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当期目录

    2012年, 第46卷, 第12期 刊出日期:2012-12-29 上一期    下一期
    自动化技术、计算机技术
    基于仿射几何不变量的鲁棒图像配准算法
    李斌, 叶昊
    2012,46 (12):  1881-1884. 
    摘要 ( 2364 )  
    提出了一种新的基于特征的鲁棒图像配准算法.该算法通过构造特征区域将仿射几何不变量应用到特征描述过程中,使其能够处理待配准图像之间满足仿射几何畸变的情况.由于在特征描述过程中,特征矢量计算量小且仅与控制点的坐标信息有关而独立于图像的灰度信息,故该算法不仅具有很好的时效性,而且对图像之间灰度值的偏差具有很好的鲁棒性.    
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    视频编码快速块匹配算法的改进
    丛爽, 蒲亚坤
    2012,46 (12):  1885-1890. 
    摘要 ( 2572 )  
    为了降低视频压缩中块匹配的运算复杂度,避免块匹配陷入局部极小值且维持较高的压缩比,提出了一种快速块匹配的搜索算法.首先判断图像块是否静止,若是,停止该块的搜索;反之,通过运动矢量预测确定搜索中心点,并由中心点由内向外搜索,同时结合搜索停止判断条件,提前终止搜索.对改进块匹配快速搜索算法与全搜索和菱形快速搜索进行了仿真实验和对比分析,并将提出改进的运动估计算法在一个实际的机械臂远程视觉控制系统中进行了应用.结果表明:在全搜索、菱形快速搜索和快速块匹配搜索算法中,快速块匹配算法综合性能是最好的.    
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    高效计算时间最优轨迹的牛顿-共轭梯度增广拉格朗日方法
    李树荣, 张强, 张晓东, 雷阳
    2012,46 (12):  1891-1895. 
    摘要 ( 2785 )  
    基于牛顿-共轭梯度(Newton-CG)增广拉格朗日算法, 给出了一种计算机数控(CNC)系统时间最优轨迹规划问题的高效求解方法. 通过非线性变量代换, 时间最优轨迹规划问题被表述为一个固定时间域的凸最优控制问题. 基于扩展极大值原理, 证明了弦误差与分轴加速度约束的时间最优轨迹具有bang-bang的约束结构. 基于控制向量参数化方法, 问题被转化为具有无穷维约束的半无穷规划问题. 通过构造拉格朗日函数, 约束优化问题转化为一系列无约束问题. 由于问题凸性, 故迭代求解采用高效的线搜索Newton-CG方法. 通过求解给定测试路径的时间最优轨迹规划问题, 验证了所提方法的有效性.    
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    间歇式化工形式化建模与顺序控制器设计
    罗继亮, 陈雪琨, 齐鹏飞, 赵坡
    2012,46 (12):  1896-1900. 
    摘要 ( 1889 )  
    摘要: 
    针对间歇式化工生产过程,根据执行机构网元件提出了其受控Petri网模型的设计方法,将工艺流程描述为变迁串的顺序控制目标,继而根据基本变迁串将工艺流程描述为Petri网的线性约束.最后,利用库所不变量方法设计监控库所,给出顺序Petri网监控器,实现了复杂化工过程的闭环控制系统的形式化建模、分析和优化.
    关键词: 
    离散事件系统; Petri网; 间歇式化工; 顺序控制; 监控
    中图分类号:  TB 61; TK 31
    文献标志码:  A    
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    一般工业技术
    超临界参数机组负荷控制与优化策略
    金晓明1, 杨马英2, 杨荻1
    2012,46 (12):  1901-1906. 
    摘要 ( 2298 )  
    针对超临界参数机组多变量耦合和非线性的特点,提出一种以煤耗最小化为目标的广义预测控制策略(GPC),并分别采用线性规划(LP)与目标规划(GP)进行稳态目标计算.仿真研究结果表明:在不需要目标协调时,GP+GPC与LP+GPC具有相同的性能曲线,能够在基本控制目标实现的前提下,有效地降低生产煤耗,并具有一定的鲁棒性;而在需要目标协调时,GP+GPC能协调好控制目标与经济优化指标之间的优先级关系.  
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    自动化技术、计算机技术
    基于T-S模型的高炉煤气系统模糊建模
    盛春阳, 赵珺, 王伟, 刘颖
    2012,46 (12):  1907-1913. 
