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  • 2016年第43卷第10期文章目次
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    • 一种分析全基因组上位性的新方法

      2016, 43(10).

      摘要 (786) HTML (0) PDF 927.06 K (685) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统基于单位点的全基因组关联研究存在重复性低、难以解释性等缺陷,而采用基于机器学习的上位性分析中面临计算复杂度高、预测准确度不足等问题.本文提出一种分析全基因组上位性的新方法,该方法采用二阶段框架的上位性分析方法,它包含特征过滤阶段以及上位性组合优化阶段,在特征过滤阶段提出了多准则融合策略,从多个不同角度评价遗传变异位点,以保证易感的弱效位点能被保留,然后采用多准测排序融合策略剔除与疾病状态关联程度低的遗传变异,进一步在上位性组合优化阶段采用贪婪算法启发式地搜索组合空间,以降低时间复杂度,最后采用支持向量机作为上位性评价模型.实验中采用不同的连锁不平衡参数与经典算法SNPruler与ACO的性能进行对比,实验结果表明:本文方法能有效保留弱效位点,一定程度上提高了疾病预测的正确度.

    • 基于轨迹预测的车辆协同碰撞预警仿真研究

      2016, 43(10):1-7.

      摘要 (819) HTML (0) PDF 2.17 M (946) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对已有的车辆碰撞预警系统中车辆轨迹预测的误差较大问题,提出了一种基于DGPS和车载传感器的车辆轨迹预测方法,并采用扩展卡尔曼滤波,实现车辆位置的实时估计;提出了基于等加速度变化率、等横摆角加速度模型的车辆位置预测改进模型和基于V2X技术的协同碰撞预警系统(CCWS);在此基础上,采用模糊理论,实现纵向控制仿真试验,以验证预测模型的有效性.结果表明,基于等加速度变化率、等横摆角加速度模型的车辆位置预测模型误差更小,碰撞预警系统能更早的预警或主动制动.

    • 装有动力调节悬架系统车辆的频域建模与仿真

      2016, 43(10):8-15.

      摘要 (749) HTML (0) PDF 974.01 K (620) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某越野车为样车,首次建立了装有动力调节悬架系统的车辆动力学频域模型,采用阻抗传递矩阵获得油路的阻抗阵,通过数值优化迭代寻根方法,求解模态特征值,并与建立的不带横向稳定杆的整车模型和带横向稳定杆的整车模型进行模态参数对比和模态分析.结果表明,动力调节悬架系统使车辆在保持原有乘坐舒适性的同时,能有效抑制转弯时车体的侧倾运动,且大幅降低簧下的扭转刚度,越野路面时车轮能充分接触地面,提高车辆通过性能.

    • 基于参数化的散料输送机械快速设计系统开发

      2016, 43(10):16-22.

      摘要 (927) HTML (0) PDF 2.99 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决散料输送机械的设计及其优化过程中存在的产品设计周期长、方案优化过程慢等问题,开发出一套针对散料输送机械的快速设计系统平台.以某公司斗轮机构的斗子和轮体为例,首先建立了参数化尺寸驱动的设计模型;然后基于参数化的原理利用有限元分析软件建立多目标优化分析模型,实现了产品的快速优化设计,提升了复杂钢结构的设计效率与准确性;最后将参数化设计与参数化分析优化模块进行高度集成,搭建完成快速设计系统平台,用户可通过快速设计系统平台的交互界面输入参数得到所需要的产品.工程实践表明,该快速设计系统对散料输送机械的系列化开发具有较好的应用前景.

    • 电动汽车锂离子动力电池分选方法研究

      2016, 43(10):23-31.

      摘要 (755) HTML (0) PDF 2.23 M (719) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善电动汽车电池组的不一致性,提高电池组的可用功率和容量利用率,以电池的不一致性机理分析为基础,分别对电池进行了传统分选、主因子分选和总因子分选.单体试验计算结果表明,总因子分选方法是最优的.接着在总因子分选结果的基础上运用模糊C均值聚类算法对电池进行了动态特性分选,试验结果表明:此分选方法能有效地改善电池组的不一致性.

    • 主动脉冲转向的横摆稳定性分析与试验研究

      2016, 43(10):32-41.

