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期刊信息

吉林大学学报(工学版)
ISSN 1671-5497
CN 22-1341/T
主 任:张祥合
编 辑:曹 敏 程仲基
    赵莹莹 赵浩宇
电 话:0431-85095297
E-mail:xbgxb@jlu.edu.cn
地 址:长春市吉林大学南岭校区
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2014年, 第44卷, 第3期 刊出日期:2014-03-01
论文
双电机混合动力系统FlexRay网络开发
田丽媛,王庆年,王鹏宇
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  585-591.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403001
摘要 ( 987 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1237KB) ( 1681 )  

为了提高双电机混合动力系统的电磁兼容性,在对其多动力源进行电磁干扰分析的基础上,基于V模式开发流程构建了系统的FlexRay控制网络。采用信号分割与打包相结合的优化方式设置静态段时槽长度,并在系统台架的基础上通过CANoe、FlexRay网络接口与真实节点等设备进行了半实物仿真。仿真结果表明:对于混合动力汽车这种电磁干扰严重而对实时性要求较高的系统,FlexRay总线比CAN总线具有更多优势。

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减速制动工况下自动变速器档位决策
付尧,雷雨龙,刘洪波,李兴忠,李顺波
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  592-598.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403002
摘要 ( 493 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(1171KB) ( 1155 )  
针对减速制动工况下,自动变速车辆的两参数换档策略不能适应驾驶员意图及行驶环境变化、不能有效利用发动机辅助制动的情况,在分析发动机辅助制动作用必要性的前提下,综合考虑了驾驶员意图及行驶环境信息,提出了一种以制动时间、车辆负荷度、制动减速度及车速等参数为输入的基于模糊推理的档位决策方法。道路试验结果表明:该控制策略能够适应驾驶员意图及行驶环境变化,有效地利用了发动机辅助制动,提高了自动变速车辆的行驶安全性。
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汽车前向主动报警/避撞策略
裴晓飞,齐志权,王保锋,刘昭度
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  599-604.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403003
摘要 ( 509 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(888KB) ( 1389 )  
为了准确地判断当前工况的危险程度,在充分利用已知车间运动信息的基础上,提出了避撞时间余量Tbuffer的概念。基于Tbuffer指标设计了一种适用于不同驾驶员避撞特性的分级报警/避撞算法,并且通过声光报警及主动制动帮助驾驶员实现有效避撞。最后将本文算法与其他4种算法在3种工况下进行了对比仿真试验,结果表明:所提出的主动避撞策略符合驾驶员避撞特性,有效地提高了汽车的主动安全性。
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半主动液压悬置参数识别与动态特性
史文库,毛阳,姜雪,陈志勇,马利红,潘斌
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  605-611.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403004
摘要 ( 524 )   RICH HTML ( 0 )  
介绍了半主动液压悬置的基本结构和工作原理,根据其力学模型建立数学模型,进而形成了集机械组件和流体为一体的半主动控制液压悬置模型。模型中较周全地考虑了悬置内部各结构、流体和气体的运动,以及空气通道开闭实现半主动控制的情况。为准确获得模型参数,通过试验方法对液压悬置的等效泵压面积、橡胶主簧体积刚度、橡胶底膜体积刚度及解耦膜刚度等参数进行了识别。利用识别出的参数对液压悬置模型进行仿真分析,将仿真获得的动刚度和阻尼角曲线与实验结果进行对比,验证了悬置参数辨识方法和半主动液压悬置模型的合理性和正确性。所建模型为后期悬置结构优化及整车建模奠定了良好的基础。
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新型重型平头商用车前悬置支架和吸能器结构设计
张君媛,解东旋,张昕,唐洪斌
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  612-617.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403005
摘要 ( 481 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1167KB) ( 1071 )  
针对正面摆锤撞击试验中重型平头商用车可能出现的乘员生存空间及悬置等连接结构完整性丧失这一问题,建立了ECE R29-03正面摆锤撞击试验动态模型,通过对碰撞过程中载荷传递路径的分析,设计了新型前悬置支架及吸能器结构,并在ECE R29-03正面摆锤撞击虚拟试验中验证了新型结构的有效性,为改进重型平头商用车的被动安全性提供了依据。
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基于追尾碰撞的汽车座椅座靠连接运动机构设计
孙琳琳,孔繁森,厙军威
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  618-624.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403006
摘要 ( 634 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1763KB) ( 1029 )  
运用四连杆瞬心原理设计了一套新的座椅座靠连接运动机构,并通过有限元模拟方法分析优化了槽口的设计角度、槽口间隙、槽口设计曲率、摩擦因数等重要设计参数。最后通过追尾碰撞试验验证了该机构的可行性。
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瞬时液体冲击对汽车罐车侧倾稳定性的影响
郑雪莲,李显生,任园园,杨猛
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  625-630.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403007
