山东大学学报 (工学版)

变粒度二次聚类方法

朱红, 丁世飞

2015, 45(3): 1-6. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.3.2014.127

摘要 ( 1681 )

PDF (3405KB) ( 639 )

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为了克服单一聚类算法的不足,将粒度计算与聚类算法相结合,提出基于聚合网络的变粒度二次聚类方法(twice clustering method based on the variable granularity and clustering network, VGTC)。首次聚类的目的是寻找合适的聚合粒层,以发现数据的局部结构,二次聚类在此基础之上完成对论域的聚类操作。创新之处在于依据聚类算法参数的改变来调整聚类的粒度,通过粒度计算将两种聚类算法的优点融合在一起。以基于k均值与层次聚类算法的变粒度自适应二次聚类方法(Twice clustering adaptive method of variable granulation based on k-means and hierarchical clustering algorithms, KHVGTC)为例,从理论和实验验证了VGTC算法的准确率和效率。

一种基于密度差异的离群点检测算法

辛丽玲, 何威, 于剑, 贾彩燕

2015, 45(3): 7-14. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2014.182

摘要 ( 1785 )

PDF (2770KB) ( 1162 )

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在MMOD算法的基础上提出一种改进算法IMMOD,该算法考虑各属性的差异对离群点检测的影响,通过引入信息熵来确定属性的重要程度以量化权重向量,进而采用加权距离计算各数据点相异性。此外,在处理高维数据时,确定次要属性后采用属性约简方法,在保证时间效率的同时提高检测精度。理论分析和试验结果表明IMMOD算法参数少、检测准确性高,能很好地适用于高维数据,整体性能优于同类算法。

一种基于Shearlet变换的图像质量客观评价方法

任玉玲, 路文, 徐红强, 何立火

2015, 45(3): 15-21. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.3.2014.172

摘要 ( 1588 )

PDF (3649KB) ( 1047 )

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提出一种新的图像质量评价方法,将Shearlet变换捕捉视觉感知特征的能力和人类视觉系统的感知特性相结合来描述各种失真引起的图像质量的变化。该评价方法首先对参考图像和失真图像进行Shearlet分解,再对分解得到的不同尺度下的子带系数进行对比敏感度掩膜。然后根据由参考图像子带系数确定的感知阈值来计算参考图像和失真图像的各个子带中可感知到的系数所占的比例。最后通过比较失真图像相对于参考图像可感知到的系数所占比例的变化程度,综合得到图像质量的客观评价。分别在LIVE数据库和不同失真程度的图像集上对本研究算法进行有效性和合理性实验。实验表明本研究所获得的客观质量评价结果与人类的主观质量评价具有较高的一致性,能够很好地反映人类的主观感受。

改进的室内三维模糊位置指纹定位算法

曾碧, 毛勤

2015, 45(3): 22-27. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.3.2014.109

摘要 ( 1361 )

PDF (1494KB) ( 623 )

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提出了改进的三维空间模糊指纹定位方法(ITF)。该方法首先采用高斯模型对样本节点和未知节点的RSSI值进行过滤,建立样本点的指纹数据库,并将传统的求解高次坐标问题转换成空间隶属度的问题。利用模糊匹配算法计算未知节点与指纹库中各个已知样本点的贴近度,通过贴近度权系数定位未知节点。实验结果表明该定位方法比传统定位算法在降低误差方面具有更高的性能。

四足机器人跳跃步态控制方法

孟健, 李贻斌, 李彬

2015, 45(3): 28-34. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.328

摘要 ( 2547 )

PDF (3687KB) ( 2038 )

