2012年第35卷第9期文章目次

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  • 1  纯电动汽车坡道自适应起步控制策略
    陈淑江 秦大同 胡明辉 隗寒冰
    2012, 35(9):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.001
    [摘要](1390) [HTML](0) [PDF 2.84 M](1054)
    摘要:
    以一款三相交流异步电机为动力源的纯电动汽车为研究对象,搭建了三相交流异步电机动力传动系统试验台,研究了三相交流异步电机在转速控制模式下的堵转特性,得到了不同转速偏差下的电机转矩响应规律。建立了纯电动汽车坡道识别模型和起步过程中各控制量的计算模型,提出了一种基于电机堵转特性的纯电动汽车坡道自适应起步控制策略,通过Matlab/Simulink软件建立了仿真模型,对不同坡道的上坡起步和下坡起步进行了仿真研究,结果表明,提出的起步控制策略能够较好地适应纯电动汽车的坡道起步。
    2  机械加工车间数字化制造描述模型及总体框架
    曹军 尹超 刘飞 胡勇
    2012, 35(9):8-15. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.002
    [摘要](951) [HTML](0) [PDF 4.88 M](1103)
    摘要:
    针对多品种小批量机加车间生产制造过程的特点及需求,建立了一种多品种小批量机加车间数字化制造的描述模型,包括一个基本内涵、7维目标体系、5条运行主线和8个特征,并基于该模型构建了一种5层次多品种小批量机加车间数字化制造总体框架,从而为多品种小批量制造企业机加车间数字化制造系统的研究、开发、实施和应用提供借鉴。该描述模型及总体框架在一典型多品种小批量制造企业进行了实际应用,取得了良好的应用效果。
    3  双目立体视觉空间火灾定位方法的改进
    宋涛 汤宝平 习建民
    2012, 35(9):16-21. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.003
    [摘要](1056) [HTML](0) [PDF 1.30 M](1011)
    摘要:
    针对室内空间火灾早期自动定位的需要,基于机器视觉技术对传统空间定位方法进行改进。设计简单实用的平面标定板进行摄像机标定,利用HALCON解决快速自动提取标定板上特征点像素坐标的问题。针对传统标定算法只校正径向畸变的不足,建立了更全面的摄像机畸变模型。通过迭代法利用成像模型和畸变模型求解并优化摄像机的单应性矩阵和畸变系数并通过三维重建实现空间定位。将此方法应用于消防炮工程项目,结果表明该改进方法具有有效性、快速性和准确性。
    4  客户需求驱动的柔性平台功能模块识别方法
    李中凯 程志红 杨金勇 丁力平
    2012, 35(9):22-29. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.004
    [摘要](1143) [HTML](0) [PDF 4.02 M](1150)
    摘要:
    为了实现柔性产品平台概念设计中需求分析、功能建模、模块识别和类别设置的集成,构建自顶向下映射和自底向上反馈模型,提出客户需求驱动的柔性平台功能模块识别方法。考虑客户需求的模糊特征,引入模糊Kano模型进行需求分类;提出需求类别扩展法构建物料流、能量流和信号流表达的产品功能模型;基于启发规则识别产品功能模块,根据所满足的需求类别,设置基本模块、柔性模块和个性模块的类别。避免了模块规划的复杂数学运算,实现了客户需求分析和模块规划方法的融合。液压支架平台的功能模块规划实例,证明了设计方法的有效性。
    5  汽车操纵稳定性可视化仿真技术分析
    姜立标 代攀 陈泽茂
    2012, 35(9):30-35. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.005
    [摘要](1062) [HTML](0) [PDF 2.34 M](986)
    摘要:
    利用可视化仿真技术对汽车的操纵稳定性进行了仿真分析,采用动力学仿真分析软件与虚拟现实软件相结合的方法在虚拟试验场中对汽车的数字化模型进行了可视化仿真分析。可视化仿真系统的建立能够模拟汽车试验场中的场景,为汽车操纵稳定性的主观评价提供了平台,这在一定程度上弥补了传统设计方法的不足,降低了样车试验成本,在实际生产中具有实用价值。
    6  汽车防抱死制动系统应用资源库的开发及其应用
    郑太雄 连依萍 邱宝梅
    2012, 35(9):36-40. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.006
