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    2008年 第38卷 第4期 刊出日期:2008-08-16
      
    论文
    车辆纵向加速度自抗扰控制研究
    李贻斌,阮久宏,刘鲁源,宋 锐,荣学文
    2008, 38(4):  1-04 .  doi:
    摘要 ( 545 )   PDF (1293KB) ( 1776 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    使用自抗扰控制(ADRC)方法对车辆纵向加速度控制进行研究.首先给出以油门开度指令为控制量的发动机动态模型和车辆纵向动力学模型,对ADRC进行简要介绍;然后将模型变换为适于自抗扰控制的仿射系统,设计车辆纵向加速度ADRC控制器;最后在车辆和发动机参数摄动以及道路扰动的环境下进行仿真.结果表明,ADRC控制器能够使车辆获得快速、平稳和高精度的加速度控制效果.
    高速移动平台横向运动自抗扰控制研究
    阮久宏,李贻斌,荣学文,邱绪云
    2008, 38(4):  5-10 .  doi:
    摘要 ( 588 )   PDF (1241KB) ( 1705 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    采用自抗扰控制(ADRC)方法,对高速轮式车辆和机器人等移动平台的横向运动控制技术进行了研究.首先给出带约束的平台横向运动数学模型,对ADRC进行简要介绍;然后将模型变换为两个仿射型的子系统模型的串联,并针对高速运行要求分别设计两个子系统的ADRC控制器;最后在平台参数摄动和道路扰动的环境下进行仿真.结果表明,ADRC控制器能够在0~40m/s速度范围内控制平台完成平稳和高精度的横向运动.本研究可为高速高机动移动平台的工程化设计提供指导.
    一类线性离散时变系统的H∞故障估计
    刘佃瑞,赵辉宏,钟麦英
    2008, 38(4):  11-16 .  doi:
    摘要 ( 481 )   PDF (248KB) ( 1307 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    本文考虑一类受l2范数有界扰动影响的线性离散时变系统H∞故障估计问题.首先将H∞故障估计问题转化为二次型问题,引入相应的Krein空间系统,然后应用Krein空间白噪声估计理论,得到了问题可解的充要条件,并通过矩阵Riccati方程设计H∞故障估计器.算例验证了本文提出方法的有效性.
    多输入-多输出线性系统有限时间观测器设计方法
    邓修成,沈艳军,方胜乐
    2008, 38(4):  17-21 .  doi:
    摘要 ( 560 )   PDF (251KB) ( 1963 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    基于有限时间稳定理论,给出了完全能观测的多输入-多输出线性系统的有限时间观测器的设计方法.所设计的观测器在有限时间后实现了对系统状态的精确重构.数值仿真实验验证了本方法的正确性.
    无人机编队视频序列中的多目标精确跟踪
    方 挺,杨 忠,沈春林
    2008, 38(4):  22-26 .  doi:
    摘要 ( 499 )   PDF (394KB) ( 2171 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    针对无人机编队视频序列中的多目标精确跟踪的要求,使用STK三维建模软件模拟无人机编队飞行视频,通过双差分图像操作、多分辨率连通分支标记算法确定图像中的运动区域.提出了一种改进的贪婪算法,利用已确定的矩形运动区域作为初始轮廓,实现对无人机目标的精确轮廓提取.以运动区域的中心位置为输入,建立在线卡尔曼滤波器组对多目标进行跟踪,并由此提出了如何对多目标中的遮挡问题进行判定、分割的方法.仿真实验验证了文中提出的方法.
    未知环境探测的多机器人协作策略研究
    吴 皓,田国会,黄 彬
    2008, 38(4):  27-31 .  doi:
    摘要 ( 425 )   PDF (912KB) ( 1838 )   收藏
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    提出了一种基于观测点融合的改进免疫网络探测算法,完成多机器人对未知区域的快速、高效的探索任务.该算法在大大减少通信量,又能准确计算各全局观测点花费的情况下,将不同机器人的局部观测点融合在一张地图上,使机器人的协作能力充分发挥.利用T细胞函数修正了免疫网络浓度模型,同时免疫模型参数的确定考虑各观测点的扩散度和探索方向对系统性能的影响.将仿真试验与市场法和基本免疫算法比较,结果证明INEA算法使机器人之间的协作程度明显提高,而增加观测点扩散度和探索方向一致度指标,加快了系统的探索效率.

