• 球形贮箱内液体横向晃动问题的系统辨识与参数化等效建模

    王佐;吴文军;姜丙超;高超南;

    为解决传统等效力学模型描述贮箱内液体晃动特性时在准确性和完整性等方面存在不足的问题,首先,运用势流理论推导出部分充液圆柱贮箱的动力学状态方程,依据方程中液体晃动速度势函数与晃动波高函数中傅里叶-贝塞尔级数展开系数的正交性条件,将球形贮箱内液体晃动的求解区域向与之外切的圆柱贮箱求解区域内进行扩展,建立用于描述球形贮箱内液体晃动问题的参数化模型;然后,通过CFD数值模拟实验得到球形贮箱受横向简谐激励时小幅晃动情况下的液体晃动力和力矩;最后,利用Matlab灰箱辨识函数对所建立的参数化模型中的待定系数进行准确辨识,实现了球形贮箱内液体横向晃动问题的高精度等效建模。结果表明:所建立的参数化等效力学模型能较准确和完整地描述球形贮箱内的液体晃动固有频率、晃动力和晃动力矩等动力学特性,辨识精度均能达到92%以上,为进一步在线实时辨识与实际工程应用提供参考。

    2022年03期 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K]
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  • 基于ResNet网络与离散变分自编码器的精细轮廓检测方法

    王衢;林川;陈永亮;

    传统的基于卷积神经网络的轮廓检测方法多为由编码网络和解码网络构成的编解码结构,存在轮廓定位不准确、输出轮廓模糊的问题。为解决这一问题,提出一种基于离散变分自编码器的轮廓检测方法。该方法舍弃了解码网络,利用离散变分自编码器的编码器和解码器分别配合编码网络进行训练和轮廓输出,并设计了带有动态权重的损失函数,用于解决本文方法在训练过程中遇到的类别分布极不均衡的问题。基于BIPED数据集,本文的轮廓精细度实验表明本文方法在更严格的评估标准下优于最新方法DexiNed。在一般的评估标准下,本文方法的ODS F-measure能够达到0.889,比最新方法DexiNed提高了3.0%。研究结果表明,对离散变分自编码器的利用不仅能帮助模型提高轮廓精细度,也能显著提高模型的轮廓检测性能。

    2022年03期 8-13+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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  • 平行泊车路径规划与跟踪控制仿真分析

    覃立仁;张成涛;杨航;赵浙栋;谭泽旦;

    随着汽车保有量的增多,泊车环境变得复杂,驾驶经验不足的驾驶员难以安全地完成平行泊车操作,泊车安全性问题成为研究热点。结合某款车型参数,针对平行泊车的路径规划和路径跟踪问题进行研究和分析。根据三阶贝塞尔曲线的性质,基于车辆运动学采用两段三阶贝塞尔曲线和倒推法规划出一条无碰撞的参考路径,利用模型预测控制进行路径跟踪,最后通过Simulink与Carsim进行联合仿真,得到的轨迹曲率连续且安全无碰撞,轨迹跟踪结果与参考轨迹基本吻合,验证了利用该方法进行平行泊车的路径规划与跟踪控制的可行性。

    2022年03期 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1872K]
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  • 电压型逆变器的重复控制与准比例谐振的双闭环控制研究

    张坤;罗文广;

    由于逆变器的传统单闭环控制动态性能和抗干扰能力差,以单相电压型全桥逆变器为研究对象,采用双闭环控制策略进行研究,即内环电流采用比例积分(proportional integral,PI)控制,外环电压在引入重复控制的同时加入准比例谐振控制算法。通过单相电压型全桥逆变电路在空载情况下的系统频率特性,对其幅频特性和相频特性进行了补偿,对特定频率的指令信号实现无静差跟踪,解决了单相逆变器输出电压在重复控制下第一个周期内存在周期延迟的问题,电压总谐波含量从0.06%降至0.04%,提升了系统的动态性能和抗干扰能力。Matlab仿真结果表明,相比于传统的单外环重复控制(repetitive control,RC)+准比例谐振(quasi-proportional reso‐nance,QPR)控制,双闭环控制(外环RC+QPR、内环PI)对系统总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)率的降低效果更佳。

    2022年03期 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K]
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  • 四轮转向汽车的无模型自适应控制研究

    许佳东;高远;袁海英;

