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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
    逸夫教育大楼B823室
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2015年, 第45卷, 第6期 刊出日期:2015-11-01
论文
基于无源理论的线控转向汽车稳定性控制
何磊, 马伯祥, 郑宏宇, 王祥
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1737-1742.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506001
摘要 ( 675 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1002KB) ( 1202 )  

为了解决线控转向系统受传感器精度及信号噪声等因素影响引起的系统控制失稳问题,利用无源理论,从能量角度分析系统,设计了无源控制器,保证了线控转向系统的控制稳定性。以机械转向系统的无源性分析为基础,对线控转向系统进行无源性分析。确定线控转向系统易呈现有源状态的部分,针对该部分设计无源控制器,保证其无源性,完成系统的稳定性控制,并通过实车试验对方法的有效性进行验证,结果表明:利用无源理论设计的无源控制器能够保证线控转向系统控制的稳定性。

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基于驾驶意图的插电式混合动力汽车能量管理策略
秦大同, 杨官龙, 胡明辉, 刘永刚, 林毓培
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1743-1750.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506002
摘要 ( 473 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1737KB) ( 686 )  

为了使插电式混合动力汽车(PHEV)在不同驾驶意图下合理使用电池电能以获得更好的能耗经济性,采用模糊推理控制器识别驾驶员意图,依据混合动力系统的动力耦合方式、电池荷电状态(SOC)及发动机特性曲线进行工作模式划分,建立能耗经济性目标函数,运用瞬时优化方法进行发动机和电机转矩分配,在此基础上提出了基于驾驶意图的能量管理策略。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建整车模型,在新欧洲驾驶循环(NEDC)工况下进行仿真分析,结果表明:采用该能量管理策略可以实现发动机和ISG电机的优化控制,使发动机的工作点总体运行在高效区;与电量消耗(CD)-电量维持(CS)模式的能量管理策略相比,百公里油耗降低了8.24%。通过整车道路试验对所提出的能量管理策略的有效性进行验证,结果表明:采用该能量管理策略的插电式混合动力汽车的百公里油耗较原汽油车降低32.93%。

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逆子结构传递路径分析方法
莫愁, 陈吉清, 兰凤崇
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1751-1756.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506003
摘要 ( 442 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(899KB) ( 497 )  
利用整车系统和子结构频响函数计算动力总成悬置动刚度,对振动信号进行小波降噪处理,结合工况振动参数计算载荷,然后进行振动或噪声传递路径分析。以一款微型客车为对象对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法与传统传递路径分析方法的精度相仿,但效率比传统方法提高了约50%。
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基于H的车辆横向运动鲁棒控制
钱立军, 胡伟龙, 辛付龙, 邱利宏
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1757-1762.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506004
摘要 ( 354 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(862KB) ( 702 )  
为了实现车辆在横向运动过程中的精确控制,提出了一种车辆横向运动鲁棒控制器。通过控制输入转向系统控制器中转角的大小得到理想的车辆质心横向加速度,实现鲁棒稳定和较小的控制误差。首先根据车辆二自由度模型、转向系统摄动、道路摄动建立广义状态方程,再对广义状态方程进行回路变换,求出控制器,最后进行稳定性分析和试验验证。所得的控制器参数随车速变化而变化,且控制器的设计比其他的变参数控制器设计要简单。稳定性分析结果表明,控制器使得系统内部稳定;实车验证结果表明,控制器能够使车辆横向运动的质心加速度误差控制在0.1 m/s2以内。
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多方式诱导下通勤出行链交通方式组合选择行为模型
赵丹, 邵春福, 王军利, 李娟, 王博彬
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1763-1770.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506005
摘要 ( 348 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(722KB) ( 580 )  
从出行链的角度出发研究多方式诱导信息对通勤出行方式选择的影响。通过RP&SP调查获取通勤者的实际和意向出行链数据,建立了综合考虑尺度系数差异、非显化异质性效应和参照依赖效应的mixed logit模型,并设计仿真方法求解。结果表明,尺度系数差异解释了RP数据与SP数据融合时隐含的方差差异;异质性和参照依赖效应的引入可以度量偏好差异较大的随机变量的影响程度,反映随机变量的偏好分布;综合考虑3种因素的mixed logit模型比多项logit模型和普通mixed logit模型的精度高,解释能力更强。参数标定结果表明:多方式诱导信息服务对引导小汽车通勤出行链转向其他交通方式有积极作用,有利于从源头上缓解道路交通拥堵。
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面板数据模型分析及交通事故预测
孙璐, 徐建, 崔相民
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1771-1778.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201606006
摘要 ( 385 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(602KB) ( 835 )  
