当期目录

2018年 第48卷 第1期 刊出日期：2018-02-20

  

基于语言值相似度推理的网络商家自评价方法

崔晓松,王颖,孟佳, 邹丽

2018, 48(1):  1-7.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.422

摘要 ( 1567 )   PDF (451KB) ( 555 )   收藏

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为更合理的表示不确定性知识,在格蕴涵代数的基础上,运用不同程度的语气词表达一个模糊命题的真值程度,建立一个基于2n元语言值格值一阶逻辑的知识表示模型。定义语言值相似度,提出语言值格值一阶逻辑中的语言值相似度推理方法。建立一个网络商家自评价系统,并以实例表明该方法能够表达和处理该自评价系统中的不确定性知识,有效帮助网络店主进行自我评价。

一种相似子空间嵌入算法

钱文光,李会民

2018, 48(1):  8-14.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.401

摘要 ( 1485 )   PDF (4344KB) ( 566 )   收藏

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通过对经典的线性判别分析(Linear Discriminant Analysis, LDA)及最大边界准则(Maximum Margin Criterion, MMC)方法的分析,提出一种类内子空间深入学习的监督降维方法——相似子空间嵌入(Similarity Subspace Embedding, SSE),对类内离散度矩阵进行深入学习,得到每类的类内离散度子空间,通过对所有类内离散度子空间的学习,获得信息更为丰富的类间离散度矩阵,进而得到更好的低维空间。与MMC方法相比,SSE方法对类内数据学习更充分,同时避免了LDA方法存在的小样本问题。在AR人脸图像、Coil数据集及手写体上的试验结果表明,与其它三种相关的经典方法相比, SSE方法具有较高的识别率,说明了该方法的有效性。

基于低秩表示投影的无监督人脸特征提取

张振月,李斐,江铭炎

2018, 48(1):  15-20.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.005

摘要 ( 1524 )   PDF (808KB) ( 633 )   收藏

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为了构造数据之间的自适应邻接图,同时克服稀疏表示系数和协同表示系数互相独立、提取全局信息弱的缺陷,提出采用低秩表示(low-rank representation, LRR)系数构造权重矩阵的流形学习算法,即低秩表示投影(low-rank representation projections, LRRP)和判别低秩表示投影(discriminative low-rank representation projections, DLRRP)。在新算法中,将低秩表示系数表征的样本之间的邻接关系保留在特征空间;同时利用低秩系数的聚类性质,在优化目标中加入类内散度最小化项,计算出具有判别性的投影矩阵。试验结果表明,在真实人脸图像库上与其他几种流形学习算法相比,LRRP和DLRRP能够取得更好的识别率。提出的新算法是有效的特征提取算法,能够丰富流形学习框架。

基于花授粉算法的蛋白质网络功能模块检测方法

吴红岩,冀俊忠

2018, 48(1):  21-30.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.291

摘要 ( 1495 )   PDF (3035KB) ( 507 )   收藏

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揭示未知蛋白质功能是后基因时代蛋白质组学中的核心内容之一,运用群集智能思想识别蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction network, PPIN)中的功能模块已经成为该领域的一个研究热点。提出一种基于花授粉算法(flower pollination algorithm, FPA)的蛋白质相互作用网络功能模块检测方法(FPA for functional module detection in PPIN, FPA-FMD)。采用随机游走的方式对种群中的每个花粉进行编码,并利用花授粉算法特有的自花授粉和异花授粉机制优化种群,其中自花授粉采用重组策略和取优策略,异花授粉采用基于Levy机制的变异策略和基于差异度的自适应变异策略,4种策略分别从不同角度推进了种群的进化。在3个公共数据集上的仿真试验表明:与其他6种经典算法相比,本研究提出的算法的整体性能优良而且在F度量和准确度两项综合指标上具有绝对优势。

广域实时亚米级单点定位算法

王延染,郑永果,于鑫

2018, 48(1):  31-35.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.481

摘要 ( 1630 )   PDF (1506KB) ( 470 )   收藏

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针对传统的单点定位方法无法满足应用需求日益提高的实时定位精度问题,提出一种新的广域实时亚米级单点定位算法。基于单频接收机提供的卫星原始观测值,通过网络获得由国际GPS服务(international GPS service, IGS)播发的GNSS卫星精密轨道和钟差以及格网电离层改正数据,在终端嵌入式软件或APP软件程序中,通过载波平滑伪距的定位模型进行定位解算得到用户精确位置。大量试验结果统计分析表明:该算法在全天候任意时段内均可实现平面方向优于0.8 m、高程方向优于2 m的静态定位精度,以单频接收机的硬件成本,快速收敛实现了实时亚米级定位精度,能够满足大量应用场景对连续稳定可靠的高精度实时定位要求。提出的广域实时亚米级单点定位技术,能够在无需大量建设地基增强基准站的情况下,提供广域范围内大部分应用场景下的实时亚米级高精度位置服务。

