述(SVDD)能应用于无监督多分类情况,提出了一种基于人工免疫核聚类的支持向量数据描述(AIKCSVDD)方法。AIKCSVDD将人工免疫核聚类产生的记忆抗体作为目标数据点,使用SVDD方法进行多类学习。在AIKCSVDD中,一方面实现了用核聚类方法解决各类数据边界不清晰的长处与免疫网络聚类方法全局收敛、不需要先验知识的优点的有机结合;另一方面,由于用记忆抗体代替原始数据进行学习,从而更好展现了原始数据的全局分布特征。与基于K-means聚类multi-SVDD方法相比,AIKCSVDD不需要事先指定分类数;在人工数据集和UCI数据集上的实验表明,在为multi-SVDD指定分类数的情况下,AIKCSVDD仍比multi-SVDD具有更好的分类性能。

结合约束满足消除误判的等价性验证方法

张立明1,2,曾海林1,2,赵剑1,2,欧阳丹彤1,2,何丽莉1,2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1374-1377.
全文: PDF (309KB) ( 455 )
摘要 ( 635 )

通过对集成电路等价性验证方法中消除误判方法的研究,给出一种结合约束满足消除误判的方法。提出消除误判约束关系的概念,当等价性验证可能存在误判现象时,调用约束求解器对消除误判约束关系进行求解,进而消除误判。本方法不用借助其他辅助的数据结构、相应约束关系或启发式策略,极大地降低了等价性验证的复杂度。本方法还适用于不同抽象层次间等价性验证方法中误判的消除,可以消除系统级模型和寄存器传输级等价性验证方法中存在的误判。

基于AC-4的动态值启发式约束满足问题求解算法

李占山1,2,王孜文1,2,艾阳1,2,李宏博1,2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1378-1382.
全文: PDF (441KB) ( 549 )
摘要 ( 679 )

通过对弧相容算法AC-4的研究,提出了基于AC-4的动态值启发式约束满足问题求解算法MAC-DMSV。算法充分利用AC-4在初始化阶段建立的计数器信息,选择计数最大者为优先实例化的值。将此值启发式加入MAC算法之中,在MAC的相容性检查时,更新计数器的值,实现了动态值启发式。实验结果表明,MAC-DMSV算法比MAC和BT+MPAC算法具有更高的求解效率。

基于形状和纹理特征的人脸年龄估计方法

王甦菁1,周春光1,张娜1,李建朋2,张利彪1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1383-1387.
全文: PDF (441KB) ( 587 )
摘要 ( 765 )

采用活动形状模型ASM将人脸分成若干个三角形,然后使用局部二值模式LBP提取每个三角形区域的纹理特征,并通过支持向量回归对年龄进行估计。本文在著名的FG-NET年龄数据库上采用Leave-one-person-out(LOPO)模式进行实验,使用平均绝对误差和累积指数作为评价标准。实验结果表明,无论是年龄估计还是年龄段估计,本文提出的算法的平均绝对误差都小于AGES算法。同时在实验中也发现,嘴部区域的纹理对年龄估计的影响不大。

线索化包围盒层次结构的并行创建算法

陈纯毅1,2,杨华民2,李文辉1,范静涛2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1388-1393.
全文: PDF (307KB) ( 586 )
摘要 ( 817 )

针对光线跟踪的场景加速结构创建问题,提出一种线索化包围盒层次结构(BVH)的图形处理器并行创建算法。算法完全以宽度优先搜索顺序创建包围盒结点,包括大结点和小结点两个创建过程,其分别并行化面片运算和结点运算,解决了创建上层结点时缺乏数据并行度的问题。算法通过3个独立步骤实现BVH的宽度优先到深度优先存储结构变换以及包围盒结点的线索化操作。实验结果表明,本文算法的创建速度高于已有的非线索化BVH创建算法。

基于自适应气球力Snake模型的图像分割

申铉京1,2,王开业1,2,千庆姬3,刘英杰4,李想4
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1394-1400.
全文: PDF (572KB) ( 655 )
摘要 ( 871 )

