上海交通大学学报

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张洁1，潘聪1，孙寅斌1，吴立辉2，秦威1

2016,50 (05): 647-653.

摘要 ( 1515 )

摘要：为了满足晶圆制造Interbay物料运输调度的多目标和实时性要求，提出了一种基于改进匈牙利算法和模糊逻辑控制的智能调度方法.首先对晶圆工件的运输时间、等待时间、交货期以及加工特性这4个参数进行加权求和，建立晶圆工件的多目标运输成本模型；然后基于模糊逻辑控制的权重参数调节模型对各个权重参数进行动态调整，进而实时地计算晶圆工件的运输成本；最后以最小化运输成本为目标，采用改进匈牙利算法求取晶圆工件和运输小车的最优匹配方案.仿真实验结果表明，与传统的几种单一启发式规则比较，提出的调度方法能够有效减少晶圆工件的平均搬运时间和平均加工周期，具有较好的综合调度性能.

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基于球面磨削纹理的球度误差原位判别评估方法

单俊，许黎明，胡德金

2016,50 (05): 654-659.

摘要 ( 1008 )

摘要：对高硬度球面磨床中存在的几何误差进行了数学建模并分析其对球度误差的影响规律.建立了几何误差条件下磨粒运动轨迹的数学模型，定义了磨纹交错度这一特征量并用于评定机床几何误差的大小，提出通过视觉检测球体表面磨纹的交错度，进而判断球体球度的新方法.该方法可以在加工中对球体的球度误差进行原位评估，对球体球度的在线检测和误差补偿具有重要意义.

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联合故障与经济相关性的动车组多部件系统维护

王红,杜维鑫,刘志龙,杨欣翥,李忠学

2016,50 (05): 660-667.

摘要 ( 974 )

摘要：为了探讨部件间的相关性对系统维护计划的影响，基于复杂机械系统中部件间的相关性理论，利用故障链对部件间的复杂故障相关关系进行描述.根据部件在故障链中所处的层次对部件进行编号，建立了复杂机械系统中各部件的可靠度模型.通过将各部件的维护成本划分为固定成本和变动成本对经济相关性进行建模，以维护时间和维护成本为优化目标对系统各部件实施不定周期的成组维护策略.应用遗传算法对维护计划进行优化决策，结果表明，该方法的维护方案合理.通过对最低可靠度和故障相关系数的敏感性分析，得出应着重对可靠度衰退速率较大部件的最低可靠度进行合理设置并加强部件间的柔性连接的结论.

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基于3次样条插值的数控机床几何与热复合定位误差建模

拓占宇，黄奕乔，沈牧文，杨建国

2016,50 (05): 668-672.

摘要 ( 1018 )

摘要：通过分析机床整个温升直到热平衡的误差数据，总结误差分布的数学规律，将热误差和几何误差分离，运用基于压紧样条条件下的3次样条插值算法，以线性拟合后的余差为建模数据，建立了数控机床几何与热复合定位误差数学模型.实验结果表明，该数学模型能很好地拟合数控机床定位误差曲线，补偿后数控机床定位精度提高了80%以上.该方法可运用于不同时刻或不同机床温度下的机床定位误差补偿，建模原理明了、过程快速,模型适用性好.

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基于时间序列算法的数控机床热误差建模及其实时补偿

姚晓栋1,3,黄奕乔1,马晓波2,薛波3,杨建国1

2016,50 (05): 673-679.

摘要 ( 1018 )

摘要：提出了一种基于时间序列算法的机床热误差建模方法.通过时序算法综合分析软件，对实测的热误差数据进行预处理、模式识别、模型参数估计、循环定阶判别以及模型整合，建立表征机床热误差变化规律的实时补偿模型，并通过判别温度变化趋势，实时调整模型迭代系数.通过实时补偿系统，利用所建立的热误差补偿模型对数控机床的热漂移误差进行实时补偿加工.结果表明，工件的径向尺寸误差从补偿前最大的112 μm降低到7 μm，机床加工精度和稳定性大幅度提高.

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凸轮转子叶片马达的过渡曲线中心角参数优化

袁璠1，王旭永1，张文俊1,陶建峰1，苗中华2

2016,50 (05): 680-685.

