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第41卷,第2期
刊出日期:2013年02月
  • 张磊,曹跃云,杨自春,何元安 P41-47
    全面分析了工况传递路径分析(OPA)在舰船等工程应用中存在的关键问题,提出了将隔振器两端的位移响应之差视为输入振源,利用重相干函数检测是否有重要传递路径被遗漏,并采用截断总体最小二乘方法避免矩阵求逆存在的不适定问题.进行了实船海上振动-声辐射试验,实现噪声与结构振动数据的同时基采集.结合试验对建立的OPA模型进行了验证,结果表明:OPA在实际应用中存在的关键问题得以有效解决,OPA方法可以准确、高效地进行舰船噪声源和噪声传播途径的识别与量化.
  • 王德志,张科峰,石琴琴,邹雪城 P48-52
    运用电压受限区和电流受限区的原理,提出了一种用于宽带LC-VCOs中基于恒定漏源电压的LC-Tank幅度控制方法.通过检测交叉耦合管漏源电压的变化值选择不同的尾偏置电压,避免LC-VCOs在高频处工作在电压受限区,达到优化相位噪声和功耗的目的.该方法应用于谐振频率为1.52~3.20 GHz的LC-VCO,在3.2 GHz载波处,10 kHz和600 kHz频偏的相位噪声为-77.0 dBc/Hz和-118.4 dBc/Hz,较没有幅度控制的情形分别改进了8.0 dB和1.4 dB,且在整个频段内的最大功耗为8.6 mW.
  • 刘长龙,赵毅强,史亚峰,冯紫竹 P53-57
    针对集成电路中的硬件木马问题,开展了基于侧信道分析的硬件木马电路功耗模型的设计和优化工作.在完成建模的基础上,分析了木马电路对模型参数的影响.针对木马检测中的工艺偏差噪声问题,提出了一种基于主成分分析的模型优化算法.该方法利用协方差矩阵完成数据的投影变换,从而减小工艺偏差噪声对测试的影响.经仿真验证表明建立的模型与实验得到的数据基本符合.通过对测试电路进行蒙特卡罗分析,完成了工艺偏差噪声的仿真,同时验证了模型优化算法的有效性.
  • 王晨旭,王进祥,韩志伟,喻明艳 P58-63
    为提高密码芯片抵抗差分功耗分析(DPA)攻击的能力,提出了一种用于DPA防御的新型电流平整电路.电路设计基于0.18 μm CMOS工艺,包括电流检测和电流注入补偿2个模块,占用芯片面积9×103μm2.仿真结果表明:该电路能够在较宽的频率范围内有效工作,可以将电源端的电流变化削减90%左右,增加了DPA攻击的难度;与算法级或逻辑级的DPA防御措施相比,该电路独立于密码算法,几乎不影响密码芯片原有设计流程,能够在设计的最终阶段作为附加电路与原有密码算法核心电路配合使用,提供晶体管级DPA防御方案.
  • 赵志国,陈建文,鲍拯 P64-69
    为简化基于MIMO(多输入多输出)技术的天波雷达扩展多普勒杂波抑制方法,分析了时间叉排线性调频连续波MIMO天波雷达与慢时间相位编码MIMO天波雷达之间的关系,提出一种分时波束空间MIMO天波雷达模型,并给出了相应的TADBF方法.该TADBF方法在分时波束空间实现,可有效抑制扩展多普勒杂波;简化了发射信号分集,在大型阵列降维处理情况下,只在各脉冲重复周期控制波束指向,无须对子阵或者波束进行相位编码,便于工程实现.仿真验证了该方法的有效性.
  • 班鹏新,王元珍,朱虹,张勇 P70-75
    为了提高Skyline查询的数据安全性和响应速度,提出了标记Skyline立方体概念.标记Skyline立方体面向标记安全数据库,符合强制访问控制的读访问规则.它由所有不同标记用户的Skyline查询结果组成,通过预计算这种立方体,能迅速响应每个不同标记用户的Skyline查询.为了高效计算标记Skyline立方体,设计并实现了一个基于共享策略的算法.该算法结合Skyline特点和标记特点进行了优化.利用标记支配关系所蕴含的点集包含关系,通过迭代实现计算结果共享,避免了独立计算立方体中每个Skyline所导致的低效率.
