上海大学学报(自然科学版)

陆佳骏, 杨雪霞, 狄陆褀

2016, 22(4): 381-387. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.019

摘要 ( 887 )

PDF (6436KB) ( 526 )

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提出了一种工作在低输入功率环境下的具有功率自适应功能的915 MHz整流电路. 该整流电路适用于较宽的输入功率环境, 利用一个场效应管作为自适应开关, 根据输入功率的大小切换整流电路工作模式, 使其能够在一个较宽的输入功率范围内高效整流. 该电路输入端使用双枝节匹配网络将二极管输入阻抗匹配至50, 输出端并联一电容作为直通滤波器, 使得输出功率平稳. 仿真结果表明: 在−16~4 dBm 的输入功率范围内, 整流效率高于40%, 最高转换效率为66.2%. 实测最佳工作频率有所偏移, 最高转换效率为47.5%. 可见该整流电路采用简单的平面印刷电路工艺, 易集成, 可用于环境电磁能量收集.

基于EVD变换的鲁棒音频水印算法

童人婷1, 程航1,2, 张新鹏1

2016, 22(4): 388-397. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.017

摘要 ( 789 )

PDF (2315KB) ( 491 )

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常见的数字信号处理往往会改变音频信号的高频分量并引入随机噪声,并且易造成数字水印信息的位置改变. 提出了一种新的数字音频水印算法. 在该算法中, 原始音频被分为两部分: ① 运用量化索引调制来嵌入伪随机序列生成的二值同步码; ② 利用特征值分解(eigenvalue decomposition, EVD)方法先对离散小波变换(discrete wavelet transform, DWT)低频系数进行变换, 然后在生成的对角阵中用量化索引调制嵌入水印信息. 实验结果表明, 在确保不可感知性和较强鲁棒性的前提下, 可大幅度提高水印嵌入容量, 达到172 bit/s.

OOFDM-PON系统的FFT/IFFT字长联合优化设计与实现

王凯, 吴琦, 李家齐, 薛子威, 张俊杰

2016, 22(4): 398-407. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.018

摘要 ( 665 )

PDF (3434KB) ( 300 )

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在基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)平台实现的实时光正交频分复用无源光网(optical orthogonal frequency division multiplexing-passive optical network, OOFDM-PON)系统中, 由于实时全并行快速傅里叶变换/快速傅里叶反变换(fast Fourier transform/inverse fast Fourier transform, FFT/IFFT)模块计算复杂度高, 成为实时OOFDM-PON系统设计的主要瓶颈之一. 构建OOFDM-PON发送与接收仿真平台, 通过联合优化OOFDM-PON发送端的IFFT与接收端FFT蝶形运算的旋转因子和输出字长来降低模块的系统逻辑资源占用率. 采用基于缩短字长界限范围的方法来减少最优化字长的搜索时间, 同时构建了实时OOFDM-PON系统的基于DIF-2的64点IFFT/FFT的字长优化映射表. 该映射表在离线OOFDM-PON平台上的验证结果与仿真结果之间的误差控制在0.5 dB,验证了该优化算法的正确性. 与Spiral设计方案相比, 该设计的基于上述映射表的FFT模块可以节约大约37.2%的逻辑资源.

基于LMI的连续时间线性时滞系统有限频模型降阶

杜鑫1, 范培兵1, 刘夫伟2

2016, 22(4): 408-420. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.04.014

摘要 ( 695 )

PDF (2591KB) ( 803 )

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针对连续时间线性时滞系统, 研究了在系统工作频率范围为已知有限区间情形下的有限频模型降阶问题. 通过引入有限频域内误差传递函数的最大奇异值函数作为指标函数, 对模型逼近性能进行了刻画, 进而结合一些基础性的矩阵不等式技术和线性时滞系统性能进行分析, 得到了保持降阶模型稳定性的有限频模型逼近性能优化设计条件, 这些条件以线性矩阵不等式(linear matrix inequalities, LMIs)的形式表示, 易于检验和数值求解. 最后, 算例验证了结果的有效性.

基于Kinect的机器人臂手系统的目标抓取

丁美昆, 徐昱琳, 蒋财军, 冉鹏

2016, 22(4): 421-431. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.04.008

摘要 ( 1454 )

PDF (9921KB) ( 782 )

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为了实现机器人臂手系统的目标抓取, 采用Kinect对目标信息进行实时检测. 首先,采用张正友棋盘标定法完成对Kinect内外参数的标定. 其次, 利用深度信息进行深度分割, 滤除大部分干扰背景, 再通过颜色与形状特征实现目标的识别与定位. 将识别对象的3维坐标通过以太网发送至机械臂控制台, 随后机械臂移动至目标位置. 最后采用变积分PID算法控制灵巧手接触力, 保证响应的快速性及精密性, 实现灵巧手的精细抓取. 通过设计一套完整的实验系统验证了该方法的有效性.

