山东大学学报 (工学版)

中国生物质气化技术的研究和发展现状

董玉平,邓波,景元琢,强宁,申树云

2007, 37(2): 1-7 . doi:

摘要 ( 1417 )

PDF (370KB) ( 4190 )

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生物质能是一种重要的可再生能源,利用生物质气化技术能实现CO2的归零排放，节约常规能源，符合可持续发展的要求.介绍了生物质气化的工艺特点和相关气化装置, 阐述了生物质气化领域的重点研究方向，分析了我国生物质气化技术的商业化现状并提出了参考建议.

基于VRML的机器人空间连续轨迹运动仿真

赵伟华,王勇,王宪伦

2007, 37(2): 8-11 . doi:

摘要 ( 1169 )

PDF (254KB) ( 1998 )

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以虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling Language)辅以3DMAX作为建模工具, 建立了机器人的三维模型. 利用Java与虚拟现实建模语言之间外部编程方式的交互, 实现了机器人正运动学、逆运动学及连续轨迹运动仿真. 当进行连续轨迹运动仿真时, 建立工件的三维模型, 提取工件棱边信息, 机器人可以实现沿着工件轮廓的三维运动, 模拟去除工件毛刺、进行光整加工的过程. 仿真以六自由度机器人作为仿真对象, 但具有很强的适应性.

基于现场总线的软件化开放式CNC体系结构

武洪恩,张承瑞,胡天亮

2007, 37(2): 12-15 . doi:

摘要 ( 1262 )

PDF (267KB) ( 2100 )

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将现场总线引入控制系统的硬件体系结构，使每个外部设备都成为现场总线通信网络中的一个节点，构成基于现场总线的数控系统，使硬件安装和扩展方便，提高了系统的可靠性和控制精度.结合现场总线的特点和开放式系统的要求，提出了一种基于现场总线的开放式CNC(Computer Numerical Control)系统的体系结构，该体系结构划分为应用层、控制层和设备层三个层次，对每一层的功能进行了系统的分析和描述.总线规范采用自主开发的实时串行总线技术，基于Windows 2000操作系统平台，采用COM/DCOM技术的软件设计方法，实现数控系统的软件模块的重用与扩充，满足数控系统开放性的要求.

基于三角形膜单元的钣金成形有限元逆算法

唐于芳,高霖

2007, 37(2): 16-20 . doi:

摘要 ( 1070 )

PDF (277KB) ( 2116 )

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以三角形膜单元为基础，推导了精度较高的有限元逆算法.算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件，并实现了计算机程序.利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状，冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息.本文以锥形盆为例，验证了根据有限元逆算法设计的毛料展开程序在毛料展开中的有效性和精确性.实例分析表明在工程允许精度范围内，有限元逆算法可对板料成形工艺方案进行快速评价，优化冲压工艺参数，是一种有效的钣金展开算法.

磨料水射流在大理石切割中的应用

卢新郁,黄传真,冯衍霞,侯荣国,朱洪涛

2007, 37(2): 21-24 . doi:

摘要 ( 1222 )

PDF (231KB) ( 2268 )

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使用石榴石磨料，在高压磨料水射流数控切割机床上，研究了切割参数（压力、靶距、切割速度）对大理石切割性能（切口宽度、切口锥角、余纹角度）的影响. 结果表明：切割速度越大，余纹角度越大；压力越大余纹角度越小，靶距对余纹角度影响不大，余纹曲线相互之间大体平行，且不规则；锥角与喷嘴切割速度成正比，与系统压力和靶距成反比，即欲得到较小锥角需采用小的速度，大的系统压力，小靶矩；切割缝隙宽度与压力、速度成反比，与靶矩成正比.

物理模型使能的机械产品设计知识

侯晓林,吕武,石振,林福严

2007, 37(2): 25-29 . doi:

摘要 ( 1146 )

PDF (271KB) ( 2179 )

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传统CAD系统缺乏对工程约束的考虑，不能为设计师提供有效的工程分析计算手段，设计知识的获取和重用非常困难.通过物理模型将工程约束因素引入设计过程，建立物理模型与几何模型集成的设计机制.记录设计历史，经过数据挖掘，获取的设计知识分别由框架、QOC（Questions, Options and Criteria）等知识表达方式描述，建立知识管理系统进行存储，可供检索、浏览和重用.物理模型与几何模型的信息集成，使设计知识的积累、提取和重用变得非常便捷和自然.

发动机正时链波动与冲击特性

张京正,王勇,薛云娜

2007, 37(2): 30-33 . doi:

摘要 ( 1154 )

PDF (217KB) ( 2404 )

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在发动机正时机构的齿形链传动中，由于存在多边形效应，链条中心线上下波动，链板啮入轮齿时存在啮入冲击.通过Pro/Engineer建立了标准链条与直线齿廓和渐开线齿廓链轮啮合传动模型，基于多体动力学仿真软件ADAMS多体动力学仿真软件实现了模型在高转速时的动态仿真分析，结果表明在中低转速时直线齿廓链轮可降低链条波动，转速相同时链条与渐开线链轮啮合接触力较直线链轮低.