    摘要 ( 2689 )  
    针对钢铁企业高炉煤气系统这一复杂非线性系统的建模问题,提出一种基于数据的高炉煤气系统模糊建模方法.基于TS模糊模型的高炉煤气系统辨识模型,考虑系统中煤气调节用户的人为干扰特性,采用条件模糊聚类的方法来对输入/输出空间进行划分.引入模糊思想,使模型能够更好地适应工业噪声的干扰.利用贝叶斯线性回归方法求解模糊模型的后件参数,避免了后件参数求解过程中常出现的异常解问题.通过对实际企业高炉煤气系统的实验验证,结果表明了所提出的高炉煤气系统模糊建模方法的有效性,可进一步用于实施高炉煤气系统的优化与调度工作.  
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    经济性能评估的炼焦生产过程优化运行方法
    雷琪1, 2, 吴敏1
    2012,46 (12):  1914-1919. 
    摘要 ( 2713 )  
    针对炼焦生产过程中缺少性能评估环节而难以确保过程优化运行的问题,提出了一种基于经济性能评估的炼焦生产过程优化运行方法.该方法在炼焦生产过程经济效益指标和焦炭质量过程性能指标对协调优化级进行性能评估的基础上,结合模型置信度,建立专家规则,及时修正经济指标预测模型;基于焦炭产量、炼焦能耗等经济指标,以焦炭质量和工艺条件为约束,对炼焦生产过程进行协调优化,使得炼焦生产达到良好的运行状态.仿真结果表明,所提方法能显著地提高焦炭产量、降低能耗.   
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    基于改进混合高斯模型的交通流背景检测算法
    吕复强1, 王慧1, 刘泓2
    2012,46 (12):  1920-1925. 
    摘要 ( 2908 )  
    针对交通流视频中道路背景像素较为统一的特点,提出一种基于时空信息的双混合高斯模型背景检测算法.该算法先构造像素时间域混合高斯模型进行时间域的检测,并采用双重阈值分别判断前景与背景.当某像素无法准确判断时,针对该像素邻域构造空间域混合高斯模型,以空间域的检测结果代替时间域的检测.通过不同的交通流视频中的测试和比较,验证了所提出的算法能有效地融合像素自身的时间信息与像素间的空间信息,提高了检测初始阶段的鲁棒性,同时有效地解决了出现停车现象时的误检测问题.    
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    机械仪表工程
    钢铁二次能源利用效率的评估
    朱理, 苏宏业, 沈清泓, 卢山
    2012,46 (12):  1926-1930. 
    摘要 ( 1952 )  
     通过建模、模拟、评估和优化的整体思路,对钢铁企业二次能源的利用效率进行评估.结合国际标准和国家标准的对象过程方法对钢铁企业二次能源利用过程进行建模和模拟,采用综合能耗指标进行评估,并分析了钢铁可燃气体副产煤气的利用消耗过程.最后,对其利用效率进行评估.    
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    自动化技术、计算机技术
    基于Q学习的无人机三维航迹规划算法
    郝钏钏a, 方舟b, 李平a
    2012,46 (12):  1931-1935. 
    摘要 ( 3022 )  
     针对现有的基于强化学习的无人机航迹规划方法因无法充分考虑无人机的航迹约束而使规划获得的航迹可用性较差的问题,提出一种更有效的无人机三维航迹规划算法.该算法利用无人机的航迹约束条件指导规划空间离散化,不仅降低了最终的离散规划问题的规模,而且也在一定程度上提高了规划获得的航迹的可用性,通过在回报函数中引入回报成型技术,使算法具有满意的收敛速度.无人机三维航迹规划的典型仿真结果表明了所提出算法的有效性.
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    基于主成分分析的磨矿旋流器机理模型
    李华怡, 刘炜
    2012,46 (12):  1936-1939. 
    摘要 ( 2444 )  
    针对我国以螺旋分级机为1段分级设备的两级磨矿流程,进行了磨矿过程旋流器机理模型的研究.首先,分析了磨矿过程,并结合主成分分析方法确定对系统运行起主要作用的变量用于建模.然后,建立磨矿旋流器机理模型,采用规则推理确定模型参数.最后,应用某选矿厂磨矿分级生产数据设计并进行仿真实验.结果表明,该模型对旋流器溢流粒度分布的仿真与实测结果的动态特性相符.解决了磨矿旋流器运行过程模拟问题,为磨矿分级优化控制研究提供了合适的动态模型.    