基于BFGS公式的改进截断拟牛顿法在随机用户均衡问题上的应用

刘建美,马帅奇

2018, 48(1):  36-41.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.408

摘要 ( 1353 )   PDF (686KB) ( 414 )   收藏

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根据随机用户均衡问题的特点构造一种基于BFGS校正公式和Armijo线搜索的截断拟牛顿法。介绍截断拟牛顿方程的构造过程及其算法的具体步骤;针对随机用户均衡模型的特点给出算法的收敛性和两个需注意的问题,并将此算法应用于一个路网。数值算例分析表明:所构造算法在迭代次数和误差方面均优于截断牛顿法,改进截断拟牛顿法可以避免二阶Hessian矩阵的计算,还可以用于某些Hessian矩阵不正定问题的求解。

基于模型预测控制的磨削机器人末端力跟踪控制算法

刘哲,宋锐,邹涛

2018, 48(1):  42-49.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.569

摘要 ( 1771 )   PDF (1280KB) ( 1103 )   收藏

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基于曲面预测与模型预测控制算法提出磨削机器人对连续曲面工作时的末端力控制算法。给出机械臂离散、线性化的动力学模型;根据曲面预测算法计算未来时刻的曲面坐标,通过快速算法和求逆解运算获得机械臂满足设定值时各关节的期望角度;由动态矩阵控制算法求得机械臂各关节的输入力矩,以实现对期望关节角的轨迹跟踪。在仿真试验中控制机械臂追踪未知连续曲面,证明了机械臂针对未知曲面作业时所提算法力控制的实时有效性,并且达到目标要求。

一种基于DSmT推理的物品融合识别算法

唐乐爽,田国会,黄彬

2018, 48(1):  50-56.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.294

摘要 ( 1790 )   PDF (4106KB) ( 526 )   收藏

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针对目前提升深度模型分类表现方法存在的硬件性能不足、结构创新不易、训练样本有限等问题,提出一种基于DSmT(Dezert-Smarandache)推理的物品融合识别算法。对于待识别目标,应用数据融合思想将来自不同深度学习模型提供的识别信息进行融合处理。利用已有的预训练深度学习模型,根据分类识别任务进行特定的微调;针对DSmT理论中构造信度赋值困难的问题,使用深度学习网络对图像的判别输出进行证据源信度赋值;在决策级层运用DSmT组合理论对信度赋值融合处理,进而实现物品的准确识别。在不改变网络模型结构与同一数据集的情况下,将提出的方法与单一网络模型和平均值处理方法进行对比测试试验。试验结果表明,该方法可以有效地提高物品图像的识别率。

40Cr曲面基体激光熔覆W6Mo5Cr4V2性能

许明三,王涛,李剑峰,戴腾运

2018, 48(1):  57-64.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.504

摘要 ( 1715 )   PDF (5813KB) ( 445 )   收藏

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为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造,以曲率半径、熔覆轨迹、搭接率等为影响因素,在40Cr曲面基体上进行W6Mo5Cr4V2粉末的多道激光熔覆正交试验研究,并对熔覆层的残余应力、显微硬度以及显微组织结构进行分析。结果表明,保护气流量对残余应力变化影响显著,当工艺参数为激光功率1 800 W、扫描速度10 m/s、保护气流量400 g/min、曲率半径60 mm、搭接率30%、周向熔覆时,残余应力达到最小值。当残余应力满足成形要求时,显微组织的结晶形态从熔覆层顶部到结合区由平面晶向树状晶发展,熔覆层没有缺陷且与基体实现了良好的冶金结合。同时,显微硬度值从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长式分布,熔覆层的显微硬度平均值均在60HRC以上,满足模切机刀辊刀刃的硬度要求。

