当期目录

2011年 第17卷 第3期    刊出日期：2011-06-24

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通信与信息工程

具有连续相位调制特性的甚小线性调频键控信号分析

姜俊超, 郑国莘, 邱志易, 刘雅君

2011, 17(3):  221-226.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.001

摘要 ( 2825 )   PDF (1584KB) ( 1186 )  

相关文章 | 多维度评价

甚小线性调频键控（very minimum chirp keying,VMCK）调制方式具有超窄带特性.采用连续相位调制的一般分析方法，选用线性信号作为积分脉冲，给出VMCK的连续相位调制表达式，并构造出一种新型的发射机结构.推导VMCK信号的归一化功率谱密度公式，以功率百分比带宽为考核准则，证明在正交二元信号下，VMCK比最小频移键控(minimum shift keying,MSK)具有更窄的主瓣宽度和更低的旁瓣能量，即带宽更具有效性.

共面带状线馈电三频高增益微带天线

周鋆, 杨雪霞, 吕艳青

2011, 17(3):  227-231.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.002

摘要 ( 3071 )   PDF (2368KB) ( 1531 )  

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介绍一种工作于2.4，3.5和5.8 GHz的三频微带天线，采用共面带状线(coplanar stripline， CPS)馈电，结构简单且具有较高的增益.采用在菱形环结构中添加小环的方式实现多频工作，并在介质基板底部添加反射板以提高整体增益.为实现实测和满足更多应用需求，设计CPS至微带线的巴伦.实测结果与仿真结果较一致，均达到实际应用的要求，并且各频点增益都在10 dB以上.

基于多输入多输出-正交频分复用系统的动态马尔可夫链蒙特卡罗检测算法

杨辉联, 杨建国, 石海

2011, 17(3):  232-237.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.003

摘要 ( 2444 )   PDF (1397KB) ( 1009 )  

相关文章 | 多维度评价

在多输入多输出-正交频分复用系统中，基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的贝叶斯多用户检测算法可以有效地抑制多径衰落、载波频偏以及相位噪声干扰,但因收敛速度较慢导致实时性较差.针对这一问题，提出一种动态马尔可夫链蒙特卡罗检测算法.该算法利用系统状态样本间的相关性和所设定的收敛阈值门限，实现动态选取系统状态采样值的迭代收敛区间，以求在确保算法检测性能的同时，进一步提高检测估计运算的实时性.仿真结果表明，该算法具有收敛速度快、误码率低等优点.

基于角点及局部特征的饮料瓶识别方法

黄东晋, 张倩, 吴冏, 丁友东

2011, 17(3):  238-242.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.004

摘要 ( 2519 )   PDF (1739KB) ( 1230 )  

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将机器视觉技术引入饮料瓶自动回收系统中.针对饮料瓶（PET材质）自身的特点，基于局部特征及几何不变性，采用一种亚像素级精度的角点提取方法，定义以角点为中心的左右曲线夹角及其符号作为饮料瓶的特征值，并提出基于“块”的快速匹配算法.实验结果表明，该算法具有较好的稳定性和可区分性，算法识别率高、速度快，能很好地满足饮料瓶自动识别回收的准确性和实时性要求.

机电工程与自动化

复演对指运动的康复机械手机构学探讨

俞晶晶, 钱晋武, 沈林勇, 章亚男

2011, 17(3):  243-248.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.005

摘要 ( 2062 )   PDF (2274KB) ( 1219 )  

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以连续被动运动(continuous passive motion，CPM)康复理论为基础，设计一种可以完成对指运动的手指康复训练机械手.在分析人体手指结构及运动特点的基础上，通过动态运动捕捉系统采集手指末端运动轨迹参数，并结合图谱法进行手指康复训练机器人机构的尺度综合.最后，通过Simulink仿真实验验证了其可行性.