摘要 ( 589 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(897KB) ( 562 )  
为了探究准静态(Quasi-static,QS)方法对液体冲击的估计精度以及对汽车罐车准静态侧倾稳定性分析的准确性,分析了非满载椭圆柱罐体内瞬时液体冲击的实际值与QS方法估计值之间的关系。在此基础上,通过分析液体质心位移引起的车辆侧翻力矩和轮胎垂直载荷转移引起的回正力矩之间的平衡,研究了瞬时液体冲击对车辆侧倾稳定性的影响。并根据不同罐体车辆侧倾稳定性的分析结果,研究了影响液体冲击强度的关键因素和最优罐体形状。
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基于城市兴趣点的连续路径诱导方法
于尧,杨兆升,莫祥伦,林赐云
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  631-636.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403008
摘要 ( 715 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1181KB) ( 916 )  

针对现有路径诱导算法无法实现多点连续搜索的不足,提出了一种可以满足出行者一次出行中访问多个兴趣点(Point of interest, POI)的ASSA算法(A*-based sequenced search algorithm)。ASSA算法优化了路网搜索结构,大幅地减少了数据访问量,并通过兴趣点近邻区域的时空关联推理,得到最优出行路径。并基于城市POI兴趣点信息,对兴趣点数据进行了分类划分,设计了多规则下的兴趣点访问机制,并对其进行了试验验证。结果表明:相比于NS最近邻算法,提出的ASSA算法可以提高计算性能16%以上,并避免了非最优路径的出现,可以有效地满足出行者不同规则下的兴趣点访问需求。

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基于模糊逻辑的信号交叉口人车冲突判别方法
胡宏宇,李志慧,魏巍,曲昭伟,陈正全
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  637-641.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403009
摘要 ( 764 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1128KB) ( 807 )  
利用视频图像处理技术提取交叉口人车冲突基本数据。采用冲突时间差和车辆速度两个特征对人车冲突安全性进行分析,并由此构建相应的隶属度函数,确定了人车冲突安全等级,设计了基于模糊逻辑规则的信号交叉口人车冲突判别方法。通过与人工判别结果对比,验证了本文方法的有效性,本文建立的基于模糊逻辑的人车冲突判别模型准确率超过85%。
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不同道路线形下驾驶人认知分散状态监测
金立生,牛清宁,刘景华,秦彦光,吕欢欢
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  642-647.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403010
摘要 ( 554 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(985KB) ( 706 )  
通过驾驶模拟实验采集了不同驾驶人在不同道路线形下的驾驶行为参数,通过对参数的统计分析,确立了表征正常驾驶和认知分散状态下驾驶的特征参数组。利用提取的特征参数组作为支持向量机模型输入,建立了不同驾驶人在不同道路线形下的认知分散状态监测模型。实验结果表明,在不同道路线形下分别进行监测的准确度(直道88.58%,弯道81.25%)高于采用同一模型不区分道路线形直接进行监测的准确度74.17%。研究同时表明个人驾驶习惯对驾驶人意识监测结果有重要影响。
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模糊卡尔曼滤波在快速路行程时间估计中的应用
黄艳国,许伦辉,邝先验
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  648-654.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403011
摘要 ( 553 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(865KB) ( 765 )  
首先定义了新息的概念,通过在线监测新息的变化,将新息的均值和方差作为模糊控制器的输入,利用模糊逻辑对系统状态噪声和测量噪声的权重进行实时调整,建立了基于模糊逻辑的自适应卡尔曼滤波方法。克服了传统滤波器不能对环境变化进行实时跟踪的缺点,适应了交通状态的动态变化。通过用两种方法对广州市快速路段实测数据进行的对比分析发现,该方法与标准卡尔曼滤波相比具有良好的跟踪能力,在自由流状态和稳定流状态下,预测值与实测变化趋势一致,误差较小,拥挤状态相对误差基本维持在10%以下。
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沥青混凝土虚拟力学仿真模型自动生成及应用
李晓军,梁路路,谢诚伟,杨硕
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  655-660.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403012
摘要 ( 548 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1889KB) ( 664 )  
对沥青混凝土CT图片进行了数字处理,提取了99个不规则颗粒的二维边界。利用修正的快速Fourier积分法对不规则颗粒边界拟合后归一,建立了不规则颗粒形态数据库。利用不规则颗粒形态数据库和PFC2D软件编写了二维不规则颗粒沥青混凝土虚拟试件开发程序。最后以3种级配为例,在相同空隙条件下,开展了双轴贯入试验和劈裂试验的虚拟仿真,结果表明:利用所提出方法自动生成的数字试件可以较好地满足沥青混凝土微观力学性能数值分析的要求。
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固化吹填软土力学特性试验
杨爱武,周金,孔令伟
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  661-667.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403013
摘要 ( 525 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1337KB) ( 633 )  