针对气球力Snake模型存在对初始轮廓线位置敏感和弱边界泄露的缺点,将图像的全局信息融入到气球力Snake模型中,提出了基于模糊聚类的自适应气球力Snake模型,并应用于图像分割。该模型可以根据图像的区域信息自适应地改变气球力的方向和大小,使得轮廓线能正确收敛到目标边界。实验结果表明:改进模型放宽了对初始轮廓线位置的限制,克服了弱边界泄露的缺点,能使轮廓线在深度凹陷区域得到正确收敛,对噪声的鲁棒性强,且不存在GVF场的临界点问题。

基于局部特征和视皮层识别机制的图像分类

刘萍萍1,2,赵宏伟1,2,耿庆田1,戴金波1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1401-1406.
全文: PDF (464KB) ( 525 )
摘要 ( 900 )

提出了一种新的图像分类方法,采用层次结构模拟视皮层各区细胞功能,利用Gabor滤波器提取初级图像特征,经过稀疏化处理后进行中间层模板匹配提取尺度和位置的不变性特征,最后提交给分类网络。仿真实验表明,本文采用的层次化特征提取方法在分类任务中优于经典的局部特征方法(SIFT),与其他图像分类方法相比,本文的方法在少量训练样本下,在多个数据集中可获得优良的测试效果,具有较高的实用价值。

基于OSEK/VDX直接NM规范的车载网络系统

陈筠翰1,秦贵和1,2,于赫1,黄玥1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1407-1413.
全文: PDF (483KB) ( 590 )
摘要 ( 702 )

针对车载CAN网络的实际需求设计并实现了一种遵循OSEK/VDX直接NM规范的网络管理系统。该系统以稳定的逻辑环通信为操作平台,实时更新各节点的配置信息和网络状态,通过与车载网关的通信经无线网络向远程故障诊断服务器实时上传信息,并获取下发至相关节点的命令和查询报文。本文所提出的节点按序上线建立稳定逻辑环通信的机制,通过在相关项目中的实际应用得到了充分验证,系统有效实现了对车载CAN网络的实时监控。

基于Cayley图的P2P覆盖网络模型

刘浩1,张连明2,朱同林3
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1414-1420.
全文: PDF (786KB) ( 605 )
摘要 ( 689 )

针对现有的P2P覆盖网络模型大多数没有考虑P2P网络的聚类性和对称性问题,本文采用基于Cayley图的代数图论构造方法,给出了一种新颖的P2P覆盖网络模型。该模型结构简单、高度对称,能满足P2P网络的自组织和可扩展性。分析和实验结果表明,该模型在容错性、查询效率和负载均衡方面都要优于现有的覆盖网络模型Chord、CAN,并具有高聚类性。

面向多跳无线自组织网络的安全信任模型

杜君,李伟华
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1421-1425.
全文: PDF (429KB) ( 469 )
摘要 ( 781 )

针对大规模无线自组织网络中可能存在的自私节点问题以及恶意节点问题,提出一种基于贝叶斯理论的安全信任模型BTM(Bayesian-based trust model)。在BTM模型中,节点通过对邻近节点的自私或者有害行为进行监测,基于贝叶斯理论对这些直接观测数据进行分析,得到间接判定数据;然后通过节点间间接判定数据的进一步贝叶斯处理,得到节点的信任度,基于此信任度可对网络中的不良节点进行判定。仿真结果表明:BTM算法可对无线网络中的恶意攻击节点、自私节点进行较为准确的判定,能够为网络入侵检测系统、安全路由协议提供有效支持,从而有效提高多跳无线自组织网络的安全性,具有较高的实用价值。

离散网络化控制系统的鲁棒H控制

李清华1,袁智2,王常虹1,闻帆1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1426-1432.
全文: PDF (743KB) ( 350 )
摘要 ( 763 )

