玻璃钢/复合材料  
 
2009年 43卷 6期
刊出日期 2009-07-01

计算机技术、自动化技术
机械工程、电气工程
光学工程、工程力学
计算机技术、自动化技术
975 陈成, 庄越挺, 肖俊
相机运动条件下的视频前景提取

提出一种基于非参数化运动估计和图像配准的方法来进行相机运动条件下的前景提取.通过对视频帧和接近的训练背景图像进行非参数化运动估计,动态地构造出一幅和视频帧的视角完全相同的背景图像, 再通过背景减除提取前景. 为了解决运动估计的计算效率问题, 又提出一种基于流形的改进算法: 在离线阶段, 预先对训练背景图像进行非参数化运动估计, 并利用流形学习对训练背景图像进行建模; 在在线阶段, 通过在背景流形上进行运动插值来快速地估计新视频帧和训练背景图像之间的运动. 实验表明,改进的方法在基本保持像素提取准确率的同时获得了很高的效率.

2009 Vol. 43 (6): 975-977 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 2460KB] ( 0 )
978 单振宇, 杨莹春
基于UBM降阶算法的高效说话人识别系统

为了提高基于高斯混合模型-通用背景模型(GMMUBM)说话人识别系统的运算速度,提出了通用背景模型(UBM)降阶算法,该方法采用极大似然估计法训练一个高阶UBM,再采用UBM降阶算法得到低阶UBM.采用最短距离高斯分量替换空映射集合的方法解决了空映射集问题.通过实验方法分析了3种初始化低阶UBM方法的识别结果,发现不同的初始化方法对结果影响很小.在NIST2001 SRE数据库上的实验显示,该算法使基于GMMUBM说话人识别系统的运算速度提高了8倍,而等错误率仅上升了459%,表明了UBM降阶算法在小幅降低系统识别率的情况下,可大幅度提高GMMUBM系统的运行效率.

2009 Vol. 43 (6): 978-982 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 523KB] ( 0 )
983 徐舒畅, 张三元, 张引
利用颜色模拟估算皮肤色素浓度

为研究人体皮肤中黑色素与血色素的分布,提出了一种利用皮肤颜色模拟技术从数字图像中估算色素浓度的方法.对皮肤的结构组织与光学属性进行总结,得到了数字图像与皮肤色素浓度之间的关系.定量分析皮肤层中黑色素与血色素对光的吸收量,根据已测得的数据,配合其他相关参数,模拟皮肤在各种色素浓度搭配下可能产生的颜色,生成皮肤颜色表.根据该颜色表估算皮肤图像中每个点的黑色素与血色素浓度,得到最终的色素浓度分布图.实验表明,该算法鲁棒性好,仅以数字皮肤图像作为输入,就能很好地展示相应的色素浓度分布图.

2009 Vol. 43 (6): 983-986 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 858KB] ( 0 )
987 张宝军, 潘雪增, 王界兵, 等
基于多代理的混合式入侵检测系统模型

在当前的网络环境下进行实时的入侵检测往往面临以下问题:一是网络的规模庞大,需要处理大量的信息,进而要求入侵检测系统有较大的吞吐量;二是网络的环境复杂,数据类型多样,相应的要求入侵检测系统有较大的准确度.针对这些问题,提出了一个入侵检测系统的模型,该模型基于多代理的分布式结构,能够适应网络规模和带宽的变化,具有很好的可扩展性;混合应用了异常和误用入侵检测技术,具有低的误警率和漏警率;采用了多属性的特征提取方法,能够精确的把握入侵行为的特征,从而有效的识别入侵行为;采用径向基函数来构造分类器,使得分类器具有较强的推广能力,能够对未知的入侵行为进行准确的判定,进一步增强了入侵检测的准确性.实验表明该系统吞吐量大,准确性高,适合于当前高速复杂的网络环境,具有很好的实用性.

