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第41卷,第3期
刊出日期:2013年03月
  • 陈小惠,袁巍,徐晶,程文青 P1-5
    分析了可变频宽无线局域网中无线接入点频宽分配与用户关联的选择之间的相互影响,以最大化系统吞吐量与网络公 平性为性能优化目标,将此联合优化问题建模成带约束的整型非线性规划问题.引入权重系数反映系统设计的优化偏 好,并通过设计惩罚函数对约束条件进行松弛,提出一种基于离散粒子群优化的算法来求解联合优化问题.仿真结果表 明:提出的算法能够快速收敛,与不考虑联合优化的频宽分配机制相比,在多数场景下性能提升20%以上.
  • 张静,桑红石,沈绪榜 P6-10
    为了降低尺度不变特征(SIFT)硬件加速的成本,采用时分复用的方式共用一组高斯滤波器来实现高斯差分尺度空间的 构造.相应的时分复用控制器通过令牌分配的方式控制各个倍频程(octave)的运行,只有获得相应令牌的倍频程才能 使用高斯滤波器组执行操作,并提出了带有优先级的令牌分配算法.采用Altera公司stratixⅡ系列的芯片EP2S60F672C3实现,相比传统的结构,电路的查找表单元数量降低了40%.在125 MHz的工作频率下,对于320×240的图像,完成高斯差分尺度空间的构造仅需要0.83 ms.
  • 罗楠,许录平,谢强 P11-15
    提出一种基于X射线脉冲星能量观测信息和最小误差熵算法的航天器自主定姿方法.首先建立了圆形准直器差分测量 模型,观测两颗脉冲星的辐射光子能量.然后引入信息熵概念来充分表征脉冲星辐射信号的随机性,用最小误差熵原理 进行参数拟合,解出脉冲星在航天器坐标架下的方向矢量,通过矢量定姿法解算出航天器在参考坐标系中的完整姿态. 最后结合美国国家宇航局HEACARC数据库提供的脉冲星观测数据进行了仿真试验,结果表明:在所给试验条件下,基于最 小误差熵方法的参数估计精度要优于常用的最小二乘法,相比于后者,俯仰、滚动和偏航三轴精度分别提高了31.4 % ,27.1 %和32.5 %.
  • 胡云鹏,陈焕新,周诚,徐荣吉 P16-19
    对基于主元分析方法的冷水机组传感器故障检测效率取决于训练数据和被测数据的质量的问题进行了研究.采用小波 变换剔除测量数据中的噪声,提高数据质量,从而提高故障检测效率.结果表明:在-1.0 ℃故障下,基于小波去噪的主 元分析方法的故障检测效率达到了91%.在同等数值的正负偏差故障下,基于小波去噪的主元分析方法的故障检测效 率对称性更好.故障检测效率与小波基函数的分解层次关系密切.分解层次越多,故障检测效率越高.所有的db族小 波基函数在5层分解的情况下,-0.5 ℃故障下的检测效率均能达到90%以上.
  • 殷敬伟,王驰,潘争荣,张钰珩 P20-24
    将高阶差分幅度相移键控调制(MDAPSK)技术与正交频分复用(OFDM)技术相结合,提出了一种应用于水声信道的高阶调 制传输体制,以实现水下无线通信高速率数据的有效可靠传输.在分析MDAPSK调制原理的基础上,研究其在OFDM水声通 信系统中的应用,仿真和水池试验比对分析了MDAPSK与幅度相移键控调制(APSK)、正交振幅调制(QAM)、差分相移键控 调制(DPSK)等不同调制方式的性能,试验结果表明:在未使用纠错编码情况下,采用16DAPSK调制的OFDM水声通信系统有 最低的误比特率,无须插入导频进行信道估计,因此具有最高的有效传输速率.验证了MDAPSK调制方式在高阶调制通信 系统中综合性能更为优越.
