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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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2015年, 第45卷, 第1期 刊出日期:2015-02-01
论文
电动汽车冷却系统设计及电机最优冷却温度控制
王庆年,韩彪,王鹏宇,李峰,王文
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  1-6.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501001
摘要 ( 960 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(590KB) ( 940 )  
根据各部件的温度特点设计电动汽车冷却回路,分析无刷永磁同步电机的发热原理;基于各零部件等效热容得到热量从产生到散发转移的理论公式。以总电耗最低为评价指标寻找某一环境温度下的最佳冷却水温度,据此开发出电动车最优冷却水温度控制策略。与水泵定排量控制相比,最优冷却水温度控制策略对应的整车效率由60.5%提高到66.1%。
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混合动力汽车多平台控制策略架构
曾小华,彭宇君,宋大凤,白鸽,王庆年
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  7-15.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501002
摘要 ( 755 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(864KB) ( 522 )  
为了减小混合动力汽车的开发周期和成本,提高开发效率,提出一种基于Simulink的适用于不同开发阶段、不同仿真环境、不同构型、不同车型的具有良好可读性的混合动力汽车多平台能量分配策略的通用构架。采用标准化、模块化、层次化的建模思想进行模型框架的搭建。仿真验证表明,与现有的模型框架相比,采用本文架构的控制算法具有良好的可读性、扩展性、通用性、移植性和继承性等特点。
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基于流-固耦合的车辆减振器动态非线性仿真分析
于振环,张娜,刘顺安
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  16-21.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501003
摘要 ( 899 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(515KB) ( 569 )  
基于流-固耦合有限元方法,利用ADINA软件建立了高精度的叠加节流阀片有限元网格模型和流场有限元网格模型,并在ADINA软件后处理模块中进行求解分析,得到了减振器阻尼力-速度分段特性、示功特性、阀系内部的压力场和速度场特性,分析了减振器阀系动态非线性特性。结果表明:在高速减振器油的冲击下,阀系内部区域的压力场变化明显;达到开阀压力时,油液流动速度呈现跳跃变化,使得阻尼通道压力迅速变化。这说明叠加节流阀片有限元网格模型和流场有限元网格模型的精度对仿真结果影响最大。在流-固耦合计算中考虑了流体湍流流动、阀片接触和大位移变形,尽量使仿真模型与物理模型保持一致,试验结果与仿真结果吻合较好。
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湿式离合器接合过程中的热弹性稳定性
赵家昕,马彪,李和言,朱莉,韩明,朱礼安
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  22-28.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501004
摘要 ( 627 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(624KB) ( 512 )  
针对湿式离合器接合过程中的局部高温区及影响因素,利用热弹性不稳定性理论(TEI)进行了理论建模与分析。模型中考虑了材料表面粗糙度和混合润滑对摩擦副温度和压力的影响,分析了混合润滑状态下润滑区域与接触区域的比例以及油膜剪切热量与摩擦热量的比例。为了准确测量材料表面粗糙度,设计台架试验,利用表面形貌仪测试了对偶片表面形貌,分析了粗糙度在离合器不同使用阶段的变化规律。结果表明,当离合器接合转速超过临界值时,温度场分布出现明显的波动,高、低温区间隔分布。同时,指出了离合器摩擦材料参数(导热性、弹性)与结构参数(对偶片厚度)对稳定性的影响。
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基于多学科优化设计方法的白车身轻量化
王登峰,卢放
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  29-37.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501005
摘要 ( 821 )   RICH HTML ( 2 )   PDF(1107KB) ( 690 )  
建立某国产轿车的整车有限元模型,依据侧碰法规及NVH性能要求对白车身结构进行了多学科集成优化设计。根据侧碰及NVH仿真结果,选取白车身关键零件的板厚及材料为变量,以白车身质量和刚度为目标,以侧碰加速度及侵入量为约束条件,建立了白车身刚度径向基函数(RBF)神经网络近似模型及侧碰二阶逐次替换的响应面模型(Stepwise-RSM),利用模拟退火算法进行了多目标优化,在保证了车辆的安全及NVH性能的前提下使白车身质量下降了15.7 kg。
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基于高斯混合模型的驾驶员个人特质辨识
吴坚,姚琳琳,朱冰,邓伟文
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  38-43.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501006
摘要 ( 658 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(507KB) ( 648 )  
为实现不同类型驾驶员个人特质辨识,基于dSPACE实时仿真平台搭建了驾驶员使用模式信息采集系统,对30名被测驾驶员在典型工况下的使用模式进行了信息采集;采用高斯混合模型建立了驾驶员个人特质辨识模型,选取三类典型驾驶员模本对模型进行了参数训练;利用得到的优化参数对测试驾驶员进行了个人特质类型识别测试,并应用试验设计方法对辨识方法进行了优化分析。测试结果表明,提出的基于高斯混合模型的驾驶员个人特质辨识方法能够有效辨识驾驶员类型。
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弯道行驶车辆瞬态气动特性的数值模拟