2009 Vol. 43 (6): 987-993 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1570KB] ( 0 )
994 黄鹏, 卜佳俊, 陈纯, 等
利用加权特征模型改进问句分类

为了减少目前大多数问句分类算法由于采用了布尔特征模型所导致的特征信息损失,提出了一个基于网络和聚类技术的加权特征模型来表达问句的特征空间.不同于以往采用的布尔特征模型将特征赋值为0或1以表示相应特征出现与否,新的加权特征模型将特征加权为一个位于区间0~10的一个实数,以区分不同的特征对于问句分类的贡献:权值越大,相应特征对于区分问句的类型做出的贡献越大.试验结果表明,该加权特征模型在问句分类领域优于之前被广泛使用的布尔特征模型.

2009 Vol. 43 (6): 994-998 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 797KB] ( 0 )
999 蔡华辉, 王国瑾
对数螺线段的多项式逼近与C-Bézier逼近

为了适合当前计算机辅助设计(CAD)系统中的曲线形式和工业设计中的美学需要, 提出了对数螺线段的两种逼近方法:(1)利用s-Power级数, 推导出s-Power系数的计算公式, 给出了对数螺线段的快速多项式逼近算法、对数螺线的等距曲线的具体表达式及其s-Power逼近算法;(2)首先推导出两端点C-Bézier形式的G2Hermite插值公式, 然后提出了对数螺线段的C-Bézie表示的G2Hermite插值逼近算法. 实例运算结果表明, 两种逼近方法是正确与有效的, 完全适合CAD系统使用.

2009 Vol. 43 (6): 999-1004 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 653KB] ( 0 )
1005 贝毅君, 陈刚, 董金祥
面向Web活跃用户的树型访问模式挖掘算法

传统Web挖掘技术面向所有Web用户,而访问网站时活跃用户与非活跃用户表现特征不同.基于此,提出一种面向活跃用户的访问模式挖掘方法,包括活跃用户会话提取算法(AUSM)和树型访问模式挖掘算法(WAPBUM).AUSM扫描一遍日志数据即可挖掘Web活跃用户并提取会话信息,在提取的用户会话信息基础上,利用网站拓扑结构给出了一种基于树结构的频繁访问模式挖掘算法(WAPBUM).WAPBUM针对Web日志挖掘特点,通过对子树构造等价类,自下而上产生频繁子树.人工数据集和真实数据集上的实验都证明AUSM算法的运行时间与Web日志数据量成线性关系,且运行过程中内存保持稳定;WAPBUM在处理带根子树挖掘时明显快于FREQT算法,所挖掘结果可有效应用于网站结构分析.

2009 Vol. 43 (6): 1005-1013 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 2337KB] ( 0 )
1014 胡斌, 高济, 郭航
规范多agent系统动态模型及其属性验证机制

针对规范多Agent系统(NMAS)并发性、动态性和规范性的特点,提出了一种规范多Agent系统动态模型和基于模型检验的属性验证机制.其中动态模型包括行为约束规范语言TNAL和联合行为转移结构两大部分.TNAL以现实世界法律法规为参考,实现了规范的时态特性和道义特性的建模.联合行为转移结构以多Agent联合行为作为状态转移标记,以规范剪枝后的计算树描述规范系统的动态语义,使系统属性描述语言和规范语言相互独立.以CTL*作为系统属性描述语言,借助现有模型检验工具即可实现NMAS的属性验证,这种实现方式使系统验证工作具有更高的灵活性.

2009 Vol. 43 (6): 1014-1019 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 993KB] ( 0 )
1020 成敏, 王国瑾
有理Bézier曲线的多项式逼近新方法

针对有理曲线多项式Hybrid逼近未必收敛及计算较繁的局限性,给出了以原有理Bézier曲线之升阶曲线的控制顶点为顶点的多项式Bézier曲线,来逼近原有理曲线的一类简单逼近方法.与此同时,为追求较高逼近速度,导出了有理Bézier曲线多项式逼近的一个矛盾方程组,并进一步基于广义逆矩阵理论,给出了其用矩阵表示的最小二乘解.最后借助以原有理曲线权因子为Bézier纵标的多项式的升阶,使得多项式逼近的曲线次数保持不变的同时大幅度提高了逼近精度.