构建了一种基于面板数据的空间非集计模型——负二项面板模型,包括混合效应、固定效应和随机效应3种类型,以同性质路段为研究单元,选取道路线形、交通特性、土地利用和降雨量等影响因素,利用事故率比例指标IRR,分析和预测未受伤事故、受伤事故、死亡事故和事故总数等4种类型事故,并通过F检验和Hausman检验以及对数似然值和离差信息准则DIC,对比分析3种类型模型的拟合效果。发现协变量对各类型交通事故的影响作用和统计显著性不尽相同,如限速每增加1.609 km/h(1 mile/h),未受伤事故、受伤事故、事故总数分别减少3.89%、2.24%和2.79%,而死亡事故增加6.38%。研究结果表明:负二项面板固定效应模型比混合模型和随机效应模型更优,另外越严重的事故,模型拟合效果越好。
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基于分段思想的变截面连续梁桥动力特性计算
刘寒冰, 时成林, 谭国金, 王华, 黄彬
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1779-1783.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506007
摘要 ( 357 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(636KB) ( 390 )  
对连续梁桥的每一跨进行分段,采用待定系数表示每一段的振型函数,并且依据段间的连续条件建立每一跨内待定系数的传递方程。依据全部边界条件和传递方程,形成全桥待定系数的求解方程,通过对待定系数方程的求解便可计算出桥梁的自振频率和振型。最后,采用该方法对一座连续梁桥的动力特性进行求解,验证了该方法的有效性和可靠性。
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预应力混凝土梁板体系有效翼缘的理论分析及试验
肖湘, 黄恩厚, 尼颖升
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1784-1790.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506008
摘要 ( 282 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(780KB) ( 747 )  
研究了变分法分析预应力框架梁的解析解,结合较为典型的预应力框架结构的试验,探讨预应力混凝土梁的有效翼缘宽度的取值。研究表明:预应力混凝土梁的等效宽度能够描述真实的受力状态,在实际工程中,预应力混凝土要进行短暂状态的应力计算;预应力会改变混凝土楼面荷载的双向传递规律。本文的结果能为预应力混凝土梁板体系的设计及计算提供参考。
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粘土的动力特性试验
赵玉, 李衍赫, 张培, 赵科, 刘伟超
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1791-1797.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506009
摘要 ( 410 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(986KB) ( 285 )  
通过GDS动三轴试验,以某实际工程场地粘土为研究对象,研究了粘土的动模量和阻尼比特性。研究结果表明,1/Edd关系曲线可近似用直线方程来描述,固结围压与振动频率对阻尼比的影响较小,而随固结比的增大,阻尼比曲线呈现跳跃式变化。通过对各试验参数建立一定精度范围内的经验公式,发现(Edmax/Pa·kc)-(σm/Pa)关系曲线进行归一化处理后可采用直线方程来描述,(λddmax)与(1-Gd/Gdmax)关系曲线进行归一化处理后可用幂函数来描述,其归一化方程使用方便,可为实际工程应用提供参考。
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加载条件对车用发动机瞬态工况性能的影响
田径, 刘忠长, 张文杰, 张龙平
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1798-1803.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506010
摘要 ( 274 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1108KB) ( 363 )  
在一台增压柴油机上探讨了恒转速、不同起始负荷以及相同加载范围下不同转速对发动机加载过程中燃烧及排放性能的影响。试验结果表明:在转速一定的条件下,相较于高怠速起始负荷的加载过程,起始负荷为部分负荷时加载过程中进气的响应性及缸内燃烧过程有一定程度的改善,碳烟排放量变化较小,而NOx的排放量变化较为明显,增幅变化是高怠速起始负荷NOx排放量的80%;转速不同的条件下,相较于高恒定转速,低恒定转速的瞬变过程中烟度的恶化程度急剧增大,NOx的改善程度提高。
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车辆选择性催化还原系统固态还原剂分解特性
马军彦, 曲大为, 李君
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1804-1810.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506011
摘要 ( 292 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1115KB) ( 479 )  
通过理论分析、热重实验、平衡压实验,对比了碳酸氢铵、碳酸铵、氨基甲酸铵3种铵盐的氨含量、分解温度、分解速率等特性。得出以下结论:氨基甲酸铵的氨含量最高,碳酸铵次之,碳酸氢铵最小;氨基甲酸铵和碳酸铵在室温下就开始分解,碳酸氢铵加热到100 ℃时只分解了5.6%;氨基甲酸铵在低于90 ℃时比碳酸铵分解速率快,在相同时间和温度下,氨基甲酸铵能产生更多的氨气;碳酸铵和氨基甲酸铵的分解平衡压相当,两者都是SCR系统还原剂的优良来源,氨基甲酸铵优势更明显。
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地能利用热泵系统模型计算及其多年运行工况分析
齐子姝, 高青, 刘研, 白莉
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1811-1816.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506012
摘要 ( 245 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1249KB) ( 266 )  
提出了地能利用热泵系统模型计算方法,通过对严寒地区一地源热泵实际工程的运行工况进行测试,验证了该计算方法的可靠性,并利用该计算方法预测该工程多年运行过程及能耗。经计算若不采用辅助供热方式或措施,将无法保证系统多年正常运行,因此通过可控因素分析计算,提出了改善运行工况的有效方案,保证了地能利用技术的可持续性应用。
