吉林大学学报(工学版)2006年总目录

吉林大学学报(工学版)2006年第6期目录

采用适当的添加剂在碱性体系中获得了晶粒度为14\_33 nm的纳米锌镍合金电镀层。并应用赫尔槽试验、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了电流密度对镀层晶体结构的影响。结果表明，在该体系中，在电流密度为0.5\_50 A/dm2得到的纳米锌镍合金镀层均为单一的 γ相(Ni5Zn21)结构。随电流密度的增加，在低电流密度区镀层的晶粒度由33 nm迅速降至17 nm，在中高电流密度区晶粒度保持在14\_17 nm。另外，镀层中还存在亚微米级晶粒团簇，其尺寸随电流密度的增加呈线性增大。

采用正交实验方法，以硅、锰为主要合金元素，加入少量铬和硼，并用适量钛和稀土进行复合变质处理，在空冷淬火条件下，获得了强度超过2000 MPa，硬度超过55 HRC，冲击韧性大于30 J/cm²和断裂韧性大于70 MPa·m^1/2的贝氏体铸钢，在销盘磨损和冲击磨损条件下，都具有优良的耐磨性。空冷贝氏体铸钢生产工艺简单，成本低廉，可用于制造颚板和锤头等产品，使用寿命比高锰钢高1—6倍。

采用扫描电镜、能谱分析、透射电镜、X射线衍射和电子衍射等分析手段，研究了Cu含量对Sn-Ag-Cu/Cu钎焊接头界面处生成的金属间化合物Cu₆Sn₅的生长形态对接头剪切强度的影响。结果表明:在Sn-Ag-Cu钎焊接头的界面处有扇贝状的Cu₆Sn₅金属间化合物的生成，调整Cu含量，可改变Cu₆Sn₅的形状和避免大柱状的Cu₆Sn₅生成，提高接头剪切强度，钎焊接头的断裂主要是韧性断裂。时效试验结果表明:当时效温度为室温、时间为1000 h时,Cu含量高的Sn-Ag-Cu钎料所生成Cu₆Sn₅的形态变化为长的空心截面六边形柱体，由于Cu₆Sn₅所形成的空心孔洞导致Sn-Ag-Cu/Cu界面成为强度弱区，从而使接头的剪切强度有所下降。

采用动态显式有限元软件，针对钛合金网板与压力机基本体直接接触、在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫、在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫和钢质垫板并使用压边圈3种不同的成形工艺进行数值模拟研究。模拟结果表明：采用前两种成形工艺得到的钛合金颅骨修复体表面出现压痕或起皱缺陷，采用在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫和钢质垫板并使用压边圈这种成形工艺时，可以抑制压痕和起皱的产生，获得良好的成形效果。实验验证结果表明，应用多点成形技术，运用合理的成形工艺可以成形合格形状的钛合金颅骨修复体。

利用柠檬酸溶胶凝胶法合成了掺杂稀土La3+的磁铅石型系列Z型铁氧体，确定了稀土六方铁氧体Ba3-xLaxCo2Fe24O41中La3+的最大掺杂摩尔分数，并对其电磁特性及吸波特性进行了表征。结果表明：稀土La3+的最大掺杂摩尔分数x为0.30，实验发现随着La3+的加入，降低了Co2Z铁氧体的磁化强度、矫顽力，改善了材料的磁性;在2.0\_10.0 GHz的频率范围内,吸波性能随着La3+量的增加而提高。

在无隔膜电解槽中合成金属醇盐NiTim(OR)_3m+1(acac)_m+1，直接水解形成凝胶，干燥后在550 ℃煅烧2 h, 制得纳米Ni/TiO₂粉体。通过电合成与沉积得到高活性的纳米Ni/TiO₂修饰电极，采用循环伏安比较研究了TiO₂和Ni/TiO₂电极在H₂SO₄溶液中的氧化还原行为。结果表明，所得前驱体中含有乙酰丙酮基[acac-]，所得纳米粉体粒径为20 nm；Ni/TiO₂电极在1 mol/L H₂SO₄溶液中有两对氧化还原峰，掺杂Ni电极的放电电流明显增大，达到75 mA ·cm_-2。

结合研究车辆动力学控制参数模型的需要，提出了开发车辆组件模型库系统的设想。并设计了车辆组件模型库的功能结构和面向对象的系统层次结构体系。采用MATLAB仿真平台，运用软件可重用技术，构造了车辆动力学仿真领域模型库。使用C语言编写了车辆所有总成的S函数块，利用MATLAB提供的虚拟现实VRML工具箱，实现了车辆仿真视景。应用实例表明，所提出的车辆组件模型库系统具有较好的实用价值。