2009 Vol. 43 (6): 1020-1025 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 814KB] ( 0 )
1026 孔祥杰, 沈国江, 梁同海
具有公交优先的路网交通流智能协调控制

在分布式道路交通控制结构以及模糊理论和人工神经网络技术的基础上,提出了一种具有公交优先的路网交通流智能协调控制技术.把整个路网作为一个大系统,路网中的各个路口为子系统,每个路口设置一个网络型的多相位智能信号控制机,实现对当前路口的交通控制和相邻路口间的协调.核心部分由3个模块组成:公交优先模块、绿灯观察模块和相位切换模块.详细设计了每个模块模糊决策方法,并用人工神经网络来实现模糊关系并提高系统的鲁棒性.目标通过相邻路口信号控制机的信息交互和协调,实现整个路网交通流的协调和公交优先通行.仿真研究结果表明,在时变和大流量交通环境中,该技术的控制效果明显优于传统的单路口车辆感应控制方法.

2009 Vol. 43 (6): 1026-1031 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1027KB] ( 0 )
1032 谭志鹏, 谭善光
SILVER对象数据库对象持久化JAVA实现

针对现今面向对象技术在关系型数据库底层实现以及对象持久化方面的困难,提出一种基于SILVER对象数据库中的数据模型来实现面向对象程序设计语言与数据库的无缝连接,并在此数据模型的基础上实现了其JAVA接口(JDBO),用于充当SILVER对象数据库和应用程序之间的桥梁.由于应用程序只与接口通信,提高了开发的简易性以及对象传输的完整性.示例表明,SILVER JDBO符合国际ODMG 30规范,既兼容已经被广泛使用的结构化查询语言(SQL),具有良好的通用性,又具有面向对象特性,支持复杂对象和复杂对象的复杂行为.

2009 Vol. 43 (6): 1032-1036 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 725KB] ( 0 )
1037 李蔚, 彭浩宇, 姚利森, 等
约束优化问题的实数制免疫-禁忌混合算法

针对免疫算法局部搜索能力较弱的缺点,提出了实数制编码的免疫-禁忌混合算法,在免疫操作后引入禁忌搜索算法来提高混合算法的爬山能力,从而提高求解精度和搜索速度,适合于约束优化问题的求解.在阐述混合算法计算原理的基础上,提出实数制编码方式、惩罚函数法和适应度函数构造方法.通过测试算例进行验算,计算结果表明,实数制编码的免疫-禁忌混合算法收敛速度快,计算精度高,特别适合计算复杂、时效性强的优化问题.

2009 Vol. 43 (6): 1037-1041 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 596KB] ( 0 )
1042 张冬梅, 刘利刚
基于角度滤波的平面图形光顺算法

基于角度滤波的思想给出了一有效的平面图形光顺算法.离散曲线伸缩内在量表示中的有向转角既整体反映了曲线的走向及弯曲程度,又局部反映了曲线的光滑程度,对其借用图像去噪算法中双边滤波的思想进行光滑,然后利用光滑之后的伸缩内在量来重构曲线.其中曲线的重构转化为一个稀疏线性方程组的求解,可以由现成的程序库快速求解,重构过程中还可以加入一些线性约束来满足实际应用中的不同要求.该方法很容易推广得到对平面树状图形和三角网格图形的去噪算法.该算法是线性的,复杂度低,而且大量实例都表明,该方法可以得到较好的去噪效果,既能避免去噪过程中经常出现的收缩现象,又能较好地保持原曲线的形状.

2009 Vol. 43 (6): 1042-1046 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1162KB] ( 0 )
1047 王健, 孙建伶, 王新宇, 等
软件容错模型中的部分抢占实时调度算法

为了减少软件容错模型中实时调度算法的抢占次数,提出了一种部分抢占调度算法(PPA),该算法不仅考虑了如何尽可能多地执行主部分,还考虑了如何减少抢占次数,采用了类似非抢占最早时限优先算法(EDFA)来调度主部分.对不同CPU利用率和软件错误概率的任务集合进行模拟实验,结果表明,PPA算法在可以获得与目前所知的同类算法近似调度性能的同时,还可以在一定情况下极大地减少任务调度间的抢占次数,从而减少了系统中因抢占次数过多带来的额外运行时调度开销等负面因素.