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    基于黄金分割法的阶梯式约束预测控制
    鲍荣, 何德峰, 郑凯华
    2012,46 (12):  1940-1944. 
    摘要 ( 2925 )  
     针对约束开环稳定系统,提出一种基于黄金分割法的阶梯式约束预测控制算法.采用阶梯式控制策略降低预测控制在线计算量,并引入黄金分割法处理系统约束条件,通过在线优化计算当前时刻的预测控制增量,进而得到预测控制量.最后,通过仿真实例,验证了所提出的算法有效性.    
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    基于多源信息可信度的高炉料面温度检测方法
    安剑奇, 吴敏, 何勇, 曹卫华
    2012,46 (12):  1945-1950. 
    摘要 ( 2234 )  
      摘要: 
    针对高炉料面温度难以准确检测的问题,提出一种基于多源信息可信度的高炉料面温度在线检测方法.根据高炉3种异类检测信息的各自特点分别估计料面温度,采用可信度理论通过融合单一信息的估计值计算高炉料面温度.在某钢铁企业2 200 m3高炉应用结果表明,所提出的方法能够准确地检测高炉料面温度,为复杂冶金过程状态检测提供了新的解决思路.
    关键词: 
    高炉; 料面温度; 可信度; 信息融合
    中图分类号:  TP 29
    文献标志码:  A    
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    能源与动力工程
    基于模型迁移的磨矿过程混合蛙跳算法-小波神经网络软测量建模及重构
    王介生, 杨阳, 孙世峰
    2012,46 (12):  1951-1955. 
    摘要 ( 2231 )  
    摘要: 
    以磨矿过程的关键工艺指标(磨矿粒度和磨机排矿速率)为预测对象,提出一种基于小波神经网络(WNN)的自适应软测量建模方法.通过对磨矿过程工艺的分析,选取了软测量模型的辅助变量,利用混合蛙跳算法(SFLA)对WNN软测量模型的结构参数(小波函数伸缩因子、平移因子和网络连接权重)进行优化,实现软测量模型输入输出变量之间的非线性映射;并采用模型迁移思想及输入输出修正规划方法实现软测量模型的重构,以解决输入矿石品位改变这一动态工况下的模型自适应校正问题.仿真结果表明,所提出的模型能够显著提高磨矿过程中经济技术指标预测的精度和鲁棒性,满足磨矿生产过程的实时控制要求.
    关键词: 
    磨矿过程; 软测量; 小波神经网络; 混合蛙跳算法; 模型迁移
    中图分类号:  TK 232
    文献标志码:  A    
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    其他
    粒子群投影寻踪算法在岩爆预测中的应用
    周宣赤1, 白春华1, 王仲琦1, 林大超2
    2012,46 (12):  1956-1961. 
    摘要 ( 2629 )  
    对岩爆有影响的三项主要因子:洞室最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值、脆性系数和弹性能量指数作为岩爆灾害预测的主要判别指标,通过粒子群优化算法和投影寻踪算法建立了相应的岩爆预测分析模型.该模型采用粒子群算法优化投影指标函数,确保了模型参数的准确性;同时利用逻辑斯谛曲线函数建立投影值与经验等级之间的非线性关系.研究表明,用粒子群投影寻踪回归模型进行岩爆预测,避免了传统预测方法由于主观原因造成的误差,预测精度较高.通过将所建模型应用到秦岭隧道和冬瓜山铜矿的岩爆预测中,得到与实际情况较符合的预测结果.  
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    自动化技术、计算机技术
    基于反馈学习粒子群算法的极值搜索控制
    董方, 谢磊, 张建明
    2012,46 (12):  1962-1966. 
    摘要 ( 2633 )  
    将基于反馈学习的粒子群 (Feedback Learning Particle Swarm Optimization,FLPSO) 算法引入极值搜索控制中,并且应用经典跟踪参考信号的方法,进一步改善极值搜索控制的性能.仿真结果显示,算法使系统控制输出平稳,并且系统性能输出快速渐进收敛到最优值,改善了基于格拉姆矩阵设计的极值搜索控制算法中存在的输出震荡问题.  
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    可视化过程控制实时仿真系统设计与开发
    王芳, 吴敏, 娄明山, 曹卫华
    2012,46 (12):  1967-1970. 