  • 李艳红,李国徽,张聪,杜小坤 P76-80
    研究无线广播环境下路网最近邻查询(NBNN)处理方法以及查询处理的性能优化,NBNN查询处理算法利用了路网Voronoi图(NVD图)的特性,提出了一种NVD-TDI可调节分布式索引结构来高效处理NBNN查询.分别用调谐时间和访问时间来表示无线广播环境下查询处理的最主要的2个性能指标(能耗和访问延时).分析认为对于分布式索引而言,底数的取值是影响查询处理的调谐时间和访问时间的因素,并提出了相应的优化方案.实验表明:所提出的算法是高效的,且具有调节和优化访问延时以及能耗的能力.
  • 胡青松,吴立新,张申,丁恩杰 P81-85
    研究了一般拓扑意义下的无线传感器网络协作路由算法的能耗情况及其影响因素.在Amir协作链路费用模型的基础上,从理论上证明了协作路由传递一定会带来能量节省.同时,从实践的角度研究了节点收发电路能耗对路由算法节能效果的影响.仿真结果表明:在自由空间模型下,能量节省值与收发电路能耗成反比,其极限值为收发电路能耗值为零时的能量节省值;协作路由的能量节省值还与参与协作的节点数量、网络中的节点总数呈正相关的关系.
  • 武志鹏,陈兴林,王岩 P86-90
    针对光刻机掩模台与工件台在曝光扫描过程中必须保持运动同步的问题,提出了一种迭代学习同步控制方法.为提高系统的动态跟踪精度和带宽,采用以直线电机和音圈电机为执行器的宏微控制结构,建立了掩模台的动力学模型.提出的主从同步控制结构以工件台为主动系统、掩模台为从动系统,在常规反馈控制的基础上加入了同步控制器.根据迭代学习控制方法设计了二阶同步学习律,并证明了该学习律的收敛性.仿真结果表明同步学习算法可以明显地减小同步偏差,同步偏差的峰值和移动标准差随迭代次数的增加而不断减小,在50次迭代后分别减小了45.12%和36.84%
  • 夏国清,邵兴超 P91-96
    针对动力定位船舶的位置保持作业,基于侧推力最小原则,设计了艏向控制器和位置保持控制器.根据单摆在势场中的运动原理,利用滑模技术分别针对船舶的纵荡和艏向设计控制器,以使船舶与设定点保持固定距离,并且艏向始终正对环境力.研究了非线性无源状态观测器,对船舶的高频运动进行滤波并对船舶的运动速度进行估计,将状态反馈问题转换为输出反馈问题.仿真结果表明:该控制器无横向力输出,且转艏力矩很小,证明了该控制器的有效性.
  • 赵东明,罗亮 P97-101
    针对已有的图像匹配算法都是在小规模基础上的统计识别方法,均是串行运算,对样本的训练和目标识别都须进行大量复杂的运算,难以适应大规模图像比对的问题,利用DNA计算强大的并行性,提出了一种基于DNA计算的图像模板匹配算法.首先,将二进制的图像信号编码为满足一系列约束并允许一定非特异性杂交的DNA序列;然后,通过DNA退火反应得到匹配问题的解;最后,利用这一算法得出的128个单链DNA编码进行了数字图像模板匹配的仿真实验.仿真结果表明DNA计算应用于大规模图像匹配问题是可行的.
  • 付明玉,焦建芳,张爱华 P102-108
    针对多艘船舶的协调路径跟踪问题,提出了基于虚拟领航者的分布式协调策略.该策略假定一个虚拟体作为领航者,每艘船与该领航者的相对位置作为闭环系统的反馈信息,通过对每艘船进行控制器设计,使多船形成一定的队形,实现协调路径跟踪.同时引入自适应反步法来设计每艘船的控制器,以抵消海流的干扰,增强系统的鲁棒性,并用李雅普诺夫理论证明了所设计控制器的稳定性.最后通过仿真验证了所提出的协调策略和控制方法的有效性.
  • 陈世明,谢竟,陈文栋,方华京 P109-113
    提出一种基于混合变异粒子群优化(HPSO)算法的三维路径规划方法.首先,对三维空间分割降维,划分“可行域”与“搜索边界”,缩小最短路径解的搜索范围;然后,利用定向变异和随机变异操作收缩解空间,使粒子群在优化过程中向规划起点到终点的中心轴线收缩,以贴近障碍物的边界,从而使所规划路径相对集中且基本分布在中心线左右,更接近于最优解;最后,仿真实验证明了该算法的可行性与优越性.
