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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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2016年, 第46卷, 第3期 刊出日期:2016-06-20
论文
基于状态反馈的车辆底盘集成H鲁棒控制
李静, 张家旭
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  685-691.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603001
摘要 ( 491 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(683KB) ( 196 )  
采用二自由度车辆模型作为被控对象简化模型,提出了一种基于状态反馈的H鲁棒控制方法的车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和直接横摆力矩控制系统。直接横摆力矩控制系统基于HSRI轮胎模型的逆运算和PI控制实现。通过J-turn工况和正弦延迟工况对H鲁棒控制器进行仿真验证,结果表明,所设计的车辆底盘集成H鲁棒控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性。
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动力总成悬置系统的稳健设计
宋康, 陈潇凯, 林逸
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  692-699.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603002
摘要 ( 474 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(675KB) ( 196 )  
针对悬置刚度的不确定性对系统性能的影响,采用稳健设计理论对动力总成悬置系统进行优化设计,并在设计过程中引入全局优化算法和并行计算技术以提高计算效率。建立系统在曲轴坐标系、扭矩轴坐标系及车辆坐标系下的运动方程,并针对系统受到的各项激励分别提出模态规划方案。制定了首先应用全局优化算法搜索可行域,然后拆分可行域并应用并行计算技术执行稳健评价的设计流程。以某动力总成悬置系统为例,建立了稳健优化模型并按照设计流程计算求解。优化结果显示:稳健设计方案模态解耦率的平均值相对确定设计方案变化不大,但是标准差却有明显减小,尤其是当设计变量的不确定水平较大时,系统的稳健性有显著改善。
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基于6σ稳健性的电动汽车断开式转向梯形优化设计
史天泽, 王登峰, 陈书明, 邓兆祥, 董红亮
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  700-705.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603003
摘要 ( 498 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(689KB) ( 182 )  
建立了某电动轿车断开式转向梯形的数学解析模型并进行了相应的试验验证。以转向系实际内、外轮转角关系与理想阿克曼转角关系之差最小为优化目标,根据转向梯形运动特点推导出了约束条件,结合蒙特卡洛方法和6σ稳健性优化设计技术,分别对梯形底角、横拉杆长度、直拉杆长度及齿条长度进行确定性优化和稳健性优化设计分析与比较,分析了不稳定因素对优化结果的影响。结果表明:优化后的转向梯形更接近理想内、外轮转角关系;稳健性优化结果比确定性优化结果具有更高的稳健性和可靠性。
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基于球面滚子机构的车辆座椅非线性悬架设计
闫振华, 黄玉强, 李学飞, 王国强, 张晓飞
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  706-710.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603004
摘要 ( 437 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(423KB) ( 166 )  
线性座椅悬架低频隔振能力差,为提高非公路车辆的振动舒适性,基于球面滚子机构设计了座椅非线性悬架,建立了主要设计参数与其力-位移特性间关系的数学模型,进而确定了悬架的主要设计参数。基于ADAMS软件和试验方法,测试了悬架的力-位移特性和振动传递率特性。结果表明:所设计的悬架具有高静态刚度和低动态刚度,最低的隔振频率低于传统的线性座椅悬架。但是,悬架的内摩擦对其低频隔振性能影响较大,需要关注。
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气压电控制动系统仿真平台及补偿控制策略开发
宗长富, 万滢, 赵伟强, 张不扬, 韩正铁
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  711-717.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603005
摘要 ( 596 )   RICH HTML ( 2 )   PDF(586KB) ( 581 )  
为改善比例继动阀的工作特性和整车制动性能,建立并验证了包含电控制动系统EBS部件、能够反映EBS制动系统性能的Simulink & AMESim联合仿真商用车整车动力学仿真平台;根据仿真分析和试验测试结果提出了逆滞环前馈补偿和PID压力闭环相结合的比例继动阀迟滞补偿压力控制策略;最后,基于所开发的AMESim比例继动阀仿真模型、硬件在环试验台和EBS整车仿真平台对本文控制策略进行了验证。结果表明,本文的压力控制策略使比例继动阀的压力响应提前76%,基本消除了静态迟滞特性,同时使制动距离减小2.8%。
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一体式电液复合制动系统制动力协调控制及试验
刘杨, 孙泽昌, 王猛
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  718-724.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603006
