• 2014年第46卷第11期文章目次
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    • 摘要

      2014, 46(11).

      摘要 (1204) HTML (2) PDF 826.41 K (1409) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • PIE+MOM的Mamdani模糊系统通用逼近性充要条件

      2014, 46(11):1-7. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.001

      摘要 (2569) HTML (4) PDF 778.38 K (1076) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决如何构造具有通用逼近性能的Mamdani模糊系统问题,提出一类Mamdani模糊系统具有通用逼近性的充要条件. 该模糊系统采用乘积推理机(product inference engine, PIE)和最大值平均(mean of maximum, MOM)解模糊器,按模糊规则后件分为单点规则后件和模糊数规则后件两种情况,分别根据Weierstrass第一定理和隶属度函数性质给出了严格证明. 最后通过示例证明该充要条件的有效性.

    • 离散广义分段仿射系统弹性H∞滤波器的设计

      2014, 46(11):8-16. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.002

      摘要 (1620) HTML (3) PDF 535.79 K (1391) 评论 (0) 收藏

      摘要:为消除未知情况下外部干扰和测量噪声对控制系统性能的不利影响,以一类参数不确定性体现为范数有界形式的离散广义分段仿射系统为模型,研究具有H∞性能指标渐近稳定弹性滤波器的设计问题.通过采用广义分段仿射Lyapunov函数、投影定理以及几个基本引理,提出了对于由所设计弹性滤波器构成的滤波误差动态系统满足鲁棒H∞性能指标的反馈控制器设计方法.通过求解一组包含参变量的LMIs,可以得到保证广义分段仿射系统具有H∞性能的反馈控制器增益和渐近稳定弹性滤波器的待定系统矩阵,仿真结果证明了所提设计方法的有效性.

    • 基于摄像测量法的在轨柔性结构模态参数辨识

      2014, 46(11):17-23. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.003

      摘要 (2300) HTML (4) PDF 2.66 M (1241) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在轨传感器布置困难的问题,提出一种利用数字摄像测量技术对在轨大型柔性结构进行模态参数辨识的方法. 阐述了三维动态重构技术、相机标定算法和像素点特征提取算法原理. 利用一类柔性星载天线模型进行了地面试验,采用高速数字摄像机记录模型的自由振动响应过程,并从采集的图像序列中提取给定测点的位移振动数据,通过特征系统实现法(ERA)辨识星载天线模型的前5阶固有频率、阻尼比等模态参数. 结果表明,数字摄像测量方法可以在满足在轨测试设备简单要求的同时,有效地辨识柔性天线的在轨模态参数.

    • 不同头型运动体高速入水空泡数值模拟

      2014, 46(11):24-29. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.004

      摘要 (2211) HTML (6) PDF 1.31 M (1315) 评论 (0) 收藏

      摘要:运动体头型对其入水流场的流动分布、流体动力及入水弹道均有较大的影响. 针对此问题基于有限体积法离散、求解雷诺平均的Navier-Stokes方程,考虑空化效应,并引入动网格技术,对带有不同角度锥头圆柱体的高速入水问题开展数值模拟研究,得到不同头型条件下高速入水运动参数及空泡形态发展规律、流场的压力分布及速度分布规律,分析了头型对入水空泡流场的影响. 研究结果表明,空泡半径的扩张规律受头型及其阻力系数的影响,半径大小与阻力系数近似满足一定的关系式; 入水初期,运动体头部受到极强的冲击载荷,锥角越大,压力峰值也越高;锥体表面压力系数与锥角大小直接相关,锥角较大时压力系数也较大. 同时,锥角大小对运动体肩部排开水的速度也有较大影响,运动体在相同速度下,锥角较大时,肩部排开水的速度也较大.

    • 人头面部轮廓数学模型的研究

      2014, 46(11):30-36. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.005

      摘要 (1799) HTML (4) PDF 1.45 M (2006) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有图像处理技术中提取人脸轮廓线光滑性差的问题,提出一种人头面部轮廓的分段建模方法. 通过轮廓特征点定义和轮廓分段,采用超椭圆、圆弧和抛物线等曲线建立了人头面部轮廓数学模型,选取100组5种脸型的真实人头面图像经图像处理及优化后,用获得的轮廓样本参数对模型进行验证. 结果表明,对于任一样本,该模型在进行参数优化后都能保证模型平均误差在1.2%以下,最大误差在2.6%以下,验证了该模型的有效性和普适性. 提出了基于该模型的脸型判定方法,给出了各类脸型的模型参数范围.

