2011, 34(10):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.001 CSTR:
摘要:采用单排固定电极模式的开放式电阻抗成像(open electrical impedance tomography, OEIT)克服封闭式电阻抗成像在临床运用中重构模型适应性差、电极定位误差大以及操作简便性差等弊病。针对OEIT逆问题求解中更加严重的病态性问题,提出以变差函数作为罚函数项的变差正则化算法获得适定的重构解。仿真实验和水槽实验表明:变差正则化算法可有效求解OEIT重构的逆问题,重构图像能够正确反映位于电极下浅表层区域的目标位置、大小,并在一定程度上反映电导率的相对值。OEIT以其简便快速而更具潜在的临床实用价值。
2011, 34(10):8-14. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.002 CSTR:
摘要:为了有效解决不确定性环境下车用空调装配车间动态调度问题,通过分析固有不确定性、离散不确定性、外部环境不确定性等影响因素,制订了基于双反馈控制的信息反馈机制,在此基础上提出了一种车用空调装配车间动态调度方法,并综合考虑可重入约束、设备能力约束、时间离散化约束等,建立了以提前或延期惩罚、完工时间、加工成本和质量损失为优化目标的车用空调装配车间多目标调度模型。针对模型特点设计了分段染色体编码方式、交叉算子和变异算子,防止遗传操作过程中非法解的产生,提高了求解效率。最后以实际应用案例验证了方法的有效性与实用性。
2011, 34(10):15-20. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.003 CSTR:
摘要:通过分析Hilbert-Huang变换(HHT)的核心经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)算法及其实现过程,提出了基于EMD算法的数据压缩消噪。运用仿真模型信号和实验信号对提出地消噪算法效果进行验证;对同样条件下的数据源,与基于db2小波、db8小波的数据压缩消噪的效果进行了分析比较。此外,运用研制地硬件系统,在重庆某电机厂进行实验,采集在电机运行地真实环境下局部放电超声信号,并对其进行基于EMD算法、db2小波和db8小波数据压缩消噪分析和比较。仿真和实验结果分析表明,基于EMD算法的数据压缩消噪,与基于db2小波、db8小波的数据压缩消噪能达到同样的消噪效果,甚至更优,而且不损耗原信号能量;在对真实信号处理方面,前者更优于后者。
2011, 34(10):21-26. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.004 CSTR:
摘要:针对无人驾驶高速四轮独立驱动独立转向(4WID-4WIS)车辆的驱动冗余、强非线性和不确定特性,提出一种基于控制分配和自抗扰控制法的路径跟踪单点预瞄控制方法。首先建立车辆单点预瞄路径跟踪系统的动力学模型。然后构建以控制分配器为核心的控制系统,使用自抗扰控制方法设计单点预瞄解耦控制器;提出目标生成器的类惯性环节算法,讨论其合理性;给出4WID-4WIS车辆路径跟踪控制分配问题的求解方法。最后进行仿真,结果表明所提方法能够实现快速、高精度的双移线圆弧路径跟踪控制。
2011, 34(10):27-31. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.005 CSTR:
摘要:通过对有孔箱体屏蔽效能的传输线解析计算法进行扩展,得到可计及箱体内高次模传输的多模传输线模型,运用三维电磁场仿真软件HFSS(high frequency structure simulator)进行了有效性验证。应用得到的多模传输线模型,分析了箱体内不同位置处高次模对屏蔽效能的影响。计算结果表明:宽频域上,高次模对屏蔽效能的影响不可忽略;在1 GHz以下,越靠近箱体的开孔,高次模影响越大;在近孔处,高次模会引起某些频段上屏蔽效能的提升。因此,只有综合考虑多种传输模式才能准确反应宽频域上和近孔处的屏蔽效能。
2011, 34(10):32-38. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.006 CSTR:
摘要:通过设计以成组技术相似性原理为基础的28位齿轮分类编码系统,获取齿轮产品关键技术特性,分析齿轮分类编码的结果,汇集相似结构工艺的零件组,形成齿轮产品标准。结合齿轮产品核心特征,并参照滚动轴承代号的排列顺序设计了11位产品标识码方案,在专业齿轮制造型企业推行齿轮产品标准化。采用Visual Basic6.0语言和SQL Server2000数据库技术开发出基于客户机/服务器(Client/Server)的计算机辅助齿轮分类编码系统并给出了一齿轮零件的编码实例。实际运用表明,该系统能有效地将齿轮产品编码分类成组,将具有相同分类代码的齿轮的技术特性汇总,有利于实现齿轮零件设计和生产的标准化,进而以大批量零件生产的方式改进多品种、中小批量生产的状况,最终在齿轮行业实现大规模定制的专业化标准生产模式。