摘要 ( 625 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(609KB) ( 217 )  
提出了一体式电液复合制动系统结构,研究了非紧急/紧急制动工况的制动力协调控制策略。分析了采用一体式主缸的制动系统结构原理,提出了制动力基本控制逻辑。研究了非紧急制动工况下的再生制动力和液压制动力的分配策略;分析了触发防抱死制动系统的两种情形,提出了电液复合制动到纯液压的防抱死制动协调控制策略。利用xPC target搭建了硬件在环仿真试验台架,对非紧急/紧急制动工况进行了试验。试验结果表明,所提出的一体式电液复合制动系统和制动力控制策略能够满足能量回收和与防抱死制动协调控制的需求。
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汽车空调压缩机怠速噪声诊断及拓扑优化
史文库, 祖庆华, 陈志勇, 毛阳, 何邦颖, 付吉云, 黎晓燕
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  725-731.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603007
摘要 ( 767 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(823KB) ( 572 )  
针对某国产SUV车型怠速开空调时车内噪声较大的问题,对样车及其压缩机系统进行了试验诊断、分析和改进。通过分析试验获得的车内噪声频谱和压缩机振动频谱,结合压缩机及支架系统的模态计算和试验验证,认定开、关空调噪声差异主要是由压缩机工作频率与压缩机及其支架系统一阶固有频率接近产生共振造成的。通过拓扑优化的方法对支架结构进行了加强,提高了压缩机-支架系统的一阶模态频率,避开了怠速开空调时压缩机的工作频率。将改进的支架装车进行试验验证,结果表明:在怠速开空调工况下,改进后的车内噪声比改进前降低了2.3 dB(A),改进效果明显;定置升转速工况试验结果表明:改进后在发动机转速为900~3400 r/min时,车内噪声有明显降低。
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某双筒液阻式减振器外特性建模
庄晔, 陈禹行, 杨业海, 徐淑芳
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  732-736.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603008
摘要 ( 593 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(462KB) ( 452 )  
首先建立了筒式液阻减振器阀片受力变形的精确有限元模型,求出了阀片所受载荷与阀片挠度曲线的数值关系,从而得到了减振器内部阀系流量与压差的关系。然后将此阀系的特性曲线代入到基于结构的减振器模型中,并把减振器模型的输出曲线与台架示功试验曲线进行对比。仿真结果与试验结果有很好的一致性,验证了该模型的准确性。最后,通过仿真研究了复原阀结构参数对阻尼特性的影响。
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换道过程中越线时刻预测模型
王畅, 杜康, 郑楚清
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  737-744.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603009
摘要 ( 542 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(583KB) ( 145 )  
分析了车辆换道过程中的运动几何特征,提出了车辆相对于车道线的偏航角度估算方法。在此基础上,分别建立了直道路段和弯道路段的越线时刻预测模型。利用视觉传感器、车载陀螺仪、车载CAN总线数据采集卡设计开发了测试平台,对多名被测试人员进行了驾驶测试,获取了大量的换道状态表征数据。利用实测换道数据对越线时刻预测模型进行验证,结果表明,直道路段预测结果中87.0%的误差绝对值小于等于0.1 s,弯道路段相应的比例达到了93.7%,且两类模型的预测误差值均符合正态分布规律。
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泡沫铝填充矩形截面薄壁梁压溃力理论表达式
张君媛, 张秋实, 刘卫国, 张乐, 武栎楠, 周浩
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  745-750.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603010
摘要 ( 577 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(557KB) ( 189 )  
在矩形截面空管薄壁梁压溃理论基础上,考虑压溃过程中泡沫铝填充对压溃距离的影响以及薄壁梁管壁与泡沫铝之间相互作用对压溃力的影响,推导出了泡沫铝填充的矩形截面薄壁梁压溃力表达式。该压溃力理论表达式由修正的薄壁梁空管压溃力、泡沫铝压溃力以及薄壁梁与泡沫铝的相互作用力三部分构成。应用已有的泡沫铝填充低碳钢和铝合金正方形截面薄壁梁实验数据对压溃力理论表达式进行验证,结果表明:理论表达式具有较高的精度。
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分离式专用双左转车道的释放特性
陈永恒, 朱自博, 曲昭伟, 王新慧, 孙磊
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  751-755.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603011
摘要 ( 413 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(481KB) ( 154 )  
运用概率论和数理统计分析了分离式双左转车道的利用特性和饱和流率特性。利用视频图像处理技术对分离式左转车辆在交叉口内的时空运行特性进行了描述和分析,得出分离式双左转两股车流在运行过程中存在相互干扰的结论。研究成果可为分离式专用双左转车道的设置以及优化信号配时提供理论依据。
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基于单个地磁传感器的交叉口排队长度估计
贾利民, 陈娜, 李海舰, 董宏辉
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  756-763.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603012