提出了一种新的建模方式研究同时含有时变延时以及数据包丢失的离散网络化控制系统的鲁棒H控制问题。引入自由权矩阵并结合Lyapunov-Krasovskii方法推导出使得网络化控制系统鲁棒渐近稳定并满足具有H扰动衰减度γ的充分条件,自由权矩阵的引入可以很大程度上降低用传统固定权矩阵来分析网络化控制系统所带来的保守性。由于条件中非线性项的存在,利用锥补线性化的方法将其转化为基于线性矩阵不等式的非线性最小化的问题,并分别给出了求解最大延时以及次优γ的算法。仿真算例说明了本文建模方式的有效性和优越性。

光电层合抛物薄壳的主动控制

邓宗全1,2,王新杰1,2,岳洪浩1,2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1433-1438.
全文: PDF (580KB) ( 343 )
摘要 ( 516 )

利用光致伸缩作动器的非接触激励特性,对抛物薄壳进行主动控制研究。通过对激励光源的开关控制,实现光致伸缩作动器的伸缩激励特性。基于Membrane简化理论,提出一组满足自由边界条件下的抛物壳模态形状函数,并推导出光电层合抛物薄壳的模态控制方程。将LQR状态相关控制与光源激励策略相结合,确定抛物薄壳的主动控制策略。通过数值仿真得到了光致伸缩作动器输出控制力及抛物壳位移响应曲线。结果表明:光致伸缩作动器可实现对抛物薄壳的主动振动控制,且振动抑制效果明显。

改 进 的 跟 踪 微 分 器 设 计

葛连正,陈健,李瑞峰
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1439-1443.
全文: PDF (572KB) ( 399 )
摘要 ( 496 )

为了提高跟踪微分器的鲁棒性,本文在深入分析非线性滑模跟踪微分器的基础上,利用李亚普诺夫稳定性定理提出一种改进的二阶滑模非线性跟踪微分器。该跟踪微分器综合了线性跟踪微分器和非线性跟踪微分器的优点,可实现任意信号的跟踪和微分,并且结构简单、易于实现。最后对该跟踪微分器和超螺旋跟踪微分器进行了仿真,结果验证了改进的二阶滑模跟踪微分器能够有效削弱超螺旋跟踪微分器微分输出的抖振现象。

电机驱动力矩受限的旋转倒立摆保代价控制

高兴泉1,陈虹2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1444-1449.
全文: PDF (611KB) ( 384 )
摘要 ( 1073 )

针对电机驱动力矩受限的单级旋转倒立摆系统,提出了一种基于T-S模糊模型同时考虑控制输入约束的保代价控制方法, 导出了求解状态反馈控制器的充分条件。 该控制问题最后归结为求解一个LMI优化问题。在Quanser公司生产的旋转倒立摆系统中应用的实验结果表明本文所提方法是有效的。

增压锅炉汽包水位多模型预测控制

冷欣1,朱齐丹2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1450-1455.
全文: PDF (621KB) ( 495 )
摘要 ( 668 )

针对船用增压锅炉大范围变工况的运行特点,采用典型工况下的固定模型与径向基函数神经网络相结合建立了汽包水位的多模型集。应用状态空间的预测控制算法,设计了预测控制器与神经网络补偿控制器相结合的汽包水位多模型控制器。该方法充分考虑了单一固定模型不能适应全局大范围工况变化的特点。仿真结果表明,所设计的控制器实现了汽包水位的稳定控制,提高了系统的响应性能,解决了大范围变工况的控制难题。

多点多样性密度算法及其在图像检索中的应用

陈绵书1,杨树媛1,赵志杰2,付平1,孙元3,李晓妮1,孙言1,齐小隐1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1456-1460.
全文: PDF (427KB) ( 594 )
摘要 ( 708 )