波纹几何参数对人字形板式换热器内流动形态的影响机理

栾志坚,张冠敏,张俊龙,潘继红

2007, 37(2): 34-37 . doi:

摘要 ( 975 )

PDF (244KB) ( 2366 )

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应用数值计算软件对人字形波纹板式换热器内板片间的流场进行了模拟.模拟结果验证了相关文献关于波纹倾角β对波纹板片间流体流动形态的影响规律：随着波纹倾角β由小变大，通道中的流动形态由“两组交叉流”转变成“曲折流”；模拟结果还发现波纹倾角β不是影响人字形板式换热器内流动形态的唯一因素，人字形波纹的其它几何参数也会影响到流体的流动形态.从流体沿波纹方向的流体动量分量和流动阻力共同作用的角度，探讨了波纹几何参数对人字形波纹板片间流体流动形态的影响机理.

基于MATLAB的质子交换膜燃料电池仿真实验系统

王振,韩吉田,王济浩,赵巍

2007, 37(2): 38-42 . doi:

摘要 ( 1309 )

PDF (263KB) ( 2783 )

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利用燃料电池的经验方程建立了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的一维稳态模型，进行了仿真和结果分析，仿真结果与实验数据吻合较好.利用VB(Visual Basic)编写人机交互界面作为前台用户程序，以MATLAB的SIMULINK在后台运行，发展了一种基于MATLAB和VB软件包的质子交换膜燃料电池特性参数仿真实验软件，并对PEMFC的工作温度、反应气压力等参数对其性能的影响进行了仿真分析，有助于进行燃料电池特性参数仿真实验以及对燃料电池的分析、设计和优化.

两阶段喷油在催化转化器性能考评台架中的应用

纪少波,程勇,唐娟,吴波,郑希江

2007, 37(2): 43-46 . doi:

摘要 ( 1009 )

PDF (226KB) ( 1952 )

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催化转化器性能考评台架可以快速、有效的评价催化器的性能，具有较高的应用价值.在对催化转化器性能考评过程中，汽油机燃烧循环变动带来的转速波动，降低了空燃比控制的精度，从而影响了考评结果的可信性.为了降低燃烧循环变动，采用两阶段喷油的方式，将每循环所需的燃油一次喷射在进气冲程之前，形成缸内均质混合气；另一次喷射在进气冲程，用于提高点火瞬间火花塞附近混合气质量分数.通过对比不同喷油时刻和喷油比例时发动机的转速波动，分析了两阶段喷油参数对燃烧循环变动的影响.采用两阶段喷油进行了催化转化器空燃比特性试验，试验结果表明，通过优化喷油参数可以降低转速波动，提高空燃比控制精度.

铝电解槽三维磁场的计算与优化(Ⅱ)——改进的遗传算法优化三维磁场

刘志珍,陈红艳,安琳

2007, 37(2): 47-51 . doi:

摘要 ( 1390 )

PDF (253KB) ( 2153 )

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在样条积分方程法计算铝电解槽磁场的基础上，针对影响铝电解槽电流效率的各种因素，建立了铝电解槽的磁场优化模型．为提高优化速度，采用改进的遗传算法对一台180?kA预焙阳极铝电解槽的磁场进行优化，得到了最佳的母线配置．优化结果表明，优化后槽的磁场分布更加均匀合理．

FACTS设备的电磁兼容问题展望

张黎,李庆民,李清泉

2007, 37(2): 52-57 . doi:

摘要 ( 1180 )

PDF (329KB) ( 2471 )

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大容量FACTS（柔性交流输电系统）设备在现代高压变电站中的广泛应用，将产生大量的宽带电磁干扰，对电网和环境造成严重的电磁污染，威胁到其本身的正常运行甚至可能影响附近二次电子设备的正常工作．通过分析近年来国内外的研究现状，提出了FACTS变电站电磁兼容研究的主要课题和内容，对具体的研究方法和目标进行了详细论述，为下一步开展深入研究提供参考．

用拉格朗日松弛法求解概率备用解析表达的机组组合

杨朋朋,韩学山,王静,孟祥星

2007, 37(2): 58-62 . doi:

摘要 ( 1229 )

PDF (297KB) ( 2674 )

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由于电力系统运行中存在不确定性，因此在机组组合中有必要考虑机组投运风险水平的限制.但机组投运风险水平与机组强迫停运容量呈离散型的分布关系，因而难以与拉格朗日松弛法的机组组合算法有机结合.就这一问题，在前人研究的基础上，对系统投运风险曲线的两种拟合形式，即高斯函数和指数函数，进行分析和研究，发现前者精度较后者明显提高.在此基础上，将投运风险度约束以解析表达的方式引入机组组合的拉格朗日松弛法中，有机一体的完成了概率备用约束的机组组合问题，实现真正意义上的优化.

