山东大学学报 (工学版)

Al₂O₃/(W, Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

周咏辉,艾兴,赵军,袁训亮,薛强

2008, 38(1): 1-4 . doi:

摘要 ( 619 )

PDF (593KB) ( 1996 )

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采用纳米和亚微米级的α-Al₂O₃，以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料，制备了Al₂O₃/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al₂O₃含有体积分数为11%的纳米Al₂O₃时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优，其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840MPa,6.55MPa·m^1/2和20.1GPa.TEM实验表明，纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大，形成了典型的骨架结构，材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.

基于SCA规范的DNC系统及其实现

龚毅光,龚异光,白俊杰,王宁生

2008, 38(1): 5-8 . doi:

摘要 ( 744 )

PDF (551KB) ( 1724 )

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异构和集成是长期困扰DNC系统的两大难题，服务组件架构（Service Component Architecture，简记SCA）为解决这两大难题提供了良好的技术规范和解决方案.通过参考各种文献和商业DNC系统，归纳出了DNC系统的主要业务功能，并在此基础上，提出了基于SCA规范的DNC系统模型，模型分为四层：向其它应用提供服务接口的应用层、提供业务功能服务的服务层、为服务提供构件的组合件层、为构件提供业务逻辑和基础数据的实现层.此外，还详细介绍了串口通信初始化组合件的Java实施过程.

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

陈正洪,张卧波,王勇,刘同辉,李艳

2008, 38(1): 9-12 . doi:

摘要 ( 714 )

PDF (384KB) ( 1713 )

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混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动.通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究,对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型.为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制.对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律.

自然通风冷却塔进风口流场模型的建立及计算

王凯,孙奉仲,赵元宾,高明,高山

2008, 38(1): 13-17 . doi:

摘要 ( 805 )

PDF (315KB) ( 2269 )

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冷却塔的运行状况对电厂的经济性和安全性有较大影响.环境侧风严重影响冷却塔的冷却性能.以逆流湿式自然通风冷却塔为研究对象，建立了冷却塔进风口附近空气流动的数学模型和冷却塔内传热传质的物理模型.采用有限体积法进行了数值计算.得到了冷却塔进风口附近空气动力场的分布规律，同时进行了实型塔的现场测量，与模拟结果对比.该方法可定量评价冷却塔的运行状况，为冷却塔通风量和进风阻力的计算，以及冷却塔全面优化设计和改善冷却塔的冷却性能提供了理论依据.

磁饱和型故障限流器的研究与发展

刘洪顺,王伟,邹亮,李庆民

2008, 38(1): 18-23 . doi:

摘要 ( 739 )

PDF (631KB) ( 2495 )

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分析了传统故障限流技术的优势和存在的问题，指出研制性能优良、经济合理的新型故障限流器对电网发展具有重要的现实意义和应用价值.在给出饱和电抗器的一般工作原理的基础上，详细介绍了超导磁饱和型故障限流器的拓扑结构及其工程实用化遇到的难题.比较了永磁饱和型故障限流器的各种拓扑结构及其发展演变过程，提出了三相永磁饱和型故障限流器的三种物理拓扑结构.最后结合永磁饱和型故障限流器的结构设计，阐述了四个关键技术难题.

测试仪器的虚拟技术性能优化

张辉,王志臣,孙锐

2008, 38(1): 24-27 . doi:

摘要 ( 756 )

PDF (413KB) ( 1745 )

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为了利用现有的传统测试仪器达到多功能、高精度的现代测试要求，详细介绍了运用虚拟仪器技术和GPIB(general purpose interface bus)总线技术对传统测试仪器进行功能扩展和性能优化的方法，包括硬件平台的搭建和LabVIEW应用软件的设计过程.通过对一台传统两通道示波器进行功能扩展和性能优化，证明了运用虚拟仪器技术的可行性，实验结果达到了设计的预期目标，取得了很好的效果.