对CJDS07型固化剂固化的天津滨海吹填软土的力学特性试验研究。结果表明:吹填固化土的压缩模量、抗剪强度、结构性都随着龄期的增长逐渐增加,固化土逐渐由高压缩性转化成为中压缩性。吹填固化土的应力-应变关系受围压的影响较大,当围压小于某一值时,应力-应变曲线为应变软化型,反之为应变硬化型。基于以上研究成果,以邓肯张模型为基础,建立了适用于吹填固化土的应力-应变关系模型。
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仿生非光滑表面对车用柴油机螺旋进气道流通特性的影响
隗海林,王海洲,倪伟新,陈运峰,李君
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  668-674.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403014
摘要 ( 554 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1348KB) ( 708 )  
为了使半开式燃烧室柴油机具有较强的进气涡流,将凹坑、凸包、U形沟槽和V形沟槽4种仿生非光滑单元体应用到柴油机螺旋进气道内表面。使用CATIA、Hypermesh和Fluent软件对仿生非光滑表面进气道进行了CFD数值模拟分析。通过对4种非光滑表面以及光滑表面进气道的流量系数和涡流比进行对比分析发现:在流量系数变化程度较小的情况下,仿生非光滑表面进气道可以显著提高涡流强度。
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双涡轮液力变矩器超越离合器动载强度分析
马文星,胡晶,褚亚旭,王松林,吴岳诗
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  675-679.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403015
摘要 ( 578 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(753KB) ( 534 )  
首先,根据装载机一个工作循环内十二个工况下所对应的发动机转速和变矩器的转速比,计算出双涡轮液力变矩器每个状态下所对应的Ⅰ涡和Ⅱ涡的转速。其次,依据转速在CFD中计算出不同时间内Ⅰ涡和Ⅱ涡的转矩,从而计算出不同时间内超越离合器滚柱与内、外圈的受力值。再次,采用有限元方法对超越离合器进行动态分析,得出内、外圈与滚柱的瞬时应力分布图。最后,给出产生最大应力的位置,为超越离合器的结构优化提供理论依据。
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带平衡阀的挖掘机行走马达液压制动特性
汤何胜,訚耀保,杜广杰
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  680-685.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403016
摘要 ( 749 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1099KB) ( 1286 )  
为了改善挖掘机行走马达的液压制动特性,建立了平衡阀及马达的系统模型,分析了平衡阀和大流量单向阀的阀芯锥度、节流孔直径、阀芯质量、敏感腔体积以及弹簧刚度等参数对马达液压制动特性的影响。马达液压制动的理论和试验结果表明:节流孔直径和弹簧刚度是平衡阀最主要的影响参数,减小节流孔直径和弹簧刚度可延长马达的液压制动时间;马达的实际液压制动时间为0.8 s,制动压力为1.2 MPa,理论结果与试验结果相吻合。
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冲压机床可靠性增长的模糊层次分析预测方法
杨兆军,王继利,李国发,张新戈
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  686-691.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403017
摘要 ( 682 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(548KB) ( 892 )  

提出了一种基于威布尔分布的可靠性增长预测方法。该方法考虑了影响冲压机床可靠性的多种因素,结合层次分析法和专家模糊评分确定各可靠性影响因素的权重。将冲压机床划分为6个串联子系统,通过对比每个子系统改进前、后的可靠性状况,建立了可靠性增长有效系数模型。将可靠性增长有效系数模型与蒙特卡洛仿真结合,建立了可靠性增长的模糊层次分析预测模型,实现了对改进冲压机床可靠性指标的预测。通过将改进机床可靠性仿真预测结果与实际可靠性水平进行对比,验证了该方法的可行性。

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基于仿生光电N点成像理论的大型机组轴系对中在线检测误差模型
高艺,徐成宇,曹国华
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  692-695.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403018
摘要 ( 439 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(424KB) ( 468 )  
基于仿生N点成像理论提出了大型机组对中在线检测误差模型,建立了基于迭代算法的偏微分数值方程组,确定轴瓦最佳调整量,解决了大型机组轴系对中在线检测误校准问题,通过仿真实验验证了检测误差模型的正确性。
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基于蝉口针形态的仿生针头结构优化设计及减阻机理分析
王骥月,丛茜,齐欣,张琰
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  696-700.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403019
摘要 ( 727 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(694KB) ( 835 )  
基于蝉上颚口针表面的非光滑结构形态,结合对蝉口针刺入机理的分析,设计出锯齿形仿生针头。采用二元二次回归正交组合试验优化设计方法,研究了锯齿宽度、锯齿间距这两个仿生结构参数对针头穿刺阻力的影响规律,求取了回归方程。得到最优仿生锯齿形针头的结构参数为:锯齿宽度0.3 mm、锯齿间距2.5 mm,减阻率为43.21%。锯齿形仿生针头通过减小接触面积、形成滚动轴承模型和产生微震的方式实现减阻效果,为无痛仿生针头的研制提供了依据。
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滚压拉伸成形曲面技术及其数值模拟
胡志清,甄娇娇,冯增铭,周淑红