王靖宇,王泽伟,顾庆童,胡兴军,王保玉
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  44-48.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501007
摘要 ( 663 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(468KB) ( 392 )  
应用计算流体力学方法,采用重叠网格的策略,对直道行驶的简化模型进行瞬态数值模拟研究,然后进行风洞试验验证。在此基础上,对弯道行驶状态下简化模型周围流场的瞬态气动特性进行了数值模拟,得到了弯道行驶状态下模型周围的流场分布和气动阻力系数等气动特性,并与直道行驶状态下的结果进行对比分析。结果表明:弯道行驶车辆受到了瞬态侧向力及横摆力矩的作用,并且随着转弯半径的减小,侧向力和横摆力矩急剧增大,行使速度的变化也会带来侧向力和横摆力矩的改变,从而影响车辆的行驶稳定性。本文为进一步研究弯道行驶车辆的瞬态气动特性提供了理论参考。
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汽车车身曲面造型认知意向投影原理及评估模型
付黎明,于海洋,李绪明
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  49-54.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501008
摘要 ( 689 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(620KB) ( 489 )  
针对目前对感性认知具体过程的未知与只采用经验验证法进行研究的现状,分析了用模型法概括产品造型感性认知过程的意义。提出了汽车造型认知过程中的意向投影原理,并以汽车车身曲面造型为对象,建立了相应的意向投影评估模型,并结合实际案例示范了该模型在设计实践中的应用。
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考虑驾驶员特征的快速路合流区间隙接受模型构建
贾洪飞,谭云龙,李强,杨东
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  55-61.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501009
摘要 ( 743 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(508KB) ( 411 )  
针对现有驾驶员行为模型对驾驶员特征因素考虑较少的不足,以快速路合流区为研究对象,运用模糊聚类方法与K-S检验法构建连续的驾驶员类型整合模型。在合流区换道过程中引入相互协作机制,并考虑驾驶特征差异对驾驶行为的影响,建立车道变换间隙接受模型。最后,以微观交通仿真系统MTSS为仿真平台,建立快速路合流区仿真模型,并进行了仿真验证,结果表明:仿真值与实测值的误差小于10%,表明构建的模型可以较好地表示驾驶员类型对驾驶行为的影响。
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信号交叉口左转车干扰下的行人过街特性
陈永恒,尉明丽,曲昭伟,张虎,曹宁博
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  62-67.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501010
摘要 ( 607 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(715KB) ( 350 )  
针对无专用左转相位情况,研究了人行横道处左转车干扰下的行人过街特性,采用视频图像处理技术对行人过街过程的全时空信息进行提取,分析了行人过街过程中受到干扰后的轨迹和速度等参数的变化规律。在此基础上,将左转机动车干扰下出现的典型行人过街行为归类,分析左转机动车及绿灯时间共同作用下的行人过街特性,最后统计由于左转机动车对行人过街行为刺激而导致的行人干扰延误值变化状况,研究成果可为交叉口行人过街的信号配时和左转相位的设置等提供依据。
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基于因子定理的路网交通运行可靠性在线分析
杨聚芬,姜桂艳,马明辉
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  68-74.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501011
摘要 ( 582 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(415KB) ( 334 )  
为了进一步提高路网交通运行可靠性的在线分析效率,以减少信息存储空间、提高算法运行速度为切入点,借鉴图论中邻接矩阵的思想,提出了路网可靠度矩阵的概念。在此基础上,通过应用因子定理设计了路网交通运行可靠性在线分析的新方法。最后使用仿真数据对其进行了验证和对比分析。研究结果表明:本文方法在保证路网交通运行可靠性在线分析效果的同时,显著提高了运行效率,运行时间平均节省了92.72%。
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渠化可变导向车道交叉口预设信号配时优化模型
李丽丽,姚荣涵,周红媚,王鹏飞
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  75-81.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501012
摘要 ( 676 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(502KB) ( 581 )  
为了充分利用渠化可变导向车道交叉口的时空资源,建立了以交叉口车辆总延误最小为优化目标、以可变导向车道功能和相位有效绿灯时间为决策变量的预设信号配时优化模型。使用交通仿真软件VISSIM对本文模型进行了模拟验证。结果表明,可变导向车道功能和相位有效绿灯时间存在最佳组合,这种组合能使各股车流的车均延误最小、各进口道的平均排队长度和最大排队长度最短。为了进一步考虑多时段信号控制问题,提出了渠化可变导向车道交叉口多时段预设信号配时设计流程。研究成果能够合理地设定信号交叉口任一时段可变导向车道功能与信号配时方案,可以有效地提高交通流运行效率,为可变导向车道控制提供理论依据与方法。
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多方式诱导下基于出行链的随机用户平衡模型
赵丹,邵春福,岳昊,李娟,孟梦
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  82-88.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501013
