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2019, 39(5): .

摘要(567) PDF(499)

摘要:

2019, 39(5): .

摘要(557) PDF(284)

摘要:

采用三稳频激光源实现绝对长度测量

陈强华, 刘斌超, 罗会甫, 罗军, 吕唯唯, 王锋

2019, 39(5): 441-446. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.001

摘要(1088) PDF(410)

摘要:
合成波长法利用多个波长构建数值足够大的合成波长，从而可实现绝对测量.然而实际应用中要找到波长值合适且波长稳定性足够高的多个波长难度很大.本文研究了一种长度绝对测量光路，采用三个高精度稳频波长构建合成波长链，建立合成波长链测量公式及其级间过渡条件，搭建相移干涉光路测量各单一波长的干涉级次小数值，最后实现绝对长度的高精度测量.对零膨胀微晶玻璃样品进行了长度测量实验，实验结果及误差分析表明长度测量不确定度约为3 nm.所提方法对样品的初测精度要求较低，而测量范围仅受干涉光路的长度限制.

隐式参数化白车身多目标协同优化设计

吕天佟, 王登峰, 王传青

2019, 39(5): 447-453. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.002

摘要(902) PDF(308)

摘要:
利用参数化建模软件SFE-CONCEPT建立了某轿车白车身的参数化模型，用仿真方法分析了白车身的静态弯扭刚度、主要低阶模态频率并与试验对比，再将白车身与动力总成、底盘连接后，对整车正碰性能进行仿真分析，并与试验对比，验证了所建参数化白车身的有效性.由于安全性分析属于非线性分析，传统优化方法通常需要人工介入，无法实现优化流程的全自动化.通过编写批处理文件，提取安全性能指标，实现白车身结构轻量化优化流程的自动化.白车身结构轻量化优化后弯曲刚度提升0.15%，扭转刚度降低0.03%，一阶扭转模态频率提高1.30%，一阶弯曲模态频率提高0.09%，碰撞安全性能基本不变的情况下，白车身质量降低24.17kg，减重率高达7.42%，取得了显著的轻量化效果.

基于产品基因的无人探测小车概念设计方法

李盼, 任延昭, 王国新

2019, 39(5): 454-459. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.003

摘要(833) PDF(317)

摘要:
为解决概念设计阶段由于设计约束和关键信息模糊不全，导致设计者在进行设计时具有一定的盲目性，且设计出的方案可行性难以保证的问题，提出一种基于产品基因的概念设计方法，创建了概念设计过程模型.在此基础上，提出了产品基因的概念和结构及一种基于功能元的产品基因编码方法.以无人探测小车为例对基于产品基因的概念设计方法进行了说明.结果表明该方法能够使影响概念设计的关键产品信息明确化，降低设计的盲目性，从而提高设计方案的可行性和设计效率.

多锥构型摩擦元件带排扭矩影响因素分析

王延忠, 吴向宇, 宋玉环

2019, 39(5): 460-465. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.004

摘要(726) PDF(290)

摘要:
为了降低变速装置的带排扭矩功率损失，以典型三锥摩擦副为研究对象，考虑表面张力和表面构型的影响，建立多锥构型摩擦元件带排转矩分析模型，通过数值方法讨论了变速装置中润滑油黏度、分离间隙、润滑油流量、多锥摩擦元件构型参数等对带排扭矩的影响.研究结果表明随着相对转速的增大，带排扭矩先增大后减小，带排扭矩存在最大值.润滑油的黏温特性、润滑油流量、分离间隙、摩擦元件锥角对带排扭矩的影响较大.设计不等锥角构型可以降低多锥构型的带排扭矩.