    基于粗糙模糊集理论的卫星导航系统作战效能评估方法
    董成喜,吴德伟,何 晶
    2008, 38(4):  32-36 .  doi:
    摘要 ( 314 )   PDF (351KB) ( 1306 )   收藏
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    针对卫星导航系统在信息化战争中的地位与作用,提出了一种基于粗糙集和模糊集理论的作战效能评估方法——粗糙模糊集理论,并对粗糙模糊集理论的算法进行了分析和设计,建立了卫星导航系统作战效能评估指标体系.最后结合实例,运用粗糙模糊集理论对卫星导航系统作战效能进行了评估,给出了效能评估的决策规则.

    嵌入式相贯线焊接控制系统开发与实现
    李 侃
    2008, 38(4):  37-41 .  doi:
    摘要 ( 344 )   PDF (995KB) ( 1455 )   收藏
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    介绍了马鞍型焊缝埋弧自动焊机软件控制部分的设计与开发.本机最大特点在于用运动控制方式,利用插补运算方法实现空间马鞍型焊缝的焊接控制系统,保证焊接线速度恒定,取代用机械差动机构模拟实现空间曲线运动方法,使得焊枪运动轨迹更加准确,机械结构变得简单.创新性在于根据插补算法的原理独立设计运动控制算法,根据与系统相关性裁减后移植在LINUX操作系统下完成程序设计.
    基于分层模糊控制的地图匹配算法
    唐进君,曹 凯
    2008, 38(4):  42-46 .  doi:
    摘要 ( 339 )   PDF (436KB) ( 2066 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    地图匹配能够将车辆定位信息与路网电子地图相结合,是车辆导航系统中重要的定位技术.为克服地图匹配过程中当前定位点信息不足的缺点,充分利用车辆定位的历史轨迹信息,引入了Fréchet距离来定义两曲线间的距离,并且提出了基于分层模糊控制的地图匹配算法,简化了规则而且提高了运算效率,最后推导出可信度P作为地图匹配效果的评价指标.这种算法不仅能够在出现匹配错误时为使用者提供警告信息,而且还提供了一种能迅速从错误中调整恢复的方法.试验结果表明了该算法的有效性.
    高速公路新型波形梁护栏端头实车碰撞性能研究
    吕国仁,闫书明,白书锋,贾 宁,马 亮
    2008, 38(4):  47-52 .  doi:
    摘要 ( 588 )   PDF (2237KB) ( 2266 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    车辆碰撞现有的波形梁护栏端头易发生波形梁板插入车体和翻车的恶性事故,采用有限元仿真和实车足尺碰撞试验相结合的方法,开发出一种满足使用要求的新型波形梁护栏端头.通过有限元分析研究端头各构件的工作性能和原理,确定实车足尺碰撞试验条件,并进行结构优化;实车足尺碰撞试验验证开发的新型波形梁护栏端头能够有效避免波形梁插入车体和翻车事故的发生,保护乘员安全,同时能够为标准段护栏提供足够约束力,保证标准段护栏的正常防护能力,满足相关评价标准的要求.
    强夯在威乳高速公路改建工程中的应用研究及一般性推广
    崔新壮,商庆森,姚占勇
    2008, 38(4):  53-56 .  doi:
    摘要 ( 454 )   PDF (753KB) ( 2027 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    旧路改建高速公路会遇到诸如地基不均匀沉降及老路堤压实度低等问题,这些问题限制了这项技术的应用.依托威乳高速公路,研究了强夯在旧路改建高速公路中的应用技术.通过试夯及现场对超静孔隙水压力、动土应力测试及压实度检测,确定了地基与路堤强夯工艺参数.夯后对路堤进行弯沉、回弹测试及路堤沉降观测分析发现强夯方案完全能满足规范要求.最后对威乳路试夯结果进行一般性推广,得到了不同高度路堤对应的止夯标准.