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  701-707.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403020
摘要 ( 549 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1912KB) ( 579 )  
介绍了柔性滚压拉伸成形技术原理及特点,通过数值模拟,研究了板材厚度、宽度和材质对成形质量的影响。结果表明:随着板材厚度的增加,板材内外层的压缩变形量和拉伸变形量增大,回弹量减小;随着板材宽度的增加,板材中间位置的流动性变差,板材变形不均匀;与08AL钢板相比,2024铝板材成形件的等效塑性应变值较大,而回弹量较小。该成形工艺的可行性和实用性已得到验证,模拟结果对于实际板材滚压成形工艺具有指导意义。
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22MnB5热成形钢板钨极氩弧焊接性能
李欣,王刚,陆冠含,谷诤巍,徐虹
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  708-711.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403021
摘要 ( 641 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(889KB) ( 820 )  
对采用钨极氩弧焊接工艺(TIG)的厚度为4 mm的22MnB5热成形钢板的焊接性能进行了研究,分析了不同焊接参数下接头的微观组织和力学性能。结果表明:采用直流TIG焊工艺,在其他焊接参数一定的条件下,当焊接电流为60 A和100 A时,所焊试件均出现焊接缺陷;焊接电流为80 A时,焊接试件虽无宏观缺陷,但焊缝金属中出现魏氏组织。采用直流脉冲TIG焊工艺,在平均电流为60 A时能够使焊接试件良好成形,试件焊缝及热影响区粗晶区、细晶区均为铁素体和珠光体的混合组织,热影响区内高温回火区由板条马氏体、下贝氏体及珠光体构成,低温回火区内碳化物呈粒状析出。随着距焊缝中心距离的增加,接头的显微硬度呈上升趋势,抗拉强度为631 MPa,仅为母材的42.1%。
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强流脉冲电子束轰击作用下3Cr13不锈钢的微观结构及性能
关庆丰,季乐,蔡杰,杨盛志,刘世超,张在强,侯秀丽
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  712-717.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403022
摘要 ( 665 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1483KB) ( 641 )  
利用强流脉冲电子束(HCPEB)装置对3Cr13马氏体不锈钢进行表面辐照处理,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对辐照前后样品的微观结构进行详细的表征,并考查了HCPEB辐照处理后样品表面的力学性能和腐蚀性能。试验结果表明:HCPEB处理后样品表面发生熔化,形成了深度约为4 μm的表面重熔层,重熔层由奥氏体纳米晶和分布于交叉晶界的细小碳化物颗粒组成。处理后样品表面硬度显著提高。此外,电化学试验结果表明HCPEB辐照处理后3Cr13不锈钢表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。过饱和纳米奥氏体重熔层的形成是材料表面综合性能改善的根本原因。
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板球系统自适应解耦滑模控制
韩京元,田彦涛,孔英秀,张英慧,李津淞
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  718-725.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403023
摘要 ( 596 )   RICH HTML ( 4 )   PDF(1069KB) ( 927 )  
针对非线性板球系统中小球的镇定和跟踪控制问题,提出了一种采用结合系数的自适应解耦模糊滑模控制器设计方法。将板球系统分解成4个子系统,分别对每个子系统定义了滑模面,利用结合系数将滑模面结合,基于Lyapunov稳定性理论,构造了自适应模糊规则来调节滑模结合系数,从而实现了板球系统的稳定控制,并避免了复杂的计算。本文对所提出的控制方法进行了板球系统的仿真实验验证。仿真结果表明,此方法能够较好地实现非线性不确定系统的镇定控制和轨迹跟踪问题。
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SI发动机空燃比联合非线性模型预测控制
石屹然,田彦涛,张立,单泽彪,吴昊
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  726-734.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403024
摘要 ( 628 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(797KB) ( 1023 )  
针对火花塞点火(SI)发动机空燃比(AFR)控制系统提出了一种变采样间隔的Modified Volterra模型,并以此为基础,提出了一种基于RBFNN和Modified Volterra模型的SI发动机AFR的联合NMPC 控制方法。该方法既具有RBFNN模型计算量小、预测精度高的特点,又具有可直接计算NMPC最优控制序列的优势,明显地提高了SI发动机AFR的控制精度,大大地减少了常规迭代寻优算法的计算时间。在dSPACE实时仿真试验平台上对平均值发动机模型进行仿真试验,结果表明:本文所提出的NMPC控制方法对SI发动机AFR的控制效果明显优于单独基于Modified Volterra和RBFNN模型的NMPC控制方法。
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六自由度机械臂的非奇异快速终端滑模控制
胡立坤,马文光,赵鹏飞,卢子广
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  735-741.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403025
摘要 ( 561 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(957KB) ( 1143 )  
首先对快速终端滑模控制方法应用到六自由度机械臂系统时存在的奇异问题进行了分析。然后提出了一种新的非奇异快速终端滑模控制方法,并基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。最后将非奇异快速终端滑模控制器应用于六自由度机械臂运动控制中,试验结果表明:非奇异快速终端滑模控制提高了六自由度机械臂位姿控制的稳定性、精确性、快速收敛性和鲁棒性。