      摘要 (706) HTML (0) PDF 3.46 M (530) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种后轮脉冲主动转向控制策略,运用脉冲信号作为控制器输出的后轮主动转向控制方法,对此做了理论分析和试验研究.首先,设计了产生脉冲信号的液压系统,并分析了此系统的运行对悬架参数和车辆稳态和瞬态响应的影响;分析不同脉冲参数(频率,振幅)对车辆横摆运动的影响并确定最优的脉冲参数.其次,综合跟随理想横摆角速度和抑制汽车质心侧偏角的方法,提出了控制策略与算法;运用基于CarSim 和Simulink的联合仿真方法,分析此系统对汽车横摆稳定性能的影响;最后,安装液压脉冲发生器进行整车试验研究,验证仿真结果的可信性,并评价后轮脉冲转向的实用性.仿真和试验结果表明:后轮脉冲主动转向能够有效的跟踪横摆角速度和质心侧偏角提高车辆的横摆稳定性,同时可以减少质心侧倾角和侧向加速度,提高汽车的操纵稳定性.

    • 行人下肢高精度数值模型与损伤参数研究

      2016, 43(10):42-51.

      摘要 (1029) HTML (0) PDF 2.63 M (1412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入研究汽车-行人碰撞过程中下肢的生物力学响应和损伤机理,基于人体解剖学结构建立了具有完整下肢组织结构和高仿生精度的成年男性行人下肢有限元模型.包括股骨、胫骨、腓骨、髌骨等下肢骨骼以及皮肤、肌肉、韧带、关节囊、半月板等重要软组织.针对长骨骨干断面几何不均匀的特征,提出以CT断面影像数据为依据,建立以真实皮质骨内外表面为边界实现皮质骨断面厚度和形状连续变化的长骨数值模型,对不同建模方式进行了对比,采用两层实体单元模拟皮质骨以获得相对较高的计算精度和计算效率.通过模拟相关生物力学实验,获得了行人下肢各部位的损伤参数,分析了皮质骨厚度变化以及不同撞击方向对下肢损伤参数和损伤机理的影响.上述损伤参数的获得可为我国汽安全性设计提供参考.

    • 面向液压挖掘机电控多路阀的控制系统参数整定

      2016, 43(10):52-61.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 3.93 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统液压挖掘机多路阀结构与整机性能间的耦合、液压控制系统精度低带来的整机控制不匹配问题,为实现液压挖掘机多路阀简单化设计和整机控制系统自适应变化,提出面对液压挖掘机电控多路阀的控制系统参数整定方法.界定操纵电手柄输出为0-1数字信号,考虑整机多路阀结构特征,设计液压挖掘机电控多路阀的变参数一阶控制系统,提出综合系统冲击、能量利用率、跟随性三项指标作为参数整定的评价算法.通过设计电手柄-控制器-液压挖掘机整机性能表达的数字化平台三者衔接的半物理仿真平台进行试验,分析结果表明:控制系统有效,且控制器响应的一阶控制系统参数T、K可基于整机性能整定得出;时间常数T可由电控多路阀阀芯固有频率和阀芯开度决定,与阀芯阻尼比相关度较小.

    • 中长期电量预测的傅里叶-马尔科夫修正模型

      2016, 43(10):62-69.

      摘要 (669) HTML (0) PDF 1.15 M (698) 评论 (0) 收藏

      摘要:灰色模型在中长期电量预测中只对电量呈近似指数规律单调增长的序列才有较高的预测精度.随着电量变化随机波动性的增强,建立新的修正预测模型是十分必要的.针对灰色模型抗干扰能力差的问题,提出了灰色预测的傅里叶-马尔科夫修正模型,先利用傅里叶级数法,提取周期信息,优化电量变化的指数率,再采用马尔科夫链法,将电量波动随机性嵌入模型之中,从而对灰色预测的原始残差进行二重修正,提高预测模型的适应性和灵活性.通过实例分析以及对比验证表明,该模型有效地提高了预测精度.

    • 基于EEMD-IGSA-LSSVM的超短期风电功率预测

      2016, 43(10):70-78.

      摘要 (738) HTML (0) PDF 1.70 M (843) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高风电场输出功率的预测精度,在保证安全操作的前提下,建立了一种基于集合经验模态分解(EEMD)、改进引力搜索算法(IGSA)、最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的风电功率组合预测模型.首先运用EEMD算法将风电功率时间序列分解成一系列复杂度差异明显的子序列;其次利用相空间重构(PSR)对已分解好的子序列进行重构,对重构后的每个子序列分别建立IGSA-LSSVM预测模型,为分析不同核函数构造LSSVM的差异性,建立了8种核函数LSSVM预测模型,利用IGSA算法求解其模型;最后以中国内蒙古地区的某一风电场为算例,仿真及验算结果表明,利用IGSA算法寻优得到的指数径向基核函数核参数和惩罚因子构建的LSSVM模型具有较高的预测准确性;与EEMD-WNN,EEMD-PSO-LSSVM等5种常规组合模型相比,所提出的指数径向基核函数的EEMD-IGSA-LSSVM组合模型能有效、准确地进行风电功率预测.