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负荷传感优先阀建模及仿真分析
刘昕晖, 李倩雯, 陈晋市,, 张鹏, 牛平杰
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1817-1824.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506013
摘要 ( 312 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1718KB) ( 434 )  
介绍了某型号负荷传感静态优先阀的结构和工作原理,通过完整的数学模型和系统传递函数框图定性地分析了影响优先阀转向流量响应的重要参数,建立了其AMESim仿真模型,对优先阀在不同输入条件下的转向流量动态响应进行定量仿真分析,并对优先阀结构的关键参数进行了优化。对比仿真与实验结果发现,仿真模型准确反映了优先阀的输入输出特性。仿真分析表明,优先阀LS和R阻尼孔的大小对转向流量动态响应有很大影响,适当增大其直径可以提高系统性能。
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双定子单作用液压马达转子径向受力特性
闻德生, 刘巧燕, 刘忠迅, 高俊峰, 周瑞彬
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1825-1830.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506014
摘要 ( 286 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1008KB) ( 468 )  
双定子单作用液压马达有内外马达分别单独工作、内外马达联合工作、内外马达差动工作4种工况,分析了不同工况下转子的受力状况及奇、偶叶片数对转子受力的影响,推导出了各工况下转子受力的表达式,同时根据液压马达样机参数采用MATLAB对转子受力情况进行了仿真。结果表明:转子在4种不同受力状态下所受径向力都在一定范围内做周期性的变化,与传统叶片马达相比,双定子马达转子径向受力较好,且奇数叶片时的转子受力状态更好,为双定子单作用液压马达变量机构的设计奠定了理论基础。
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月基二维转台轴承预紧力和系统刚度计算
王智
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1831-1835.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506015
摘要 ( 294 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(366KB) ( 224 )  
为了研究在转台结构形式确定的情况下,轴承预紧力与系统刚度的关系,分析了轴承预紧力、轴承刚度和轴系刚度之间的关系,推导了轴承预紧力与轴系固有频率之间的计算公式,并通过有限元分析的方法获得了轴承预紧力与系统固有频率的关系曲线。通过对二维转台固有频率的测试,验证了该方法的正确性,同时为轴承最佳预紧力的确定提供了一个有效的方法。
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基于总线控制的面齿轮复杂曲面加工技术
王延忠, 侯良威, 吕庆军, 赵兴福, 吴灿辉
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1836-1843.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506016
摘要 ( 235 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2017KB) ( 456 )  
提出了一种基于EtherCAT总线的开放式多轴联动数控机床控制方式,研制了面齿轮专用数控加工设备。以面齿轮成形原理为基础,分析了蜗杆滚刀和碟片铣刀加工面齿轮的原理和方法,进行面齿轮数控加工坐标转换和刀位计算。给出了基于机床结构的面齿轮数控加工等价方法,进行面齿轮试件加工试验,通过pmm-c700三坐标测量机对试件产品进行齿面检测,得到面齿轮齿面点法向偏差范围,符合面齿轮齿型特点要求。验证了机床结构和加工方法的可行性,为面齿轮的工程化应用奠定了基础。
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论文
救援井用大直径贯通式潜孔锤及钻头的研制
甘心, 殷琨, 何将福, 殷其雷
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1844-1851.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506017
摘要 ( 295 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1627KB) ( 901 )  

研制了大直径贯通式潜孔锤及反循环钻头,并进行模拟仿真电算及现场试验。试验结果表明:潜孔锤最高钻进效率可达6 m/h;平均钻进效率为4.5 m/h,且反循环排渣顺畅、井底无沉渣、成井质量好,可以解决大直径应急救援井的碎岩和排渣两大难题,能够充分满足应急救援井对钻进效率和成井质量的要求。

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基于Yoshida-Uemori模型的TRIP800高强钢回弹分析
张志强, 贾晓飞, 袁秋菊
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1852-1856.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506018
摘要 ( 404 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(969KB) ( 735 )  
利用自行研制的试验装置进行了TRIP800高强钢的平面拉伸压缩试验,建立了TRIP800高强钢Yoshida-Uemori(Y-U)硬化模型,并对该模型进行了验证。在此基础上,进行了U形件冲压回弹分析,结果表明:基于Y-U材料硬化模型的U形件回弹比等向硬化模型具有更大的回弹值。
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基于多种步态的德国牧羊犬下肢关节角
钱志辉, 苗怀彬, 任雷, 任露泉
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1857-1862.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506019
摘要 ( 394 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(955KB) ( 438 )  
