• 2013年第45卷第11期文章目次
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    • 前提不匹配的T-S模糊系统的时滞相关镇定

      2013, 45(11):1-7. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.001

      摘要 (2280) HTML (4) PDF 422.86 K (1407) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低T-S模糊时滞系统稳定性条件的保守性以及提高其控制器设计的灵活性, 本文提出了在前提不匹配条件下考虑T-S模糊时滞系统的时滞相关稳定性以及控制器设计问题. 首次通过构造包含三重积分的增广Lyapunov泛函的方法, 提出一个新的具有较小保守性的时滞相关稳定性准则; 同时在前提不匹配条件下, 给出了保证该系统渐近稳定的控制器设计方法, 该方法提高了控制器设计的灵活性, 并且对于具有不确定隶属度函数的模糊系统同样适用. 最后通过两个仿真例子验证本文所提出的方法的有效性.

    • 一种基于区间估计的粒子滤波算法

      2013, 45(11):8-12. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.002

      摘要 (2157) HTML (4) PDF 449.99 K (1465) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对非线性、非高斯系统的状态估计问题,本文提出了一种基于区间估计的粒子滤波算法.新算法从辅助粒子滤波算法的理论出发,首先对系统状态的期望值进行区间估计,然后在该区间上均匀采样,并利用当前观测信息进行修正,最后得出滤波结果.为了保证估计区间的有效性和算法计算效率,本文给出了区间扩展条件.由于算法直接在区间上均匀采样,不仅避免了重采样带来的样本贫化,而且保证了粒子的多样性.实验结果表明,该算法具有较高的滤波精度,明显优于一般的粒子滤波算法.

    • 非连续谱MCPC信号处理研究

      2013, 45(11):13-18. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.003

      摘要 (2038) HTML (4) PDF 656.78 K (1468) 评论 (0) 收藏

      摘要:通常高频段寂静频带呈随机断续分布,为充分利用高频段资源,本文采用MCPC(Multi-carrier Phased-coded)信号形式设计非连续谱信号.对随机断续谱MCPC信号的目标回波公式进行了推导,并分析非连续MCPC信号在不同信噪比、doppler情况下性能.基于快速傅里叶变换提出多载频非连续MCPC信号处理流程.首先进行速度处理,将不同载频速度信息统一,再通过IFFT将不同载频的距离信息进行相参综合处理.并针对非连续频谱信号产生较高旁瓣等级,设计目标函数,利用凸优化理论求解最小二乘滤波器,对相参综合处理距离维信号进行旁瓣抑制处理,较好解决了高频雷达距离分辨力差及随机断续谱较高旁瓣问题.

    • 星载角动量补偿系统的高/低权控制

      2013, 45(11):19-25. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.004

      摘要 (1603) HTML (2) PDF 1008.58 K (1634) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了利用补偿飞轮来抑制卫星转动部件引入的角动量干扰问题,在分析补偿原理的基础上设计一个工程上易于实现的双闭环控制器.该控制器利用编码器角速度信号及其积分信号构成高/低权复合控制.指出现有补偿飞轮应用中的问题及改进措施,同时提出根据有效载荷运动特性和卫星姿态控制精度要求设计补偿飞轮参数的准则.仿真计算部分给出有效载荷各个运动模式下残余角动量的仿真曲线,结果表明所提出的补偿系统能补偿掉97%以上的干扰.本文的控制策略满足系统要求,提高了补偿系统响应速度、减小稳态误差.

    • 三自由度欠驱动机器人抓握目标杆运动控制

      2013, 45(11):26-31. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.005

      摘要 (3163) HTML (5) PDF 1.13 M (1977) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决Acrobot等一类欠驱动机器人依靠励振与其他控制方法相结合不能实现可靠抓握目标杆运动控制的问题.提出欠驱动机器人大阻尼非完整约束概念,研究稳定抓握目标杆的控制策略与方法.设计专用于此类机器人的手爪,该手爪可抓紧支撑杆构成大阻尼非完整约束状态;提出利用快速摇起阶段的励振控制与大阻尼状态下退转反馈控制相结合实现欠驱动机器人稳定抓握目标杆的控制策略,并进行控制器设计;利用ADAMS与MATLAB软件建立三自由度欠驱动机器人联合仿真控制系统模型.仿真结果表明,该方法可实现可靠的抓握目标杆运动控制,验证了该机器人各关节的驱动能力以及所提出控制策略的有效性.

