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当期目录

    2014年, 第48卷, 第05期 刊出日期:2014-05-28 上一期    下一期
    金属学与金属工艺
    曲线磨削无干涉的近似法向跟踪算法
    解斌,许黎明,杨子琦,胡德金
    2014,48 (05):  589-593. 
    摘要 ( 637 )  
    针对法向跟踪曲线磨削加工中砂轮与工件的干涉问题,提出了自动避开干涉的近似法向跟踪磨削算法,并对其进行数学建模.同时,结合生产实例,在数控曲线磨床上进行了实验验证.结果表明,所提出的算法能够实现基于最佳法向跟踪角的法向跟踪曲线磨削,可以找到磨削加工中工件曲线轮廓的干涉点,并且计算出砂轮避开干涉的最佳法向跟踪角和工作台旋转角度,从而实现对任意复杂曲线轮廓的磨削加工.

     
     
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    基于双相钢板DP780弯曲试验的模具材料磨损性能
    岳懂,孙利,于忠奇
    2014,48 (05):  594-599. 
    摘要 ( 750 )  
      采用U形拉伸-弯曲成形试验方法研究了用于先进高强度双相钢裸板DP780的3种模具材料的磨损性能.结果表明:经过热扩散碳化物覆层(TD)处理的模具材料V4E及DC53的耐磨损性最佳;经过真空热处理的模具材料DC53的耐磨性能较差;对于经TD处理的V4E及DC53,模具的磨损主要集中在凹模圆角入口0°~15°区域,而对于真空热处理的DC53,模具在凹模圆角和法兰处均出现了严重的磨损.

     
     
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    CO2激光焊接等离子体图像的三维重建
    王永贵,孙大为,蔡艳,朱俊杰,吴毅雄
    2014,48 (05):  600-604. 
    摘要 ( 92 )  
    利用一组同步触发的高速相机获取CO2激光焊接过程中等离子体在多个方向的投影图像,采用质心投影法则对等离子体图像进行微调以提高空间匹配度,通过相机标定以及投影权重因子的计算,建立了等离子体的三维图像与二维图像之间的投影关系方程,并利用代数迭代法求解方程,获得了等离子体的三维亮度分布.结果表明:与二维等离子体图像相比,所提出的激光焊接等离子体图像的三维重建方法具有较高的重建精度,能够更加准确地描述对象的整体特征和内部信息.
     
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    QSTE700型冷弯高强度钢方管的冷作硬化效应
    晁灿1,赵亦希1,康稳1,晏培杰2,马跃峰2
    2014,48 (05):  605-609. 
    摘要 ( 183 )  
    针对直接成方冷弯QSTE700型高强度钢方管的直边和角部进行单向拉伸试验,分析了其不同部位的力学性能,并将试验结果与普碳钢方管进行对比.结果表明:成形后,高强度钢方管直边部分的屈服强度和抗拉强度的增幅不大,焊缝区域的屈服强度提高了约10%;方管角部的屈服强度平均增幅为17.78%,明显低于普碳钢方管角部屈服强度的增幅,角部屈服强度的提高与实际的成形圆角有关.同时,将方管分为直边区和角部区,分别赋予材料真实力学性能参数进行有限元模拟,所得结果比均匀化材质更接近于真实情况.

     
     
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    高压氢气对金属材料断裂韧性的影响
    王艳飞,巩建鸣
    2014,48 (05):  610-613. 
    摘要 ( 133 )  
    基于应力诱导氢扩散理论、氢致键合力降低理论和线弹性断裂力学理论,提出了一个描述氢气对金属断裂韧性影响的数学模型,用于定量预测金属在氢气中的断裂韧性.结果表明,当已知金属在低压氢气中的断裂韧性时,利用所提出的模型可以外推出金属在高压氢气中的断裂韧性,从而避免了在高压氢气中测量金属断裂韧性所带来的危险性.同时,利用文献报道的几种金属材料在不同氢气压力下的断裂韧性试验值对模型进行验证发现,所建立的模型对预测金属在氢气中的断裂韧性具有较好的有效性.

