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吉林大学学报(工学版)  
  吉林大学学报(工学版)--2012, 42 (02)   Published: 2012-03-01
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论文

吉林大学学报(工学版)第2期目录

吉林大学学报(工学版)编辑部
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 0-0.
全文: PDF (1KB) ( 7573 )
摘要 ( 350 )

基于横摆角速度预测的制动防抱死系统单轮修正控制策略

玄圣夷, 白海英, 左文杰, 宋传学
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 261-265.
全文: PDF (1002KB) ( 783 )
摘要 ( 616 )
针对制动防抱死系统(ABS)系统在对开路面的制动稳定性展开研究,基于Kalman滤波技术构建了横摆角速度预测器,并基于此实现了单轮修正控制策略,在充分保证ABS系统在对开路面下制动的方向稳定性的前提下,有效缩短了制动距离。利用硬件在环实验台,对控制策略进行了验证,结果表明设计的控制策略可以充分提高ABS的性能。

铰接车体转向横摆稳定性

张杨, 刘昕晖
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 266-271.
全文: PDF (1040KB) ( 1223 )
摘要 ( 584 )
考虑前后车体质心侧偏角、车轮的侧偏角、后车体的侧向和横摆运动以及前车体的横摆运动建立了铰接车体三自由度转向动力学方程,并推导出转向角输入和车体绝对横摆角速度输出的传递函数。通过对前后车体横摆角速度增益的分析,总结出前后车体不同转向类型组合对整车的稳态转向特性的影响。稳态回转和阶跃响应试验获得的实测数据与仿真结果趋势一致,验证了运动数学模型的合理性。

半挂汽车转向稳定性反馈线性化控制

许洪国, 彭涛, 刘宏飞, 许言
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 272-278.
全文: PDF (982KB) ( 545 )
摘要 ( 691 )
建立了半挂汽车非线性动力学模型,分析了车辆在低附着系数路面上高速转向行驶稳定性。采用遗传算法和相平面法估计了行驶速度为16.7~25 m/s时车辆稳态前轮临界转角。基于非线性反馈线性化跟踪控制理论,以牵引车横摆角速度和铰接角为控制对象,设计了半挂汽车前轮主动转向和鞍座直接横摆力矩联合控制的前馈和反馈复合控制器。车辆高速阶跃转向和单移线工况仿真结果表明:联合控制器对于提高半挂汽车横向稳定性效果较好。

基于刚柔耦合模型的月球车振动特性仿真

王孝兰, 王荣本
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 279-284.
全文: PDF (597KB) ( 432 )
摘要 ( 705 )
为了分析月球车在月表环境下的振动特性,将其作为一个刚柔耦合多体系统,基于三维实体造型和多体动力学分析软件建立了刚柔耦合动力学模型。根据美国国家航空航天局的研究,建立了月球表面位移功率谱数学模型,结合谐波叠加法获得了月表不平度。以六轮月球车样机JLUIV-6为研究对象,通过典型越障工况试验验证了所建模型的可靠性。以月面不平度作为振动激励对所建立的动力学模型进行了仿真,分析了月球车车体的振动响应及振动加速度幅频特性。结果表明,月球车在0.8~1.8 Hz处存在明显的共振区域,为月球车系统设计及优化提供了依据。

摆动车身车辆越障过程模型及所需最小驱动力矩

魏巍, 刘昕晖, 姚亮, 赵丰
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 285-291.
全文: PDF (750KB) ( 652 )
摘要 ( 778 )
为了研究具有摆动式车身车辆的越障性能,根据其结构特点建立了单侧车轮越障和两前轮同时越障过程的普遍动力学模型,通过简化给出了2DOF铰接车在越障极限位置时的动力学模型。根据该模型能够计算出满足附着条件下各个驱动车轮的可行输出转矩。经进一步分析求出了越障所需的最小驱动力矩。并利用ADAMS对2DOF铰接车越障过程进行仿真,证明了所提方法的可靠性。

双超越离合器式电磁馈能阻尼器原型机试验测试与分析

于长淼, 王伟华, SubhashRakheja, 王庆年
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 292-297.
全文: PDF (1232KB) ( 531 )
摘要 ( 655 )
在对双超越离合器式电磁馈能阻尼器的前期研究基础上,试制了该阻尼器的原型机,并对谐波激励下原型机的频谱响应特性和阻尼响应特性进行了分析。通过对原型机的测试,证明了该结构方案的可行性,同时还证实了利用转动惯量分力,在被动模式下实现"high-low"半主动阻尼方法的正确性,并为展开对双超越离合器结构的进一步研究奠定了基础。