    • 面阵列凸点按需喷射打印平台控制

      2014, 46(11):37-41. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.006

      摘要 (1737) HTML (2) PDF 1.00 M (1005) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现面阵列电子封装互联钎料凸点的按需式喷射打印,建立一套钎料金属微熔滴按需喷射打印沉积三轴运动平台,并在PC+运动控制卡的基础上,利用LabVIEW开发了一套微滴喷射打印平台多轴运动控制系统.控制系统可根据互联凸点的坐标数据信息,利用蚁群算法对钎料凸点喷射打印过程中平台的运动路径进行优化,能有效地提高喷射打印效率,实现了凸点打印平台的运动控制.用激光干涉仪对平台运动过程中的定位精度及重复定位精度的测量结果表明,平台的运动满足球栅阵列(BGA)封装凸点打印的精度要求.

    • 四轮驱动车辆路面附着系数实时估计

      2014, 46(11):42-46. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.007

      摘要 (1894) HTML (2) PDF 847.68 K (1566) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前无法直接测得车辆路面附着系数的问题,通过设计扩张状态观测器及利用递推最小二乘法来实时估计该值.建立7自由度车辆模型, 给出车轮受力平衡方程,设计二阶非线性扩张状态观测器.根据轮胎驱动转矩及车轮转速估计当前利用附着系数, 并对观测器进行仿真.结果表明, 观测器能够有效观测利用附着系数.在已观测出的利用附着系数的基础上, 推导了利用附着系数与峰值附着系数间的递推公式, 利用递推最小二乘法设计峰值附着系数估计器, 并在Matlab/Simulink中进行仿真.结果表明, 估计器可以较为快速有效地实现峰值附着系数识别,较为准确地实时估计附着系数.

    • 混合刷式密封泄漏特性的数值研究

      2014, 46(11):47-51. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.008

      摘要 (2026) HTML (3) PDF 1.33 M (1226) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析某型号汽轮机改进的刷式密封结构的密封性能,采用non-Darcian多孔介质模型的Reynolds-averaged Navier-Stokes方程数值求解方法,对泄漏流动特性及转子表面、刷束自由高度和保护高度的压力、速度、湍流动能分布规律进行数值研究,并与迷宫密封进行相应的比较.结果表明: 相同的间隙和压比下,混合刷式密封流场分布要比迷宫密封复杂,泄漏量明显小于迷宫密封;相同的结构和参数下,泄漏量随着压比的上升而增加;转子表面的轴向压力和湍流动能从进口到出口呈现阶梯状递减趋势,保护高度的径向压力基本趋于常数值;刷束径向速度和湍流动能随着压比的上升而增加,刷束下半部分和后挡板保护高度对泄漏特性影响比较大.研究结果为汽轮机刷式密封的结构设计,改善性能,提供了理论依据.

    • 超临界碳化对水泥基材料性能和孔径结构的影响

      2014, 46(11):52-57. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.009

      摘要 (2633) HTML (9) PDF 1.43 M (1391) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了考察超临界碳化技术在水泥基材料改性方面的应用,研究超临界碳化对水泥基材料微观和宏观性能的影响,基于此设计了超临界二氧化碳碳化试验研究水泥砂浆、水泥净浆和混凝土试件的碳化深度、强度、孔径分布以及二氧化碳吸收量的变化.试验分析表明,超临界碳化可以快速实现水泥基材料的碳化,大幅提高试件强度,改善材料的孔径分布,使材料的中细径孔大幅降低,提高材料的抗渗透能力,为改善重金属等危害废物的水泥基固化效果提供了依据.同时超临界碳化可以将大量二氧化碳转化在碳酸钙中沉淀吸收,具有重要的环境保护意义.

    • 固定序Bellman-Ford算法的一个改进

      2014, 46(11):58-62. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.010

      摘要 (2171) HTML (2) PDF 334.37 K (1083) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对固定序Bellman-Ford算法进行修正,获得了一种求解边数不大于k的最短路问题的新算法.相对于原始算法,修正后的算法通过改变点的标号过程,使得在第k次迭代后每一条路径的边数均不超过k.新算法被证明是正确的,它的计算复杂性为O(km).实验表明,在大规模情形下,相对于修正的先进先出算法,该算法具有显著的竞争优势.

    • QFD和AHP相结合的产品质量多维评估模型

      2014, 46(11):63-69. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.011

      摘要 (2625) HTML (3) PDF 1.05 M (1389) 评论 (0) 收藏

      摘要:产品设计是一个将用户需求自顶向下转换为各级产品性能要求的复杂过程,在每一级设计过程中都需要对多个可选项进行评估以便选择出满足性能要求的产品.为了得到每个产品可选项较为客观的质量权值,首先将产品设计描述为产品结构与或树模型,基于该模型提出一种QFD和AHP相结合的产品质量多维评估模型,通过QFD将用户需求转换为各级产品的质量准则,采用AHP对各级产品的多个可选项的质量进行评价,两步结果相结合计算得出产品的各个可选项相对用户需求的质量权值.最后通过一个仿真实例对评估模型进行了验证.仿真实例验证了所提出评估模型的可行性和有效性.