摘要 ( 991 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(807KB) ( 498 )  
为了评价多方式诱导信息对综合交通网络中交通流分配的影响,通过构建基于出行链的概率型随机用户平衡模型,并设计内嵌Monte-Carlo模拟的MSA求解算法,研究多方式诱导下组合出行方式选择、出行链费用和出行链结构的变化。求解过程中,引入超级网络理论,并基于超级网络进行流量分配。研究结果表明:多方式诱导信息使公共交通模式分担率增加5.63%,得到网络总收益为196.254,说明多方式诱导信息对引导出行者减少使用小汽车有显著效果,也有助于降低出行链费用,简化出行链结构。
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城市出租车拥挤收费
祝进城,肖峰,帅斌,刘晓波
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  89-96.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501014
摘要 ( 685 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(967KB) ( 434 )  
建立了多方式分担模型来分析拥挤收费背景下出租车是否也应征收拥挤费问题,并设计了求解模型的遗传算法。研究利用双层规划模型对该问题进行了描述,其中下层规划为组合网络均衡模型,刻画了出租车拥挤收费前后对出行产生、出行方式划分、出行路径选择及出行分布的影响,构建了与之等价的变分不等式;上层规划为社会福利的最大化。算例结果表明,是否应该对拥挤收费区域内的出租车征收拥挤费主要取决于私家车与出租车的单位距离运营成本之比。通常情况下(当二者的比值小于5.6时),对出租车进行拥挤收费就能获得更大的社会福利。
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面向城市道路的地磁传感器单节点车型分类
李海舰,董宏辉,史元超,贾利民,郭卫锋
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  97-103.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501015
摘要 ( 619 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(680KB) ( 538 )  
提出了一种利用多功能地磁传感器采集道路环境磁场数据,并基于决策树模型实现车型的在线分类方法。文中提取8种与车速无关的车辆波形时域特征作为模型输入,基于最优最小划分样本数的CART算法对决策树模型进行训练。对训练得到的决策树,基于最小误差剪枝原则进行剪枝,得到具有更高样本鲁棒性的最佳剪枝树。通过在北京市某道路上布设地磁传感器获取了两种车型数据,正、反向测试的平均准确率分别为88.9%和94.4%。与现有多个分类方法进行了对比实验,结果表明:本文方法能够进行在线车型分类,并在分类准确率、样本鲁棒性和算法执行时间等方面更具优势,能够应用于实际城市道路现场进行车型分类。
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基于Krasovskii泛函的城轨列车制动控制器设计
张梦楠,徐洪泽
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  104-111.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501016
摘要 ( 745 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(937KB) ( 505 )  
针对列车制动过程中,减速度易受线路条件和闸瓦摩擦因数的干扰而难以准确测量,传统闭环控制方法也无法消除输入时滞和非线性对系统性能造成的影响的问题,本文基于电空制动系统工作原理,建立了具有输入时滞的非线性城轨列车制动模型。为消除模型中非线性、时滞及有界扰动的影响,基于反推技术和Krasovskii泛函算子,设计了鲁棒制动控制器。通过Lyapunov-Krasovskii 方法,证明了闭环系统对于系统中的有界扰动为输入状态稳定的(ISS)。为验证鲁棒控制器的正确性,利用Matlab仿真软件对制动模型进行了仿真。结果表明:所提算法不仅改善了制动系统性能,并且对系统中扰动和输入时滞具有良好的鲁棒性。
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复合盐浸-冻融-干湿多因素作用下的混凝土腐蚀破坏
宿晓萍,王清
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  112-120.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501017
摘要 ( 816 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1226KB) ( 678 )  
通过复合盐浸-冻融-干湿循环试验,探析了混凝土的腐蚀破坏特征、质量损失与动弹性模量衰减的规律,对破坏后混凝土内部微观结构进行电镜扫描、EDX能谱分析与化学成分测定,进而揭示混凝土腐蚀破坏的机理。研究结果表明,在多种环境因素作用下,混凝土的质量与动弹性模量的损失率均随试验循环次数的增加而呈上升趋势;混凝土的腐蚀破坏以盐类结晶膨胀作用为主,加之盐类的化学侵蚀作用,混凝土的破坏更迅速、更严重。混凝土破坏是多种有害因素作用造成的损伤累积所致。
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基于微分方程组法的柔性墩台内力计算分析
王伟,王磊
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  121-126.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501018
摘要 ( 539 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(454KB) ( 502 )  
以Maple软件为平台,提出了利用求解微分方程组对柔性墩台进行内力计算的方法。此方法先将桥梁各墩台分别视为一整体考虑,根据各节点处的协调变形关系和力的平衡条件建立墩台各计算单元的微分关系。再通过将整联墩台视为一整体考虑,根据混凝土的收缩、徐变以及温度影响力在各节点处产生的横向位移确定各墩台之间的微分关系。最后通过联立微分方程组并求解,得到各墩台内力变化的函数解析式。与目前广泛使用的“集成刚度法”相比,本文方法计算步骤简捷方便,计算结果精确可靠。
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自由活塞汽油直线发电机燃烧过程特性
袁晨恒,冯慧华,王梦秋,左正兴
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  127-132.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501019
