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2024年第47卷第11期
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低压配网日理论线损率的概率分析方法
侯兴哲, 王思韡, 苏宇, 程瑛颖, 陈文礼, 陈飞宇, 吴至友, 黄浩川, 何艺铭, 颜 伟
针对低压配网确定性日理论线损率计算难以支撑其波动范围的量化考核问题,提出一种低压配网日理论线损率的概率分析方法。首先考虑低压配网三相四线接线实际,假设已知配变低压侧三相电压、分布式电源出力、负荷三相有功功率及无功功率的随机模型并进行模拟。接着考虑源荷相关性,采用等概率变换原则与秩相关结合的拉丁超立方技术抽样。最后基于蒙特卡洛模拟法,采用考虑三相不平衡的注入电流牛顿法计算潮流结果及日线损率的概率分布,为低压配网降损提供决策依据。并以实际低压配网衡山花园的实测数据证明该方法的有效性。
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基于FLUENT的截污干渠设计参数对末端TP浓度的影响
曾祥平, 付楠楠, 丁文川, 唐鑫如, 吴思, 曾晓岚, 张玉, 罗万申
滇池环湖截污干渠在输运农村农业面源径流污水时,TP浓度会沿程降低且在截污干渠末端低于水质净化厂设计进水浓度,导致水厂TP无法达标排放。为探究截污干渠主要设计参数对输运末端农村农业面源TP浓度的影响,为截污干渠设计提供技术参考,研究针对建设完善的滇池东岸截污干渠所运输的农村农业面源污水,以颗粒态磷为主要对象,利用FLUENT三维模拟软件构建了滇池东岸截污干渠流体的多相流模型并进行流动过程的模拟,分析了截面形状、粗糙度、水力直径、坡度等主要设计参数对干渠末端出口TP浓度的影响。结果表明,末端TP浓度圆形截面最低,梯形最高；末端出口TP浓度随粗糙度增大均升高；随水力直径或坡度的增大,矩形及梯形截面的末端出口TP浓度增加或降低,圆形截面则总体降低或变化不大。
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考虑故障差异的等周期预防性维修策略优化
等周期预防性维修策略是一种常见的维修策略，具有实施简单的特点。针对等周期预防性维修策略优化建模粒度过大，且鲜有考虑故障差异（预防性维修对不同故障维修效果存在差异性）等问题，本文以元动作单元为研究对象，将其故障分为损伤故障和本质疲劳故障，考虑预防性维修对这两类故障维修效果存在的差异性，以混合故障率模型描述不完全预防性维修效果，建立了元动作单元的等周期不完全预防性维修策略优化模型，并给出了模型的优化求解算法。最后，通过数值分析对模型的有效性进行了验证，分析了不同维修成本对最优维修成本率以及最优维修策略的影响。研究结果表明：不考虑预防性维修效果差异性会低估元动作单元的维修成本率；不同类型维修成本以及故障类型的占比对元动作单元最优维修策略的制定有着显著的影响。
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齿面成形方法对鼓形齿联轴器齿形及其接触性能影响机制
目前，鼓形齿轮齿面成形方法主要有两种：成形方法Ⅰ为滚刀绕位移圆圆心作圆弧运动展成鼓形齿面，成形方法Ⅱ为滚刀绕位移圆圆心作圆弧运动展成鼓形齿面。成形方法决定齿形，进而影响其接触性能。然而，以上两种成形方法生成的齿形差异及影响机制尚不清楚。因此，基于齿面加工仿真，推导了两种成形方法的齿面模型。采用啮合原理和有限元，建立了几何和承载接触分析模型。对比了两种成形方法的齿形、几何及承载接触特性。结果表明，在位移圆半径相等下：随着位移圆半径的增大，成形方法Ⅰ与Ⅱ的齿形偏差逐渐减小，最大偏差251μm；成形方法Ⅰ比Ⅱ的齿间载荷分配更加不均匀，最大载荷比最小载荷多702.8%、451.2%。在鼓形量相等下：成形方法Ⅱ的位移圆半径须大于Ⅰ，两者差200mm；成形方法Ⅰ与Ⅱ的齿间载荷分配接近。
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基于参数估计-滑模阻抗控制的SEA性能分析
重型四足机器人的足部与地面接触过程中以及步态转换过程中会受到不确定的冲击载荷作用，易导致足部机构载荷过大从而造成结构的冲击损坏。因此针对使用液压串联弹性执行器(SEA)作为足部末端在非结构环境下动态性能差的问题，提出了基于环境参数估计的滑模阻抗控制方法(EPESM)。首先以阀控液压缸的活塞位移传递函数为基础建立了基于位置内环的SEA阻抗控制模型，并以PID作为基础控制器；为改善SEA阻抗控制的动态性能，根据Lyapunov第二法构建稳定的自适应环境参数估计方法对SEA期望位置进行前馈补偿；为提升自适应环境参数估计方法在SEA工作过程中不同阶段的动态性能和环境变化适应性，使用模糊控制方法对自适应环境参数估计方法中的自适应参数进行寻优；最后，以SEA状态方程为基础构建滑模控制器与PID控制器进行动态性能对比分析。仿真结果表明：在变SEA弹簧刚度工况和变环境刚度下， EPESM阻抗控制的响应速度明显更快，可将调节时间从平均5s明显缩短到1s内，能更快的达到预期位移和预期接触力，且能略微降低稳态误差，使接触力误差保持在±6N内。在动态跟踪工况下，EPESM阻抗控制的动态性能更好，在快速进入跟踪状态后，可以长时间保持0.2s以内的相位滞后和5.2%的幅值误差。
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公路整车运输问题中基于视图相似度的车货匹配研究
为提高整车运输中的车辆装载率、提升车货匹配效率，基于CBR系统思维，提出了一种基于视图相似度的车货匹配方法。首先，通过知识表达系统表征货物和车辆信息，并基于车辆的车型属性和货物的名称属性实现二者的初步分类和匹配；而后，对车辆数据集进行K-Means聚类，并基于马氏距离计算并确定与待匹配货物最近的聚类，实现对视图匹配空间的横向压缩；最后，融合改进传统视图计算方法，并利用欧氏距离计算待匹配货物与既定聚类内各车辆的视图相似度，提交最小视图相似度对应之车辆。通过爬取运满满平台数据进行实验分析，证明所提方法能够显著提升车货匹配装载率，且匹配效率提高了76%左右。
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基于三维图卷积神经网络的单体香料留香等级预测
单体香料的留香等级(持久性)预测对于调香技术的发展有着重要意义。传统方法易受主观判断影响并且存在复杂的模型决策。因此，文中提出从单体香料的三维层面进行研究，基于三维图卷积神经网络(3DGCN)模型构建一个单体香料的留香分类框架。3DGCN模型在预测留香等级的任务上，相较于二维研究方法表现出了更好的性能优势，尤其是在图聚合阶段使用set2set池化时，3DGCN模型的分类结果准确率为82.06%，精确度为82.34%，召回率为81.98%，F1值为82.18%。这项实验基于三维图卷积神经网络的单体香料留香分类框架（MFRC-3DGCN）为留香等级的预测提供新的数据考量维度，同时也为单体香料留香等级属性评估提供可靠工具。
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新月形覆冰单导线气动耦合特性分析
为进一步明确气动耦合特性对新月形覆冰单导线舞动幅值的影响，基于空气动力学理论，建立了新月形覆冰单导线风致振动响应模型。采用流固耦合方法对新月形覆冰单导线的位移时程进行了计算，分析了气动耦合特性对新月形覆冰单导线舞动幅值的影响。研究结果表明：频率比和自由度对新月形覆冰单导线气动升阻力系数的影响较小，说明新月形覆冰单导线在流场中受到的气动力不随自由度和频率比的不同而发生变化。在不同自由度系统中，新月形覆冰单导线在攻角为20°时发生大幅舞动。垂直单自由度系统中，新月形覆冰单导线舞动幅值受固有频率影响较大，固有频率越大，舞动幅值越小。垂直-水平两自由系统中，垂直频率等于水平频率时，新月形覆冰单导线发生耦合振动，此时新月形覆冰单导线垂直方向的舞动幅值大于其他频率下的舞动幅值。新月形覆冰单导线在流场中在发生舞动时，其水平方向运动会促进垂直方向振动，且新月形覆冰单导线在流场中的运动轨迹呈长条状。研究成果进一步明确了气动耦合特性对新月形覆冰单导线舞动的影响，可为工程上新月形覆冰单导线的舞动和防舞研究提供一定理论参考。
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基于方位信息的轮式机器人动态编队控制
针对非完整约束的多机器人动态编队中,各机器人只能获取相邻机器人方位信息的情况,提出了一种纯方位角信息的分布式PID编队控制算法。考虑领航机器人易受风向或路面平整度等扰动影响而带来无法保持编队队形的问题,该算法通过引入跟随机器人的相对位置和相对速度反馈,能够有效地消除稳态误差,抑制干扰的影响,改善系统的动态性能,并保证系统的全局稳定性。然后,利用Routh-Hurwitz稳定性判据进行稳定性分析,验证编队系统的全局稳定性。最后,通过仿真实验比较了所提控制律与基于纯比例和比例积分的控制律在收敛速度、抗干扰能力等方面的性能。仿真结果表明：所提控制律能够使领航者受到干扰后依然形成期望编队,并且能够实现对领航者轨迹的快速跟踪,总方位角误差的相对最大偏差下降了5.4%。
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自然语言处理技术在油气勘探开发的应用前景研究——以ChatGPT为例
随着人工智能的快速发展，自然语言处理技术的应用逐渐扩展至各领域，如金融、医疗、教育和电子商务等，它为多元业务领域提供了更高效、更智能化的解决方案。本文重点讨论了ChatGPT在油气勘探开发领域的具体应用场景、所面临的挑战以及未来发展的可能性。利用Python调用ChatGPT的API（应用程序接口），通过实例解析，说明ChatGPT在油气勘探开发领域，在诸如信息检索、决策支持、客户服务等方面具有显著的优势。这些优势表现为提高工作效率、优化决策制定、提升客户服务和沟通质量，以及创新的问题解决方法。ChatGPT在编程方面的强大优势进一步提升人工智能在油气勘探开发领域中的应用效率。ChatGPT支持利用专业知识和数据对模型进行微调，构建专属油气勘探开发智能专家，数据的数量和质量决定模型精准度和专业性。然而，我们也需应对挑战，如回答的真实性、数据质量，模型的准确性以及数据安全等问题。未来，ChatGPT的发展趋势可能表现为增强理解能力、创新能力、智能交互性能力的提升，而且ChatGPT可以与数据湖进行高效融合，实现在数据查询、故障预测、报告自动生成、培训以及自动化工作流程等方面的应用。随着ChatGPT的升级迭代以及用户反馈的优化，我们期待ChatGPT类的自然语言处理技术在油气勘探开发领域发挥更大的作用。
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基于氢化还原与端基钝化的老化沥青化学修复机制与效果评价
考虑到沥青老化的本质是化学结构的变化，首先选用氢化还原剂三乙氧基硅烷将老化沥青中的强极性羰基和亚砜基还原成羟基，同时生成极性较低的酯或者醚，再用端基钝化剂异氰酸酯与羟基进行酯化反应，实现端基钝化。通过测试老化沥青各修复阶段的化学结构与极性变化，探究其修复机理；进而以基质沥青为参比，分析测试老化沥青性能修复前后的动力粘度和低温性能，评价氢化还原与端基钝化对老化沥青的化学修复效果。结果表明，氢化还原与端基钝化使老化沥青的化学结构发生了本质的变化，三乙氧基硅烷可将老化沥青中羰基和亚砜基还原成羟基，异氰酸酯可将羟基通过酯化反应生成酯；经氢化还原与端基钝化之后，老化沥青的极性显著减弱，分子间作用力和粘度明显降低，低温性能得以显著改善；劲度模量和蠕变速率与老化沥青的官能团指数之间具有良好的对应关系。
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露天矿山岩质边坡软弱夹层赋存状态影响边坡稳定性规律研究
软弱夹层作为一种典型地质结构是影响整个边坡安全稳定性的关键因素。为了更好地分析软弱夹层的性质及对边坡稳定性的影响，针对某含软弱夹层矿山露天岩质边坡，运用正交对照法对边坡软弱夹层的埋深、倾角、数量及夹层间结构面间距等4种夹层赋存状态，进行变量4×4正交模拟，揭示了不同赋存状态下边坡稳定性及变形规律。研究结果表明：①边坡软弱夹层的赋存状态对边坡稳定性有显著影响，随软弱夹层的埋藏深度的增加边坡安全系数随之增大，当埋深达到一定后边坡安全系数趋于稳定；②随着软弱夹层角度的增大，破坏机制表现为层间错动、顺层蠕滑和沿软弱结构面的剪切滑移递进式变化；③随软弱夹层层数增多，边坡整体性下降致使变形不均匀，边坡安全系数减小，水平方向位移增大；④对比同等埋深结构面间距较小的软弱夹层边坡，结构面间距对边坡安全系数的影响较小。
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基于通道电阻RL的改进GaN HEMT模型的热噪声分析
本文提出了一种改进氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)等效电路模型的方法，利用通道电阻RL来提高模型的准确性。采用数学修正法和直接提取法提取小信号等效电路各元件参数并建立小信号模型，基于该模型，在常温下采用了典型的Pucel噪声模型和Pospieszalski模型对热噪声进行建模和仿真验证。通过对比改进前后模型参数的变化，验证了改进模型的有效性和精确性，可用于预测GaN HEMT器件的噪声性能。结果表明，改进后的模型比传统模型更精确，且栅偏置越高或频率越高，RL对模型的影响越大；相较于传统模型，改进模型的主要噪声参数的平均值更低，最小噪声系数NFmin减小了1.7%，等效噪声电阻Rn减小了2.7%，表现出较好的噪声特性。
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基于贝叶斯后验估计的LSTM-XGBoost组合模型供热负荷预测研究
提升区域供热系统(District Heating Systems, DHS)的供热负荷预测精度是实现智慧供热、提升能源利用效率的重要手段。本文提出了一种基于贝叶斯后验估计，长短期记忆(Long Short Term Memory, LSTM)算法和极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting , XGBoost)算法的供热负荷预测组合模型。首先根据供热负荷变化的特性，确定输入的特征值，构建LSTM模型和XGBoost模型，再采用贝叶斯后验估计算法进行融合，构造出一个LSTM-XGBoost组合模型。采用石家庄某供热站2019-2020年供暖季运行数据进行仿真验证，仿真结果的评价指标表明，本文提出的基于贝叶斯后验估计的LSTM-XGBoost组合模型的平均绝对百分比误差 (Mean Absolute Percentage Error, MAPE)为0.51%，即负荷预测平均偏差为0.51%。将本文所提方法与循环神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)模型和门循环单元(Gate Recurrent Unit, GRU)模型进行比较，验证了本文所提出的方法能有效提高供热负荷预测精度。
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基于开通延时变化的多芯片IGBT模块部分芯片失效监测方法
多芯片绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)模块被广泛应用于大功率变换器中,对其进行状态监测是一种可以有效提高电力设备可靠性的方法。本文提出了一种基于开通延时变化的多芯片IGBT模块部分芯片故障检测方法,文中首先分析了芯片失效对开通过程的影响,指出了芯片失效与开通延时的关系。然后,基于开通延时与失效芯片数的映射关系提出了对应的故障监测方法,并通过实验验证了方法的有效性。实验结果表明该方法可用于多芯片模块的健康状态监测,对提高变流器的运行可靠性具有重要意义。
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具有全向抗偏移能力及恒流输出的电动汽车无线充电系统
电动汽车无线电能传输（Electric Vehicle Wireless Power Transfer, EV-WPT）技术具有巨大的应用前景。但是车辆停靠过程中，由于各种因素导致耦合机构未对准或者发生角度偏移，从而降低系统的充电功率、效率甚至充电失败等。为解决上述问题，本文设计出一种新型的耦合机构，实现耦合机构全向的抗偏移能力；同时用杂间距的设计方式增大能量线圈之间的互感的同时，减小了发射线圈的自感，减少了线圈绕制的用线量。另外利用双D型线圈与Q型线圈的解耦特性，将接收线圈与接收端补偿线圈做磁集成处理，节省了空间以及磁芯的用量；最后搭建了输出功率达1.4kW的仿真模型，验证了系统良好的抗偏移能力和恒流输出效果。