2009 Vol. 43 (6): 1047-1052 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 663KB] ( 0 )
1053 陈明亮
Agent网络法——一种多元商务智能技术融合方法

为了融合粗糙集、模糊逻辑、决策树、群决策、蚁群算法、数据挖掘、遗传算法、人工神经网络等异质商务智能(BI)技术,基于复杂网络和多Agent,提出了一种称为Agent网络法的融合方法,该方法包括3大机制:自治主体,网络集聚的智能资源集成机制;“竞争上岗,择优合作”的智能资源利用机制;“绩效评估,优胜劣汰”的智能资源优化机制.基于该方法构建的BI系统是一个以众多Agent为节点的复杂网络,其中的每个Agent都是一个独立的智能单元,代表BI技术中的一个计算模型或算法.3大机制实现了多元BI技术两个层次的融合:新的Agent不断加入,被实践证明低价值的旧Agent不断剔出,网络中始终聚合着所有高价值的Agent,从而在系统结构层面上实现优秀BI技术的全面融合;借助谈判、招标、拍卖等竞争性合作机制,每次响应任务时,选出的是网络中最能胜任当前任务的Agent组合,从而在系统应用层面上实现 BI技术的动态融合.

2009 Vol. 43 (6): 1053-1059 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 926KB] ( 0 )
土木工程、水利工程
1060 吴众华, 张土乔, 黄亚东, 等
基于可靠性的给水管网传感器多目标选址

针对蓄意污染事件下给水管网传感器优化选址问题,提出了以污染事件监测比例最大化、污染事件监测时间期望值最小化和选址方案可靠性最大化为设计目标的多目标优化选址模型. 结合一管网算例,利用EPANET2模拟污染入侵后管网结点的污染物浓度时间序列,通过蒙特卡洛方法获取污染事件监测时间矩阵;应用基于整数编码的非支配排序遗传算法-II (NSGA-II)求解该模型,给出了设计目标间的Pareto前沿面并对参数敏感性做了分析. 结果表明,传感器预算数目与可靠性时间标准对传感器选址结果有着显著影响. 提出的模型可用于对给水管网传感器选址问题的多个竞争目标进行权衡分析.

2009 Vol. 43 (6): 1060-1064 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 615KB] ( 0 )
1065 蒋吉清, 鲍亦兴, 陈伟球
结构动力分析中回传射线矩阵法的扩展与应用

回传射线矩阵法适用于求解包含空间与时间变量的线性偏微分方程组及复杂边界条件问题,但迄今为止回传射线矩阵法仅局限于处理节点处作用集中力情形,对实际结构中常见的分布荷载情况没有涉及.为拓展回传射线矩阵法的应用范围,以非均匀Timoshenko梁为分析对象,结合分段均匀梁模型,利用Fourier变换得到任意分布荷载作用下方程的通解,并基于回传射线矩阵法的基本原理构造了计算列式.给出了算例,分析了不同划分段数下非均匀梁的动力响应,结果表明收敛良好.计算了非均匀梁的稳态响应和早期瞬态响应,与其他方法进行了比较,吻合良好.

2009 Vol. 43 (6): 1065-1070 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 714KB] ( 0 )
1071 卢振永, 金伟良, 王海龙, 等
人工气候模拟加速试验的相似性设计

为了解决混凝土结构耐久性试验的相似性问题,以海洋环境中氯盐在混凝土中扩散的工程实际为背景,分析沿海混凝土结构所处不同环境区域(水下区、潮差区、浪溅区和大气区)中氯离子的侵蚀机理和现场环境参数(氯离子质量分数、温度、湿度、干湿循环等)的影响.对不同试验环境区域,模拟现场环境参数并改变参数提高氯盐侵蚀速率,制定加速试验方案.通过将试验数据和从实际工程现场采集数据的对比分析,验证和修正人工气候模拟加速试验中的参数设置,同时分析各参数对侵蚀机理的敏感性和相互关系.