    摘要 ( 2383 )  
    针对复杂工业过程建模与仿真设计的特点和要求,设计并实现了一套面向典型过程控制的集组态、仿真和监控一体化的可视化实时仿真系统.系统结构主要包括前台用户操作、中间数据通信和后台仿真计算3部分,采用面向对象和模块化的设计思想,通过VC++编程,将组态界面和原理界面与Simulink仿真模型整合在一起,实现了工艺流程组态图和原理图的可视化、仿真计算、曲线显示和与外部PLC实时通信等功能,可供控制系统的生产过程模拟、半实物实时仿真、参数设置以及工艺流程学习等过程使用.测试表明,所设计的系统操作简单,界面美观,通用性强,易于二次开发.    
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    电工技术
    基于统计分析和多支持向量机的风电功率坡度事件分类预测
    李福东1, 2, 吴敏1, 冯高熠3
    2012,46 (12):  1971-1976. 
    摘要 ( 3009 )  
    为准确评估风电功率变化行为的影响,优化风电系统控制,提出了基于统计分析和多支持向量机的风电功率坡度事件分类预测方法.通过对风电功率坡度事件进行定义和分类,利用风电场的实际运行数据,对不同统计周期和不同方向的坡度事件幅度分布和时间段分布进行了统计分析,找到了功率坡度事件变化的内在规律.在此基础上,将二元支持向量机(Support Vector Machine,SVM) 拓展到多支持向量机 (Multiple Support Vector Machines,MSVMs),建立了对功率坡度事件类别的一步和多步预测.实验结果表明,所提方法具有较高的坡度事件预测精度和稳定性,可以对风电功率变化进行准确的风险预测,有利于风电系统的优化控制.    
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    其他
    基于系统随机变动的时间缓冲设置方法
    胡新宇, 周炳海
    2012,46 (12):  1977-1982. 
    摘要 ( 2268 )  
    为了最大化瓶颈工站的利用率,在获得较高系统产能(TH)的同时得到一个合理的制造周期(CT),构建了一种确定半导体晶圆制造系统中瓶颈工站前合适的时间缓冲的启发式算法.首先,根据排队理论及系统随机变动特性,提出了G/G/m排队网络模型.其次,根据瓶颈工站多重入特性,对时间缓冲进行分解.在此基础上,提出了一种确定合适时间缓冲的启发式算法.最后,根据时间缓冲,提出投料策略,并对算法进行仿真实验.结果表明,所提出的算法是有效可行的.    
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    多目标优化下的手术室分派调度问题
    张政, 谢晓岚, 耿娜
    2012,46 (12):  1983-1988. 
    摘要 ( 2804 )  
    针对手术室分派调度的4个优化指标:开放成本、加班成本、手术切换和偏好,提出了手术室分派调度的线性规划模型,并利用蒙特卡洛方法考虑了手术时间的不确定性.采用了标准的线性规划求解器(Cplex)进行实例求解,结果表明,所提出的方法能有效减少手术室运营总成本、手术室的平均加班时间和手术的切换次数,在很大程度上满足了手术偏好要求.
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    基于博弈论的制造企业开展全生命周期服务的策略研究  
    贾耀锋, 苗瑞, 曹金涛, 王丽亚, 江志斌
    2012,46 (12):  1989-1993. 
    摘要 ( 2137 )  
    以顾客对服务的理性感知为前提,建立了制造企业在产品全生命周期内开展服务的双寡头博弈模型,并进行了Nash均衡求解.数值模拟了服务质量边际成本系数和顾客初始服务价格感知系数变动对该模型均衡解的动态变化过程.指出了制造企业开展产品全生命周期服务后,制造企业和独立服务企业均能获益,服务均衡定价随服务质量边际成本系数的增加而递增,随顾客初始服务价格感知系数的增加而递减.随着产品剩余寿命的减少,制造企业需要降低服务质量和服务价格,才能占领独立服务企业的服务范围.    
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    考虑产能投资分担的供应链契约协调研究  
    孔融, 董明, 刘少轩
    2012,46 (12):  1994-1998. 