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轮式移动机器人的双强化学习自适应模糊控制
叶锦华,李迪,叶峰
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  742-749.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403026
摘要 ( 538 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(872KB) ( 834 )  
针对包含执行器动力学模型的三阶不确定非完整轮式移动机器人系统,提出了一种基于反演设计和双强化学习自适应模糊系统的轨迹跟踪控制方法。该控制方法对运动学控制器采用分流控制技术,防止系统运行初期的速度跳变。对本体动力学和执行器动力学分别使用强化学习自适应模糊控制,优化补偿常规方法难以解决的系统未知参数和非参数不确定性,并利用鲁棒项来消除未知外部扰动和模糊控制逼近误差对系统的影响,提高了系统的控制性能。Lyapunov理论证明:控制系统是稳定且最终有界收敛的,仿真结果表明了该方法的有效性。
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液压驱动双足机器人运动系统的设计及实现
王海燕,李贻斌,宁龙霄
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  750-756.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403027
摘要 ( 819 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1350KB) ( 2480 )  

提出了一种具有负重能力的8自由度液压驱动双足机器人运动系统。与具有相同负重能力的电驱动双足机器人相比,该机器人体积小、负重能力强、动态性好。由于机器人在空载的情况下,质量主要集中在腿部,提出了一种机器人动态步行时,对质量分布没有限制的机器人侧向平面内保持动态平衡的控制方法,克服了传统倒立摆模型要求忽略机器人腿部质量这一约束,扩大了其适用范围。在多体动力学仿真软件ADAMS环境下对仿真模型进行负重仿真试验和物理样机的空载试验,验证了该液压驱动双足机器人运动系统的有效性。

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自旋目标运动预测及自主捕获路径规划方法
刘厚德,梁斌,徐文福,穆清涛,余江华
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  757-764.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403028
摘要 ( 583 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1253KB) ( 685 )  
首先对自旋目标的运动特性和运动预测问题进行了分析,并采用无损卡尔曼滤波(UKF)方法对目标当前运动状态进行估计,在此基础上对目标未来时刻运动状态进行预测。提出了一种基于预测速度补偿的自旋目标自主捕获路径规划方法,并对所提方法进行了数值仿真,仿真结果表明了方法的可行性和有效性。
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基于大脑情感学习模型的步进电机控制系统
王帅夫,刘景林
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  765-770.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403029
摘要 ( 513 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1028KB) ( 1217 )  
为了优化两相混合式步进电机的速度控制,研究了步进电机强耦合磁场和时变参数对闭环控制系统的影响。依据步进电机运行原理和绕组反电势与转子位置的关系,提出了一种基于大脑情感学习模型的智能控制方法。该方法不依赖于被控对象的动态数学模型,因此避免了步进电机时变参数对模型准确性的影响。将该方法与常见的PID控制进行对比,结果表明:该方法能够更好地抑制运动过程中的抖动,加快电机的响应速度,提高速度跟踪精度,适用于对响应速度、精度和稳定性要求较高的场合。
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宽边界区域和简单区域间拓扑关系的表示及推理
李健,欧阳继红,朱佳斌,廖梦兰,赵慧
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  771-775.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403030
摘要 ( 663 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(919KB) ( 501 )  
基于RCC5得到宽边界区域和简单区域间的交集模型,根据宽边界模型的约束条件提出算法,并得到11种可以实现且完备的拓扑关系。本文所建立的宽边界区域和简单区域间的表达和推理模型,可用于表达和预测台风风圈区域和特定岛屿地区间的拓扑关系,对岛屿地区抗台风预警机制的建立具有一定的指导意义。
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非平稳多任务下的动态功耗管理随机策略
马喜强,刘维亚,郑喜凤,程鹏
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  776-781.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403031
摘要 ( 418 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(826KB) ( 853 )  
基于系统信息建立了任务的设备利用率统计查找表,并根据实际的间隔时间更新分布。然后,建立了半Markov随机模型,定义了代价函数和目标优化函数,并给出了平均准则下基于线性规划的求取最优策略的方法。试验结果表明:在考虑性能约束的条件下,该算法具有很好的稳定性;延迟率小于0.10;竞争率可以达到0.57。更稳定、有效地降低了功耗,有利于在嵌入式系统中应用。
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基于IAMCS路由器的NoC延迟上界分析
任向隆,高德远,樊晓桠,安建峰
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  782-787.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403032
摘要 ( 559 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(995KB) ( 676 )  
