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当期目录

    2009年 第39卷 第1期 刊出日期:2009-02-16
      
    机器学习与数据挖掘
    计算智能在心理学中的应用
    余嘉元1 , 田金亭1 , 朱强忠2
    2009, 39(1):  1-5.  doi:
    摘要 ( 420 )   PDF (311KB) ( 1860 )   收藏
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    摘要:计算智能是借助现代计算工具模拟人的智能机制、生命演化过程和人的智能行为而进行信息获取、处理、利用的理论和方法,它是人工智能的深化和发展.计算智能适用于心理学领域诸多方面的研究,其中的神经网络模型已经成为探讨社会认知、记忆、学习等高级心理过程内在机制不可或缺的工具,它的出现使人们找到了分析人的内部心理过程和状态的新途径.计算智能在效度凭证的求取、等级效标分数的预测、管理人员选拔、智能组卷等心理测量方面均已展开了研究,并取得了很好的效果.计算智能在心理学领域蕴藏着广阔的应用前景.
    基于张量模式的特征提取及分类器设计综述
    张丽梅1,2 ,乔立山1,2 ,陈松灿1
    2009, 39(1):  6-14.  doi:
    摘要 ( 358 )   PDF (394KB) ( 583 )   收藏
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    摘要:(高阶)张量模式作为传统向量模式的扩展和补充,近年来已引起机器学习、模式识别等领域的广泛关注.对现有张量型学习算法进行总结:针对向量模式表示存在的问题,讨论了设计张量型学习算法的必要性和重要意义;从特征提取和分类器设计2个层面,对现有张量型学习算法进行分类和汇总,并着重从多线性投影方式出发,讨论了其内在联系及优缺点;分析了张量模式与向量模式表示间的本质关系及各自优势;探讨了张量型学习算法有待解决的问题及可能的研究趋势.
    对象级搜索中基于图的对象排序模型(英文)
    李梁,罗奇鸣,陈恩红
    2009, 39(1):  15-21.  doi:
    摘要 ( 364 )   PDF (397KB) ( 1217 )   收藏
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    摘要:提出了一种对象级搜索中领域无关的对象排序模型.给定对象集合以及对象间的关系,根据用户输入的对象查询,该模型按照对象与查询的相关度输出一个对象的排序表.采用一个多平面的图表示对象级搜索的空间,并基于该图分别提出了对象流行度评估算法、根据查询计算相关度的算法,以及合并多个对象查询的算法.针对ACM数据集上的实验结果表明该算法是有效的,在论文推荐与合并多对象查询方面,均取得了比PaperRank更好的结果.

    基于协同训练的指纹图像分割算法
    周广通,尹义龙,郭文鹃,任春晓
    2009, 39(1):  22-26.  doi:
    摘要 ( 417 )   PDF (608KB) ( 1480 )   收藏
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    摘要:指纹图像分割是自动指纹识别系统预处理中最关键的技术之一.精确、可靠地将指纹图像从背景中分割出来,能够加快后续工作的处理速度,提高识别算法的准确性.传统的分割算法需要大量已标记的指纹图像作为训练数据,但实际应用中获取标记样本比较繁琐和耗时.为综合利用已标记和未标记的指纹图像,提出一种基于协同训练的半监督指纹图像分割算法:CoSeg.该算法在基于像素水平的Coherence、Mean、Variace(CMV)特征体系下,使用标记盒和支持向量机作为基分类器进行协同训练.在FVC2002指纹库上的实验结果表明,CoSeg能够在标记信息较少的情况下取得较好的性能,并在处理低质量指纹图像时表现出较强的鲁棒性.

    超分辨率算法研究综述
    浦剑1 ,张军平1 ,黄华2
    2009, 39(1):  27-32.  doi:
    摘要 ( 680 )   PDF (398KB) ( 4303 )   收藏
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    摘要:图像超分辨率是指利用一幅或多幅低分辨率图像,运用相应的算法来获得一幅清晰的高分辨率图像.然而,传统的基于插值和重建的方法已很难获得进一步的突破.近年来出现的基于学习的方法为超分辨率的发展重新注入了活力.通过回顾插值、重建和学习这3个层面的超分辨率算法,分析了超分辨率技术的以往研究和最新进展,着重讨论了各算法在还原质量、通用能力等方面所存在的问题,并对未来超分辨率技术的发展作了一些展望.