车身模态自动识别算法

高剑峰, 那景新, 王秋林, 闫亚坤
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 298-302.
全文: PDF (1156KB) ( 498 )
摘要 ( 730 )
针对车身结构振型的变形特点,提出了基于统计学原理的车身整体一阶扭转和一阶垂直弯曲模态自动识别算法。首先建立车身结构各阶模态变形特征线回归方程,再对各回归方程进行回归分析,通过计算可决系数R2确定目标模态。根据该算法编写了Fortran程序,利用该程序对三款客车车身进行模态自动识别,效果良好,验证了该算法的有效性。

基于能量有限元方法的声腔内部噪声预测

陈书明, 王登峰, 谭刚平, 苏丽俐, 李未
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 303-308.
全文: PDF (1358KB) ( 464 )
摘要 ( 707 )
为了预测声腔内部噪声,基于能量有限元方法(EFEA)建立了声腔-平板-声腔的EFEA耦合模型,对声腔内部噪声进行了数值计算。建立了声腔-平板-声腔的统计能量分析(SEA)模型,并将EFEA模型的预测结果与SEA模型的预测结果进行了对比。结果表明,二者具有较好的一致性。建立了声腔-前风挡玻璃-声腔的EFEA耦合模型和SEA耦合模型,分别对EFEA和SEA模型的外侧声腔响应进行了仿真分析,并与试验结果进行了对比。结果表明,EFEA预测结果与SEA预测结果以及试验结果均吻合良好,充分显示了本文所建立的声腔-前风挡玻璃-声腔EFEA模型对声腔内部噪声预测的准确性。

基于语义细分的车内声品质模糊综合评价

苏丽俐, 王登峰, 姜吉光, 陈书明, 谭刚平
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 309-315.
全文: PDF (592KB) ( 380 )
摘要 ( 759 )
针对传统的语义细分法难以在声品质主观评价试验中获得评价对象整体感受择优排序的不足,提出了一种基于语义细分的声品质主观模糊综合评价方法,建立了适合于车内声品质主观评价的声音属性评价指标,确定了声音属性的结构及层次划分,根据不同试验确定了声音属性的关注程度各级指标权重。以在某轿车车内采集到的15个噪声样本为评价对象,分别利用该方法和成对比较法对声音的"豪华感"进行主观评价试验,并对评价得分进行排序比较。结果表明:本文提出的声品质主观模糊综合评价方法可在有效地维持评价主体原有任务量不变的情况下,准确地得到声音样本感知属性的评价等级隶属关系,以及声音样本整体主观感受评价得分的择优排序。

高速公路交通事故现场路段限速方案

张文会, 许洪国
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 316-320.
全文: PDF (462KB) ( 806 )
摘要 ( 1004 )
为了提高事故现场路段安全性,预防二次交通事故,将高速公路交通事故现场路段划分为警告区、合流区、缓冲区、事故区、分流区和终止区。综合考虑驾驶员的视野、视力以及需处理的信息类型,建立了合流区和警告区限速值计算模型,将各种信息量化处理后计算得到典型事故现场的限速方案。在仿真环境下,对不同限速方案的通行能力、最大排队长度、平均速度和速度样本标准偏差等指标进行比对。结果表明,通行能力变化不显著,模型计算的限速方案使平均速度有所降低,但同时也降低了最大排队长度和速度标准差,提高了事故现场路段的安全性。

基于随机连续平衡模型的停车换乘需求

秦焕美, 关宏志, 潘小松
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 321-326.
全文: PDF (863KB) ( 429 )
摘要 ( 546 )
为了分析出行者的停车换乘需求分布特性,本文假设在轨道交通和城市主干道的单中心城市中,出行需求均匀分布,轨道交通上有连续分布的站点,基于效用理论构建了考虑出行者出行方式(小汽车、轨道交通、停车换乘)和换乘地点选择的分层非集计模型,利用随机连续平衡模型方法并结合算例,得出:停车换乘需求在一定距离范围内呈现高峰,停车换乘需求总量随着换乘时间的增加而减少;各换乘点均吸引了一些回程换乘需求,但需求强度较小,从城市周边吸引换乘需求量较大,需求强度随着与换乘点距离的增加而减少;当换乘停车场容量受限制时,停车换乘需求者会改变换乘点的选择。研究结果对停车换乘设施规划建设具有一定的参考价值。