     
     
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    数控机床不完全维修的贝叶斯可靠性评估
    王智明1,杨建国2
    2014,48 (05):  614-617. 
    摘要 ( 68 )  
    提出了在少样本故障数据情况下,数控机床不完全维修的贝叶斯可靠性评估方法,分析了广义更新过程虚龄模型参数的验前分布和后验分布,利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真方法获得了模型参数、累计故障数、故障强度和可靠度等可靠性指标的贝叶斯点估计和区间估计,并分析了某一现场数控机床不完全维修的可靠性.结果表明,与极大似然估计方法相比,贝叶斯可靠性评估方法具有较高的精度.

     
     
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    高强度双相钢板拉弯成形断裂的微观组织形貌分析
    何春锋,赵亦希,黄胜
    2014,48 (05):  618-623. 
    摘要 ( 85 )  
    引入拉弯比来表征高强度双相钢板在不同凸模圆角半径下的拉弯应力状态,根据不同的拉弯比判定不同的成形断裂模式,在剪切断裂试验平台上进行双相钢板的拉弯试验,并对断裂试样的微观组织形貌进行分析.结果表明:高强度双相钢的剪切断裂属于韧性断裂;凸模圆角半径越小及板料强度越高,板料越容易发生剪切断裂.
     
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    柔性滚弯成形工艺中边波的控制方法
    王镇晓,赵亦希,孔庆帅,于忠奇
    2014,48 (05):  624-628. 
    摘要 ( 140 )  
    建立了柔性滚弯成形数值模拟模型,分析了道次数目、变形路径及道次间距等主要工艺参数对边波的影响规律,并研究了
    边波控制方法.结果表明:变形路径对边波的形成影响很大;增加道次数目和道次间距,都可以减弱边波效应,通过合理设计变形路径,能够有效控制边波的产生.
     
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    基于G2连续Bézier曲线的刀具轨迹压缩算法
    赵晟1,毕庆贞1,王宇晗1,石璟1,刘钢2
    2014,48 (05):  629-635. 
    摘要 ( 135 )  
    针对复杂曲面的数控加工,提出一种基于Bézier曲线的刀具轨迹数据压缩算法.根据连续小线段的几何特征来筛选适用于被压缩的区域,将各个区域内的形值点转化为特殊的3阶Bézier曲线,选用最小二乘法拟合形值点,通过调整参数曲线控制点和插入过渡曲线,使得加工路径光顺并保证G2连续性,采用2阶Taylor展开来估计误差和控制拟合精度.结果表明:所提出的算法无迭代、实时性好,算法数据的压缩比高;采用Taylor展开估计的误差与真实误差很接近,可以有效控制拟合精度.

     
     
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    基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量
    张鹏贤,李明,代敦三
    2014,48 (05):  636-640. 
    摘要 ( 141 )  
    提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提取和细化;以细化的条纹图像为信息源来表征焊缝成形轮廓,并建立了焊缝宽度和焊缝长度的检测算法.实测结果表明,所提出的激光条纹辅助视觉测量方法能够实现焊缝成形尺寸的非接触自动测量,测定的焊缝宽度及焊缝长度可以满足焊缝成形表征的需求.
     
     
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    自动化技术、计算机技术
    基于快速留一交叉验证的核极限学习机在线建模
    张英堂,马超,李志宁,范红波
    2014,48 (05):  647-652. 
    摘要 ( 208 )  
    提出了一种基于快速留一交叉验证(FLOO-CV)的在线核极限学习机(OKELM),以逐次增加新样本与删除旧样本的方式进行在线训练;设计了一种无需人为设定、能够根据系统过程特性自适应改变的 FLOO-CV预测误差阈值,根据误差阈值仅引入预报误差较大的样本对模型进行更新,以提高模型的稀疏性和泛化能力;利用Hermitian矩阵求逆引理实现了对网络输出权值的递推求解,减小了在线存储空间和计算时间.经混沌时间序列预测和连续搅拌釜式反应器的过程辨识结果表明,相比于离线核极限学习机、无稀疏策略的在线核极限学习机和在线序贯极限学习机,OKELM具有更快的计算速度和更高的学习精度.
     