  • 高兰,章北平,郑源贾,冯立文 P114-119
    采用连续流一体化生物反应器(CIBR)系统,研究了4种曝气量(0.3,0.6,0.9和1.2 m3/h)对好氧阶段生物脱氮途径的影响.实验结果表明:当曝气量为0.3 m3/h时硝化反应未能顺利进行,其余3种曝气量下均顺利完成硝化反应,曝气量越大,硝化速率越大;总氮(TN)损失量分析表明低曝气量有利于同步硝化反硝化(SND)的发生,当曝气量为0.3 m3/h时TN损失量高达9.76 mg•L-1,当曝气量高于0.3 m3/h时以传统硝化作用为主.研究表明溶解氧(DO)质量浓度影响生物脱氮途径的根本原因是DO影响了氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)和反硝化菌(DB)的活性,可通过在线控制方式实现各种脱氮途径.
  • 马洪亭,梁普,宋肖的,张于峰 P120-123
    为减少城市生活垃圾焚烧过程中二噁英(PCDD/Fs)的生成量和毒性当量,在实验室规模的焚烧炉上进行了城市生活垃圾与单质硫和氧化钙混烧的对比实验,结果表明:单质硫和氧化钙对城市生活垃圾焚烧过程中PCDD/Fs的生成及其毒性当量均具有显著的抑制作用,抑制率可达到80%以上;在抑制多氯代二苯并呋喃(PCDFs)生成方面,单质硫抑制率要比氧化钙高1.48%,但在抑制PCDFs毒性当量方面,氧化钙抑制率要比单质硫高5.37%;单质硫和氧化钙都能改变PCDD/Fs同系物的分布,且氧化钙更能抑制毒性强的五氯代二苯并呋喃的合成,抑制率达到89.84%.
  • 陈卫,周悦,华伟,陈玲瑚 P124-127
    采用响应面方法,对臭氧化过程中BrO3-和其他含溴类物质(HOBr/OBr-)生成的主要影响因素进行分析.结果表明:降低初始溴离子(Br-)质量浓度、臭氧投加量、接触时间或pH值均可减少BrO O3-生成量;自由溴生成含量亦受Br-质量浓度、臭氧投加量和pH的显著影响,而接触时间对其影响则不明显;当初始Br-质量浓度小于300 μg/L时,降低臭氧投加量对BrO 3-生成影响最大,可使其生成量降低达80%;当初始Br-质量浓度大于300 μg/L时,pH调节则最多可降低50%的BrO O3-生成,同时可使相对臭氧投加量降低.
  • 蒋晖,姜文超,龙腾锐,邓晓莉 P128-132
    研究主体水中初始余氯质量浓度、温度、pH值、总有机碳对余氯衰减速率kb的影响.应用Box-Behnken Design中心组合试验原理,设计以上4因素3水平试验,对试验结果进行回归和统计,并结合多因素交互作用对kb的响应面图进行分析,结果表明:以上4因素对kb的影响显著程度从大到小依次为初始氯浓度、温度、总有机碳、pH;总有机碳与温度的交互作用显著,其他因素的交互作用对kb的影响不显著.用软件SPSS18.0(统计产品与服务解决方案)对试验结果进行多元非线性回归,基于以上因素对kb的影响建立3个回归模型,对比模型的相关系数及残差分布进行模型验证,结果表明模型3能更好地预测C市管网主体水中余氯浓度.
  • 于盛睿,王平江,崔树标,周华民 P1-6
    提出将全电动伺服控制与智能工艺优化技术结合应用于注射机的成型过程控制,设计智能全电动注射机控制系统,对硬件及软件系统分模块进行系统构架,利用初始工艺参数生成与模糊推理优化技术实现智能优化.在Linux操作系统环境下,利用C++面向对象程序设计语言,基于华中数控HNC-8开放式数控平台开发了主控制程序,并将开发的控制系统与样机机械部分集成联调.以实际产品为案例进行注塑生产的试验验证,结果表明:该系统各部分运动准确、响应快速,开发的智能系统可缩短产品生产周期,提高产品质量.
  • 应济,孙明涛,赵朋 P7-11
    通过分析模腔压力与注射油缸压力、熔体密度和熔体温度之间的函数关系,提出了以超声信号、模腔壁处的模具温度和注射油缸压力为辅助变量,模腔压力为主导变量的软测量方法.采用回归分析的方法建立软测量数学模型,并用差分进化算法对软测量模型进行在线校正.通过搭建实验平台验证了该方法在不同注塑工艺和工况下的可靠性.将软测量输出的模腔压力信号与传感器采集到的模腔压力信号对比,得出该软测量方法最大误差不超过6%,相关系数最低为0.994.