    控制科学与工程

    量化反馈控制与估计的综述(英文)

    付敏跃
    2009, 39(1):  33-40.  doi:
    摘要 ( 425 )   PDF (646KB) ( 814 )   收藏
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    基于多信道的MAC层协议在无线传感器网络中的应用
    陈冬岩
    2009, 39(1):  41-49.  doi:
    摘要 ( 408 )   PDF (345KB) ( 2448 )   收藏
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    摘要:随着无线传感器网络在工业测控,医疗监护和智能建筑等领域的迅速发展,使用单一信道和信道竞争的MAC层协议已经很难满足这些应用的低功耗、抗干扰、高可靠性和可预测可控制时延等要求.基于多信道的MAC层协议是满足这些应用要求的一个重要手段.本文提出了系统的对多信道MAC层协议的分类方法,并总结和比较了到目前为止在无线传感器网络多信道MAC层协议方面的主要研究工作和国际标准化协议的研究进展,最后提出了在这个领域的若干研究课题和发展方向.

    基于无线传感器网络的分散目标跟踪:实际测试平台的开发应用(英文)
    Yue Khing Toh1 , XIAO Wendong2 , XIE Lihua1
    2009, 39(1):  50-56.  doi:
    摘要 ( 421 )   PDF (635KB) ( 957 )   收藏
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    基于ADRC的船舶航向控制器设计与仿真研究
    周风余,单金明,王伟,陈景帅,阮久宏
    2009, 39(1):  57-62.  doi:
    摘要 ( 328 )   PDF (579KB) ( 1925 )   收藏
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    摘要:船舶航向运动系统具有典型的非线性和不确定性,并受到自动舵执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得航向控制器的设计非常困难.针对以上问题给出了带有舵机约束的船舶运动非线性数学模型以及海浪扰动数学模型,对ADRC的原理进行了简要介绍,设计出了船舶航向ADRC控制器.仿真结果表明该控制器对于船舶航向运动的非线性、参数不确定性、环境不确定性以及控制对象的模型变化均有较强的鲁棒性,航向切换控制过程快速、平滑,操舵量小,可以实现高精度的航向保持控制.

    消费税控制策略对供应链系统绩效的影响
    孙国华,吴耀华,黎伟
    2009, 39(1):  63-68.  doi:
    摘要 ( 402 )   PDF (276KB) ( 1181 )   收藏
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    摘要:对于具有负外部性的产品与奢侈品,消费税是控制其生产与消费的一种重要方式.建立了由制造商与零售商组成的两层供应链模型,研究了当从量税与从价税相同时,在供应链的不同环节征收消费税,对供应链绩效及国家税收的影响.研究发现,仅采取从量计征的方式征收消费税时,供应链整体绩效及国家税收收入不受消费税征收环节的影响,因此,从控制产品消费量,增加国家税收收入的角度,国家应该采取从价计征或者从价与从量混合计征的方式在下游流通环节征收消费税.

    考虑饱和的发电机单机无穷大系统有限增益镇定
    孙炜伟,王玉振
    2009, 39(1):  69-76.  doi:
    摘要 ( 355 )   PDF (219KB) ( 1125 )   收藏
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    摘要:研究了一类具有饱和及外部干扰的发电机单机无穷大系统的鲁棒增益镇定问题.首先基于哈密顿能量理论将电机系统模型转化为广义耗散 哈密顿系统模型,然后运用静态输出反馈得到闭环哈密顿系统.在某增长条件下,证明了闭环系统可以达到渐近稳定和有限增益镇定, 同时得到了有限增益的估计值.仿真结果验证了所提方法的有效性.

    机械工程
    PCBN刀具加工TC4钛合金的切削加工性
    刘战强,艾兴,李甜甜,万熠
    2009, 39(1):  77-83.  doi:
    摘要 ( 414 )   PDF (1421KB) ( 2405 )   收藏
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    摘要:针对聚晶立方氮化硼(polycrystalline cubic boron nitride, PCBN)刀具材料和钛合金Ti-6Al-4V(TC4)工件材料的特点,采用单因素试验法对切削力和已加工表面粗糙度进行研究;通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察和能量分散光谱(energy dispersive analysis system,EDS)扫描分析,对PCBN高速切削钛合金TC4时的刀具损坏形态和损坏机理进行研究;采用对角正交回归试验法,求得PCBN刀具切削钛合金时的刀具寿命经验公式,并分析切削用量对刀具寿命的影响. 研究表明:PCBN高速切削钛合金时,粘结磨损、扩散磨损和脆性磨损是其主要损坏机理,在高切削速度、低进给量、低切削深度下PCBN刀具加工钛合金时的切削加工性最好,因此PCBN适用于钛合金的精加工.