考虑路内停车的元胞自动机交通流模型

刘小明, 王力
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 327-333.
全文: PDF (1489KB) ( 477 )
摘要 ( 739 )
为了研究路内停车对路段交通的影响,针对路内停车条件下车辆行为过程分别建立相应的元胞自动机行为规则,进而应用上述规则对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值模拟,并分析和讨论了路内停车条件下交通相变特性。研究结果表明,在双向双车道有路内停车路段中,车辆换道至对向车道概率的增加导致路段交通流密度较低时也能发生阻塞;路段交通流密度增大使对向交通阻塞概率增加,而待停车概率增大导致路段交通流平均速度降低的同时未必使对向交通阻塞概率增加。

综合运输体系下的货运网络能力计算

刘杰, 何世伟, 宋瑞, 蒋金亮
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 334-338.
全文: PDF (793KB) ( 400 )
摘要 ( 496 )
对综合货运网络进行了相应的变换,通过网络变换将交通方式间的中转约束转化为路段的能力约束。计算各个OD对的前K条短路作为该OD对的可选路径集合。考虑OD需求是否拆分以及货物中转能力对综合货运网络能力的影响,建立了综合货运网络能力计算模型,并给出了求解思路以及相对应的免疫克隆算法。最后,选用一个算例对上述模型以及算法进行了分析验证。算例测试表明,该模型以及算法具有较好的实用性。

联供模式地下换热器温变及其热泵效能分析

齐子姝, 高青, 刘研, 于鸣
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 339-343.
全文: PDF (899KB) ( 401 )
摘要 ( 537 )
在地下换热器G函数理论基础上,建立了地源热泵热力过程计算模型。研究了地下换热器和热泵运行的基本性能,及其单供和联供的主要差异。通过计算孔井壁面温度及地下换热器进、出口流体温度,对热泵能效比、能耗等热力参数进行了对比分析。以严寒地区和夏热冬冷地区为例,结合冷热负荷需求,研究了冷热单供与联供方式对地下换热器温变和热泵效能的影响作用。

Zn-22Al泡沫夹芯复合板的三点弯曲性能

刘家安, 于思荣, 朱先勇
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 344-348.
全文: PDF (712KB) ( 330 )
摘要 ( 458 )
以Zn-22Al(ZA22)基泡沫材料为芯材,LY12铝板为面板制备了泡沫夹芯复合板。研究了泡沫夹芯复合板的三点弯曲行为,观察了复合板的破坏模式,分析了复合板弯曲性能的影响因素,运用层合梁刚度优化理论探讨了其机理。研究结果表明,ZA22泡沫夹芯复合板的三点弯曲载荷-位移曲线可按线性段、非线性段和失稳段表示其特征;其弯曲极限载荷随孔隙率的增大而减小,并且泡沫夹芯复合板表现出明显的层合效果。三点弯曲载荷作用下,泡沫夹芯复合板的主要失效模式为芯材的剪切破坏。

超高强度钢与低合金钢的激光搭接焊性能

谷诤巍, 于思彬, 韩立军, 孟佳, 徐虹
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 349-353.
全文: PDF (1154KB) ( 594 )
摘要 ( 612 )
采用Yb: YAG激光器对超高强度钢EN10292 TL4225和低合金钢H340LAD进行了激光焊接试验,分析了不同焊接参数对接头质量的影响。利用光学显微镜观察了接头的微观组织,并通过硬度测试及拉剪试验对接头的力学性能进行了测试,最后采用扫描电镜(SEM,HITACHS-4300)对拉伸断口进行了研究。结果表明,采用优化的焊接参数获得的接头具有良好的接头组织和力学性能,焊接质量能够满足实际生产中的需要。

用切线法数控加工高次非球面

于化东, 顾莉栋, 朴承镐, 耿振野, 于正林, 轩洋
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 354-359.
全文: PDF (1063KB) ( 642 )
摘要 ( 451 )
论述了切线法数控加工非球面的新原理,详细分析了实施该原理的三种可行的加工方法,即以工件轴为回转中心的成形方法、以磨轮轴上磨轮的几何中心Q点为回转中心的成形方法和以磨轮轴上M点为回转中心的成形方法,并建立了3种成形方法的轨迹成形数学模型。根据非球面加工性能的要求、保证机床构件精度的难易、机床动态特性的合理性和机床结构的合理性等问题考虑,确定了其中一种最合理的成形方法,即以磨轮轴上的M点为回转中心的成形方法。