摘要 ( 507 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(871KB) ( 379 )  
通过对车辆排队机理进行建模,利用车辆通过传感器时间及车尾时距描述车辆排队演化过程,从而估计邻近信号灯周期内的车辆排队长度。分析了车辆通过传感器时间及车辆车尾时距的动态变化规律,并提出车尾时距模型、通过时间模型和综合模型等对排队长度进行估计。最后,利用现场试验对本方法进行验证,试验结果表明本文提出的模型和方法能够准确估计交叉口车辆排队长度,且系统成本低廉、部署方便,便于大规模推广应用,能够为信号灯周期优化、交通服务水平评价等应用提供基础数据。
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基于遥感图像的车辆空间占有率估计
于德新, 刘春宇, 郑坤, 郭亚娟, 赵鑫
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  764-769.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603013
摘要 ( 575 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(511KB) ( 253 )  
首先,利用Hough变换估计出道路长度。然后,利用模糊技术估计出车辆长度。最后得出车辆的空间占有率。采用OpenCV在VC++6.0环境下进行仿真实验,结果表明:该方法能够准确地估计出道路上车辆的空间占有率。
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考虑诱导影响的公交优先信号配时模型
魏丽英, 李鸣君
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  777-784.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603015
摘要 ( 447 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(857KB) ( 210 )  
考虑了诱导信息对交叉口小汽车驾驶员路径选择的影响,建立了替换路径概率选择模型和交通状态实时更新模型,共同约束信号配时模型的求解,进而得到交通诱导与公交优先协同作用的交叉口信号配时模型。应用改进遗传算法对优化模型进行求解,求解结果显示模型中考虑诱导信息影响后,乘客总延误、车辆总延误、人均车辆尾气排放降低幅度分别为4.4%、2.8%和1.4%,说明通过合理诱导交通流,可以一定程度上降低路网整体负荷、减少尾气排放。
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多段式自动泊车路径规划及其关键技术
钱立军, 胡伟龙, 刘庆, 吴冰
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  785-791.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603016
摘要 ( 724 )   RICH HTML ( 3 )   PDF(636KB) ( 286 )  
为了设计一种在泊车过程中较连贯且计算量少的泊车路径,提出了泊车过程中方向盘匀速转动的策略。首先推导出车辆低速行驶时,匀速转动方向盘时后轴中心点的运动轨迹。然后将泊车过程分为5个阶段,按照避障条件求解出最优化的路径参数。设计了基于PID闭环反馈的车速控制系统,并通过试验得出实际车速对预期车速的跟踪效果良好的结论。通过泊车控制器模拟出EPS控制器需要的转矩传感器信号,设计了方向盘转速控制系统,利用系统辨识的方法得到转矩与转速的关系,并通过试验发现辨识得到的转矩与实际转矩的拟合度在96%以上。通过比较五段式泊车和两段式泊车过程中的车速、转角、油门控制量、刹车控制量随时间的变化关系,可以看出五段式泊车过程更加连贯。
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考虑剪切滑移效应的叠合梁有限元解
刘寒冰, 时成林, 谭国金
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  792-797.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603017
摘要 ( 415 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(595KB) ( 177 )  
为了准确计算叠合梁在荷载作用下的受力、位移,基于弹性力学基本思想和接触理论推导了考虑剪切滑移效应的叠合梁的有限元解。利用该有限元解计算了集中荷载作用下的叠合梁挠度和交界面剪切滑移,并与试验结果进行了对比分析,结果表明:有限元解与试验结果能够较好地吻合,彼此具有较强的相关性,验证了有限元解的准确性和可靠性,为分析叠合梁受力和变形提供了新的计算手段,具有较高的实际推广价值。
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偏心直线预应力筋简支梁自振频率计算方法
谭国金, 刘子煜, 魏海斌, 王龙林
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  798-803.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603018
摘要 ( 894 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(543KB) ( 206 )  
为了揭示偏心直线配置预应力筋情况下简支梁自振频率变化的内在机理,首先把预应力简支梁振动体系分解为预应力筋和简支梁梁体两个振动子系统,从结构振动的基本原理出发,分别建立了两个子系统的动力平衡方程;然后对子系统的振动方程进行耦合分析、处理,提出了偏心直线配筋情况下预应力简支梁的自振频率计算方法;最后将该方法与有限元方法的计算结果进行对比分析,验证了该方法的有效性和可靠性。
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考虑区间不确定性的钢结构疲劳寿命分析
曹珊珊, 雷俊卿
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  804-810.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603019
摘要 ( 511 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(786KB) ( 250 )  