一类模糊双曲正切模型稳定性控制

王进野,姚瑞英,张纪良,王其军

2007, 37(2): 63-66 . doi:

摘要 ( 929 )

PDF (220KB) ( 2007 )

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研究了一类模糊双曲正切模型的稳定性控制设计问题，所讨论的系统包含不确定性参数、时变时滞和执行器故障等实际控制中经常遇到问题. 利用线性矩阵不等式及LyapunovKrasovskii方法提出了一类非线性可靠性控制器的设计方法，使得系统在渐进稳定意义下不论执行器是在全部正常，还是部分失灵的情况都是稳定可靠的.

新型单周控制的单相功率因数校正器

姜吉顺,张厚升,陈文钢

2007, 37(2): 67-71 . doi:

摘要 ( 1174 )

PDF (266KB) ( 2452 )

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提出了一种基于单周期控制的单相通用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）调制器，并将其应用于单相Boost功率因数校正（PFC，Power Factor Correction）电路中，分析了单周期控制的单相Boost PFC电路的控制规律.针对流行的单周期控制的单相Boost PFC电路，提出了一种改进方案，该方案增加了一个电阻补偿网络和一个加法器，主电路电感修改为带中心抽头的三点式电感，其它基本参数和流行的单周期控制电路相同，这样就消除了由于电感电流纹波造成的畸变，同时在一定程度上减小了由于电流断续模式（DCM，Discontinuous Current Mode）引入的畸变，提高了功率因数校正主电路的可靠性，最后给出了系统改进后的试验验证，试验结果说明改进后的PFC电路可以大大提高系统的功率因数，功率因数可达0.994.

FMT系统的频率同步算法

王玮,朱维红,高振明,许峰

2007, 37(2): 72-75 . doi:

摘要 ( 972 )

PDF (219KB) ( 1953 )

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基于滤波多音调制系统的辅助判决均衡器

张丙峰,朱维红,高振明,杨星海

2007, 37(2): 76-79 . doi:

摘要 ( 1075 )

PDF (220KB) ( 2062 )

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提出的辅助判决均衡器在用于滤波多音调制系统时，可克服判决反馈均衡器在多径信道下的地板效应. 同时结合因子图理论给出了辅助判决均衡器的二次判决实现算法，在复杂度增加不大的情况下，解决了其物理可实现性问题.仿真试验表明，辅助判决均衡器在滤波多音调制系统中的性能优于判决反馈均衡器.

汉字笔迹鉴别中预处理算法实现

李莹,宋刚

2007, 37(2): 80-83 . doi:

摘要 ( 1145 )

PDF (265KB) ( 2912 )

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针对自由格式的手写体汉字，提出一套系统完整的笔迹图像预处理算法，其中我们将汉字宽度的统计特性与高斯分布的特性结合进行粘连字的滤除，然后根据粘连字的投影图中波谷点的位置，选择某一阈值作为最佳切分点将其分割开来，从而很容易实现了字符大小的归一化、汉字的任意拼接和行倾斜的校正.该算法使得整个预处理子系统更加稳定与完善，为后续的笔迹鉴别提供了可靠的保证.

一种特殊阵列实现DOA估计的方法

陈磊,王建英,吕雪,王峰

2007, 37(2): 84-88 . doi:

摘要 ( 1679 )

PDF (253KB) ( 3118 )

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提出了一种基于特殊阵列形式实现DOA估计的方法，在均匀线性阵列（Uniform Linear Array，ULA）上增加一个阵元，将阵元放在特定的位置，得到一组特殊的阵元组合，打破了均匀线阵中导向矢量的周期性，成功地避免了角度估计模糊.此外，该方法在同等硬件资源的条件下，得到了更多阵元组合，可以获得更高的阵列方位分辨率.提出了一种适用于新阵列结构的矩阵分块空间平滑算法，利用其导向矢量的局部周期性将其数据协方差矩阵分块空间平滑后，重新组合得到修正后的数据协方差矩阵，实现了相干信号源的DOA估计.

光纤光栅地震波检波器

刘汉平,王健刚,崔洪亮,陈冰泉

2007, 37(2): 89-92 . doi:

摘要 ( 1054 )

PDF (258KB) ( 2727 )

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介绍了石油勘探技术中地震勘探的基本原理和当前使用的地震检波器的主要缺陷，设计了一个光纤光栅地震波检波器及探测系统，成功进行了野外实验，与电磁式速度型检波器作了性能对比.发现光纤光栅检波器与油田使用的地震记录仪是兼容的，并在灵敏度和抗干扰能力方面优于传统的速度型检波器.