全液压制动系统的仿真分析与试验

陈晋市, 刘昕晖, 王同建, 王展, 元万荣
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 360-364.
全文: PDF (1277KB) ( 1091 )
摘要 ( 827 )
介绍了全液压制动系统的工作原理。通过分析全液压制动系统各组成模块,建立了全液压制动系统的AMESim模型,并对蓄能器充液阀的充液特性及制动系统的动态响应等特性进行了仿真研究。仿真与试验结果的对比分析证明:液压制动系统的制动性能完全能够满足工程上的制动需求。

新型液力变矩减速装置变矩工况叶轮有限元强度分析

闫清东, 崔红伟, 魏巍
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 365-371.
全文: PDF (829KB) ( 418 )
摘要 ( 637 )
基于单向流固耦合理论建立了某型液力变矩减速装置叶轮有限元强度分析模型,分析了模型的载荷及边界条件,进行了求解计算与结果后处理。通过实例分析,研究了液力变矩减速装置叶轮在变矩工况下结构强度问题,得到了各工作轮极限工况的等效应力分布和总体变形量,为液力变矩减速装置叶轮强度分析提供了一种有效的方法。

液压矫直机液压伺服系统动态特性分析比较

韩贺永, 黄庆学, 张洪, 王建梅, 李玉贵
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 372-376.
全文: PDF (780KB) ( 546 )
摘要 ( 755 )
根据矫直机矫直原理和矫直工艺要求设计了全液压矫直机液压伺服系统,在此基础上采用非对称伺服阀加位移传感器控制非对称液压缸位移的方法达到了矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数和非对称阀控制恒背压液压缸系统的传递函数,用Hyvos软件仿真分析液压缸两种位置控制效果。通过仿真可以发现:非对称阀控制非对称缸的控制效果明显优于非对称阀控制背压缸。同时通过现场生产样机的液压缸位置控制精度和钢板平直度证实该液压系统的设计是先进的。研究结果对非对称阀控制非对称缸的设计、仿真及控制具有指导意义。

表面粗糙度幅值对点接触混合润滑的影响

张阔, 谭庆昌, 王顺, 王聪慧, 王春艳
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 377-381.
全文: PDF (636KB) ( 383 )
摘要 ( 1012 )
建立了粗糙表面点接触混合润滑的数学模型。针对外加载荷为800 N和80 N,润滑油卷吸速度由静止增加到5000 mm/s的工况,引入油膜厚度比、接触区域比、接触载荷比和最大压力比等混合润滑参数,分析了3种不同表面粗糙度幅值对混合润滑性能的影响。分析结果表明:接触表面的粗糙度幅值对混合润滑区域内平均油膜厚度、最大压力等均有显著影响。

精密球轴承不可重复跳动影响主轴动特性的预测

袁幸, 朱永生, 洪军, 张优云
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 382-387.
全文: PDF (945KB) ( 1090 )
摘要 ( 757 )
将精密球轴承不可重复跳动(NRRO)的研究引入到主轴系统分析中,阐述了主轴系统NRRO的概念。应用滚动轴承几何学、弹性力学和滚道控制论,给出了高速角接触球轴承由内圈、外圈、钢球几何误差与球数变化所引起的NRRO的数值计算公式。为了在设计阶段揭示NRRO对精密主轴的影响规律,建立了考虑NRRO效应的主轴系统动态预估模型。计算实例和理论分析表明:球轴承中当一个钢球误差较大时,NRRO值随着球数增加而降低;内、外圈的几何误差对系统NRRO的影响较小;钢球本身的表面几何误差对系统NRRO的影响比较显著。针对现有轴系设计方法的不足之处,在预估模型基础上,提出了基于响应面的主轴系统NRRO抑制设计方法,为精密轴承系统研究提供了一定的理论依据和参考。

基于多体系统理论的精密立式加工中心精度建模与预测

刘志峰, 刘广博, 程强, 玄东升, 蔡力钢
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 388-391.
全文: PDF (627KB) ( 487 )
摘要 ( 472 )
为了对机床加工精度进行事先预测并验证设计方案的合理性,分析了几何误差因素,基于多体系统理论建立了精密立式加工中心的精度预测模型。用拓扑结构和低序体阵列描述了多体系统间的关联性。基于齐次变换矩阵描述体与体之间的坐标变换关系,推导出多体系统中任意两相邻体之间各种运动的特征矩阵和相对运动方程,最终建立了精密立式加工中心精度预测模型,并以模拟加工典型试件为基础,实现了对机床的精度预测。预测分析表明,基于多体系统的精度建模可以有效抽象地描述精密立式加工中心的系统结构,并实现加工精度的合理预测,为机床设计方案的改进及精度分配提供了重要的依据。