针对使用改进非对称多通道(IAMCS)路由器的片上网络(NoC)的最坏延迟上界问题,提出了一种基于网络演算的分析方法。通过对IAMCS路由器中流控阻塞、交换阻塞和通道阻塞进行分析,建立了与之对应的等价服务模型。将路由器服务模型扩展到对整个网络的分析,建立了前向等价服务分析网络。借助冲突树演算模型,推导了网络提供给流量的端到端等价服务曲线,进而得到了延迟上界模型。实验结果表明:该延迟上界模型可以界定仿真的最大延迟,且上界是紧致的。
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云中基于常数级密文属性基加密的访问控制机制
李琦,马建峰,熊金波,张涛,刘西蒙
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  788-794.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403033
摘要 ( 590 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(482KB) ( 838 )  
针对当前云计算环境下基于属性加密访问控制机制中密文存储开销随属性个数成线性增长的问题,提出了一种基于常数级密文CP-ABE(CCP-ABE)算法的访问控制机制。先用一个对称密钥加密源数据,然后用一个与门访问策略加密该对称密钥,只有拥有满足该访问策略的属性集合的用户才能恢复出对称密钥。在CPA安全的CCP-ABE算法安全性的基础上证明了该访问控制机制的安全性,并且给出了CCA安全的CCP-ABE构造方法。性能分析结果表明:该访问控制机制将密文存储开销由随密文中包含的属性个数增加成线性增长降为常数级。
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基于矢量量化的长期直觉模糊时间序列预测
郑寇全,雷英杰,王睿,余晓东
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  795-780.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403034
摘要 ( 535 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(588KB) ( 627 )  
通过引入滑动窗口机制和矢量量化技术,较好地解决了直觉模糊规则零匹配的问题,准确反映了不确定时序系统数据的分布特性,提高了复杂环境下时间序列长期趋势预测的精度,扩展了直觉模糊时间序列预测理论的应用范围。最后通过典型实例验证了该方法的有效性和优越性。
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基于混沌和DNA动态编码的图像加密算法
田海江,雷鹏,王永
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  801-806.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403035
摘要 ( 957 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1512KB) ( 1017 )  
以时空混沌模型作为核心控制方程,设计了一种基于动态DNA编码的图像加密算法。该算法使用耦合映像格子(Coupled map lattices,CML)中格子的状态值来编制索引,然后根据索引值选择像素点的DNA编码规则。由于对像素点的DNA编码是动态变化的,很好地解决了DNA编码规则少所带来的安全隐患,提高了算法的安全性。在加密图像的过程中,还通过密文反馈和混沌系统的迭代来增强算法的混淆和扩散特性。仿真实验表明,算法具有很好的安全性,适合应用于图像加密。
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CPSO-LSSVM在自回归钟差预报中的应用
刘强,孙际哲,陈西宏,刘继业,张群
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  807-811.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403036
摘要 ( 576 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(528KB) ( 664 )  
建立了基于自回归算法的钟差预报模型,利用具有较强非线性运算能力和容错能力的最小二乘-支持向量机算法来求解自回归参数,同时利用具有快速寻优特点的粒子群算法来优化最小二乘-支持向量机参数。为了克服粒子群算法容易陷入局部极值而形成早熟的缺点,提出了分别在粒子初始化位置和陷入局部极值的位置上进行混沌处理,提高了粒子搜索的遍历性和寻优能力,从整体上优化了算法。最后通过星载钟差数据对该算法进行了验证,结果表明:本文算法能够实现亚纳秒量级的预报精度并提升卫星授时导航性能。
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基于互谱自回归模型的Levinson算法的变换域通信系统抗干扰性能
董浩,迟学芬,曲良东,石要武,赵晓辉,董超
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  812-817.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403037
摘要 ( 525 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(939KB) ( 782 )  
对互功率谱估计理论及方法进行了深入研究,提出了基于互谱自回归(AR)模型参数估计的Levinson算法,构建数字仿真模型验证互谱Levinson算法的谱估计性能,结果表明:该方法具有良好的谱估计性能。搭建了测量噪声背景下的仿真平台,对基于互谱AR模型参数估计的Levinson算法的变换域通信系统(TDCS)的抗干扰性能进行了研究,仿真结果表明:该方法下TDCS能够保持较强的抗干扰能力,提高了通信质量和频谱资源的利用率。
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基于分数阶傅里叶变换的宽带Chirp信号的波达方向角估计
杨巍,石要武
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  818-821.  DOI: 10.7964/jdxbgxb201403038
摘要 ( 705 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(481KB) ( 833 )  
利用分数傅里叶变换(Fractional Fourier transform,FRFT)时频面旋转的特性,将Chirp信号的能量集中,并在分数阶傅里叶域内接收含宽带Chirp信号参数的方向矩阵,然后再通过窄带DOA(Direction of arrival)算法进行波达方向角估计。理论分析和仿真试验证明了该算法的有效性,并且很大程度地提高了信噪比。