以陆地四足动物-德国牧羊犬的前肢为研究对象,采用光学三维运动捕捉技术测试分析多种步态下犬足-地冲击过程中其前肢各关节的运动学特征,研究其前肢关节对地面冲击作用进行调整和适应的规律。关节运动时序、运动幅度及变化范围表明:牧羊犬通过前肢的多关节屈曲协调运动缓冲地面反力作用,相比掌-指关节,犬前肢肩关节、肘关节、腕关节在触地缓冲阶段的作用较明显;犬前肢的缓冲是一种多关节的时空协调运动,肩关节、肘关节、腕关节发挥屈曲缓冲作用的时刻不同,腕关节要早于肩关节,肩关节早于肘关节;同时发现,随着地面冲击作用力的增大,牧羊犬前肢指骨的初始触地角度也随之增长,这种适应性调整可能有利于延长足-地作用时间,进而减小地反力作用强度。
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仿牛角结构薄壁管吸能特性仿真分析
邹猛, 于用军, 张荣荣, 魏灿刚, 王会霞
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1863-1868.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506020
摘要 ( 369 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1246KB) ( 486 )  
为了提高薄壁金属管的耐撞性能,通过相似性分析,选择牛角作为生物原型。提取出决定牛角耐撞性能的结构特征参数,并应用到薄壁管的设计中,从而设计出一种具有牛角结构特征的仿生管。应用非线性有限元法对仿生管的变形模式和能量吸收进行了仿真分析,并与四晶胞锥管和普通圆锥管进行了对比,结果表明:在轴向碰撞时,仿生管的变形模式为渐进叠缩稳态变形,其比吸能为46.2 kJ/kg,分别比四晶胞锥管和普通锥管的比吸能提高了1.3和1.8倍,仿生管的耐撞性能随着芯体壁厚的增加而提高;在横向碰撞时,与四晶胞锥管和普通圆锥管相比,仿生管具有较高的耐撞性能,其比吸能为10.4 kJ/kg。将牛角结构特征应用到薄壁管的设计中,可以有效提高薄壁管的耐撞性能,为车辆吸能元件的研发提供参考。
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不同溶液对荷叶润湿性能的影响
杨卓娟, 王庆成, 高英, 门玉琢, 杨晓东
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1869-1873.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506021
摘要 ( 319 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(2036KB) ( 537 )  
研究了荷叶在不同pH值、不同浸润时间的酸(H2SO4)、碱(NaOH)、乙醇(C2H5OH)和丙酮(C3H6O)溶液浸泡后润湿性能的变化情况。结果表明:试验条件下,溶液酸碱度、浸润时间对荷叶与水的接触角无明显影响;对试验前、后荷叶样本扫描电镜(SEM)和场发射环境扫描电镜(ESEM-FEG)图片进行对比分析发现:荷叶表面微观形貌及表面蜡晶形貌均未见明显变化。对荷叶表面化学成分作用分析结果显示,酸、碱溶液与荷叶表面脂类成分(蜡晶)间的惰性反应是荷叶对酸、碱溶液不润湿的主要原因。经乙醇和丙酮溶液处理后的荷叶样本表面迅速失去超疏水特性而呈现亲水特征,其原因是荷叶表面脂类成分与醇类、酮类物质具有高度亲和性,从而改变了荷叶表面微观结构和脂类成分。
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基于多步时延的可重构机械臂并发故障分散容错控制
李元春, 周帆, 马天豪, 赵博
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1874-1880.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506022
摘要 ( 282 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(963KB) ( 273 )  
基于Lyapunov稳定性理论和可重构机械臂的模块化属性,针对非故障系统设计了分散反演神经网络控制器,并采用自适应神经网络系统补偿子系统关联项对系统控制精度的影响。通过引入一阶滤波器将传感器故障转化成伪执行器故障,从而得到增广故障子系统模型,进而采用多步时延技术补偿并发故障,实现容错。两种不同构形的2-DOF可重构机械臂系统的仿真结果表明了所设计分散容错控制方法的有效性。
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基于模糊自适应的BP神经网络动态行驶车辆车长测算
李寿涛, 田微, 郭鹏程, 马用学, 张浩, 王楠
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1881-1886.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506023
摘要 ( 283 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(572KB) ( 333 )  
在对绿色通道检测系统实测大量数据分析及实验研究的基础上,提出了一种在车辆动态行驶过程中运用BP神经网络进行车长测算的方法。该方法通过模糊自适应的方式调节BP神经网络的学习率以加快算法的收敛速度。本文将该方法应用于吉林省省际收费站的绿色通道检测系统中,通过对绿通车辆大量的实车数据的测试与验证,结果表明本文所提测算方法能够有效地提高在车辆动态穿行过程中车长的测算精度。
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论文
加入虚拟标签的射频识别室内定位算法
陈增强, 国峰, 牛攀峰, 张青
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1887-1894.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506024
摘要 ( 343 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1434KB) ( 433 )  

在路标(LANDMARC)定位算法的基础上,提出把多个参考标签作为一个整体来与待定位标签比较RSSI值,先找出待定位标签所在的区域范围,并在此区域范围内线性添加一些虚拟参考标签,最后通过加权估计来确定待定位标签的位置坐标。仿真实验和硬件测试结果表明:改进后的算法在没有增加任何硬件成本的同时,具有更好的稳定性和抗干扰性,并且定位精度也有显著提高,更适用于室内定位。

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离散事件触发非线性网络化控制系统鲁棒容错控制
曹慧超, 李炜
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1895-1905.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506025
摘要 ( 260 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(751KB) ( 336 )  
首先建立了集网络时变时延、执行器饱和约束及故障、离散事件触发条件于一体的不确定非线性闭环故障网络化控制系统(NCS)模型。然后应用Lyapunov稳定性理论和时延分段技术,结合改进的Jensen积分不等式和互反凸组合引理,推证出了闭环故障NCS稳定的时滞且事件依赖不变集充分条件,并给出了鲁棒容错控制器与离散事件触发条件权矩阵的协同设计方法。最后,通过一个仿真算例验证了本文方法不仅能使基于离散事件触发通信机制(DETCS)的NCS对故障有效容错,而且可通过触发参数的适当选取来节省有限的网络资源。