ZnO环形压敏电阻器消噪特性研究及其敏感电压的控制方法

杨志坚,宿元斌,申永和,马裕民,范坤泰5

2008, 38(1): 28-31 . doi:

摘要 ( 789 )

PDF (359KB) ( 1761 )

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摘要：ZnO环形压敏电阻器广泛应用于消除录音机的噪声. 理论分析表明,在消除大能量噪声方面,突变型压敏电阻器优于缓变型;在消除小能量噪声时,缓变型效果更佳. 本文给出了压敏电压的具体控制方法,对普遍存在的焊后(压)降增大问题提出了解决方案. 实验结果表明,理论分析正确,控制方法简便、有效.

基于DT-DWT的医学图像融合算法

陈爽,姜威

2008, 38(1): 32-35 . doi:

摘要 ( 799 )

PDF (350KB) ( 1737 )

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将具有平移不变性和良好的方向分析能力的双树离散小波引入医学图像融合的方法中,提出了高频子带采用基于跨尺度的邻域空间频率的融合策略,最高层的低频子带采用基于改进的邻域熵的融合策略进行融合处理的融合算法.实验结果表明该方法能够更有效的实现融合,有着良好的融合效果.

基于可变数据重用因子的变步长仿射投影算法

聂聪,吕振肃

2008, 38(1): 36-38 . doi:

摘要 ( 732 )

PDF (384KB) ( 1823 )

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提出的仿射投影算法可根据输入数据矩阵条件数的变化情况，实时地决定下一步输入矩阵的维数，即数据重用因子和步长,并利用这两个动态量去折中收敛速度和稳态误差之间的矛盾.仿真结果表明,在较大程度节省了运算量的情况下,该算法的收敛速度接近于使用高维输入矩阵的情况,而稳态误差与使用低维输入矩阵时相当,同时收敛稳定性更优.

基于背景减法的游泳者检测

崔英,陈文楷,雷飞

2008, 38(1): 39-42 . doi:

摘要 ( 555 )

PDF (357KB) ( 1888 )

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针对游泳池监视系列图像中的游泳者进行检测,提出了基于背景减法的游泳者溺水检测方法.该方法通过架设在泳池内的固定摄像机获得连续视频监视图像,采用独立混合高斯模型描述每一被观察的像素,建立自适应背景模型并实时更新.前景目标检出后,对所得前景图像进行阴影检测和噪音去除,使得检测结果更加理想,为目标分类打好基础.实验结果表明,该方法能准确的检测出游泳者并有效的去除阴影部分.

基于输入输出反馈线性化三态Boost DC／DC变换器的新型控制策略

刘兆娟,刘锦波

2008, 38(1): 43-47 . doi:

摘要 ( 739 )

PDF (426KB) ( 1720 )

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针对 Viswanathan K为消除普通BOOST DC／DC变换器的非最小相位特性而提出的三态Boost DC／DC变换器,为进一步提高这种电路拓扑的性能,在建立了变换器状态空间平均模型的基础上,针对其多变量、非线性特点,采用输入输出线性化将其转化为一个完全可控的线性系统,在此基础上应用现有成熟的线性控制策略进行了控制系统的设计,并且采用MATLAB进行仿真验证,结果表明:这种非线性控制策略可以确保输出电压在大范围内恒定可调,且即使存在大范围扰动(输入电压和负载变化均较大)的情况下,系统也可以确保稳定性和良好的动态性能.

一种积分过程PID自整定方法

赵永国,贾磊,蔡文剑

2008, 38(1): 48-51 . doi:

摘要 ( 663 )

PDF (310KB) ( 2566 )

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针对积分加滞后过程,提出了一种设定值加权的PID控制器参数自整定方法,并且针对该方法定义了一种鲁棒性能指标.首先引入一种内部反馈结构, 利用内部反馈结构中的比例控制器将积分过程转换为广义稳定过程,这就使得普通PID控制器设计方法可以在积分过程中得以应用.利用该方法并基于该鲁棒指标设计的控制器一方面克服了传统PID控制方法在控制积分过程时存在的结构上的缺陷,同时又提高了系统的鲁棒性和控制性能,仿真结果也表明基于本方法整定的控制器的控制效果要优于其它方法.