    [摘要](1059) [HTML](0) [PDF 2.55 M](876)
    摘要:
    为加快ABS的开发进程,将ABS ECU软件分为硬件驱动与控制程序,根据ABS的工作原理将控制程序作为资源分为4层,在分析应用资源间数据流关系的基础上,设计并定义了资源库的结构,利用资源库,开发了ABS控制程序,并进行了道路试验,试验结果表明,应用资源库具有可重用性,能加速ABS的开发进程。
    7  误差随机性对行星齿轮系传动精度的影响特性
    王朝兵 陈小安 陈宏 秦伟 吴国洋
    2012, 35(9):41-47. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.007
    [摘要](1233) [HTML](0) [PDF 3.12 M](931)
    摘要:
    针对行星齿轮系的精密传动特性要求,从几何学角度出发,综合考虑各构件加工和安装偏心误差、齿距偏差及齿厚偏差等随机误差成分,建立了多级传动误差耦合模型。从更符合实际规律的误差统计学角度根据蒙特卡罗法原理构造了模型中随机变量的概率过程。最后利用该方法对实例进行了模拟计算及统计分析,通过频谱分析找出了影响最大的误差因素。结果表明随机误差值的大小与系统传动误差成正比关系,误差初始相位的随机性主要倾向于减小系统传动误差。
    8  服务型制造模式下资源服务共享模型设计与分析
    郭钢 杨娟 张毅 董元发
    2012, 35(9):48-55. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.008
    [摘要](970) [HTML](0) [PDF 4.03 M](908)
    摘要:
    针对先进制造模式服务型制造,构建了面向服务型制造模式的云服务资源共享模型。在分析服务型制造资源特征基础上,提出了云服务资源和云服务平台资源池概念,通过服务资源统一建模、服务资源匹配、服务资源优化,实现了制造资源服务化和过程服务化。采用本体方法对云服务资源进行分类描述,利用语义和向量距离分类算法实现制造资源智能搜索。最后,以PLM软件资源为例对以上模式及实现关键技术进行试验验证。理论分析和实验结果表明所提出的服务资源共享模型能满足新型的服务型制造模式的要求。
    9  EMIS专家管理信息系统的设计与实现
    姜平 谢辛
    2012, 35(9):56-60. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.009
    [摘要](966) [HTML](0) [PDF 3.40 M](878)
    摘要:
    针对专家管理信息系统普遍存在通用标准缺失、技术运行滞后等问题,采用ASP.NET技术的多层B/S结构模式和Internet数据库技术,设计开发基于Internet中英文版EMIS专家管理信息系统。该系统集网络申报、在线评审、自动管理于一体,统一了专家认定程序和标准,解决了专家信息结构体系混乱状况,降低了系统开发、应用的复杂性和成本,提高了系统的可集成性和可扩展性,为构建全国统一的专家管理信息系统提供有效的解决方案。
    10  含多种形式能源发电的微网状态转换协调控制策略
    周念成 胡斌 王强钢 池源 徐韬
    2012, 35(9):61-69. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.010
    [摘要](1080) [HTML](0) [PDF 3.55 M](1062)
    摘要:
    针对包含多种连续性和间歇性DG、储能装置以及敏感负荷的微网,提出了一种基于状态转换的协调控制策略。以微网中允许出现的有效运行状态为基础,通过将微网当前运行状态和触发事件作为中央控制器的输入变量,各可控元件的控制方式作为输出变量,制定微网运行状态转换方案。为保证敏感负荷的可靠供电,考虑微网所有运行状态下系统频率无差调节和储能装置的容量限制,提出了笔者定义运行状态下各元件相应的控制方式和状态转换触发事件。利用PSCAD/EMTDC软件仿真分析了3种典型的运行状态转换过程,结果表明所提协调控制策略能够保证本地敏感负荷不间断供电,实现了微网状态之间的平滑转换和频率无差调节。
    11  线路两相短路故障电流控制的新方法
    江渝 王恒 郑群英 张志刚 刘和平
    2012, 35(9):70-79. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.011
    [摘要](1533) [HTML](0) [PDF 5.76 M](952)
    摘要:
    两相短路后,传统方法是切除故障线路,但这可能导致系统潮流大转移并可能引起系统不稳定,造成大面积停电事故。为此提出一种新型的故障电流控制器及与之对应的控制方法。故障电流控制器由串联变压器、并联变压器、2个可调电感以及有载调节开关构成,嵌入在线路的两端,工作时等效于电压源和电感的串联。两相故障后,改变与并联变压器原边相连开关的位置,将改变故障电流控制器等效电压源电压的相位,使故障相线路发送端(接受端)的电压源电压与超前(滞后)于故障相的电源电压同相,再协调控制2个可调电感,能独立控制其等效电压源电压的幅值和电感值,适当地控制这2个分量,能控制故障相间的线电流等于正常电流,该状态下线路的故障电流不仅为0,同时故障线路的电流也等于其正常运行时的电流,并在此基础上提出了两相短路故障电流的控制策略,建立了与之对应的控制系统。该方法能保持故障线路的继续运行,提高了线路供电的可靠性。实验证明了故障电流控制器能控制故障线路上的电流,使其等于正常运行电流,同时理论分析和仿真结果也证明了提出的故障电流控制器以及与之对应的两相短路电流的控制原理、控制策略的正确性。
    12  接地网故障诊断的磁场逆问题求解方法
    何为 史庆岩 杨帆 张瑞强
    2012, 35(9):80-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.012
    [摘要](1003) [HTML](0) [PDF 3.87 M](910)
    摘要:
    变电站接地网是变电站安全运行的保障,接地网出现故障会严重威胁站内人员和设备的安全。笔者提出了基于磁场逆问题的接地网诊断方法,通过向接地网两根上引导体注入和抽出低频电流,在接地网地表产生磁场,从而建立磁场逆问题方程,采用正则化方法对逆问题的病态性进行处理,采用牛顿迭代法对逆问题进行求解,得出接地网各个回路的电流分布,进而分析其电阻变化,判断接地网的腐蚀状态。以一个4×4接地网为例,建立了其磁场逆问题方程,利用正则化的方法对逆问题进行求解,将计算结果与正问题结果相比,误差控制在3%以内,验证了所提出逆问题的求解方法。讨论了测量点数量的选择,指出测量点数量选取为网孔数的40%即可较好地近似真实磁场分布。
    13  指纹与指静脉的特征层动态加权融合识别
    杨永明 林坤明 韩凤玲 张祖泷
    2012, 35(9):86-93. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.013
    [摘要](1245) [HTML](0) [PDF 3.49 M](848)
    摘要:
    结合指纹与指静脉两种生物特征的优点进行多模态特征识别,提出一种特征层动态加权融合匹配算法。在图像预处理的基础上分别提取两模式源的有效特征矢量,根据近邻消除和特殊区域保留原则对特征矢量进行降维;从待识别特征角度对特征点集的相对质量进行评价,根据对双模态特征优和差的分类引入动态加权策略,提高质量较好特征所占权重,削弱低质量及伪特征对识别结果的影响,实现了特征层特征自适应优化融合。在FVC2000公开指纹库和指静脉自建数据库上的测试取得了98.9%的识别率,较指纹、指静脉单模态识别分别提高了6.6%和9.6%,较匹配层加权平均融合识别提高了5.4%。
    14  高频电磁水处理器处理腔的仿真与设计
    熊兰 伍懿美 席朝辉 杨子康 郑家波 何为
    2012, 35(9):94-98. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.014
    [摘要](975) [HTML](0) [PDF 3.44 M](1191)
    摘要:
    处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,对两种常见的处理腔,即同轴电极式处理腔和缠绕电极式处理腔内的电磁场能量分布进行仿真计算,比较了两种处理腔向水体释放电磁能量的大小以及处理腔内观测点的瞬时能量密度的分布特征。仿真分析表明,当施加相同的激励源并处理相同体积的水时,同轴电极式处理腔内的电磁能量远大于缠绕电极式处理腔;但是同轴电极式处理腔内电磁能量分布不均匀,由阳极向阴极依次递减,而缠绕电极式处理腔内电磁能量分布较为均匀。这些结论对于高频电磁水处理器处理腔的设计具有重要的指导意义。
    15  数字多波束逐点聚焦延时参数的压缩算法
    王平 范文政 高阳 许琴 何为
    2012, 35(9):99-105. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.015
    [摘要](1058) [HTML](0) [PDF 1.66 M](902)
    摘要:
    针对数字多波束合成技术在超声成像领域应用中存在逐点聚焦延时参数的存储容量过大的问题,提出了一种四波束逐点聚焦延时参数的压缩存储与实时生成算法。首先将四波束的聚焦延时问题转换成单波束的聚焦延时问题,然后对转换后的单波束聚焦延时数据进行量化、压缩和存储。在聚焦时,将压缩存储的延时参数进行解压,实时生成四波束所需的延时参数。以8通道128阵元的平阵探头为例,对该算法进行了相关的数学推导和证明,并对其性能进行了分析讨论,验证了该算法的优越性。