    考虑天然渗流场影响的地应力场反演回归分析及应用
    张 欣,李术才,李树忱
    2008, 38(4):  57-62 .  doi:
    摘要 ( 323 )   PDF (1497KB) ( 1600 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    结合某水电站地下厂房区工程地质条件以及实测地应力资料,借助有限元计算工具ABAQUS,对影响因素单独作用下的三维地质概化模型进行计算.在应力实测值和应力计算回归值之间建立多元回归模型,求出最优回归系数,从而获得初始地应力场分布规律.本文首次将天然渗流场作为影响因素,对厂房区初始地应力场进行了回归分析,并与未考虑渗流场的情况作了比较,得到了更合理的应力场分布.同时根据反演结果对地下厂房洞室不同开挖顺序做了分析比较.计算结果表明,经过适当优化后的开挖顺序是安全可行的,各主要洞室群总体稳定性较好.
    海底隧道施工设计及其数值优化研究
    李利平,李术才,徐帮树,丁万涛,蔚立元
    2008, 38(4):  63-68 .  doi:
    摘要 ( 295 )   PDF (2446KB) ( 1707 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    某海底隧道地质条件异常复杂,覆岩被多处断层破碎带相割呈区域性林状分布,高外水压处断层及破碎带施工是隧道安全控制的关键所在.依据该海底隧道的初步设计方案,采用大型数值计算软件FLAC3D系统研究了水下岩石完整带和破碎带隧道开挖的稳定性及最优施工方案,分析了不同施工工法及支护参数对岩体变形、破坏特性的影响,并确定了海底隧道主、辅洞开挖相互影响效应,以便为海底隧道工程的施工决策提供量化资料和技术支持.
    沥青混合料用纤维性能分析
    姚占勇,张燕军
    2008, 38(4):  69-74 .  doi:
    摘要 ( 375 )   PDF (278KB) ( 1812 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    试验对比分析了木质素纤维、腈纶纤维、聚酯类纤维和矿物纤维四种常见的沥青混凝土路用纤维的性能.研究认为,纤维能显著改善沥青混凝土的材料性能,但不同纤维的性能及其改善作用存在较大的差异.腈纶纤维对改善沥青混凝土的高温性能、低温性能、水稳定性效果最好,其次为聚酯纤维,木质素纤维的最差.矿物纤维虽然有天然的性能优势,但在混合料中的性能却表现一般,因此,路用纤维的选择必须结合其在沥青混合料中的性能综合确定.
    铝合金中单层Mg-GP,Si-GP区的高分辨电子显微镜图像的计算机模拟
    邹新国
    2008, 38(4):  75-79 .  doi:
    摘要 ( 525 )   PDF (1812KB) ( 1604 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    Al-Mg-Si合金析出强化相的前驱相(GP区)的形成对于析出强化的性能有重要影响,但是由于其尺度极其微小,往往很难直接观察. 本文通过对Al-Mg-Si合金中可能存在的单层富Mg及富Si GP区的不同厚度、不同存在形态进行全方位计算机模拟,确认了GP区成像的存在条件. 单层富Mg或富Si GP区在不被铝合金基体包裹的试料中可以形成清晰的高分辨电子显微镜像,并且Mg-GP区与Si-GP区呈现出相反的对比. 这为GP区的高分辨电镜观察提供了可靠的理论依据.
    平阴尿塔塔体爆炸能量分析与计算
    吴俊飞,王威强,胡德栋,崔玉良,
    2008, 38(4):  80-83 .  doi:
    摘要 ( 357 )   PDF (378KB) ( 1195 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    通过计算平阴尿塔爆炸时上部塔段抛射功、中部塔段平射功和筒体撕裂功,得到了尿塔爆炸时自身消耗的总能量.通过与塔内物料所能产生的膨胀或沸腾总功以及外界消耗功相比较,得出了该塔充分具备了爆炸破坏的能量条件的结论,为该塔进行正确的失效分析提供了依据.