改进型变步长光伏最大功率点快速跟踪

王义飞, 吴伟, 张皞华, 徐悦

2011, 17(3):  249-252.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.006

摘要 ( 2411 )   PDF (1939KB) ( 1309 )  

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介绍硅太阳能电池Matlab/Simulink仿真模型，通过该模型得到太阳能电池模型的输出特性曲线和最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)曲线;其次介绍MPPT原理，对传统的扰动观察(perturbation and observation, P&O)法进行研究，提出一种基于功率斜率曲线的判断标准.基于改进的变步扰动法，利用Matlab/Simulink工具，建立相应的电池控制模块，最后给出仿真曲线.该方法能够适应光强和温度的快速变化，快速跟踪最大功率点，比传统的扰动观察法更好地满足跟踪速度和跟踪稳定性的要求.

废墟搜救机器人形位检测系统

余见能, 沈林勇, 张震, 章亚男

2011, 17(3):  253-258.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.007

摘要 ( 2759 )   PDF (1912KB) ( 1195 )  

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提出一种应用于废墟搜救机器人的空间形状重建与搜救目标定位的方法.为了重建3.5 m机器人本体空间的曲线形状，自主设计了一根大长度的光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)曲率传感器来检测空间曲率信息，把离散的空间曲率拟合成空间曲线来实现形状重建.采用电子罗盘检测形状重建基准点的空间姿态，最终实现搜救目标的定位.经过实验数据分析可知,该形位检测系统的目标定位误差为10 cm左右，基本满足废墟中搜救机器人对搜救目标的定位要求.通过加入三轴电子罗盘的位姿检测，使得形位检测系统更加有效和实用.

数理化科学

块图中的无权1-中心问题

张晓芹, 康丽英

2011, 17(3):  259-262.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.008

摘要 ( 2388 )   PDF (839KB) ( 1390 )  

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p中心问题是指在网络图中放置p个设施，使得每个客户到达最近设施的最大权距离最小.如果所有客户的权值均为1，则称为无权中心问题.主要研究边长为1的块图中的无权1-中心问题,借助于块图树形轮廓的构造，该问题在线性时间内可得以解决.

矩阵方程的三对角中心对称最小二乘解

张翔, 王卿文

2011, 17(3):  263-265.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.009

摘要 ( 1861 )   PDF (622KB) ( 973 )  

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给出矩阵方程〖WTHX〗AX〖WTBX〗=〖WTHX〗B〖WTBZ〗存在三对角中心对称解的充分必要条件,并且给出〖WTHX〗AX〖WTBX〗=〖WTHX〗B〖WTBZ〗的特殊最小二乘解，即对任意给定〖WTHX〗A,B〖WTBX〗∈〖WTHX〗R〖WTBX〗m×n,〖WTBZ〗寻求三对角中心对称矩阵〖WTHX〗X(X〖WTBX〗∈〖WTHX〗R〖WTBX〗n×n),〖WTBZ〗使得‖〖WTHX〗AX〖WTBX〗-〖WTHX〗B〖WTBX〗‖〖WTBZ〗最小.

高斯迷向凸体

王雷, 何斌吾

2011, 17(3):  266-269.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.010

摘要 ( 2370 )   PDF (640KB) ( 1177 )  

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给出高斯迷向凸体和高斯迷向常数的定义,证明高斯迷向凸体的存在性和正交不变性等.另外,通过对单位体积球体和方体的高斯迷向常数进行计算,发现其具有与Lebesgue测度下凸体迷向常数变化相反的性质.

利用符号计算求解高阶非线性演化方程的新方法

史振华, 夏铁成

2011, 17(3):  270-274.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.11

摘要 ( 1790 )   PDF (644KB) ( 1099 )  

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用G′/G扩展法进一步求解(2+1)维Bogoyavlenskii破裂孤子方程和(3+1)维Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程，成功得到双曲函数解、三角函数解和有理解.结果表明，该方法对于求解高维非线性偏微分方程同样有效.

二维Poisson方程的Legendre Tau方法的误差估计

沈婷婷, 马和平

2011, 17(3):  275-279.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.012

摘要 ( 2105 )   PDF (648KB) ( 1275 )  

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主要考虑用Legendre tau方法求解二维Poisson方程的Dirichlet问题.通过选取带有广义Jacobi权的函数作为检验函数,得到Legendre tau方法对于二维Poisson方程Dirichlet问题的H1模的最优误差估计;然后,通过对偶技巧,得到L2模的最优误差估计;最后,通过数值算例，进一步比较说明理论分析的结果.

