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第46卷,第9期
刊出日期:2018年9月
  • 煤矿井下WMSNs区分服务的路由协议
    尤凯明,杨维,袁小溪,王一芃 p1-8
    针对煤矿井下传感数据业务、语音业务和视频业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗方面不同的服务质量需求,提出了一种煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的路由协议.通过采用线性加权法在传输时延、传输丢包率和传输能耗归一化子服务质量评价函数上设置不同的权重,分别构建3种多媒体业务的总服务质量评价函数.按照传感数据业务最先、语音业务次之和视频业务最后的顺序,通过采用标记法分别利用改进差分进化算法优化3种多媒体业务总服务质量评价函数,来获得3种多媒体业务的传输路径.仿真结果表明:采用所提区分服务的路由协议获得了3条节点不相交路径,实现了煤矿井下3种多媒体业务的区分服务,保障了3种多媒体业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗不同的服务质量需求
  • 杂波环境下的OFDM MIMO雷达波形设计
    柏婷,陈松,田英华 p9-14
    为提高杂波环境下的目标检测性能,基于正交频分复用(OFDM)多输入多输出(MIMO)雷达的波形和频率分集,提出了一种联合优化发射波形和接收滤波器的方法.首先以各天线发射功率和发射波形功率峰均比(PAPR)为约束条件,最大化输出信杂噪比(SCNR)为目标函数建立优化模型.然后利用循环迭代将优化问题分为两部分,并通过拉格朗日乘子法、半正定松弛(SDR)、Charnes-Cooper转换和随机化方法,求解得到最优发射波形和接收滤波器权值.仿真结果表明:所提方法的在满足PAPR约束的条件下,输出SCNR与理想波形的差距控制在0.3 dB以内,优于仅设计发射波形的方法和连续二次规划修正法,且PAPR的约束和序列长度变化几乎不影响算法性能.
  • 天波雷达子空间分解类海杂波抑制方法评估
    关泽文,陈建文,鲍拯 p15-20
    构建了基于子空间分解的天波超视距雷达海杂波抑制方法统一模型,并在该模型下阐释了基于特征值分解、奇异值分解和高阶奇异值分解三种典型方法的机理,给出了模型预设参数的选取方法,结合信杂比改善因子比较分析了三种方法在不同数据条件下的性能,并讨论比较了实现复杂度.最后通过对实测海杂波数据的处理分析验证了三种典型方法在存在低可探测舰船目标下的有效性和鲁棒性,试验表明:基于高阶奇异值分解的海杂波抑制方法的有效性和鲁棒性较优.
  • 一种基于统计流形的定位算法
    夏斌,袁文浩,谢楠,刘倩 p21-24
    为了提高传统的统计流形定位算法的精度,提出了一种基于统计流形的新定位算法,充分利用未知节点之间的距离信息,实现多个未知节点的同时定位.该算法建立了包含未知节点之间的距离信息的测距模型,通过自然参数和自然统计量来重新参数化,将测距模型的求解问题转化为弯曲指数分布族的参数估计问题,采用统计流形的自然梯度迭代求解;同时,给出了系数矩阵的一般构造方法,该矩阵的构造除了与未知节点和锚节点之间的距离有关,还与未知节点之间的距离有关.仿真结果表明:与传统算法相比较,新算法定位精度更高,收敛速度更快.
  • 具有强鲁棒性的导弹自适应滑模控制
    李小兵,何阳光,赵思源,陈峰 p25-29
    针对导弹飞行过程中存在的参数摄动、干扰和不确定性问题,建立了俯仰平面内的姿态控制系统的数学模型,并把推力视为扰动对模型进行简化,将模型参考滑模控制和自适应控制相结合,先对参考模型进行滑模控制器设计,在此基础上对系统模型设计滑模控制器,对趋近律参数进行调整,并设计自适应律估计系统中的干扰和不确定性部分.最后将设计的控制器应用于导弹姿态控制中,并用李雅普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性.仿真结果表明:所设计的控制器对给定的信号具有较高的跟踪精度,对不确定性和未知干扰也有较强的鲁棒性,同时也说明了把推力视为扰动的合理性.
  • 云数据中心基于阈值的虚拟机迁移节能调度算法
    吴小东,韩建军 p30-34
    针对采用虚拟机迁移技术在云计算数据中心同时考虑能耗与服务等级协议(SLA)违约优化的问题,提出一种基于阈值的虚拟机部署节能算法(THRSD-MMT).该算法通过对虚拟机运行状态的统计分析,估算虚拟机所需中央处理器(CPU)性能需求(每秒处理百万条指令数MIPS)的期望值与标准差,进而动态地计算主机所需MIPS数量;同时,算法结合静态阈值的设置,以便更准确地预测主机的违约情况并判断虚拟机迁移的时机,从而能够在降低SLA违约的同时减少能耗.实验结果表明:与其他算法相比,提出的算法能够显著降低SLA违约率并节能,具有较好的综合性能.