针对传统的钢结构疲劳寿命预测误差较大的问题,判别线性累积损伤模型和裂纹扩展模型中变量不确定性和随机性,基于区间-概率理论推导区间模型和含有对数正态分布的概率模型的一致性关系,给出可同时考虑区间变量和随机变量的区间-概率可靠度分析模型和求解方法。实桥中典型疲劳细节验证表明,在模型中变量应力幅的变异系数为0.25~0.35时,本文方法比传统概率算法更为保守,可作为预测钢结构疲劳寿命的一种有效手段。
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装载机工作装置液压系统热特性
张钦国, 秦四成, 马润达, 杨立光, 郗元, 刘晋侨
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  811-817.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603020
摘要 ( 517 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(750KB) ( 228 )  
根据主要元件的产热和散热特征,建立液压系统热平衡数学模型。基于ADAMS和AMESim软件建立了装载机工作装置的动力学仿真模型和热液压系统联合仿真模型。仿真结果表明:由各种阀的功率损失而产生的热量约占总产热量的40%,是系统主要的产热源;液压油通过散热器前、后的温差约为10 ℃,散热器散热功率较低;环境温度越高热平衡温度越高。为了增大散热量,将风扇由机械驱动改为温控液压驱动,同时并联温控节流阀,结构改进后系统散热效率明显提高,热平衡温度满足工作要求,研究结果对装载机整车热管理系统的结构优化和控制策略的制定提供了指导。
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微流体混合用双入口压电泵的研制
李立安, 董景石, 曾平, 程光明, 吴迪
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  818-823.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603021
摘要 ( 420 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(445KB) ( 159 )  
对双入口压电泵进行了结构设计及工作过程分析,推导了单腔体压电泵的输出流量与入口截面积的关系。搭建了双入口压电泵的试验测试系统,分别对单入口压电泵和双入口压电泵的输出性能进行试验测试。试验结果表明:双入口压电泵的最大输出流量比单入口压电泵提高77.4 mL/min;双入口压电泵的最大输出压力比单入口压电泵提高1.92 kPa,双入口压电泵可以实现两种流体的混合。理论分析及试验结果表明:双入口压电泵可以提高单腔体压电泵的输出性能,并实现两种流体的混合,同时通过控制双入口压电泵的驱动频率,可以实现对两种流体的变量混合。
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硅微球轴承关键工艺
王犇, 王晓力
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  824-830.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603022
摘要 ( 418 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(751KB) ( 135 )  
首先,对微球轴承的滚道结构、滚动体数目和轴承腔通气孔进行了设计。其次,采用环形刻蚀(Halo etch)技术实现了叶片层上多特征尺寸结构的加工,提高了刻蚀速率的一致性和图形精度,为降低转子不平衡量、提高微球轴承的高速运转稳定性提供保障。此外,利用中间层键合(Intermediate-layer bonds)技术和遮罩(Shadow mask)技术制造出封闭的轴承腔,避免了由于温度过高而产生的微球热变形,同时避免了由于中间层材料沉积在滚道中而引起的轴承腔堵塞和微球粘黏滚道。本研究为微机电系统(MEMS)微球轴承设计和制造提供了新的技术途径。
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精密螺杆转子齿廓成形磨削的误差分析
沈志煌, 姚斌, 陆如升, 冯伟, 张祥雷, 王萌萌
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  831-838.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603023
摘要 ( 513 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(759KB) ( 337 )  
为了全面分析磨削工艺系统误差对转子齿廓制造精度的影响,提出了一种基于5个独立、1个合成的数学模型的误差分析方法。通过该模型计算磨削转子的实际齿廓,揭示中心距误差、偏心距误差、轴向位置误差、安装角误差以及仰角误差等五项误差因子对转子齿廓精度的影响规律。最后,基于误差分析结果提出了一种齿廓误差的补偿方法,补偿后的转子齿廓误差可控制在0.01 mm内。
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橡胶柱塞动密封结构设计及优化试验
汝绍锋, 乔静波, 崔腾飞, 丛茜
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  839-844.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603024
摘要 ( 476 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(506KB) ( 255 )  
为了提高往复式橡胶柱塞的动密封性能,设计了表面具有凹槽形结构的橡胶柱塞,并对其进行动密封特性分析和结构参数优化试验。理论分析结果表明:凹槽形结构可显著提高密封界面接触压力,改善界面润滑条件,降低摩擦阻力。试验结果表明:凹槽形结构参数对柱塞的动密封性能影响显著,凹槽宽度对柱塞动密封性能影响最大,凹槽条数影响次之,凹槽间距影响最小。为了降低柱塞泄露量,凹槽宽度和凹槽间距设计不宜过大或过小。凹槽条数与泄漏量呈线性关系,随着凹槽条数的增加,泄漏量减小。理论分析和试验结果均说明凹槽形结构可以提高橡胶柱塞的动密封性能。
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多层采空区钻探用GQ-142贯通式潜孔锤研制及试验
甘心, 殷琨, 李鹏, 罗永江