为了研究队列行驶时，车辆前后间距对队列行驶车辆气动特性的影响以及队列中车辆数目对气动阻力系数的影响，采用数值模拟方法分别对智能交通系统中队列行驶车辆11种不同情况下车辆的气动特性分别进行了研究。结果表明：队列行驶车辆随车间距离的缩短，阻力值降低。在固定间距下，随着队列中车辆数目的增加，平均阻力系数可降低20%-30％，阻力最低的车大致处于车队的中心位置。

针对燃料电池汽车整车数据采集和状态监控的要求开发了燃料电池汽车车载信息监控系统。系统硬件采用了嵌入式PC、通讯接口卡和现场总线数据采集模块。基于嵌入式操作系统XPE，采用了虚拟仪器开发平台开发了监控软件。系统实现了燃料电池汽车CAN总线和传感器通道的数据采集和存储以及整车信息监控和故障报警功能，为燃料电池汽车的开发提供了有力的工具。

在总结已有多种预测模型的基础上，充分考虑了交通本身所存在的非线性、复杂性和不确定性，提出了一种基于支持向量机的短时交通流量预测模型。实例数据验证结果和基于BP神经网络的预测模型的对比结果表明，该模型在精度、收敛时间、泛化能力、最优性等方面均优于基于BP神经网络的预测模型。

介绍了利用气相色谱分析技术分析发动机尾气的方法。采用在线直接进样、袋式采样和吸收采样3种采样方式进行了对比试验。设计了冰浴去离子水吸收乙醇和乙醛的两级采样系统和气相色谱分析系统。实验结果表明，建立的色谱分析方法可成功对乙醇和乙醛进行有效分离，乙醇和乙醛的检测限分别为0.19 μg/mL和 0.18 μg/mL，满足试验要求，实现了对乙醇柴油发动机排气中乙醇和乙醛的分离测量。
Abstract：Key words：

研究了汽车链06BT的疲劳寿命分布规律，阐述了在所进行的高应力试验条件下，其疲劳寿命服从两参数的威布尔分布，并且其形状参数和尺度参数随载荷的增大而增大。加速试验(0.30Q载荷水平)的抽样检验比正常载荷（0.25Q载荷水平）节省时间14%，加速试验(0.33Q载荷水平)的抽样检验比正常载荷（0.25Q载荷水平）节省时间25%。由断口形貌（SEM）照片可以看出，汽车链06BT在0.25Q载荷水平的断口比在0.40Q载荷水平时的断口平滑得多。

为提高车辆零部件的安全性和稳健性，应用可靠性稳健优化设计理论和多目标决策方法，将车辆前轴的可靠性稳健优化设计转化为多目标优化问题。运用灰色理论中的关联分析法，选取粒子群算法中的全局极值和个体极值，提出了适合可靠性稳健优化设计中多目标模型求解的灰色粒子群算法。与传统方法相比，该方法更能迅速准确地得到车辆前轴的可靠性稳健优化设计信息。

在对驱动器机械结构进行设计分析的基础上，建立了以压电叠堆为驱动元件的精密旋转驱动的数学模型，并对所设计的驱动器样机从旋转运动分辨率、运动稳定性、旋转速度及承载等方面进行了实验测试。测试结果表明，所开发的驱动器样机旋转速度可达2990.6 μrad/s 、输出扭矩0.147 N·m、最小旋转步距（旋转分辨率）小于0.32 μrad，运动行程为连续360°，驱动器性能稳定可靠。

研制了ZL80G装载机的安全驾驶室式倾翻保护结构，给出了整车级别的倾翻保护结构侧向加载塑性极限特性的数值模拟方法和试验方法，并进行了计算机仿真与样机试验，进一步研究了侧向变形机理、承载规律和能量吸收规律。结果表明：仿真结果与试验结果一致，塑性铰先后出现在下、上横梁两端的设计位置，侧向塑性极限承载能力是标准值的1.27倍，倾翻保护结构屈服后吸收了72.1%的翻车冲击能量，侧向承载与能量吸收匹配得较好；ZL80G的倾翻保护结构满足ISO3471侧向加载要求。