    • 汽轮机凝汽器圆弧形水室参数化设计关键技术

      2013, 45(11):32-37. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.006

      摘要 (1567) HTML (3) PDF 1002.44 K (1251) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高机械产品的设计效率、缩短研发周期,以汽轮机凝汽器圆弧形水室为例,研究采用尺寸驱动的设计方法自动生成相互关联的实体模型和工程图的关键技术.采用数据库作为UG和AutoCAD跨平台联动的接口,数据库内设置临时记录来实现结构参数临时存储的功能,引入链表数据结构解决了零件信息动态存储和调用问题,提出基于已命名基准定位的自动装配方法,给出工程图中参数化图块的开发过程及插入算法,开发出了根据输入数据即时出图的计算机辅助设计软件,提高了产品的设计效率和设计质量.

    • 聚碳酸酯板材中、低温本构模型的建立

      2013, 45(11):38-44. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.007

      摘要 (1903) HTML (2) PDF 1.51 M (1528) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过拉伸实验及参数辨识建立了聚碳酸酯中低温DSGZ本构方程(-50 ℃~60 ℃), 研究了聚碳酸酯板材在不同温度(-50、-20、0、20、60 ℃)及应变率(0.000 6、0.006、0.06、0.12 s-1)下的力学性能.研究结果表明:普通DSGZ模型无法确切描述聚碳酸酯应变软化行为.在此基础上,引入了修正的DSGZ模型, 结果表明: 修正DSGZ模型可更加有效地描述聚碳酸酯板材中、低温的力学行为.

    • 一种改进的ML-kNN多标记文档分类方法

      2013, 45(11):45-49. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.008

      摘要 (2660) HTML (2) PDF 477.49 K (1790) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对应用传统k近邻算法进行多标记文档分类时忽略了标记之间相关性的问题,提出了一种改进的ML-kNN多标记文档分类方法.针对文本特征的特点,采用一种基于KL散度的距离尺度来更好地描述文档相似度.根据近邻样本所属类别的统计信息,通过一种模糊最大化后验概率法则来推理未标记文档的标记集合.与ML-kNN不同的是,该方法可以有效地利用标记相关性来提升分类性能.在3个标准数据集上,5个多标记学习常用评测指标下的实验结果表明:所提方法在多标记文档分类问题上要明显优于ML-kNN、Rank-SVM和BoosTexter等主流多标记学习算法.

    • 流化床反应器内热动力特性的数值模拟

      2013, 45(11):50-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.009

      摘要 (2282) HTML (2) PDF 963.05 K (1527) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入研究流化床反应器内温度分布特性,基于分群扩散理论方法,应用中子输运模型、耦合气固传热模型以及气固双流体模型,数值模拟流化床核反应器内气固流动和热动力特性,研究流化床核反应器内入口氦气流量和燃料堆积床高对反应器内温度分布的影响.研究结果表明,流化床核反应器内气相温度分布比较均匀;随着入口氦气流量的增加,反应器内环形区域和中心区域内气相温度脉动增强;反应器内气相温度随着燃料堆积床高的增加而升高.数值模拟得到核反应器内气相瞬时温度分布的结果与Pain等人数值计算结果相吻合.

    • 棒束通道单相流数值方法应用特性

      2013, 45(11):56-63. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.010

      摘要 (1941) HTML (2) PDF 2.34 M (1404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善压水堆棒束通道单相流与传热的数值计算效率和精度,在不同工况下对无格架四通道及带交混翼格架的5×5棒束通道模型进行数值模拟.采用高质量壁面函数网格和低雷诺数网格,从传热(Nusselt数)及流动(二次流,湍流强度)两方面对不同湍流模型、近壁面处理和近壁面网格的应用特性进行了综合评估.分析表明,Nusselt数受湍流模型及近壁面处理的影响均较大,二次流和湍流强度则主要受湍流模型的影响.雷诺应力模型(RSM)相比于两方程涡黏模型能更准确地预测无格架通道中的二次流,但在格架下游二者无明显差异.所有模型中只有SST k-ω模型结合不同近壁面网格均表现良好.工程计算中使用SST模型加壁面函数网格的方法能同时保证计算效率和精度,数值研究则推荐采用SST模型加低雷诺数网格.

    • 人字齿轮系统齿根动应力计算与对比试验

      2013, 45(11):64-68. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.011

      摘要 (2367) HTML (2) PDF 652.73 K (1752) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确地计算人字齿轮的齿根动应力,建立了考虑误差激励、时变啮合刚度激励、啮入冲击激励和齿侧间隙影响的人字齿轮传动系统十二自由度啮合型弯-扭-轴耦合动力学模型,提出考虑实时动载荷对齿间载荷分配系数影响的齿根动应力计算方法.以某船用人字齿轮副为实例进行的仿真计算结果表明:随着外载荷和输入转速的增加,人字齿轮传动系统齿根动应力最大值均呈增加趋势;由于齿侧间隙的存在,随着外载荷增加,齿根动应力的相对波动趋势经历了先减小后增大的过程.试验数据与数值仿真基本吻合,较准确地反映了齿根动应力的波动趋势.