    • 单轴扫频诱发帆板同步钢索旋转振动分析

      2014, 46(11):70-75. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.012

      摘要 (1910) HTML (4) PDF 1.29 M (1200) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确某帆板面内单轴扫频力学环境试验中同步钢索振动幅度过大和限位结构被破坏的原因,考虑集中质量和限位结构影响,采用有限段方法建立帆板同步钢索系统的动力学模型,对其在面内单轴扫频激励条件的响应进行数值模拟,结果再现了标志点的响应从面内振动发展到面外振动,再到绕两支撑点轴旋转振动的复杂振动模式,同时给出限位接触力和钢索标志点振幅,仿真结果与试验状态吻合.分析表明,持续旋转振动钢索施加在限位孔壁上的交变接触力是导致限位结构破坏的主要原因.

    • Shearlet变换与核各向异性扩散的图像噪声抑制

      2014, 46(11):76-83. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.013

      摘要 (1694) HTML (4) PDF 1.61 M (1305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更有效地抑制图像噪声,改善图像视觉效果,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(nonsubsampled shearlet transform,NSST)与核各向异性扩散的图像噪声抑制方法.首先对含噪图像进行非下采样Shearlet变换;然后对所得到的低频和高频分量分别进行改进的全变差(improved total variation, ITV)扩散与核各向异性扩散(kernel anisotropic diffusion, KAD);最后对扩散后的低频和高频分量进行非下采样Shearlet逆变换得到噪声抑制后的图像.给出了实验结果,并且依据主观视觉效果和峰值信噪比、结构相似度两种定量评价指标,与近年来提出的基于小波阈值收缩结合全变差、基于复Contourlet域非线性扩散、自适应Shearlet域约束的全变差等3种噪声抑制方法进行了比较.实验结果表明,该方法的噪声抑制能力更强,且更为完整地保留了图像的边缘和细节信息.

    • 细长体出水过程中阻尼系数变化分析

      2014, 46(11):84-89. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.014

      摘要 (2067) HTML (2) PDF 834.62 K (1396) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对细长体出水过程中黏性阻尼系数和兴波阻尼系数的变化,采用弹性体振动理论和流体势流理论相结合的方式对其进行研究. 对于黏性阻尼项,建立简化的涡激振动模型,将涡激振动的阻力和升力项考虑到结构振动方程中,获得考虑涡激振动后的阻尼系数增量. 对于兴波阻尼项,采用时域格林函数法,首先计算规则球体振动问题,并将计算结果与相关文献对比,发现二者吻合良好. 在验证算法的基础上,采用细长体模型,分别计算不同振动频率和不同出水高度对于兴波阻尼系数的影响. 计算结果表明:涡激振动引起的黏性阻尼增量随着洋流增大、波浪增高或者空泡长度减短而增加;兴波阻尼和细长体的出水高度、固有振型和振动频率密切相关,所对应的细长体在头部出水、振动频率0.5 Hz左右诱发的兴波阻尼最大. 一阶和二阶弹性振动诱发的兴波阻尼系数较小,工程中可忽略.

    • 大型直缝焊管压力矫直载荷修正系数优化

      2014, 46(11):90-94. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.015

      摘要 (1361) HTML (2) PDF 632.65 K (883) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据多次三点弯曲压力矫直控制策略,分别给出了基于最小二乘曲线拟合原理和基于弯曲变形能相等原理的最优载荷修正系数的确定方法. 由有限元仿真结果可知,前者计算出的最优载荷修正系数偏大,这是由于忽略了当加载弯矩大于理论矫直弯矩时对管件的影响远大于加载弯矩未达到理论矫直弯矩时的影响,而包含该因素影响的基于弯曲变形能相等原理计算出的最优载荷系数则比较适用. 不同几何尺寸、不同初始挠度分布、不同矫直次数的小尺寸管坯矫直的物理模拟实验结果验证了基于弯曲变形能相等原理计算最优载荷修正系数的可行性与可靠性,可将初始直线度为4‰~10‰的管件矫正到1.1‰以内. 这为多次三点弯曲压力矫直控制策略提供了便捷途径,也为自动化和智能化矫直奠定了基础.