    内燃机顶置配气凸轮型线的设计
    谢宗法,卢 莉,孔 超,刘树臣
    2008, 38(4):  84-88 .  doi:
    摘要 ( 501 )   PDF (526KB) ( 2057 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    设计顶置凸轮机构配气凸轮时,将气门理论运动函数的最大速度点和最大加速度点确定在理想的位置上,可有效地控制加速度曲线的基本形状,并提高了气门升程的丰满系数.然后根据气门和凸轮的几何传动关系,将确定的气门理论运动函数转化为对应的凸轮升程数据.凸轮设计和试验表明,这种设计方法是可行的,新设计的配气凸轮在改善发动机进气性能方面取得了一定的进展.
    基于典型工况的高压共轨喷油系统标定
    王 军,王洪荣,张幽彤,李建纯,刘练达
    2008, 38(4):  89-92 .  doi:
    摘要 ( 464 )   PDF (454KB) ( 1900 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    为满足高压共轨系统配机要求,进行了高压共轨喷油系统标定研究.针对柴油机典型工况的喷油参数要求,分析了高压泵流量范围要求,给出了供油量和控制脉宽的关系;进行共轨压力与控制频率、控制脉宽的标定,确定了不同转速下共轨压力的控制脉宽范围;简要分析电控喷油器的均匀性影响因素,提出了压力波动量控制的办法和喷油脉宽修正的办法满足小喷油量均匀性要求.并进行了高压共轨系统装机初步试验,试验结果表明高压共轨喷油系统在试验台架上标定的合理性.
    集中供热换热站在线监控系统
    周守军,张冠敏,薛爱军
    2008, 38(4):  93-96 .  doi:
    摘要 ( 568 )   PDF (1128KB) ( 1734 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    该系统基于现场总线技术,采用PID模糊控制,结合自主开发的模块化在线监控软件包,能够实现一次网蒸汽温度、压力,二次网供、回水温度和压力等主要参数的实时在线监控和网络远程监控两大功能,并具有数据存储和分析、报表打印、诊断故障及报警等功能.该系统能够帮助运行管理人员及时准确地了解现场运行工况、调整运行参数,从而能有效提高整个集中供热系统运行的安全性、稳定性和经济性.
    基于最小均方误差和稀疏特征的欠定盲源分离
    白树忠,刘 琚,孙国霞
    2008, 38(4):  97-101 .  doi:
    摘要 ( 429 )   PDF (1168KB) ( 2288 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    针对欠定条件下的盲源分离问题,即观测信号个数小于信源个数的情况,提出了一种基于最小均方误差和稀疏特征的算法.首先,利用变换后信源的稀疏特征,采用一新的势函数通过聚类算法估计混叠矩阵.然后利用混叠矩阵和信源自身的相关性,通过寻找信源在聚类方向时间点上的精确值,以均方误差最小为准则寻找最佳分离矩阵实现信源的分离,克服了传统的分离算法在寻找最佳分离子矩阵方面的缺点.仿真结果显示使用该方法分离的信号具有更高的信噪比,和其他同类方法相比具有更优越的分离性能.
    InGaN太阳能电池材料电学与光学性质的辐射研究
    董少光,范广涵
    2008, 38(4):  102-106 .  doi:
    摘要 ( 394 )   PDF (733KB) ( 1527 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    研究表明,In1-xGaxN合金材料的能隙能连续地从0.7eV改变到3.4eV,使得该材料有可能成为太阳能全光谱材料系.研究发现这些合金材料的电学特性表现出用高能质子(2MeV)照射比当前常用的太阳能光伏材料如GaAs和GaInP有更高的电阻,因此,给受到强辐射的太阳能电池提供了巨大的应用潜力.实验观察到这种材料对辐照损伤具有不敏感的特征,该特征可用带边局域的平均振荡结合缺陷能给予解释.该缺陷能用In1-xGaxN合金的Fermi能级的稳态能描述.