摘要 ( 1063 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(531KB) ( 601 )  
为了获得自由活塞汽油直线发电机工作过程中的燃烧特性,根据试验测得的活塞运动曲线对其燃烧过程进行了CFD仿真研究,并对比传统发动机分析了两种发动机活塞运动规律差异对燃烧过程的影响规律。研究发现:与传统发动机相比,自由活塞汽油发电机缸内最高燃烧压力和平均温度均较小,且最高燃烧压力保持时间较短,这有助于减少NO污染物;自由活塞直线发电机燃烧放热率呈现“缓和长”的特点,燃烧放热过程等容度较低;自由活塞直线发电机较少的混合气在上止点前完成燃烧,压缩行程负功较小,但由于后燃较严重,其指示效率较传统发动机低。
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基于最小二乘支持向量机的混合动力挖掘机负载功率预测
徐淼,赵丁选,倪涛,徐春博
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  133-138.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501020
摘要 ( 539 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(609KB) ( 424 )  
为实现液压挖掘机并联式混合动力总成与负载功率的精确匹配,在对变量泵工作原理分析的基础上,提出基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法的双联式恒功率变量泵功率预测模型。以液压挖掘机实际挖掘作业时采集的载荷谱作为训练样本,以泵出口压力、负流量控制压力和极限载荷控制压力作为训练模型的输入,以泵的排量作为输出建立模型,从而使模型对于作业环境具有更好的适用性。用网格搜索和交叉验证的方法对LS-SVM的参数进行了优化,研究结果表明该模型具有良好的预测精度和泛化能力。
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汽车V型发动机用正时链传动系统的设计
程亚兵,王洋,李磊,安立持,殷帅兵
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  139-144.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501021
摘要 ( 763 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(558KB) ( 893 )  
根据某款V型发动机的结构形式,给出其正时链传动系统的设计方法,进行了正时链系统的结构布局、系统内链与链轮、导轨、张紧器的设计以及系统的链长计算,并建立了系统的动力学模型。仿真分析了正时链传动系统的运动轨迹、链节之间的张力、链与传动部件之间的接触力以及张紧器的张紧力。结果表明,本文设计方法是可行的,建立的正时链传动系统的动态特性分析结果满足设计要求。
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基于非侵入式虚拟传感方法的下肢关节运动学检测
刘坤,赵建琛,韩宣
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  145-152.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501022
摘要 ( 633 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(740KB) ( 554 )  
提出了一种基于非侵入式虚拟传感检测方式分析下肢关节运动学的方法。利用可穿戴式传感系统的检测信号,采用双物理传感器差分算法与双虚拟传感器差分算法相结合的方式,计算下肢关节处虚拟植入的传感器运动状态,在膝关节解剖学坐标系内,实现对膝关节的运动学分析。为了初步验证本方法的正确性与可用性,采用三轴加速度计和地磁力计等开发了一套可穿戴式传感系统,并通过五位受验者进行了实验验证。实验结果表明:本文方法可实现应用穿戴式传感系统进行非侵入式下肢关节运动学检测与分析,进一步改进和提高其测量精度后,可应用于步态分析。
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多通道井-地电位梯度采集系统的设计与实现
贾正森,林君,朱凯光,王佳,李雪涛
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  153-160.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501023
摘要 ( 601 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1004KB) ( 402 )  
根据垂直有限线源三维异常电位有限差分展开理论计算,验证了电位梯度法在探测水驱驱油异常方向的有效性,设计并研制了基于虚拟仪器技术的低噪声、高分辨率油田井-地电位梯度采集系统。该系统采用差分输入方式,短路噪声幅度低于-130 dB,A/D采集使用了扩展插槽设计思想,从而达到多通道数据的同步采集。运用Matlab和Labview混合编程技术,实现了微弱信号的提取和探测结果的实时成像。对比、重复实验结果表明,电位梯度采集系统具有更高的分辨率及良好的稳定性,通过对大庆油田注水井实验数据的处理、分析,确定了水驱的方向,用注水井资料验证后,证实了该方法的有效性和系统在水驱驱油方向探测上的准确性。
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双等离子体离子源的工作特性
邱春玲,曾小辉,龙涛,包泽民,王培智
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  161-166.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501024
摘要 ( 822 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(504KB) ( 508 )  
针对双等离子体离子源受气压、磁场强度和放电电流影响,产生的O-离子束亮度不稳定的问题,设计并搭建了一套用于测试离子束亮度的离子光学系统,以SHRIMP II上的双等离子体离子源为对象,通过实验和仿真模拟分别研究了气压、磁场强度和放电电流对O-离子束亮度的影响规律。结果表明:该离子源能够稳定地工作在放电电流大于50 mA,气压为110~170 mTorr(1Torr=133.322 Pa)的条件下;当气压为140 mTorr、放电电流为200 mA、磁场强度为0.25 T时,获得的O-离子束亮度能够达到52.4 A/(cm2·sr)。合理控制离子源工作参数,可以增大O-离子束亮度,提高二次离子质谱的横向分辨率和灵敏度。
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轻载荷条件下的筛网轮沉陷
李建桥,黄晗,党兆龙,邹猛,王洋