Sine-Gordon方程的极限对称及应用

沈青, 赵松林, 张大军

2011, 17(3):  280-285.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.013

摘要 ( 2422 )   PDF (1030KB) ( 1082 )  

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研究sine-Gordon方程的极限对称及应用.由对称引出相似约化,求得sine-Gordon 方程的极限解;利用对称与孤子方程的自相容源之间的联系,得到带新自相容源的sine-Gordon方程,并求出该方程的解.

乘积因子群为超可解群的充分条件

钱伟, 郭秀云

2011, 17(3):  286-288.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.014

摘要 ( 2158 )   PDF (618KB) ( 1082 )  

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设A和B都是有限群G的子群,且G=AB,当A∪B中每一元素的共轭类长无平方因子时,给出有限群G为超可解群的一些充分条件.

最大距离可分码的上界

杨建生, 张运英, 王德秀

2011, 17(3):  289-292.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.015

摘要 ( 2263 )   PDF (634KB) ( 1963 )  

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Mq(k)表示q元(n,qk,d)最大距离可分(maximum distance separable, MDS)码的最大码长, 其中q,k为参数.讨论Mq(k)的性质, 得到Mq(k)的新的上界.

材料科学

水化学和腐蚀温度对锆合金氧化膜中压应力的影响

耿建桥, 周邦新, 姚美意, 王锦红, 张欣, 李士炉, 杜晨曦

2011, 17(3):  293-296.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.016

摘要 ( 2308 )   PDF (1113KB) ( 1136 )  

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不同水化学条件下，对Zr-4和N18管状样品进行腐蚀实验，然后用氧化膜卷曲法测量腐蚀样品氧化膜中的压应力，研究腐蚀温度、水化学对氧化膜中压应力随厚度变化的影响规律.实验结果表明，Zr-4和N18样品氧化膜中的压应力均按360 ℃去离子水>400 ℃过热蒸汽>360 ℃ LiOH水溶液的顺序依次减小.在360 ℃ LiOH水溶液中腐蚀时，氧化膜中的压应力最低，这与Li+和OH-会渗入氧化膜，降低氧化锆表面自由能，从而加速氧化膜中空位的扩散凝聚、孔隙的形成和微裂纹发展的过程有关.高温使空位的扩散加快，促进了氧化膜中压应力的弛豫过程.

奥氏体化温度对P20B钢淬透性的影响行为

李丹, 闵永安, 吴晓春, 陈卓

2011, 17(3):  297-301.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.017

摘要 ( 2898 )   PDF (1903KB) ( 1150 )  

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采用DIL805A型相变仪，测定含硼P20B钢在850～1 000 ℃的奥氏体化条件下的过冷奥氏体在640～720 ℃等温时的C曲线；结合850～1 000 ℃奥氏体化条件下晶粒度的测定和第二相分析，研究硼对P20B钢淬透性的影响行为.结果表明：在850～920 ℃的温度范围内，随着奥氏体化温度的升高，晶粒略有长大，固溶硼含量显著增加，使高温C曲线明显右移，即淬透性明显提高；而在920～1 000 ℃的温度范围内，随着奥氏体化温度的升高，晶粒显著长大，固溶硼含量不再明显增加，此时淬透性不再明显提高.

环境与化学工程

聚乙二醇修饰多壁碳纳米管对质粒DNA的影响

劳文艳, 商迎辉, 焦正, 劳凤学

2011, 17(3):  302-306.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.018

摘要 ( 2099 )   PDF (2678KB) ( 1167 )  

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利用体外评价方法(plasmid DNA assay)和原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)直接观测相结合，研究原始多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes, MWNTs)、纯化后的MWNTs以及聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）修饰的MWNTs与DNA的相互作用.结果表明:原始MWNTs对质粒的损伤较为严重；纯化后的MWNTs对质粒的损伤有所减弱；而经PEG修饰的MWNTs对质粒的损伤非常小，表现出良好的生物相容性.