非接触式并行连铸方坯在线定尺切割系统研究

毕侠飞,孙同景,杨福刚,张巍

2008, 38(1): 52-55 . doi:

摘要 ( 741 )

PDF (392KB) ( 1754 )

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针对接触式定尺测量存在的精度低、故障率高等缺陷,基于机器视觉技术,定时进行图像采集、图像预处理以及长度跟踪计算,实时计算出方坯的长度;预设定尺长度到后,工控机发切割信号给PLC,PLC控制切割机将方坯切割成定尺长度.在图像处理算法中,提出了前向轮廓跟踪算法,通过跟踪方坯图像的上边缘像素点,能够准确跟踪到方坯的头部,计算出方坯的长度.应用多线程并行处理技术,节省了程序的运行时间.试运行表明:能够满足连铸方坯定尺的实时性、稳定性和高精度测量要求.

一种基于睡眠和网关选择机制的分簇协议

蔡忠欣,张华忠

2008, 38(1): 56-60 . doi:

摘要 ( 620 )

PDF (349KB) ( 1521 )

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基于聚簇的思想，协议引入节点的随机睡眠机制和网关选择机制，提出一种适用于大规模无线传感器网络的协议SSGM．采用被动分簇策略来构建网络拓扑，簇头选举采用“先声明者胜”机制；网关的选择是根据网络的健壮性和能量均衡的原则确定；并且在保证相对较高覆盖率的基础上选择某些符合条件的节点进入睡眠状态,协议减少了不必要的能量消耗并降低了发生信号冲突的可能性．SSGM协议充分考虑了网络的健壮性、节点能耗的均衡性与节省性，能够有效地延长网络的生命期．

基于SolidWorks模型的虚拟装配模型转换和表达方法

陈成军,周以齐,杨红娟

2008, 38(1): 61-65 . doi:

摘要 ( 867 )

PDF (329KB) ( 2583 )

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为将SolidWorks装配模型转换为虚拟装配模型，提出把虚拟装配系统模型转换划分为零件模型转换和装配约束模型转换两部分.使用虚拟仿真标准格式OpenFlight数据库表达零件的层次化模型，采用面向对象的层次化模型表达零部件间的装配约束模型，零件模型和装配约束模型通过结点编号实现映射.在基于OpenGL Performer的虚拟装配系统中实现了装配模型的重构，实例研究表明该方法简单有效，具有可扩展性.

含两个圆形孔洞岩盐路基稳定性的数值分析

张波,李术才,杨学英,王锡平,张敦福

2008, 38(1): 66-69 . doi:

摘要 ( 634 )

PDF (357KB) ( 1287 )

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用无网格伽辽金法（EFGM）按平面应变问题对含两个圆形孔洞的岩盐路基进行稳定性分析，给出了针对不同孔洞埋深的临界载荷.数值结果表明，EFGM对于解决含两个孔洞的应力集中问题是有效且灵活的.

平原水网区等级公路若干问题的研究

姚占勇,李运恒,商庆森,李世华,张宏博

2008, 38(1): 70-73 . doi:

摘要 ( 601 )

PDF (480KB) ( 1948 )

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研究了平原水网区高地下水位时等级公路的路基和路面结构受力问题.采用有限元计算了重载交通条件下路基的工作区深度，试验研究了不同压实度和含水量状态下路基的支撑能力，计算分析了高地下水位时路面结构的力学响应.研究认为，在重载交通条件下，路基的工作区深度达2m以上，现有的等级路路基高度严重不足，地基下较大深度范围处于路基工作区内；由于土的弹塑性质的变化，高含水量时黄河冲（淤）积粉土的回弹模量并不能真实地反映路基的承载能力；标准轴载下，地下水位为1.5m时，路表弯沉即达到34.07mm，超过了设计弯沉；高地下水位对基层和底基层，尤其是对底基层疲劳寿命的影响很大.通过分析，提出了相应的工程对策.