2011, 34(10):39-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.007 CSTR:
摘要:针对坠落式危岩,考虑自重和裂隙水压力影响因素作用下,建立危岩崩落激振效应物理模型。联合断裂力学和波动理论从能量角度量化危岩体之间的相互作用,获取崩塌体崩落瞬间的启程速度计算式,根据危岩崩落激振波在岩体内的传播机理,构建了激振波作用下岩体介质质点位移速度计算方法。通过实例分析,建立的坠落式危岩剧动式崩落与激振效应分析结论和实际情况基本一致,对进一步实施危岩破坏及演化机制研究提供了科学依据。
2011, 34(10):46-53. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.008 CSTR:
摘要:以四筒吸力锚平台结构为对象,就波浪方向、波高、波周期、航速、吃水深度、系缆点、拖缆长度、后倾角度的不同组合采用1∶20的模型进行拖航试验,测定了不同拖航试验组合下吸力锚平台运动加速度、筒内气压力、筒底水压力以及拖缆力,利用谱系聚类分析,对拖航组合进行分类,将拖航方式的优劣组合划分到不同的类。对测试参数进行因子分析,首先得到参数间的相关矩阵,相关矩阵反映了参数间的相互关系。通过因子分析提取占总方差85%的前6个因子,得到各方案组合的因子得分,找出最危险拖航组合和决定最危险组合的特征力学参数,为实际工程中的拖航提供参考。
2011, 34(10):54-60. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.009 CSTR:
摘要:利用情景模拟的方法为被试人员营造了应急疏散的驾驶环境,以主观量表、心电仪等实验心理学手段从主观和客观两方面对所营造的应急疏散驾驶环境的有效性进行了验证。以SimWorld驾驶模拟舱为实验平台,对被试人员在常态及应急疏散状态下应对突发情况的反应时间、加速工况下的反应时间和减速工况下的反应时间进行了研究,分析了三类反应时间的分布情况,发现应急状态下各类反应时间都不同程度小于常态下的反应时间,同时用回归的方法得到了反应时间函数。
刘爱军 , 杨育 , 邢青松 , 姚豪 , 张煜东 , 周振宇
2011, 34(10):61-67. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.010 CSTR:
摘要:提出了基于种群协同进化的并行免疫克隆算法,将种群中个体的亲和度计算并行在多个计算节点上同时进行。引入免疫记忆机制,使抗体种群的演化过程和记忆单元的演化过程并行进行,更好地实现了抗体间的相互协作,保证了解集从可行域内部和不可行域边缘向着最优解逼近。采用了克隆增殖变异和交叉算子的操作,增加了种群中优秀个体获得克隆增殖实现亲和度成熟的机会,提高抗体群分布的多样性,在深度搜索和广度寻优之间取得了平衡。从而保证了算法较强的收敛性以及搜索空间的多样性。利用标准问题库对算法进行测试,并分析算法参数对算法结果的影响,仿真结果表明,该算法对待寻优空间的全局搜索能力和局部搜索能力以及算法的稳定性与计算速率都要强于简单免疫克隆算法和遗传算法等优化算法。
2011, 34(10):68-75. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.011 CSTR:
摘要:采用理想弹塑性滞回模型,分析了4类场地共370条地震波作用下,单自由度体系的动力响应,得到了弹塑性体系与相应弹性体系间最大位移的关系,建立了等延性的位移放大系数谱Cd,用以评估新建或已有结构体系的弹塑性变形。考虑了二阶效应和阻尼比的影响,并采用2个特征周期Tga和TgR对周期进行标准化(Tga和TgR将整个周期划分为:加速度敏感区、速度敏感区和位移敏感区),标准化后的位移放大系数谱,保留了特征周期处的谷值特性,消除了场地类别的差异。结果表明:二阶效应和阻尼比对位移放大系数都有影响,并随周期变化,在特征周期附近的影响最为明显。
2011, 34(10):76-81. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.012 CSTR:
摘要:火电机组低压回热系统中的面式加热器普遍存在较大损。应用等效焓降方法,深入分析采用引射式加热器替代面式低压加热器下机组热经济性的变化,并得到各个变化因素的数学计算式。在此基础上,对N600-165/535/535型机组低压回热系统进行实例计算,并与常规热平衡法计算进行了比较,结果表明:引射式加热器替代面式低压加热器,可以有效减小损,替代全部四级面式低压加热器,可使机组经济性提升最大,达0.263%;文中分析推导得出的计算表达式可用于机组热经济性分析计算。