     
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    基于角度分布的高维数据流异常点检测算法
    朴昌浩1,黄质1,苏岭2,禄盛1
    2014,48 (05):  647-652. 
    摘要 ( 154 )  
    为了有效检测高维数据流中的异常点,提出一种基于角度分布的高维数据流异常点检测(DSOD)算法.运用基于角度分布的方法准确识别高维数据集中的正常点、边界点以及异常点;构造了基于正常集、边界集的小规模数据流型计算集,以降低算法在空间以及时间上的开销;建立了正常集、边界集的更新机制,以解决大数据流的概念转移问题.在真实数据集上的实验结果表明,所提出的DSOD算法的效率高于Simple VOA算法与ABOD算法,并且适用于大数据流上的异常点检测.
    关键词: 
    中图分类号: 文献标志码:  A
     
     
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    Curvelet感兴趣区域相关图的纹理图像检索
    苏赋
    2014,48 (05):  653-657. 
    摘要 ( 152 )  
    提出了一种基于感兴趣区域纹理图像的检索方法.对纹理图像进行Curvelet多尺度分解,根据各层子带的能量分布提取感兴趣区域,并量化感兴趣区域Curvelet系数,计算颜色自相关图而构造图像的特征向量.在Brodatz纹理库中的实验结果表明,与原有基于Curvelet的纹理图像检索方法相比,所提出的方法对纹理图像检索的效果更佳.
     
     
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    环状分布平面点集的凸包快速生成算法
    陈明,张丰,杜震洪,刘仁义
    2014,48 (05):  658-662. 
    摘要 ( 105 )  
    针对栅格辅助法在处理环状分布平面点集时计算效率较低的问题,提出了一种格网2次处理算法.通过比较离散点所在网格的空间位置关系,经2次剔除点集中绝大部分不可能成为凸包顶点的内点,减少了参与Graham扫描的点数,提高了计算效率.实验结果表明,与栅格辅助法相比,格网2次处理算法能够明显提高处理环状分布平面点集的效率,而且对于其他空间分布较为均匀的平面点集的处理效率也有一定程度的提高.
     
     
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    时间最优条件下任意两比特量子纠缠态的制备
    黄泽霞1a,2,黄德才1b,俞攸红1c
    2014,48 (05):  663-667. 
    摘要 ( 112 )  
    借助于海森堡模型,利用量子幺正门实现了量子状态幺正演化的时间最优调控.针对基态|00〉、|11〉、|01〉和|10〉,分析了均匀磁场作用下当时间最优时任意纠 
     
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    基于两级支持向量机分类的视频镜头分割方法
    俞璐1,2,乔瑞萍2,胡宇平2,赵静1,2
    2014,48 (05):  668-673. 
    摘要 ( 129 )  
    提出一种基于两级支持向量机分类的视频镜头分割方法.第1级分类器利用分段视频首尾帧直方图距离,结合滑动窗口和陷波方法计算分段视频的特征向量,通过支持向量机来分类筛选含有镜头边界的子段;第2级分类器根据不同间距的帧间直方图的距离特征,采用时间窗口法构造特征向量,利用二叉树支持向量机多分类策略检测镜头边界的位置.结果表明,所提出的方法能够同时提高切变和渐变的镜头边界的检测效果.
     
     
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    肠道内窥镜活检机器人系统
    陈雯雯,颜国正,王志武,刘华,姜萍萍
    2014,48 (05):  674-678. 
    摘要 ( 170 )  
    基于肠道活检诊疗任务,设计了气囊钳位和活检机构,研制出肠道胶囊内窥镜机器人,完成了在肠道中的自主运动、视频检查和活检取样任务,并通过实验检测了肠道活检机器人系统的性能.结果表明:采用花瓣气囊能够减小容积,缩短打气时间,并使钳位力提高至1.56 N;所用活检钳的剪切力大于10 N,且活检过程可视、动作可重复;在无线供能条件下,所研制的系统运行稳定.
     