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  167-173.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501025
摘要 ( 651 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(591KB) ( 571 )  
针对月面低重力环境,采用轮上载荷为20~60 N的轻载荷条件,以车轮轮上载荷和速度为试验因素,车轮沉陷为试验指标设计正交试验方案,在模拟月壤3种不同状态下进行筛网轮土槽试验,采集车轮实际沉陷值,并利用激光轮辙形貌测量装置扫描轮辙,采集表观沉陷值。通过回归分析,拟合得到模拟月壤不同状态下筛网轮沉陷关于轮上载荷和速度的二元线性回归方程,方程拟合较好,置信度均为0.99,且相关系数均在0.9以上。对比车轮实际测量沉陷值和回归方程计算沉陷值,二者相对误差范围为0.34%~8.24%。轮辙的表观沉陷与相应的实际沉陷变化趋势一致,且二者沉陷差值随轮上载荷增加呈现线性增加规律,本文结果可为通过轮辙表观沉陷预测车轮实际沉陷提供依据。
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仿生肋条结构表面深松铲刃的磨料磨损特性
张金波,佟金,马云海
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  174-180.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501026
摘要 ( 994 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(668KB) ( 390 )  
基于仿生学原理,将栉孔扇贝的瓣表面具有良好耐磨性能的棱纹形结构应用于深松铲刃的磨损表面结构设计中。采用65Mn和T10两种材料设计并制备3种仿生类型深松铲刃试验样件,并在土壤磨料作用下与普通平板型试验样件进行了对比磨料磨损试验。结果表明:在不同的滑动速度下,65Mn、T10仿生试验样件比平板型样件的质量磨损量分别减小了17%~30%、13%~24%。肋条分布间距为1.5倍底宽的仿生试验样件的磨损量最低,T10样件的耐磨性优于65Mn。
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16 mm S355J2W+N耐候钢板激光电弧复合焊对接工艺
甄舒,孙大千,高丹丹,段珍珍
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  181-186.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501027
摘要 ( 861 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(967KB) ( 443 )  
应用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、显微硬度计及万能拉伸试验机等仪器研究了复合焊焊接参数对焊缝成形、复合焊焊接接头的组织及力学性能的影响。研究结果表明:激光功率、焊接电流均对熔深增大有促进作用;激光功率对熔宽无明显影响,但当激光功率相对较低时,焊缝熔宽呈宽窄交替的“麻花状”;多层焊焊缝形貌类似“高脚杯”状;焊缝金属中存在少量气孔,其形成与焊接过程中母材及焊丝中金属锰气化无直接联系。焊接接头拉伸过程中产生明显颈缩,断裂发生在母材区,断口表面具有明显的塑性变形特征。
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含口盖复合材料圆柱壳轴压屈曲性能分析
闫光,韩小进,闫楚良,祝连庆
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  187-192.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501028
摘要 ( 752 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(437KB) ( 400 )  
对完整复合材料圆柱壳进行了轴向压缩破坏试验,得到了圆柱壳的载荷-应变曲线和破坏载荷,试验结果表明:在轴压载荷作用下,圆柱壳的破坏形式为屈曲破坏。结合ANSYS有限元软件对复合材料圆柱壳进行屈曲分析,有限元计算结果与试验结果一致,验证了模型和计算方法的有效性。利用所建立的模型,对圆柱壳的铺层顺序进行改进设计,分析了铺层角度对开口圆柱壳屈曲载荷的影响。在开口处加装复合材料口盖进行补强,计算了不同口盖铺层方式下的柱壳屈曲强度。计算结果表明:优化复合材料叠层顺序可提升结构的屈曲载荷,开口后圆柱壳的轴向屈曲载荷大幅降低,加装口盖可使开口圆柱壳的轴向稳定性得到有效的增强。提出了一种提高含口盖的复合材料圆柱壳轴向屈曲强度的改进设计方法,为复合材料壳体的稳定性设计提供参考。
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液压机械臂基于反演的自适应二阶滑模控制
李元春,王蒙,盛立辉,赵博
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  193-201.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501029
摘要 ( 751 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1010KB) ( 561 )  
利用驱动Jacobian矩阵构建机械臂系统与液压伺服系统的耦合关系,进而建立整个系统的动力学模型。考虑系统未建模动态和外界干扰,通过定义虚拟控制量并选取合适的Lyapunov函数,设计此系统的自适应二阶滑模控制律,使系统在有限时间内精确跟踪期望轨迹且保持强鲁棒性,同时有效削弱了传统滑模控制对系统硬件不利的抖振。仿真结果验证了本文方法的有效性。
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基于自适应的自抗扰控制技术提高扰动隔离度
李贤涛,张葆,赵春蕾,孙敬辉,毛大鹏,沈宏海
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  202-208.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501030
摘要 ( 939 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(682KB) ( 337 )  
针对扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统的扰动观测值存在相位滞后的问题,提出了一种基于扰动频率自适应的自抗扰控制的新方法,并在直线型倒立摆装置中进行了实验验证。实验结果表明:本文方法解决了扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统的扰动观测值存在相位滞后的问题;在2 Hz以内随机扰动的作用下,对比传统状态反馈控制器,它将扰动隔离度至少提高了7.85 dB,同时,自抗扰控制器具有很强的鲁棒性,允许被控对象参数在15%的范围内浮动。