    • 基于压缩感知的非整数点多径信道估计算法

      2013, 45(11):69-73. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.012

      摘要 (2101) HTML (2) PDF 478.28 K (1794) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于压缩感知的稀疏信道估计充分利用无线信道的时域稀疏特性,大大降低正交频分复用(OFDM)波形设计时信道估计占用的导频数,提升带宽利用率.针对实测信道中普遍存在的非整数采样点时延的多径干扰,提出了一种基于噪声判决的高采样精度压缩感知信道估计算法,通过改进压缩感知测量矩阵和引入噪声估计判决,有效抵抗由非整数点时延多径引起的能量泄漏.仿真结果表明,相较于传统压缩感知信道估计算法,本算法能有效抵抗OFDM实用数字传输系统中的非整数采样点多径影响,性能具有明显优势.

    • 行星滚柱丝杠副摩擦力矩及传动效率研究

      2013, 45(11):74-79. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.013

      摘要 (2656) HTML (3) PDF 1.23 M (2196) 评论 (0) 收藏

      摘要:以行星滚柱丝杠副为研究对象,基于赫兹接触理论和等效球的方法,分别计算了由材料弹性滞后、滚柱自旋滑动和润滑油粘滞阻力所产生的摩擦力矩,分析了接触角、螺旋升角和滚柱牙数对摩擦力矩的影响规律.在此基础上,建立了行星滚柱丝杠副传动效率计算模型,研究了丝杠转速和上述结构参数与传动效率的关系.结果表明,引起摩擦力矩的主要原因是滚柱的自旋滑动;丝杠转速增加导致传动效率呈递减趋势,相同丝杠转速下,较大的轴向载荷能获得较高的传动效率;较大的接触角能够减小摩擦力矩和提高传动效率;螺旋升角对摩擦力矩的影响很小,但能提高传动效率;增加螺纹牙数有利于提高承载能力,并降低总摩擦力矩.

    • 多轴疲劳寿命模型建立新方法

      2013, 45(11):80-85. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.014

      摘要 (2011) HTML (4) PDF 577.47 K (1666) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决多轴疲劳寿命估算问题,提出一种建立多轴疲劳寿命预测模型的新思路和新方法. 采用对单轴和多轴疲劳试验数据的共同拟合和优化方法建立多轴疲劳寿命模型,减少了对多轴疲劳损伤参数构造和疲劳试验数据类型的限制. 基于最大剪应变幅及最大剪应变幅平面上的法向应力和应变构造了一种新的多轴疲劳损伤参数. 采用ZTC4铸造钛合金、纯Ti、BT9钛合金3种材料的多轴疲劳试验数据对上述多轴疲劳寿命模型建立方法进行了评估和验证. 结果表明提出的多轴疲劳寿命模型建立方法是可行的,所建立的寿命模型对多轴疲劳试验数据的预测能力基本在2倍分散带之内.

    • 人字齿轮齿向修形优化设计

      2013, 45(11):86-92. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.015

      摘要 (2796) HTML (4) PDF 963.45 K (1970) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑到安装误差、轴弯曲变形及扭转变形对齿面载荷分布的影响,根据人字齿轮传动的特点,提出小轮轴向浮动安装的齿面修形优化设计方法;通过3次B样条将齿向修形曲线拟合为三维修形曲面,并与理论齿面叠加构造修形齿面,建立轴向串动的齿面接触分析(TCA)模型,结合承载接触分析(LTCA)模型对有轴向串动的人字齿轮传动进行仿真,轴向串动保证了两端齿面各承担一半的扭矩,人字齿轮的修形可认为是一个斜齿轮的修形,即只考虑一端修形,另一端修形则与之对称;以齿面载荷密度最小为优化目标,应用遗传算法确定最佳修形齿面. 算例表明:轴向串动是左右齿面间隙相互补偿的过程,串动后两边齿面载荷分布基本相同,修形后两端齿面载荷达到均匀;人字齿轮齿向修形与轴向串动相互补充,保证了齿面载荷整体上均匀.

    • 一种感知关系平衡性的子团获取算法

      2013, 45(11):93-100. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.016

      摘要 (2000) HTML (4) PDF 2.10 M (1151) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决社会化计算中基于感知关系平衡的子团获取问题,在关系平衡性的基础上,并根据2-mode网络环境的特点,提出了平衡云集子团和环境中个体的平衡云集系数,用于群体行为的分析.使用平衡云集性阈值的方法,转化了计算过程中的迭代寻优问题,并给出CABS-2mode算法用于子团的划分,CABC-2mode算法用于平衡云集性系数的获取.实验表明:算法在划分平衡云集子团的基础上,利用时间情境与社会情境融合的参数,获取到环境中个体的关系平衡性感知数值,并分析出群体中子团的平衡性强度波动过程和个体的行为过程.