TSP在岩溶区山岭隧道预报中的应用研究

孙克国,李术才,张庆松,薛翊国,李树忱,许振浩

2008, 38(1): 74-79 . doi:

摘要 ( 705 )

PDF (778KB) ( 1731 )

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岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变，难以在勘察阶段探明可能引发施工期地质灾害的不良地质体的具体位置、规模和性质. 为了避免因盲目施工而造成的突水、涌泥和塌方等事故的发生，迫切需要对施工期的隧道超前地质预报进行研究. TSP隧道地震预报系统可以有效预报掌子面前方100～150m以内地质体的位置、规模和性质. 采用TSP超前地质预报技术对岩溶隧道进行探测，并对多个成功预报实例进行深入分析，归纳了溶洞和暗河等在TSP中的具体反映，总结出洞穴和暗河的判识规律，对类似地质条件下的超前地质预报工作具有一定的指导意义.

岩锚吊车梁轮压作用下的三维稳定性分析

隋斌,朱维申,李树忱

2008, 38(1): 80-83 . doi:

摘要 ( 726 )

PDF (434KB) ( 1658 )

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应用FLAC3D软件，结合实际工程，考虑混凝土、围岩和锚杆3者变形对岩锚吊车梁受力状况的影响，计算分析了岩锚吊车梁及附近围岩在运行期轮压作用下的工作性态和稳定性，分析了岩锚吊车梁锚杆的受力情况以及吊车梁与岩壁接触面的稳定性，论证了三维有限差分方法用于研究水电站地下厂房岩锚吊车梁的合理性.

清水隧道围岩软土振动液化研究

贾超,赵建宇,徐帮树,岳长城,李树忱

2008, 38(1): 83-87 . doi:

摘要 ( 736 )

PDF (864KB) ( 2061 )

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铁路隧道建成后，运营期在高速列车循环振动荷载作用下，软土围岩有可能出现液化而导致隧道变形破坏.首先进行了列车振动荷载的模拟，确定出列车振动荷载的时程曲线，然后采用了适合岩土工程分析的大型有限差分法软件FLAC3D进行清水隧道出口段在列车振动荷载作用下围岩液化的可能性研究，得出了一些结论，为隧道施工及运营期的维护提供了有益的参考依据.

曝气生物滤池的除磷效果及滤料生物相特征

赵玉晓,李善评,乔鹏,张启磊

2008, 38(1): 88-91 . doi:

摘要 ( 810 )

PDF (430KB) ( 2233 )

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利用曝气生物滤池处理啤酒废水，通过监测分析挂膜阶段和正常运行过程中除去可溶性正磷酸盐的效果和反应池内的微生物相特征. 结果表明，曝气生物滤池对磷酸盐的去除率在反冲洗后较短时间内就可达到最高，但很快就下降到负值，无法维持对磷酸盐的高去除率；另外发现若固着态微生物快速繁殖，可使曝气生物滤池迅速挂膜. 

改性活性炭纤维在含磷废水中的应用

杨晶,岳钦艳,李颖,李仁波,高宝玉

2008, 38(1): 92-95 . doi:

摘要 ( 777 )

PDF (264KB) ( 1974 )

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为了提高活性炭纤维(ACF)对水体中磷的吸附性能，采用硫酸亚铁溶液对其进行改性，并用正交实验法分析得到最佳改性条件为：pH值为3，FeSO₄·7H₂O的质量浓度为100kg/m³，FeSO₄·7H₂O和ACF的质量比为2.5，反应时间3h.将改性后的ACF对模拟含磷废水进行静态吸附，测定了吸附等温线，研究了吸附时间、投加量、pH值对处理效果的影响，实验结果表明，改性后ACF对磷的吸附效果较好，去除率可以达到99%.

带时频区间精度小波神经网络的信号仿真研究

胡钢,冯向前,陈欣,曹力

2008, 38(1): 96-100 . doi:

摘要 ( 745 )

PDF (307KB) ( 1638 )

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研究了小波神经网络的带时频区间精度集中理论,并应用于信号的仿真.首先利用小波变换和神经网络把信号信息集结为时域区间数与频域区间数形式;再通过预设时域和频域区间数精度,构造s(x)仿射小波框架,保证代价函数的凸性,使其局部极值极小值与全局极小值相一致;然后计算给出带时频精度的理想信号表达式及其算法;最后以具体信号给出基于小波网络框架带时频精度的信号仿真形式.