摘要 ( 969 )

摘要：提出了针对凸轮转子外轮廓过渡曲线段的参数优化设计方法.通过对马达关键参数解析式推导及分析，得出了压力角、叶片干扰转矩、流量脉动、泄漏量与过渡曲线中心角之间的关系.通过解析计算及仿真，得出了该类型叶片马达凸轮转子设计的理论依据和优化参数.经过实验验证，基于该中心角优化参数设计的凸轮转子叶片马达取得了良好的伺服精度，证明了凸轮转子过渡曲线段中心角参数优化设计的正确性和可行性.

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基于粒子群算法与BP网络的机床主轴热误差建模

马驰,赵亮,梅雪松,施虎,杨军

2016,50 (05): 686-695.

摘要 ( 965 )

摘要：为了避免基于反向传播(BP)神经网络的主轴热误差模型精度低、通用性不强和收敛性较差等缺点，利用模糊聚类理论与相关分析法对温度变量进行优化，并且选取热敏感点以挖掘温度变量与热误差间的相关性，降低温度变量间的耦合性.利用粒子群优化算法(PSO)将预测输出与期望输出间误差平方和的倒数作为个体适应度函数，将个体头部分与身体部分的表现码分别映射为网络的隐含层节点数、权值和阈值，实现了对BP网络的拓扑结构的有效优化，通过跟踪个体极值和全局极值实现了粒子群个体速度与位置的更新.分别建立了基于BP和PSOBP网络的热误差模型，以精密坐标镗床主轴为研究对象，采用五点法对高速主轴热误差进行测量.结果表明，PSOBP模型可实现不同工况下主轴空间位姿状态的高精度预测，验证了测量及建模方法的有效性.

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基于预测控制的单向比例泵控非对称液压缸系统控制方法

王玄，陶建峰，张峰榕，吴亚瑾，刘成良

2016,50 (05): 696-701.

摘要 ( 883 )

摘要：为了解决单向比例泵控非对称液压缸系统的无超调位置控制问题，提出了采用带约束的三阶状态空间模型描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法，设计了一种适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.仿真结果表明，运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性，并有效解决泵控非对称液压缸系统的超调问题，实现多约束条件下的高精度位置控制.

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完全各向同性解耦3T1R型并联机器人构型综合

曹毅1,2a,2b,3，秦友蕾1,3，陈海1,3，刘凯1,3，周辉1,2a,2b,3

2016,50 (05): 702-709.

摘要 ( 1110 )

摘要：为综合得到完全各向同性解耦并联机器人构型，基于GF集理论提出了一种简单而有效的构型综合方法.阐述GF集的基本概念、运算法则，转动特征存在条件；给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则，确保了并联机构运动各向同性及解耦性；根据该构型综合原理，实现了3T1R的4自由度完全各向同性解耦并联机构型综合，得到了大量新构型；针对所综合的一种新型并联机构，运用螺旋理论求解其机构的自由度并推导其雅克比矩阵，验证了该机构的完全各向同性，也进一步证明了该构型综合方法的有效性.

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基于温度积分方法的大型数控机床光栅定位热误差建模及实时补偿

冯文龙，黄奕乔，拓占宇，李慧敏，杨建国

2016,50 (05): 710-715.

摘要 ( 987 )

摘要：为了提高大型数控机床的光栅定位精度，提出了基于热特性分析的光栅定位热误差建模理论及补偿方法.阐述了光栅受热膨胀产生热伸长从而导致定位偏差的机理，并对光栅定位误差产生的影响及表现形式进行了说明.建立了光栅热伸长量和温升量的线性关系表达式.在光栅尺上均匀布置多个温度传感器，实时采集光栅尺多点温度，通过插值运算，拟合出光栅尺各点的温度值.由于在机床运动过程中，光栅尺各点的温升量不尽相同，采用对光栅尺各点温升量积分的方法，求出光栅各点热伸长量，建立了光栅定位热误差模型.利用自主研发的数控机床误差补偿系统，应用光栅定位热误差模型，对落地镗床TK6920进行光栅尺定位热误差补偿.结果显示：光栅定位热误差模型对运动过程中的光栅定位误差进行准确的预测，补偿后残差控制在15 μm以内，定位精度提升90%以上，显著提高了光栅的定位精度.

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气浮式低摩擦气缸的换向特性

朱晓，陶国良

2016,50 (05): 716-722.