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基于Laguerre-Fuzzy Hammerstein模型的增压锅炉非线性预测控制
马修真,赵加凤
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  209-215.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501031
摘要 ( 532 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(711KB) ( 373 )  
增压锅炉燃烧系统具有强非线性、大滞后、参数时变和不确定性,传统的控制方法很难取得较好的控制效果。Laguerre滤波网络能够以较低的模型阶次逼近系统线性特性,且无需知道系统的滞后时间;Fuzzy模型能够有效描述系统的非线性及不确定性。提出了基于Laguerre-Fuzzy Hammerstein模型的非线性预测控制器并应用于增压锅炉燃烧系统控制器设计中。仿真结果表明:在变负荷情况下,本文提出的控制器能够有效控制过热蒸汽压力迅速稳定在设定值;与单输入预测控制器相比,该控制器综合考虑了两非线性变量带来的影响,且有效地避免了因系统变迟延和不确定性带来的影响,证明了本文方法的有效性。
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基于开关电源的三相电磁干扰滤波器
周逢道,董威,包志强,薛开昶,胡越,孙彩堂
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  216-221.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501032
摘要 ( 948 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(665KB) ( 517 )  
为了抑制三相开关电源注入电网的电磁干扰(EMI),提出了三相EMI滤波器的设计方法。构建了三相共模、差模滤波器的理想等效电路,并分析了高频对理想等效电路的影响;确定了基于参数矩阵的插入损耗表达式,并在理想和高频情况下,分别推导出共模、差模滤波器的参数矩阵。根据电网侧负载阻抗和开关电源侧源阻抗的特性,分析了插入损耗与频率的关系;由于高导软磁铁氧体具有旋磁频率极限和非线性磁滞回线,分析了二者对共模电感的抑制作用和共模插入损耗的影响。根据相关标准及抑制效果要求,确定三相EMI滤波器的参数。实验结果表明:插入三相EMI滤波器后,开关电源的噪声峰值得到约21 dB的抑制。
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基于诊断器的可诊断性增量测试方法
王晓宇,欧阳丹彤,赵剑
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  222-228.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501033
摘要 ( 579 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(700KB) ( 321 )  
在离散事件系统的基于模型诊断中,提出了一种增量的可诊断性判定方法,用于提高可诊断性判定的效率。通过在状态上反向传播故障标签的方法,建立预诊断器。在预诊断器模型上,结合虚拟在线的观测窗口,增量进行可诊断性判断,决定是否对当前状态剪枝。提出增量算法,并证明该算法的正确性。 实验验证增量可诊断性算法的效率,并实验研究了增量窗口大小对增量可诊断性判定效率的影响。
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基于论域折半的最大限定路径相容算法
李占山,贾湘华,许苍竹,张舒娟
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  229-235.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501034
摘要 ( 698 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(453KB) ( 310 )  
针对绝大多数不可满足问题的特点,提出了一种将弧相容算法与最大限定路径相容算法相结合的相容性算法——基于论域折半的最大限定路径相容的算法。该算法充分利用了弧相容计算开销小和最大限定相容删值能力强的优点,可以减少在求解不可满足问题中生成的结点数,进而提高求解效率。实验结果表明,本文算法在处理不可满足问题时的求解效率明显优于传统的维持弧相容算法。
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面向文本的本体学习方法
王俊华,左万利,彭涛
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  236-244.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501035
摘要 ( 553 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(867KB) ( 522 )  
借助文本预处理工具Gate和通用本体WordNet,采用统计、频繁项挖掘、模式匹配、启发式学习和主动学习等技术,学习本体基元——概念(含实例)、概念间的分类关系、概念间的语义关系和概念属性,其中概念属性学习为本文首次提出。实验结果表明,本文方法改善了概念语义排歧效果,丰富了短语概念学习与语义关系学习,提高了本体自动构建的准确度,降低了本体学习的代价。
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基于惰性切片的线性时态逻辑性质验证
黄宏涛,王静,叶海智,黄少滨
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  245-251.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501036
摘要 ( 479 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(916KB) ( 384 )  
惰性切片是一种有效的状态空间缩减方法,但是它无法直接判定一个模型是否满足所期望的线性时间性质。针对该问题,提出了一种基于惰性切片的线性时态逻辑公式验证方法。该方法首先构造给定线性时态逻辑公式的否定Büchi自动机与系统模型的乘积自动机,然后使用惰性切片算法在该乘积自动机上以惰性方式搜索可接受迹,从而把线性时间性质验证问题转换为通过可达性分析搜索可接受状态的不变性检测过程。实验结果证明,基于惰性切片的线性时态逻辑公式验证算法在不损失验证结果正确性的前提下使惰性切片算法具备了验证线性时间性质的能力,同时也有效提高了LTL模型检测方法的可扩展性。
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一种交互感知的并行查询调度策略
张青峰,许静,李珊珊