  • 贾亦卓,姜润翔,龚沈光 P25-29
    为了提高低信噪比下对海水中被衰减的轴频电场信号的检测能力,提出一种基于小波尺度相关的船舶轴频电场检测算 法.首先,使用小波变换对信号进行分解,并对噪声能量进行估计;然后,利用小波尺度相关对噪声和信号进行分离,并 采用均值滤波降低小波系数平移的干扰;最后,提取最大尺度的相关系数作为特征值,对信号进行滑动检测.通过该算 法和小波熵算法对实测数据和仿真数据进行处理和对比分析,结果表明:此算法在低信噪比情况下具有更高的稳定性 和更好的检测效果.
  • 陈世明,吴龙龙,丁贤达,方华京 P30-33
    针对传感器网络中每个传感器节点的邻接节点状态估计值不确定度不同的问题,提出一种基于不确定度量化加权的一 致性卡尔曼滤波算法(CKF).该算法通过考虑节点度数对于传感器网络估计精度的影响,结合节点度数提出了一种衡量 邻接节点状态估计值不确定度的量化函数,并把量化值作为该邻接节点与当前节点的状态估计值偏差的融合权重引入 一致性协议中,利用优化后的一致性协议对传感器节点先验估计值进行更新,可提高一致性卡尔曼滤波算法的估计精度 ;算法同时具有非一致性误差小和鲁棒性强等特点.最后在3种不同网络类型下,通过动态目标跟踪实验仿真验证了算 法的有效性.
  • 李楠,吴信才,肖克炎,陈析璆 P34-37
    针对矿体表面模型转换为块段模型过程中遇到的两个关键问题,即矿体空间形态复杂导致相交计算量大和须筛选块段 数量多(≥106),提出应用二维网格分割与种子填充思想实现快速构建三维复杂矿体的块段模型算法,其时间复杂度为 O(n).通过实验证明:该算法能花费相对小的空间代价解决大量三角面与体素相交计算问题,同时将复杂矿体块段模型 的体素划分为边界立方格和内部立方格两大类,便于后续定量计算及三维空间分析,特别是将flood-fill思想应用于空 间复杂矿体块段构模,具有一定的创新性,其不仅适用于表面模型到块段模型的转换,也适用于空间任意非自相交曲面 的块段构模.
  • 刘会英,王韬,郭世泽,赵新杰 P38-43
    对MIBS密码代数旁路攻击能力进行了评估:首先给出代数旁路攻击模型,构建MIBS密码等价代数方程组;采集微控制器 上MIBS密码实现加密过程中功耗泄露,并选取功耗特征明显的部分泄漏点,基于模板分析进行加密中间状态汉明重推断 ;利用SAT(可满足性)、PBOPT(伪布尔随机优化)及LP(线性编程)分别对MIBS代数方程组和汉明重泄露进行表示;最后采 用SAT问题解析器CryptoMinisat和混合整数编程问题(SCIP)解析器进行密钥恢复,并在不同场景下进行大量攻击实验 .结果表明:MIBS密码易遭代数旁路攻击;汉明重推断正确条件下,利用1条功耗轨迹中4轮汉明重信息泄露可成功恢复 完整密钥;汉明重推断部分正确条件下,基于SAT,PBOPT和LP这3种代数方程组求解方法,可分别在汉明重推断错误率不 超50%,65%和60%的情况下成功恢复MIBS完整密钥.
  • 黄姝娟,朱怡安,李兵哲,陆伟 P44-47
    针对当前嵌入式多核平台下的实时调度模型没有考虑实时周期任务之间的制约关系这一不足,提出了一种能够描述实 时周期任务之间存在简单制约关系的任务时序图(TTOG)模型,该模型不仅能体现任务实时性需求,还能反映周期任务 之间的依赖关系.根据该模型,提出了一种剩余执行时间越短越优先(RETSF)的调度方法.该方法将根据某个周期任务 距离时限的剩余执行时间动态地调整调度方案,与先来先服务(FCFS)算法相比较,在提高系统利用率,以及降低时限丢 失率方面有很大改善.
  • 邹强,李楚 P48-51
    为了准确描述I/O行为,以缓解复杂应用环境下I/O突发聚集所引起的海量存储系统性能的瓶颈,着眼于时间序列范 畴,从trace样本数据的获取、I/O负载模型的选择、I/O负载模型的参数估计和负载模型的拟和程度的评估等4个方 面,系统地阐述了一种基于trace时间序列的负载模型构造方法,并通过实际应用对其进行检验.针对一类科学计算应 用trace的样本数据,分布检验显示其具有高斯特征,相关性研究表明分形布朗运动模型适合相应trace样本数据的合成 .对高斯的正态模型和分形布朗运动模型分别进行参数估计,合成负载和实际数据之间的单因素方差分析结果表明:分 形布朗运动模型能更有效地描述存储负载中的I/O突发行为.