    • 一种隐私保护的在线相似轨迹挖掘方法

      2013, 45(11):101-105. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.017

      摘要 (2023) HTML (2) PDF 804.31 K (2170) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决相似轨迹挖掘中的隐私保护、轨迹数据简化和在线处理问题,提出了一种能够保护用户原始轨迹数据隐私的在线挖掘相似轨迹的方法.该方法首先利用随机投影技术压缩和扰动原始轨迹数据,然后通过基于密度的聚类方法判定各个时间段内相似的移动对象,采用局部敏感哈希技术寻找在足够多的时间段内都相似的移动对象,避免了传统方法中的交集运算,实现快速估计轨迹间相似度.实验结果表明: 该方法能够有效的发现相似轨迹,并且时间开销较小.

    • 组合模型在能源需求预测的应用

      2013, 45(11):106-111. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.018

      摘要 (1905) HTML (3) PDF 437.97 K (1267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为科学预测未来我国能源需求,通过文献萃取选取经济发展水平、人口规模、城市化率、产业结构和技术进步水平作为我国能源需求影响因素.运用拉开档次法计算各模型权重,构建ARIMA、多元回归、灰色GM(1,1)和支持向量回归机的组合预测模型,运用该组合模型和目前常用组合预测模型分别计算我国2005-2011年能源需求,并与实际结果进行比较,结果表明:该组合预测模型具有更高的预测精准度. 最后运用该组合模型预测2012-2020年我国能源需求,预测结果表明: 2012-2020年我国能源需求以平均3.42%的年增长率增长,2020年我国能源需求量将比2012年增加30%左右.

    • 不平衡数据集的CT结肠镜息肉检测方法

      2013, 45(11):112-117. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.019

      摘要 (2482) HTML (3) PDF 605.92 K (1577) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前CT结肠镜的息肉检测分类器面临着数据集不平衡问题,数据集中的正样本(息肉)的数量远远小于负样本.针对这个问题,息肉检测分类器采用SMOTEBoost,结合SMOTE(Synthetic Minority Over-Sampling Technique)和Boosting:在数据层面,采用过采样技术SMOTE合成少数类样本,减轻数据集中两类样本的不平衡程度;在算法层面,采用Boosting方法提高弱分类器的性能,两者结合起来,既改善对少数类样本的预测能力,又保证了对整个数据集的分类精度.为了满足息肉检测对算法实时性的需求,采用MRMR(Minimum Redundancy Maximum Relevance)方法挑选最大相关、最小冗余的简单特征组成级联第1层强分类器,拒绝大多数负样本,极大地提高了分类器的处理速度.实验结果表明:设计的分类器检测直径大于5 mm息肉的敏感度达到90%,每个数据体6个假阳.

    • 结合产生式模型和RCC方法的极化SAR图像分类算法

      2013, 45(11):118-124. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.020

      摘要 (2014) HTML (2) PDF 407.08 K (1231) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了充分利用图像中的上下文信息对空间关系进行推理,提出了一种基于产生式模型和区域连接演算(Region Connection Calculus,RCC)的新模型——GM-RCC模型(Generative Model based on RCC),用于合成孔径雷达(SAR)图像的分类研究.首先,通过建立图像金字塔将一幅SAR图像过分割成多尺度的超像素,然后利用层次RCC模型对这些超像素的空间关系进行描述,其中RCC关系的学习和推理都是在产生式模型的框架下进行的.在模型的推理过程中采用了迭代策略以获得更加精细的分类结果.实验选用了极化特征及其他典型特征,并在SAR图像集上进行了实验,实验结果证明了该算法的有效性.

    • BP网络的SPDS算法的局部极小问题分析

      2013, 45(11):125-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.11.021

      摘要 (2165) HTML (2) PDF 705.29 K (1333) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对BP网络的训练算法SPDS算法,研究了局部极小问题.利用基于单参数动态搜索算法的SPDS算法的变量逐一搜索的特点,证明了每次迭代的等价误差函数均为拟凸函数,进而极小点存在并可求出.将迭代必将收敛的初值集合定义为全局极小区域,针对局部极小问题给出L-SPDS算法,并证明了SPDS算法的全局极小区域沿坐标轴方向扩张的区域既是L-SPDS算法的全局极小区域,从而SPDS算法收敛于全局极小点的可能性大大增加了,算法的仿真试验也证明了这一点.

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