摘要 ( 966 )

摘要：为了研究气浮式低摩擦气缸在换向过程气浮轴承的工作状态，根据固定容腔的充放气理论并结合气浮轴承的泄漏模型对气缸的换向过程进行了建模.通过理论分析，提出以换向时间和压力损耗作为换向过程的特征量，并通过仿真研究了气缸的换向特性.结果表明，在单向阀的作用下活塞内腔在换向时具有保压作用，换向时间越短活塞内腔压力损耗越小.为进一步研究影响换向特性的其他因素，建立了可调容腔的换向测试试验台.实验结果证实了仿真所得出的结论，同时也表明这种带有单向阀的气浮轴承的设计能够实现平稳换向，不同容腔下的实验数据还能为确定气缸在应用场合中的最佳换向时机提供指导.

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谐波小波样本熵与HMM模型的轴承故障模式识别

李庆1,LIANG Steven Y1,2,杨建国1

2016,50 (05): 723-729.

摘要 ( 949 )

摘要：根据谐波小波分解非平稳振动信号优良特性与隐马尔科夫（HMM）模型的时序模式分类能力，提出了一种基于谐波小波样本熵与HMM模型结合的轴承故障模式识别方法.该方法首先利用谐波小波对轴承各个状态故障信号进行分解，进而由谐波小波三维时频网格图的频率层数特征计算合理的样本熵维数和阈值，依次提取轴承振动信号各层的样本熵构成特征向量序列；然后将序列前120组输入HMM模型中进行训练得到对应故障模型，剩余80组进行测试与识别，通过对比对数似然估计概率输出值确定轴承故障类型.实验通过与BP和RBF神经网络模型进行不同训练组数的正确识别率对比，验证了该组合方法具有识别准确率高，稳定性强的优点.

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三维坐标点集的空间直线度高精度快速评定

罗钧1，麻锦侠1，刘学明2，张平2，黄守国1，陈建端2

2016,50 (05): 730-735.

摘要 ( 1103 )

摘要：针对3维坐标点集合空间直线度误差评定时出现的精度不高、评价效率低的问题，提出一种具有较高精度和较好鲁棒性的3点高精度快速算法(3PHFA）.该算法依据国家标准规定的空间直线度有效判别形式，通过3维最小二乘法（3DLSA）拟合、空间坐标转换、坐标投影和确定最小包容圆(MCC)，并最终确定最小包容圆柱面（MCS）.通过在3DLSA基础上增加高效搜索算法，空间直线度评定精度提高约20%，耗时1 s以内.对比不同评定算法表明: 3PHFA具有效率高、精度高、鲁棒性好的优点，其误差评定精度全面优于3DLSA，适用于三坐标测量机（CMM）这类实时处理系统，具有良好的实用价值.

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工况时变下设备预防维护策略

胡家文，蒋祖华，韩李杰

2016,50 (05): 736-741.

摘要 ( 887 )

摘要：以运行工况时变的单机设备为研究对象，假设不同工况下失效时间分布满足加速寿命模型(ALM)，建立工况转换时的设备失效率函数演化模型；同时将设备在不同工况下的役龄转换为在基准工况下的运行等效役龄，引入故障率递增和役龄残余因子，建立设备运行工况时变下的非完美维护模型.考虑未来工况不可预知情况下，以当前预防维护周期的可用度为目标函数和一个给定的可靠度阈值作为限制条件，随着实际运行工况的不断更新，动态地决策出每一个预防维护周期.通过案例分析表明，本文提出的预防维护策略可以有效地动态决策出单设备运行工况时变下的预防维护时间序列.

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基于企业综合绩效多维度评估决策分析

吴易洲，苗瑞，高喆，顾希垚，吴琪，张洁

2016,50 (05): 742-749.

摘要 ( 914 )

摘要：针对企业绩效评估在全面性方面存在的局限，提出构建N维评估系统，多角度评估影响企业绩效的关键因素，并在分析的过程中从价值、风险、成本和效益4个维度展开研究.在MACBETH绩效评估模型的基础上加入2测度Choquet积分，考虑了评估准则间的相互影响，同时降低了计算的复杂度.根据评估准则的权重和影响因子聚集得到综合绩效，增强绩效评估的全面性，帮助企业执行有效决策.

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多天线有限反馈系统下基于Grassmannian流形的信道预测

李汀，李飞

2016,50 (05): 750-756.