2009 Vol. 43 (6): 1071-1076 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 747KB] ( 0 )
1077 陈嘉毅, 谢旭, 徐爱敏, 等
大跨预应力混凝土箱梁锚固区局部应力研究

针对杭州湾跨海大桥70 m预应力混凝土箱梁大吨位钢索张拉时的结构安全性,用三维有限元方法建立了考虑锚具、螺旋钢筋以及孔道影响的精细分析计算模型,研究了锚固区混凝土的主应力分布状况以及传递机理,根据实测和理论分析结果对比,验证了理论分析锚固区应力的合理性和精度.研究结果表明,锚杯末端圆环形肋板与锚垫板共同参与预压力的传递,并在锚下形成两个局部承压区和横向崩裂区;最大主拉应力和主压应力均发生在锚垫板下侧局部区域;特殊锚具的锚下局部应力可以根据单锚受力条件进行验算,不需要考虑群锚的共同作用;张拉过程中锚具本身的应力远低于材料的屈服应力;锚垫板下侧的拉裂破坏是可能导致采用特殊锚具的大吨位预应力结构在钢索张拉过程中损伤的主要破损类型.

2009 Vol. 43 (6): 1077-1082 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 2925KB] ( 0 )
1083 沈金, 楼俊晖, 邓华
杆系机构的可动性和运动分岔分析

考察了杆系机构的可动性和运动分叉点的判别准则,建立了杆系机构的精确运动控制方程.杆系的可动性在数学上被抽象为满足运动连续性前提下的控制方程非零解的存在性判别,从理论上说明了平衡矩阵准则中的机构位移模态数大于零仅是杆系可动性判别的必要条件,但并不充分.基于对协调方程的高阶项分析表明,如果一阶机构变形的残余伸长量与自应力模态构成的向量空间正交,则可动性条件必然满足.证明了线性协调矩阵的零奇异值与机构位移模态的等效关系,解释了其可作为运动分岔点跟踪的理论原因.阐明了机构分岔路径的性质还必须根据高阶协调条件来判定.

2009 Vol. 43 (6): 1083-1089 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 844KB] ( 0 )
1090 胡亚元
从耗散率函数看黏性与塑性间的内在联系

利用热力学的基本定律和内应变率空间中的最大Homilton耗散率原理,建立了黏性和塑性相统一的广义黏弹性本构理论.利用凸分析数学理论,阐明了内应变率空间中的最大Homilton耗散率原理等价于内应力空间中的最大Lagrange耗散率原理.当Homilton耗散率函数为内应变速率的一次欧拉齐次函数时,材料的黏性特性退化为塑性特性,最大Lagrange耗散率原理退化为Hill最大塑性功原理,因此,塑性是材料广义黏性的一种特例.选取不同的自由能函数和耗散率函数,利用最大Homilton耗散率原理和最大Lagrange耗散率原理,建立了准Maxwell模型、准Kelvin模型和准临界状态黏弹性模型,证明了广义Von Mises屈服准则、广义Von Mises线性运动硬化屈服准则和魏汝龙临界状态屈服准则是准Maxwell模型、准Kelvin模型和准临界状态黏弹性模型当耗散率函数为一次欧拉齐次函数时的特例.通过数值算例和图可以直观地验证上述结论的可靠性.

2009 Vol. 43 (6): 1090-1094 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 609KB] ( 0 )
1095 王晖, 曹康
镶嵌几何在当代建筑表皮设计中的应用

以数学分析与案例分析相结合的方法,研究了建筑表皮设计中镶嵌几何的应用.论述了镶嵌几何学的基本原理,分析了平面周期性镶嵌和非周期性镶嵌的主要特点,以及在建筑表皮设计中的应用方式,并对典型的空间镶嵌单元,如长菱形十二面体、截顶正八面体等进行了探讨.结果表明,存在3种单一正多边形镶嵌模式和11种正多边形组合镶嵌模式,在建筑表皮设计中可以在其中加入随机性要素.非周期性镶嵌适合于表达当代的“复杂性”美学,空间镶嵌具有造型设计和结构设计方面的双重优势.从“以少博多”的基本原则出发创造性地运用镶嵌几何原理,可以提高建筑表皮设计的技术合理性与艺术表现力,拓展建筑设计思路,符合当代建筑设计向多学科融合发展的趋势.