    16  二维方腔内热表面张力流的格子Boltzmann方法模拟
    梁功有 曾忠 姚丽萍 张良奇 邱周华 梅欢
    2012, 35(9):106-113. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.016
    [摘要](1429) [HTML](0) [PDF 4.06 M](1130)
    摘要:
    热表面张力驱动的对流是微重力下浮区法晶体生长中熔体最重要的物质与热输运方式。采用单松弛双分布函数格子Boltzmann模型,自主开发了相应的格子Boltzmann方法的串行和MPI并行程序包,并应用该程序包对开口方腔内流体的二维热表面张力对流进行了数值模拟研究。其中串行程序合并碰撞迁移过程和引入临时数组以连续读入分布函数,相比分开碰撞迁移过程,计算性能提高了二倍;在此基础上,采用单向计算区域分区和非阻塞通信模式,实现了MPI版格子Boltzmann并行程序包开发。对比基于传统有限体积法CFD程序计算结果表明,串行和MPI并行版格子Boltzmann程序包计算结果精确可靠;并行程序具有较好的性能。
    17  基于均衡理念的流域污染物排放许可交易
    付意成 阮本清 臧文斌
    2012, 35(9):114-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.017
    [摘要](935) [HTML](0) [PDF 2.13 M](829)
    摘要:
    污染物排放许可交易是一种实现流域污染物治理与水质改善均衡发展的有效经济手段。在概述国内外流域污染物排放交易研究特点的基础上,给出以治污成本最小化、低水位水质风险最小化为目标函数的污染物排放交易研究框架。在综合遗传算法改进序列(NSGA-Ⅱ)、Young交易理论(YBT)、污染物初始排放许可分配(IDPA)模型求解适用范围的基础上,构建涵盖流域治污层面相关要素的污染物排放许可交易框架。利用非零和博弈模型,以前述理论框架为基础,构建以流域均衡发展、治污成本最小化为目的的污染物排放交易模型。以典型流域为例,给出各方能够接受的最优均衡化结果,验证了模型的适用性。结合应用中出现的问题,给出模型完善建议和使用前景预测。
    18  煤与瓦斯突出灾变预警与应急辅助决策
    杨守国 唐建新 文光才 康建宁 刘程
    2012, 35(9):121-125. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.018
    [摘要](877) [HTML](0) [PDF 2.17 M](876)
    摘要:
    为了实现煤与瓦斯突出突变预警,以便及时采取应急措施防止事故扩大,提出了煤与瓦斯突出灾变预警与应急辅助决策技术。具体对瓦斯涌出异常特征进行了分析,给出了煤与瓦斯突出灾变的监测与识别方法;结合煤矿现有的安全监测系统,对灾变后瓦斯涌出量预测、波及范围预测、区域断电措施等技术进行了研究;并利用以上技术对大平煤矿“10·20”瓦斯爆炸事故进行了反演,该技术能在瓦斯波及之前发出将波及预警和给出相关应急措施建议。
    19  岩盐溶解速率影响因素的实验
    姜德义 王春荣 任松 陈结 张艺
    2012, 35(9):126-130. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.019
    [摘要](1193) [HTML](0) [PDF 1.53 M](959)
    摘要:
    围绕岩盐溶解速率影响因素这一关键问题开展了系列实验,研究了溶解面积、溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度、水流速对岩盐溶解速率的影响规律。规律如下:随着溶解面面积增大溶解速率逐渐趋于一个稳定值;温度、倾角、流速与溶解速率成指数关系;随着溶液浓度的增大岩盐溶解速率逐渐减小。并应用灰色关联度分析方法,分析了溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度及水流速主要影响因素的主次顺序,得出溶液温度>溶解面倾角>溶解流速>溶液浓度。研究结果对岩盐油气储库的安全、快捷建腔提供基础理论和实验基础。
    20  利用蚁群算法识别及预测碳酸盐岩裂缝的方法探讨
    吴斌 唐洪 王素荣 王兴志 徐立明 徐正华
    2012, 35(9):131-138. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.020
    [摘要](1046) [HTML](0) [PDF 5.53 M](1078)
    摘要:
    针对东部某碳酸盐岩油藏裂缝发育,在开发后期油藏内部裂缝系统油水分布复杂,储层有利发育区的确定存在多解性的情况,采用蚁群算法对该区裂缝进行识别和预测。笔者参照岩心和成像测井资料对蚂蚁参数值调优,系统描述了研究区裂缝的空间展布特征,即裂缝体系呈网状结构,NW向、NNE向及近EW向的三组裂缝簇占绝对优势。再利用钻井漏失量、生产资料及成像测井对裂缝预测结果进行可靠性分析,表明利用蚁群算法识别及预测裂缝的方法切实可行,能为分析剩余油分布规律提供技术支持。蚁群算法作为一种新兴的仿生学算法,在利用地震资料定量预测裂缝方面有较大的发展潜力。
    21  SUFR UCT系统中一株好氧反硝化菌的鉴定与反硝化性能分析
    张园 罗固源 许晓毅 杨洋
    2012, 35(9):139-142. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.021
    [摘要](1167) [HTML](0) [PDF 1.05 M](994)
    摘要:
    从螺旋升流式SUFR-UCT系统好氧反应器的活性污泥中分离得到一株好氧反硝化菌Y4,经16S rDNA系列相似性比较和系统发育分析初步鉴定属于Gordonia.sp(戈登氏菌属)。对菌株Y4反硝化能力进行试验研究,结果表明菌株Y4可以在好氧条件下有效去除培养液中的硝酸盐氮,在初始硝酸盐氮质量浓度为286 mg/L时,48 h脱氮效率可达61.2%。另外试验考察了溶解氧和温度对菌株Y4反硝化效果的影响,结果显示Y4有较高的氧耐受力,在DO为2~11.8 mg/L时都可保持较高的脱氮率;菌株Y4对温度适应性强,在30 ℃时脱氮效率高达90%。试验证明在螺旋升流式SUFR-UCT系统中存在有较好反硝化性能的好氧反硝化菌。
    22  颗粒物附着有机物的分布及其典型官能团的转化
    王磊磊 陈卫 林涛
    2012, 35(9):143-151. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.022
    [摘要](806) [HTML](0) [PDF 1.76 M](866)
    摘要:
    通过超声提取(Ultrasonic extraction, UE)及气相色谱-质谱联用法分析(Gas chromatography-Mass spectrometer, GC-MS)对饮用水活性炭工艺出水中的颗粒物进行有机成分组成分析,考察颗粒物附着有机物的种类、特征、来源、转化机制及分布规律。结果表明,活性炭出水中颗粒物上的附着的弱极性有机物以烃类(37.75%)、酸酯类及酮类(32.60%)为主,并随粒径不同而略有差别。活性炭对有机物的去除受有机物的特性和其自身的性质影响;活性炭对各分子量范围内有机物的生物降解作用主要包括直接氧化分解、胞外酶对有机物的分解作用、生物吸附絮凝作用。因此有必要从附着态有机物角度控制活性炭出水中颗粒物的数量,以减少三卤甲烷(THMs)生成,提高活性炭出水的化学安全性。
    23  磁流变液在圆管内的压力驱动流动
    黄金 陈松 麻建坐
    2012, 35(9):152-156. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.023
    [摘要](1268) [HTML](0) [PDF 1.61 M](894)
    摘要:
    用Herschel-Bulkley模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变行为;基于动量方程,分析了磁流变液在圆管内的压力驱动流动, 得到了流速和流量表达式,为圆管磁流变器件的设计提供了理论依据。研究结果表明:磁流变液具有粘性和粘塑性流体特性;磁流变液在圆管内的流动呈粘塑性流动;流速沿磁场方向分段呈现抛物线和等速直线分布;流量可由外加磁场连续调节。
    24  可视化仿生鼻对五小香型白酒的识别
    罗小刚 张亚 侯长军 易彬 霍丹群 赵飞翔
    2012, 35(9):157-162. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.09.024
    [摘要](1000) [HTML](0) [PDF 2.31 M](966)
    摘要:
    建立了一种有潜力的人工仿生鼻方法,用于分析典型的中国五小香型白酒。为减少误差、去除冗余数据,采用阈值限定结合平方和均值方根的方法对原始RGB数据进行预处理;在可视化区分的基础上采用分层聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)以及支持向量机(SVM)的分析方法,对预处理后的数据进行分析。聚类分析方法依据香型衍生的不同可以实现正确的归类;利用主成分分析得到的前3个主成分包含了白酒80.79%信息量,可以将不同香型白酒正确区分;支持向量机的可视化仿生鼻能对白酒香型进行有效区分,其识别的准确率达到了100%。研究结果表明,基于可视化传感技术的可视化仿生鼻可以用于五小香型白酒的识别。

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