  • 陈伟海,陈竞圆,崔翔,金岩 P12-16
    分析了一种绳驱动拟人臂机器人的笛卡尔刚度,这种7自由度机械臂具有特殊的串并混联结构,机械臂的肩关节和腕关节均为绳驱动3自由度球关节,通过对其刚度表达式的推导,再结合串联机器人刚度分析方法,描述了机械臂整体笛卡尔刚度矩阵的求解过程.首先描述了绳驱动3自由度球关节的推导过程,用以求解肩关节和腕关节的刚度;然后计算单自由度肘关节的刚度;最后通过结合肩、肘和腕刚度得到的关节空间刚度矩阵,运用修正的一致保守变换得到绳驱动拟人臂机器人的笛卡尔刚度.基于以上的刚度分析,提出了一种刚度优化算法用于改善机器人在运动过程中的刚度,仿真分析验证了这种算法的有效性.
  • 汪朝晖,严育才,张耀兵,严超 P17-21
    基于20辊森吉米尔轧机辊系结构,建立了辊系工作辊、第一中间辊、第二中间驱动辊和第二中间从动辊的力学模型.依据某硅钢厂ZR-22BS-42型森吉米尔轧机轧辊参数和轧制计划,利用C++编程,计算了轧制过程中辊系各轧辊间接触力及各轧辊所受合力.结果表明:工作辊S与第一中间辊O接触力最大,最大值发生在轧制第2道次;第二中间驱动辊I与支撑辊B接触力最小,最小值发生在轧制第1道次;轧制第1道次的辊系支撑辊B和C所受合力较小,相对于静压时辊系支撑辊受力降低70%以上.
  • 杨帆,陈茂林,吴迅,江星 P22-25
    设计了基于ARM(高级精简指令集机器)嵌入式多传感器信息融合的森林火灾报警系统,该系统主要分为传感器节点、信号传输、总控系统和融合算法4个部分.传感器节点主要由LM-PT100温度、M397666空气湿度和MQ-2烟雾传感器组成;信号传输部分以CC2430为控制芯片,采用ZigBee技术实现无线传感器网络自组网和数据传输;总控系统以嵌入式微处理器2410为硬件平台,结合Linux操作系统和ADS1.2集成开发环境.设计了基于粗糙集、BP神经网络和D-S证据理论相结合的融合算法:粗糙集对数据进行约简,神经网络对约简后的子集进行分类识别,证据理论对每个子集的分类识别结果进行融合决策.运行结果显示:该系统与常规的“望台观测”、“地面巡护”等森林监控方法相比,能以更快的速度和效率预防并扑灭森林火灾.
  • 黄桥高,潘光,胡海豹,宋保维 P26-30
    提出了两无限大平行平板间充分发展层流流动的滑移参数计算方法,并基于不连续气层假设的滑移流动模型,在壁面条件中给定无滑移边界面和自由剪切面组成的复合边界条件,对具有规则微观结构的超疏水表面滑移流动特性进行数值仿真研究.数值仿真结果表明:该计算方法不仅能够精确获得超疏水表面滑移长度、滑移速度、流场结构等信息,还可以得到超疏水表面微观结构的几何尺寸对其减阻特性的影响规律.
  • 王小川,贺国 P31-35
    研究了动力排气系统集水箱内高温烟气的喷雾降温问题.基于欧拉拉格朗日方法(ELM)对烟气与水雾两相流的流动和能量方程进行求解计算.分析了集水箱内部分流管的结构对集水箱温降和压降特性的影响,以及喷雾流量对烟气温降的影响,并通过实验数据对仿真结果进行了校验.结果表明:内层管长大于外层管长的弯管结构模型的综合特性较好;随着喷雾流量的增加,烟气温度、水雾的相对蒸发率和烟气进出口压差均呈降低趋势;当喷雾流量为0.04 kg/s时,未蒸发的水雾量增加,继续增加喷雾流量,烟气温度变化不明显.
  • 李辉,单鹏昊,任慧龙,王钰涵 P36-40
    在中国南海东部百年一遇的台风海况下,考虑不同风载荷的计算方式,对某Classic-Spar平台及其系泊缆索的动力响应作了时域非线性数值模拟.首先将平台频域水动力结果变换到时域;然后运用非线性有限元方法计算张紧式系泊缆索的动张力特性;最后运用四阶龙格库塔法在时间域内计算平台及其系泊系统的非线性耦合运动方程.分析结果表明:在时变风的作用下,平台运动不仅会偏离平衡位置,而且由于时变风的特征频率通常在Spar平台水平面运动的自振频率附近,因此相对于稳态风,考虑时变风的影响将会激起平台大幅度的水平面慢漂运动响应,从而诱发很大的系泊张力.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
    CN 42-1658/N
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