    • 特高压直流输电系统新型谐波抑制方法研究

      2016, 43(10):79-86.

      摘要 (1230) HTML (0) PDF 2.20 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的特高压直流输电系统一般在换流站交流网侧布置滤波兼无功补偿装置.为了避免谐波对换流变压器的不良影响,本文提出了一种滤波绕组并联的感应滤波换流变压器的谐波抑制方法,文中描述了其接线方案,解释了其滤波机理,并与传统的滤波方案进行了对比分析.以酒泉-湖南的±800 kV特高压直流输电的工程参数为依据,搭建了所提滤波方案和传统方案的仿真模型.两个模型的阀侧和网侧电流的对比分析证明,新型谐波抑制方法效果良好.

    • SVPWM调制策略下永磁同步发电机损耗分析

      2016, 43(10):87-93.

      摘要 (1008) HTML (0) PDF 2.59 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:永磁同步发电系统中,发电机与PWM变流器直接相连,使永磁同步发电机谐波损耗增大,甚至会导致永磁材料不可逆去磁.针对该问题,本文利用AnSoft联合仿真研究了基于矢量控制的SVPWM调制策略下,设置不同调制比与载波频率对永磁同步发电机铜耗、铁耗及转子损耗的影响,并深入分析了损耗随调制比与载波频率变化的规律.仿真结果表明:SVPWM调制策略下的PMSG-PWM系统中,载波频率一定时,随着调制比的增大,永磁同步发电机铜耗、铁耗及转子损耗逐渐减小,且调制比每增加0.1对发电机铜耗的影响最大;调制比一定时,永磁同步发电机的铜耗、铁耗及转子损耗也逐渐减小,但载波频率每增加1 kHz,对发电机铁耗及转子损耗的影响最大.研究结果为SVPWM调制策略下设定合理的调制比与载波频率以保障永磁同步发电机的安全运行提供了参考.

    • 基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统

      2016, 43(10):94-101.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 2.55 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对浅地表频域电磁探测对接收信号采集、传输和现场高效处理的要求,提出基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统.在FPGA中实现数据采集、控制和传输FIFO(First Input First Output)模块,采用新式通用并行端口UPP(Universal Parallel Port)实现大数据传输,基于TMS320C6748平台,采用正交锁定放大方法,设计高效率数据处理算法,利用上位机软件通过RJ45网口对系统进行控制并显示结果.实测结果表明:该架构数字处理系统,对不同金属有着较强探测能力,加快了数据传输速率,缩短了系统工作时间,提高了工作效率.

    • 基于支持向量机优化的行人跟踪学习检测方法

      2016, 43(10):102-109.

      摘要 (815) HTML (0) PDF 2.16 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于SVM(Support Vector Machine)优化的TLD(Track-Learning-Detection)行人检测跟踪算法.将行人作为正样本,背景作为负样本,提取出行人的HOG特征并投入线性SVM中进行训练,得到行人检测分类器,并标定出目标区域,实现行人自动识别;然后在TLD算法的基础上对行人进行跟踪和在线学习,估计检测出的正负样本并实时修正检测器在当前帧中的误检,利用相邻帧间特征点配准剔除误配点,同时更新跟踪器数据,以避免后续出现类似错误.实验表明,该算法能够适应遮挡变化且自动识别并稳定跟踪目标行人,较传统跟踪算法具有更强的鲁棒性.

    • 3RPS/UPS结构并联机器人设计与分析

      2016, 43(10):110-125.

      摘要 (773) HTML (0) PDF 2.78 M (492) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足踝关节康复训练对自由度、工作空间和刚度等性能的要求,本文设计了一种新型的三自由度高刚性3RPS/UPS结构并联机器人.此结构在传统的3RPS结构基础上加入了一条UPS结构的冗余驱动支链,在保证满足自由度要求的同时,又增强了结构的刚度性能,减少了操作平台的晃动和形变,提高了操作精度.通过对此结构进行逆运动学分析、工作空间分析和刚度分析,验证了3RPS/UPS结构可以应用于踝关节康复训练这类具有高负载、操作灵敏等特点的操作任务.最后对该3RPS/UPS结构并联机器人进行了运动学控制仿真,仿真结果表明系统具有较高的动态轨迹跟踪控制精度,适用于实际应用.