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考虑摩擦特性的机器人柔性关节鲁棒控制器设计
陈健, 葛连正, 李瑞峰
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1906-1912.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506026
摘要 ( 279 )   RICH HTML ( 2 )   PDF(996KB) ( 557 )  
针对非线性摩擦特性对柔性关节机器人控制性能的影响,提出了采用H鲁棒原理设计控制器的方法。采用描述函数方法在频域分析非线性摩擦的描述函数,将非线性摩擦因素表达为相对于名义模型的逆加性不确定性。依据控制性能要求选取合理的控制量、噪声抑制和跟踪误差加权函数,将其转换为LMI最优问题进行求解。时域仿真结果表明:所设计控制器不仅具有鲁棒性能,并且具有快速、准确地跟踪轨迹指令的能力以及抑制干扰的作用。
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基于“三步法”的柴油机urea-SCR系统控制设计
赵靖华, 陈志刚, 胡云峰, 陈虹
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1913-1923.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506027
摘要 ( 314 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1316KB) ( 305 )  
为了同时实现较高的NOx转化率和较低的氨逃逸,提出了一种新颖的面向控制的urea-SCR模型,基于三步非线性控制方法——“三步法”设计了控制器。该控制器能够调节时变参数的非线性系统,跟踪理想的氨覆盖率目标。针对测量噪声和系统的不确定性,研究分析了该闭环系统的稳定性。研究基于精确enDYNA模型,在FTP75瞬态测试循环条件下,与蒙特卡罗随机参数法选取的最优PID控制器对比表明,所提出的控制策略具有很大优势。
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基于重复-自抗扰控制的航空光电稳定平台控制系统设计
魏伟, 戴明, 李嘉全, 毛大鹏, 王昊
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1924-1932.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506028
摘要 ( 274 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1191KB) ( 517 )  
分析了航空光电稳定平台模型并利用电流环使平台模型简化为K/s。阐述了影响平台稳定性的扰动以及抑制扰动的方法。介绍了平方滞后超前控制原理及其优缺点。根据重复控制器以及自抗扰控制器的优点,将它们组合搭建控制系统,并在振动平台上进行速度稳定和目标跟踪试验。结果表明:与传统的控制器相比,用本文控制方法得出的扰动隔离度至少提高了6.28 dB;所设计的系统在符合工程需求的范围内,具有很强的实用性和鲁棒性,对实际工程控制器设计具有一定的参考价值。
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基于向量的鲁棒分数阶比例微分控制器参数求解算法
王春阳, 蔡年春, 李明秋, 刘雪莲
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1933-1940.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506029
摘要 ( 262 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(799KB) ( 271 )  
以分数阶比例微分(FOPD)控制器为例,详细地论述了基于向量的鲁棒FOPD控制器参数求解过程,证明了该方法求解的控制器参数具有唯一性,并编写了基于MATLAB环境下FOPD控制器参数求解算法程序,实现了面向不同相位裕度、不同穿越频率以及不同被控对象的鲁棒FOPD控制器系统校正。结果表明,本文算法不仅简化了控制器参数求解过程,减少了计算量,而且求得的控制器参数唯一且有效。
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面向可靠感知的传感网节点部署优化算法
刘军, 程良伦, 王涛, 王建华
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1941-1945.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506030
摘要 ( 284 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(620KB) ( 303 )  
首先推导出确定部署时基于V剖分感知误差最小,定义各个节点分区的覆盖权值。然后基于感知节点覆盖权值和虚拟力思想提出了一种部署优化算法,在确保感知不确定性最小化的同时保证网络连通性。最后仿真比较了在不同节点密度以及不同事件优先级下算法的部署性能,结果表明,本文提出的部署算法相比于其他算法能够有效地实现对热点区域的优化部署,保证较小的感知误差。
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基于加权二分图模型的APP信息传播特性
吴潇, 聂啸, 刘晓辉, 高诗梦, 曲冠南, 钮艳
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1946-1953.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506031
摘要 ( 285 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1354KB) ( 569 )  
采用复杂网络中的加权二分图模型方法对用户和APP的访问关系进行建模,基于国内某移动运营商国际出入口网关上采集的2014年部分真实通信日志大数据,研究了各类信息传播范围、用户访问行为特性、集中访问时段分布、访问关联性等方面的APP数据传播特性。结果表明:用户访问APP日志的二分图以及APP关联图,可用于特定信息传播渠道发现、消息溯源、用户群刻画、实时传播监测等。
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论文
多角度特征融合的视频人脸纹理表示及识别
王玉, 申铉京, 陈海鹏, 谭颖
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1954-1960.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506032