基于经验模式分解和广义维数的机械故障诊断

郝研, 王太勇, 万剑, 张攀, 刘路
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 392-396.
全文: PDF (851KB) ( 398 )
摘要 ( 486 )
结合经验模式分解方法和广义维数的特点,提出了基于经验模式分解和广义维数的机械故障诊断方法。先对信号进行经验模式分解,得到内禀模态函数,然后求每个内禀函数的广义维数,从中提取盒维数、信息维数和关联维数,组成广义维数矩阵。通过分析待检测信号和各样本信号的广义维数矩阵相关系数,判断故障状态。实验结果表明,该方法可以准确地识别机械故障状态,是一种有效的机械故障诊断手段。

基于分形理论的纤维材料微粒捕集器捕集效率模型

尚涛, 李涛, 刘先黎, 任露泉
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 397-402.
全文: PDF (1082KB) ( 543 )
摘要 ( 613 )
针对柴油机尾气微粒的分形特性,基于分形理论建立了纤维材料对尾气微粒的过滤效率数学模型,并证明了模型的正确性。应用该模型分析了纤维材料作为微粒捕集器过滤材料时的过滤机理、过滤效率和压降特性,研究了微粒分维数对过滤效率的影响。计算结果表明,柴油机尾气微粒的主要捕集机理为扩散和直接拦截,惯性机理的作用很小。纤维过滤材料对粒径为200~400 nm的尾气微粒的捕集效率最低,为了提高这一尺寸范围微粒的过滤效率,应降低过滤流速、提高过滤温度以提高扩散机理的作用,并且减小过滤材料纤维直径、提高填充密度以提高直接拦截机理的作用。综合考虑材料捕集效率和压降,应尽量减小填充密度以降低压降,缩小材料纤维直径以提高捕集效率。

基于CATIA的轴流风机叶片仿生参数化建模

廖庚华, 刘庆平, 陈坤, 杨莹, 韩志武, 任露泉
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 403-406.
全文: PDF (670KB) ( 1259 )
摘要 ( 599 )
为解决轴流风机仿生叶片三维造型不能直接应用提取的鸟翅膀翼型问题,通过对风机叶片的几何分析,推导出叶片二维平面叶型坐标到三维空间坐标的转换关系。运用EXCEL对叶型截面各离散点进行处理得到相应的空间坐标;基于CATIA的自由曲面造型功能生成叶片曲面,再转化成实体叶片;采用FLUENT对所设计的轴流风机模型进行仿真分析,计算结果与设计要求比较吻合。

基于均值偏移粒子滤波的自适应跟踪

李文辉, 周强, 王莹, 张德才
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 407-411.
全文: PDF (1087KB) ( 453 )
摘要 ( 725 )
针对视频中运动人体的跟踪,提出了一种基于均值偏移粒子滤波的自适应跟踪算法。该算法首先对所要跟踪的人体目标进行分块,并选择与周围环境颜色相似度最小的块模板作为跟踪区域;然后使用基于均值偏移的粒子滤波方法进行跟踪, 并设计了自适应更新块模板尺度的方法;最后在粒子滤波的状态估计阶段后,加入自适应观测模型,根据块模板尺度的变化情况,自适应地选择高斯噪声方差和粒子数目。实验证明,在出现遮挡或人体运动方向改变的情况下,本文算法的跟踪效果比传统均值偏移粒子滤波更好。

无线传感器网络中基于广播坐标的静态链簇路由算法

官健, 孙大洋, 王爱民, 刘衍珩
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 412-417.
全文: PDF (843KB) ( 477 )
摘要 ( 718 )
提出了一种基于广播坐标的无线传感器网络静态链簇路由算法SCTC。该算法在节点地理信息未知的情况下,利用双基站把网络划分为若干静态簇以降低网络动态成簇的能耗,采用簇内成链及簇间并行通信的方式减少簇内通信的能量损耗并降低传输时延,以轮换汇聚层的方法均衡节点能量消耗。仿真实验结果表明,该算法可以大幅度降低网络的能耗并延长网络的生存时间,降低了网络通信的时延。

microRNA靶基因特征提取新方法

刘元宁, 沈廷杰, 张浩, 李鑫, 魏庆凯, 赫羽喆
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 418-422.
全文: PDF (513KB) ( 635 )
摘要 ( 699 )
针对microRNA靶基因预测中出现的敏感性与特异性的矛盾、阳性阈值与测试结果优劣的矛盾和预测范围缩小的问题,提出种子区域上的能量标定、元素比例、靶标作用体上的惩罚3种特征提取新方法,以上特征提取方法涵盖了统计信息、结构信息和能量信息。结合传统特征和新特征,本文利用神经网络构建分类模型并测试。结果显示:新特征能使阴性、阳性数据各自的聚集度有效提高,在高阳性阈值下,评估效果良好;并且靶基因预测范围未缩小,预测开销未增加。