2011, 34(10):82-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.013 CSTR:
摘要:研究了煤粉加压气化炉膜式螺旋管对流换热器在高温高压工况下的换热特性。分别以N2、He、N2和He体积比为2∶1的混合气体为试验气体,试验时对每一种气体压力均从0.5 MPa开始进行,至3.5 MPa结束,在每一个压力值下,试验段入口温度从150 ℃升到450 ℃。通过试验研究了压力对雷诺数及换热系数的影响和不同的冲刷形式下的膜式螺旋管的换热特性。结果表明:压力影响该管型的换热能力;获得了不同工作条件下该管型的换热拟合式。
2011, 34(10):86-96. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.014 CSTR:
摘要:2008年汶川5.12地震触发了大量滑坡,这些滑坡所造成的损失甚至超过地震本身。系统的滑坡编目是进行滑坡研究的基础技术手段,能为滑坡量化研究提供有效数据。映秀极震区是地震滑坡分布较为集中的区域。基于高精度卫星和航拍影像遥感和现场调查,获得映秀极震区约109.3km 2范围内共1948处地震滑坡的位置、类型及其基本几何特征,并利用GIS软件建立了地震滑坡编目数据库。在此基础上,将地震滑坡编目数据同坡向、坡角、距山脊距离、地质单元与岩性、震中距、距发震断裂距离等环境因子进行叠置分析。分析结果表明:编目区内地震滑坡多分布在坡角为30°~50°的区域,其密度与坡度有较强的正相关性;山脊附近区域的地震滑坡密度较大,说明这些区域对地震波的放大效应是造成坡体破坏的重要原因;彭灌杂岩体区的地震滑坡发育程度比沉积岩区高;震中距、距发震断裂距离与地震滑坡密度呈单指数负相关关系,与已有研究成果具有较好吻合度,且发震断裂上盘地震滑坡发育程度高于下盘。
2011, 34(10):97-102. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.015 CSTR:
摘要:通过多种方式配制石膏(CaSO4·2H2O)并测定其垂直吸水高度h、在水平状态下的输水速度u、孔隙率η及平均孔隙半径等物理性质,发现多孔介质石膏的上述特性与配制方法关系极大。石膏是由CaSO4加适量的水而形成2水硫酸钙(CaSO4·2H2O),随水量增加孔隙率增大而其强度下降。在水中加入少量柠檬酸钾配制时,会大大改善其多孔介质性能,垂直吸水高度、水平输水速度及孔隙率可分别达到:120 cm、4.2 mm/min及69.4%,可以作为毛细吸液芯辐射板的内填充物使用。
2011, 34(10):103-108. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.016 CSTR:
摘要:讨论恒定气候环境下,混凝土内钢筋锈蚀速率的变化。在恒定气候环境和氯盐侵蚀条件下,对混凝土中钢筋的锈蚀电流密度进行测量。测量结果表明,在钢筋锈蚀过程中,锈蚀速率(锈蚀电流密度)具有时变特性,并且其时变过程可以划分为6个阶段。试验结果也显示了混凝土强度及混凝土电阻率对钢筋锈蚀速率变化的影响。基于不同锈蚀水平下钢筋与混凝土交界面过渡区(ITZ)的细观结构,开展了试验结果的机理分析,发现锈蚀层的发展和锈胀开裂是影响锈蚀过程的主要因素。最后,建立了钢筋锈蚀速率时变的全过程模式。
2011, 34(10):109-114. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.017 CSTR:
摘要:为了提高Ad Hoc网络组播的效率,提出了FLMA:一种新的Ad Hoc网络模糊逻辑组播算法。FLMA采用模糊逻辑,以适应Ad Hoc网络拓扑动态变化带来的信息不精确性。以重播分组新增覆盖节点的数量相对度和节点的剩余能量相对度为模糊控制系统的输入变量,以节点重播分组的延迟时间为模糊控制系统的输出变量,优化节点重播分组的优先权。从而减少了分组在网络中的重复传输,降低了节点间的竞争和碰撞,均衡了网络中节点的能量消耗。仿真实验结果表明:相比BCAST算法,FLMA延长了网络生命周期,降低了平均端对端延迟和节点平均丢包率,提高了网络的吞吐率。
2011, 34(10):115-118. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.018 CSTR:
摘要:压缩感知中常用随机矩阵作为测量矩阵,但此类矩阵存在实现困难、计算复杂度高等缺陷。随机滤波器产生的随机循环矩阵可用于信号测量,提出一种适用于压缩感知的新的随机滤波器设计方法,设计的随机滤波器具有频域全通,时频域均为实值的特点,同时分析了由滤波器产生的测量基与其他信号基的相关性。测量信号可包含原始信号所有信息,便于计算,且滤波器实现简单,产生的测量基可保证与其他信号基的无关性。通过仿真发现,利用此滤波器可实现信号的采集与恢复。