摘要 ( 551 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1019KB) ( 662 )  

提出了一种在Gabor变换幅值域内提取3个正交平面上的局部二值模式的多角度特征融合的视频人脸纹理表示及其识别方法。首先对视频帧集合中归一化的每幅人脸图像进行不同尺度和方向的Gabor小波变换得到增强的Gabor幅值图谱。然后采用3个正交平面上的局部二值模式提取视频纹理特征。最后采用基于Fisher加权的Chi平方概率统计最近邻方法进行视觉人脸识别。通过在Honda/UCSD视频库进行的相关实验,验证了算法的有效性,该方法对光照变化、表情变化等具有较好的鲁棒性。

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具有最优簇规模的传感网不等簇数据收集协议
宋晓莹, 温涛, 郭权, 张冬青, 盛刚
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1961-1973.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506033
摘要 ( 213 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1692KB) ( 255 )  
针对无线传感器网络的能量空洞问题,提出了一种具有最优簇规模的无线传感器网络不等簇的数据收集协议(UCPOCS)。首先,UCPOCS协议运用定时广播代替传统的消息协商机制竞选簇首。其次,利用候选簇首的位置信息从理论上获得最优簇半径对网络进行不等簇的划分。然后,簇首间多跳路由机制根据其相邻簇首的剩余能量等3种信息选择其中继节点,使UCPOCS能够适用于均匀和非均匀节点分布情况。最后,仿真结果表明UCPOCS协议能够有效地均衡网络能量消耗,延长网络寿命。
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面向高铁钢轨应力广域监测的无线传感网系统架构及性能测试
王立鼎, 岳国栋, 徐征, 刘冲, 陈义, 赵悦璇, 王天娆
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1974-1979.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506034
摘要 ( 300 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1553KB) ( 357 )  
建立了一种应用在高铁钢轨应力监测的无线传感网系统组成架构,它由数据采集层、通信及控制层、数据存储及分析层组成。提出了多传感节点信息的并行传输及处理方法,用于解决数据完整性和网络拓扑结构变化的即时响应等问题。利用关系型数据库和数据分析机构建数据存储和管理模式,管理及分析连续生成的数据。设计了“元信息捕获-本体映射-数据查询-数据获取-数据可视化”交互操作数据流,以实现设备分布和传感数据可视化。最后,在课题组架设于中国铁道科学研究院的钢轨应力监测无线传感网平台上,对建立的系统架构进行了性能测试,试验结果表明:系统架构应用在无线传感网上,丢包率小于5%,时延小于1 min,能够满足高铁钢轨应力分布式监测的需求。
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基于Agent的数控系统信息集成方法
陆小虎, 于东, 胡毅, 姚壮
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1980-1986.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506035
摘要 ( 263 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1585KB) ( 564 )  
为了实现网络化环境下制造设备的管理和远程监控,提出了开放网络环境中的数控设备信息集成方法,包括数控系统联网方式、设备的信息模型和信息交互流程。该方法采用代理作为机床的网络接入端口,针对机床的结构多样性和传感器多样性的特点,建立了分层次可扩展的机床信息模型,通过Internet传输数控系统的结构化信息。设计了网络环境下的车间信息管理系统,实现了机床加工数据的可视化和机床利用率的统计。在实际的加工车间对所提出的数控系统信息集成方法的有效性进行验证,结果表明,该方法能够方便、可靠地实现网络环境中数控系统的信息集成,并且具有可扩展性。
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新的闭式通用浮雕变换解算法在三维表面检测中的应用
林欣堂, 李艳东, 吴攀超
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1987-1993.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506036
摘要 ( 269 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1004KB) ( 404 )  
使用光度立体视觉法对物体表面形状进行检测时,往往需要解决通用浮雕变换(Generalized bas-relief, GBR)中参数解算及含有镜面、阴影等干扰的非朗伯目标表面这两个主要问题。针对非标定光度立体视觉中GBR参数的解算问题,提出了一种基于局部极大灰度值点的闭式解算法。与已有GBR解算方法相比,本文提出的算法只需要进行二元二次方程组的闭式计算,无需寻优或迭代过程,在计算速度及精度上有较大提高。对于非朗伯表面问题本文主要采用分割方法,还引入了主要成分分析法进一步去除干扰,使本文提出的闭式解算法能够满足使用条件。最后通过对实物目标的三维检测验证了本文算法的高效性。
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基于小波空间特征谱熵的数字图像识别
肖钟捷
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1994-1998.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506037
摘要 ( 430 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(961KB) ( 585 )  
针对目前数字图像识别准确率不高的问题,重点研究了基于小波空间特征谱熵的图像特征提取方法。该方法利用小波变换前后能量不变的原理,构造小波能量模式矩阵,对该矩阵进行奇异值分解,并求取了奇异值的特征谱熵作为图像的特征。实验结果表明,本文提出的图像特征提取方法能够获得很高的图像正确识别率,证明了该方法的有效性和实用性。
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双目视觉脉搏测量系统中的相机同步采集方法
林冬梅, 张爱华, 沈蓉, 王平, 杨力铭, 陈晓雷
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  1999-2006.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506038
摘要 ( 372 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1385KB) ( 692 )  