水压大流量高速开关阀设计及试验研究

张京秀, 聂松林, 尹方龙, 纪辉

2019, 39(5): 466-472. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.005

摘要(947) PDF(344)

摘要:
为满足大流量和快响应电液控制系统的需求，采用大功率直线电机分步直接驱动先导阀与主阀阀芯，将直线电机驱动技术与先导阀结构紧密结合，研制出一款直线电机驱动的水压高速大流量开关阀.建立了开关阀AMESim模型，并对其关键结构参数进行了仿真优化，得到了其动态特性曲线.通过Matlab/Simulink对直线电机位置环及速度环进行双环运动规划，控制阀芯的运动状态，进而实现阀口开度的精确数字控制，提高了大流量高速开关阀的控制精度.完成了开关阀原理样机的研制，开展了直线电机控制的运动轨迹试验研究.结果显示，其跟随性能良好，能够实现设定的运动规划，与仿真结果基本相符，满足高速、大流量的技术要求.

基于多重分形降趋算法与改进的K均值聚类滚动轴承故障诊断

张鑫, 赵建民, 倪祥龙, 李海平, 宋卫星

2019, 39(5): 473-479. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.006

摘要(946) PDF(316)

摘要:
针对滚动轴承振动信号非线性、非平稳的特点，提出采用多重分形降趋算法计算多重分形谱参数作为特征参数，对比分析了多重分形降趋波动分析法及多重分形降趋移动平均法提取轴承故障特征的优劣性.并提出改进的K均值聚类分析对多重分形降趋算法提取的特征参数进行分类，从而实现轴承故障诊断的目的.运用滚动轴承公开数据对方法进行验证，提取时域特征与多重分形谱参数进行对比分析，并对两种多重分形降趋算法的效果进行对比分析，验证了多重分形降趋波动分析法与改进K均值聚类相结合对轴承故障诊断的有效性，为轴承故障诊断方法提供了一种新的尝试.

一种融合点线特征的视觉里程计架构设计与定位实现

赵嘉珩, 罗霄, 钟心亮, 韩宝铃, 黄羽童

2019, 39(5): 480-485. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.007

摘要(1220) PDF(378)

摘要:
基于视觉的同时定位与地图构建（SLAM）技术是实现移动机器人自主导航的关键.当机器人处在陌生环境中时，通常会利用周围目标的点特征来估计导航相机的位姿，并利用光束法平差来估计相机位姿和特征空间位置.但如果环境中的特征信息不丰富，则无法准确估计相机轨迹，且欧式坐标与反深度信息下的光束法平差部分条件下不收敛.为此，提出了一种在缺少特征点的环境下通过收集深度相机信息，同时利用点特征与线特征融合的视觉里程计，构建了融合视差角光束法平差与基于线特征的光束法平差的策略，从而使重投影误差达到最小化.最后与其他基于特征的SLAM系统进行比较，实验结果表明，在缺少特征点的真实环境中，系统位姿估计的性能与准确度得到提升.

面齿轮车桥总成构型设计与动力学分析

王延忠, 赵维强, 初晓孟, 刘旸, 苏国营

2019, 39(5): 486-490,496. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.008

摘要(844) PDF(301)

摘要:
由于面齿轮具有结构简单、噪声低、对安装误差不敏感以及较好的互换性等特点，文中提出了一种新型面齿轮车桥设计方案.对面齿轮车桥总成结构原理和工作特性进行了理论研究.基于面齿轮成形原理和结构工况环境，设计并建立了面齿轮车桥三维实体模型和虚拟样机模型，利用ADAMS/View2013多体动力学分析软件，分别在直线和转弯工况下对面齿轮差速器进行了运动学和动力学仿真，获得了不同工况下面齿轮差速器转速，转矩变化趋势.开展了面齿轮的加工试验，搭建了面齿轮车桥测试实验台，完成了车桥差速性能试验，试验结果与仿真结果吻合度高，验证了面齿轮车桥设计方案的可行性.

侧风下大学生方程式赛车气动性能研究

张英朝, 杨超, 詹大鹏, 张喆, 王达

2019, 39(5): 491-496. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.009

摘要(852) PDF(380)

摘要:
以大学生方程式赛车为研究对象，采用横摆模型法对不同侧风下的赛车气动特性进行了CFD仿真和试验研究，得到了相应的气动力系数，并对不同侧风下流场中速度以及压力的分布进行了分析，探究了气动力系数和尾部流场的差异.结果表明，赛车的阻力系数和侧向力系数随横摆角的增大而增大，而升力系数并不随横摆角线性变化.赛车的下压力主要由前后翼提供，随着横摆角的增大，后翼所提供的下压力逐渐减小，而底板所提供的下压力则逐渐增大.车身所提供的阻力随横摆角的变化更为敏感.不同横摆角下，赛车尾部的涡流分布存在较大差异.