仿人面部表情机器人头部机构方案设计

卢孔笔, 柯显信, 尚宇峰

2016, 22(4): 432-439. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.04.011

摘要 ( 1456 )

PDF (9351KB) ( 539 )

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为了赋予表情机器人更丰富的面部表情, 并最终实现与人之间更和谐的交互, 在对人类基本表情的形成与肌肉运动进行分析的基础上, 提出了一种仿人面部表情机器人头部的机械结构设计方案, 为后续研究提供了硬件平台支持. 并对该机器人头部机构, 包括眉毛、眼睑、眼球、能实现咀嚼动作的下颚以及颈部等的工作原理进行了详细说明, 对多种方案的选择作了对比. 最后, 确定了表情机器人头部的机构设计方案.

M+B 型三值光学加法器的数据剪辑技术

沈云付, 张凯凯, 蒋本朋

2016, 22(4): 440-448. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.01.001

摘要 ( 802 )

PDF (1303KB) ( 306 )

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在电子计算机中, 由于进位的存在使得多位数的加法效率并没有显著地提升, 而光学方法则显示了其并行性和无进位的优势. 在M+B 型加法的运算法则和C、P、R 3 个三值变换工作的基础上, 对相关的数据剪辑技术进行了研究(M 表示MSD 数, B 表示二进制数). 提出了M+B 型加法的数据剪辑技术策略, 并用软件模拟了3 个三值变换以及数据的截断和拼接, 验证了该方法的正确性和可实现性.

三值光学计算机解码器中并行感光阵列的设计

石也强, 金翊, 欧阳山, 展豪君

2016, 22(4): 449-460. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.01.004

摘要 ( 840 )

PDF (3315KB) ( 390 )

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介绍了针对数千位的三值光学计算机解码器而设计的一款并行感光阵列。在整体规划上, 采用了将16个感光单元电路集成为一个感光模块, 再用多个感光模块拼接成实用的并行感光阵列之策略. 设计的感光单元电路将三值光学处理器一个像素输出的光信号转换成对应的电信号, 一个感光模块将三值光学处理器16个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号,感光阵列将三值光学处理器的数千个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号. 设计的感光模块封装外形解决了拼装成大规模感光阵列的问题. 该模块为三值光学计算机提供了一个成本低、方便维护及更换的并行光电器件. 最后介绍了对感光模块中电路的实验研究和对模块外形拼接性能的实物样板测试, 实验证实了所设计电路的功能有效性和性能稳定性, 样板测试表明该设计的感光模块封装外形适于拼接.

Young不等式的一种推广

吴淑君1,2, 石忠锐1

2016, 22(4): 461-468. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.01.014

摘要 ( 919 )

PDF (507KB) ( 611 )

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首先修正了专著《Orlicz 空间几何理论》中的定理1.10, 对修正后的结果给出了严格的数学证明, 借助此结果证明了一类推广的Young不等式, 从而完善了Young不等式的理论体系.

非线性分数阶演化方程的新解

刘银龙, 夏铁成, 刘泽宇

2016, 22(4): 469-476. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.021

摘要 ( 701 )

PDF (536KB) ( 383 )

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通过使用改进的分数阶sub-equation 方法寻求一些非线性分数阶演化方程的精确解, 如分数阶Burgers 方程、耦合分数阶Burgers 方程与非线性分数阶Klein-Gordon 方程等, 并得到了这些非线性分数阶演化方程的新解.

半参数顺序变量回归模型

熊笛, 何幼桦

2016, 22(4): 477-485. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.04.010

摘要 ( 983 )

PDF (1017KB) ( 329 )

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在比例优势模型基础上对顺序变量回归模型作更一般的推广, 建立了半参数顺序变量回归模型, 构造了模型中的线性和非线性部分的估计量, 并证明了该估计量的弱相合性. 通过数值模拟, 考察了不同样本容量下半参数顺序变量回归的判断正确率和回归函数的均方误差.实验结果表明: 半参数顺序回归模型在小样本情况下仍具有较高精度, 并且在实验点处的重复次数相对于观察点个数对精度影响更大. 通过对粮食预警实例的计算表明, 半参数顺序回归模型较比例优势线性模型具有更好的外推效果.

电活性聚合物圆柱壳的动力学特性分析

王成敏1, 任九生2,3

2016, 22(4): 486-496. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.022

摘要 ( 663 )

PDF (8521KB) ( 229 )

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基于有限变形动力学理论, 研究了电活性聚合物圆柱壳在内表面突加内压及电场作用下的运动与破坏问题. 首先得到了描述电活性聚合物圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程, 然后对方程进行了数值计算并进行动力学定性分析. 当突加内压小于某个确定的临界值时, 圆柱壳产生非线性周期振动, 而当突加内压大于这个临界值时, 圆柱壳将被破坏. 通过对振动的振幅、相图和周期的计算, 讨论了外加电场、内压及圆柱壳的厚度等参数对圆柱壳振动情况的影响.