在前期进行的仿生非光滑旋成体模型低速风洞试验的基础上，将非光滑形态在旋成体模型上的排列方式固定为矩形布置，非光滑的尺寸固定为直径或宽度为1 mm，深度或高度为0.5 mm，在风速为44 m/s时，对布置在模型尾部的凸包形、凹坑形和棱纹形三种非光滑模型与表面光滑模型进行了对比模拟试验。试验结果表明，布置在尾部的非光滑结构能够有效地降低模型的压差阻力，尤其是棱纹状非光滑形态模型，压差阻力降低了25.3%，总阻力降低了11.12%。

为克服沥青混凝土搅拌站的长延迟特性造成的控制误差，采用数字信号处理技术对长延迟特性信号进行预测的方法，设计了所需的预测滤波器，完成了沥青混凝土搅拌站工作过程中温度变化趋势的预测，并将模糊控制与预测控制有机地结合起来，实现沥青混凝土搅拌站工作过程的集中、智能控制。试验结果表明，模糊预测控制有效地提高了系统控制精度及设备的可靠性和稳定性。

针对并行机构的力反馈双向液压伺服控制中所存在的反馈力冲击大及位置跟随差的问题，提出了一种以主、从手之间的力偏差作为主动端控制信号，位置偏差和力偏差形成从手控制量的改进并行型力觉反馈控制算法；结合遥操作工程机器人主从控制的特点，建立了该算法的动力学模型；搭建并分析了两自由度双向伺服控制实验系统。实验结果表明，该控制算法明显改善了主、从控制系统的操纵性能，操作者能够获得真实的力觉临场感，同时具有控制简单、收敛速度快、实时性好的特点。

研究了具有固定输入时滞不确定系统的鲁棒镇定问题，并针对现有的还原算法设计出来的鲁棒控制器复杂且难实现的缺点，给出了一种改进的还原方法，得到了一个通过求解线性矩阵不等式（LMI）来获得鲁棒稳定化控制器的设计方法，设计出的控制器计算简单且易实现。数值算例及仿真结果表明了算法的有效性和优越性。

针对不确定分段线性系统，将最优控制设计问题转化成最优控制性能上界的优化问题及性能下界的求取问题。其中性能上界的优化是一组以反馈增益为寻优参数的双线性矩阵不等式(bilinear matrix inequalities, BMI)问题，而性能下界是一组基于线性矩阵不等式(linear matrix inequalities, LMI)的半正定规划问题。对BMI问题，结合混沌优化算法和内点法设计了一种混合算法。最后的算例表明对控制律的设计及其求解算法的有效性。

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型；然后基于滑模控制原理设计了状态观测器，并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器；最后在改造后的挖掘机上进行了试验，并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明，使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm；而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明，所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性，对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。

为消除图形化虚拟仪器软件开发过程中非编码式的设计和控制环节，研究了一种虚拟仪器程序自动生成的机制。该机制以行业类软件中功能的模块化为基础，建立了功能集中的模块集和模块之间的关系。以模块之间的数据流动来消除控制环节并以模块之间的关系匹配决策来消除设计环节，从而实现了行业类软件在基于需求基础上的自动化生成过程。最后通过软件开发平台验证了程序自动生成机制的可行性。

在通常的DAG基础上增加了代码活跃信息(记为GDAG)，给出了基于GDAG和寄存器状态的代码生成技术，并且在产生GDAG的目标代码时利用了代码活跃信息和寄存器状态信息，从而更加有效地利用了寄存器，达到了进一步提高目标代码运行速度的目的。

针对k阶Markov预测器在状态空间上的高复杂性，提出了用二步Markov预测器进行WLAN环境下的移动路径预测。通过分别对二步和k阶Markov预测器条件熵的计算，在理论上了证明了二步Markov预测器的可行性。同时在1200个WLAN用户的移动跟踪数据集上对两者的预测精度的比较分析结果表明：二步Markov预测器在不同长度的移动跟踪数据集上比一阶Markov预测器有更好的稳定性，在大幅度地降低了k阶Markov预测器状态空间复杂性的同时，与二阶Markov预测器预测精度大致相当，并且比二阶以上Markov预测器的预测精度更高，具有比较大的实用价值。

针对网络异常检测虚警率偏高的问题，提出了一种基于属性相似度云模型的网络异常检测新方法。基于各属性对分类的不同贡献，结合数据对象空间和属性空间的相似度概念，给出了属性相似度和属性权重的计算方法，该方法可降低网络数据空间的维数，提高目标识别的准确率。试验表明，该方法具有先验知识需求少和参数容易确定的优点，能比较准确地检测出对网络数据的异常行为。