    散乱点云边界特征快速提取算法
    孙殿柱,朱昌志,李延瑞
    2009, 39(1):  84-86.  doi:
    摘要 ( 374 )   PDF (596KB) ( 3033 )   收藏
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    摘要:提出一种散乱点云边界特征的快速提取算法,该算法采用R*-tree建立散乱点云空间索引结构,基于该结构快速准确获取局部型面参考点集,建立该点集的基准平面,计算点集内各点到基准平面的距离并将该距离与目标点到基准平面的距离进行比较,识别点云边界特征.实例证明该算法可快速、准确地提取散乱点云的边界特征.

    长波子结构与短波子结构组成的复杂组合系统的振动分析(英文)
    纪琳
    2009, 39(1):  87-91.  doi:
    摘要 ( 391 )   PDF (342KB) ( 858 )   收藏
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    摘要:针对由长波子结构和短波子结构组成的复杂结构系统的中频振动的理论进行了分析.以往研究中使用基于子结构模态分析的方法来计算振动由长波子结构向短波子结构的传输,并通过一个简单的梁板耦合数例模型验证了其有效性.本文对该方法进行了进一步的分析和探讨,并将之应用于一个更具普遍代表意义的梁板组合结构.结果表明该分析方法尤其适用于子结构间具有较大动态差异的情况.与基于子结构传递函数的传统计算方法相比,该方法能够显著降低所需要的计算成本.

    ZrO2含量对WC基复合材料的力学性能和微观结构的影响
    杨发展1 ,艾兴1 ,赵军1 ,侯建锋2
    2009, 39(1):  92-95.  doi:
    摘要 ( 384 )   PDF (1181KB) ( 1116 )   收藏
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    摘要:以提高WC基复合陶瓷的断裂韧性和硬度为目标,利用ZrO2作为材料粘结剂和增强相,同时引入Al2O3添加相,采用热压烧结工艺成功制备了WC-ZrO2-Al2O3(WZA)复合刀具材料.在此基础上,添加一定量的VC作为晶粒生长抑制剂和助烧剂,以实现材料最大程度的致密化.并对热压后复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性进行了测试和分析.探讨了ZrO2含量对材料微观结构和力学性能的影响,研究了复合材料断面断裂方式和材料相的组成.

    一种高速可配置实时总线的开发及其应用
    胡天亮1 ,张承瑞1 ,杨林1 ,武洪恩2
    2009, 39(1):  96-101.  doi:
    摘要 ( 342 )   PDF (731KB) ( 1556 )   收藏
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    摘要:为满足工业生产中对现场总线柔性可重构以及高速实时传输要求,讨论了一种可在线配置高速实时总线的设计与实现.本研究通过对SPI协议的改进,使其适应进行长距离传输的全双工通信,以保证传输速度和实时要求.通过现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)技术的应用和报文结构的特殊设计,实现了总线数据报文长度的在线柔性配置和从模块的智能扩展.文中给出的工程应用实例证明了此方法的可行性.
    材料科学与工程
    基于元胞自动化模型的三维雪花晶体近似模式的产生(英文)
    李芳佳, 高尚策, 唐政, 石井雅博, 山下和也
    2009, 39(1):  102-105.  doi:
    摘要 ( 373 )   PDF (659KB) ( 1118 )   收藏
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    摘要:关于雪花生长过程的计算机模拟已经受到了广泛关注.其中,元胞自动化模型是一种基于网格和简单规则的计算方法.尽管这是一种简单的模型,但其在模拟复杂过程(比如:生命现象,晶体生长和湍流)时往往能取得较好的结果.提出了一种由传统的二维模型扩展而来的三维雪花晶体生长方法.计算机模拟结果显示提出的方法能够更精确地模拟出三维雪花的晶体化过程.
    镍基铋化物GdONiBi和空穴掺杂的Gd0 0.9 Sr0.1 ONiBi的超导电性(英文)
    葛军饴1 ,秦晓玲1, 曹世勋1 ,袁淑娟1,2 ,张金仓1
    2009, 39(1):  106-109.  doi:
    摘要 ( 414 )   PDF (903KB) ( 794 )   收藏
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    摘要:制备了镍基化合物GdONiBi,并且得到其超导转变温度为45K.通过用Sr元素部分的替代Gd元素向该物质中引入空穴,得到了一种新的超导体Gd0-9Ni0-1其转变温度为47K.两种镍基化合物超导体正常金属态的电阻率均显示出金属行为.通过对其磁电阻效应的研究发现其磁电阻效应显示出与铁基超导体不同的行为,表明两者之间的超导机制可能存在差异.