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面向智能航道巡检的新型水面目标检测算法
为解决多场景复杂内河背景下水面目标检测存在的环境噪声大、水面目标分布情况繁杂、特征微小模糊等问题，本文提出一种融合多尺度特征和注意力机制，增强类激活映射的水面目标检测算法，称作UltraWS水面目标检测算法。首先，在典型检测网络上设计空间注意力模块与多头策略，融合多尺度特征，提高对微小目标的检测能力。其次，本文提出UltraLU模块增强类激活映射，减小环境因素与分布因素对检测目标的影响。最后，设计对模型进行Tucker张量分解，实现模型的轻量化，增强模型的可解释性与推理速度。实验结果表明，所提出的UltraWS算法提高了对背景噪声的抗干扰能力，能够更好的捕捉微小目标，满足了边缘化部署的检测速度和准确率的均衡性需求。在WSODD数据集上，算法的mAP值取得了最高的84.5%，相较于其他主流方法存在可观的提升。基于提出的算法建立航道安全巡检体系与评估方法，有利于推动内河智慧航运的发展。
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基于物理信息神经网络的非线性瞬态热传导正/反问题研究
文章基于物理信息神经网络(Physics-informed Neural Networks，PINN)求解非线性瞬态热传导问题并识别随温度变化的导热系数。首先，基于热传导问题的控制方程，利用初始条件和边界条件，构建损失函数。然后，应用自动微分算法求解控制方程中温度的偏导数。使用梯度下降算法，更新网络参数，最小化损失函数，实现热传导正问题的求解，并讨论了不同隐藏层数、神经元数量和域内数据点数量对计算结果的影响。最后，采用PINN识别随温度变化的导热系数，利用控制方程、测量温度和计算温度的残差构建损失函数，通过梯度下降算法，更新网络参数和导热系数，使其逼近于精确解，并比较了不同的测点数量和测量误差对计算结果的影响。结果表明，PINN能够有效求解非线性瞬态热传导问题并识别与温度相关的导热系数。
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GNSS失锁下非完整性约束GNSS_INS_OD自适应组合导航方法
针对松耦合模式下的GNSS/INS组合导航系统，全球卫星导航系统（GNSS）信号容易受到环境的影响，在部分场景中可能会导致信号丢失。针对GNSS失锁的情况，提出将非完整性约束（NHC）应用于轮速计（OD）/捷联惯导系统（INS），可以有效抑制在GNSS信号失锁的情况下纯惯性导航的误差发散。同时，提出一种基于新息的自适应卡尔曼滤波算法和考虑车辆运动关系的自适应NHC噪声方法，可以有效增强在GNSS失锁和车辆转弯场景下的导航定位能力。通过场景实测数据验证表明：使用自适应卡尔曼滤波和自适应NHC噪声的组合导航系统在GNSS信号失锁10s的情况下能保证“cm”级导航精度，其定位精度相较于使用传统扩展卡尔曼滤波方案和只使用自适应NHC噪声方案提升了10%，测速精度提升了约30%，可以满足导航系统在GNSS失锁环境下的高精度、高可靠性导航定位服务。
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基于K-Means的动态多组织PBFT算法
联盟区块链系统被广泛用于金融和物流等场景。然而,应用于该区块链系统的实用拜占庭算法(PBFT)存在可扩展性较低以及通信成本较高等问题,阻碍了区块链系统在大规模场景中的应用。针对上述问题,提出了一种动态多组织实用拜占庭容错算法K-PBFT共识算法。提出改进的K-Means算法,根据节点的时延以及节点间通信距离将节点分为多个自治组织,各组织之间通过组织代表节点进行通信。当一个新的节点加入时,该算法根据其特点将其分配到最合理的组织。并通过设置信誉机制辨别系统中的诚实节点与恶意节点,提高系统的安全性。引入节点任期机制,使区块链中每个诚实节点都有机会充当组织代表节点或主节点。实验结果表明,与PBFT算法相比,K-PBFT算法通信复杂度降低了75%,当节点数为100时,相比PBFT算法,时延降低了210 ms,吞吐量提高了100%。并且在高延迟环境下,相较于基于信誉分组的PBFT改进算法,当节点数为100时,时延降低了20%,吞吐量提高了17%。
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结构和价态调控的Ce-MOFs及其衍生物吸附水中氟离子的机理
屈敏, 何皎洁, 杨异星, 裴从虹, 杨 悦, 赵红梅, 孙燕, 杨利伟
严控饮水氟浓度，可以有效降低人体罹患氟骨症和氟牙症的风险。近年来，铈基吸附材料在解决氟污染问题中表现优异，而铈盐与有机酸反应生成的铈基金属有机框架材料（Ce-MOFs）或其衍生物，能有效去除水中的氟离子。硝酸铈铵（Ce(NH4)2(NO3)6）和均苯三甲酸（H3BTC）在不同反应时长下生成了Ce-MOFs CeT1及其衍生物CeT2，更换H3BTC为对苯二甲酸（H2BDC），反应生成两种Ce-MOFs，CeD1和CeD2。利用XRD、BET、SEM、XPS和FTIR对材料的结构、比表面积、元素含量和组成基团，进行系统的表征；通过控制吸附时间、溶质初始浓度、溶液pH值和竞争离子种类研究四种材料的吸附性能；对实验数据进行吸附动力学模型和吸附等温模型拟合，探究吸附机理。表征结果显示，CeT1为高度配位不饱和的Ce(Ⅳ)-MOFs，CeD1为比表面积最大（1003.10 m2/g）的Ce(Ⅳ)-MOFs，而CeT2和CeD2则同为Ce(Ⅲ)占比较高的吸附材料。吸附实验中，CeT1、CeT2、CeD1和CeD2的最大吸附容量分别为99.38 mg/g、142.45 mg/g、60.45 mg/g和124.55 mg/g，CeT1、CeT2和CeD2符合假二级动力学模型，CeD1符合假一级动力学模型。四种材料对氟离子的吸附机理主要为静电吸引、离子交换和沉淀。其中，CeT1的不饱和配位可提供吸附位点进行离子交换和静电吸引，CeD1的大比表面积增加了污染物与材料的碰撞几率，而CeT2和CeD2中含有的Ce(Ⅲ)，可通过形成溶度积常数极小的CeF3（Ksp=8×10-16），以沉淀作用固定氟离子。实验探究了四种材料的特点与吸附性能之间的关系，为Ce-MOFs及其衍生物的制备与优选提供参考。
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大厚度海上风电用钢的组织结构与低温冲击韧性
针对85mm厚海上风电用S355G10+N钢板心部冲击功低且离散性大的问题,结合夹杂物生成理论计算,采用金相检验、扫描电镜及能谱分析研究了钢板不同厚度处的微观组织。结果表明,钢板的组织主要为粒状贝氏体、少量铁素体和少量珠光体。钢板表面与1/4厚度处组织均匀,而在钢板心部发现了严重偏析和板条贝氏体。冲击断口形貌表明,由于中心偏析导致生成的MnS和(Nb,Ti)C夹杂物为断裂源,其附近断裂方式为沿晶断裂。钢板中心偏析处的板条贝氏体加剧了裂纹的扩展,夹杂物与板条贝氏体的综合作用显著降低了钢板心部的冲击韧性。
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航空无人机高速长轴转子系统动力学分析
针对某型航空高速长轴转子系统振动问题，考虑不同轴承支撑形式和轴承阻尼，建立了高速长轴转子系统计算模型，基于Ansys Workbench研究了轴承支撑形式与轴承阻尼对临界转速的影响规律。系统在轴承为刚性支撑时的临界转速远高于轴承为柔性支撑时的临界转速；系统在轴承同为刚性支撑下，考虑轴承阻尼时，临界转速随着阻尼的增大而减小，特别是在前三阶尤为明显，而随着阶次越高，轴承阻尼对临界转速的影响也逐渐减小。此外，还对高速长轴转子系统进行了谐响应分析，系统在不同位置处的响应情况基本一致；系统响应幅值随着不平衡量增大而增大；在不平衡量作用下，考虑轴承阻尼时，随着阻尼的增大，系统响应幅值均呈现增大的趋势。
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微波光子辅助的均匀圆阵相关干涉仪测向技术
相关干涉仪测向具有算法简单、测量精度高、抗干扰能力强等优点，是主流的测向体制之一。均匀圆阵能够实现二维测向，并且具有结构紧凑、测向精度均匀等优点。结合两者的优点，研究了均匀圆阵相关干涉仪测向算法。为克服电域鉴相器工作频率低、带宽窄、易受电磁干扰影响的缺点，提出了一种微波光子鉴相器。利用双平行马赫曾德尔调制器（DPMZM）建立一个光干涉仪结构，将两路微波信号的相位差映射为输出信号的光功率。通过调整DPMZM直流偏置电压，使得DPMZM中的相位偏置分别为0°和180°，并分别测量两种情形下的光功率。利用光功率的比值建立相位差映射函数，提高了功率测量的分辨率和相位差测量的精度。最后，通过仿真验证了所提方案的有效性，所设计的微波光子鉴相器能够实现0°~360°的相位鉴定，测量误差为±1°，对应测向算法的测向误差为1.0082°。
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基于SVM算法的跌倒检测及保护系统研究
实时跌倒预测保护能够显著降低老人跌倒致伤的风险，提高老人独居自理能力和身心健康水平。为了提高跌倒预测算法的识别准确率、召回率、特异度，减少跌倒判别和气囊保护系统的充气时间，设计了一种基于SVM的多级阈值跌倒预测算法及气囊保护系统，实现对跌倒行为的实时预测和保护。首先，利用佩戴在腰部的加速度传感器实现运动数据的采集；然后利用SVM算法得到分类跌倒和日常行为的合加速度、加速度、姿态角阈值，最后在单片机上预测算法进行重构，实现跌倒行为的实时预测，并根据预测结果判定是否触发气囊保护系统。实验结果表明，本文算法对跌倒的识别准确率、召回率、特异度分别为97.3%、99%和96.1%，保护气囊的平均充气时间为350.4ms，具有识别准确率高，充气时间短的优点，从而加强了该系统在实时跌倒预测与保护中的应用。
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改进黏菌算法在运动洗出中的仿真及实验研究
洗出算法参数调整对洗出效果有很大影响,针对经典洗出算法参数调整的不足,提出一种改进的多目标黏菌算法,通过此算法对洗出算法进行寻优来找到最优的参数结构。针对标准黏菌算法初始化和局部优化问题,以及对解在非原点的函数寻优效果有限问题,引入Circle混沌精英初始化种群方法,将莱维飞行引入到标准黏菌算法早期位置更新公式中,将基于获取和共享知识算法引入后期更新公式,设计黏菌局部优化策略,引入Pareto非支配排序,构建多目标函数。建立人体感知模型、加速度差值模型、位移模型作为目标函数,对其进行参数优化。最后通过仿真和实验进行验证。结果表明,改善了41.7%相位延迟现象,节省了43.58%运动平台的工作空间,洗出效果得到了有效提升。
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基于复杂运动任务下的脑电信号特征提取及分类研究
脑机接口技术(BCI)作为人脑与外部接口技术连接的关键技术,近年来受到了越来越多学者的广泛关注,应用BCI进行运动检测、行为控制等研究已经成为了BCI系统的重点关注对象；然而,随着运动复杂性的提高,对于BCI系统提出了更高的要求,目前关于复杂运动任务下的脑电特征提取和分类的研究仍存在运动相关任务实验范式简单、复杂度低的问题,基于此,本文进行复杂运动任务下的脑电信号采集实验,实验设备的安装调试以及实验的设计完全依据国际标准进行,同时通过使用皮尔逊系数矩阵、邻接矩阵等方法构建功能性网络进行EEG的特征提取,并将提取到的特征通过构建的图卷积神经网络(Graph Convolutional Neural Network,GCNs-Net)模型,完成复杂运动任务下的脑电信号分类,该模型通过脑电和行为指标综合评估分类准确率,为脑机控制中运动脑电辩识的稳定性与准确性领域提供了可行的思路与方法。
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具有层间隙的无线充电系统耦合机构损耗优化方法
随着对MC-WPT系统性能要求的提高，如果温度过高，大功率电能传输MC-WPT的耦合机构或功率转换电路的温度可能会改变甚至损坏系统。温度控制已成为大功率MC-WPT系统长期稳定的关键。因此，本文提出了一种层隙耦合机制的损耗优化结构。首先，我们以动力传递性能为切入点，设计了一种能够在耦合机构尺寸限制下传递高输出功率的耦合机构；其次，分析了耦合机构损耗发热的机理和优化方法；最后，我们从改善散热结构和减少损耗产生的热量方面对耦合机构的热性能进行了优化。
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碳化对含花岗岩石粉硫氧镁水泥性能的影响
以CO2气氛作为养护条件，研究了不同掺量的花岗岩石粉（GP）对硫氧镁（MOS）水泥性能的影响，结合X射线衍射仪（XRD）、同步综合热分析仪（TG-DSC）、扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）对MOS水泥水化产物及微观结构做了分析。结果表明：碳化28 d后的掺加40% GP的MOS水泥强度保留系数提高至1.12；碳化28 d后浸水120 d强度保留系数为0.94，较空白样提高了123.8%；MOS水泥碳化过程中基体内Mg(OH)2转化为MgCO3·zH2O晶体，降低了基体膨胀；GP改善了MOS水泥孔结构，提高了密实度，降低了CO2吸收率，减弱了CO2的侵蚀作用；GP和MgCO3·zH2O改善了MOS水泥抗碳化性能和耐水性能。
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自闭症患者单细胞核转录组数据分析研究
为研究内皮细胞亚群在自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorder, ASD)患者血脑屏障中发挥的作用,利用一系列数据挖掘方法对ASD患者前额叶皮质单细胞核转录组测序数据集进行分析。首先,使用图聚类方法将其内皮细胞分为4个亚群。然后,通过Wilcoxon秩和检验获取各亚群在ASD状态下的差异表达基因,并进行KEGG富集及GO分析,结果提示内皮细胞亚群1主要涉及ATP的合成与代谢、线粒体以及氧化还原酶等各种酶的活性改变。最后对内皮细胞亚群与脑组织其他细胞进行细胞间相互作用分析,结果显示,在ASD患者中内皮细胞接收小胶质细胞信号次数增加；内皮细胞亚群1与小胶质细胞间可能存在特异SPP1 - (ITGAV+ITGB1)和SPP1 - (ITGAV+ITGB5)配体受体对信号；同时,接收到星形胶质细胞信号次数及强度减少。
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面向自动驾驶的多模态信息融合动态目标识别方法研究
针对自动驾驶环境下的车辆检测问题存在小目标多、目标遮挡严重等情况，提出一种面向自动驾驶的多模态信息融合的目标识别方法。该方法主要包括以下几个方面的改进：1.基于空间注意力机制和混合空洞卷积改进的ResNet50网络：使用选择核卷积替换conv2_x和conv3_x部分的3×3标准卷积，使网络可以根据特征尺寸动态调整感受野的大小。在conv4_x部分使用锯齿状混合空洞卷积[1,2,1,2,1,2]，使网络能够捕获多尺度上下文信息，提高网络特征提取能力。2.改用GIoU损失函数：将YOLOv3中的定位损失函数进行替换，改用GIoU损失函数，GIoU在实际应用时有较好的可操作性。3.基于两种数据融合的人车目标分类识别算法：提出了基于两种数据融合的人车目标分类识别算法，可以有效地提高目标检测的准确率。实验结果表明，该方法与OFTNet 、VoxelNet 和FasterRCNN网络相比，在mAP指标白天提升幅度最高可达0.05，晚上可达0.09，收敛效果也更好。
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电动汽车无线充电系统恒流/恒压输出与抗偏移磁能耦合机构研究
在电动汽车无线充电系统中,负载锂电池的充电过程为先恒流再恒压,因此WPT系统需要同时具备实现两种输出状态的能力,且可以在两种输出状态之间进行平稳切换。基于此本文分析双边LCC拓扑实现负载无关的恒流和恒压输出的条件,并给出了参数设计方法。针对系统可能会随机在不同方向上出现位移的情况,采用了一种双向同轴平面线圈的结构,即原边线圈由内外两个沿相反方向绕制的线圈串联组成。通过仿真和实验验证了本文提出的电动汽车无线充电系统具备同时实现恒流\恒压输出的能力,且在多方向偏移工况下仍能实现稳定输出。
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基于分布式发射线圈的WPT抗偏移 与互操作性研究