基于千兆以太网实现了连接在同一台计算机上的两部相机同时工作。采用一个即插即用的数据采集模块作为同步触发信号发生器,利用LabVIEW编程产生两路具有指定周期的同步脉冲信号,用于触发两部相机同步工作。采用Microsoft Visual C++编写相机同步采集软件,实现了两台相机间的同步图像采集及自动存储。同步帧率达到18 帧/s,为课题组的双目视觉脉搏信息测量研究奠定了基础。
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月球数据预处理工作流模型的构建及应用
谭旭, 刘建军, 李春来
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2007-2013.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506039
摘要 ( 251 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1449KB) ( 390 )  
为了改善算法研究过度依赖软件开发的现状,在月球探测数据处理工作中引入了科学工作流技术。首先,提出了一个改进的工作流元模型。该模型基于数据流建立处理过程,扩展了数据模型和过程模型。然后,对扩展后的数据模型和过程模型进行了设计:引入数据产品生成树,建立了数据之间的联系;对数据进行了封装和分层,便利了建模工作;基于有向无环图建立过程模型,特别是对于数学公式的描述,用语义建模替代图形化建模,降低了数学公式在有向无环图中建模的复杂性。最后,以嫦娥三号的数据预处理案例对模型进行了验证,结果表明该模型可以很好地解决探月工程数据预处理的灵活性问题。根据该模型研制的原型软件已在月球探测工程中得到了应用。
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视频云中基于时间约束的延展性带宽预留策略
张海旸
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2014-2019.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506040
摘要 ( 203 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(686KB) ( 233 )  
针对视频云中大规模视频流服务,带宽提前预留存在阻塞率高、带宽利用率低等问题,提出了一种基于时间约束的延展性带宽预留策略。利用视频流服务对带宽资源需求的可伸缩性,定义了有限延展带宽预留模型。基于此模型提出基于时间约束的带宽碎片调整策略,以减少碎片率。鉴于视频流多径服务的特点,提出多径模式下的预留算法,以提高预留成功率。实验结果表明:与其他带宽预留策略相比,本文方法可以在保证视频服务QoS的前提下,获得更低的带宽预留阻塞率。
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航空瞬变电磁反演中灵敏度的快速高精度计算
王琦, 林君, 于生宝, 王凌群, 李冰冰, 朱凯光
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2020-2025.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506041
摘要 ( 272 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(996KB) ( 349 )  
为了满足在航空电磁反演迭代过程中灵敏度的计算要求,提出了多步长差分累加算法,以差分代替微分计算,用差分步长系数控制累加次数,通过多个步长中心差分结果的累加平均,实现了灵敏度的快速高精度计算。计算了多组大地模型灵敏度,结果表明:差分步长系数选取10,灵敏度矩阵元素的误差均可控制在0.1%以内。与传统中心差分方式和解析法进行对比分析,得到多步长差分累加算法在计算精度上优于中心差分方法;在计算速度上优于解析法,对于15层大地模型,计算速度提高5倍。最后,通过航空瞬变电磁反演仿真实例,证明了该算法能够满足航空电磁海量数据对反演精度和反演速度的要求。
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PSBP在高密度电阻率法二维反演中的应用
高明亮, 于生宝, 郑建波, 徐畅, 张堃, 栾卉
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2026-2033.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506042
摘要 ( 299 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1790KB) ( 480 )  
针对神经网络算法在非线性反演中容易陷入局部极小、收敛慢、反演精度差等问题,提出了将粒子群优化(Particle swarm optimization)算法与BP神经网络(Back propagation neural networks)进行混合反演(简称PSBP)。最后,通过经典的地电模型对本文方法的有效性进行验证,结果表明,本文方法与线性反演方法、BP神经网络反演方法对比,具有明显的优势,并取得了很好的反演结果。
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核磁共振测深环境电磁噪声测试系统的设计及实现
田宝凤, 王悦, 张健, 吴佩霖, 周媛媛
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2034-2042.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506043
摘要 ( 283 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1960KB) ( 536 )  
设计并实现了基于混合信号处理器(Mixed signal processor 430, MSP 430)和现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)双控制器的拉莫尔频率范围内(1~3 kHz)的电磁噪声测试系统。该系统采用并联低噪声运放减小等效输入噪声,通过程控窄带滤波控制通带带宽和128级增益可调,实现了对复杂空间环境下电磁噪声信息的获取;FPGA内建NIOSⅡ软核搭建数据采集系统,基于SPI总线实现数据在SD卡中的高效、快速存储。通过对室内、外实测数据的分析,验证了该系统设计的有效性。
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基于频域正则维纳滤波的地震随机噪声压制
田雅男, 李月, 林红波, 徐学纯
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2043-2048.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506044
摘要 ( 186 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(2681KB) ( 563 )  