    为提高四轮转向汽车的操纵稳定性,提出一种以质心侧偏角和横摆角速度为反馈量,以后轮转角与横摆力矩为控制器输出的四轮转向汽车无模型自适应控制方法。具体设计方案为:从建立等效车辆的双输入-双输出紧格式线性化模型出发,结合车辆转向动力学的理想模型,引入输入准则函数和参数估计准则函数,采用极值原理分别设计出无模型自适应控制器及其伪雅可比矩阵的估计律,并理论分析了该控制方法的系统稳定性。该方法的控制器设计不依赖精确的整车数学模型,且具有后轮转角与横摆力矩相结合的复合控制特点。控制仿真对比结果表明:在不同车速和转向工况下,该控制方法均能对期望的横摆角速度与质心侧偏角具有良好的跟踪效果,有效提高了四轮转向汽车低速转向的机动灵活性和高速行驶转向的操纵稳定性。

    2022年03期 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K]
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  • 基于改进GoogLeNet的瘢痕色泽和血管分布评估算法

    罗绍猛;文家燕;陈彬;

    瘢痕是皮肤伤口处真皮组织异常增生的疾病,其病理情况主要体现在色泽和血管分布程度,准确、客观的瘢痕评估对其诊治具有关键作用。针对传统评估方式具有主观性较大以及效率低下等问题,研究了一种基于卷积神经网络的瘢痕色泽和血管分布评估算法。首先,收集大量各类型的瘢痕图像制作数据集;其次,分析了GoogLeNet网络模型的结构和优势,并结合瘢痕图像的特点对原模型做出改进优化;最后提出了基于改进网络的双模型评估算法。实验结果表明:改进网络模型较传统GoogLeNet模型参数量减少了65%,但其瘢痕评估性能依然优于后者,也优于AlexNet和ResNet等经典深度学习网络;同时,基于改进网络设计的双模型评估算法进一步提升了识别性能,缩小了误判范围,提高了评估准确性。本文方法可以为瘢痕辅助诊断系统的应用提供新的技术参考。

    2022年03期 36-42+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K]
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  • 基于RFID和机器学习的室内固定资产定位方法

    方潜生;黄晶;王萍;张振亚;李善寿;

    针对传统室内固定资产定位方法存在定位时间长、定位误差较大以及定位成本高等问题,提出一种基于射频识别技术和机器学习的室内固定资产定位方法。首先,构建基于长短记忆神经网络的固定资产感知识别模型,完成对固定资产设备的区域级识别粗定位,实现对某个区域内固定资产设备数量的自动清点;其次,面向粗定位结果在区域内的固定资产设备,设计基于粒子群优化反向传播神经网络的定位模型,实现对固定资产设备的精准定位;最后,在高校实验室环境下开展了实测实验。实验结果表明,该方法对室内固定资产的识别F1值可达0.98,平均定位误差约0.5 m,满足建筑智能中对室内固定资产的管理要求,具有资产管理成本低、定位精度高、抗干扰能力强等特点。

    2022年03期 43-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2067K]
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  • 基于单纯形法改进的混沌控制算法

    夏雨;汤峰;余颖烨;

    混沌控制(chaos control,CC)算法在求解结构可靠度问题中具有优越的稳健性,但由于其对步长的严格限制,导致计算速度较慢。单纯形法是一种不将梯度方向作为寻优方向的算法,该算法初始计算速度较快,能够迅速逼近至极限状态面附近,此后计算速度明显下降,且计算结果误差较大。为此,提出一种基于单纯形法改进的混沌控制算法。首先,通过增广乘子法将可靠度计算中的非线性等式约束问题转化为非约束问题;然后,通过单纯形法进行初始迭代计算;最后,使用CC算法进行收敛计算。算例结果表明:本文算法能够有效解决高非线性功能函数可靠度求解问题,且兼具两种算法的优点,与混沌控制算法相比,提高了计算效率。

    2022年03期 53-58+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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  • 双层加筋长度对GESC承载性能影响的研究

    邹辰皓;王家全;唐滢;唐毅;

    为研究双层加筋包裹长度对土工格栅加筋包裹碎石桩(geosynthetic-encased stone column, GESC)承载性能的影响,基于已建立的离散-连续耦合数值模型进行了多组不同加筋包裹长度的GESC静载数值试验,对不同加筋包裹长度下桩体荷载-沉降规律、应力传递规律、孔隙率变化和接触力分布的差异进行分析。试验结果表明:相较于单层加筋包裹,双层加筋包裹不影响桩体极限承载力,但桩顶最终沉降明显减小,加筋长度取1.0D(D为桩径)时单位加筋长度减少的沉降为单层加筋时的19.38%,此时可以兼顾加筋效果、承载性能和经济效益;桩体轴向应力传递规律不受加筋长度的影响,但加筋长度的增加增强了筋土作用,使得桩体上部轴向应力快速衰减;在细观方面,随着双层加筋长度的增加,桩体孔隙率降低了5.19%,强接触力分布峰度增加了117.22%,这表明加筋长度的增加提升了桩周约束条件,使得桩体内部受力结构更加密实。