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基于稀疏表示的多类融合样本中特定目标识别
查长军,韦穗,杨海蓉,丁大为
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  822-827.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403039
摘要 ( 486 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(772KB) ( 655 )  
针对WSN及轮廓检测系统的特点,给出了一种基于WSN的数据处理方法。该方法首先通过主分量分析提取样本特征,然后采用叠加方式对不同样本的特征进行融合,给出数学模型;并以此模型为基础,提出一种新的基于稀疏表示的多类融合样本中特定目标识别算法,该算法根据超完备字典下主要非零系数的分布情况识别出特定目标;数值仿真与实验结果验证了本文算法的有效性,综合性能优于传统方法。
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基于特征加权模块双方向二维主成分分析的人脸识别
顾播宇,孙俊喜,李洪祚,刘红喜,刘广文
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  828-833.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403040
摘要 ( 541 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(645KB) ( 976 )  
对模块双方向二维主成分分析(Two-directional two-dimensional principal component analysis, (2D)2PCA)人脸识别算法进行了改进,提出了基于特征加权模块(2D)2PCA的人脸识别算法。首先对图像进行分块及(2D)2PCA特征提取。然后依据每一子图像块的特征对识别的贡献程度分配特征权重。最后对测试样本采用加权距离进行最近邻分类。该算法无需任何先验知识,依据子图像块在特征空间中的信息比重确定其贡献程度,从而实现自适应权重分配。试验结果表明:本文算法能够有效地提高人脸识别的正确率。
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改进的最小交叉Tsallis熵的小目标声呐图像分割
张金果,郭海涛,吴君鹏,李依桐
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  834-839.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403041
摘要 ( 616 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(685KB) ( 669 )  
利用一维属性直方图改进交叉Tsallis熵,在此基础上提出了一种基于一维属性直方图的对称最小交叉Tsallis熵水下小目标声呐图像分割方法。该方法的主要步骤是:①抑制水下小目标声呐图像的散斑噪声;②根据图像像素的灰度值和该像素邻域的灰度平均值的大小建立属性集,在属性集上建立与该属性集约束对应的一维属性直方图;③根据一维属性直方图的对称交叉最小Tsallis熵法确定灰度二值化阈值;④对二值化后的图像去除孤立区。实验结果表明:该方法适用于直方图为复杂非双峰形状的水下小目标声呐图像,而且与现有的属性直方图上的一维最大熵阈值化法比较,具有更强的抗噪能力。
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用于指纹图像质量评价的新特征集
袁宝玺,苏菲,赵志诚,蔡安妮
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  840-846.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403042
摘要 ( 537 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(777KB) ( 753 )  
以视觉注意机理为依据来选取指纹图像质量评价的特征,使特征集能够全面覆盖人对图像进行评价的各个方面。同时,提出了基于极坐标中心敏感特性的细节点可靠性评价方法和基于Otsu算法的灰度对比度评价方法。根据这些方法提取的特征能够更准确地描述图像的质量状态。试验结果表明:本文的特征集在BP神经网络和SVM两种分类器上都获得了很高的分类准确率。
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基于动态差分阈值的脉搏信号峰值检测算法
张爱华,王平,丑永新
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  847-853.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403043
摘要 ( 884 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(597KB) ( 4339 )  
针对传统幅度阈值法在脉搏信号峰值检测中所存在的问题,同时为了避免脉搏信号中的干扰段对信号分析所带来的风险,提出了基于动态阈值的脉搏信号峰值检测方法。采用动态差分阈值提取脉搏信号峰值,并在其提取过程中依据阈值适时应用符号化信号近似匹配的方法检测脉搏信号干扰段。通过对视觉疲劳试验过程中采集的脉搏信号进行分析,结果表明:该方法能够准确地提取脉搏主波位置和脉搏峰值,效果明显优于传统幅度阈值法。
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利用频域Sevcik分形维数进行快速盲频谱感知
富爽,李一兵,叶方,高振国
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  854-860.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403044
摘要 ( 481 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(958KB) ( 697 )  
根据信号和噪声频域Sevcik分形维数特征的不同,计算接收信号的频域Sevcik分形维数,通过与预先设定的门限值进行比较,判断主用户的存在与否。该方法具有对噪声不确定性不敏感、不需要主用户信号先验知识以及在低信噪比时能够达到较高的检测概率的优点,且运算时间短,可用于噪声具有不确定性、低信噪比情况下的快速盲频谱感知。Monte Carlo仿真结果表明:在噪声不确定度为±5 dB的情况下,当信噪比大于-12 dB时,该方法对于7种不同调制类型的信号的平均检测概率能够达到100%。
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MIMO-OFDM系统的联合估计检测算法
高敬鹏,赵旦峰,周相超,付芳