平板气膜冷却热固耦合特性的分析

王湛,张超

2018, 48(1):  65-70.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.068

摘要 ( 1571 )   PDF (5526KB) ( 543 )   收藏

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为分析气膜冷却方法的综合冷却效果和可靠性,采用热弹耦合的计算方法对带气膜孔平板的冷却过程进行数值模拟,获得平板内部温度和热应力的分布特征,比较不同吹风比和不同气膜孔型对冷却效果的影响。结果表明:内部冷却和金属导热使固体内部温度分布较为均匀,热应力集中在气膜孔的前缘和尾缘。与传统圆孔相比,扇形孔和双射流孔能够显著提高冷却效率并降低热应力。该结果可为燃气涡轮叶片的冷却设计提供参考。

复合Bessel函数零点数值计算方法及分布规律

姬安召,王玉风,刘雪芬

2018, 48(1):  71-77.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.085

摘要 ( 1757 )   PDF (808KB) ( 756 )   收藏

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为了解决复合Bessel函数零点计算问题,提出修正粒子群与量子粒子群优化算法。修正后的算法能够找到复合Bessel函数有限区间内绝大部分函数零点。为了进一步提高函数零点的搜索能力,结合前两种算法特点,借鉴交叉算子操作,对带交叉算子量子粒子群算法进行修正,修正后的算法能找到复合Bessel函数有限区间内所有函数零点,修正后带交叉算子量子粒子群算法收敛速度快,零点计算精度高。计算结果表明:同一参数复合Bessel函数除去前3个零点,后续零点与零点次序在双对数坐标系中符合直线关系。对不同参数计算的零点与零点次序进行直线拟合,相关程度达到99.99%,零点拟合的相对误差小于0.5%,能够满足工程计算的需求。

静不平衡测量系统柔性杠杆机构分析优化

缪晖华,李培兴,胡百振,张建坤,闫维新,赵言正

2018, 48(1):  78-88.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.022

摘要 ( 1777 )   PDF (3679KB) ( 490 )   收藏

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以质心投影法为主要测量原理,柔性杠杆机构为桥梁,设计一套多框架机构静不平衡测量系统,分析测量原理特性表明:降低柔性杠杆输出端柔度能够有效提高系统测量精度。基于直圆型柔性铰链封闭方程,建立柔性杠杆的柔度模型,利用有限元分析软件Ansys验证柔度模型的准确性,并通过合理设计优化函数和约束条件,对柔性杠杆机构输入和输出端进行相应优化。结果表明:采用封闭方程建立柔度模型的方法是可行的,其柔度理论值与仿真值误差在9%以内,同时建立的优化函数切实可行,在力臂放大系数变化量仅为2%的前提下,杠杆输出端柔度降低了18.63%,增加了杠杆线性度范围,从而有效提高了静不平衡测量系统测量精度。

T型管内两相流分配特性数值模拟

王丹华,张冠敏,冷学礼,徐梦娜,韩圆圆

2018, 48(1):  89-95.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.057

摘要 ( 1778 )   PDF (1856KB) ( 758 )   收藏

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T型管内气液两相流分配不均易导致换热器偏流和受热不均。为了优化T型管内气液两相流流动,以FLUENT为模拟软件,以流体流动参数和管子几何结构为研究变量,对T型管内流体流动进行数值模拟。发现流体入口液相体积分数越大,入口速度越小,液滴粒径越小,越利于流体均布;同时支管衔接处采取弯管结构较直管结构优越,其中入口速度对流体分布影响最明显,速度相差3个数值即可优化两个出口液相体积分数比差10%左右。结果表明,相应改变流体流动参数和管子几何结构能有效优化T型管内流体流动。

四轮独立驱动电动汽车自适应驱动防滑控制

张博涵,陈哲明,付江华,陈宝

2018, 48(1):  96-103.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.081

摘要 ( 2074 )   PDF (3899KB) ( 774 )   收藏

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驱动防滑控制研究存在建模方法单一,控制器的目标滑转率不能与变化的路面条件相适应,未考虑车辆轴荷转移对车轮附着性能的影响等问题。为解决上述问题,建立基于Carsim与Matlab/Simulink联合仿真的整车动力学模型;设计基于双模糊算法的自适应驱动防滑控制器,控制器中加入路面识别模块,能够估计变化的路面附着条件,根据估计结果选择最优的目标理想滑转率,实现对当前路面的自适应控制;分别设计前后轴驱动防滑控制器,实现前后轴差别控制。针对不同工况,对建立的整车模型及驱动防滑控制器进行验证。