     
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    无线电电子学、电信技术
    基于ZPET-FF和ESO的直线伺服鲁棒跟踪控制
    陈兴林,刘川,周乃新,王斌
    2014,48 (05):  679-684. 
    摘要 ( 147 )  
    提出一种将零相位误差跟踪和前馈(ZPETFF)与扩张状态观测器(ESO)相结合的重复控制方法,以提高宏动台直线电机伺服系统的跟踪性能.以ZPETFF作为前馈跟踪控制器,将信号估计器估计的跟踪误差和系统的实时误差作为其输入信号,将控制器对系统的跟踪误差进行实时补偿,以降低参数变化对系统的影响,有效提高系统的带宽和跟踪性能,减小系统的动态跟踪误差;采用ESO补偿系统中的各种扰动抑制噪声,以提高系统的抗干扰能力.实验结果表明,所提出的控制方法不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且减小了系统的跟踪误差.
     
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于判决反馈均衡的水声信道估计与通信算法
    罗亚松1,许江湖1,刘忠1,肖金石1,吴视野2
    2014,48 (05):  685-692. 
    摘要 ( 136 )  
    在分析基于最小均方信道估计算法的基础上,对计算量较小的匹配追踪算法进行改进,引入路径门限调整机制以克服虚假路径造成的不良影响,利用重要路径权系数的2次迭代修正方法,进一步提高了水声稀疏信道的估计精度;借助于信道估计值进行均衡系数的解算,利用判决反馈均衡器(DFE)的输出信号对信道估计质量进行实时评估,提出了一种基于DFE的信道长度自适应选择的信道估计算法,同时,通过仿真和实地实验验证了其有效性.结果表明,所提出的算法能够在未知水声环境下实现对信道估计算法的自适应调整以及对预估信道长度的合理选择,以较高的计算效率而实现对水声信道的精确估计,满足未知水声信道环境下的精确信道估计及通信应用需要.
     
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    一般工业技术
    基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法
    刘洪涛,梁振宁,胡文,莫锦秋,王石刚
    2014,48 (05):  693-701. 
    摘要 ( 157 )  
    提出了一种基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法.基于放大的微悬臂梁表面的纹理特征,在尺度空间内进行特征点的测量与匹配,在特征点处进行高阶的数字相关法计算以得到变形参数;将特征点处的变形参数进行二维插值运算以得到任意像素点处变形参数的初始值;采用牛顿拉普森迭代方法计算在特定网格点处的变形参数,进而得到网格点处的位移和应变.通过仿真变形图像的计算结果来确定数字相关法的设定参数,对实际的微悬臂梁变形图像进行应变场计算,并与有限元法的计算结果进行比较,以验证所提出方法的有效性.
     
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    综合退化数据与寿命数据的某型电连接器寿命预测方法
    王浩伟a,徐廷学a,周伟b
    2014,48 (05):  702-706. 
    摘要 ( 126 )  
    针对基于寿命数据的预测方法效率不高的问题,在进行温、湿度双应力加速退化试验的基础上,研究了通过分析加速退化数据而进行寿命预测的途径.为了充分利用所收集的产品寿命数据来提高预测精度,提出了综合退化数据与寿命数据的寿命预测方法.分别使用Wiener过程、逆高斯分布和广义Eyring模型对产品性能的退化数据、少量寿命数据以及产品反应率进行建模,并建立了综合以上信息的可靠性模型.在此基础上,利用Markov Chain Monte Carlo仿真方法得到模型参数的点估计值,通过Bootstrap自助抽样法获得了模型参数的估计区间.结果表明,所提出的综合退化数据与寿命数据的方法可以提高寿命预测精度.
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    机械仪表工程
    具有状态约束的机电伺服系统自适应鲁棒控制
    吴跃飞1,胡智琦2,马大为1,姚建勇1,乐贵高1
    2014,48 (05):  707-712. 
    摘要 ( 112 )  
    针对执行器动态及其状态受限、状态中存在测量噪声的问题,为伺服系统设计了一种基于非线性高增益观测器的自适应非线性鲁棒跟踪方法.基于系统位置测量值设计高增益观测器,利用滤波器消除噪声对观测器精度的影响,采用自适应律估计观测器增益,以保证观测器的鲁棒性.在设计过程中,引入一种新的障碍Lyapunov函数,以限制中间控制信号的幅值而满足系统对状态变量的约束要求,并通过Lyapunov方法验证了闭环系统的一致有界稳定性.结果表明,所提出的方法能够准确估算负载位置和速度.与传统的控制方法相比,其所观测的信息量较充分、估计精度较高、抗干扰能力及参数变化的鲁棒性较强.
     