    2022年03期 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1755K]
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  • 高效耗能黏滞阻尼放大器框架结构减震性能分析

    张敏;何炜翔;

    为了将传统黏滞阻尼器的阻尼系数放大以增强结构的减震效果,设置了一种高效耗能黏滞阻尼放大器的框架结构,并对其减震性能进行了分析。根据力学原理,推导了小震、大震及巨震作用下高效耗能黏滞阻尼放大器的阻尼放大系数计算公式,分析了影响该放大系数的影响因素,提出了该阻尼放大器的控制要求。通过工程算例对小震作用下设置高效耗能黏滞阻尼放大器框架结构的地震反应进行分析,与沿楼层对角设置传统黏滞阻尼器的框架结构的地震反应进行了对比。结果表明,该阻尼放大器对框架结构具有较强的减震效果,且楼层设置的该阻尼放大器的框架结构和按放大后的阻尼系数设置的传统黏滞阻尼器的框架结构的最大顶层侧移、层间位移角和地震作用曲线几乎一致,这表明高效耗能黏滞阻尼放大器能将阻尼放大,其减震效果与阻尼放大后的传统黏滞阻尼器具有相同的减震性能。

    2022年03期 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K]
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  • 陶粒吸声材料声学参数的试验研究

    周红梅;杨漫;朱万旭;卜炬鹏;

    陶粒吸声材料是以陶粒为骨料,水泥为胶凝材料,添加外加剂制备而成。通过试验分析增加水灰比、置换微细陶粒、添加乳胶粉和聚丙烯纤维对陶粒吸声材料的吸声系数和流阻率的影响。结果表明:增加水灰比、置换微细陶粒、添加乳胶粉和聚丙烯纤维都会使流阻率升高,但平均吸声系数并不随着流阻率的升高而升高;混合级配下水灰比为0.20的陶粒吸声材料吸声效果更好;添加微细陶粒能提升陶粒吸声材料高频段的吸声性能;添加1.0%的乳胶粉和0.3%的聚丙烯纤维使陶粒吸声材料的吸声系数分别降低了0.02和0.01。

    2022年03期 74-80+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K]
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  • 基于DNA适配体的C反应蛋白SERS磁性生物传感器的研究

    张炎;李睿;李利军;

    利用C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)的巯基化适配体修饰金壳磁性颗粒制备了磁性捕获基底Fe3O4@PEI@Au@Aptamer-SH;以拉曼报告分子对巯基苯甲酸(4-MBA)修饰银纳米粒子,并通过酰胺键偶联CRP的氨基化适配体,制备了信号探针Ag@4-MBA@Aptamer-NH2。磁性捕获基底、抗原CRP以及SERS探针形成三明治夹心复合物,磁分离富集后,实现对CRP的SERS检测。在0.1 ng/mL~100μg/mL浓度范围,SERS信号强度(ISERS)与CRP浓度的对数值呈良好的线性关系。对人血清样品进行加标试验,回收率为93.1%~109.6%,相对标准偏差(RSD)为2.71%~4.68%(n=3)。该SERS-磁性生物传感器具有制备相对简单、线性范围宽、特异性强、重现性和稳定性好等特点,在临床检测诊断方面具有一定的应用价值。

    2022年03期 81-90+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K]
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  • 半夏等15种常见中草药提取物的抗氧化能力比较研究

    丰丕雪;易弋;黄锦翔;严寅珲;马振花;朱敦朝;赵早亚;

    采用体外抗氧化实验,包括DPPH/超氧阴离子/羟自由基清除率、Fe2+螯合能力和总还原力的检测,对半夏等15种中草药水提物和醇提物的抗氧化能力进行研究,并对其综合抗氧化能力进行评价。结果表明,在不同的检测方法下,同一中草药的同种提取物会有不同的抗氧化能力,例如青果的水提物对于Fe2+螯合能力最强,螯合率达到了149.27%;而超氧阴离子自由基清除率仅为阳性对照物的55.20%;对不同中草药抗氧化能力进行综合评价,发现同一中草药的水提物和醇提物的抗氧化效果不同,水提物抗氧化效果最好的分别是青果、丹参、薄荷,醇提物抗氧化效果最好的分别是青果、花椒、桑寄生;综合水提物与醇提物的结果,发现抗氧化能力最强的3种中草药分别为青果、薄荷、丹参。上述结果说明,青果、丹参和薄荷具有良好的抗氧化性能,可为未来挖掘新型天然抗氧化剂提供参考。