摘要 ( 831 )

摘要：针对时变信道下多天线有限反馈预编码系统存在反馈延迟的问题，在充分利用信道的时域相关性的基础上，提出将多天线时域相关信道的方向向量建模于Grassmannian流形上，利用Grassmannian流形的测地线对时变信道进行跟踪预测，以补偿反馈延迟对于系统性能的影响.同时，从Grassmannian流形的几何特性入手，针对Grassmannian流形的切空间提出了一种自适应的高分辨率动态聚焦码本.计算机仿真表明，基于Grassmannian流形的信道预测预编码的系统性能明显优于无记忆量化预编码，而且采用高分辨率动态聚焦码本对时变信道的跟踪性能也优于采用固定码本的信道预测.

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基于小波包和独立分量分析的微弱多源故障声发射信号分离

王向红1a,1b，尹东1a，胡宏伟1a，毛汉领2

2016,50 (05): 757-763.

摘要 ( 867 )

摘要：针对旋转机械设备中同时存在的裂纹、摩擦等多故障源信号难以检测和分离的问题，提出了一种基于小波包分析(WPA)与独立分量分析(ICA)的多源故障信号提取方法，即首先用WPA对含噪线性混合信号降噪预处理，由db2小波基函数进行5层分解后保留62.5~187.5 kHz频段信号，然后采用ICA中的FastICA算法对降噪后的混合信号分离，最后对各通道分离出的信号用收缩函数进行频段内去噪处理.对不同输入信噪比的含噪微弱裂纹和摩擦信号进行提取和分析的结果表明，该方法能有效提取出输入信噪比大于-15 dB的裂纹和摩擦信号.当混合信号信噪比为-15 dB时，裂纹和摩擦信号的输出信噪比分别为-1.31和-1.36 dB，相关系数分别为0.62和0.63，提取效果好于结合小波包和FastICA分离方法（信噪比分别为-1.74和-2.06 dB，相关系数分别为0.59和0.59）以及单独采用FastICA算法(信噪比分别为-4.57和-4.31 dB，相关系数分别为0.17和0.19）.因此，所提出的综合WPA和ICA的方法是一种较好的多源微弱信号提取方法.

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宽带共形阵列信源方位与极化联合估计算法

侯文林1,2,郭英2,张坤峰2,胡月1,2,张羚2

2016,50 (05): 764-770.

摘要 ( 911 )

摘要：针对共形阵列天线的宽带独立信源方位估计问题，给出了一种信源方位与极化参数的联合估计算法.首先通过短时傅里叶变换(STFT),将宽带信号划分为多个窄子带信号，然后延时接收信号，构造满足旋转变换关系的成对快拍数据，从而估计出不同子带的信号流型矩阵.在此基础上，利用各子带间的频率差异性，实现信源方位与极化参数的联合估计.所提算法适用于任意共形载体，无需参数搜索和配对，可完成二维波达方向和极化参数的联合估计，极大地降低了估计算法复杂度，具有较强的普适性与工程实现价值.计算机仿真实验验证了算法的有效性.

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WGS-84坐标系下改进的广义最小二乘配准算法

李家强1a,2，赵春艳1b,2，陈金立1a,1b，赵荣华1b,2

2016,50 (05): 771-775.

摘要 ( 986 )

摘要：针对广义最小二乘算法在WGS84坐标系中存在收敛速度慢及收敛性能不稳定的问题，提出了一种改进的广义最小二乘算法.该算法以收敛步数作为最小二乘算法中的量测精度加权因子，使得量测精度随着步数的变化而变化，从而实现了收敛步数的减少和收敛之后稳定性的改善，提高了目标跟踪定位的性能.仿真结果表明，改进的广义最小二乘算法优于广义最小二乘算法，进一步验证了该算法的有效性.

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新型MU-FM-DCSK保密通信系统

张刚，李泽金，张天骐

2016,50 (05): 776-781.

摘要 ( 986 )

摘要：针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷，提出了一种新型MUFMDCSK保密通信系统.该方案中，多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调，通过判决相关器输出的不同电平，解调出每个用户发送的信息信号，系统保密性得到明显增强，传输率大大提升.分析及仿真结果表明，系统的误码率在信噪比增加到一定程度时，明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.

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并行码相位结合分形重构的TMBOC调制信号捕获算法

张天骐,闫振华,欧旭东,钱文瑞

2016,50 (05): 782-787.