    摘要 ( 2237 )  
    研究了由一个零售商和一个供应商构成的二级生产供应链.后者为前者提供定制化的产品,且产品需求是随机的.由于提前期较长,供应商需要在零售商确定订单前建立产能.假设供应商承担所有产能投资,则其是否能够建立满足零售商需求的产能却是个未知数.通过计算供应商和零售商双方在批发价格契约和产能投资分担契约下的最优利润,并相比较批发价格契约,在分散决策供应链的产能投资分担契约下,双方的利润得到了提高,并且供应商也因此愿意建立更多的产能.最后,通过数值分析,证明了在产能分担契约下,零售商和供应商的最优决策及最大利润的变化关系.  
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    机械仪表工程
    基于测量系统能力的多变量工序能力指数模型
    刘磊, 刘利
    2012,46 (12):  1999-2002. 
    摘要 ( 2536 )  
    综合了以往多变量工序能力计算模型的基础上,提出了一种基于测量系统能力的指数计算模型.该模型加入了新的影响因子——测量系统能力,并将测量系统的误差反映到计算模型中,实例分析表明,忽略测量系统能力的指数模型低估了工序能力,提出的新算法纠正了这一偏差,更能反映生产工艺的实际情况.    
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    其他
    基于禁忌搜索的柔性作业车间分批调度
    陆汉东, 何卫平, 周旭, 李亚杰
    2012,46 (12):  2003-2008. 
    摘要 ( 2812 )  
    针对柔性作业车间的分批调度问题,提出了一种基于禁忌搜索算法的柔性分批调度算法.首先进行批次初始划分;然后利用禁忌搜索算法优化批次加工路线和子批加工顺序;最后在零件子批数不变的前提下,利用批量变化局部搜索进行批量分割的优化,实现了最小化完工时间和机床负荷的调度目标.实例分析结果证明了柔性分批调度算法的可行性、高效性和适用性.
       
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    单机系统的生产调度与预防性维护的集成优化
    崔维伟1, 陆志强2
    2012,46 (12):  2009-2013. 
    摘要 ( 2808 )  
    针对单机系统,提出一种综合考虑生产调度和设备维护的联合决策模型.该模型利用目标规划的方法联合优化生产与维修部门各自的目标,决策工件的加工顺序和机器维护的方式.设计了遗传算法对模型进行优化求解,并与枚举算法相比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合决策与独立决策相比较的数据实验结果表明,所提出的决策模型表现优异,能有效解决生产调度与设备维护的集成优化问题.    
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    闭环供应链定价模型及实证分析
    张潜, 赵菊红, 章志翔
    2012,46 (12):  2014-2018. 
    摘要 ( 2399 )  
    在随机需求条件下,构建基于制造商、零售商和第3方物流商(3PL)组成的具有产品再制造功能的闭环供应链定价模型.分别在集中决策与分散决策情况下,采用博弈理论对模型进行分析.结果表明:相对于分散决策而言,集合决策下销售价格更低、回收价格更高、销售量更大,集中决策的系统利润明显大于分散决策.通过对机电行业的实证分析,证明了闭环供应链定价模型的有效性和实用性.    
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    基于队长依赖的服务能力补充策略分析
    韩超, 李娜, 江志斌, 庄静
    2012,46 (12):  2019-2023. 
    摘要 ( 1738 )  
    摘要: 
    根据多类型顾客排队系统的研究现状,提出考虑不耐烦顾客的多类型顾客排队模型的队长依赖能力补充策略.首先设计了独享补充系统模型和共享补充系统模型,并根据连续时间马尔科夫过程对系统进行数学建模.其次对系统模型进行了稳态概率及相关性能的推导和求解.然后对两类系统模型的性能进行比较,并进一步提出系统净利润率公式,对两类系统模型进行成本分析.最后根据两类模型的分析比较,提出了各自的使用条件,为两类系统选优提供了参考.
    关键词: 
    排队系统; 能力补充策略; 成本分析
    中图分类号:  F 224.34
    文献标志码:  A    
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    集装箱港口物流园区建设规模预测方法  
    程东全, 顾锋, 陈国庆
    2012,46 (12):  2024-2028. 
    摘要 ( 2372 )  
    基于集装箱物流的特质,对港口物流园区的内涵和功能进行了界定,对港口物流园区规划与港口规划之间的关系进行了分析.阐述了港口物流园区的选址原则和选址影响因素,给出了港口物流园区规模定量估算的经验方法,讨论了枢纽港口物流园区空间布局设计的主要内容和基本过程.  
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