2009 Vol. 43 (6): 1095-1101 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 3944KB] ( 0 )
1102 胡云进, 郜会彩, 耿洛桑, 等
梯形断面明渠流速分布的研究

为研究梯形断面明渠的流速分布律,应用经过实测资料验证的三维紊流数学模型,对12种不同底坡、不同糙率以及不同宽深比组合情况下的梯形断面明渠水流流速分布进行了数值仿真.结果表明,在明渠底部内区流速分布能很好地符合对数分布,但在明渠外区流速分布更符合乘幂函数分布,等效线平均流速沿横向的分布接近于乘幂函数分布.通过最小二乘拟合,得到了梯形断面明渠垂线流速分布律和等效线平均流速横向分布律.按流速分布律计算的流速值与实测值吻合较好,表明所给出的断面流速分布律是合理可靠的,可应用于梯形断面明渠流量的精确测量.

2009 Vol. 43 (6): 1102-1106 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 545KB] ( 0 )
1107 许月萍, 童杨斌, 富强, 等
几种Copulas模拟不同历时降雨量的影响分析

为减小水文频率分析中的不确定性,采用4种不同的Copulas联结函数来模拟不同历时降雨量的相关关系,并得出边际分布分别为广义极限和广义逻辑斯特的两元联合分布.模拟结果表明,Farlie-Gumbel-Morgenstern和Gaussian Copulas能较好地模拟变量之间的相关关系,而Gumbel和Clayton Copulas则相对较差.通过计算Copula的条件分布可以得到不同历时降雨量组合的概率.根据Copula联结函数来推求不同重现期的设计暴雨,可以同时考虑不同历时降雨量的相关性,该方法科学合理,为水文频率分析方法提供了新的思路.

2009 Vol. 43 (6): 1107-1111 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 584KB] ( 0 )
机械工程、电气工程
1112 罗仕鉴, 翁建广, 陈实, 等
基于情境的产品族设计风格DNA

为进一步探索产品族设计风格在实际产品设计中的应用,提出基于情境的产品族设计风格DNA(Deoxyribonucleic acid)的研究方法.将产品设计融入到特定的情境中,对基于情境的产品设计模型、产品族设计风格DNA进行了探讨.通过对显性因子、隐性因子和情境因子的定义,提出了产品族设计风格的遗传与变异模型,将生物界的遗传变异理论引入到产品族设计的显性因子与情境因子的杂交过程中,并探讨了基于情境的产品族设计风格DNA关键技术.以叉车造型设计为例,构建了叉车产品族结构模型和计算机辅助叉车设计系统软件,包括三维造型设计模块和情境知识库模块,基于此系统可以实现叉车造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于情境的产品族设计风格DNA理论体系.

2009 Vol. 43 (6): 1112-1117 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1033KB] ( 0 )
1118 边柯柯, 王青, 李江雄, 等
复杂自由曲面模型的局部协调设计技术

综合应用自由曲面模型的全局美化技术和基于离散边界约束条件及裁剪B样条曲面模型的任意边域曲面填充方法,提出了一种新的针对复杂自由曲面模型的局部协调设计技术.利用可微流形的无穷小变形技术,实现紧公差约束下对点云逼近的多张B样条曲面的全局美化,保证了N边汇交曲面相邻边界处收敛的G1光滑拼接,并改善了模型的整体形状.构造包含汇交点的局部区域来裁剪N边汇交曲面,并基于边界条件的离散化处理和裁剪B样条曲面模型重构局部区域,使得局部重构曲面(即协调曲面)与裁剪汇交曲面之间满足近似G1连续,同时光滑地逼近于局部区域的特征趋势.应用实例表明,该局部协调设计技术能够较好地实现复杂曲面造型和反求工程建模中模型的整体G1连续性和保形性,并且为进一步研究基于局部协调设计的拓扑还原技术奠定了坚实可靠的基础.

2009 Vol. 43 (6): 1118-1123 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1444KB] ( 0 )
1124 李强, 王宣银, 程佳
Stewart液压平台轨迹跟踪自适应滑模控制

Stewart液压平台是一个多输入多输出(MIMO)非线性系统,其耦合运动过程中存在参数不确定性与干扰影响其轨迹跟踪精度,针对此问题,考虑了系统参数的不确定性,利用Backstepping方法结合滑模控制与自适应控制的优点,推导得到系统的多级自适应滑模控制器,以增强系统运行过程中对运动与力的跟踪性能.利用AMESim与MATLAB的联合仿真方法进行验证,与传统基于各缸位置偏差的比例积分微分(PID)控制器相比,结果表明,该方法在系统参数不确定所引起的干扰下,能更有效地降低各缸的位置和力的跟踪误差,从而提高了运动平台末端的动态跟踪精度.