    • 大地电磁三维矢量有限元正演模拟

      2016, 43(10):126-133.

      摘要 (841) HTML (0) PDF 1.60 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:从Maxwell方程出发,开展了三维大地电磁场所满足的边值问题研究,利用加权余量法导出了三维大地电磁有限元方程.介绍了三维矢量有限元六面体网格剖分方式、插值基函数选取,推导了三维大地电磁矢量有限元正演的单元刚度系数矩阵及离散格式.编制了三维矢量有限元大地电磁正演的Matlab程序.三维COMMEMI 3D-1模型的视电阻率曲线与国际通用的标准测试数据能很好地拟合,验证了作者编写的矢量有限元正演程序的正确性.通过对高、低阻异常体的阻抗张量形态分析,说明张量阻抗等值线图能用以大致判断异常体特性,丰富了大地电磁响应特征的表达方式.

    • 基于信任度变化趋势的云服务选择模型

      2016, 43(10):134-138.

      摘要 (697) HTML (0) PDF 1.06 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对云服务选择过程中,用户难以选择可信、可用、可靠的云服务问题,本文提出一种基于信任度变化趋势,并结合QoS服务质量的云服务选择模型.首先,信任度的计算分为两部分,一部分根据贝叶斯原理计算信任度值,另一部分是将历史信任度值进行最小二乘的拟合,得到能更准确地反映信任度值的变化趋势值,根据信任度变化趋势值对信任度值进行修正,确定其综合信任度值.然后,根据云服务的QoS量化模型,计算得到客观的QoS值,在此基础上,引入了信息熵的概念来确定可信参数加权的问题,从而得到最优的服务选择.仿真实验表明,该模型能够体现云服务主体信任度的变化,增强云服务选择的预判能力,有效地提高服务选择的成功率.

    • 传感器网络中基于抽样的带权近似Top-k〖WT〗〖HT3,2〗查询算法

      2016, 43(10):139-147.

      摘要 (743) HTML (0) PDF 652.95 K (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种适用于传感器网络的抽样带权阀值过滤近似Top-k聚集查询算法.该近似算法会将无线传感器网络划成几个两两不相交的簇进行处理,在汇聚节点进行预处理以及在各个簇内进行抽样过滤处理,在抽样过程中给可靠而重要的节点赋上相应更大的权值,同时根据节点采集的信息具有时间相关特性,在簇内进行抽样阀值过滤处理,每个簇头节点都会接收到该簇内的Top-k候选子集,然后将每个簇的子集发送给Sink节点,该Sink节点将接收到能代表整网Top-k样本候选集.仿真实验结果显示该算法只需发送少量的数据,更小的抽样样本,并能满足任意精度要求.

    • 分布式系统中基于非合作博弈的调度算法

      2016, 43(10):148-154.

      摘要 (1116) HTML (0) PDF 1.31 M (1751) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对分布式系统中任务调度问题,根据分布式环境下的任务调度特性,建立了一个非合作博弈的多角色任务调度框架,在此基础上提出了一种基于纳什均衡联合调度策略的分布式强化学习算法.相比于静态调度算法,该算法需要更少的系统知识.能使调度器主动学习任务到达和执行的相关先验知识,以适应相邻调度器的分配策略,目标是使得调度器的策略趋向纳什均衡.模拟实验结果表明:所提出的算法在任务的预期时间和公平性上相对于OLB(机会主义负载均衡)、MET(最小执行时间)、MCT(最小完成时间)等同类调度算法具有更好的调度性能.

    • 基于张量秩校正的图像恢复方法

      2016, 43(10):155-160.

      摘要 (1250) HTML (0) PDF 1.32 M (1251) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对医学图像和视频图像的恢复问题,基于张量表示,研究有限样本下的低秩张量数据恢复问题,在张量奇异值分解(t-SVD)理论的基础上,提出了张量秩校正模型和两阶段张量秩校正方法,第一阶段是用张量核范数最小化模型求得预估解,第二阶段,根据预估解,求解张量秩校正模型,获得更高精度的解.构建了求解张量秩校正模型和张量核范数最小化模型的张量近似点算法,使得可以在实数域上对张量直接进行计算,并且从理论上证明了该算法的收敛性.通过对医学图像和视频图像的数值仿真实验,验证了本文所提出模型和方法的有效性,实验结果显示,张量秩校正模型和方法能够取得更高的恢复精度.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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