2011, 34(10):119-123. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.019 CSTR:
摘要:中医脉象信号的研究在中医诊断中具有重要的意义。为了探索由中医脉象信号识别海洛因吸毒者的有效方法,研究了中医脉象信号特征提取的倒双谱与三阶倒谱熵算法。在简洁而准确地论述算法的基础上,估计了20例海洛因吸毒者与20例健康正常人脉象信号的倒双谱的对角切片分量。在大量实验结果的基础上,选取对角切片在m=n=1处的抽样幅值、在特定区域内抽样幅值的三阶倒谱熵作为每例脉搏波信号的2个特征参数,并构成特征向量。以平方马氏距离为准则设计了分类器,该分类器对40个特征向量的准确识别率为87.5%。研究结果表明,提出的特征提取与分类器设计方法对海洛因吸毒者脉象信号的识别具有一定的意义。
2011, 34(10):124-129. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.020 CSTR:
摘要:根据多基站协作系统的特点,提出了2种次优的低复杂度天线选择算法:基于协作基站总体信道矩阵范数的天线选择算法(aggregate channel frobenius norm antenna seltction,ACFAS)和基于每个协作基站信道矩阵范数的天线选择算法(individual channel frobenius norm antenna seltction,ICFAS)。 ACFAS算法以全部协作基站与用户的整体信道矩阵的Frobenius范数为天线选择的目标函数,而ICFAS算法则以参与协作的每个基站与用户的信道矩阵的Frobenius范数为天线选择的目标函数。仿真结果和复杂度分析表明,提出的多基站协作系统天线选择算法复杂度较低,但是系统的容量性能受到损失,是一种次优的低复杂度天线选择算法。
2011, 34(10):130-135. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.021 CSTR:
摘要:在码分多址(CDMA)系统中引入博弈论进行更优化的功率控制已成为近年来蜂窝移动通信研究的热点,但传统静态博弈论下的功率控制算法收敛速度不够快,且迭代过程中功率波动幅度较大。针对问题,提出了将动态博弈引入CDMA系统功率控制算法。通过仿真表明,提出的动态博弈功率控制算法与传统静态博弈论下分布式功率控制算法相比,在保证系统总的功率相同的情况下,能大幅度的提高功率的收敛速度。
2011, 34(10):136-141. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.022 CSTR:
摘要:根据微机械振动陀螺驱动控制的要求,对基于自动增益控制的自激驱动陀螺系统进行了理论分析,在系统存在相位不平衡时,利用近似平均法得到了结构的起振条件及稳态幅度表达式。理论分析和实验测试表明:参考电压须大于某一临界值结构才能起振,较大的参考电压能达到大的稳态振幅,提高信噪比;系统相位偏差将导致系统谐振频率偏离固有谐振点,同时引起稳态振幅变小;改变滤波器时间常数能改变起振时间。陀螺闭环自激系统测试得到谐振频率10 min内稳定度达到±8 ppm,振动幅度1 h内最大漂移0.1%。
2011, 34(10):142-146. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.023 CSTR:
摘要:随着高校课程与学生的高速增长,基于计算算法的高校自动排课方法成为目前算法设计研究的重要问题。基于遗传算法机制,提出了一种新的二进制编码机制和教室位置填充方法,用于改善排课的系统负载与效率。该算法摒弃了完全随机搜索的做法,依据适应度函数中各项权重比例的多寡为导向,定向随机生成染色体中的基因,精简了染色体信息量,大大缩短了系统的运行时间。在管理机制上,引入用户干预,高效处理初始化种群和排除冲突。仿真实验数据证明了该算法的收敛性与高效率。此外,在整个系统设计中,运用了基于容器的容器编程技术,实现了不定数据量的便捷处理。
2011, 34(10):147-152. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.10.024 CSTR:
摘要:为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,提出了一种基于新式ANF的科氏流量计信号频率跟踪方法。针对频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的科氏流量计时变信号模型,采用一种利用Steiglitz-McBrid系统辨识方法发展来的新式ANF对信号进行陷波滤波,快速检测信号频率并持续跟踪信号频率的变化;通过计算机仿真与格型ANF方法的跟踪性能进行了比较分析。仿真及分析结果表明,方法可获得很好的频率跟踪效果,具有收敛速度快、长时间持续跟踪信号频率随机缓慢变化的稳定性和精度更好的特点。