运用基于性能势的M步向前（lookahead）异步策略迭代算法研究了半Markov决策过程（SMDP）优化问题。首先给出了基于性能势理论求解的一种M步向前策略迭代算法。该算法不仅对标准策略迭代算法和一般的异步策略迭代算法都适用，而且对SMDP在折扣和平均准则下的优化也是统一的；另外给出了两种性能准则下基于即时差分学习的M步向前仿真策略迭代。最后通过一个数值算例比较了各种算法的特点。

首先采用谐波小波变换将观测信号分解成窄带信号，然后使用经验模态分解方法将每一个窄带信号分解为有限个内禀模态函数（IMFs）,根据功率谱密度选取内禀模态函数，提取谐波信号。该方法的性能可由噪声缩减因子和相关系数两个指标度量。理论分析和仿真实验表明，在信噪比不太低的情况下，该方法对提取淹没在混沌和噪声背景下的谐波信号非常有效。

为了解决传统高斯混合模型GMM(Gaussian mixture model)的训练方法对模型初值十分敏感、在实际训练中极易得到局部最优模型参数的问题，提出了一种GMM模型参数训练的新方法。将遗传算法与基于模糊聚类分析的GMM参数估计相结合，形成一种新的混合算法，对模型参数进行全局优化，提高了参数估计的准确性。采用自适应交叉和变异算子，同时利用模糊最小目标函数FMOF(Fuzzy Minimum Objection Function) 准则对模型参数进行重估，提高了算法的搜索效率，加快了算法的收敛速度。使用PKUSRSC语音数据库进行了与文本无关的说话人辨认实验。实验表明，与传统的GMM训练方法和最大似然估计方法相比，本文方法可以得到更优的模型参数，同时识别率也有所提高。

研究了由与坐标轴方向一致的偶极子对构成的均匀线阵。使用四阶累积量提出了一种极化近场源距离、频率及到达角（DOA）三维参数联合估计算法。该算法不需谱峰搜索且各参数自动配对，适用于任意加性高斯噪声环境。仿真结果表明，该算法在性能上优于相应的没有利用极化信息的算法。

为了克服目前诸多基音周期检测算法精度低、计算复杂度高、鲁棒性差的缺点，研究了一种采用二进小波变换模极大值进行基音周期检测的算法。仿真结果表明，该算法在强背景噪声下仍可以准确提取基音周期，并且具有复杂度低、分辨率高和实时性好的特点。

提出了一种基于小波系数局部统计模型的图像去噪方法。该方法利用小波子带的方向性特点以及小波系数尺度内的相关性，将小波系数的概率分布建模为一种自适应高斯混合模型，在贝叶斯框架中采用这种概率模型可以得到一种具有空间自适应性的贝叶斯萎缩函数。利用这种萎缩函数可以实现对小波系数的修正。实验结果表明,利用该方法进行图像去噪能够取得良好的效果，同时可以有效地保留图像的细节。

利用多径衰落信道频域的相关特性，进一步简化了MIMO-OFDM系统中基于训练序列的信道估计方法， 减小了其中的FFT变换阶数以及需要的矩阵逆变换的计算次数，减小倍数可以根据信道特性设置。并针对不同的信道模型，对提出的简化算法的性能作了研究，仿真结果表明：对相关特性较好的信道性能损失很少。

提出了基于对象级的混合高斯背景模型更新方法与基于RGB颜色变化度的运动阴影检测算法。根据运动分割、物体识别、Kalman运动跟踪等高层语义表达，结合像素的时空特性，进行基于对象级的混合高斯背景更新。克服了像素级混合高斯模型中交通控制信号或交通阻塞等造成的长时间停车以及交通高峰期交通拥挤等情况下对背景抽取造成的影响；根据运动目标的RGB颜色变化度特点，提出自适应的对象级运动阴影检测算法，克服了运动阴影的影响及其造成的误分类。不同交通状态下的视频处理效果表明，该方法具有良好的鲁捧性和自适应性。

研究了推力可变情况下燃料最省小推力轨道转移问题。分析了传统轨道优化模型在数值求解过程中存在的困难，通过引入标称轨道的概念，提出了一种新的轨道优化模型——标称轨道优化模型。新的轨道优化模型克服了传统轨道优化模型在数值求解中存在的困难，并具有收敛速度快、初始猜测容易的优点。以飞行器从地球向火星的小推力转移为例，验证了标称轨道优化模型的正确性。最后给出了标称轨道优化模型的主要用途及适用范围。