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    摩擦补偿脉冲特征参数的自适应配置方法
    冯斌a,梅雪松a,b,杨军a,黄晓勇a
    2014,48 (05):  713-718. 
    摘要 ( 95 )  
    提出了一种摩擦补偿脉冲特征参数的自适应配置方法.依据运动轨迹参数、摩擦力矩、摩擦补偿效果最优值、相关动态特性信息以及伺服控制参数,通过动态迭代过程,精确计算出摩擦补偿脉冲特征参数,并在精密运动平台上进行了摩擦补偿脉冲特征参数的自适应配置实验.结果表明,在不同的工况及运动轨迹条件下,所提出的方法均能够达到较好的摩擦补偿效果,且其误差峰值偏差均小于1 μm.
     
     
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    其他
    基于协同网和任务情景的服务组合方法
    彭艳斌1,郑志军1,李吉明2,苏先创3,于成波4
    2014,48 (05):  719-724. 
    摘要 ( 152 )  
    介绍了服务映射库、协同网和任务情景的基本概念,提出了基于协同网和任务情景的服务组合方法.对用户查询请求的每一个输出对象单独生成完备协同网集,将输出的各协同网组合成组合服务以满足用户的需求,通过基于综合任务情景相似度的方法选取最佳组合服务并返回用户.结果表明,所提出的方法能够提高服务组合的成功率和效率.
     
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    考虑设施失效及客户重指派的网络选址模型及求解
    周娜1,朱伟2,宓为建1
    2014,48 (05):  725-729. 
    摘要 ( 126 )  
    基于无容量约束且固定费用的设施选址模型,综合考虑系统运作成本及其可靠性,提出了考虑失效概率及对客户多层级重指派的非线性混合整数规划模型,并用优化的拉格朗日松弛算法对线性处理后的模型进行求解.结果表明:拉格朗日松弛算法适用于中等规模的选址问题;相对于客户的多层级重指派,其设施失效概率对网络选址的影响较大.
     
     
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    显微损伤修复过程中骨组织纳米力学性能的变化
    王刚1,2,于志锋1
    2014,48 (05):  730-734. 
    摘要 ( 116 )  
    人工关节置换、骨折内固定等骨科植入物手术会在其周围造成显微损伤,这些机械性显微损伤会降低植入物周围骨的质量,影响其与植入物界面之间的结合强度,并进而影响植入物的长期稳定性.通过在山羊胫骨植入螺钉建立显微损伤模型,比较螺钉植入近端和远端两种不同情况下机械性显微损伤的产生和修复,以及修复过程中骨微观力学性能和骨组织元素成分的变化.结果发现:显微损伤产生和修复过程中,局部骨组织的硬度和弹性模量都呈现下降趋势;随着显微损伤修复的逐渐完成,其微观力学性能又有所恢复.

     
     
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    二轴导引头视线指向回路的鲁棒性设计
    王鲜芳1,苗军2,詹世涛2,3,钱志源2,4,王岁花1
    2014,48 (05):  735-740. 
    摘要 ( 133 )  
    以Yaw-pitch型导引头为研究对象,提出了一种具有鲁棒性的视线指向回路设计方法.根据各框架的动力学方程,建立了描述视线动态特性的微分方程,分析了干扰力矩、非线性和结构耦合等因素对框架结构运动与动力学特性的影响,对由基座角运动所致结构参数的摄动进行了定量估计,采用H∞稳定性理论设计了视线姿态的伺服控制器.仿真结果表明,所设计的回路对系统的不确定性、非线性和外界干扰力矩等因素具有较强的鲁棒性.
     
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