    • 新型3D-Turbo码原理分析与性能研究

      2014, 46(11):95-100. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.016

      摘要 (2142) HTML (4) PDF 767.30 K (1314) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善中高信噪比下传统Turbo的错误平台性能,介绍一种改进的Turbo码(3D-Turbo Codes),通过增加一个码率为1的后编码器,对传统Turbo编码器得到的部分校验比特进行后编码. 给出3D-Turbo码的编码结构,分析了影响性能的主要因素,研究3D-Turbo码的迭代译码过程并详细推导了Max-Log-Map算法,最后对3GPP2标准下的3D-Turbo码性能进行仿真. 研究结果表明,与3GPP2 Turbo码相比,3D-Turbo码通过增加很小的复杂度,可以有效改善错误平台性能.因此,在中高信噪比且对误码率要求严格的场景下,3D-Turbo码有广阔的应用空间.

    • 具有最优模型传递矩阵的交互式多模型算法

      2014, 46(11):101-106. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.017

      摘要 (1734) HTML (3) PDF 745.61 K (1335) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统的交互式多模型(IMM,interacting multiple model)算法中,描述模型马尔科夫切换过程的模型传递矩阵被定义成一个常值矩阵,并且将子滤波器间的相关性信息遗漏. 然而,由于实际环境的复杂性,传统的IMM算法无法满足飞行器跟踪的需求. 为此,提出一种具有最优模型传递矩阵的交互式多模型(OMTM-IMM,optimal mode transition matrix IMM)算法,该算法在考虑子滤波器相关性的前提下,以线性最小方差理论为基础,推导出最优的模型传递矩阵, 该传递矩阵更加符合实际情况,理论分析和仿真实验表明该算法有效地提高了飞行器跟踪精度.

    • 模型不确定非线性系统的自适应模糊Backstepping预测控制

      2014, 46(11):107-111. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.018

      摘要 (2183) HTML (4) PDF 467.94 K (1074) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决一类模型不确定严格反馈非线性系统的跟踪控制问题,提出一种使闭环系统稳定且滚动时域性能指标在线最小化的自适应模糊反步预测控制策略.模糊系统用来逼近该设计过程中的未知非线性项,自适应参数直接用来估计最优逼近权值向量范数的平方,从而只有一个自适应参数需要在线调节;同时考虑模糊基函数的性质,所设计的控制律与自适应律均不含模糊基函数项,理论证明该方法设计的控制器保证闭环系统所有信号是半全局有界的,并且跟踪误差收敛于零的某一邻域.该方法所设计的控制器形式简单,计算量小,更易于实际应用,仿真算例验证提出算法的有效性.

    • 一种基于局部不变特征的SAR图像配准新算法

      2014, 46(11):112-118. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.019

      摘要 (2132) HTML (3) PDF 6.03 M (1278) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对SAR图像配准中匹配效率低、误匹配对多和配准精度差的问题,提出一种基于局部不变特征的SAR图像配准新算法. 首先,使用加速分割检测特征 (features from accelerated segment test, FAST)检测算法,检测SAR图像的FAST角点;使用DAISY描述子对FAST特征进行描述,得到SAR图像不变特征。其次,采用基于KD树的欧氏距离匹配策略,实现特征点对的粗匹配;采用RANSAC算法去除误匹配,实现特征点对精匹配. 然后,采用仿射变换模型,实现图像插值和图像变换,实现SAR图像粗配准。最后,建立配准精度评估反馈机制,实现配准优化. 通过使用不同时相、不同工作模式HJ-1C星载SAR和不同极化、不同波段机载AIRSAR图像配准实验,提出算法与经典不变特征配准算法相比,具有适配性好、配准效率高的优点.

    • 一种改进的CSGC频谱分配算法

      2014, 46(11):119-122. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.020

      摘要 (1327) HTML (3) PDF 489.31 K (1317) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于图论着色的频谱分配算法未充分考虑用户实际带宽需求,针对这一问题,本文在原算法基础上提出了一种改进的CSGC频谱分配算法.该算法引入了空闲频谱和用户请求两个时间因子,通过设置用户优先级函数,在进行二次频谱分配时最大限度地满足用户需求.仿真结果表明,该算法不仅保留了原CSGC算法的性能,而且大幅度提高了频谱利用率.

    • 基于CPAC的非圆磨削数控系统的开发

      2014, 46(11):123-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.11.021

      摘要 (1496) HTML (3) PDF 2.73 M (1732) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决非圆磨削系统中工艺不足的问题,提出在CPAC(computer programmable automation controller)控制器平台上开发一套非圆磨削数控系统.以分段三次样条曲线拟合为数学基础,介绍X-Y加工方式下刀心轨迹坐标计算;介绍非圆磨削中恒速磨削的重要性,以等弧长密化插值为原则,提出两种实现恒速磨削的方法;介绍非圆磨削加工中的误差测量方法,并进行误差补偿;最后,集成了系统并在三轴龙门铣床进行加工,实验证明系统满足非圆磨削的需要.

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