土木工程

超固结土模型平面应变分叉理论解与数值模拟

孙德安, 段博, 甄文战

2011, 17(3):  307-313.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.019

摘要 ( 2510 )   PDF (2386KB) ( 1005 )  

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应变局部化理论最基本的问题在于局部化分叉产生的条件.针对基于伏斯列夫面超固结黏土三维弹塑性本构模型，推导平面应变条件下局部化分叉理论解及因局部化分叉而产生的剪切带倾角的表达式，并分析不同超固结比对局部化分叉理论解和剪切带倾角的影响.理论分析表明，在平面应变条件下，土体局部化分叉出现在应力应变硬化阶段，剪切带倾角在分叉前随着应变局部化的扩张发生显著变化，在分叉后趋于稳定.最后，利用非线性有限元软件ABAQUS，在平面应变应力路径下对均匀各向同性多单元立方体局部化分叉现象进行数值分析，得出的局部化分叉数值解与理论解较为一致，验证了理论解的可靠性.

两种边界条件下非饱和土一维固结特性分析

秦爱芳, 阳柳平, 孙德安, 羌锐

2011, 17(3):  314-319.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.020

摘要 ( 2788 )   PDF (4424KB) ( 985 )  

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针对工程中存在的表面排气不排水、底面不渗透及表面排水不排气、底面不渗透两种边界条件下的非饱和土层进行一维固结特性研究.基于Fredlund非饱和土一维固结理论，对其固结方程作适当假定，由得到的液相及气相控制方程、Darcy定律及Fick定律，经Laplace变换和CayleyHamilton定理构造顶面状态向量与任意深度处状态向量间的传递关系.通过引入边界条件，得到Laplace变换域内的超孔隙水压力、超孔隙气压力及土层沉降的解.采用Crump方法编制程序实现Laplace逆转换，得到时间域内的超孔隙水压力、超孔隙气压力、土层沉降的半解析解.采用典型算例，分析在不同气相与液相渗透系数比情况下，土体超孔隙水压力、超孔隙气压力随时间的变化规律，结果对非饱和土体一维固结特性研究具有参考价值.

套管法拔桩对既有大直径地下污水管的影响

宋辉, 常莹, 黄超, 张孟喜

2011, 17(3):  320-324.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.021

摘要 ( 2175 )   PDF (1884KB) ( 1025 )  

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套管法拔桩可以大幅减少施工对既有构筑物的影响.将拔桩全过程划分为压入套管、拔出桩体、拔出套管并回填3个阶段，利用通用的有限元程序ABAQUS软件，以上海轨道交通7号线5标区段内一根废弃桩为研究对象，分析套管保护条件下拔桩过程对既有大直径地下污水管的影响.桩体及套管采用弹性模型,土体采用DruckerPrager弹塑性模型.分析结果表明：套管压入过程中，污水管的水平位移和沉降随着深度增加不断增大；套管拔出并回填过程中，污水管的水平位移和沉降先增大，后趋于稳定；压入和拔出过程中，水平位移均为沉降的1/10左右.数值计算和现场监测的结果对比表明，计算结果可为工程施工提供有益指导.

挤扩支盘桩的数值模拟及变刚度调平应用

米晓庆, 朱杰江

2011, 17(3):  325-330.  doi:doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.03.022

摘要 ( 1974 )   PDF (2857KB) ( 1054 )  

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差异沉降是群桩复合地基研究中一个不容忽视的问题，往往使得结构产生不良内力.传统的解决方法是采用改变桩长、桩距、桩径等来实现地基的刚度调平.支盘桩是一种具有高承载力和低沉降量特性的新型桩，通过差分分析软件FLAC 3D对挤扩支盘桩、基础、土层共同作用进行模拟，并对挤扩支盘桩的参数进行敏感性分析,最终达到减少和消除差异沉降的目的，使结构布置更加合理.