SARI算法安全性分析和改进方法

王效杰,许先朋,王华贞,黄帅帅,李平

2007, 37(2): 93-96 . doi:

摘要 ( 1012 )

PDF (234KB) ( 1834 )

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SARI(Selfauthentication and recovery image watermarking system)算法是LIN和CHANG小组提出的，可以承受JPEG压缩的多媒体内容认证技术，它的安全性取决于分组函数和阀值的选定，简单的线性函数和单一的阀值必然导致其破解系统的复杂度较低，理论分析和仿真实验结果说明这种模型的弱点.将加密技术与分组函数配合使用并采用编码技术可以有效地提高破解系统的复杂度，增加系统的安全性.

城市变频调速给水泵站的优化配置

张承慧,裴荣辉,石庆升,马永庆

2007, 37(2): 97-102 . doi:

摘要 ( 1053 )

PDF (296KB) ( 1758 )

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针对现有研究忽视或较少考虑泵站优化配置问题的现状，在分析城市变频调速给水泵站工况的基础上，提出了可行泵的概念，并应用工况点流量分析法来确定泵站配置过程中可行泵的范围.从实际情况出发，得出泵站配置的约束条件，进而建立了以泵站年运行能耗最小为目标函数的优化配置模型，同时给出了该优化配置模型的求解方法. 仿真实验表明，提出的给水泵站的优化配置模型简便有效，精确度高，因而对指导城市给水泵站建设有积极的意义.

求解动态路径诱导K路最短问题的人工免疫优化方法

林洁,杨立才,吴晓晴,叶杨

2007, 37(2): 103-108 . doi:

摘要 ( 1045 )

PDF (301KB) ( 2212 )

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针对智能交通诱导系统中传统最短K路算法的运行效果不佳，提出一种新型人工免疫优化搜索算法，并将其应用于扩展节点法建立的城市交通路网模型，实现了城市交通诱导系统的最优K路搜索. 该算法基于生物免疫系统的免疫记忆功能，具有全局性并行搜索的特点. 在K路最短问题求解时能同时给出K条最短路径，不存在遗传算法的早熟现象并具有更好的并行处理能力. 示例仿真验证了算法的有效性与实用性.

基于遗传算法的小波神经网络交通流预测

李婧瑜,李歧强,侯海燕,杨立才

2007, 37(2): 109-112 . doi:

摘要 ( 1162 )

PDF (276KB) ( 2778 )

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城市交通流的运行存在着高度的复杂性、时变性和随机性，实时准确的交通流预测是智能交通系统，特别是先进的交通管理系统与先进的出行者信息系统研究的关键. 基于交通流预测的特点，给出了基于遗传算法的小波神经网络的交通预测模型GAWNN，用具有自然进化规律的遗传算法来对小波神经网络的连接权值和伸缩平移尺度进行前期优化训练,部分代替了小波框架神经网络中按单一梯度方向进行参数优化的梯度下降法，克服了单一梯度下降法易陷入局部极小和引起振荡效应等缺陷. 仿真实验验证了GAWNN预测模型对短时交通流的预测的有效性.

一类更一般Lipschitz非线性系统的观测器设计

贾秀芹,刘允刚

2007, 37(2): 113-120 . doi:

摘要 ( 1115 )

PDF (269KB) ( 2716 )

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研究了一类更一般Lipschitz非线性系统的观测器设计问题, 将渐近收敛观测器设计问题转化为求解相应的增益矩阵问题, 并给出了增益矩阵满足的充分条件和计算该增益矩阵的方法. 首先, 当系统满足某种可检测性时,利用奇异值理论得到了使得观测误差渐近收敛的增益矩阵需满足的充分性条件, 并基于Riccati方程给出了计算增益矩阵的方法. 其次, 当系统不满足该可检测性, 但满足其它条件时, 仍存在使得观测误差渐近收敛的增益矩阵, 并类似地得到了增益矩阵满足的充分性条件和计算方法. 仿真算例验证了该理论结果的正确性.

基于一维云模型的交通信息预测算法

于少伟,曹凯,赵模

2007, 37(2): 121-126 . doi:

摘要 ( 1110 )

PDF (270KB) ( 3512 )

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云模型是对语言值所蕴含的模糊性和随机性的一种数学描述，它用期望值、熵和超熵表征定性概念，将概念的模糊性和随机性集成在一起,能够实现定量与定性之间的相互转换，因而对交通信息的高度不确定性具有很强的鲁棒性. 基于云模型提出的预测机制在一定程度上有效地解决了交通信息存在的模糊性和随机性问题，为交通信息预测提供了一种新的方法.检验结果表明，预测值基本上与实际值吻合.

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