基于田口鲁棒优化的电动汽车驱动控制策略研究

黄万友, 王广灿, 于明进, 李彦桦, 张吉诚

2019, 39(5): 497-501. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.010

摘要(845) PDF(298)

摘要:
为改善电动汽车驱动系统动力性和经济性，由电池组放电效率模型、驱动电机系统效率模型和电动汽车加速度模型，建立了综合目标函数.根据城市道路特征对综合目标函数动力性和经济性所占权重进行分配.分别以电机转矩-电机转速，电机转矩-加速踏板开度变化率为信号因子，驱动电机温度，电池组荷电状态为限值因子建立正交试验表，根据田口鲁棒控制动态特性信噪比对整车控制器输出转矩进行优化.根据GB/T 18386—2017电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法进行实车试验.试验结果表明行驶一个市区循环工况，相比于原车驱动控制策略，基于电机转矩-电机转速正交表的方法可节省能耗9%；基于电机转矩-加速踏板开度变化率正交表的方法可节省能耗4%.

电大矩形深腔的散射中心模型研究

李奇峰, 郭琨毅, 盛新庆

2019, 39(5): 502-508. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.011

摘要(966) PDF(409)

摘要:
深腔是飞行器类目标的必要几何构成，如进气道、深腔是隐身飞行器重要的散射源之一，也是识别该类目标的重要特征之一，因此对深腔散射中心模型研究具有重要的应用意义.本文针对电大矩形深腔的散射中心建模进行了研究，利用射线追踪确定多次反射等效散射中心的位置，并以全波数值方法数据对散射中心的幅度参数进行精确估计，获得了高精度散射中心模型，该模型具有物理性，其参数与腔体的几何参数直接相关，便于模型的实际使用.验证结果表明，散射中心模型可以精确模拟电大深腔目标的雷达散射截面起伏和高分辨一维距离像特征.

K波段双通道集成CMOS发射前端芯片设计

齐全文, 仲顺安, 王征晨, 李安安

2019, 39(5): 509-513. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.012

摘要(1154) PDF(534)

摘要:
采用TSMC 90 nm CMOS工艺，设计并实现了一款具有移相功能的K波段双通道集成发射前端芯片.该芯片主要由一个功率分配器、两组参数不同的有源移相器和功率放大器构成，同时在片上集成了用于控制移相器的数字模块.测试结果表明，在中心频点25 GHz处，两个通道的增益分别为19.1 dB和18.9 dB，输出1 dB压缩点分别为9.57 dBm和8.41 dBm，相位误差分别为1.38°和1.47°，供电电压为1.2 V，总功耗为0.32 W，芯片总面积为2.2 mm×1.25 mm.

新型折线形共面EBG电源层结构的噪声抑制特性验证与分析

王鹏, 芦浩, 王子元, 刘金枝, 薛茜男

2019, 39(5): 514-519. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.013

摘要(1218) PDF(307)

摘要:
提出一种新型折线形共面EBG电源层结构，进行了SSN抑制特性仿真分析和实际应用测试.保持金属连接线缝隙宽度为0.2 mm不变，设计宽度分别为0.1，0.2，0.3，0.4 mm的4种共面EBG电源层结构.仿真结果可以得出，金属连接线宽度为0.2 mm的共面EBG电源层结构中心截止频率最低，相对阻带带宽较高，相对特性最优.将金属连接线宽度为0.2 mm的共面EBG电源层结构基于印刷电路板工艺制成PCB电路板.通过矢量网络分析仪进行了实际测试，得出的抑制特性参数曲线与仿真曲线走势基本一致，验证了该设计的有效性.