提出多点多样性密度(MPDD)算法。针对经典多样性密度(DD)算法对样本包内容表述单一问题,采用多个密度点对包内容进行描述,避免了内容表述的片面性。将MPDD算法应用于图像检索。图像被均匀细分成小块,提取图像的颜色特征和纹理特征表示图像块内容,然后采用K均值算法对实现图像块进行聚类,产生包示例,最后应用MPDD算法对图像进行检索。实验结果表明,MPDD算法的检索效果好于DD算法。

基于二维模糊熵的图像非监督变化检测

孙文邦1,2,陈贺新1,唐海燕2,于光2
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1461-1467.
全文: PDF (742KB) ( 447 )
摘要 ( 645 )

针对图像变化检测,提出了一种基于二维模糊熵的方法。首先采用LMS方法寻找二维直方图的最佳分割方向;再根据最佳分割方向构建一种新的二维隶属度函数,并用其搜索差异图像二维模糊最大熵来确定最佳二维隶属度函数;最后按最佳二维隶属度函数检测差异图像中的变化区域。理论分析和实验结果表明,本文方法相对一般二维检测方法具有更好的检测性能。

基于目标正交子空间投影加权的高光谱图像异常检测算法

赵春晖,胡春梅
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1468-1474.
全文: PDF (880KB) ( 422 )
摘要 ( 737 )

在高光谱图像的异常目标检测问题中,针对原始数据源不能正确地表征背景数据的分布而造成虚警概率较高的现象,本文提出了一种基于目标正交子空间投影加权的KRX高光谱图像异常检测算法。该算法从背景协方差矩阵的估算角度入手,将每个像素投影到目标的正交子空间中,为每个像素自适应地赋予合适的权值,从而减小目标信息的存在对背景特性估计的影响。并用AVIRIS高光谱数据进行了仿真实验,取得了较好的检测效果。将该算法与其他算法进行了比较,结果表明,本文提出算法的检测性能明显地优于传统算法,降低了虚警概率,具有较好的检测效果。

基于H.264的嵌入式音视频同步编码技术

李晓妮,陈贺新,孙元,陈绵书,刘添
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1475-1479.
全文: PDF (327KB) ( 556 )
摘要 ( 692 )

提出了一种在H.264帧间预测过程中嵌入音频的音视频同步压缩编码方法,利用H.264中匹配块的尺寸可变性,解决了音视频同步编码问题。在发送端,根据编码准则,不同尺寸的匹配块携带不同的音频信息,通过对匹配块的选择将音频压缩流嵌入视频中,然后对嵌入音频的视频流进行压缩编码。在解码端,根据嵌入准则,提取音频信息,再对音频和视频信号进行重构和恢复。实验表明,本文方法在一定开销内,视频质量下降较小的情况下,实现了音视频同步压缩编码和传输。

协作网络中基于中继选择的协作波束赋形算法

刘毅1, 陈晓鹏2,张继光1,向文豪1,张博勋1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1480-1484.
全文: PDF (559KB) ( 429 )
摘要 ( 658 )

针对传统多中继网络中所有中继节点都参与协作的协作波束赋形方法,提出了一种基于选择的协作波束赋形算法。该方法将最小化系统平均误码率作为目标,得到一个次优的中继节点选择门限,小于门限的中继节点被逐一剔除,从而保证了网络中的资源只分配给有用的中继节点,提高了协作波束赋形的分集增益。该选择方法需要的搜索次数和中继节点的个数相等,因此大大降低了选择过程的复杂度。蒙特卡洛仿真表明,选择波束赋形算法可以有效地提高系统误码率和网络能量效率。

多对称性快速自适应插值滤波算法

李宏伟,张捷,吴成柯,宋锐
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1485-1490.
全文: PDF (495KB) ( 461 )
摘要 ( 748 )

提出了一种多对称性快速自适应插值滤波算法。该算法首先根据区域对称性,在多种的对称性插值滤波器中做出了初始选择,然后按照简化率失真模型计算出一种最优的对称性插值滤波器,最终大幅度地提高了编码性能。仿真结果表明:与复杂对称性自适应插值滤波算法相比,该算法在大幅度减少控制编码时间的同时,进一步提高了重建图像的峰值信噪比值,并降低了输出码率。