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  252-260.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501037
摘要 ( 465 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(672KB) ( 354 )  
为了捕获数据库并行查询之间的交互作用,本文利用实验驱动的方法对查询交互进行性能建模,并基于性能模型提出了一种交互感知的并行查询调度策略,通过减小交互作用带来的消极影响来获得较好的系统性能。与其他调度算法的实验比较结果表明,交互感知的调度策略可以更好地提升数据库性能。
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实时系统混合任务低功耗调度算法
张忆文,郭锐锋
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  261-266.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501038
摘要 ( 674 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(508KB) ( 323 )  
针对包括周期任务和非周期任务的混合任务集,利用动态电压调节(DVS)技术,提出一种混合任务低功耗调度算法。该算法包括两个阶段,第一阶段计算出离线状态的静态速度;第二阶段通过回收空闲时间调节任务的运行速度。仿真实验表明:本文算法比现有的混合任务低功耗调度算法节约27.35%的能耗。
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求解服务等级感知服务组合问题的多目标遗传算法
刘磊,杨冬
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  267-273.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501039
摘要 ( 652 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(687KB) ( 394 )  
针对已有求解多等级服务部署问题的算法存在的不足,提出了一种求解该问题的多目标遗传算法(SMOGA),建立了求解该问题的多目标优化模型。通过将个体的支配强度和被支配强度结合到一起建立对个体的评价策略,并根据评价结果进行环境选择及生成个体的交叉概率。此外还设计了一种局部搜索策略并将其融入到变异策略中,以提高变异操作的有效性。最后对SMOGA算法进行了分析,并将该算法与最近提出的求解该问题的E3-MOGA算法及NSGA-II算法在不同规模的测试用例上进行了实验对比,结果表明算法SMOGA能够更加有效地解决该问题。
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基于网格聚类的热点路径探测
吴俊伟,朱云龙,库涛,王亮
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  274-282.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501040
摘要 ( 756 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1021KB) ( 549 )  
针对现有热点路径探测算法需要路网拓扑结构的支持,以及难以准确识别热点路径的复杂耦合现象的问题,提出了一种基于网格聚类的热点路径探测算法。算法将移动轨迹映射为网格序列,以邻接网格间的共有轨迹量来定义网格间的密度可达性,并据此将网格分划抽象为图模型。然后以图论中的相关理论为基础提出了网格聚类算法GridGrowth,即热点路径探测算法。实验结果表明:本文算法能有效探测热点路径,且能准确识别热点路径的复杂耦合现象。
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基于数据分布的快速灰关联分析
代劲,胡峰,刘歆
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  283-290.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501041
摘要 ( 642 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(814KB) ( 403 )  
从灰关联分析中最核心的灰关联度构造及相应的挖掘算法出发,结合正态分布的普适性,提出了一种体现数据分布特点的正态灰数,并给出了相应的灰度及灰关联度计算方法。在此基础上,构建了一种多粒度无监督的快速灰聚类方法,无需先验知识即可完成自动聚类。通过实验验证了本文方法的有效性,为大数据下灰关联分析的进一步发展提供了新思路。
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连续相位调制信号的载波相位软同步算法
周相超,薛睿,赵旦峰,付芳
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  291-296.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501042
摘要 ( 620 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(678KB) ( 425 )  
针对连续相位调制(CPM)信号载波相位同步困难的问题,提出一种通用的CPM信号的载波相位软同步算法。在CPM调制信号的Rimoldi分解的基础上,基于最大似然准则和EM算法推导了载波相位的软同步算法,该算法将解调器与同步器联合,利用CPM软解调器输出的软信息进行载波相位估计。仿真结果表明,该算法能够得到接近修正克拉美罗限的载波相位估计,并获得近似理想的误码率性能。
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无线Mesh网络负载与干扰感知传输时间路由度量
王继红,石文孝,尚硕,许银龙,李玉信,王春悦
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  297-303.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501043
摘要 ( 650 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(447KB) ( 705 )  
提出了无线Mesh网络负载与干扰感知传输时间LIATT(Load and interference-aware transmission time)路由度量,有效继承了CATT(Contention aware transmission time)和INX(Interferer neighbors count)路由度量统一描述流内和流间干扰的优势。LIATT使用节点处的缓存队列长度捕捉负载,使用邻区平均负载强度捕捉干扰,实现有效的网络负载均衡与干扰感知,避免将数据包路由到网络负载和干扰较重区域而导致拥塞的问题。利用NS-2仿真软件进行的性能评价表明:本文路由度量能有效实现网络负载均衡,提升网络整体性能。