基于限制搜索空间的快速立体匹配方法

门朝光, 边继龙, 李香
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 423-428.
全文: PDF (1239KB) ( 579 )
摘要 ( 696 )
为快速而准确地得到稠密视差图,提出了一种基于限制搜索空间的动态规划立体匹配算法。该算法以动态规划立体匹配方法为基础,通过初始匹配序列限制搜索空间以减少搜索变量个数。同时,提出一种基于自适应权重的多窗口累积策略来提高匹配精度,并在平滑性限制中引入亮度梯度以避免在物体边界的视差不连续处产生过度惩罚。实验结果表明,该匹配算法在匹配速度和匹配精度上都有很大的提高,是一种简单有效的立体匹配算法。

PSO的向量整体修订策略和局部跳出策略

窦全胜, 潘冠宇, 刘岩, 周春光, 史忠植
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 429-433.
全文: PDF (442KB) ( 680 )
摘要 ( 738 )
针对传统PSO方法对CEC2005(The 2005 IEEE Congress on evolutionary computation)中的25个benchmark函数搜索效果较差的问题,提出了"向量整体修订"和"局部跳出"两种改进策略。改变PSO方法中粒子在每一维上的修订相互独立的传统机制,按某一概率将粒子作为整体进行修正,当群体最优长时间不变或变化值小于一定阈值时,为跳出局部最优,按某一概率重新定义群体最优或初始化群体。通过实验证明了改进后的PSO方法对CEC2005中的测试问题的有效性。

基于模糊核聚类的鲁棒性基础矩阵估计算法

鲁珊, 雷英杰, 孔韦韦, 雷阳, 郑寇全
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 434-439.
全文: PDF (745KB) ( 451 )
摘要 ( 696 )
提出一种基于模糊核聚类的鲁棒性基础矩阵估计算法。算法提取匹配点的余差作为特征,利用核函数将一维非线性可分特征映射到高维可分空间,在高维特征空间利用模糊均值分类将匹配点分为内点集和外点集;用高斯函数分别对已分类的内点集和外点集进行建模,定义并计算两类高斯分布的可分性判定值;判断该判定值是否收敛,如未收敛则以内点集作为初始值重新迭代计算。模拟数据和真实数据的基础矩阵估计实验表明,本文算法在计算效率和精度上均优于经典的随机抽样一致性算法。

空间信息网基于证书的混合式公钥基础设施

任方, 马建峰, 郝选文
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 440-445.
全文: PDF (469KB) ( 376 )
摘要 ( 654 )
考察了由卫星和接入节点所构成的分层式空间信息网模型,首次提出了一种适用于该网络模型的基于证书的公钥基础设施。该模型中作为核心网络的卫星层采用分布式CA管理证书,而其他节点作为接入节点,其证书管理采用集中式CA。该模型具有很强的可扩展性和一定的安全性,适用于空间信息网复杂而多变的环境。

基于扩展二维不变矩的三维人脸特征提取

郭哲, 张艳宁, 林增刚
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 446-450.
全文: PDF (408KB) ( 496 )
摘要 ( 726 )
将二维不变矩理论和算法扩展应用于三维人脸特征提取的研究,在对三维人脸模型进行预处理及网格归一化的基础上,建立了具有平移、比例和旋转不变性的三维人脸模型的Zernike矩不变量特征表示,并基于距离可分性设计了一种特征评价测度,对所提特征和深度特征进行了对比评价。多姿态三维人脸数据库的实验结果表明,三维人脸模型的Zernike矩不变量特征具有对不同姿态人脸模型鲁棒、可分性强等优点。