基于时频分布的扩展的二元相移键控信号解调算法

王红星1,王洪利2,毛忠阳1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1491-1496.
全文: PDF (554KB) ( 416 )
摘要 ( 620 )

在已有的扩展二元相移键控(EBPSK)调制信号模型基础上,从非平稳信号分析方法入手,对EBPSK调制信号的时频分布特性进行了详细推导,建立了EBPSK信号相位跳变与时频分布幅度的关系模型,利用该模型提出了基于时频分布的EBPSK解调算法,并给出了相应的解调器结构。对基于时频分布的EBPSK信号解调器性能进行了分析,讨论了解调器的判决门限选取方法。分析表明,基于时频分布的EBPSK信号解调算法不但简化了EBPSK解调器结构,获得了优异的EBPSK调制系统差错性能,而且为通信信号的非平稳信号处理提供了新的可行方案。

避免串谋的动态频谱租赁机制

刘英挺,刘欣,李赞,张海林
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1497-1502.
全文: PDF (532KB) ( 504 )
摘要 ( 723 )

将无线区域网中一个出租基站和多个租用基站之间的频谱分配建模为一个拍卖过程,利用改进的第二价格拍卖机制对出租基站的频谱资源进行分配。拍卖过程中,租用基站之间可以相互勾结、串通出价(串谋),从而降低出租基站的收益。为解决这一问题,引入最优保留价格机制,出租基站通过设置合适的保留价格来降低租用基站之间的串谋对系统性能的影响。仿真结果表明了所述方法的可行性。

双相机速度粒度同场测量方法

李治龙1,黄成杰2,李理光1,吴志军1
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1503-1506.
全文: PDF (328KB) ( 731 )
摘要 ( 495 )

提出了一种基于双目视觉和粒子图象灰度差分法同场测量喷雾速度场和粒度场的方法。搭建了硬件测试平台,开发了相应的软件系统,进行了初步的验证实验研究。利用两台数字相机对同一喷雾流场区域进行拍摄。根据自相关方法进行速度测量。根据灰度差分法进行粒子粒度分布的计算。本文对该方法进行了模拟数据验证和实验数据的验证。验证结果表明,本方法能够实现自相关速度测量并消除速度方向的二义性。利用本方法能够较为准确地实现流场的速度和粒度同场测量。

激光冲击处理对X70管线钢焊接接头力学性能的影响

孔德军,周朝政,胡爱萍
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1507-1512.
全文: PDF (667KB) ( 419 )
摘要 ( 1379 )

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了表面强化处理,分析了激光冲击强化处理后焊接接头组织结构,用显微硬度计测试了焊接接头显微硬度,通过X射线应力仪测定了残余应力沿焊接接头表面的分布规律,并对管线钢焊接接头激光冲击强化的微观机理进行了分析。结果表明:激光冲击波可以在焊接接头表面形成塑性变形层,显微硬度明显提高;材料组织均匀性得到了明显改善;消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了残余压应力场。

人参皂苷前体工程酵母的构建

梁彦龙,赵寿经,徐立新,刘丽,何沐阳,孙尧
吉林大学学报(工学版). 2011, 41 (05): 1513-1516.
全文: PDF (352KB) ( 442 )
摘要 ( 1205 )

从人参发根中通过RT-PCR扩增了人参达玛烯二醇合成酶基因。并利用这一基因和酵母表达载体pAUR123构建了产达玛烯二醇的转基因酿酒酵母。阳性克隆经短梗霉素A抗性粗筛,并经PCR、SDS-PAGE和TLC验证。研究结果表明,这一酵母能够表达人参达玛烯二醇合成酶,并产生达玛烯二醇。达玛烯二醇合成酶在整个酵母生长期内均有表达。达玛烯二醇合成酶活和达玛烯二醇水平在YDP液体培养基中培养36 h和42 h时达到最高,分别为132U/g干细胞和251 μg/L。

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