基于完工概率修正的关键链法项目进度优化

刘志清,高浩瀚,安沫霖,张学凯

2018, 48(1):  104-111.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.093

摘要 ( 1625 )   PDF (1246KB) ( 701 )   收藏

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提出一种基于完工概率修正关键链法的项目进度优化方法。建立模型时,通过以关键度修正完工概率将资源约束转化为工期约束;并计及项目活动是否已施工对成本信息可获取性的影响,完善了已完工/正在施工、未施工两类项目活动不同的工期-成本表达;同时保留关键链法中的缓冲区作为可调整工期约束。优化求解中,通过维持关键链不变,实现进度计划的重新分配调整。对资源变动或进度偏离的情况,本研究方法同样可求解形成新的进度优化计划。实例仿真结果验证了本研究方法的有效性,表明该方法能够更好地处理资源约束和进度偏离情况下的项目进度优化。

基于在线粒子群优化方法的IPMSM驱动电流和速度控制器

宋正强,杨辉玲,肖丹

2018, 48(1):  112-116.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.403

摘要 ( 1452 )   PDF (5217KB) ( 484 )   收藏

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利用在线粒子群优化方法(particle swarm optimization, PSO)设计内埋式永磁同步电动机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)电流和速度控制器。在该驱动系统中,空间矢量调制技术产生两电平逆变器开关控制信号。为了更加真实地模拟实际运行环境,仿真试验中考虑了逆变器的非线性特性,如死区时间、触发信号门槛值以及开关器件的电压降落。电机驱动系统中的PI控制器参数采用在线PSO算法进行实时调节,采样周期设为100 μs,硬件试验平台为DSPACE1104,且优化的目标函数值可以根据系统的动态和静态运行情况而改变。指令信号采用一阶阶跃信号。将PSO算法与传统的PI控制方法进行仿真和试验比较,结果表明采用PSO方法具有更好的鲁棒性和动态特性。

基于组合行波测距原理的T型线路测距方法

邵健,魏佩瑜,陈平,梁凤强,孟超

2018, 48(1):  117-123.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.294

摘要 ( 1852 )   PDF (1105KB) ( 449 )   收藏

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为解决带T型支路的混合输电线路故障测距问题,结合故障行波在带T型支路输电线路中的传播特性,提出一种基于组合行波测距原理的T型输电线路故障测距方法。首先通过双端测距原理判断故障所在区间,然后利用单端测距原理得到故障距离。与传统T型支路故障测距方法主要适用于单一架空线路相比,该方法适用于带有T型支路的混合输电线路,可进一步提高测距精度。电力系统计算机辅助设计软件(Power Systems Computer Aided Design, PSCAD)仿真验证了该方法的有效性和实用性,满足对故障测距精度的要求,能够简单有效、准确可靠的得出测距结果。

C-CBR一体化生物反应器处理农村生活污水研究

李发站,张帅,张建,梁爽

2018, 48(1):  124-130.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.452

摘要 ( 1673 )   PDF (4665KB) ( 781 )   收藏

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为改善农村日益严重的水环境问题,根据倒置A²/O的基本原理,进行了连续流连续生化反应器(continuous-flow continuous biochemical reactor, C-CBR)一体化生物反应器处理农村生活污水的研究。研究结果表明:在平均水温23 ℃、水力停留时间12.9 h以及混合液回流比400%的运行条件下,原水COD、NH⁺₄-N、TN和TP质量浓度分别为242、35、56、4.2 mg/L时,平均去除率分别为74.3%、53.8%、50.1%和60.3%,出水平均质量浓度分别为60.6、15.9、27.1、1.7 mg/L,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级排放标准,经计算运行费用仅为0.55元/t。

基于贝叶斯-微分进化算法的污染源识别反问题

张双圣,强静,刘喜坤,刘汉湖,朱雪强

2018, 48(1):  131-136.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.146

摘要 ( 1813 )   PDF (1896KB) ( 555 )   收藏

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针对污染源瞬时排放的河流水污染事件反问题,通过贝叶斯统计方法和二维水质对流-扩散方程,建立水体污染识别模型,得到关于污染源强度、污染源位置和污染源排放时刻3个未知参数的后验概率密度函数。运用最大似然估计的思想,采用微分进化算法,求解使后验概率密度函数达到最大值的参数,作为模型未知参数的估计值。算例表明:运用贝叶斯微分进化算法,3个未知参数估计值迭代50次时可以达到稳定,当迭代次数达到280次时,可与真值完全重合;与贝叶斯-蒙特卡洛法相比,贝叶斯-微分进化算法可使3个未知参数估计值达到稳定时的迭代次数降低97.5%,均值误差分别减少1.69%、2.12%和4.03%,具有收敛快、精度高的特点。