    La2/3Sr1/3MnO3单晶的本征低温电阻最小行为研究(英文)
    贾蓉蓉, 张金仓, 冯振杰, 王仕鹏, 陈昌兆, 敬超, 曹世勋
    2009, 39(1):  110-113.  doi:
    摘要 ( 384 )   PDF (582KB) ( 1152 )   收藏
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    摘要:为了阐明在锰氧化物多晶以及外延薄膜中存在的低温电阻极小值现象,对La2/3Sr1/3MnO3单晶样品的性质进行研究.该单晶样品是利用光学浮区生长炉,在氩气气氛中生长出的高品质晶体,系统研究了退火对La2/3Sr1/3MnO3单晶低温输运行为的影响.结果表明,在退火前样品存在的低温电阻极小值无论是c轴还是ab平面在退火后均消失,这一结果首次证明了在锰氧化物体系中存在的低温电阻极小是一种非本征的物理行为,与实验样品的制备工艺和存在于其中的非完整性具有较强的依赖性,并进一步证明自旋无序散射乃是传统体系出现低温电阻极小的主要原因.
    相变对ZrO2/SiO2多层膜激光损伤阈值的影响
    吴师岗
    2009, 39(1):  114-117.  doi:
    摘要 ( 364 )   PDF (1045KB) ( 1601 )   收藏
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    摘要:用电子束蒸发法制备出ZrO2/SiO2和YSZ/SiO2多层膜,分别测定了薄膜结构特性和激光损伤阈值. 实验结果表明:Y2O3稳定的ZrO2镀膜材料在电子束蒸发过程中不会发生相变,而未稳定的ZrO2则必然发生相变产生喷溅,使缺陷增加,从而使损伤阈值降低. 通过分析认为相变引起的缺陷是YSZ/SiO2和ZrO2/SiO2高反膜损伤阈值差别的主要原因.

    六硼化钙纳米粉末的吸收光谱研究(英文)
    梁丽梅,张琳,闵光辉
    2009, 39(1):  118-121.  doi:
    摘要 ( 391 )   PDF (522KB) ( 1233 )   收藏
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    摘要:采用CaCl2 and NaBH4为原料低温合成CaB6纳米粉末.X射线衍射结果表明生成了CaB6晶体.场发射扫描电镜(FESEM)观测到粉末由接近立方体的平均粒径为80nm的小晶粒组成,有轻微团聚现象.高分辨透射电镜(HRTEM)表明纳米颗粒为单晶,这一发现与XRD和FESEM的结果相对应,且观察到晶体是以结晶良好的CaB6为芯,外面包覆着厚约4~5nm的非晶层.CaB6纳米粉末的光学性能是通过傅立叶红外光谱和紫外-可见-近红外光谱来表征的,同时做CaB6微米粉末的光谱用以比较.与微米粉末仅有微弱的吸收带相比,纳米粉末的光谱出现明显的宽化和红移现象,这与晶格膨胀和纳米效应有关.紫外-可见-近红外光谱中,微米粉末几乎没有吸收,纳米粉末可吸收紫外线,并出现蓝移现象.总之,CaB6纳米粉末在紫外-中红外波段总有吸收,特别是在中红外区,吸收强度远大于微米粉末.

    其它
    硅太阳电池特性及其最大功率点跟踪的仿真
    杨刚, 陈鸣
    2009, 39(1):  122-122.  doi:
    摘要 ( 401 )   PDF (948KB) ( 1932 )   收藏
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    摘要:以LabVIEW软件为工具,在硅太阳电池输出特性基础上建立硅太阳电池的仿真模型,在不同日照强度的条件下对硅太阳电池输出特性曲线的情况进行仿真,并通过软件编程使系统可以确定负载等效电阻来进行最大功率点跟踪,同时仿真硅太阳电池暗电流对电池最大工作点和填充因子的影响.仿真结果验证了硅太阳电池输出特性曲线的非线性特征,且特性曲线受日照强度的变化而变化,最大功率点跟踪仿真的结果表明,本系统可以很好地求解最适宜的等效负载以稳定最大功率点,并得到了匹配负载和光照强度具有反比例相关性的结论.填充因子仿真证明了硅太阳电池暗电流对电池最大功率点产生较大影响并直接影响硅太阳电池的填充因子.