区域快速鲁棒特征跟踪电子稳像

王洪, 戴明
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 451-458.
全文: PDF (820KB) ( 623 )
摘要 ( 700 )
针对稳像过程中稳像精度易受光照变化、噪声、局部遮挡等因素的影响,提出了一种区域快速鲁棒性不变特征跟踪稳像算法。首先采用改进的快速鲁棒性特征(SURF)算法提取图像局部区域特征点及其描述,然后,采用动态平衡KD树(DBKD-Tree)快速搜索匹配算法,实现局部区域特征点跟踪匹配,最后利用配准的特征点对,根据均方差最小计算稳像的全局参数实现稳像。在不同光照条件、噪声环境下进行了稳像测试,加入20%的高斯噪声时均能100%地重复检测特征,达到亚像素定位精度,误匹配率低。

基于方向差异场的指纹图像粗糙对齐

陈晖, 殷建平, 舒欣, 祝恩, 胡春风
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 459-462.
全文: PDF (682KB) ( 448 )
摘要 ( 575 )
基于指纹方向场特征,在指纹识别早期阶段实现指纹图像的粗糙对齐,进而分割出两幅指纹图像之间的重叠区域,减少了后续特征提取和匹配阶段需要处理的数据量,并提高了指纹图像匹配准确率。定义了指纹方向差异场,将指纹方向场转换为指纹方向差异场,然后基于指纹方向差异场对齐指纹图像,有效降低了指纹方向场相关性计算过程的计算开销,同时抑制了指纹图像中非线性形变对指纹方向场可能造成的影响。实验结果验证了所提出方法的有效性。

一种新的分类器性能评估方法

李军, 李雄飞, 董元方, 赵海英
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 463-468.
全文: PDF (443KB) ( 1024 )
摘要 ( 652 )
针对类不平衡或类分布偏斜数据分类器性能评估问题,提出了一种不平衡数据分类器的性能评估方法——加权AUC(wAUC),为区分不同类别上的正确率对总体性能的不同贡献,在计算ROC曲线下方面积的加权值时,根据真正率TPrate的取值,对不同区域采用不同的权值,使得评估度量更关注于正类准确度。讨论了权值函数应具有的性质,给出了wAUC的性质分析。理论分析和实验结果表明,加权AUC优于OP和AUC。

可重构机械臂分散自适应迭代学习控制

李元春, 朱路, 董博, 刘克平
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 469-475.
全文: PDF (710KB) ( 310 )
摘要 ( 820 )
基于Lyapunov稳定性理论和Backstepping技术,提出了一种可重构机械臂分散自适应迭代学习控制方法。将可重构机械臂动力学系统描述为一个交联子系统的集合,基于Backstepping技术,给出自适应迭代学习控制方法。为了补偿系统模型不确定项和子系统之间交联项,采用自适应神经网络进行逼近。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

基于正态云模型的虚拟人点头动作不确定性控制

杨志晓, 范艳峰, 孙福艳
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 476-482.
全文: PDF (1206KB) ( 277 )
摘要 ( 445 )
设计了点头次数肯定云、最大点头角肯定云和点头速度肯定云。运用各自的正向云生成算法指导产生一个点头动作序列的点头次数、最大点头角度和点头速度。三个参数以各自云模型的期望值为中心正态分布。提出的CBNCA算法能够产生组间呈规律性差异的点头动作序列控制曲线。为描述点头动作序列组内差异性,提出了CBNCA+算法,同时实现组间和组内点头动作的不确定性控制。对比实验验证了两个算法控制点头动作不确定性的有效性,并给出了三类云模型数字特征的建议值。

平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的速度控制

李庆凯, 唐德威, 姜生元, 邓宗全
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 483-488.
全文: PDF (715KB) ( 350 )
摘要 ( 458 )
为提高平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的通过能力,提出一种基于机器人过弯偏角变化的速度控制模型。通过对机器人弯管过渡阶段的运行状态的分析,建立了机器人在该阶段运行的位姿模型,求解该位姿模型可得到机器人各驱动轮的轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置坐标。以建立的位姿模型为基础,结合无干涉条件下的驱动轮运行速度与驱动转速之间的关系,得到各驱动轮驱动转速基于偏角变化的速比关系,即速度控制模型。对所提出的基于偏角变化的速度控制模型进行仿真验证,仿真结果与理论计算基本一致,验证了该控制模型的正确性。

基于参考点序列的无线传感器网络节点定位算法

刘影, 钱志鸿, 孙大洋
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 489-493.
全文: PDF (679KB) ( 588 )
摘要 ( 738 )
提出了一种基于参考点序列(Reference node sequence,RNS)的无线传感器网络定位算法,该算法对定位空间的锚节点建立voronoi多边形,以此生成由锚节点组成的voronoi图,并将voronoi图的顶点记为参考点,为定位空间增加了若干锚节点信息。从而使与传感器节点通信的锚节点数目增加,改善了锚节点不足给定位带来的负面影响。其次建立参考点和锚节点到传感器节点的序列等级,根据序列等级估计出传感器节点的位置。仿真结果表明,与DV-Hop算法和质心算法相比,本文算法可以更准确地估计出节点的位置,提高定位精度。