无线电能传输系统中接收端与发射端之间相对位置的偏移会在一定程度上影响系统传输效率，本文从耦合机构的全范围抗偏移性及互操作性两个方面进行研究。提出一种提出了多对一的耦合模式，发射线圈类型为平面分布式发射单元线圈组合，对不同的接收线圈类型、轴向偏移工况和旋转偏移工况的位置模态研究分布式发射线圈的开启模式，以实现接收线圈的互操作性和大范围全方向的抗偏移性。为了提高分布式发射线圈的自由度，提出分布式串联控制逻辑电路，并对发射线圈串联连接工况下的谐振参数进行设计以减少交叉耦合的影响。结合分布式发射线圈的磁场特性和基于LCC-S谐振拓扑的拾取电压检测法提出了接收线圈位置检测的搜索策略。搭建实验装置，综合所有位置的轴向偏移及旋转偏移，平面式接收线圈的最大效率波动为3.3%，垂直式接收线圈的最大效率波动为5.57%，螺线管式接收线圈的最大效率波动为4.45%，实验结果表明了其具有良好的抗偏移特性与互操作性，验证了系统的可行性与高效性。
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基于轨道式MC-WPT的废旧电池电能回收系统 设计与实现
新能源发展，大量电池的应用，对废旧电池组的剩余电能回收也提出了挑战。为解决上述问题，本文提出一种基于轨道式MC-WPT(磁耦合无线电能传输)技术的电能回收系统，为废旧电池剩余电能回收提供了一种新的补充方式。该系统在流水线上运输多组废旧电池组的同时将其剩余电能高效传输至电网，提高电能回收利用率。本文通过对传统轨道式MC-WPT耦合机构进行改进，将非轨道端作为电能发射端，轨道作为接收端，设计了系统电路拓扑，建立系统数学模型，仿真分析该种耦合机构形式下系统的传输特性。最后搭建一个电能回收实验平台，在轨道上对四组废旧电池组电能同时回收至电网，系统输入功率为1116.8W，电能回收效率约为82.4%，实验结果验证了系统的可行性与高效性。
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数字钻孔图像岩体结构面自动化识别方法
数字钻孔摄像技术能够准确获取钻孔中岩体结构面的特征信息。针对现有数字钻孔图像分析人力需求量大、主观性强、计算量大的不足,本文提出新分析方案以实现数字钻孔摄像技术所采集的钻孔内壁图像自动化识别。首先,对数字钻孔图像进行预处理,使用经过预训练的DexiNed网络对图像的边缘进行特征提取；其次,提出Epremoval方法处理边缘点噪声并提取感兴趣区域；最后,根据正弦曲线泰勒展开式对图像中的表征数据进行多项式拟合。通过对得到的曲线进行计算、空间变换和数理变换得到岩体结构面参数。以某隧道工程的数字钻孔图像为例,本文提出的算法的结果优于人工辅助判读的结果。
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高速公路弯道换道决策及运动规划优化研究
弯道换道决策及运动规划算法主要影响自动驾驶汽车的安全性和操纵稳定性。针对高速公路弯道换道场景决策的安全性和行驶效率不够高的问题，提出新的基于主车相对前车的驾驶不满意度的决策算法。为了提高运动规划算法实时性，采用路径-速度解耦框架进行主车换道轨迹规划。对于路径规划，选择五次多项式曲线，采用考虑安全、舒适以及高效性的四个路径评价指标，实现最优路径规划。对于速度规划，结合动态规划与二次规划优化获取平滑速度规划曲线。仿真结果表明基于驾驶不满意度的换道决策模型能选择更高效及安全的行驶方式。在典型的主车换道场景，主车最大质心侧偏角，最大横摆角速度的数值均小，表明换道轨迹规划算法能确保主车换道的安全性和操纵稳定性。
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四川盆地雷口坡组盐水含水层CO2埋存能力评估
盐水含水层CO2埋存能力是关乎我国实现碳中和目标的基础问题。四川盆地作为我国西南地区重要的油气产地，其深部盐水含水层的CO2埋存前景尚缺乏比较深入的定量研究。雷口坡组T2l是四川盆地的优质卤储层，其四段T2l4、三段T2l3、一段T2l1可作为CO2埋存的目标储层。本文基于多井并注超压解析解，采用MATLAB语言脚本CO2BLOCK，评估了雷口坡组深部盐水含水层的CO2埋存能力。结果表明：在连续注入CO2 30年的条件下，四川盆地雷口坡组储层的CO2埋存能力为0.83Gt，其中以雷口坡组四段的埋存能力最大，雷口坡组一段的埋存能力最小。雷口坡组四段、三段、一段的单井最大可持续注入速率分别为0.550Mt/a、0.051Mt/a和0.054Mt/a，对应的最大可持续超压分别为3.09MPa、5.67MPa和6.55MPa。T2l4、T2l3和T2l1三个储层的经济最优方案（井数，井距）分别为：（16，17）、（20，17）、（16，19），经济最优方案对应的埋存容量分别为0.50Gt、0.07Gt、0.04Gt。
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变电站引下线体系时域非线性风振分析
变电站引下线结构体系一般为分裂导线，且具有跨度小、高差大、线长短，上下连接的特点，强风引起的事故时有发生。为研究风荷载作用下的引下线的非线性风振响应特性，利用AR模型法对脉动风荷载进行模拟，对引下线柔性体系进行模态分析和风振响应时程分析，研究了气动阻尼、风向角、跨高比、间隔棒数量等参数对风振响应的影响。结果表明：引下线体系响应有着明显的非高斯性。与常规水平大跨越输电线相比，其固有频率较高，气动阻尼影响较小。平面内风荷载会导致较大的反力响应，平面外风荷载会导致较大的位移响应；跨高比的增加会导致结构的反力响应增大，而位移响应减小。结构跨中位移响应均随着间隔棒数量增加而减少；而结构的端部反力在间隔棒数量为5时最小。引下线内力响应风振系数和位移响应风振系数并不一致，随跨度增大，风振系数呈减小趋势。
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一种面向智能电网的数据聚合隐私保护方案
数据聚合是智能电网通信中的一项关键技术，能够以高效节能的方式收集用户用电数据。不过，随着智能电表的大规模部署，这无疑给用户带来了许多隐私问题，比如感知他们的生活习惯。基于此，本文提出了一种高效且保护隐私的数据聚合方案(Efficient and Privacy-Preserving Data Aggregation，EPPDA)。首先，一个基于区块链的智能电网四层架构被提出以支持用电电力数据聚合。在架构中的采集层中，改进了基础的Boneh-Goh-Nissim加密系统，使其更适合于电网隐私保护场景。在架构的平台层，利用区块链的防篡改特性对聚合数据进行有效的存储及查询。性能分析结果表明：提出的EPPDA可以满足智能电网系统的几种隐私特性。最后，通过实验数据表明，EPPDA在保证数据隐私和安全的条件下降低了计算与通信成本，提高了整个方案的效率。
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基于mRMR-IPSO的短期负荷预测双阶段特征选择
电力负荷具有时空多变的特性，受众多因素的影响，在短期负荷预测中较多的输入特征会造成维度灾难，导致模型预测性能不佳，因此选择合理的输入特征集至关重要。文章提出一种新的短期负荷预测特征选择方法—mRMR-IPSO双阶段法。利用最大相关最小冗余(mRMR)判据对原始特征进行排序，考虑输入特征与输出特征之间相关性和输入特征间冗余性，筛选掉一些排序靠后的特征，初选出对预测效果影响显著的特征子集；然后采用基于改进的粒子群优化算法(IPSO)的搜索策略，以LightGBM模型的预测精度为适应度函数，对初选特征子集进行精选，得到最优特征子集。算例结果表明所提方法能在对原始特征集大幅降维的情况下，提升预测精度。
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电磁铁传热特性及散热优化的数值模拟研究
电磁铁作为电液控制系统的核心液压元件广泛应用于航空航天和石油工业等领域,其工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。本文采用有限元软件研究电磁铁温度、应力及变形的演化规律,分析导热套筒散热与强制对流散热对其热性能的影响规律。结果表明：随线圈功率的增大电磁铁的最大温度、热应力和变形量均线性增大；随套筒厚度的增加,稳态的最大温度、变形量和导热量线性减小,温降幅度为12.5℃/mm；随流速的增加,最大温度、热应力和变形量显著减小,温降幅度45.5℃/(m/s),说明增强导热和对流均能提高电磁铁热性能且对流更为显著。
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面向云审计的轻量级隐私保护方案
在数据量呈爆发式增长的社会背景下，云存储服务的发展为用户的数据存储带来了极大的便利，用户可以通过将数据存储到云服务器来节省大量的存储和计算资源，而云服务器可随时、按需提供服务的特性也使得其为更多的用户所青睐。但是相较于本地数据存储，用户失去了对云服务器中的数据的直接控制，这也使得数据的安全性问题成为了云存储发展所面临的最大挑战，各种外部攻击和内部故障都有可能导致用户的数据受到损坏。因此，本文提出了一个轻量级计算和验证的数据审计方案。该方案简化了用户在上传数据之前的标签计算操作，同时依然能够保证用户上传数据的安全性，相应地云服务器和审计者的计算任务也得到了减轻，进一步降低了计算开销。并且为了保护用户数据隐私，方案借鉴了图像加密中的置乱加密，让用户使用随机函数对数据块的位置进行置乱，同时让审计者也能计算出数据块的真实位置，顺利完成审计操作。结果表明，该方案有效节省审计流程中用户和服务器、审计者三方的计算资源，且提升了流程的效率。
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双发射无线电能传输系统的同步控制策略研究
在无线电能传输系统的设计中，可以在系统中添加多个发射源来提升系统的功率传输能力以及降低功率变换器件上的电压电流应力。本文设计了一种双发射无线电能传输系统，该系统有两种工作模式：休眠工作模式和增强工作模式。当接收端所需功率比较低时，其中一个发射端将工作在休眠工作模式，仅由另外一个发射端为接收端提供能量；当接收端所需功率比较高时，该发射端将由休眠工作模式切换到增强工作模式，连同另外一个发射端一起为接收端提供能量。除此之外，针对两个独立的发射端逆变器的输出电压相位不一致带来的能量抵消问题，本文提出了一种同步控制方法来使二者保持同步以提升系统的功率传输能力。最后通过实验验证了所提方案的可行性和有效性。
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混合多策略改进的野马优化算法及其应用
针对野马优化算法后期收敛速度慢、搜索精度低、稳定性低等缺陷，提出了一种混合多策略改进野马优化算法。首先，采用Halton序列初始化增加种群多样性；其次，改进自适应参数以平衡全局搜索和局部开发能力；然后，通过单纯形法改善种群个体最差位置；最后，加入躲避行为来提高算法寻优精度。为了验证改进策略的有效性，选择了9个标准测试函数进行仿真实验。将改进算法应用于机械设计问题和桁架结构优化算例中，其优化结果相比原算法降低了16.61%、0.21%、2.96%和0.61%。统计结果表明，改进算法在解决实际工程问题上较基本算法及其他对比具有更高的寻优精度。
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基于GaN HEMT寄生电容的BPNN参数建模的研究
秦世清, 曹通, 李婷, 陈飞宇, 王忠, 王福学, 何映谊, 应佳瑶, 杨国锋
由于GaN HEMT的寄生电容在漏源电压的影响下具有非线性特征。本文提出一种于模拟寄生电容参数与栅源电压的映射关系的反向传播神经网络（BPNN）参数拟合法。基于GaN HEMT大信号参数模型和数据手册提取寄生电容关于漏源电压变化的参数取样点作为神经网络模型的输入层。该神经网络模型通过将误差值反馈至输出端以调整神经元的权重，以产生一个能够拟合出系统映射关系的神经网络训练集，以预测GaN HEMT实际开启状态下栅源电压和寄生电容的关系，并将所得实验数据连接至输入层进行传递。最后得到BPNN模型的预测相对误差分别为9%，证明了该方法模型预测的准确性。该方法简化了物理模型对参数提取的复杂度，可用于分析和预测GaN HEMT器件的误导通情况。
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基于改进乌鸦搜索算法的无人艇新型路径规划策略
鉴于无人艇的实际航行需求，所规划的路径应满足顺滑性及经济性，为此提出一种基于改进乌鸦搜索算法的直线与圆弧转弯相结合的新型路径规划策略。首先，提出了一种新型路径拟合方法，用于优化转向点的数量，并处理转向点圆弧过渡的问题。该方法克服了B样条曲线路径造成无人艇频繁调整方向的问题，同时保证无人艇在保持航速稳定的情况下实现转向，从而提高了航行的稳定性和经济性。然后，在此基础上提出了一种改进的乌鸦搜索算法，用于优化路径转向点的位置。算法的改进主要体现在三个方面：采用反向学习策略对初始种群进行优化，以提高初始种群质量及多样性；提出一种动态变化的意识概率，以提高算法初段的全局搜索能力和末段的局部搜索能力；采用莱维飞行策略改进随机搜索方法，以改善搜索的方向性及有效性。仿真结果表明：所提出的新型路径拟合方法优于B样条曲线拟合方法和直线段拟合方法；在采用这种拟合方法的基础上，利用改进乌鸦搜索算法、标准乌鸦搜索算法、差分进化算法以及遗传算法对路径转向点位置进行优化，迭代计算和方差分析结果表明所提出的改进乌鸦搜索算法相较于其它三种算法具有更高的收敛精度和鲁棒性，能更高效处理无人艇路径规划的实际问题。
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黏性土中开闭口静压桩贯入特性颗粒流数值模拟研究
为深入探讨黏性土中静压开闭口管桩贯入机制,结合颗粒流数值模拟软件在处理大变形、非线性等问题的优势,考虑到接触粘结模型对模拟黏性土的优越性,建立了黏性土中静压开闭口管桩的离散元数值模型,实现了静压桩的连续贯入过程。探讨了压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力随贯入深度的分布特征,对比分析了静压开闭口管桩桩周土体的运动规律。试验结果表明：压桩力大小与桩径有关,桩径越大压桩力越大；桩外侧摩阻力随贯入深度的增加逐渐发挥,且存在明显得退化效应,开口管桩内侧摩阻力变化范围为50~100 mm,土塞高度约为3.5D；将数值模拟结果与室内试验结果对比分析,结果相吻合。研究成果可为开闭口静压桩贯入机制的研究提供借鉴。
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利用太阳能烟囱耦合地埋管自然通风改善室内热环境的实验研究
土壤-空气换热器是一种浅层地热利用技术（Earth-to-air heat exchanger, EAHE），可以显著降低建筑能耗。当与太阳能烟囱(Solar chimney ,SC)耦合时，利用太阳能烟囱制造的热压将新鲜空气引入室内环境的同时还可以消除房间的部分负荷。该文旨在探究在夏热冬冷地区SC-EAHE系统改善建筑室内热环境的效果。实验结果表明：夏季工况下，配置SC-EAHE系统的测试房间相比对比房间夏季室内温度最高能降低3.2℃，与室外空气相比最大温降为5.9℃，换气次数在2.2~10.1次/h；冬季最大升温1.6℃，与室外空气相比最大温升为15.5℃，换气次数在3.4~13.5次/h。建筑得热量最大的外表面是屋顶和南墙，与没有EAHE的对比房间相比，在夏季工况下，南墙内表面平均温度降低约1.1℃，屋顶内表面温度几乎保持一致；冬季工况下，南墙内表面平均温度升高1.5℃，屋顶内表面平均温度升高1.7℃。
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基于安全性的电动垂直起降飞行器飞控系统架构设计
飞行控制系统作为电动垂直起降（eVTOL）飞行器的关键机载系统，需要具备和民机相当的安全性。为了设计满足eVTOL飞行器需求的飞控系统架构，本文首先根据适航规章梳理了安全性要求，并基于安全性要求介绍了eVTOL飞行器飞控系统飞控计算机、传感器和作动器余度设计技术，设计了一种基于安全性考虑的eVTOL飞行器飞控系统架构。分析了eVTOL飞行器旋翼构型下的典型功能危险，并采用故障树进行了安全性分析，结果表明，本研究设计的飞控系统架构的典型功能危险能够满足失效概率的要求。
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强抗偏移轻量化无人机无线传能耦合机构研究
在无线电能传输技术在无人机领域实际应用中，无人机降落时由于定位精度以及停靠时的控制精度存在误差，会导致停靠位置不准确而产生偏移，由于无人机本身体型较小，耦合机构的尺寸也会较小，此时存在的偏移会导致耦合机构的耦合程度降低，进而导致无线电能传输系统工作效率的降低，影响系统的正常工作。因此，为了提高系统的抗偏移特性，需要对无人机无线充电系统的耦合机构进行合理的设计以及优化。本文通过结合无人机结构特性，在用线量一致的约束条件下分析对比不同耦合机构的耦合特性，设计适用于无人机的最佳耦合机构；然后对耦合机构参数进行以M/l为优化目标的轻量化优化；最后通过仿真和实验验证了该耦合机构优化方法的可行性。