2009 Vol. 43 (6): 1124-1128 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 992KB] ( 0 )
1129 王维锐, 吴参, 潘双夏, 等
车辆半主动悬架负刚度控制策略研究

通过分析车辆悬架弹簧静挠度和动挠度的功能特性,得到了悬架弹簧的理想刚度特性.这一理想工作特性可以通过在普通弹性元件的平衡点并联具有负刚度特性的元件实现,由此提出了车辆悬架的负刚度控制策略.通过数值仿真,对比分析了悬架负刚度半主动控制策略、天棚阻尼半主动控制策略、理想天棚阻尼控制策略的控制效果.对磁流变液减振器负刚度特性的分析表明,其可以作为具有负刚度特性的半主动作动器使用.讨论了在基于磁流变液减振器的半主动悬架中负刚度控制策略的技术实现方法,通过仿真和实验对负刚度控制策略和天棚阻尼控制策略进行了对比分析,结果表明,负刚度半主动控制能更好的抑制振动对车身加速度和轮胎动位移的影响.

2009 Vol. 43 (6): 1129-1133 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 839KB] ( 0 )
1134 李武华, 何湘宁, 吕晓东
三绕组耦合电感组成的交错并联基本单元

提出了一种三绕组耦合电感组成的交错并联基本单元结构,并演绎出了一系列适用于大电流、高增益或高降压变换场合的DC/DC拓扑族.采用有源箝位软开关电路无损地转移了漏感能量和消除了主开关管上的电压尖峰.在整个开关周期内,主开关管和辅助开关管都是零电压软开关动作,减小了电路的开关损耗.三绕组耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑制了二极管的反向恢复电流.总结了一系列采用三绕组耦合电感和有源箝位软开关电路组成的交错并联DC/DC变换器拓扑族.最后,设计了一台40 V输入、380 V输出的1 kW Boost变换器试验样机,实验结果与理论分析一致.

2009 Vol. 43 (6): 1134-1140 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1608KB] ( 0 )
1141 颜幸尧, 朱善安, 苏中地, 等
某仿蝉翅膀气动功率特性的分析

针对某一特定形状仿蝉微飞行器的翅膀,进行了瞬时功率特性以及平均功率特性的分析.通过仿真,分析了翅膀在3种典型转动模式下的瞬时功率特性、平均功率与攻角幅值的关系,以及最大功率平均功率比值与攻角幅值之间的关系.结果表明,该型翅膀超前模式下的平均转动气动功率对攻角幅值的变化比较敏感;滞后模式下转动气动功率最大峰值平均值的比值对攻角幅值的变化也比较敏感;而平均拍动气动功率和攻角幅值之间的关系可近似地认为与模式无关;拍动气动功率最大峰值平均值的比值和攻角幅值之间的关系也可近似地认为与模式无关.

2009 Vol. 43 (6): 1141-1146 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 700KB] ( 0 )
1147 胡桂林, 樊建人
交指状流场质子交换膜燃料电池的数值分析

为研究流场结构设计对电池内的流动、组分传递和电池性能等的影响,建立了一个稳态的三维非等温质子交换膜燃料电池数学模型,应用此模型对一个交指状流场设计的电池单体(电极面积为64 cm ×65 cm)进行了数值研究.数值计算得到了电池的温度、组分质量浓度和局部电流密度等的空间分布,分析了不同电池反应物湿度等对电池特性的影响.结果表明,受传质的影响,沟道下方阴极催化层的温度大于相应沟脊下方的区域;与饱和气流进气的基本工况相比,降低阴极的进气湿度能提高电池的性能,而降低阳极的进气湿度则会导致电池性能的下降.