研究了卫星编队的相对轨道自主确定问题，选择“无线电+激光”的测量方案，为减轻多星编队星间通信量和星上计算量的负担，将状态估计器设计为分布式构型，并利用分布式SchmidtKalman滤波算法对编队的相对轨道状态进行估计。仿真结果验证了该导航方案和算法的有效性。

目的是选用普通舵系统来设计一种低成本高性能飞航导弹过载数字控制系统。这种情况下舵系统的动态特性将不能忽略。假设舵系统具有一阶动态特性，导弹的单通道（例如纵向通道）成为一个三阶的被控对象。应用三时标分离的方法将导弹动力学（含舵系统）分离为3个一阶的动力学子系统，这3个子系统分别对应于过载层（慢速子系统）、角速度层（中速子系统）和角加速度层（快速子系统），对这3个子系统分别采用AdamsBashforth数值方法进行离散化、并进行离散化动态逆控制设计，应用李雅普诺夫综合法，分别设计出期望的慢、中、快离散动力学子系统。给出了各子系统带宽参数的选择方法。仿真结果验证了本文方法的正确性和有效性。

采用有限元建模，考虑了管系的复杂约束、管系设备、吊架、弯头特性的影响，对由地震激发的管道系统的动态响应进行了分析。计算出了由三维地震激发的管系模态、管系位移、转角响应幅值以及地震激发的管系模态响应系数。在地震响应仿真中使用了随机谱方法，将EIcentro地震谱载荷施加到x、y、z三个方向上的管系上。研究结果表明，地震对管系有重要影响，在管道设计时应该加以考虑，并提出了提高管系抗震的措施.

针对在役混凝土结构抗渗性测定问题,建立注水电测混凝土相对渗透系数室内实验系统,进行了注水孔压力渗水条件下混凝土电阻随渗透时间变化关系试验,并借助达西定律推导出注水电测相对渗透系数Ke的计算式。按渗透深度法规程(DL/T 51502001)进行了混凝土抗渗性相对渗透系数Kr对比试验。结果表明:依据渗水过程中不同方位注水孔与观测孔间混凝土电阻值下降特征,能够测定渗水时间,反映渗水各向异性,求得注水电测混凝土相对渗透系数Ke的数值。经试验数据拟合,表明相对渗透系数Ke与Kr之间存在对数函数关系。

针对某战斗类飞机的主起落架自身结构和其受力特点，确定了测量其载荷时应变片粘贴位置及其组桥方式。根据航向载荷作用点的不同并考虑压缩行程的影响，提出了压缩行程影响因子，并把其引入标定方程，同时运用多元回归及优化方法建立标定载荷方程，由此得出实测载荷谱，为起落架的定寿延寿及可靠性设计提供了重要依据。

采用RNG k-ε模型与SIMPLEC算法，在不同射流比R与不同射流孔径D的横向紊动射流中，对不同粒径dp的颗粒运动进行了数值模拟。计算结果表明：①流场对射流孔外附近区域的颗粒的作用在以XZ为对称面Y方向上基本是对称分布的，随着|Y/D|的增加，射流引起的吸力作用是先增大后减小；②射流孔径增大，射流孔区域外的颗粒受到吸力作用增大，区域内的颗粒的加速行程变长，轨迹变化明显； ③在射流孔区域内，R值越大，射流对颗粒的升力作用越大； ④小粒径的颗粒跟随性好，其轨迹能更好地反映流场的变化趋势。

采用胰酶和Protamex的复合酶系结合响应面法研究了温度、pH值、水料比、加酶量和酶解时间对从猪血血红蛋白中提取可溶蛋白、肽及氨基酸的影响规律。数学模型优化工艺条件如下：温度为49.4 ℃；pH值为7.7；水料比为1.4∶1；加酶量为2.0 g/kg；酶解时间为18.6 h。模型氮回收率的预测值为97.98%，实测值为96.94%。 >15000 Da、15000\_5000 Da、 5000\_1000 Da 、 <1000 Da的4个分子量段的酶解产物含量分别为21.1%、3.9%、20.9%、54.1%。酶解产物没有苦味，与根据Q准则计算的疏水性值结果吻合，可作为食品原料在食品生产中广泛应用。