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基于高速公路场景的换道驾驶行为研究
深入研究人类驾驶员的驾驶行为和习性，对于推进智能汽车的拟人化决策规划，改善驾驶安全性具有重要意义。针对高速公路这一典型场景，基于NGSIM数据集提取有效表征换道驾驶行为的特征参数，分析换道驾驶行为与驾驶参数的相关性，量化驾驶行为特性，建立了基于GMM-HMM的换道意图识别模型。研究结果表明：该模型识别准确率较高，在换道点1s之前的换道行为识别准确率达到95.6%，在有换道意图的时刻识别准确率超过80%，可应用于智能汽车换道策略的拟人化设计，有效降低换道风险，改善驾驶安全。
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臂式高空作业平台臂架变幅液压系统数字仿真建模与模型降阶
以某臂式高空作业平台臂架变幅液压系统为研究对象，利用AMESim软件建立了该系统的液压仿真模型，并通过机液联合仿真的方式验证了模型准确性。使用一种线性频域分析为主、活性能量指数分析为辅的方法，对液压模型进行简化降阶，将模型中固有频率较高且活性指数较低的子部件进行移除或修改，并对部分无法移除的高频模型进行参数调整，使该模型满足实时仿真的需要。经降阶处理后得到的液压系统仿真模型，在保证较高还原度的前提下，不仅降低了运算时间还满足了实时仿真要求。
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基于改进蛇优化算法的永磁同步电机电气参数辨识
空间天线驱动单元控制器的精确设计依赖于永磁同步电机电气参数的准确获取，高精度的电气参数辨识是电机参数可靠获取的基础。针对标准蛇优化算法在永磁同步电机电气参数辨识时存在的收敛速度较慢、辨识精度不高、易陷入局部最优等缺点，引入Tent混沌映射与准反向学习策略增强初始蛇群多样性，改进食物量与环境温度阈值提高算法收敛速度，利用柯西变异布谷鸟搜索算法提升算法全局优化搜索能力及鲁棒性，形成了一种改进蛇优化算法。利用提出的改进蛇优化算法，对某空间天线驱动单元中的永磁同步电机进行电气参数辨识。结果表明，相较于标准蛇优化算法，改进蛇优化算法具有更高的辨识精度、更快的收敛速度以及更好的鲁棒性。
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考虑集肤效应和高频额外产热的锂离子电池等效电化学阻抗热耦合模型
建立一种合理的等效电化学阻抗-热耦合模型对于采用高频交流电（AC）进行电池低温加热过程中的阻抗计算、温度预测具有重要意义。采用NSGA-II算法对7种不同的等效阻抗模型在10~100000Hz频率范围进行参数辨识后，通过对比发现在高频部分，相比单个电感模块，采用一个电阻和电感并联模块能够在不增加计算量的同时更准确描述集肤效应对阻抗曲线的影响；在利用依靠电池自身能量进行低温加热的拓扑结构获取了不同频率下的高频额外产热和随温度时变的换热系数后，建立了一种适用于高频AC加热下的电池等效电化学阻抗-热耦合模型；在恒定频率加热下验证了模型的准确性，同时证明了采用随温度时变的换热系数进行温度预测的必要性；在变频加热下验证了模型的实用性，且与现有模型相比，在高频范围内的温度预测最大误差从2.93℃降为0.35℃，RMSE仅为0.23℃。
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碱金属掺杂B180/?团簇结构和特性研究
硼基纳米材料因其独特分子结构和化学键成为团簇科学研究的重点。本文中,采用卡利普索结构预测程序结合密度泛函理论,在PBE0/6-311+G(d)水平下系统研究了碱金属M2(M=Li, Na, K)原子对B180/?团簇的结构的调控。结构搜索发现,所有全局极小结构均呈现管状结构。除Li2B18外(C1),其它高对称结构中(D9d)两个掺杂的碱金属原子位居管两侧的对称轴线上。紧接着,基于全局极小结构,稳定性分析表明K2B18和Li2B18?团簇在各自体系中拥有相对高的稳定性。电荷研究发现,掺杂体系中电荷从碱金属M原子向硼原子转移。磁性分析表明,闭壳层电子结构体系(Li2B18、Na2B18和K2B18)的磁矩为零,开壳层电子结构体系(Li2B18?、Na2B18?和K2B18?)分别具有1μB的总磁矩。分析偶极矩和极化率发现,高对称性结构对应的偶极矩和第一超极化率为零,K2B180/?团簇拥有最大的平均极化率和各向异性极化率,对外场的响应最强。此外,拟合出了光电子能谱、红外谱、拉曼谱等光谱。最后,讨论了温度和热力学参数之间的函数关系。
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拉伸速率与拉伸温度对PVDF-HFP薄膜压电性能的影响
拉伸是提高PVDF-HFP薄膜压电性能最有效的方法之一,本文采用溶液浇铸法制备PVDF-HFP压电薄膜,以拉伸速率和拉伸温度为变量,研究了薄膜拉伸前后形貌变化以及晶体结构的变化。结果表明,沿拉伸方向的应力可以迫使基体内部结构由球晶转变为纤维状晶体,从而促使非极性α相转变成极性β相,在拉伸伸长率为5,拉伸温度为60 ℃,拉伸速率为10 mm/min时,薄膜的β相相对含量超过90 %。在Emax = 60 MV/m的最大极化电场下,其标准开环电压达到1.5 V,在此拉伸工艺下,将最大极化电场强度提升到Emax = 100 MV/m,薄膜的标准开环电压达到2.24 V,最大极化电场的提高使基体内部固有偶极矩取向更充分,压电性能更优异。
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非均质物理双摆的混沌特性研究
为了解决工程实际中材料质量不均匀分布对双摆系统运动的影响，在均质物理双摆模型的基础上，将摆的质心位置和摆的转动惯量提取为变量，建立非均质双摆模型。将非均质双摆系统由Hamilton系统近似为拟Hamilton系统，运用双自由度的Melnikov法，得到拟Hamilton系统存在Smale马蹄意义下混沌的能量阈值，以此作为Hamilton系统的混沌条件。利用最大Lyapunov指数图、分岔图、Poincaré截面图等数值方法验证混沌条件的正确性，并详细分析了各参数对系统运动状态的影响和作用机制。结果表明，非均质双摆的混沌阈值有较高复杂性，而且摆长、摆重、第一摆的质心位置同时影响着系统的能量与混沌阈值，解释了质心位置和转动惯量等参数发生变化时，系统在混沌和拟周期之间交替变换的原因。进一步研究了参数取值与Melnikov法适用性之间的关系，通过数值仿真分类讨论了Melnikov法不适用时的参数取值情况。
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微塑料对土壤磷吸附的影响
唐子超, 唐晋, 梁伦套, 黎彦均, 蒋艳雪, 方芳, 郭劲松
微塑料比表面积大、易于吸附污染物，是一类新兴污染物，在土壤中被广泛检出，可能对土壤中磷的环境行为产生影响。磷对土壤质量和土壤养分循环极为重要，同时土壤中磷的流失也是造成周边水体富营养化的重要因素。目前微塑料对土壤磷吸附特性的影响尚未形成统一认识，不同微塑料含量和粒径如何影响土壤磷吸附特性尚不明确，微塑料进入土壤后形成的微塑料-土壤体系的磷吸附机制还有待深入研究。为了探究微塑料对土壤磷吸附特性的影响及机制，选用聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）作为微塑料样品，辽宁省某农田土壤作为供试土壤，对含有0.1-10%含量微塑料的土壤对磷的吸附动力学和吸附等温线进行测定和分析，并考察了3种不同粒径微塑料对土壤磷吸附量的影响。采用XRD表征吸附前后微塑料-土壤体系的晶体组成变化，采用FT-IR表征吸附前后微塑料-土壤体系的官能团变化，以探究微塑料对土壤磷吸附的影响机制。结果表明，磷在微塑料-土壤体系中的吸附过程可分为三个阶段，而吸附过程第一阶段液膜扩散阶段速率显著提升（p<0.05），使得微塑料-土壤体系磷吸附速率增加。与不含PS-MPs的土壤（qe=6.456mg/g）相比，添加质量分数为0.1%、0.5%、1%的PS-MPs显著降低了微塑料-土壤体系磷吸附容量（p<0.05），但添加5%、10% PS-MPs的微塑料-土壤体系吸附容量显著升高（p<0.05）。此外对48、150、250μm粒径PS-MPs的吸附实验表明，含有48μm PS-MPs微塑料-土壤体系对磷的吸附量最大，150μm次之，250μm最弱。通过对吸附前后微塑料-土壤体系的XRD与FT-IR图谱的比较，揭示了微塑料对土壤磷吸附的影响机制。土壤中含Si、Al、Ca的矿物是磷的吸附位点，但同时也会吸附微塑料，微塑料通过与磷竞争吸附位点，降低了微塑料-土壤体系对磷的吸附。由于微塑料也可直接吸附磷，因此当添加5%以上PS-MPs时，微塑料-土壤体系对磷的吸附量升高。此外，微塑料-土壤体系中微塑料的粒径减小，会使得低含量PS-MPs对土壤磷的抑制吸附作用减弱，高含量PS-MPs对土壤磷的促进吸附作用增强。这是由于微塑料粒径减小，微塑料-土壤体系总比表面积增大。因此，土壤微塑料污染会显著改变土壤对磷的吸附特性，且这种影响与微塑料的含量和粒径等因素密切相关。
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机架柔性对双风轮风电机组传动链固有特性影响分析
双风轮风电机组是一种新型水平轴式风电机组,可以利用前风轮尾流发电,风能利用系数高,然而为了减少前后风轮间流场干涉效应,传动链轴向跨距较单风轮机组更长,造成长跨距柔性机架多点弹性支撑下双风轮风电机组传动链模态特性复杂,潜在共振风险高。本文考虑机架柔性及其与传动链间弹性支撑,建立了双风轮风电机组传动链刚柔耦合动力学模型,分析了传动链耦合振动模式,研究了机架柔性对传动链固有特性的影响。研究结果表明：双风轮风电机组传动链前两阶扭振固有频率分别为5.63 Hz和6.01 Hz,分别对应后、前风轮传动链第一阶扭振固有频率；双风轮风电机组传动链共存在3类系统振动模式,包括前或后风轮传动链局部振动模式、前或后风轮传动链耦合振动模式以及前与后风轮传动链耦合振动模式；当系统各构件的模态能量主要集中在非扭振方向时,机架柔性会使各构件模态能量朝同侧传动链其余构件或异侧传动链构件转移。
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考虑颗粒团聚影响的聚合物基复合材料温度相关性拉伸断裂强度理论表征模型
聚合物基复合材料在不同温度下的拉伸断裂强度一直是人们关注的焦点，颗粒作为一种常见增强相可以显著提高聚合物基复合材料的拉伸断裂强度。然而随着颗粒体积分数的增加，颗粒将会发生团聚现象，从而影响增强效果。针对颗粒增强聚合物基复合材料，通过计及颗粒团聚的影响，以及材料热物理性能随温度的演化，建立了一个考虑团聚影响的温度相关性拉伸断裂强度理论表征模型。模型得到了实验数据的良好验证。研究成果为定量表征不同颗粒含量、不同温度下复合材料的拉伸断裂强度提供了一种有效途径，加深了对不同温度下团聚现象对复合材料力学性能影响的认识。
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基于多层次特征融合的跨模态语音分离方法
跨模态语音分离方法同时利用了视听觉模态信息，较单模态方法在精度和稳定性方面均取得了较大提升。现有跨模态语音分离方法大多仅适用于高清人脸图像场景，存在隐私侵犯、个人信息泄露等问题。针对该问题，提出一种利用低分辨率图像的多层次特征融合跨模态语音分离方法。该方法针对低分辨率图像构建视觉特征提取器，采用“快—中—慢”三支路结构进行视觉特征提取，每条支路以不同速率处理视频帧，提取不同层次的人脸唇部动态特征，分别对应与声学特征相关的音素级、词语级别及话语级特征，并在特征提取过程中分阶段进行特征融合。为验证所提方法的有效性，构建了不同数据集下与纯语音方法的对比实验、不同分辨率之间的对比实验与在LRS3数据集上模型结构消融实验，共三类实验。实验结果表明，所提方法不仅可以在高分辨率图像下完成语音分离，而且在低分辨率下仍能保持良好的分离性能。在LRS3、LRS2与GRID数据集上，该方法与单模态语音分离方法相比，SI-SNRi分别获得了4.3%、10.6%与26.5%的提升，SDRi分别获得了4.6%、11.3%与21.8%的改善。
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基于简易视觉标签的高精度室内定位技术
为实现低成本高精度的室内定位,在综合考虑定位需求和计算复杂性的基础上,设计了一种基于简易视觉标签的室内高精度定位技术。该技术采用简单的颜色和形状特征检测视觉标签,从而降低检测复杂度,减少数据存储需求。进一步针对简易标签特征不唯一问题,设计了基于相机视场和标签方位角的快速查询匹配方法。并通过分析标签分布特性与定位误差关系,设计加权最小二乘位姿估计算法,建立迭代求解和最优估计的协同策略,实现了算法复杂度和定位精度的良好平衡。仿真和实验结果表明所提定位方法能够有效处理超定方程组奇异问题,抑制不良标签组的负面影响,与超宽带技术相比定位误差降低超62%。
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地线电脉冲除冰器线圈选型与实验验证
架空地线覆冰是目前制约电网冬季可靠运行的主要威胁之一。本文在电脉冲除冰技术基础上，提出将电脉冲力峰值及其冲量作为电脉冲除冰器脉冲线圈形式选择依据，建立除冰器电脉冲力数值计算模型，根据该数值计算模型设计适用于地线的五种线圈形式，仿真分析不同形式下除冰器磁通密度、涡流大小、电脉冲力波形及分布特性。在人工和自然覆冰环境下进行不同形式电脉冲除冰器除冰实验并测量地线除冰长度，结果表明：脉冲力计算模型平均误差小于5%；平板线圈电脉冲力峰值及冲量均为圆弧线圈的1.4倍；人工混合淞覆冰平板除冰器除冰效率是圆弧除冰器的3.1倍；自然雨凇时方形线圈除冰器最大除冰长度为4.2 m，饼式线圈除冰器最大除冰长度为2.73 m。结果证明了后续对平板除冰器进一步优化和进行长档距多脉冲系统除冰研究的可行性。
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模态显著一致性特征挖掘和多粒度特征增强的红外-可见光行人重识别
红外-可见光行人重识别（VI-ReID）是一项在可见光和红外光模态下匹配相同行人的任务。尽管现有的 VI-ReID 方法取得一定成果，但这些方法并未有效利用行人的跨模态显著信息和多粒度信息。为此，本文提出了模态显著一致性特征挖掘和多粒度特征增强的 VI-ReID 方法。其中，模态显著一致性特征挖掘改进了交叉注意力机制的关系权重选择方式，实现了模态显著一致性特征的有效提取；多粒度特征增强通过提取行人不同粒度下的细粒度特征，有效利用了行人的局部鉴别性信息。与现有方法相比，本文提出的方法在公共数据集 SYSU-MM01 和 RegDB 上取得了明显的优势。实验表明，跨模态显著信息和多粒度信息的有效利用能够提升特征的跨模态鲁棒性。
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面向能源互联网的电-水耦合系统双线性加权最小二乘状态估计
多能流状态估计是能源互联网的重要研究领域。目前，关于电-水耦合系统状态估计的研究刚刚起步，还存在对水网工况适应性差、对电-水耦合信息利用不充分等问题。为此，本文提出一种考虑管道摩阻系数修正的水网双线性最小二乘（WLS）状态估计方法，并进一步基于水泵虚拟量测构造电-水耦合信息双向传递，提出适用于电-水耦合系统分立运行、协同运行和联合运行的双线性WLS状态估计方法。用11节点水网及其与IEEE-14节点、IEEE-118节点电网耦合形成的两个电-水耦合系统验证了所提双线性WLS估计的有效性。算例结果证明了水网状态估计中修正管道摩阻系数的必要性与双线性WLS估计方法在计算效率与小流量水网适应性方面的优越性，以及协同估计与联合估计在提升电网/水网状态估计精度、数据一致性与可观性方面的有效性。
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张拉整体机器人杆件后屈曲驱动行走数值仿真