2009 Vol. 43 (6): 1147-1151 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 2360KB] ( 0 )
1152 谭海云, 洪元瑞, 谢俊, 等
计及爬坡率申报的电力市场博弈分析

为了充分发挥具有快速爬坡能力的机组的性能,介绍了一种考虑机组爬坡策略的电力市场博弈模型.基于市场统一出清、负荷需求无弹性及发电商按边际成本报价等前提,讨论了发电商爬坡成本及降低爬坡申报值的可能性与限制措施;分析了在非线性边际成本时的发电商提高爬坡申报值的博弈行为,利用置换法结合图形分析得出其Nash均衡解析解.算例表明,发电商合理申报爬坡率能够有效降低市场出清价格和系统购电费用,减少高成本机组的运行与不必要的开停机,促进市场稳定.

2009 Vol. 43 (6): 1152-1157 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 885KB] ( 0 )
光学工程、工程力学
1158 奚海燕, 牟同升, 李俊凯, 等
平板显示器彩色运动伪像的测量与评价

介绍了将快速光谱仪和模拟相结合的方法来评价平板显示器彩色运动伪像.采用快速光谱仪SPR-3000来获取交替图案的阶变响应函数表现不同颜色的响应情况;对已获得的阶变响应函数进行傅里叶变换,加权人眼对比敏感度曲线,然后对该曲线进行反傅里叶变换得到符合人眼实际感知的曲线.介绍了延长模糊宽度、人眼感知模糊宽度两种评价方法,并使用人眼感知模糊宽度定量的分析彩色运动伪像.实验中对具有不同波长的单色图案进行测试,证明了不同颜色之间在同样运动条件下所获得的是不同程度的运动伪像.

2009 Vol. 43 (6): 1158-1162 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1253KB] ( 0 )
1163 杨国伟, 郑臻荣, 陈晓西, 等
多级Lyot型液晶可调谐滤光片的研究

为实现宽光谱的连续可调谐滤光,提出了一种利用液晶电光效应的多级可调谐滤光片的设计方法并进行了研制.在传统Lyot型滤光片中加入一个液晶盒,利用液晶的电控双折射效应实现可调谐;将多个此类型液晶可调谐滤光片按其相位差的一定整数比进行叠加.通过对这种四级可调谐滤光片的模拟分析,可实现在450~550 nm波段的调谐,光谱分辨率达10 nm.实际制作了四级液晶可调谐滤光片并进行了性能测试,测试表明,其主要性能指标达到了设计要求.研制结果可以为宽光谱多级可调谐滤光片的研究提供参考.

2009 Vol. 43 (6): 1163-1167 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1294KB] ( 0 )
1168 肖云, 赵文义, 朱坤, 等
基于光纤环结构的微波光子滤波器

针对微波光子滤波器中光纤环的不同参数和结构,详细分析了不对称耦合比对光纤环构成的滤波器抑制比性能带来的提高,并理论推导和实践了光纤环滤波器的级联.研究发现,基于不对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器比基于对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器拥有更高的抑制比;从原理上分析了无限脉冲响应(IIR)滤波器级联特性不稳定的原因,并在实验中证明了基于低相干光源的级联滤波器频响稳定性有很大提高;对于基于光纤环结构的微波光子滤波器,无论是单环结构还是级联结构,使用宽带光源作为载波会得到更好的滤波效果,系统的频响也更稳定.

2009 Vol. 43 (6): 1168-1171 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 947KB] ( 0 )
1172 解王惠明, 肖艳萍
旋转功能梯度压电空心圆柱的精确

针对内外表面作用均布压力和电势的功能梯度径向极化无限长压电空心圆柱旋转问题,给出了其精确解.分析了旋转功能梯度压电空心圆柱内径向应力、环向应力及电势的分布情况,还研究了材料的非均匀特性、空心圆柱的内外径比率以及外加电势对机械场和电场的影响.通过设计合适的功能梯度形式、选择合适的内外径比率以及在内外表面施加恰当的外加电势能够达到改善旋转功能梯度压电空心圆柱的力学行为.得到的解可应用于沿径向按幂函数规律变化的旋转压电功能梯度空心圆柱构件的精确分析和优化设计中.

2009 Vol. 43 (6): 1172-1176 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1159KB] ( 0 )

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