在原始目标函数基础上,通过构建附加噪声约束项和正则因子的约束函数的方式,提出了一种频域正则维纳滤波,同时引入信号幅度调节因子,在控制噪声压制强度的同时调节由滤波造成的有效信号损失幅度。此外,利用初至前噪声和含噪记录共同实现随机噪声的谱估计。仿真记录和实际数据的试验结果表明,新算法的滤波效果比中值滤波和传统维纳滤波效果好,信号偏差及有效信号衰减少,验证了新方法正则化思想的可行性和有效性。
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基于不同时延业务的中继正交频分复用系统资源分配算法
赵晓晖, 杨伟伟, 金晓光
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2049-2055.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506045
摘要 ( 228 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1024KB) ( 336 )  
针对同时包含有时延约束(DC)用户和没有时延约束(NDC)用户的异构系统资源分配问题,在基站和中继站功率分别约束的条件下,为保证DC用户的固定数据速率,同时最大化NDC用户的总数据速率,提出了一种自适应资源分配算法。该算法在子载波分配过程中,考虑了两跳中继链路子载波配对和不配对两种情况,在功率分配过程中,实现了最优功率分配。仿真结果表明,本文提出的资源分配算法可以在较低计算复杂度下取得良好性能。
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稳健的多跳频信号跟踪方法
尚佳栋, 王祖林, 周丽娜, 杨蓝
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2056-2061.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506046
摘要 ( 254 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(708KB) ( 414 )  
首先,采用t分布取代高斯分布来描述噪声,对信号的稀疏贝叶斯模型进行修正,减弱模型对脉冲噪声异常值的敏感性。然后,推导出一种多向量变分稀疏贝叶斯学习算法来求解修正模型,利用多个阵元的数据重构信号稀疏系数,提高了重构精度、改善了方法的跟踪性能。最后,设计试验对跟踪方法的性能进行仿真验证。试验结果表明,该方法在脉冲噪声下具有良好的稳健性和精确性。
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基于最小均方误差的单载波系统低复杂度频域迭代均衡
邹奇峰, 谭学治, 刘梅, 马琳
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2062-2068.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506047
摘要 ( 231 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(999KB) ( 512 )  
针对单载波频域均衡(SC-FDE)系统中迭代块判决反馈均衡(IBDFE)算法随迭代次数增加运算复杂度迅速提高的问题,提出了一种低复杂度频域迭代均衡算法。利用均方误差(MSE)准则对检测点误差信号进行分析,对确定的信道增益每次迭代的滤波器系数为定值,并通过在帧结构插入特殊字序列UW作为循环前缀来减小系统开销。理论分析和仿真实验结果表明:本文算法在较高信噪比下比传统的线性均衡性能更好,而在相同迭代次数时接近IBDFE算法性能且比IBDFE算法复杂度大大降低。
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改进的粒子滤波重采样算法
李娟, 刘晓龙, 卢长刚, 左英泽
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2069-2074.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506048
摘要 ( 434 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(828KB) ( 546 )  
针对粒子滤波算法粒子退化的问题,提出了分类重采样(CR)算法。根据重采样时筛选出粒子数目的多少采用不同类型的复制方案,并在有效粒子减少的情况下,及时补充新粒子。仿真结果表明:当选取的粒子数目较少或者仿真周期较长时,该算法相比较多项式重采样(MR)算法和系统重采样(SR)算法具有较小的均方根误差,且多次仿真得到的均方根误差(RMSE)的方差也相对较小,说明该算法在鲁棒性、持久性和稳定性方面有所改善。
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基于交互势函数和均场参数估计的分层MRF模型的纹理图像分割
李一兵, 杨鹏, 叶方, 刘丹丹
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2075-2079.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506049
摘要 ( 304 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(743KB) ( 295 )  
针对分层马尔科夫模型在用期望最大(EM)算法进行参数估计时,隐变量之间相互作用导致求期望值较难的问题,将均场理论应用到GMRF模型的系数估计中,使得模型的参数可以在不使用窗函数的情况下仅通过简单的线性方程即可求出。而对于固定势函数和变权重势函数不能表达图像区域间节点交互关系的缺点,提出了一种基于贝叶斯传播算法的交互势函数。试验结果表明:本文算法分割后的图像不仅具有良好的区域性,而且区域内部平滑,改善了传统小波域分层马尔科夫模型在分割区域内部存在混分的现象。
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可见光通信中低复杂度自适应广义空间调制算法
朱义君, 付红双, 蔡文炳
吉林大学学报(工学版). 2015 (6):  2080-2084.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506050
摘要 ( 250 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(692KB) ( 513 )  
针对可见光信道相关性较大的问题,以成对错误概率为依据提出了一种自适应广义空间调制(Adaptive GSM,AGSM)算法,发送端能够根据信道状态信息(Channel state information,CSI)对GSM系统中的天线组和各天线组的调制阶数进行联合优化以提高GSM算法的误码率性能。但由于该优化算法的运算复杂度较大,又提出了一种简便的自适应空间调制(Simplified AGSM,S-AGSM)算法,利用QR分解限制穷举搜索的空间,降低了优化算法的复杂度。仿真结果表明:在同样频带利用率的情况下,S-AGSM算法的误码率性能要优于GSM算法和只带有天线组选择的GSM系统,且复杂度远小于AGSM算法。
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