  • 自适应搜索云逃逸的果蝇优化算法
    张水平,陈阳 p40-44
    针对果蝇优化算法解决高维复杂问题时存在的早熟收敛问题,提出一种自适应搜索云逃逸的果蝇优化算法.分析了果蝇优化算法恒定步长会影响算法的寻优精度,以算法的迭代步值为引导因子设计自适应的搜索方式,协调算法全局搜索与局部搜索的能力.在算法搜索后期,为避免种群多样性过早丧失而导致求解问题陷于局部最优解,以云模型为基础设计云逃逸机制协助算法跳出局部限制进行深度搜索.对10个不同优化问题的实验表明:所提算法从求解精度、收敛速度以及稳定性方面都具有更良好的性能.
  • 面向级联失效的复杂层次网络可靠性
    李锴,何永锋,吴纬,刘福胜 p45-51
    为深入研究现代军事复杂网络在级联失效下的可靠性,基于复杂网络的小世界效应、无标度特性和层次模块性,通过网络模块复制迭代方式,构建复杂层次网络模型;在不完全信息条件下,提出一种失效节点负荷局部再分配模型,利用网络连通熵作为网络连通性指标,建立复杂层次网络级联失效模型.研究结果表明:存在一个容限系数的最小阈值,当网络中的容限系数大于该阈值时,任意一个底层叶节点失效均不会导致网络发生级联失效,同时可以通过增加网络模块内部连接程度的方式提高网络可靠性.
  • 基于PEV准则的D-UMOP求解方法及应用研究
    孟祥飞,王瑛,姚頔,李超 p52-58
    针对目标函数相关的不确定多目标规划问题提出了一种在期望-方差准则下的求解方法.首先,给出了不确定多目标规划的等价模型,基于期望-方差准则和帕累托有效解的定义,利用线性加权或理想点法将原问题转化为不确定单目标规划问题,再利用该准则将不确定单目标规划问题转化为确定型单目标规划问题;其次,通过相关理论推导证明了在该准则下转化后的问题求得的最优解是原不确定问题的帕累托有效解;最后,结合不确定多目标规划模型在航路网络容量评估中的应用,设计了一个具有代表性的数值算例以说明本文方法的有效性,考虑算例的特点,用遗传-粒子群算法进行了求解.
  • 基于强化学习的服务规划生成方法
    张梦洋,田国会,龚京,袁媛 p59-63
    提出了一种基于强化学习的半监督学习方法,将家庭服务相关的自然语言信息转化为服务规划.首先,构建与家庭服务相关的交互环境,并赋予环境中物体对应的状态属性;其次,针对稀疏激励问题,设计即时激励和延时激励,提高动作交互过程中的奖励值,引导动作选择向最优化发展;然后,构建物体状态向量并结合余弦相似度作为衡量服务执行的标准;最后,针对生成的服务规划设计对比实验.实验结果表明:该方法能够提升规划生成的准确率并加快收敛速度.
  • 柔性关节机械臂自适应神经网络动态面控制
    顾义坤,刘宏 p64-69
    针对柔性关节机械臂动力学模型具有非线性、不确定性和未知的外界扰动等问题,提出了基于自回归小波神经网络的自适应动态面控制方法.采用对于非线性系统具有良好学习和快速收敛能力的自回归小波神经网络,在线观测和补偿动力学模型的不确定项.并应用动态面方法设计控制器实现了关节轨迹跟踪控制.仿真和实验结果显示:当存在模型参数不准确及未建模的外部扰动力矩时,控制算法表现出良好的自适应能力,与传统动态面法和PD(比例微分)控制相比较,显著提高了柔性关节的位置跟踪精度.
  • 基于改进粒子群优化算法的混沌系统参数估计
    石建平,李培生,刘国平,刘鹏 p70-76
    提出了一种改进的粒子群优化算法用于解决混沌系统的参数估计问题,从粒子种群的初始化、惯性权重调整策略、差分变异进化、粒子位置与飞行速度的越界处理、局部变尺度深度搜索5个方面对标准粒子群算法进行综合改进,合理有效平衡了算法的全局探索能力与局部开发能力.基准函数测试表明了该算法的全局搜索能力、可靠性及搜索速度都有很大改善,有效克服了标准粒子群算法的早熟收敛现象.以Lorenz混沌系统为例进行仿真实验,结果验证了所提方法的有效性.