    2022年03期 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1703K]
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  • 1,7-庚二酸二甲酯的合成及抗氧化活性研究

    林惠舒;杜睿;田玉红;汪煦;周旭凯;陆瑶;

    以2-碘苯酚、2'-溴-3-氯苯乙酮和丙烯酸甲酯为原料,通过迈克尔加成反应合成一种新型1,7-庚二酸二甲酯衍生物,并探究反应溶剂、反应温度及碱对该产物收率的影响。结果表明,当以二甲基亚砜为反应溶剂,碳酸钾为碱,反应温度为85℃时,产物收率最优。此外,对产物进行了抗氧化活性测试,结果显示,ABTS+·的清除活性与产物浓度呈正相关关系,当样品浓度为0.080~0.639 mg/mL时,其对ABTS+·的清除率为13.07%~50.65%。

    2022年03期 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1712K]
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  • 激光冲击下AZ31镁合金强化效应及应力-应变响应分析

    贾勉;蓝永庭;魏中顺;

    镁合金作为21世纪的绿色金属材料,广泛应用于交通运输、航空航天等领域,但其绝对强度较低。为解决此问题,采用激光冲击方法对AZ31镁合金矩形试样表面分别开展单面冲击和双面冲击试验,通过调整激光能量得到了具有不同梯度层体积分数的镁合金试样,再进行单轴拉伸加载试验。在Johnson-Cook模型基础上,提出一种塑性应力-应变自然对数二次多项式拟合的方法对单轴拉伸试验数据进行应力-应变响应分析,并对不同梯度层体积分数的AZ31镁合金进行预测。研究结果表明:激光冲击后镁合金表面生成晶粒梯度结构层,可有效提高AZ31镁合金的屈服强度和抗拉强度,且双面冲击强化效果优于单面冲击;改进后的模拟数据与试验数据基本吻合,成功地再现了梯度结构镁合金应变硬化增强效应;最后,拟合得出含梯度层体积分数的改进模型参数表达式,其预测结果验证了模型的合理性。

    2022年03期 107-115+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2192K]
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  • Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12固态电解质膜的制备与性能研究

    宁玉娟;李锁;黄东雪;梁兴华;

    采用溶液浇筑法制备以聚偏氟乙烯为基的Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12以及Li7La3Zr2O12的固态电解质膜,探讨两者对复合固态电解质离子电导率以及其他性能的影响;并将Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12与LiFePO4正极以及负极Li组装成固态电池,研究其电化学性能。研究发现:Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合聚合物电解质膜的离子电导率为8.35×10-5S/cm,比Li7La3Zr2O12更高;Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合固态电解质膜的电化学稳定窗口达到5.6 V。该电池在室温下具有优良的综合电特性,表明聚偏氟乙烯-Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合膜是一种较好的固态锂电池电解质膜。

    2022年03期 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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  • 基于GT-Power对机车柴油机燃用生物柴油的性能分析

    胡杰;莫清烈;姜峰;曹文通;周俊明;

    基于GT-Power软件对16V265H柴油机建立仿真模型,研究转速为1 000 r/min、负载为50%工况下的不同配比生物柴油(B0、B10和B20)对柴油机性能的影响。以16V265H柴油机进排气正时为仿真模型的自变量,柴油机的功率、油耗、碳烟排放和NOx排放等4个参数作为仿真模型的结果变量,研究分析柴油机的最大功率、最小油耗和最低排放。最后,综合分析性能参数,得出不同配比生物柴油在50%工况下的最佳进排气正时方案。结果表明,在不同生物柴油配比和不同进排气门正时下,16V265H柴油机的最大功率、最小油耗和最低排放各不相同。该研究方法可为16V265H柴油机进排气系统技术研究提供参考。

    2022年03期 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 2416K]
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  • 广义Vakhnenko方程新的周期孤立波解

    杨川;李栋龙;周虹;

    应用Hirota方法及扩展的同宿测试法对广义的Vakhnenko方程进行研究,获得了该方程周期孤立波解。

    2022年03期 130-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2774K]
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