  • 张晓刚,杨路明,潘久辉 P52-56
    为了解决补偿和多版本在多实化视图维护上性能不理想的问题,提出了共享多版本源视图的多实化视图异步增量维护 方案SMVM(源多版本视图维护).在SMVM中,集成端的实化视图直接定义在多个数据源的共享引用多版本源视图上,并且 在收到源视图的数据更新后,向其他相关数据源发送基于版本的维护查询,以此来进行多实化视图的异步增量维护.这 样在完全避免数据源并发更新导致增量查询异常的同时,提高了多个实化视图异步增量维护的整体性能,且基于元组 标志的视图增量补偿方法使得对源视图的维护更有效.实验结果验证了SMVM的可行性和有效性.
  • 孙跃,李玉鹏,唐春森,吕潇 P57-62
    针对传统恒流恒频恒压控制方法须额外增加开关电路和闭环控制存在的缺点,以谐振网络拓扑为原边并联-副边串联型 (PS型)的感应电能传输(IPT)系统为研究对象,基于交流阻抗法,推导出原边谐振电流、系统谐振工作频率和负载输出 电压近似恒定的约束条件.从而提出一种谐振网络参数的综合设计流程,使得系统在所设计的负载范围内,就能自然地 保证原边谐振电流、系统谐振工作频率和负载输出电压同时近似恒定.该方法不加额外辅助开关电路便可同时实现恒 流、恒频和恒压,具有良好的负载兼容性.仿真及实验结果验证了这种具有恒流恒频恒压特性的参数设计流程的正确 性和有效性.
  • 张永,王朝辉,刘振兴 P63-67
    研究了具有传感器量化数据随机丢失情况下非线性网络控制系统的故障检测问题.考虑到数据量化和网络噪声等不确 定因素对网络控制系统故障检测性能的影响,建立了随机非线性网络化控制系统模型,并将网络控制系统的故障检测问 题转化为H∞扰动问题.基于获得的扩展滤波误差系统模型,利用李雅普诺夫函数方法,给出了线性矩阵不等式形式的 结论,在线性矩阵不等式具有可行解情况下,设计了观测器形式的故障检测滤波器.给出了数据传输率和量化水平与故 障检测性能之间的数量关系,仿真结果验证了所得结论的有效性.
  • 叶伯生,郭显金,熊烁 P68-72
    在D-H模型法运动学分析的基础上,研究了带关节属性的运动学反解方法,即在6轴机器人运动学正反解的过程中根据机 器人的3种奇异形位划分了与位姿有关的关节属性,利用关节属性能在反解时确定唯一解,省去了一般机器人反解时所 用的比较择优的过程,优化了机器人运动学反解算法.该算法具有能预知过奇异点路径、反解速度快、能确定唯一解等 优点,能很好地应用于实际的机器人运动控制中,并在莫托曼SK6型机器人上获得了实例验证.
  • 毛典辉,蔡强,李海生,黄今慧 P73-77
    针对基于位置服务(LBS)应用中现有隐私保护方法受系统体系结构局限,提出了一种协作代理增量查询的LBS隐私保护 方法:移动用户通过Chord协议自组织为P2P网络,同时采用簇节点状态维护机制,以及负载均衡机制来保证系统稳定,用 户消费服务时,通过模糊自身真实位置,并在网络内选择协作意愿度高的代理用户,由其完成代理增量近邻查询.从理 论上对P2P网络性能及算法效率进行了实验,结果表明:该方法在不牺牲服务质量的同时具有较高的计算效率,实现了 隐私保护度与服务质量的平衡.