球形张拉整体机器人与传统的轮式、足式机器人相比,具有高强度质量比、缓冲性能好、地形适应力强等优点,在深空探测中有着广阔的应用前景。球形张拉整体机器人常采用绳索驱动模式,但在驱动行走过程中,过多的驱动数目给球形张拉整体机器人的制造与控制带来了困难。提出了一种基于柔性杆件后屈曲变形的新型驱动模式,实现了球形张拉整体机器人行走过程的数值仿真,并对绳索驱动和杆件后屈曲驱动模式的效率进行了比较。通过椭圆积分法,求得单根杆件在后屈曲变形中的精确解。基于该理论在ADAMS中建立考虑杆件后屈曲变形、接触、摩擦的球形张拉整体机器人刚柔耦合动力学仿真模型。通过ADAMS与Simulink软件联合仿真,利用贪心搜索(Greedy Search)算法,确定了球形张拉整体机器人的基本步态。在Simulink软件中建立控制系统模型,实现了机器人在杆件后屈曲驱动模式下,向任意目标点的行走控制。对比传统绳索驱动,杆件后屈曲驱动模式下,机器人连续行走所需驱动器数目从18个减少到6个,行走速度提高了43.78%。研究结果为新型张拉整体机器人的设计与制造提供了理论指导。
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基于E类功率放大器的四线圈中距离无线输电系统的优化设计
E类功率放大器由于具有拓扑简单、适用频率高、电能转换效率高等优点，是高频MHz无线输电系统的理想电源。本文详细分析了四线圈无线输电系统的传输特性，提出了其传输效率的优化设计方法。同时，考虑到E类功率放大器的工作状态，提出通过激励线圈与发射线圈的距离调节，实现其输入电阻的完美匹配。搭建了采用2.81MHz的E类功率放大器的四线圈中距离无线输电系统。当传输距离为传输线圈边长的3.6倍时，系统电源端到负载端的整体电能传输效率为8.5%。
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航空弹性薄壁机匣模态分析与结构参数优化
针对某型航空弹性薄壁机匣的模态共振问题,考虑航空机架弹性支承刚度,采用有限元法进行典型工况下约束模态分析,研究了薄壁机匣结构参数对约束模态固有频率的影响规律。结果表明优化支承位置是大幅度改变固有频率最有效的方式；当固有频率处在共振区间边缘时,可通过优化壁厚、筋板的方法小幅度调整。当两个支承位置位于机匣平面对称轴线时,固有频率最小且随着支承距离的减小而减小。随着薄壁厚度的增大,1、3、5、6阶模态频率减小,2、4阶增大。1、3阶模态频率基本不受筋板参数的影响；2、4阶模态频率随着筋板宽度、高度的增大和宽高比的减小而增大且4阶频率随着筋板角度的增大而增大；5、6阶模态频率随着筋板角度的增大、筋板宽度的减小而增大。在此基础上,对弹性薄壁机匣的结构参数进行优化使固有频率避开共振区间,提高了机匣的抗振能力。
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基于S0波的正交铺层复合材料板拉伸弹性模量的测量方法
本文提出了一种基于兰姆波的正交铺层复合材料板弹性模量测量方法。正交铺设层合板相当于具有9个独立弹性常数的单层正交各向异性板。本文研究了正交各向异性板中S0模态兰姆波(S0波)群速度对9个工程弹性常数的敏感性。研究发现，在低频率厚度积下，S0波的群速度仅与正交各向异性板的拉伸弹性模量和面内泊松比有关。通过分析正交铺设层合板等效工程弹性常数的变化范围，发现正交铺设层合板的面内泊松比变化很小，足以忽略其对S0波群速度的影响。因此，可以用S0波的群速度来估计正交铺层复合材料板的拉伸弹性模量，并建立了S0波群速度与拉伸弹性模量的映射关系。该方法已在碳纤维增强正交铺设层合板上进行了数值模拟和实验验证。数值模拟和传统的静态拉伸实验验证了该方法的有效性。结果表明，该方法得到的复合材料板拉伸弹性模量与实际值的误差小于10%，为航空航天等工业领域相关结构参数的测量提供了方便。
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接触问题的三角形载荷离散FFT加速算法
接触问题控制方程的有效求解，往往涉及到复杂的数学理论知识，而在实际工程应用中，接触应力分布又具有高度的随机性。为高效快速求解任意载荷分布下固体的接触响应，本文基于三角形载荷离散单元，嵌入离散卷积快速傅里叶变换（DC-FFT）算法，提供了一种高精度、高可靠度的计算方法。相比于通常采用的分段均布载荷离散方法，三角形单元的解析求解略显复杂，但能更好地模拟接触载荷任意分布的特性，对于接触边缘处载荷由零递增或递减为零的情况，也可以予以充分考虑。为优化三角形载荷离散单元的求解方法，本文基于接触影响系数矩阵的“激励—响应”特性，推导了三角形载荷单元和均布载荷单元作用下的应力分量解析解。通过构造包含影响系数矩阵的离散卷积形式应力解，将某一目标节点在所有载荷单元作用下，重复度极高的矩阵运算叠加过程，采用 DC-FFT的算法进行简化加速计算。通过程序编程计算，分析验证了本文基于三角形载荷单元的快速接触求解算法的精确度和高效性。
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水位变动对三峡水库消落带典型雌激素效应物质及活性的影响
[目的]以三峡库区消落带为研究对象，将化学分析与生物测试相结合，研究水位变动对消落带土壤（落干期）和沉积物（淹水期）雌激素效应物质种类和含量及雌激素活性的影响，探讨典型雌激素与雌激素效应的关联程度，以期为水库消落带生态安全和环境健康管理提供重要的数据支撑。[方法]借助超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）对8种典型雌激素的赋存与浓度进行靶向分析，并使用重组基因酵母筛选（YES）体系检测环境样品雌激素活性，通过相关性分析和浓度加和计算建立化学物质与生物效应间的相关联系。 [结果] 8种典型雌激素仅有雌酮（E1）和乙炔基雌二醇（EE2）被检出，含量在0.02-2.67 ng/g 范围内。淹水期的沉积物具有明显的雌激素活性，其雌二醇当量（EEQ）浓度值为0.637-6.987 ng EEQ/g。相关性分析结果显示：靶向分析的雌激素效应物质与雌激素效应间无明显相关性，仅能解释29.46%的雌激素活性。 [结论]水位变动影响消落带雌激素效应物质的种类和浓度，淹水提高了沉积物雌激素活性。典型雌激素物质与库区消落带雌激素效应无显著关联。因此，需要开发新的方法与技术，以便更为精确地指导消落带雌激素效应的风险识别与管控。
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可控电感在WPT 系统动态性能优化方法
SS型Buck-WPT(Buck-wireless power transfer)系统由Buck电路和基本的SS型无线电能传输电路组成。该电路系统因为结构简单、控制方式简单、控制效果明显等优点在感应式无线电能传输方面得到应用广泛。然而，在实际情况下，该电路的动态特性较差，并不能满足一些时变系统对快速性较高的要求。例如，该类系统在启动时会存在较强震荡和较大超调,系统负载改变时稳定状态会发生改变且存在明显抖动，系统极限空载时原边谐振电流会增大且该电流值远大于安全工作范围等。针对这类动态特性问题，本文提出了一种基于可控电感的SS型 Buck-WPT系统。首先可控电感的工作原理出发，分析了其电感值可调的方法并在COMSOL中建立仿真模型验证了其电感值可控的特性。接着对SS型Buck-WPT系统进行了数学建，将SS型WPT系统作为Buck电路的特殊负载，推导SS型Buck-WPT系统状态空间方程。同时研究了其三维空间内相轨迹的降维描述方法，将该系统用二维相轨迹描述系统运行过程。然后，通过分析启动阶段相轨迹运行规律，改进前级Buck电路。将传统Buck电路中的电感换成可控电感，运用其电感值可调的特性来控制系统开通阶段的运行轨迹，使系统在一个开关周期内无超调快速进入稳态；当系统负载改变时，不仅系统的输出电压会改变，而且改变的过程是一个不断抖动来回反复的过程。为此，利用PI算法对系统进行恒流控制。通过可控电感控制系统相轨迹，使副边输出能无抖动的快速进入稳态，保证输出电压不变；针对SS型谐振网络的Buck-WPT系统中空载时出现的大电流问题，提出了将可控电感串联接入原边谐振网络的方法。实时检测原边谐振电流的值，一旦该值超过正常工作范围就快速增大感值增大。减小了原边谐振电流而达到空载时维持原边谐振电流处于安全值以下的目的。最后，为了验证上诉方法在优化SS型Buck-WPT系统的动态特性的有效性，特在Simulink中搭建仿真电路。经过分析发现，该方法能够减小当工作条件改变时带来的系统抖动。而且能在不改变系统响应速度的前提下减小超调，优化系统动态性能，增强系统抗负载扰动力。对提高系统带负载能力有明显效果。
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红黑着色的相场两相流并行投影算法
本文提出一种交错并行的有限体积投影算法求解基于相场法的两相流控制方程组。该算法的实施主要依赖于压力泊松方程的显式推进设计，从而突破投影算法求解不可压Navier-Stokes方程的效率瓶颈。同时，我们提出了一种交错扫描策略来更新节点上的变量，以实现更紧凑的时空耦合。本算法与相场模型相结合，能够高效、准确地捕获相界面的动态拓扑变化。测试算例结果表明：网格量为131072，采用8线程CPU并行时，新提出并行算法的效率达到串行标准投影算法的80倍以上。
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大振幅超声振动辅助高速干切装置设计开发与性能测试
超声换能器是超声振动辅助切削装置的核心部件，为研制适用于高速干切的大振幅超声振动辅助切削装置，需先对其进行设计研制。首先，基于考虑刀具的二级放大超声换能器设计方法，遵循“变幅杆-超声换能器”一体式设计理念，结合ANSYS有限元软件的模态分析和谐响应分析结果，设计并研制了二级放大超声换能器。根据所研制的二级放大超声换能器特性，对与其相匹配的超声波发生器、止转环、输电系统和刀柄壳结构进行了系统设计与研制。其次，针对所研制的二级放大超声换能器开展了阻抗分析和振幅测量的性能测试。最后，对所设计研制的大振幅超声振动辅助高速干切装置开展实验测试分析，探究了其对难加工材料30CrMnSiNi2A加工表面质量的改善程度。结果表明：所设计研制的二级放大超声换能器纵向振动仿真结果与理论设计一致。同时，二级放大超声换能器输出振幅稳定，在50 %输出功率下纵振振幅为15.4 μm，最大可达25.1 μm，且输出振幅与功率百分比成正相关，性能测试良好；所研制的大振幅超声振动辅助切削装置可大幅降低进给方向切削力和表面粗糙度，显著改善难加工材料加工表面质量，适用于难加工材料高速干切。
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PDA/Fe3O4上浆对碳纤维/聚酰胺6热塑性复合材料力学性能的影响
在碳纤维增强热塑性复合材料中,碳纤维(CF)与热塑性树脂基体间的界面强弱对其整体力学性能有巨大的影响。为改善碳纤维(CF)与聚酰胺6(PA6)的界面性能,利用多巴胺(DA)的聚合与粘附特性,将纳米相四氧化三铁(Fe3O4)引入到CF表面进行协同修饰,通过简单的浸渍共沉积,利用DA的氧化自聚合在CF表面构建聚多巴胺/纳米四氧化三铁(PDA/Fe3O4)涂层。对CF改性前后表面微观结构与化学特性进行了表征,结果表明PDA/Fe3O4上浆剂能够显著提高CF表面的粗糙度与化学活性,加强纤维与树脂基体的机械啮合作用与化学相互作用。与未改性CF/PA6复合材料相比,制备得到的改性CF/PA6复合材料表现出优异的力学性能,其弯曲强度、层间剪切强度分别提高了30.8%和29.1%。
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考虑群组预维修的多目标柔性作业车间调度
摘要：柔性作业车间系统能满足社会对个性化、小批量及定制化产品的需求，该车间系统具有设备众多、工艺路线复杂、故障频次多等特点，但目前只是采取单机预防性维修策略来避免设备故障，势必会增加维修次数和维修成本、影响生产活动。针对传统单机预防性维修带来的问题，提出将群组预防性维修策略应用于柔性作业车间系统，并建立了群组预防性维修和多目标柔性作业车间联合优化模型。为了克服传统算法局部搜索能力不足的问题，设计了一种新的多目标进化算法求解多目标柔性作业车间调度问题，并展示了如何在柔性作业车间系统应用群组预防性维修。实验结果表明：所设计多目标进化算法能求出更多的最优解、具有更快的收敛速度、且能收敛到更优目标值；群组预防性维修比单机预防性维修有更少的维修次数、更低的维修成本、对生产活动影响更小，算例结果显示群组预防性维修相比于单机预防性维修在维修次数和维修成本方面均降低了150%；并且对将群组预防性维修策略应用于半导体代工厂生产设备的维修进行了展望。
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基于Wasserstein GAN数据增强的矿物浮选纯度预测
在选矿行业中,准确地预测精矿品位可以帮助工程师提前进行工艺参数调整,提高浮选性能。但在实际选矿过程中,采集数据存在样本量少、维度高、时序相关性复杂等问题,限制了精矿品位的预测精度。针对小样本数据的预测问题,提出了一种将Wasserstein生成对抗网络(wasserstein generative adversarial network, Wasserstein GAN)和长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)相结合的时间序列数据生成模型LS-WGAN,主要利用LSTM网络来获取选矿数据中的时间相关性,再通过Wasserstein GAN 网络生成与原始数据分布相似的样本进行数据增强；为了更加准确的预测精矿品位,建立了浮选预测模型C-LSTM,并基于真实泡沫浮选工艺数据实验验证了所提出方法的预测准确性。
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天然气三甘醇脱水装置数字孪生系统
数字孪生可以实现物理空间与数字空间之间的映射和交互，在工业领域展现出巨大的发展前景。针对天然气脱水性能参数检测效率低和气站工艺参数无法在线优化的问题，将数字孪生应用于化工行业，构建了三甘醇(triethylene glycol, TEG)脱水装置数字孪生系统的整体框架。一方面，结合物理设备建立了孪生系统的几何模型;另一方面，基于物理数据实时驱动建立了脱水系统工艺流程模型，最后，通过虚实映射模型完成物理空间和数字空间的映射，最终建立脱水装置的孪生模型，该模型可实现物理设备与虚拟设备的并行运行。通过提出的数字孪生系统，能够实现对天然气水露点等脱水性能参数的实时预测；以实现低能耗为目标，通过孪生模型中的优化算法，可实现对脱水工艺参数的在线优化，提升经济效益。
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基于时间聚类推理的立体车库车位分配策略研究
采用立体车库车辆到达-离去时间数据，通过k-means聚类方法依据不同时段存取车到达频率对车辆进行类别划分，以立方聚类标准为评价指标对划分可信度进行评估。以车辆到达-离去时间划分推理结果及I/O至待存取车位的设备总服务时间与停留时间长短的关系建立立体车库车位分区分配数学模型。定义顾客平均等待时间为立体车库效率评价指标，仿真对比分析就近分配与本文设计聚类推理分区分配的效率指标。仿真结果表明：本文设计的分配策略相较于就近分配策略能够有效缩短顾客等待时间，表现为顾客等待时间减小9.5%。研究结果为此类车库车位分配过程提供参考，为提高车库运行效率提供决策支持。
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考虑连续双向拍卖机制的楼宇群日前优化调度
作为城市能耗的主体，智能楼宇低碳高效运行对实现“双碳”目标有着重要意义。为在增强楼宇经济性的同时，提升楼宇能源共享、分布式能源消纳的能力，提出了一种考虑楼宇特性、电能交易的楼宇群分布式优化调度模型。在楼宇优化层面，建立了以经济性、温度舒适性需求为目标的楼宇多目标运行优化模型；在楼宇群能源共享层面，建立了端对端(Peer to Peer, P2P)楼宇交易市场，并提出了结合楼宇优化结果和市场风险的新型连续双向拍卖交易机制。通过将市场交易结果反馈至各楼宇优化层面，实现楼宇运行的迭代优化和楼宇群内能源的互动共享，并利用鲁棒优化检验该模型在各类不确定场景中的有效性。仿真结果表明，在各类场景中，所提的楼宇群分布式优化调度模型均能在优化楼宇经济性的同时，提升楼宇群能源互补和分布式能源消纳的能力。
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混合动力汽车发动机启停工况扭振自适应模糊控制研究
混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)发动机启停过程所伴随着的转矩脉动，极易诱发车辆传动系扭振问题，导致车辆动力不平顺。为解决上述问题，提出并验证基于电磁阻尼自适应模糊控制的传动系扭振主动控制方法。建立行星混联式混合动力汽车发动机启停工况动力学仿真模型和发动机启停控制逻辑，提出了发动机启停扭振自适应模糊控制策略，开展了两种运行状态发动机启停工况仿真，对比分析了无控制和自适应模糊控制传动系扭转振动响应曲线。结果表明，自适应模糊控制相比无控制状态：定置停车发动机启动和停机工况扭振平均衰减率分别为23.75%和30.1%；车辆行进间发动机启动和停机工况扭振平均衰减率分别为12.05%和23.55%。该方法可有效衰减发动机启停工况传动系扭转振动，提升混合动力汽车发动机启停工况NVH性能。