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  845-852.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603025
摘要 ( 446 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(754KB) ( 175 )  
针对矿山多层采空区钻探及测量的需要,提出采用贯通式潜孔锤反循环钻进技术穿越多层采空区的新方法,并研制了GQ-142贯通式潜孔锤。采用VB语言编写的贯通式潜孔锤模拟仿真电算程序对GQ-142贯通式潜孔锤的主要性能参数进行了仿真计算,可得:额定风压为18×105 Pa、额定耗风量为14.86 m3/min、单次冲击能为413.07 J。与此同时,对GQ-142贯通式潜孔锤进行了多层采空区的钻进试验,结果表明:潜孔锤冲击碎岩效果明显,平均钻进效率达到13.08 m/h,并且与C-ALS三维激光扫描仪配套使用,成功实现两层采空区的钻探及测量。
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超高强钢热成形淬火阶段的工艺参数优化
谷诤巍, 吕萌萌, 赵立辉, 徐虹, 李欣, 陆冠含
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  853-858.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603026
摘要 ( 538 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(503KB) ( 271 )  
以汽车用超高强钢22MnB5为研究对象,开发了一种压力可调的热成形淬火装置,采用二步染色金相分析技术及材料性能试验等对热成形淬火阶段工艺参数进行优化。结果表明:对于2 mm厚22MnB5,当以室温下的水为冷却介质时,热成形淬火阶段板料发生完全马氏体转变的临界压力为0.3 MPa;实际生产中,2 mm厚22MnB5热成形淬火阶段的最佳压力为1.0 MPa以上;板料从800 ℃开始冷却时,最佳的保压时间为8 s。
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等温锻造对铝合金控制臂晶粒组织影响数值模拟
何东野, 曹甫, 李久辉, 李鑫
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  859-864.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603027
摘要 ( 552 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(466KB) ( 185 )  
为了改善传统铝合金锻造中的粗晶缺陷,在铝合金控制臂的成型中采用了等温锻造工艺。采用有限元软件Deform-3D对锻造过程进行了数值模拟。模拟了锻造过程中锻件的晶粒度分布及其变化情况,对比了等温锻造和非等温锻造的粗晶缺陷情况,分析了不同部位粗晶缺陷的形成原因。模拟结果表明:采用等温锻造工艺可以明显改善铝合金控制臂的粗晶缺陷,使锻件得到较细化、均匀的晶粒组织。
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一种基于大顶堆的SPIHT改进算法
车翔玖, 梁森
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  865-869.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603028
摘要 ( 519 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(442KB) ( 146 )  
多级树集合(SPIHT)算法在多次排序扫描过程中需要进行大量重要性测试,由此导致算法的压缩编码效率显著降低。为提高SPIHT算法的压缩效率,本文利用大顶堆方法,提出了一种 SPIHT改进算法。改进算法优化了SPIHT中的重要性测试,并将函数时间复杂度从O(logn)降为O(1)。实验结果表明本文方法在进行多次小波变换时效果尤为显著,使得SPIHT 编码时间趋于一个常数,压缩效率比未改进前提升数倍。
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基于信道补偿的说话人识别算法
申铉京, 翟玉杰, 卢禹彤, 王玉, 陈海鹏
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  870-875.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603029
摘要 ( 500 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(524KB) ( 140 )  
现有说话人识别算法普遍受信道因素的干扰,为了提高算法的准确率,在特征级利用特征弯折算法对语音特征参数进行处理,在模型级利用因子分析技术对说话人混合高斯模型(GMM)进行信道处理。对端点进行检测后,利用特征弯折算法对语音特征参数梅尔倒谱系数(MFCC)进行处理,去除线性信道和背景噪声的影响,并建立说话人GMM。然后利用因子分析技术拟合说话人特征空间与信道空间的差异,去除信道因子的影响。最后提取高斯超向量并通过支持向量机(SVM)得到识别结果。实验结果证明了信道补偿算法与GMM-SVM相结合能获得更好的识别率,并能保证算法的鲁棒性。
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无线传感器网络簇半径自适应调整策略
张婧, 刘衍珩, 张晋东, 孙庚
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  876-883.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603030
摘要 ( 562 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(687KB) ( 174 )  
首先,基于节点的剩余能量对节点簇半径进行周期性调整,将网络划分为大小非均匀的若干簇。其次,设计了簇头选举策略,使得网络中簇头分布更加合理,提升簇头节点能量利用率,均衡节点的能耗。实验结果表明:与UCR算法和CUCRA算法相比,本文提出的算法将网络生命周期分别延长了55.2%和38.2%,同时具有较低的传输延时。
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基于半监督学习的朴素贝叶斯分类新算法
董立岩, 隋鹏, 孙鹏, 李永丽