摘要 ( 1075 )

摘要：针对TMBOC调制信号自相关函数多峰值造成的捕获模糊性问题，提出了一种并行码相位结合分形重构去除模糊性的捕获算法.该算法首先对接收信号解调,然后用本地PN和BOC码分别与解调后的信号循环相关，对相关结果取模相加,最后利用分形重构算法折叠出没有副峰的相关函数.理论分析和仿真结果表明，重构算法能有效捕获到信号，算法复杂度较低，而且相关峰值比ASPeCT算法提高了43.7%，经过两径信道时主峰能量达到96%.

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基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略

肖楠，梁俊，刘玉磊

2016,50 (05): 788-795.

摘要 ( 889 )

摘要：针对固定频谱感知信道接入机制授权信道分配效率低的问题，提出一种多用户场景下基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略.该策略根据认知用户接入请求等级与空闲频谱发现概率为认知用户动态分配感知信道数量，首先分析了认知用户的最佳感知频谱分配数量，在此基础上通过建立认知用户信道接入模型和授权信道可用度更新机制，设计了一种动态感知频谱分配策略，并采用短视策略对网络吞吐量进行了分析.仿真结果表明，所提信道接入策略要比现有认知无线网络信道接入策略提高了网络吞吐量和认知用户接入的公平性，降低了认知用户的平均接入时延.

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船舶发电液力调速控制系统仿真与试验

才委1，李秦1，马文星1，宋斌2

2016,50 (05): 796-802.

摘要 ( 853 )

摘要：在分析船舶发电用液力调速装置的工作原理基础上，建立数学模型，确定了传动系统的参数，设计了相应的液力调速控制系统，并对其进行了仿真.仿真结果表明，控制系统通过对导叶的自动调节能够实现变速输入、恒速输出的设计要求.试制了船舶发电用液力调速装置，对液力调速装置进行了台架试验，取得良好的效果.试验结果验证了液力调速装置应用于船舶轴带发电的可行性与适用性.

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基坑群施工对邻近隧道影响与隧道保护

章红兵，范凡，胡昊

2016,50 (05): 803-809.

摘要 ( 1007 )

摘要：通过对邻近隧道基坑群分布类型进行分类归纳，系统研究了不同分布类型基坑群施工对邻近隧道的影响，揭示了各影响因素的作用机制，并提出了相应的保护措施，可为邻近隧道基坑群施工和隧道保护提供理论支撑.根据基坑群与邻近隧道位置关系可将基坑群分为单侧坑和双侧坑,根据基坑群单坑开挖深度和共墙情况可将基坑群分为邻近坑、贴靠坑和坑中坑，不同类型基坑对隧道的影响各不相同.基坑群施工对隧道的影响有“时空效应”、土压力多次卸荷、土体变形叠加效应、地下水影响等诸多方面.为控制基坑群施工对隧道的影响，可以在基坑群施工中采取合理分区分块、合理安排施工顺序，针对性调整围护结构刚度并采取适当加固，制定合适的降水方案和信息化施工等措施，以确保施工和隧道安全.最后结合上海龙华航空中心工程，采用数值分析和现场监测方法，阐述了基坑群施工中各影响因素的作用机制，并验证了各工程措施的有效性，可为预测、分析基坑群施工对邻近隧道影响，保护隧道结构提供参考.

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线性传输方程的Entropy-Monotone格式

王志刚1,2，崔艳芬2

2016,50 (05): 810-813.

摘要 ( 962 )

摘要：在守恒律方程组的数值计算中，线性间断的磨损问题备受关注.为了减少线性间断的磨损，针对线性传输方程，提出了EntropyMonotone格式.该格式属于Godunov型格式，包括重构、发展和求网格平均3个步骤.与传统的Godunov格式不同，该格式同时计算数值解和数值熵，并通过它们构造分片常数的台阶函数.数值实验表明，此格式对线性间断的模拟非常有效.

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超越亚纯函数差分的值分布

金瑾1,2,赵浩岚3

2016,50 (05): 814-818.

摘要 ( 945 )

摘要：利用亚纯函数的Nevanlinna值分布理论,研究了超越亚纯函数差分的值分布问题，得到了2个超越亚纯函数的值分布结果，推广和改进了一些文献中的结论.

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