  • 基于混沌理论的高炉一氧化碳利用率的预测研究
    肖登峰,安剑奇,吴敏,何勇 p77-81
    以一氧化碳利用率为能耗评估指标,在高炉一氧化碳利用率混沌特性的基础上,提出了一种基于混沌理论高炉一氧化碳利用率的预测方法.首先以两座具有代表性的中高型高炉的一氧化碳利用率时序为样本,采用混沌相空间重构技术,对其进行相空间重构.其次利用自相关方法和G-P方法计算其重构空间的参数(时滞时间和嵌入维数).最后基于已获的混沌重构相空间参数,采用混沌加权一阶多步预测方法,建立高炉一氧化碳利用率的混沌预测模型,对其进行多步预测.现场实际数据的预测结果表明了所提出方法的有效性和预测模型的精准性.
  • 负刚度悬架系统动力学特性及其性能研究
    顾信忠,李舜酩,程春 p82-87
    为了研究负刚度悬架系统的动力学特性及其对车辆平顺性和操纵性能的影响,首先根据空气弹簧的实验数据和悬架刚度特性的仿真结果,建立了半挂车两自由度悬架系统动力学方程,采用四阶龙格-库塔方法分析了系统随激励频率和振幅变化的分岔图、相轨迹和庞加莱截面,并根据最大李雅普诺夫指数研究了空气弹簧线性刚度系数k1和减振器阻尼系数c对悬架系统混沌特性的影响.然后建立了负刚度悬架系统的仿真模型,计算了挂车在B级和C级道路上的平顺性.最后采用多体动力学仿真技术模拟挂车的等速转向过程,通过挂车车身侧倾角对比分析了车辆的操纵性能.结果表明:负刚度悬架系统存在分岔和混沌现象,改变系数k1可以改变混沌区域的宽度,而阻尼系数c的变化可使李雅普诺夫指数曲线上下平移;B级和C级两种路面上,负刚度悬架挂车车身加权加速度均方根值比线刚度悬架挂车降低了71.0%和77.6%,悬架动挠度均方根值增加了279.5%和87.1%,轮胎动载荷比后者分别增大了17.1%和14.2%;等速转向过程中车身侧倾角达到了7.53°,大侧倾角降低了轮胎的平均侧偏刚度,使得车辆的操纵性能变差.
  • 齿形换挡带式制动器接合过程研究
    马彪,周如意,李和言,李亚熙 p88-93
    为了研究制动器接合过程的转速、转矩特性,将接合过程分为消除间隙、齿顶滑摩、钢齿啮合和碰撞四个阶段,建立了接合过程动力学模型,分析了制动带的受力情况和制动鼓的转速变化,并运用Matlab进行制动器接合过程仿真,确定了成功接合所允许的制动鼓初始角速度的范围以及不同初始转速下的转矩冲击.研究表明:制动器成功接合初始角速度随电磁缸拉力增大而增大,随制动带径向刚度增大而减小.此外,台架试验验证了齿形换挡带式制动器转矩冲击模型,制动器在仅提供较小电磁拉力下能克服转矩冲击,实现制动.
  • 复合式电磁悬挂阻尼优化及控制
    张进秋,彭虎,张雨,黄大山 p94-100
    为解决传统馈能悬挂难以平衡减振及馈能需求,不具备失效-安全特性且电机馈能时存在低速下的死区情况的问题,设计了电磁作动器与磁流变减振器并联的复合式电磁悬挂及馈能电路,并建立了相应的数学模型;为对悬挂综合性能进行有效评价,建立了考虑馈能性的综合性能评价指标;根据对减振和馈能的侧重,设计重视乘坐舒适性、两者同等重视及重视馈能性能3种工况,分析了最优阻尼值及相应的阻尼调节方法;基于线性二次型最优(LQR)控制对3种工况下的减振及馈能性能进行了台架试验.结果表明:复合式电磁悬挂(CES)解决了传统馈能悬挂在系统失效下的无阻尼问题;通过设计直流/直流(DC/DC)升降压电路可实现稳定充电,解决了死区条件下无法馈能的问题;根据路况及需求对乘坐舒适性及馈能性的侧重调节,有效实现了减振及馈能的平衡.
  • 基于集中参数法的内啮合齿轮泵仿真
    杜睿龙,谢安桓,周华,杨华勇 p101-106
    建立了内啮合齿轮泵的集中参数模型,用于分析泵的工作性能,包括泵的容积效率、出口流量及压力脉动、困油流量以及三角槽流量等.将泵内部容腔划分成吸油腔、过渡腔、排油腔及困油腔四个容腔,并对每个容腔基于流量连续性方程建模,分析容腔的压力及流量变化过程.通过对出口流量和出口压力脉动两方面的仿真结果与试验数据的对比,验证了模型的正确性.仿真结果表明:困油流量会使得泵出口流量上升;此外,还会使得泵出口压力脉动及流量脉动下降,下降比例达46%和60%.三角槽流量使得过渡腔压力平稳过渡,但是会导致泵出口流量下降;此外,三角槽流量和泵内泄漏会导致泵出口压力脉动及流量脉动上升,上升比例达16%和60%.