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  884-889.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603031
摘要 ( 673 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(513KB) ( 225 )  
为了在有标签的训练集中保留高质量的样本,首先利用无标签训练集得出置信度高的k个样本,再结合有标签训练样本,不断迭代直至训练完成。实验结果表明:随着无标记样本比例的不断增加,本文算法预测准确性明显高于朴素贝叶斯分类算法,而且其性能比传统半监督学习方法有所改善。
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基于Kinect改进的增量PCA扭锁在线识别
马爽, 周长久, 张连东, 洪伟, 田彦涛
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  890-896.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603032
摘要 ( 514 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(713KB) ( 172 )  
以海港集装箱扭锁自动化装卸过程中扭锁的认知识别为研究背景,采用Kinect传感器感知环境及物体信息,提出基于改进的增量主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法构建实时认知识别系统。在系统在线学习阶段,基于新样本与已有特征重建样本之间的差异程度来感知、监测新类别输入,控制特征向量增量式更新;基于类内距离比较,优化特征向量组合,并自适应地更新类内距离阈值;将高维视觉信号转化为低维的机器人内部表达形式,从而在线实时地学习、更新、累积特征知识,同时完成模式识别任务。实验结果表明:该方法在有效提高视觉系统实时性、自适应性、稳定性及识别准确率的同时,控制了特征维度,从而减少了数据处理量及存储空间。
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基于改进最小二乘算法的船舶操纵性参数辨识
秦余钢, 马勇, 张亮, 李腾飞
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  897-903.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603033
摘要 ( 539 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(734KB) ( 329 )  
为了解决船舶操纵性参数辨识问题,考虑了船舶运动时域的非线性和非平稳的特点,提出了一种快速收敛迭代学习最小二乘算法,提高了参数辨识速度和精度。首先建立了船舶操纵一阶和二阶非线性运动响应模型,并将其离散化;然后采用迭代学习思想,并引入P型学习率改进了递推最小二乘算法进行参数辨识;同时分析了该算法的收敛性;最后进行了相关实验。实验结果证明了该算法的可行性和有效性。
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支持高效路径查询的数据空间索引方法
王念滨, 祝官文, 周连科, 王红卫
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  911-916.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603035
摘要 ( 563 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(441KB) ( 200 )  
首先,通过索引连接例子,分析了影响效率的因素。在扩展倒排索引基础上,构建了B-树索引,以支持大规模数据的高效查找。然后,构建了二级索引,以减少索引连接中的大量重复判断。最后,提出了路径查询算法。实验结果表明:该索引方法能够有效地解决索引连接问题和显著地改善数据空间路径查询效率。
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基于语音存在概率的噪声功率谱估计
赵彦平, 赵晓晖, 王波
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  917-922.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603036
摘要 ( 421 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(617KB) ( 227 )  
在幅度平方谱模型下,利用语音和噪声信号的幅度平方谱服从指数分布,结合由后验信噪比不确定性决定的后验语音存在概率来更新噪声功率谱估计,很好地抑制了噪声且避免了语音信号失真。仿真实验结果表明:本文方法能够准确跟踪噪声功率谱、快速跟踪噪声功率谱变化,可以在一定程度上提高增强后语音信号的质量。
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α噪声背景下基于标准归一化相关函数的谐波信号频率估计的MUSIC方法
石屹然, 赵晓晖, 李新波, 石要武
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  923-928.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603037
摘要 ( 410 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(556KB) ( 163 )  
首先,针对 噪声不存在有限方差的问题,对标准归一化相关函数的定义域进行了扩展,实现了 背景噪声的抑制。在此基础上,利用谐波信号频率与噪声子空间的正交性,提出了谐波信号频率估计的MUSIC方法。仿真结果表明,与分数低阶类方法相比,由于标准归一化相关函数是一个线性算子,极大地简化了 稳定分布信号处理的计算和分析过程。
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稳健的基于等照度线的图像修复算法
何凯, 张丽莹, 高俊俏
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  929-933.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603038
摘要 ( 609 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(556KB) ( 141 )  