基于图像熵分块的压缩感知字典学习算法

刘连, 王孝通

2019, 39(5): 520-523. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.014

摘要(975) PDF(391)

摘要:
针对传统字典学习算法预处理阶段未考虑图像内外部特征的问题，提出一种基于灰度梯度矩阵的图像熵字典学习算法.该算法通过灰度梯度矩阵计算图像块熵值，并对各图像块进行分类，每类数据组合成训练数据集，再利用基于系数矩阵的奇异值分解算法更新各类子字典.对测试图像的稀疏表示系数进行重建实验，仿真结果表明，该算法可高效训练出自适应稀疏字典，显著提高图像重建精度.

实施转发式GNSS欺骗干扰的选星方法研究

史鹏亮, 靳文鑫, 吴舜晓

2019, 39(5): 524-531. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.015

摘要(1127) PDF(462)

摘要:
在现代电子战的背景下，转发式GNSS欺骗干扰已经成为一种重要的干扰方式，通过研究实施转发式GNSS欺骗干扰的选星方法，可以提高转发式欺骗干扰的干扰能力.基于转发式欺骗干扰的实现原理，提出了一种基于常用GNSS定位选星方法和卫星对位置精度因子（position dilution of precision，PDOP）的贡献值选择被转发卫星的选星方法，基于利用最小二乘算法的伪距绝对定位方法进行仿真，模拟了接收机在静态和动态条件下受到单颗卫星转发式欺骗干扰的情况.仿真结果表明，本文提出的被转发卫星选择算法分别有87.42%和100%的概率给出理论上最优的选星结果.

基于几何特征的兵马俑断裂面匹配方法

周蓬勃, 赵夫群, 武仲科

2019, 39(5): 532-538. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.016

摘要(1363) PDF(392)

摘要:
针对兵马俑碎块的三维数据模型中噪声含量大、断裂面存在缺损等问题，提出一种基于断裂面上几何特征的碎块精确匹配方法.首先从兵马俑碎块的外表面中分割并识别出断裂面；然后提取断裂面上凸凹不平的特征区域，并根据其相似性实现碎块的粗匹配；最后计算断裂面的曲率、法线以及点云密度等几何特征，并采用基于该几何特征的改进迭代最近点（iterative closest point，ICP）算法实现碎块的细匹配.实验采用大量兵马俑碎块验证该匹配方法，结果表明该匹配方法可以实现兵马俑碎块的匹配，特别是提出的细匹配算法，与ICP算法和MICP算法相比，其匹配精度分别提高了约40%和10%，耗时分别降低了约50%和25%；该基于几何特征的断裂面匹配方法是一种有效的兵马俑碎块匹配方法.

变异策略动态构建的模糊测试数据生成方法

焦龙龙, 罗森林, 曹伟, 潘丽敏, 张笈

2019, 39(5): 539-544. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.017

摘要(1257) PDF(345)

摘要:
模糊测试中随机变异生成的测试数据破坏了目标程序的输入规范，导致测试数据无法通过验证，造成代码覆盖率低.针对这一问题，提出了一种变异策略动态构建的模糊测试数据生成方法，该方法利用插桩执行的反馈信息动态构建控制变异策略和关键字变异策略，指导模糊器变异出高覆盖率的测试数据.实验结果表明，与随机变异相比，该方法平均使代码分支覆盖率提高了约40%；该方法能够有效提高模糊测试的效率，具有较强的实用价值.

基于OpenFlow的蜜罐主动取证技术

杨天识, 刁培金, 梁露露, 常震

2019, 39(5): 545-550. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.05.018

摘要(1188) PDF(363)

摘要:
提出了一种方法，将攻击流量自动从真实的云计算服务器中隔离到蜜罐服务器中.通过创建一个蜜罐网络服务器的虚拟机，使蜜罐服务器配备与真实云计算服务器相同的内存和存储设备，并通过OpenFlow控制和监控网络流量，从而将蜜罐系统与真实云服务器隔离开来.当访客正常访问服务器时，交换机会将访客的访问请求路由到真实的服务器.当某个访客被IDS标记为可疑攻击者时，交换机会重新计算路由路径，将攻击者的请求路由到制定的蜜罐中.

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2019年第39卷第5期

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