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神经网络模型度量地形对实际行驶排放的影响
由于难以将行驶路线地形的影响从实际行驶排放(RDE)试验的其它试验边界的影响中独立出来,提出采用神经网格预测变量重要性方法以定量评估行驶路线地形试验边界对RDE试验的影响强度。以重庆地区RDE试验的数万个数据窗口排放样本为基础,采用因子分析方法缩减数据并消除试验边界之间的信息重叠,建立神经网络模型预测污染物排放并进行输入变量相对重要性占比的计算。结果表明,行驶路线地形试验边界在CO2排放中起主导作用,它的相对重要性远大于行程动力学试验边界。对于CO、PN、NOx污染物排放,地形因素的影响力仍不可忽视,特别是在车辆高速行驶条件下,它对车辆行驶排放的影响与行程动力学因素大致相当。总体而言,在现有排放标准体系中,行驶路线地形试验边界对RDE试验的影响被严重低估。
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考虑多特征重要性和引入自监督预训练的TabNet-LSTNet短期负荷预测方法
为了挖掘负荷预测中不同输入特征的重要性，有效处理负荷数据中的线性成分和非线性成分，提高负荷预测的精度，文中提出一种基于TabNet和LSTNet（long and short-term temporal networks，长期和短期时间序列网络）的组合负荷预测模型。首先，通过引入自监督预训练来提高TabNet的预测精度，通过训练得到输入特征的全局重要性和预测结果，然后把重要性高的特征输入到LSTNet训练得出预测结果，最后通过方差-协方差组合方法得出TabNet-LSTNet模型的预测结果。通过仿真分析，与传统的LSTM（Long Short-Term Memory，长短期记忆网络）、极端梯度提升机（Xgboost）、轻量级梯度提升机（Lightgbm）和其它组合模型相比较，文中提出的TabNet-LSTNet模型具有更高的精度。
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煤孔裂隙多尺度表征及其对渗透率的影响分析—以中国14个大型煤炭基地为例
为探究煤体不同尺度孔裂隙特征及其对渗透率的影响，从我国14个大型煤炭基地分别取样，进行氮气吸附、压汞和CT实验，并将CT扫描后的煤样进行渗流实验。结果表明，各煤样中微孔和过渡孔多为封闭孔，连通性差，不利于渗流的进行。r=10nm和r=100μm的孔裂隙体积占比相对较大，贡献了煤体大部分孔隙率，S2和S3中的大尺度平行板孔隙为渗流提供了充足的空间。通过划分3种实验表征的优势孔径段提出了综合表征孔隙率和分形维数的方法，得到各煤样的孔隙率范围为1.62-11.60%，分形维数范围为2.29-2.78。煤样渗透率在0.0002-0.6525×10-15m2之间，以中低渗为主。r<50nm、50nm
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一种融合文本与知识图谱的问答系统模型
知识图谱是实现开放领域问答的关键技术之一，开放领域问答任务往往需要足够多的知识信息，而知识图谱的不完备性成为制约问答系统性能的一个重要因素。已有相关工作利用外部非结构化的文本与基于知识图谱的结构化知识相结合来填补缺失的信息。此时，检索外部文本的准确性和效率尤为关键，选取与问题相关度较高的文本可提升系统性能。相反，选取与问题相关性较弱的文本将会引入知识噪声，从而降低问答任务的准确性。因此，本文设计了一种融合文本与知识图谱的问答系统模型，其中的文本检索器可充分挖掘问题和文本的语义信息，以提高检索的质量和查询子图的准确性；其中的知识融合器将文本和知识库中的知识相结合以构建知识的融合表征。实验结果表明，对比基线方法，该模型在性能上存在一定的优势。
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喷油润滑下PEEK齿轮的疲劳失效临界转变关系
聚醚醚酮（PEEK）齿轮是高性能聚合物齿轮，广泛应用于汽车、无人机、机器人等领域。然而PEEK齿轮失效机理复杂、失效形式随载荷变化，导致其在动力传动场合应用时缺乏合理的设计依据。针对PEEK齿轮失效机理不明和失效形式转变的问题，开展了喷油润滑下PEEK齿轮副疲劳性能试验，计算了PEEK齿轮接触应力和弯曲应力，并通过扫描电镜等设备进行了失效表征。试验发现，喷油润滑下PEEK齿轮失效形式主要为齿面点蚀和齿根疲劳断裂，讨论了喷油润滑下PEEK齿轮齿面点蚀与齿根疲劳断裂的失效机理，发现了PEEK齿轮接触疲劳失效与弯曲疲劳失效之间的临界转变关系，并提出了PEEK齿轮失效形式的评估方法。当PEEK齿轮接触应力与弯曲应力之比低于1.02时，PEEK齿轮主要发生齿根疲劳断裂；接触应力与弯曲应力之比高于1.1时，PEEK齿轮主要发生齿面点蚀破坏；而PEEK齿轮接触应力与弯曲应力之比在1.02-1.1之间时，存在齿面接触疲劳与齿根弯曲疲劳的临界失效转变点。
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改进YOLOv5s的桥梁表观病害检测方法
针对已有目标检测方法在混凝土桥梁表观病害检测的应用上识别精度低且伴随较多误检和漏检的问题，提出一种改进的YOLOv5s桥梁表观病害检测方法。首先，针对目前桥梁表观病害特征成分较复杂的问题，为了更有效的利用不同尺度的缺陷特征，在主干网中添加修改后的空间金字塔池化模块，从而提高了整体网络对缺陷特征信息的获取能力，同时减少了运算工作量；其次，针对由病害图像中不同缺陷特征交叉分布导致的误检率、漏检率高的问题，在YOLOv5s网络中加入轻量化注意力模块；最后，针对桥梁缺陷尺寸差异大、分类困难以及数据集小而导致的边界回归不匹配的问题，采用考虑了向量角度的损失函数。实验证明，改进后的YOLOv5s检测器在桥梁表观病害目标检测识别任务中能够有效提高精度、降低误检率和漏检率。
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V2Sin-/0 (n=8-17)团簇的几何结构、稳定性及特性分析
随着对硅团簇研究的深入，过渡金属原子掺杂硅团簇的研究得到广泛关注。为了给钒原子掺杂硅纳米材料的理论和实验研究提供理论指导，基于密度泛函理论，对钒原子掺杂硅团簇的几何结构、稳定性及特性进行了系统研究。首先，基于粒子群优化算法的卡里普索结构预测程序，对V2Sin-/0 (n=8-17)团簇的基态和亚稳态结构进行了系统搜索。B3LYP/6-311+G(d)水平下的优化发现，基态结构中两个钒原子的掺杂引起了原硼团簇结构的重构，随着掺杂体系尺寸增大，两个钒原子（形成V-V键）逐渐被硅笼包裹。其次，以此结构为基础，通过分析平均键能、二阶能量差分和HOMO-LUMO 能隙，研究了体系的稳定性。结果发现，V2Si12-/0团簇在各自体系中具有相对高的稳定性。此外，磁性分析发现，闭壳层V2Sin (n=8-17)体系的总自旋磁矩均为零，开壳层V2Sin- (n=8-17)体系拥有1μB的总磁矩。分析极化率发现，V2Si8-/0拥有最大的平均极化率，具有强的非线性光学效应。拟合得到的光电子能谱、红外和拉曼光谱为进一步的实验研究提供理论支持。最后，热力学特性分析表明，研究体系在热力学上都是稳定的。随着温度的升高，定容热容和标准熵逐渐增大；随着压强的增大，标准熵逐渐减小。
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暴力注入攻击对电力系统状态估计的影响
随着社会的不断发展以及信息技术的不断进步，人们对于电力能源的需求越来越大。同时，随着各国对于可再生能源的大力推进，也进一步加强了电力规模的增长。传统的电力系统已经不再能够满足当今电力产业的需要，智能电网的概念也开始被不断的提出。已有研究表明，攻击者可以对智能电网电力系统发起注入攻击，从而影响电力系统状态估计的正常工作。本文提出了一种无电力系统拓扑信息情况下基于随机数的暴力注入攻击方法。并分别在基于加权最小二乘状态估计和基于卡尔曼滤波状态估计中，研究了所提攻击方法对智能电网电力系统状态估计的影响。并在IEEE-14bus仿真系统上进行了仿真实验，模拟了攻击者对电力系统的攻击，并对两种不同的状态估计进行了分析讨论。
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宝日希勒露天矿端帮高位煤层靠帮回采技术研究
现阶段近水平复合煤层露天矿端帮靠帮回采建设过程中，仍然存在局限，只是研究了下部煤层的回采，对于高位煤层的回采难度较大，研究较少，因此，为了能在近水平复合煤层中进行高位煤层的回采，本论文通过分析宝日希勒露天矿边坡工程地质情况和地层赋存特点，利用FLAC3D构建端帮三维数值模拟模型，计算了借助内排土场平盘靠帮回采高位煤层1-2煤时换填步距与边坡稳定性的关系，设计确定了靠帮回采高位煤层1-2煤边坡稳定性控制技术及相应的靠帮回采方案。研究结果表明：端帮1-2煤高位煤层靠帮回采换填步距不超过80m，端帮1-2高位煤层靠帮回采时，借助于发展到1-2煤台阶底板上的内排土场平盘布置设备进行靠帮回采，回采方式为分层捣运、内排追踪回填。全区靠帮回采可多回收1-2煤2260万t，取得49.72亿元的经济效益。
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分布式SDN中多域流量工程的路由优化方法
针对分布式SDN网络中流量管理调度不均衡的流量工程问题,提出一种基于负载均衡的多控制域流量路由优化的解决方案。首先分析控制消息流量的组成、域内通信与域间通信规则；然后基于四种控制消息定义控制链路流量的构成,明确链路承载流量分为控制消息流量和业务流量,建立平衡控制器负载和最小化最大链路利用率的优化模型；再次基于域内通信和域间通信提出两层路由算法(TLR),为提高模型求解精度,再提出改进离散萤火虫算法求解最优路由。结合ABILENE网络和GEANT网络,分析控制消息流量、控制器负载、链路负载等评价指标。实验结果表明,优化模型能有效实现控制器和链路负载均衡,控制消息流量是流量工程重要组成部分。
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混合动力汽车湿式离合器摩擦副温度场及其影响因素研究
混合动力汽车湿式离合器摩擦副滑摩涉及温度场、应力场、应变场等多物理场强耦合过程，使得摩擦副的热膨胀特性呈现高度非线性，同时摩擦副温度场受到多个参数影响。为深入研究混合动力汽车湿式离合器接合过程摩擦副温度场特性，通过建立混合动力汽车湿式离合器摩擦副分析模型，有效地将滑摩过程中温度、应力、应变三者相互作用进行实时耦合仿真计算。在此基础上，深入研究初始转速、接合油压、对偶钢片厚度和摩擦衬片材料等因素对摩擦副温度场的影响规律，为湿式离合器设计优化提供理论依据。
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回归拟合NR函数及GPDR先验的图像雾浓度检测
针对图像去雾领域缺乏有效雾浓度检测的不足,提出一种标准图像集广义灰度差-比的散点图先验,并引入Naka-Rushton函数拟合散点图实现图像雾浓度检测。首先,建立不同条件下标准图像集灰度散点图,提取广义灰度差-比先验；从图像像质退化模型出发,验证了灰度差-比先验的正确性；其次,建立符合先验约束的Naka-Rushton(NR)拟合函数, 计算标准图像集拟合NR函数的参数(n,k),建立(n,k)与视场像雾浓度对应的查找表；再次,采用回归分析的方法计算真实有雾图像散点图拟合参数(n",k")；计算标准图像集参数(n,k)与真实雾图像拟合参数(n",k")间的综合相关系数,搜索查找表并以过门限的综合相关系数所对应的(n,k)作为当前雾浓度评定等级。通过不同浓度有雾图像测试,证明算法测试结果符合浓度变化趋势；经过同场景不同浓度、不同场景不同浓度样本测试,算法测试结果与PM2.5相关系数达0.95,表明算法能够作为视场雾浓度等级评定；经过横向对比测试表明本文算法在测试精度达到4.8%。
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路侧侵扰影响下的机动车速度特性分析及预测
低等级道路路侧侵扰现象频繁、冲突严重、紊乱无序，准确预测其复杂交通行为特性，可揭示路侧侵扰影响下的交通事故发生机制。首先，采集低等级公路和城市道路5类常见的路侧侵扰源视频，提取高分辨率车辆微观轨迹，获取行经侵扰区的车辆速度；然后，划分侵扰区特征断面，分析车速时空特性演变规律；最后，采用线性、对数以及三次回归建立了车速预测模型，三次回归模型在侵扰区复杂场景下，表现出更好的车速预测性能。结果表明：低等级城市道路侵扰区的车速降幅普遍高于公路，驾驶人在侵扰源及附近减速效应显著，当驾驶人与侵扰主体的意图协调后，驾驶人会加速通过前方侵扰区，但当侵扰主体的行为意图难以预测时，车速会出现一定波动。
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多自由度供电的无人机耦合机构磁集成化研究
无人机无线电能传输系统采用DD型发射线圈可以有效减小漏磁,但只产生一个方向的水平磁场,对无人机停靠精度要求高,自由度低,控制复杂。本文提出了一种发射端磁集成设计方案,发射线圈由上下和左右的两组DD型线圈组成以产生X、Y两个方向的磁场,补偿线圈在中间绕制成单极性方型以实现解耦和集成化设计。首先,基于COMSOL仿真软件验证了磁集成设计的可靠性,仿真证明所设计的发射端可以给多种耦合机构进行多自由度供电；其次,设计并分析了系统电路输出特性；最后,搭建了无人机无线充电系统进行了验证,结果表明所设计的系统可以为水平螺线管型线圈及垂直方型线圈进行多自由度供电。
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最近中心PRQ取样的Nystr?m核递归最小二乘
核递归最小二乘(KRLS, kernel recursive least squares)算法以其快速的收敛速度和较高的滤波精度等优点而闻名于核自适应滤波器(KAFs, kernel adaptive filters)的算法中，然而其发展却受到线性增长结构和巨大计算复杂度的限制。为了缓解这些问题，基于概率密度秩量化取样的Nystr?m的核递归最小二乘方法(NysKRLS-PRQ, kernel recursive least squares with the Nystr?m method based on probability density rank-based quantization sampling)被提出，该算法以牺牲一定的滤波精度为代价来降低KRLS的计算复杂度。为进一步提高NysKRLS-PRQ的滤波精度，提出了基于最近中心PRQ取样Nystr?m方法的核递归最小二乘(NNKRLS-PRQ, kernel recursive least squares with nearest PRQ Nystr?m method)算法。在NNKRLS-PRQ中，特征空间中的输入向量被分为 个不相交的簇。根据输入向量的分布情况以及高斯核函数的置信概率，NNKRLS-PRQ能够自适应地从对应的簇中选择合适的样本来映射输入向量。通过仿真实验证明了NNKRLS-PRQ算法的优越性。
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非均匀预紧力作用下螺栓连接框架结构频响函数计算
机械装备中的框架结构大多通过螺栓连接在一起，各螺栓之间出现非均匀预紧会对框架结构的振动特性参数（例如频响函数）产生明显的影响。本文基于有限元法描述了一种考虑螺栓非均匀预紧的框架结构频响函数计算方法。首先，按照频响函数的定义，根据模态叠加原理推导出适用于螺栓连接框架结构频响函数的计算公式。接着，从服务于频响函数计算的需求出发，基于ANSYS软件描述了螺栓非均匀预紧的模拟及提取包含非均匀预紧的框架结构刚度及质量矩阵的方法。再则，给出了基于ANSYS和Matlab两种软件平台对螺栓连接框架结构频响函数进行计算的分析流程。最后，以一个包含4个连接螺栓的框架结构为对象进行了实例研究，用试验证明了所描述频响函数计算方法的合理性，在此基础上从试验及仿真两个角度分析了螺栓预紧力对框架结构频响函数的影响，结果表明，随着螺栓预紧力的增加，框架结构固有频率及频响函数峰值均变大。
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直升机变旋翼转速技术研究现状综述