基于照度划分的多尺度图像增强新算法

李骜, 李一兵, 刘丹丹
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 494-498.
全文: PDF (795KB) ( 915 )
摘要 ( 594 )
针对数字图像在获取过程中动态范围容易产生线性压缩,导致图像的对比度较低的问题,提出一种照度分割下的多尺度增强算法。根据韦伯定律,将图像分成不同的照度区域分别增强。新算法在区域增强上,提出多尺度下差分图像的自适应权重和来实现,再将不同区域的增强图像线性融合;在尺度的选择上,通过分析尺度在所提方法下对于增强图像的影响特性,对各照度区域选取不同的尺度组合。本文给出了该算法与其他算法的对比效果和评价指标。实验结果表明,该算法在对比度提升的同时,还起到一定的锐化作用,具有良好的增强效果。

LTE小区搜索中循环前缀类型判决和辅同步信号检测算法的改进

林雁, 乐光新, 尹长川
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 499-504.
全文: PDF (882KB) ( 923 )
摘要 ( 655 )
提出了一种LTE系统小区搜索中循环前缀类型判决和辅同步信号检测的改进算法。基于滑动窗,利用接收信号的序列相关和门限值判断循环前缀类型,避免循环前缀类型的盲检测;利用辅同步信号的偶数序列相关检测小区组标识号,在此基础上利用奇数序列验证检测结果,避免偶数序列和奇数序列的盲检测。仿真结果表明,本文算法在保证检测性能的同时降低了计算复杂度,提高了小区搜索的有效性,非常适合实际系统应用。

基于重构滤波的非正弦时域正交调制实现方法

刘锡国, 王红星, 刘传辉, 康家方, 孟小芬
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 505-509.
全文: PDF (837KB) ( 505 )
摘要 ( 620 )
为了降低非正弦时域正交调制的实现复杂度,提出了一种基于重构滤波理论的调制实现方法。将时限带通椭圆球面波函数的重构公式应用于调制中,能够实现可变采样速率调制,有效降低所需存储采样点的数量、提高系统的工作频率。给出了该方法的实现框图,并通过理论和仿真方法分析了重构信号的精度和系统调制的复杂度。结果表明,与传统方法相比,该方法能够降低调制的复杂度及对系统硬件资源的要求,灵活性高、易于实现。

基于仿齿压头的物料脆裂力学模型建立及验证

孙钟雷, 孙永海, 李宇, 刘晶晶
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 510-514.
全文: PDF (653KB) ( 417 )
摘要 ( 597 )
使用仿齿压头对脆性食品物料进行了压碎试验,通过对杵-臼咀嚼模型研究以及对仿齿压头破碎物料的受力分析,建立了基于仿齿压头的物料脆裂力学模型和物料脆裂方程。验证试验结果表明,脆裂力计算值与试验值误差小,物料的脆裂方程能正确反映脆裂力和失效应力之间的关系,脆裂方程表达式正确。相关性分析结果表明,脆裂力与脆性感官评分之间的相关性良好,基于仿齿压头的物料脆裂力学模型可以用于食品物料脆性的评定。

玉米须多糖微波提取工艺及其红外光谱结构分析

赵文竹, 殷涌光, 于志鹏, 于一丁, 刘静波
吉林大学学报(工学版). 2012, 42 (02): 515-520.
全文: PDF (803KB) ( 707 )
摘要 ( 876 )
采用Plackett-Burman设计方法筛选出了影响微波提取玉米须多糖的显著性因素:微波提取温度、提取功率和液固比。在考察影响多糖得率主效应因素变化趋势的基础上,结合最陡爬坡试验进一步逼近最优提取条件,通过中心组合试验及响应面分析优化微波法提取玉米须多糖的工艺条件,得到回归模型。通过数学统计分析可知,所得模型与实际值拟合较好。最后求极大值得到微波法提取玉米须多糖中心组合设计的最优工艺参数为:温度为85 ℃,功率为400 W,液固比为80∶1,此条件下多糖含量实际值为9.36%。另外,红外光谱分析发现多糖类物质具有明显的多糖物质特征吸收峰。
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