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基于时空兴趣点的单人行为及交互行为识别
王世刚,孙爱朦,赵文婷,惠祥龙
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  304-308.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501044
摘要 ( 544 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(617KB) ( 440 )  
本文方法首先从视频中提取出代表足够运动信息的时空兴趣点,并通过人体前景剪影连通性分析判别时空兴趣点的点集范围。然后对每个视频的兴趣点样本进行高斯混合聚类生成时空单词。最后对时空单词进行训练得到每个行为的高斯混合模型用于人体行为的识别。该方法既可用于单人行为识别也可用于双人行为识别。在行为库上的实验结果证明了该方法有较高的正确率。
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符合人眼视觉感知特性的改进PSNR评价方法
赵岩,孟丽茹,王世刚,陈贺新
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  309-313.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501045
摘要 ( 732 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(716KB) ( 467 )  
针对重构立体图像的视觉感知效果较好,而峰值信噪比(PSNR)值却很低的问题,提出一种基于加权滤波、隶属度函数以及滑动窗的方法来改进PSNR值,使其符合人眼视觉感知特性。实验结果表明,经本文方法改进的PSNR值与人眼视觉感知特性一致,从而提高了PSNR评价方法在立体重构图像中的通用性。
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基于平方根容积卡尔曼滤波的目标状态与传感器偏差扩维联合估计算法
刘瑜,何友,王海鹏,董凯
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  314-321.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501046
摘要 ( 542 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(682KB) ( 358 )  
针对传感器存在系统偏差条件下的三维目标跟踪问题,基于高斯求积规则与三阶球面-径向容积规则,设计了基于平方根容积卡尔曼滤波的目标状态与传感器系统偏差扩维联合估计算法(Augmented state squared-root cubature Kalman filter, ASSRCKF)。仿真分析表明,ASSRCKF不仅避免了扩维扩展卡尔曼滤波算法因模型线性化误差易导致滤波发散的问题,且克服了扩维不敏卡尔曼滤波算法在高维系统中数值不稳定的缺点,算法实时性好,能更加有效地解决带有系统误差的非线性状态估计问题。
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基于光滑0范数的图像分块压缩感知恢复算法
王宏志,王贤龙,周婷婷
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  322-327.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501047
摘要 ( 579 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(668KB) ( 486 )  
结合维纳滤波器的光滑PL分块压缩感知恢复算法(BCS-SPL)可以去除图像分块压缩感知块效应,但是收敛速度慢,尤其是在低采样率条件下,为此将BCS-SPL算法与光滑0范数压缩感知算法(SL0)相结合提出一种基于光滑0范数分块压缩感知算法(BCS-SSL0PL)。通过对不同图像对比BCS-SPL和BCS-SSL0PL算法的恢复效果和恢复时间、信号恢复迭代次数,可以证明BCS-SSL0PL在较低采样率条件下能以较少的迭代次数,较快的恢复时间获得与BCS-SPL相当的恢复效果,而且与BCS-SPL相比,BCS-SSL0PL对不同的采样率恢复时间变化不大,方便于不同场合的应用。对比两种算法恢复图像的细节,BCS-SSL0PL算法还能改善低采样率条件下恢复图像的块效应。
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基于量化噪声谱分析的ADC无杂散动态范围
康荣宗,田鹏武,于宏毅
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  328-334.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501048
摘要 ( 711 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(815KB) ( 420 )  
针对模拟数字变换器(ADC)无杂散动态范围(Spurious free dynamic range, SFDR)性能评估受测量方法和测试参数限制,导致测量偏差较大的问题,分别从量化和采样两个角度出发,在对ADC的量化噪声谱分析的基础上,通过数学推导给出了理想的ADC在不同量化比特条件下的无杂散动态范围的理论上界。同时分析阐明了SFDR性能和输入信噪比之间的关系;并进一步分析了在不同采样频率条件下,ADC输出信号离散谱的特点及其对无杂散动态范围性能的影响,并结合傅里叶分析测试法验证了推导结果的正确性。
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基于频率响应屏蔽的窄过渡带信道化接收机
陈涛,王莹,刘勇,吴迪,刘鲁涛
吉林大学学报(工学版). 2015 (1):  335-340.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501049
摘要 ( 641 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(683KB) ( 511 )  
针对信道数目增加和过渡带要求过窄带来的原型滤波器设计复杂度过高的问题,提出了一种新的窄过渡带信道化滤波器组设计方法。利用频率响应屏蔽技术(FRM),对原型半带滤波器进行插值得到窄过渡带,对原型屏蔽滤波器进行频谱搬移生成上、下支路屏蔽滤波器,对上、下支路合并得到窄过渡带滤波器,利用滤波器调制、多相滤波和相邻频带合并得到窄过渡带的滤波器组。最后通过Matlab进行8信道的设计实例验证了此结构的有效性。
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