直升机具有垂直起降、悬停和低空机动飞行的独特优势，在军用和民用航空领域发挥着重要作用，然而低速、高油耗、短续航和高噪声等不足成为其拓展应用市场的重要制约。根据飞行工况变化动态调整旋翼转速的变旋翼转速技术能较大程度上克服上述不足，提升直升机的综合性能，因而成为当前直升机领域重要的研究课题。目前，在变旋翼转速对直升机具体性能的影响、变旋翼转速的优化与控制、变旋翼转速过程中的控制以及变旋翼转速的实现等方面问题的研究仍面临着诸多挑战。基于此，本文综合了国内外变旋翼转速技术的研究成果，主要从变旋翼转速对直升机性能的影响分析、变旋翼转速的优化与控制、变旋翼转速技术的实现3个方面重点阐述了变旋翼转速技术的研究发展现状，并对其进行归纳和展望，旨在为高性能直升机变旋翼转速技术的发展提供有价值的参照。
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不同分级循环加卸载模式下六边形蜂窝能量演化规律
为了阐明循环加卸载路径对六边形蜂窝能量演化的影响规律，本文设计了三种不同分级循环加卸载试验，揭示了不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、弹性变形能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及相互关系，研究结果表明：不同分级循环加卸载作用下，蜂窝的初始峰值强度和平台应力与卸载过程蜂窝弹性能的释放程度有关；三种不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、蜂窝的弹性变形能和塑性变形能随加卸载梯级增大呈现非线性增加的趋势，耗散能在前三级循环作用下随加载次数增加而减小，在最后一级循环中循环载荷上限较大，扰动效应强于强化效应，耗散能呈现相反趋势；提升循环载荷上限，蜂窝内部损伤增加，且越接近蜂窝初始峰值强度，蜂窝的损伤越严重；同时提升循环载荷下限，蜂窝弹性能释放较少，损伤加剧。本文研究成果有助于揭示不同分级循环加卸载模式下蜂窝的损伤和失稳破坏机制，为蜂窝在矿山、地下空间等环境中的应用奠定理论基础。
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基于半开放排队网络的平面移动式立体车库资源设备数量配置组合分析
为提高立体车库运行效率，对平面移动式立体车库不同存取任务到达率下设备配置进行研究。将平面移动式立体车库建模为半开放排队网络模型，根据立体车库不同存取车位置，分析10种存取车过程运行场景，定义立体车库评价指标为顾客存取车服务时间及存取车过程设备运行能耗，从顾客满意度及车库运营商两个角度对平面移动式立体车库半开放排队网络模型进行优化求解，通过仿真实验分析不同顾客到达率下，各个搬运设备和升降机数量配置组合对系统内顾客存取车服务时间及能耗产生的影响，仿真结果表明：对立体车库资源配置组合进行分析，可以有效提高不同到达率下系统运行效率，为系统的优化设计、提高设备利用率、节约系统化运行成本提供决策支持。
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空间滚动轴承MoS2薄膜润滑分子动力学模拟*
空间滚动轴承通常使用二硫化钼进行固体润滑，在太空难以对固体润滑剂进行添补因此对轴承的润滑性能存在一定挑战。针对空间滚动轴承往复运动状态下二硫化钼薄膜润滑失效机理不明的难题，提出了采用分子动力学对薄膜润滑过程进行分析的方法。首先以FeNiCr合金作为基底与探针建立了单层二硫化钼薄膜摩擦原子模型，通过构建混合势函数来对原子间的相互作用关系进行描述，其次针对载荷和环境温度这两个空间滚动轴承的重要影响因素展开了二硫化钼薄膜的往复摆动模拟，最后得到了摩擦过程中二硫化钼薄膜的摩擦力、粘附力和磨损情况，并通过计算薄膜的摩擦系数对润滑失效进行判断得出结论。模拟结果表明:1)FeNiCr合金探针在单层二硫化钼薄膜上的摩擦为粘滑运动，载荷在20-100nN范围内探针的摩擦过程不会对薄膜造成磨损但在往复运动过程中润滑性能有所提高。载荷从200nN开始探针的摩擦过程会对薄膜造成磨损，往复运动过程中摩擦系数不断提高润滑性能下降。400nN为单层薄膜的载荷极限，在该载荷下探针会刺穿薄膜与基底接触此时薄膜迅速磨损失去润滑作用；2)环境温度在1773.15K以下对薄膜的润滑作用影响不明显，但达到该温度后薄膜边界处会开始缓慢的熔化，当环境温度达到二硫化钼熔点时薄膜的熔化速度会加快失去润滑作用。结论:1)二硫化钼单层薄膜的接触载荷在8Gpa以下拥有优异的耐磨性和润滑性；2)在薄膜为破损的条件下，反复摩擦过程会对润滑性能带来提升；3)二维层状结构对单层二硫化钼薄膜润滑性能有重要的影响，高温和重载都会对薄膜层状结构造成破坏。
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磁流变脂组分对其动态流变性能的影响
采用原位皂化工艺制备了基于不同类型载液和磁性颗粒的磁流变脂,使用智能磁流变仪分别考察了基础油类型及黏度、磁性颗粒粒径对磁流变脂流变性能的影响,同时,用自然沉降法考察了基于不同组分的磁流变脂的沉降稳定性。实验结果表明,通过改变基础油类型、调节基础油的黏度来控制基础油在磁流变脂骨架结构中的存在形式,可有效地改善磁流变脂沉降稳定性与流动性的关系,提高磁流变脂的流动性。而增大磁性颗粒的粒径可提高磁流变脂的流动性,增强磁场下磁流变脂的结构强度,改善其磁流变效应。
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多尺度仿生超疏水结构的制备与性能表征
受冰岛野罂粟花苞绒毛的疏水特性启发,采用3D打印与化学修饰相结合的方法,制备了一种多尺度的超疏水结构,并利用扫描电子显微镜和微力测量仪分别对其进行了微观形貌和疏水性能表征。该结构在宏观尺度下呈现为物体表面上按照阵列分布的仿生柱杆,而柱杆表面黏附有碳纳米管团簇形成的微观尺度鳞片。因多尺度协同增强效应,被该结构覆盖的表面具有优异的超疏水性能,每平方米的斥水力可达50.68牛顿。与现有的表面疏水涂层等微观疏水结构的制备工艺相比,提出的方法经济、简单,多尺度结构抗破坏能力强,疏水功能稳定,便于工业化生产,可应用于液滴定向运移、流体减阻和水下气体交换等多个领域。
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创新点：1. 揭示了应力波关于主波和次波任意入射和反射的界面效应2. 建立了包含二阶混合差分格式的波动变量迭代格式
弹性应力波的修正理论指出关于体积应变的波动方程与现有理论一致，但发展了另一个关于体积应变和偏应变的弱耦合波动方程。针对矩形板受侧向集中载荷冲击下应力波的波动问题，建立了应力波传播的两组控制方程以及加载面和自由面的波动边界条件。采用有限差分方法求解波动方程，数值分析了应力波关于主波和次波的传播以及自由面上斜入射波的反射过程。偏应变在传播过程中分裂为两部分，一部分与体积应变共同传播组成主波，另一部分传播较慢形成次波。数值模拟结果显示与冲击载荷下纳钙玻璃板中应力波的传播图像是完全符合的。
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集成式GaN单开关管功率因数校正变换器
曹通, 秦世清, 何映谊, 李婷, 张秀梅, 杨国锋, 卞宝安
传统的降压型功率因数校正（PFC）变换器由于存在高谐波电流的缺点，较难满足IEC61000-3-2 C类限值，其应用受到很大限制。本文设计并搭建了一种集成式功率因数校正变换器，该变换器由一个降压PFC变换器和一个反激PFC变换器组成，其中降压和反激PFC变换器采用输入并联和输出并联连接方式共用一个GaN开关管及其控制电路，降低了变换器成本。集成式变换器在临界导通模式（CRM）恒定导通时间（COT）控制下，反激单元消除了降压输入电流死区的影响，利用降压和反激PFC变换器的优势和GaN开关管的优异性能，变换器可以在宽电压输入范围下实现高效率和低总谐波失真。本文介绍了电路结构和工作原理，通过PSIM仿真验证理论推导的正确性，最后搭建了满载效率为94.1%的120W样机，验证了该方案的可行性。
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壳体柔性对风电齿轮箱-发电机集成系统动态特性影响
目的：随着风力发电机单容量装机的增大，以提高功率密度为目标的传动系统轻量化设计所带来的安全性能问题受到了广泛关注；针对现如今风电传动系统的高度集成化设计而言，不仅要考虑外部随机风载所产生的多变激励的影响，同时还要考虑机械-电磁的内部激励因素；因此开展风电传动系统的机电-刚柔相互耦合作用研究尤为重要。本文通过构建集成系统模型，探究系统的机电-刚柔耦合特性。 方法：本文针对风电传动系统集成化结构，提出了一种可用于风力发电机变速-变载工况下的机电-刚柔耦合动力学模型，不仅考虑了齿轮的时变啮合刚度、相位关系、轴和壳体的结构柔性等机械因素，同时计入了发电机系统中永磁体磁饱和特性、电磁径向力波以及空间谐波等电磁因素。采用Runge-Kutta法对动力学模型进行求解。首先探究齿轮箱-发电机集成系统机电耦合动态特性，讨论了壳体柔性对系统动态特性的影响。其次提出了一种升速分析法，找寻了系统的共振转速。最终结合模态能量法和阵型矢量分布原理，找寻了共振时的潜在危险构件。 结果：通过研究表明：齿轮系统的动态啮合力中不仅存在各级齿轮系统的啮合频率（fm），同时存在发电机电磁激励频率（fe）。发电机振动信号、输出电流以及电磁转矩中均包含齿轮系统啮合频率（fm）、电磁激励频率（fe）以及两者的调制频率（nfm+mfe）。壳体壁厚的增大，增强了系统的机电耦合作用。壁厚的改变对齿轮-发电机扭转特性的影响较小；主要影响了齿轮系统各构件的平移振动特性。薄壁壳体下，出现了由发电机电磁激励所引起的新的共振转速。壳体壁厚增加后，系统的模态应变能发生了改变，有效改善了内啮合应变能对内齿圈和行星轮带来的损伤。 结论：齿轮系统与发电机系统存在强耦合特性，壳体壁厚的改变，加强了机电交互作用。电流信号中所出现的齿轮频率成分以及含有齿轮频率下调制频率成分的现象，可用于检测齿轮系统的运行特性和故障诊断。针对集成化系统而言，在壳体壁厚设计时，需综合考虑发电机电磁激励和齿轮系统内激励特性对系统共振的影响。选择合理的壁厚可有效提高系统的安全可靠性，减少共振区域，降低系统构件的损坏。
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TPMS点阵结构的密度梯度杂交优化设计
近年来，三周期极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface，TPMS）点阵结构因其优异的综合性能受到国内外学者的广泛关注。在点阵结构实际应用过程中，常常需要对其进行优化设计以兼顾轻量化与承载性能两方面的要求。目前，对TPMS点阵结构的优化设计主要集中于密度梯度层面，未综合考虑载荷方向对其力学性能的影响。为此，首先研究了TPMS点阵结构的各向异性特征。基于平均场均匀化方法求解了不同类型TPMS点阵结构的等效弹性弹性矩阵，通过Matlab插值计算后绘制了其在三维空间范围内的杨氏模量图，结果发现不同类型的TPMS点阵结构呈现出不同的各向异性特征，其中I-WP点阵结构在[100]等轴线方向上性能较强，在[111]等斜向对角方向上性能较弱，而Primitive点阵结构则刚好相反。随后，根据TPMS点阵结构的各向异性，同时考虑主应力方向以及相对密度分布对其性能的影响，提出了TPMS点阵结构的密度梯度杂交优化设计方法。优化设计过程如下：以悬臂梁模型为基础，首先基于载荷边界条件对其进行拓扑优化设计，并将拓扑优化密度云映射为点阵结构的相对密度分布，从而实现密度梯度设计。随后根据TPMS点阵结构的各向异性特征以及单元主应力方向分别选择I-WP和Primitive点阵单胞填充悬臂梁，使得主应力方向位于点阵结构性能较强的方向，避免点阵结构在性能薄弱的方向承受较大的应力。将不同类型的TPMS点阵单元合理分布后，利用激活函数将它们进行杂交连接，实现结构梯度设计。最后综合相对密度分布和单元结构分布，生成密度梯度杂交点阵结构。通过有限元仿真方法对优化设计前后点阵结构的承载性能进行对比分析，结果表明密度梯度I-WP和Primitive点阵结构的刚度相比对应的均质点阵结构都有明显提升，而由I-WP和Primitive两种点阵单胞组成的密度梯度杂交点阵结构刚度最大，比密度梯度I-WP和Primitive点阵结构分别高4.63%和33.63%。该结果表明在密度优化的基础上，根据承载时单元主应力方向，将不同类型的点阵结构进行合理分布以及混合杂交设计后能够进一步提升结构的整体刚度。建立的TPMS点阵结构密度梯度杂交优化方法为其在轻量化设计等方面的应用提供了一定的指导。
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具有预设性能的板球系统神经超扭曲滑模控制
提出了一种新的具有预设性能的自回归小波神经网络(self-recurrent wavelet neural network，SRWNN)超扭曲非奇异快速终端滑模(STNFTSM)控制方法(SRWNN_STNFTSM)，在存在动力学不确定性和未知扰动的情况下提高板球系统的跟踪控制性能。利用预设性能函数(PPF)，将板球系统原本受约束的位置误差转换为无约束的误差模型。引入NFTSM滑模面来消除常规终端滑模控制存在的奇异问题，并加入一个tanh函数的补偿项改进NFTSM滑模面，以调节轨迹跟踪的收敛速度和跟踪精度，同时结合超扭曲算法(super-twisting algorithm，STA)设计STNFTSM控制器，以削弱抖振和集总扰动的影响。针对系统存在的集总扰动，为了保证高跟踪精度，结合STNFTSM设计了自适应SRWNN补偿器来消除扰动保证了鲁棒性。通过与现有常规滑模控制相比，仿真验证了SRWNN_STNFTSM具有良好的跟踪性能和鲁棒性，能够对集总扰动下的板球系统进行准确跟踪。
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基于逆变调制的无人机无线充电身份认证方法研究
无线充电技术因其灵活、可靠、安全等优点在无人机、家电及电动汽车等领域应用越来越广泛。为实现系统能效最优及状态监测，提高无线充电系统性能，在进行无线充电之前还需要进行无人机与充电端身份认证和通信连接，确保充电过程的正常运行。由于传统的通信方式在多无人机无线充电系统通信连接中存在连接混乱的问题，导致充电系统工作紊乱，因此需要在无人机充电之前进行充电端与无人机的ID信息认证，完成无人机与充电端通信连接，确保充电端与无人机建立通信连接后再进行充电，保证充电过程的正常。为了解决多无人机无线充电系统通信混乱的问题，本文基于逆变调制的方法提出一种多无人机无线充电身份认证的方法，基于原有的无人机无线充电系统，在进行无线充电之前，将逆变电路的驱动信号作为载波，对充电端独有的ID信息进行调制，产生携带充电端ID信息的电能信号，无人机接收此电能信号后，识别出充电端ID进行通信配对，然后逆变电路以能量传输的固定频率工作，对无人机进行无线充电。本方法通过无人机无线充电系统本身来进行身份识别，无需增加额外的硬件电路和信号传输线圈，简化了系统结构和成本。
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内嵌运行优化的降温负荷需求响应设备投资方法
随电力市场改革的进一步推进，分时电价等政策的出台为需求响应技术的应用发展提供了有利的市场环境。以蓄冷空调系统为代表的降温负荷需求响应设备可有效缓解电力供需平衡的难题。降温负荷的需求响应能力及潜在效益与其需求响应设备的投资规划及运行方法紧密相关。现有基于蓄冷技术的需求响应设备投资规划方法多考虑单一的设备类型，基于固定或简化的系统运行策略与设备运行特性进行运行模拟，难以实现不同类型设备组合与用户冷负荷需求特性的最优匹配，导致系统需求响应能力的优化空间受限，无法充分发挥其经济性价值。因此，本文研究内嵌运行策略优化的降温负荷需求响应设备统一投资规划建模方法。本文以蓄冷空调系统为降温负荷需求响应的设备基础，提出电力市场环境下计及多类制冷与蓄冷设备的蓄冷空调系统运行策略优化模型，并基于此，提出一种考虑多场景运行策略优化的降温负荷需求响应设备投资规划优化模型。首先，针对运行策略优化模型，考虑到设备工况切换特征，本文通过在模型引入整数变量来指示各类设备所处工况，从而实现不同设备工况的灵活组合与切换；考虑到制冷机组输入电量与输出冷量的非线性关系，本文采用分段线性化技术处理制冷机组的非线性运行特性，从而构建混合整数线性规划模型。其次，针对投资规划优化模型，本文以典型场景的形式考虑多个运行策略优化模型的约束，以用户投资运行总成本最小化为优化目标，统筹考虑电价政策、冷负荷需求特性、相关设备的投资成本与工作特性，通过基于大M法的线性化建模方法，有效解析设备投资与运行变量的耦合约束，最终建立一个混合整数线性规划模型，可采用商业求解器实现高效求解。算例分析对比了考虑不同运行策略的设备投资优化结果，结果表明，在每个典型运行场景下，内嵌运行策略优化模型可以使系统根据各个运行场景的价格与负荷特性灵活调整运行方式，优化用户冷负荷需求的供应方式，实现降温负荷对电价信号的灵活响应，节约系统运行成本。从而，在系统规划模型中，相比于内嵌其他典型运行策略，内嵌本文所提优化运行策略时，系统总投资运行成本最低，相应系统投资效益最高。因此，在蓄冷系统投资规划时，有必要协同考虑系统运行策略的优化，以典型场景的形式考虑系统的运行情况与相应成本，可有效降低系统的投资运行总成本，优化用电负荷曲线，充分发挥冰蓄冷空调技术的应用价值。