首先利用Guided滤波器去除纹理和噪声干扰,获得图像的整体结构信息。然后,利用各向异性扩散算法中的边缘停止函数对传统的等照度线检测方法进行改进,并将其与传统图像修复优先权函数相结合。通过利用等照度线函数对纹理合成过程进行引导,来获得稳健的图像修复效果。仿真实验结果表明:本文算法在有效保持修复图像结构信息的同时,对具有光照变化的纹理也获得了比较理想的修复效果。
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基于负载均衡的M2M网络多径路由算法
钱志鸿, 冯冬, 王雪, 厉茜
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  934-940.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603039
摘要 ( 373 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(633KB) ( 169 )  
针对现有多径路由算法中存在的路径间干扰问题,通过屏蔽干扰节点,建立非干扰路径。同时,为了均衡网络能量消耗,根据每条路径当前的性能指标值,对源节点流量负载进行合理分配,从而延长网络生存周期。仿真结果表明,基于负载均衡的多径路由(Z-LBMR)算法相对同类型的路由算法在分组投递率、平均端到端时延和网络生存周期方面都有明显改善。
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基于硬件限幅器和LMS自适应算法的GPS接收机干扰抑制方法
李正训, 孙晓颖, 曲良东, 刘妍妍, 允光石
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  941-946.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603040
摘要 ( 502 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(491KB) ( 177 )  
根据硬件限幅器抑制小信号的特性得到干扰信号,将硬件限幅器输出信号作为自适应算法的参考信号,再利用LMS的自适应特性消除GPS接收机输入信号中的时变强干扰信号,最终抑制干扰获得有效信号。仿真结果表明该方法对未知源的强干扰信号具有较好的抑制性能,当信干比在-25~-35 dB时干扰抑制能力可改善30 dB以上。
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MU-MIMO下行链路基于加权用户相关的公平调度
李钊, 李培凤
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  947-954.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603041
摘要 ( 433 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(897KB) ( 151 )  
针对单小区MU-MIMO下行广播信道传统的公平调度算法在逐次添加用户的过程中不能准确计算用户可达速率,从而无法兼顾良好的公平性及系统和速率的问题,提出一种基于加权用户空间相关度的公平调度算法(WUCFS)。采用该方法,用户的添加基于对候选用户与已选用户以及潜在的可能被选择用户之间的相关度的综合考虑,以加权相关值最大为调度准则,能够更准确地估计用户实际传输速率,并且更公平、合理地激活一组相互之间干扰小的用户。相比于已有方法,所提算法能够在获得高的系统和速率的同时更好地保证用户之间的公平性。
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基于干扰对齐的中继MIMO窃听信道安全传输机制
雷维嘉, 朱茂娟, 谢显中
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  955-963.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603042
摘要 ( 398 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(821KB) ( 140 )  
考虑MIMO无线中继网络的安全传输问题,网络中每个节点配备多天线,可获得全部信道状态信息。将干扰对齐与协作干扰相结合,通过预编码使干扰机发送的干扰信号与发送端发送的人工噪声在合法接收端对齐,并与保密信号子空间相互独立,合法接收端可将干扰与人工噪声消除。在窃听端干扰、人工噪声和保密信号处于同一子空间,窃听端无法消除干扰和人工噪声,窃听性能受到较大的抑制。给出了发送端、中继端和干扰机的信号发送和预编码方案,以及合法接收端的干扰消除方案,并从保密速率和保密中断概率两方面对系统的安全性能进行分析和仿真。仿真结果表明,相比于其他系统,保密速率提升,而中断概率下降。
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基于压缩感知的三相电能质量扰动信号压缩及分类新方法
于华楠, 代芳琳, 苏天恺
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  964-971.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603043
摘要 ( 404 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(576KB) ( 137 )  
首先,选取傅立叶基作为压缩感知中的过完备字典、高斯随机矩阵作为观测矩阵、正交匹配追踪(OMP)算法作为重构算法,对电能质量扰动信号进行压缩采样。然后,采用灰度共生矩阵纹理特征中的能量特征值、灰度值出现概率两种方法对压缩感知重构信号进行分类检测。试验结果表明:本文方法可以同时实现对三相电能质量信号的压缩重构,也可以实现对信号的准确分类,并减少了信号压缩采样过程中的数据量。
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一种盲波束赋形与置零新算法
王骥, 陈芳炯, 谢仕义
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  972-978.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603044
摘要 ( 432 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(646KB) ( 651 )  