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  861-866.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403045
摘要 ( 470 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(799KB) ( 1183 )  
针对最大似然检测算法复杂度高,最小二乘信道估计性能较差等缺陷,提出了一种SAGE-IGQS联合估计检测算法,该算法使用LS算法进行信道初始化,采用SAGE算法进行信道迭代估计,并结合改进的Grover量子搜索算法进行信号检测,从而提高了系统的有效性。理论研究和仿真结果表明:该算法在降低系统复杂度的情况下,误比特率性能优于传统的联合检测算法,与理想信道估计下的最大似然检测算法相接近。
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基于生物地理学优化的雷达正交波形设计算法
毕晓君,王珏,李博
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  867-873.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403046
摘要 ( 479 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(876KB) ( 908 )  
为了提高MIMO雷达发射信号多相序列的正交性能,提出了基于改进生物地理学优化的雷达正交波形设计算法(POBBO)。该算法首先对生物地理学优化算法(BBO)进行改进,直接采用个体的栖息地适宜度指数(HSI)值来确定迁入迁出率,对其原始确定机制进行大幅简化,在实时反映个体优劣程度的同时,缩短由排序带来的时间损耗。另外,引入分段Logistic混沌映射改进原变异机制,实现对新个体的有效开采。POBBO算法利用改进后BBO算法的栖息地间物种迁移和变异进行信息交互,改善栖息地的HSI值,从而得到具有较好正交性能的多相序列波形。仿真试验结果表明:POBBO算法比其他多相序列波形设计算法在整体上具有明显优势,可以有效地兼顾搜索精度和速度。
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指纹识别中未匹配细节点信息的挖掘与利用
李天平,李亚硕,王帅强,张擎,尹义龙,任春晓
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  874-881.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403047
摘要 ( 626 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2321KB) ( 603 )  

针对基于细节点的指纹匹配中未匹配细节点,定义和提取了细节点比例、紧互对原型对距离、网格集合距离以及Hausdorff距离四个方面的特征,并将其作为辅助特征进行利用,通过在得分级上与一种已有的基于细节点的匹配方法进行融合,实现指纹识别。实验结果表明,融合未匹配细节点中的区分性信息后,指纹识别系统的性能得到了明显的提升,从而也证实了未匹配细节点中的确包含可以利用的区分性信息。

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平行径向道时频峰值滤波消减地震资料的随机噪声
张洁,李月
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  882-887.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403048
摘要 ( 474 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1743KB) ( 517 )  
针对传统时频峰值滤波(TFPF)算法在消减地震勘探资料中的随机噪声时,容易引起有效信号波峰和波谷处的误差问题,提出了平行径向道TFPF方法。该方法将地震信号从炮检距-双程旅行时域变换到视速度-双程旅行时域后,沿时空域径向道方向进行TFPF。讨论了不同径向道轨线对TFPF无偏估计的影响,并对人工合成的地震记录进行了仿真试验,将沿不同轨线的平行径向道TFPF与传统TFPF结果进行比较。结果表明:所选轨线平行于同相轴或与之夹角很小时,可使信号在一个TFPF时窗内更好地满足无偏估计的条件,从而减小了滤波后波峰及波谷处的误差,使本文方法具有更好的保幅性,其信噪比较传统TFPF算法提高了5 dB左右,通过对实际地震记录的仿真,证明了该方法的实用性。
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接地电性源空地瞬变电磁探测传感器的研制
林君,符磊,王言章,徐江,嵇艳鞠,杨蒙蒙
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  888-894.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403049
摘要 ( 489 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(941KB) ( 990 )  
根据一维层状模型,正演计算了探测深度为1000 m时接收电磁信号的特点,进而确定了接收传感器的基本性能参数。建立了传感器的等效模型,分析了不同匹配状态下传感器的频率特性及对其灵敏度的影响。在对传感器噪声源建立等效模型的基础上,给出了影响传感器噪声水平的各噪声源随频率变化的规律,同时给出了高源阻抗下降低传感器噪声的方法。野外试验采用已知异常线圈响应对传感器的输出特性进行测试,测试结果与理论计算结果相吻合,同时其噪声特性能够满足实地探测的需要。
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基于通径分析与可拓学的公路泥石流危险性评价
王英杰,王磊,荣起国,武永辉
吉林大学学报(工学版). 2014 (3):  895-900.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403050
摘要 ( 508 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(550KB) ( 623 )  
利用通径分析,将公路泥石流危险性评价因子进行精简,选取对泥石流危险性影响较大的主沟长度、一次泥石流最大冲出量、流域面积、泥沙补给段长度比、流域最大相对高差、主沟床弯曲系数以及24 h最大降雨量等7个因子,并在此基础上利用可拓学方法对泥石流危险性进行评价。选取大西沟地区泥石流沟,根据可拓集合的关联函数计算可得到泥石流沟关于四类危险性级别的关联度分别为K1(p)=-0.2889,K2(p)=0.0344,K3(p)=-0.6265,K4(p)=-0.7504,由此可判断该泥石流沟危险性等级属于中度危险,该评价结果与实际调查时所用的刘希林模型、灰关联度方法评价结果一致,说明本文所选用的评价因子及评价结果具有一定的合理性与可靠性,可为减轻公路泥石流灾害提供依据。
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