  • 脊状结构表面圆柱绕流的流体特性研究
    王伟,宋保维,毛昭勇,张婷颖 p107-111
    通过构造脊状结构表面,采用非定常数值计算方法,对圆柱表面的绕流场及其水动力特性进行数值计算和研究.结果表明:不同结构参数h和θ的脊状结构对圆柱绕流的控制作用均不同,最佳的结构参数分别是h=2 mm和θ=10°;在一定雷诺数条件下,脊状结构表面既可以减小圆柱表面阻力,又可以有效控制圆柱的脉动升力并延缓边界层的分离;随着雷诺数的增大,脊状结构对圆柱绕流的控制效果会减弱.计算条件下的最优控制效果为:阻力系数最大减少32.56%,升力系数最大减少65.41%,因此提出的脊状结构表面的方案对于控制圆柱表面绕流造成的疲劳损伤或破坏具有一定的参考价值.
  • 圆碟形水下滑翔机运动特性研究
    周晗,王天霖,于鹏垚 p112-118
    为了研究圆碟形水下滑翔机的运动特性,基于动量(矩)定理建立圆碟形水下滑翔机的运动控制方程,采用四阶龙格-库塔法求解.从圆碟形外形对运动性能的影响、垂向运动控制和微力矩控制转向角度三个方面对圆碟形水下滑翔机的运动特性进行研究.结果表明:圆碟形水下滑翔机的全翼身外形提高了升阻比并大幅降低了转向运动半径,大幅提高了其在小水体内的机动能力;水下定深性能较高,并且耗能较低;微力矩控制转向是可行的,滑翔机在小水体内能够灵活地运动.
  • 三角波作用下峰前峰后砂岩力学响应试验研究
    刘杰,付玲莉,杨渝南,王飞 p119-126
    对同一砂岩,在相同围压、荷载峰值及应力水平、不同位移速率控制条件下,进行了三角波峰前峰后加卸载实验,选取峰前峰后45 MPa应力区间两个循环加载段进行对比分析,得出表观弹性模量与轴向变形存在线性关系;推导得出三角波位移/围压控制荷载作用下的加载速率预测公式与i时刻的能量预测公式,峰前峰后加载速率与能量的预测计算结果与实测结果较为相符,验证了该线性关系的工程及理论推导应用价值;定义了力加载的加速度和位移速度的放大倍数分别为K和V,得出位移速率的增加对力加载的加速度的增加具有线性增速效应,其中K/V峰前最大可达28倍,K/V峰后最大可达22倍,在工程实践中依此规律,由易测的位移速率预测力加载的加速度;加载段峰前增速效应比峰后大,卸载段峰前与峰后的增速效应相近;在相同的加载条件下峰后的滞后时间比峰前长;峰后加载全过程岩样所吸收的能量要大于峰前加载全过程岩样所吸收的能量,峰后岩石吸收峰值能量约是峰前的1.5倍,峰后岩石加卸载循环后内能约是峰前的2倍.
  • 长期荷载作用下再生混凝土梁徐变性能试验
    曹万林,冯宇,乔崎云,董宏英 p127-132
    为研究再生混凝土足尺梁长期变形规律,共设计制作了6根再生混凝土足尺梁.试验梁经过了750 d的长期稳定加载,通过在三分点和跨中分别布置百分表得到梁的挠度变形随时间变化的关系曲线.试验分析了不同骨料取代率对挠度的和徐变系数的影响.还进行了初始挠度分析,比较了中国规范和美国规范初始挠度计算的差异,得到再生细骨料的掺入会使再生混凝土梁刚度大幅降低,初始挠度过大,设计时应予以特别注意.试验对不同骨料取代率下再生混凝土梁挠度、徐变系数进行了非线性拟合分析,结果表明试验值与计算值较为相符,可作为今后再生混凝土梁长期变形计算的参考依据.
  • 多尺度融合dropout优化算法
    钟忺,陈恩晓,罗瑞奇,卢炎生 p35-39
    为了改善传统标准dropout无法根据特定数据集确定合适尺度的不足,提出了多尺度融合dropout (MSF dropout)方法.利用验证数据集对多个不同尺度的网络模型进行训练,通过学习得到符合该数据集特征的最佳尺度组合,让MSF dropout具备自适应数据集的能力,从而使网络能够使用最佳尺度来进行高精确度的预测.首先训练若干组不同尺度的网络模型,使用遗传算法求出各网络模型的最优尺度;然后通过最优尺度对对应的网络参数进行缩小得到预测子模型;最后以一定的权重将这些子模型融合成为最终的预测模型.使用MSF dropout在标准数据集MNIST和CIFAR-10中进行实验,实验表明:当选择了合适的尺度数量和尺度梯度后,预测精度获得了明显的提升,同时很好地控制了计算时间,验证了多尺度融合方法的有效性.

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

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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