连续多精度整数的快速乘方

耿建艳,张立江

2008, 38(1): 101-104 . doi:

摘要 ( 734 )

PDF (213KB) ( 1698 )

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给出了计算连续多精度整数或准连续多精度整数乘方的快速算法,分析了算法的计算复杂度,并将新算法与普通求乘方方法进行了比较,试验结果表明新提出的算法比普通算法更有效.最后给出了算法在二次筛法中的应用.

关于衍射原理应用的设计性实验

姜国新

2008, 38(1): 105-108 . doi:

摘要 ( 825 )

PDF (291KB) ( 1765 )

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利用常见器具进行激光波长和细丝直径等的测量,要求学生自己设计实验方法和实验步骤,并分析测试中为提高测试效果应采取的措施和注意事项,实际实验中的测量结果具有较高的测量精度. 通过实验使学生充分理解衍射原理及其实际应用,在实验教学中取得比传统的利用分光计和衍射光栅进行波长测量实验更好的效果.

二维纳米结构——氧化铋纳米片的制备与表征

吕伟,吴莉莉,徐润春,吴佑实,盖红德,邹科

2008, 38(1): 109-112 . doi:

摘要 ( 952 )

PDF (543KB) ( 2545 )

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利用物理气相沉积法，在氩气和氧气保护下将氧化铋粉末在水平管式炉中常压加热至1050℃，然后降温沉积，在硅衬底上得到了大量具有规则矩形外形的二维纳米结构——片状氧化铋.纳米片的长约1200nm，宽约300nm，厚约10～15nm.采用扫描电镜（SEM），X-ray能谱仪（EDS）、高分辨透射电镜(HRTEM)等测试手段分析了样品的形貌、成分及微结构.研究分析了衬底放置方式对产物沉积量的影响.

淀粉酶催化反应的最适温度的微量量热法

茹淼焱,王明刚, , 鲁成学, 张洪林

2008, 38(1): 113-115 . doi:

摘要 ( 854 )

PDF (214KB) ( 1519 )

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用热活性检测仪测定了淀粉在低温淀粉酶催化作用下、不同温度时催化反应的热功率－时间曲线，用热动力学理论和对比进度法对曲线进行处理，得到了酶催化反应的米凯利斯常数（Michoelis）(Km)和最大速率（Vmax），用计算机处理得到了Km－T的关系式Km＝2×10-7T3-1.9×10-4T2+6.284×10-2T-6.746，进而求出了酶催化反应的最适温度T＝313.53K.

中立型不确定变时滞系统的一个时滞相关鲁棒稳定性判据

王岩青,钱承山,姜长生

2008, 38(1): 116-120 . doi:

摘要 ( 770 )

PDF (239KB) ( 1470 )

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讨论了具有时变时滞的不确定中立型系统的鲁棒稳定性问题.在Lyapunov-Krasovskii泛函方法的基础上,通过引入一些能够减少保守性的自由权矩阵,得到了中立型不确定变时滞系统的一个时滞相关的鲁棒稳定性判据,并利用线性矩阵不等式(LMI)的形式给出该判据.与已有文献相比较,所得结论突破了时滞导数(t)＜1的限制,并具有较弱的保守性.最后,通过一个例子验证了所给结论的正确性.

炭在脉冲放电过程中对污水中有机物的降解作用

牛秀明,傅春华

2008, 38(1): 121-126 . doi:

摘要 ( 655 )

PDF (376KB) ( 1246 )

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在脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理有机废水过程中，对活性炭和活性炭纤维的作用进行了研究.结果表明：脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理具有协同效应，甲基橙的降解率分别提高近22%和24%.在联合处理过程中，活性炭和活性炭纤维主要起催化降解作用，反应机理可能是表面诱导O₃发生自由基链式反应产生·OH.进一步数据分析表明，联合处理过程可以实现活性炭和活性炭纤维的再生.联合处理过程中加入H₂O₂，对·OH的产生具有促进作用，提高了O₃和UV(紫外线)的利用率，而且还有利于活性炭和活性炭纤维的再生.

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