    锁相环动态频相跟踪特性分析
    龚宇雷,王 辉,李庆民
    2008, 38(4):  107-111 .  doi:
    摘要 ( 486 )   PDF (374KB) ( 2474 )   收藏
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    工作原理的基础上,利用传递函数法建立了锁相环跟踪误差的二阶等效模型,并对锁相环的动态频相跟踪特性进行了理论分析.利用MATLAB构建了锁相环的仿真模型,针对输入信号中发生频率和相位突变、频率连续瞬变以及谐波畸变等多种情形,开展了仿真研究.理论分析与仿真结果表明,锁相环具有与二阶控制系统类似的特征,必然存在着响应时间、超调、偏差等现象,对输入信号的准确跟踪也需要一定具体条件.研究结果为锁相环的应用条件确定、外围电路参数设计以及性能改进等提供了参考依据.
    新型甜菜碱型沥青乳化剂的合成与性能测试
    施来顺,万忠义
    2008, 38(4):  112-115 .  doi:
    摘要 ( 509 )   PDF (406KB) ( 1530 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    目的在于合成一种新型甜菜碱阳离子沥青乳化剂.方法是采用烷基二胺、环氧丙烷和氯乙酸为原料,经两步反应合成出N,N-(2-羟基丙基)(乙酸基)-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐.利用红外光谱对产物结构进行了鉴定.详细研究了合成条件对反应的影响,得出了合成最佳工艺条件.乳化性能测试表明:该乳化剂具有很好的乳化能力,是一种慢裂快凝型沥青乳化剂.利用表面张力法,测定了该乳化剂的临界胶束浓度为1.52×10-4mol/L,在临界胶束浓度下的表面张力为39.25×10-3N/m.
    类二癋英类多氯联苯的双柱气相色谱分析方法研究
    刘 静,崔兆杰,许宏宇,谭凤训
    2008, 38(4):  116-122 .  doi:
    摘要 ( 547 )   PDF (1091KB) ( 1870 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    采用弱极性和中极性的双毛细管柱互补分离技术对样品中的类二癋英类多氯联苯进行定性定量分析.本文采用索氏提取技术从环境样品中提取出类二癋英类多氯联苯等有机物,经浓硫酸/高锰酸钾和氟罗里土柱净化浓缩后,利用双毛细管柱气相色谱法建立的两套保留值定性定量,解决了12种类二癋英类多氯联苯和非类二癋英类PCBs同系物和有机氯农药共洗脱的问题,建立了12种类二癋英类PCBs的定性定量分析方法.利用气质联用(GC/MS)选择特征离子SIM技术验证方法定性的准确性,利用基质加标回收、平行样品分析和空白加标回收的方法测定了方法的准确度、精密度和方法检测限,并对土壤、沉积物、降尘样品进行了测定.结果表明,12种类二癋英类多氯联苯的加标回收率在82~109.8%之间,在US.EPA规定的70~140%范围之内;相对标准偏差在1.62~14.84%,均小于20%;方法检测限在1.1~6.2ng/kg,达到pg/g水平.该方法应用于黄河三角洲地区样品中类二癋英类多氯联苯的分析,取得了满意的结果.
    迭代矩阵谱半径的界限
    路永洁,宋岱才,刘 晶
    2008, 38(4):  123-126 .  doi:
    摘要 ( 556 )   PDF (210KB) ( 1667 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    为求解线性方程组Ax=b,常将矩阵A分解为A=M-N,这里M为非奇异矩阵.我们知道,得到的迭代格式x(k+1)=M-1Nx(k)+M-1b(k=0,1,2,…)对任意初始向量x(0)都收敛到解x=A-1b,当且仅当M-1N的谱半径ρ(M-1N)<1,其中M-1N称为迭代矩阵.因此,估计ρ(M-1N)的界限就成了一个热点问题.我们首先推广了由Hoffman等提出的G-函数的概念,其次应用这一概念得到了迭代矩阵特征值模的界限.作为应用,得到了解线性方程组迭代矩阵M-1N的谱半径的界限,改进了已有的结论.最后用数值例子说明了所给结果的优越性.