  • 杨侠,熊卉,刘丰良,郭钊 P78-81
    采用数值模拟的方法对VCISR(立式循环撞击流反应器)不同导流筒间距下压力波动的空间分布和时域分布进行研究,设 定搅拌转速分别取为10, 20和30 r/s,上下两导流筒的间距分别取为60,100和140 mm.结果表明:导流筒间距对压力 波动的空间分布和时域分布有重大影响, 同一转速下,导流筒间距为100 mm时反应器内空间压力波动强度达到最大值, 导流筒间距为60 mm时反应器内时域压力波动强度达到最大值,微观混合效果分别达到最好;转速相同时,不同导流筒间 距下时域压力波动曲线变化的趋势基本相同,即随着时间的增加先迅速下降后缓慢上升,达到一个时间分界点后时域压 力值基本保持不变,导流筒间距越大达到时间分界点所需的时间越长.
  • 马皓晨,代翠,董亮,杨洪镔 P82-86
    为了揭示低比转数离心泵内部流动特征,采用粒子图像测试(PIV)技术对3个工况6个不同相位离心泵内的流动情况进行 了试验研究,获得了泵内的动压及速度矢量的分布情况.试验结果表明:设计工况下,不同相位叶轮各流道内的动压 分布基本一致,且随着半径的增加,动压值也有所增加;在t=0和t=2T/6相位,相位不同工况w/u比值的最大值靠近吸 力面处,而在t=4T/6相位,最大值出现在流道中间区域,这说明隔舌对于流道内的速度分布有较大影响;随着流量的增 加,蜗壳内的绝对速度也随之增加,在同一工况的不同相位,蜗壳内的速度基本相同.
  • 张红彦,于长志,赵丁选,倪涛 P87-91
    以徐州某液压挖掘机为模型,不借助任何的商业图形引擎,自主设计并开发了基于虚拟现实的液压挖掘机视景仿真系统 .通过动态地形和基于图形处理器的纹理融合方法实现了挖掘机与地形的动态交互,并采用不同角度、不同尺寸的多个 显示屏幕的视景图形无缝拼接技术为操作人员提供了360°的虚拟场景.结论表明:开发的视景仿真系统真实感强,有 极佳的交互性,为驾驶培训人员提供了全天候、实用、安全、经济的辅助训练手段.
  • 汪家琼,孔繁余 P92-96
    为提高多级离心泵的水力效率,借助于FLUENT软件,对多级泵叶轮和径向导叶不同组合、不同工况下的内外水力性能进 行了研究.结果表明:叶片进口边扭曲度高的叶轮具有较高的效率;泵的效率和扬程随导叶和叶轮配合间隙的增大而 降低;在变流量工作时,叶轮与导叶水力性能的最优匹配关系可能随流量的变化而发生改变;转速对叶轮和导叶匹配性 能影响极小.叶轮和导叶内部流场分析表明:叶轮和导叶内部的涡流是降低泵水力效率的主要因素,提出适当增加叶 片进口扭曲度、减小叶轮和导叶间隙,从而减弱内部旋涡是多级离心泵水力性能优化的方向之一.由试验结果可见: 多级泵外特性的模拟结果与试验结果误差在10%以内.
  • 高霓,孙树政,秦再白,栾景雷 P97-100
    提出应用减纵摇组合附体技术在穿浪双体船两片体艏底部分别加装一减纵摇组合附体,以改善其耐波性.针对原船型 和改装后的复合船型开展了水池模型试验研究,试验内容包括静水阻力试验、规则波试验和不规则波试验,模型试验结 果表明:加装组合附体船比原船静水阻力增加4%左右,且甲板上浪频率大幅降低,有效改善了原船的耐波性能.
  • 王志超,程强,楚化强,周怀春 P101-105
    通过DRESOR(被边界吸收或介质散射的能量分布)法揭示了一维辐射传递过程中可能存在的温度交点的现象,并对该现 象进行了分析研究.研究结果证实其原因是在交点处存在着辐射传递的完整对称性,使得该点处辐射平衡温度不受其他 参数变化的影响.空间介质中心两侧光线传递完全对称条件下才可能出现该交点现象,而介质的各向同性散射反照率和 梯度折射率分布对交点的位置无影响.若介质两侧壁面发射率相等,则发射率值的大小对交点的位置无影响;若两壁面 发射率不等,则交点会向发射率较大的一侧移动.此外,两壁面的温度只影响辐射平衡时交点处的温度,对交点的位置无 影响.