针对随着移动终端和业务的持续发展,企业级WLAN中采用传统的AP部署方式和信道竞争协议难以满足日益增长的吞吐量的需求的问题,本文提出了一种新的盲波束赋形与置零算法,该算法能够使得多个终端在同一时隙中进行传输,在有效提高信道利用率的前提下,同时较好地解决了通信的干扰问题,实验结果表明,本文提出的算法与传统的信道竞争协议和AP部署方式相比,能够有效减少开销并显著提高终端的吞吐率。
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基于参量阵正交频分复用编码的水声通信
赵安邦, 程越, 周彬, 安天思, 吕良浩
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  979-984.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603045
摘要 ( 457 )   RICH HTML ( 1 )   PDF(659KB) ( 157 )  
针对水声通信高数据速率与可靠性统一的需求,提出了一种新的参量阵通信技术。将参量阵的非线性效应及自解调特性与OFDM编码相结合,在平均深度为20 m的浅海进行了图像传输实验,采用正交相移键控(QPSK)的OFDM方式,当带宽为6 kHz时通信速率为3.224 kbit/s,误码率为0.0068,当带宽为9 kHz时通信速率为4.835 kbit/s,误码率为0.0059,验证了所提方案的可行性和有效性。
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最小二乘权值平滑滤波技术在核磁共振信号处理中的应用
孙淑琴, 刘骏妍, 蒋川东, 孟庆云, 林君, 彭良玉
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  985-995.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603046
摘要 ( 485 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(1236KB) ( 220 )  
采用最小二乘权值平滑滤波法对核磁共振地下水探测仪接收到的信号进行滤波处理,并与滑动平均权值滤波方法进行比较。仿真试验结果表明:利用最小二乘权值平滑滤波法能够取得更准确的核磁共振(Magnetic resonance sounding,MRS)信号特征参数,信噪比也得到了提高;最小二乘权值平滑滤波法更适合于随机噪声和尖峰噪声的去除;利用最小二乘权值平滑滤波法进行去噪时要选择合适的权值。其中MRS信号特征参数的拟合误差能够控制在1%以内,且信号曲线的平滑度得到了很大的改善。同时实测数据的滤波处理进一步证明了该方法的可行性。
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基于阶梯波参考信号的改进型正交锁定放大
周逢道, 丁凯来, 曾新森, 薛开昶, 孙彩堂
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  996-1003.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603047
摘要 ( 410 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(830KB) ( 215 )  
对以阶梯波作为参考信号的正交锁定放大的探测精度进行了建模分析,基于硬件简单原则给出了以阶梯波作为参考信号的正交锁定放大信号检测方法的实现策略。综合考虑参考波形的失真度与采样率之间的关系,对比分析了基于面积等效法和特定谐波消去法的阶梯波合成方法。根据阶梯波参考信号对采集电路相位精度的要求及待检测信号的周期性,提出了匹配采样技术。实测结果表明:采用现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)实现所提出的正交锁定放大,方法简单、硬件要求低、可用于识别不同异常体。改进后方法的误差为0.7%~7%,与以方波为参考信号的正交锁定放大相比,提高了探测精度。
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轻型水田除草机的设计及试验
齐龙, 梁仲维, 蒋郁, 马旭, 武涛, 芦玉龙, 赵柳霖
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  1004-1012.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603048
摘要 ( 509 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(862KB) ( 274 )  
结合我国水稻生产实际设计了一种行走与除草相结合的轻型水田除草机。该机采用汽油发动机提供动力,通过齿轮减速和锥齿轮换向系统驱动除草轮行走并除草。运用ANSYS有限元流固耦合仿真技术对除草齿与水田土壤的作用过程进行分析,设计出一种防下陷和入土性能较好的耙压式除草轮。在田间性能测试中,以土壤泥脚深度、水层厚度和除草轮转速为因素,以主轴平均扭矩、除草率和伤苗率为指标对轻型水田除草机进行试验,结果表明:各因素对平均扭矩和除草率两者的影响程度从大到小排列均为:水层厚度、土壤泥脚深度、除草轮转速。各因素对伤苗率影响均不显著。轻型除草机在泥脚深度为300 mm时,主轴平均扭矩较小,除草率较高。随着水层厚度的增大,平均扭矩呈下降趋势,而除草率则呈上升趋势。随着除草轮转速的增大,平均扭矩呈先上升后下降趋势,除草率则呈上升趋势。轻型除草机在泥脚深度为300 mm、水层厚度为60 mm和除草轮转速为160 r/min时工作性能较佳,主轴平均扭矩为20.84 N·m,除草率为93.2%,伤苗率为1.2%。
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Triton X-100对人参发根皂苷分泌和合成的影响
梁彦龙, 赵寿经, 王倩, 李梦婷, 林曦, 窦博
吉林大学学报(工学版). 2016 (3):  1013-1016.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603049
摘要 ( 417 )   RICH HTML ( 0 )   PDF(334KB) ( 148 )  
研究了促渗透剂Triton X-100对人参发根皂苷分泌的影响,结果表明:质量分数为2%的Triton X-100可以有效促进人参皂苷的分泌,同时也能增强发根人参皂苷的生物合成量。此外,在Triton X-100作用下,人参皂苷生物合成关键酶基因达玛烯二醇合成酶基因的表达得到了增强。
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