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针对四足机器人的奔跑控制问题,提出一种基于跳跃(Bound)步态的奔跑控制方法,通过腿部的快速小幅度摆动实现四足机器人的Bound步态。使用有限状态机将机器人的一个运动周期分为6个阶段,其中前腿与后腿各3个阶段,触地缓冲阶段采用竖直弹簧阻尼模型,蹬地阶段使用虚拟模型调整腿部对地推力方向,摆动相使用贝赛尔曲线规划足端轨迹。通过在动力学仿真软件中构建与液压驱动四足机器人SCalf-II同尺寸、同质量的虚拟样机对所提出的方法进行仿真验证与测试,结果表明机器人在5个周期后形成了有较强周期性的Bound步态,前进方向速度波动较小,各关节运动范围、速度、力矩均在SCalf-II设计指标之内,从而验证了该方法的正确性和有效性。

基于改进EMD算法的信号滤波

穆峰, 常发亮, 蒋沁宇

2015, 45(3): 35-42. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.376

摘要 ( 1955 )

PDF (2953KB) ( 943 )

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为解决经典经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)滤波算法在低信噪比环境下滤波效果不佳的问题,提出了一种改进的EMD滤波算法。利用FFT对信号进行简单的频谱分析,若其中含有高频噪声,则对信号经EMD分解后得到的一阶本征模态函数 (intrinsic mode function, IMF)分量做剔除处理;若信号中含有白噪声及毛刺干扰,则向经典EMD滤波算法中添加变尺度因子,然后对信号进行EMD滤波,在算法最后一次迭代时再将一阶IMF剔除。仿真试验结果表明,改进的EMD滤波算法在低信噪比环境下有较小的均方误差值,滤波效果较好。

基于产品流通特性的农产品供应链协调研究

秦峰华, 胡红春, 刘兆琦

2015, 45(3): 43-47. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.029

摘要 ( 1348 )

PDF (817KB) ( 512 )

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建立了由零售商与供应商组成的两级农产品供应链Stackberg博弈模型。基于农产品销售价格、销售量和新鲜度,分析了供应链非合作与协同合作两种情况下供应链的最优决策。相比供应链协同合作情形,非合作情形下农产品的销售价格、新鲜度、销售量指标表现较差,供应商和零售商的整体利润也低于供应链协同合作情形下的最优利润。仿真算例验证了供应链的协调效果。

考虑介质导电性影响的核磁共振一维正反演研究

戚志鹏, 李貅, 赵威, 智庆全, 刘磊

2015, 45(3): 48-57. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.096

摘要 ( 1350 )

PDF (3171KB) ( 427 )

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为避免地层导电性对核磁共振解释的影响,实现了考虑层状导电介质影响下的核磁共振一维正反演。利用层状导电介质的频域磁场响应对核磁共振激发磁场进行计算,求解过程中对核函数进行了改造,降低了其震荡性,使积分更容易实现,在此基础上实现了考虑电性影响的核磁共振一维正演。在反演解释方面,借助瞬变电磁法给出地电断面,利用超平面拟合算法实现了含水层含水率参数反演。将反演结果与商用软件反演结果进行对比,计算结果基本一致,且本研究算法具有更好的分层效果。

基于EEMD和CWT的挖掘机座椅振动分析

卢丹, 周以齐

2015, 45(3): 58-64. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.335

摘要 ( 1637 )

PDF (2569KB) ( 634 )

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针对某型液压挖掘机座椅振动加速度信号,应用集总经验模式分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)方法进行处理,提出以能量贡献率与相关性分析相结合的方法,实现本征模态函数(intrinsic mode function, IMF)中冗余项和伪信号的剔除;并应用连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)对各有效IMF分量进行时频分析,实现振源特征提取和定位。试验分析表明:影响驾乘舒适性的分量主要来源于发动机的发火激励和2阶转动激励,同时缸内气体压力循环作用产生的发动机切向、径向激励力也是一个重要的来源。该方法可有效地实现座椅振源信号的分解、筛选及定位,对于研究挖掘机振动舒适性具有一定的应用价值。

基于Canny检测的股骨边缘轮廓连接算法

左俊彦, 张建国, 钟涛

2015, 45(3): 65-72. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.276

摘要 ( 1568 )