  • 周水清,王军,王兴双 P106-109
    为了研究轴流叶片前缘段保凸性对风扇性能的影响,采用Bezier曲线对某空调开式轴流风扇叶片子午面进行参数设计, 结合大涡模拟中声类比积分求解方法,对轴流风扇原型叶轮及改进新型叶轮进行三维非定常流场计算.两种叶轮结构 的内流分析表明:在相同流量下,新型叶轮涡度分布小于原型叶轮,流场性能较好.最后通过实验测试,得到了不同转速 下的流量及总声级曲线图,发现改进后叶轮具有较好的外部特性,并能有效降噪1.1 dB.
  • 徐波,张煜盛 P110-114
    为了能够预测二甲醚(DME)燃料缸内直喷燃烧及排放过程,基于该燃料气相喷雾雾化模型,推导出DME准维燃烧分区模型 .通过气相射流模型对缸内情况进行分区,采用CHEMKIN库函数求解每个区化学反应速度.模型基于DME详细化学反应 机理(包含79个物种、399步基元反应),采用DVODE算法对微分方程组进行求解,能够对DME着火过程进行模拟,并且能够 对多种排放物(CO,NOx等)进行模拟预测.
  • 何小兵,申强 P115-121
    为了研究聚丙烯(PP)纤维体积掺量和长细比对PP纤维自密实混凝土(PFRSCC)早期强度特性与断裂性能的影响,在自密 实混凝土中掺入一定长度(6,12,19)mm和体积掺量(0.05%,0.10%,0.15%,0.20%)的PP单丝纤维配制PFRSCC,采 用塌落扩展度试验、U型仪试验及平板约束试验确定PP纤维的体积掺量和长细比范围,在此基础上研究了PFRSCC早期强 度和断裂韧性随纤维体积掺量及养护龄期的变化规律,并从材料的组成结构和断裂力学的角度分析了早期强度和抗裂 性能的改善机理.结果表明:随着PP纤维体积掺量的增加,自密实混凝土的工作性逐步劣化,混凝土强度和抗裂性能先 提高后降低;在不改变原有自密实混凝土配合比情况下,PP纤维长度宜控制在12~19 mm,最佳体积掺量为0.10 %;适当 提高胶凝材料和高效减少剂的用量是改善PFRSCC工作性的有效途径,纤维体积掺量可以提高到0.15%;与普通自密实混 凝土相比,最优配合比下的PFRSCC早期强度和断裂韧性增长较快,28 d抗压强度、劈裂强度和弯拉强度分别提高9%, 24%和21%,断裂韧性提高37.6%,限裂效能系数达到89.8%.
  • 巫威眺,沈旅欧,靳文舟 P121-127
    鉴于Pacey提出的车队密度离散模型中车速为从负无穷到正无穷上的正态分布这一假设与实际车速分布情况明显不符, 基于实地收集数据,从交通流密度的角度,假设车速服从在最小速度至最大速度之间的截断对数正态分布,由此分析了 上游交叉口的排队车辆在绿灯放行后往下游道路行驶过程中的离散特性,利用分段函数方式构造了车队在时空坐标上 的交通流密度函数的计算公式.针对信号协调控制应用,提出了在某一时刻公交车队头部驶过和尾部未驶过下游断面的 车辆数计算公式,推导了下游交叉口断面处的流量分布模式,结合实测数据分析,验证了模型的有效性.
  • 沈国辉,黄俏俏,邢月龙,郭勇 P128-132
    针对输电塔顺风向风致响应的各种时频域计算方法的适用性问题,以两个典型输电塔为例比较各种方法获得的结果,探 讨输电塔的响应特征和各种方法的适用性,为输电塔顺风向风致响应的计算提供参考.研究表明:时频方法和频域的两 种方法(完全二项式(CQC)法和背景加共振法)得到的结果非常接近,说明这些方法均适用于求解输电塔结构的风致响应 ;在频域分析中,模态交叉项的贡献不可忽略;对于较柔的输电塔,只考虑第1阶主参模态会产生较大的误差,须要考虑多 阶模态的参与.
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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