三峡库区干流及库湾支流(朱衣河)夏季CO₂ 分压及扩散通量

魏浩斌1, 吴学谦1, 操满1, 傅家楠1, 贾晓斌1, 邓兵2, 汪福顺1

2016, 22(4): 497-504. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.01.011

摘要 ( 779 )

PDF (1372KB) ( 574 )

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以三峡库区中长江干流及其支流朱衣河作为主要研究对象, 于2013 年5—7 月对该研究区域干支流的CO₂ 分压进行了研究, 并计算出CO₂ 的扩散通量. 研究结果表明, 在水体剖面上表层水体CO₂ 分压最小; 随着水深增加, CO₂ 分压急剧增大, 到达10 m 后才保持稳定. 干支流表层水体CO₂ 分压的分布和扩散通量差异显著. 5—7 月, 干流水体表层CO₂分压为220.8~268.0 Pa, CO₂扩散通量为51.05 mmol·m⁻²·d⁻¹; 支流水体表层CO2 分压为14.9~190.3 Pa, 3 个月的CO2 扩散通量分别为0.42, −0.12 和20.83 mmol·m⁻²·d⁻¹. 研究结果表明, 支流释放的CO₂ 远小于干流.

西北地区黄土作为垃圾填埋场中间覆盖层的试验

史炜1, 柴晓利2

2016, 22(4): 505-514. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.03.019

摘要 ( 829 )

PDF (15125KB) ( 374 )

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垃圾填埋场中间覆盖层在垃圾分区或分层堆填作业过程中用于临时封闭垃圾堆体、控制降雨入渗并减少蚊蝇滋生和臭气等. 常用的高密度聚乙烯(high density polyethylene, HDPE)膜作为中间覆盖层, 存在易被垃圾刺穿导致坡面雨水大量入渗和造价较高等问题. 我国西北地区气候干旱且黄土分布广泛, 这些黄土是当地制作垃圾填埋场中间覆盖层非常便利的材料. 对黄土中间覆盖层的夯实施工、防渗性能和历经干湿循环作用后开裂导致其渗透系数增大、防渗性能劣化进行了试验研究. 结果表明: 黄土的饱和渗透系数随干密度增大而增大, 当干密度达到1.60 g/cm³时其渗透系数为10⁻⁷~10⁻⁶ cm/s, 防渗性能较好; 现场双套环原位实验测得黄土饱和渗透系数为8.37×10⁻⁸ cm/s, 较室内试验大1 倍左右; 黄土层历经自然干湿循环作用后易开裂, 有裂缝条件下其饱和入渗系数为1.18×10⁻⁶ cm/s, 比无裂缝条件下的
增大了14 倍左右. 在增设15 cm 厚的保护植被土层后, 黄土的开裂情况得到明显抑制.

有机体基锌铁双金属催化剂的溶胶凝胶法制备及对染料废水的可见光催化降解

阮秀秀, 左建伟, 陈桦, 徐楠楠, 杨二伟

2016, 22(4): 515-523. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.04.009

摘要 ( 720 )

PDF (2751KB) ( 259 )

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将乙酰丙酮锌和乙酰丙酮铁分别作为有机锌源和有机铁源, 采用溶胶凝胶法成功合成出一种新型有机体基锌铁双金属材料, 该材料对水体有机污染物具有良好的光催化降解作用. 分别利用X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、元素分析(elemental analysis, EA)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis diffuse reflection spectrum, UVPC)、电感耦合等离子体发射光谱(inductively coupled plasma emission spectrometry, ICP-AES)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)等仪器分析的方法对此材料结构和组成成分进行了分析, 结果表明: 该材料具有层状结构, 层间距约为8.74 nm; 材料中元素铁、锌和碳的质量分数分别为8.39%、25.73%和39.64%; 材料中发现了乙酰丙酮和金属氧键的存在. 以刚果红、罗丹明B 以及苯胺分别作为阴离子、阳离子和非离子有机污染物的代表, 考察了该材料的可见光的光催化活性及选择性. 结果表明: 在光照条件下, 催化剂对阴离子染料刚果红光催化3 h 后的单位去除量为99 mg/g, 对阳离子染料罗丹明B 的单位去除量为36 mg/g, 而对非离子有机污染物苯胺的单位去除量只有32 mg/g, 因此该材料对阴离子染料有良好的选择性光催化性能.

炫耀性消费品的动态定价

温小琴, 韩光耀

2016, 22(4): 524-532. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.02.002

摘要 ( 1009 )

PDF (618KB) ( 497 )

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结合经济学研究领域的强弱市场理论, 以销售期内的炫耀性消费品为研究对象, 研究强弱市场和消费者炫耀性消费对销售商最优定价策略以及期望收益的影响. 建立了两阶段销售期内的最优价格模型, 通过对模型的理论和算例分析发现: 具有无限产能的条件下, 在强市场中销售商为获得更多的炫耀者, 会选择在第一阶段定高价, 在第二阶段降低价格; 而在弱市场中, 两阶段定价均不能太高. 此外, 强市场对销售商期望收益有着正面的影响, 而弱市场则对销售商的期望收益有负面影响.

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