PDF (2396KB) ( 950 )

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基于图像信息和像素特点,提出了一种边缘轮廓信息的连接算法,由边缘检测、单一化处理、端点信息分类及模拟退火相串联构成。选取合适的Canny方差和成熟的标记算法为生成理想边缘信息,结合节点处的特征信息、检测和计算符合条件的终点位置,最终精确连接出边缘轮廓。利用MATLAB软件对提出的方法进行模拟,详细分析了连接算法的理论模型以及端点类型对于连接效果的影响。试验证明,基于模拟退火和端点类型的算法在选定合适Canny参数和经过单一化处理的情况下具有良好的连接效果,且安全可靠。

雨刮器压铸模具激光填丝焊修复性能

刘立君, 张红兴, 张伟杰, 王刚, 齐萌

2015, 45(3): 73-79. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.225

摘要 ( 1455 )

PDF (2956KB) ( 725 )

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为了解决模具表面龟裂问题,采用激光技术和仿生技术相结合的方法进行修复。利用激光填丝焊修复的方法,在模具试样表面制备修复层,对修复层进行组织观察、硬度分析及X射线能谱分析,得出激光填丝焊修复的最优工艺参数为电流180 A,离焦量-10 mm,激光脉宽8 ms,填丝速度0.032 m/min,并对修复的模具进行热疲劳试验和寿命测试。试验结果表明,利用激光填丝焊修复受损模具,提高模具表面硬度,有效细化组织晶粒,延长模具使用寿命,为压铸模具修复提供一种新的思想。

隧道水平旋喷加固效果及不同工法对稳定性影响分析

吕国仁, 周浩, 李立, 高全亭, 姜竹昌

2015, 45(3): 80-85. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.067

摘要 ( 1662 )

PDF (2125KB) ( 727 )

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针对软弱破碎围岩隧道施工极易失稳的问题,采用FLAC2D软件建模对软弱破碎围岩隧道的施工过程进行数值仿真模拟,分析了水平旋喷预加固的效果;探讨了CRD(center cross diagram)法和三台阶法对隧道施工稳定性的影响。研究结果表明:水平旋喷预加固有利于控制沉降和衬砌内力;CRD法最大沉降值、衬砌内力均比三台阶法小,应优先选用;CRD法的中台阶左侧开挖为关键环节,应及时施作衬砌。在此基础上提出了一系列施工优化方案,在厦门公路隧道中实施应用,取得良好的效果,对同类隧道施工具有重要参考意义。

柱式桥台前坡改造数值分析与现场检测

朱登元, 姚占勇, 葛守仁

2015, 45(3): 86-94. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.040

摘要 ( 1453 )

PDF (4922KB) ( 543 )

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为了增加桥下被交道路的通行空间,采取袖阀管劈裂注浆加固柱式桥台台后主动压力区土体及台前被动压力区土体,并在分段分级挖除台前填土过程中增设锚杆钢筋混凝土挡墙的内外部双重加固措施;采用Abaqus6.10非线性分析软件,建立柱式桥台前坡加固改造的三维弹塑性模型,模拟分析柱式桥台前坡全断面一次挖除、分段分级挖除两种方案的开挖过程和路基边坡稳定性,确定了路基加固范围;现场监控开挖过程中的墙顶位移和锚杆拉力,分析了土体开挖、挡墙施工过程中的稳定性。研究结果表明:全断面分级开挖支挡方案的稳定安全系数为1.61,路基边坡分段分级开挖支挡方案的稳定安全系数为1.84,分段分级方案更加安全;墙顶位移主要发生在施工期,其间锚杆拉力没有发生突变,挡墙及墙后土体安全稳定;台前与台后劈裂注浆加固,有效提高了加固区土体的抗剪强度和抗变形能力,开挖过程中无坍塌、掉落、滑移等现象。

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