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Cu-FeOx@AC活化PMS体系除藻效能与机制
为探究富营养化水体中藻类的新型治理技术，通过水热法和高温煅烧法，使颗粒活性炭（AC）表层上负载铜铁双金属氧化物Cu-FeOx，制得可回收的Cu-FeOx@AC复合催化剂。以XRD、SEM、FTIR和XPS对Cu-FeOx@AC的表征为基础，研究Cu-FeOx占AC的负载比、过一硫酸盐（PMS）使用量、初始pH及不同反应体系对除藻的影响，探究Cu-FeOx@AC活化过一硫酸盐体系的除藻效能。Cu-FeOx@AC活化过一硫酸盐体系反应机理，通过自由基淬灭实验、XPS表征进行探究。结果可知，初始pH为6，初始藻浓度为1.4×109个·L-1，使用催化剂0.5 g·L-1，PMS 0.2 g·L-1时，反应90 min，该体系对藻的降解率有97.25%。在该体系中，藻细胞能被吸附在Cu-FeOx@AC复合催化剂表面，在铜、铁不同价态离子的转换及AC的协同作用下，产生空穴、〖"·O" 〗_"2" ^"-" 、"·OH" 、〖" SO" 〗_"4" ^"·-" ，单线态氧等多种氧化基团而被去除。
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基于改进卷积神经网络的咖啡识别方法
咖啡风味是消费者在品鉴和选择咖啡时考虑的主要因素之一。传统且常见的咖啡香气评估方法是基于昂贵的设备或通过人工感官进行评判。这些方法耗时、成本高且需要训练有素的评估人员。因此,我们提出一种低成本、便携式的咖啡识别方法,结合改进卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)对5种不同品种的咖啡进行识别分类。咖啡气味通过电子鼻采集,设计具有三层卷积层的改进CNN分类模型,使用Leaky-ReLU和Dropout模型优化技术,相较于常用的CNN模型性能有一定的提升。与其他多种用于机器嗅觉的模型作对比,实验结果表明,改进CNN模型对咖啡五分类问题准确率达到84.80%,该模型能够对咖啡实现有效的分类。
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混合动力汽车深度强化学习分层能量管理策略
为了提高混合动力汽车的燃油经济性和控制策略的稳定性，以第三代普锐斯混联式混合动力汽车作为研究对象，提出了一种等效燃油消耗最小策略(ECMS)与深度强化学习方法(DRL)结合的分层能量管理策略。仿真结果证明，该分层控制策略不仅可以让强化学习中的智能体在无模型的情况下实现自适应节能控制，同时也能保证该混合动力汽车在所有工况下的SOC都满足约束限制。与基于规则的能量管理策略相比，此分层控制策略可以将燃油经济性提高20.83%-32.66%；增加智能体对车速的预测信息，可进一步降低约5.12%的燃油消耗；与没有分层的深度强化学习策略相比，此策略可将燃油经济性提高约8.04%；与使用SOC偏移惩罚的自适应等效燃油消耗最小策略(A-ECMS)相比，此策略下的燃油经济性将提高5.81%-16.18%。
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含分布式电源和电动汽车的配电网可靠性评估
目的：针对目前大规模分布式电源(DG)和电动汽车(EV)接入配电网后，对配电网的可靠性造成一定影响的问题，提出了一种含有DG和EV的新型配电网可靠性评估方法。方法：首先，考虑到风光出力在时空上的互补特性，基于Copula理论引入Spearman秩相关系数、Kendall秩相关系数及欧氏距离等指标，选择拟合性最优的Frank-Copula函数，并建立了风光联合出力概率模型，作为可靠性计算中分布式电源的输出功率模型。其次，分析了电动汽车用户行为特征，提出了基于动态分时电价的EV有序充放电控制策略。最后，采用改进的IEEE-RBTS Bus6测试系统的主馈线F4，分别从分布式电源的类型、电动汽车数量、有序充放电方式三个方面对系统的可靠性进行计算分析。结果：1)从接入不同类型DG后系统的可靠性计算结果可以看出：接入单独的光伏发电机(PVG)/风力发电机(WTG)，系统的平均断电频率(SAIFI)由2.7914 次降至2.7586 次，平均断电持续时间(SAIDI)由15.0939 h降至14.6790 h；采用文中所建立的风光互补发电系统时供电可用率(ASAI)由99.82%升至99.84%，电量不足期望(EENS)由79.1722MW降至75.0307MW。2)从接入不同数量的EV并采用无序充电方式后系统的可靠性计算结果可以看出：当接入200 辆EV后，SAIFI、SAIDI由原来的2.7745 次、14.0786 h分别增加到2.9317次、14.9640 h，变化比较明显；随着EV接入的数量增加到1000辆，可靠性指标SAIFI、SAIDI明显增大，ASAI由99.84%降到99.83%。3)从EV采用不同有序充放电方式后系统的可靠性计算结果可以看出：与无序充放电方式相比，采用分时电价和动态电价的充放电方式后系统的SAIDI由14.9640h分别降至14.7296h、14.1118h，EENS也由77.4233 MW分别降至76.3983 MW、75.7556 MW。结论：1)与无DG接入的情况性相比，接入DG后可以有效地提高配电网的可靠性。2）系统中接入单独的WTG比PVG的可靠性要高，而接入风光互补发电系统比单独的WTG/PVG的可靠性更高。3)接入无序充电的电动汽车不仅会增加系统的负荷峰值，还大大降低了配电网的可靠性，随着数量的增加，可靠性恶化程度加剧。4)与无序充电的方式相比，采用分时电价和动态电价的有序充放电方式不仅能够有效地平抑负荷峰值，还可以降低EV接入配电网后对系统可靠性的影响，其中采用文中的动态分时电价的充放电方式对配电网可靠性影响最小。
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过硫酸盐协同电化学体系去除渗滤液中富里酸
我国多数焚烧厂采用“MBR+反渗透”工艺处理渗滤液,该工艺的反渗透膜进水富里酸含量偏高,是导致反渗透膜结垢污染的原因之一。为降低反渗透膜进水中富里酸含量,研究以过硫酸盐协同电化学体系处理自配富里酸废水,讨论体系中去除富里酸的主要活性物质,并考察了初始pH值、过硫酸盐投加量、电流密度、极板间距、NaCl浓度对富里酸去除率的影响。在此基础上,考察协同体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水的效果。结果表明：过硫酸盐协同电化学体系对富里酸的去除能力主要由SO4－.、.OH和Cl-生成的HClO提供,其中HClO有着较大的贡献,其次是.OH,SO4－.贡献最小。初始pH及极板间距对富里酸去除率的影响不大；富里酸去除率随初始过硫酸盐浓度的增大先升高后降低；随电流密度增加先增加后不变；随Cl-浓度增大而略微降低。其中,过硫酸盐投加量、电流密度是主要的影响因素。采用过硫酸盐协同电化学体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水,在电流密度30mA/cm2、PS9g/L的条件下反应6h,三维荧光光谱结果显示,可见光及紫外光区富里酸的去除率分别达到98.65%和97.80%。过硫酸盐协同电化学体系能够有效去除实际废水中的富里酸。
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冻融条件下溶解性有机物在冰-水-沉积物体系中的迁移
目的：目前关于地表水冰封的研究主要集中于冰封期重金属、营养盐在冰-水体系的分布特征，室内模拟实验则侧重于研究冻融过程中污染物在冰-水体系中的迁移规律及其影响因素。冻融条件下污染物在冰-水-沉积物体系中的迁移规律，尚未明了。因此本文以溶解性有机物（DOM）为研究对象，探究溶解性污染物在冰-水-沉积物体系中的分布变化规律。结合总氮（TN）、总磷（TP）等指标分析不同物质在冻融过程中的关联特征，以环境雌激素类非挥发性有机微污染物为特征污染物，剖析其在冰水相变过程中的浓度变化动态特征。 方法：设置室内控制实验，测定冻融过程中冰水两相的三维荧光光谱（EEMs）、比紫外吸光度（SUVA254）、总氮（TN）、总磷（TP）、溶解有机碳（DOC），并对三维荧光特征指数、SUVA254、TN、TP、DOC进行相关性分析。在排除沉积物影响的前提下，测定冻融过程中冰水两相双酚A（BPA）、雌二醇（E2）、炔雌醇（EE2）的浓度。 结果：1）冻结过程中水相的三维荧光光谱中类色氨酸峰、类酪氨酸峰、类腐殖酸峰的荧光强度增强，TN、TP浓度增加至原水样的1.47、1.13倍，说明在冻结过程中由于冷冻浓缩效应，类色氨酸、类酪氨酸、类腐殖酸三类溶解性有机物、TN、TP由冰相向水相迁移。在水体完全冻结时，冰相的类色氨酸峰、类酪氨酸峰、类腐殖酸峰荧光强度小于原水样，TN、TP浓度降低至原水样的0.76、0.87倍，说明三类溶解性有机物、TN、TP进一步向沉积物迁移，最后在溶解过程中，由沉积物向水体释放。但溶解过程中沉积物向水体释放的三类溶解性有机物、TP的量少于冻结过程中迁移的量，意味着部分污染物在此过程中富集在沉积物中。2）通过测定冻融条件下冰水两相中BPA、E2、EE2的浓度发现，在冻结过程中BPA、E2、EE2向水相中迁移，但迁移速率有所不同。3）相关性分析结果表明，在冻融过程中SUVA254和TP显著正相关，在冻融的影响下，芳香族物质与含P溶解性物质迁移趋势的关联较为紧密。 结论：在冻结过程中，污染物尤其是芳香类污染物向沉积物迁移并富集在沉积物中。冰体融化过程中，在温度、外界扰动的影响下污染物由沉积物向水体释放。因此在地表水冰层形成过程中，冰下水体中污染物浓度升高，同时水体中污染物向沉积物迁移，停留在沉积物中。春季冰层融化，停留在沉积物中的污染物向水体释放，导致春季地表水中污染物浓度升高，可能对水生生态系统健康构成潜在风险。
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基于改进Faster R-CNN的辣椒病害检测方法
辣椒病害检测对于及时采取有效的防治措施，降低因病害导致辣椒减产的风险具有重要意义，当前基于深度学习的辣椒病害检测技术尚缺，基于此，本文提出了改进Faster R-CNN的辣椒病害检测方法。采用建立辣椒病害图像集，对收集图像集进行数据增广，并标注辣椒病害样本数据集，接着对Faster R-CNN网络进行预训练，通过迁移学习机制在辣椒病害数据集上对权重参数进行微调，其网络的mAP为89.74%，可见Faster R-CNN检测辣椒病害存在漏检和效率较低的问题。本文通过采用MobileNetv2优化网络模型组合和区域候选框优化的方式对网络进行改进，将改进的Faster R-CNN网络与经典的Faster R-CNN网络的实验结果进行对比分析，结果表明：改进的Faster R-CNN检测效率显著提高，检测速度可达到10FPS，mAP达到90.01%，被漏检病害也能被网络识别检测，证实了改进的Faster R-CNN网络模型用于辣椒病害检测的可行性。
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基于双激励单元无线电能传输系统的拓扑对比分析设计及优化
针对导轨式动态无线电能传输(Wireless Power Transfer, WPT)系统的传输功率和效率优化问题,提出双激励单元的无线电能传输(Dual-Excitation Units Wireless Power Transfer,DEU-WPT)方法,有效克服了在大功率系统中电力电子器件需要承受较大电流电压应力的问题,同时分析了不同拓扑和动态互感变化下的输出特性。本文分析了双逆变发射结构系统的工作原理和等效电路模型,讨论了参数的变化对系统的影响,并与传统使用的无线电能传输系统结构进行比较,通过仿真得到最优设计并搭建实验平台验证了方法的可行性。
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建立安全换道域的换道决策与规划
在某些特定微观交通场景下，若不换道会影响本车的行驶空间和满意度，若换道会影响本车的安全性和舒适性，局部路径规划强调在微观交通场景中输出一条可行驶路径，对每一离散时刻的路径点都要求有极高的安全性和舒适性。目前局部路径规划方法鲜有考虑路径曲率是否连续、路径起讫点约束等物理特性，研究基于安全换道域的换道决策与规划方法。分析了两种典型的换道场景，并分别建立其最大和最小安全换道角模型，对于无法演变为单障碍车换道场景的双障碍车换道场景，建立安全换道域。在同一场景下对比了多项式曲线、Dubins曲线、正弦曲线及B样条曲线，基于换道起止点的曲率及换道过程中的曲率变化筛选出B样条曲线法作为局部路径规划方法，验证了利用B样条曲线进行局部路径规划的可行性，利用换道时间和换道路径平均曲率确定基于安全换道域的最优换道路径。遍历所有可能的换道场景，通过换道预操作实现典型换道场景的转换，进行碰撞检测提出了基于安全换道域的规则换道决策。联合Simulink和PreScan计算平台在典型换道场景下实现了所提出换道策略的仿真验证，从三辆车横纵向位置随时间的变化曲线中可以看出，自车与两个车道的障碍车未发生碰撞；将完整的换道过程划分为定速巡航、匀减速、匀速跟驰、换道前加速、换道和超车道定速巡航等6个阶段，速度和纵向位置随仿真时间的变化曲线进一步验证了换道决策及规划策略的安全性。结果表明，车辆在进行换道时，两障碍车速度相等的场景下，需要建立安全换道域，分析知B样条曲线可以实现曲率连续变化，并且起止点曲率为零，因此可以利用B样条曲线规划换道路径，并建立综合评价函数曲面挑选最优的换道路径曲线。其余场景可以通过驾驶员的换道预操作，简化为单障碍车换道场景，在最大或最小临界安全换道角的范围内确定合适的换道角即可保证车辆的安全换道。本文建立的模型有较好的实用性，为智能汽车的自动换道辅助系统和自动超车辅助系统的研究提供了参考，可以服务于未来智能交通安全设计和评价。
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基于PSPNet的PEMFC气体扩散层组分推理方法
王 虎, 尹泽泉, 王雯婕, 黄笠舟, 方宁宁, 隋俊友, 张加乐, 张锐明, 隋邦傑
针对质子交换膜燃料电池气体扩散层(GDL)形貌划分与制备工艺改进问题，提出了一种基于金字塔池化网络(PSPNet)与多层感知器(MLP)的气体扩散层组分识别与比例推理方法：首先将带标签的气体扩散层扫描电镜(SEM)图片输入神经网络，得到特征图；得到的图像特征层进入金字塔池化模块后，获取SEM图像的深层和浅层特征；随后深层和浅层特征图层一起输入全卷积网络(FCN)模块，得到预测图像；最终统计各个组分上的像素点比例，通过MLP完成组分比例推理。结果表明：所提方法组分识别像素准确率达81.24%，在5%偏差范围内，比例推理准确率为88.89%。该方法解决了气体扩散层多组分无法区分、比例无法获知的问题，可有效应用于气体扩散层的质检、数值重构以及制备工艺改进。
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双重上保护层叠加开采应力分布规律研究
为获取双重上保护层重叠采动作用下被保护层卸压效应及保护层间的相互影响，以平煤八矿一采区为工程背景，采用数值模拟研究了丁、戊组煤层多工作面重叠开采应力分布规律。研究结果表明，丁组单一工作面保护己组煤层时，工作面边界煤柱最大应力值19MPa，影响范围达到下方80m，最大卸压值1MPa。丁组多工作面保护己组煤层时，多工作面间区段煤柱最大应力值达39MPa，向底板传递范围仅26m，最大卸压值为2.0MPa。丁组、戊组煤层多工作面重叠开采，工作面及煤柱错位布置时，区段煤柱应力集中减弱利于卸压，区段煤柱应力值由39MPa卸载至10MPa，己组煤层最大卸压值为6.5MPa。戊组单一工作面保护己组煤层最大卸压值为4MPa。双重上保护层开采能够增强卸压效应降低区段煤柱集中应力影响，基于得到的应力分布规律，划定了己组煤层的卸压范围，制定了己组煤层工作面采掘方案及预抽钻孔布置方案。
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宽频拖曳式地震检波器的面波精细化探测成像
鲁兴林, 廖先, 胡绪权, 吴牧阳, 付志雄, 刘龙欢, 付志红
传统的主动源面波仪采用锥型速度型检波器，具有频带窄、纵向分辨率低的缺点。传统装置移动测点需人工手动逐一移动检波器，无法低成本快速采集高密度面波数据，横向分辨率低。本文提出适应于硬化路面的拖曳式地震面波数据采集方法，设计重力耦合加速度检波器，线性、阵列拖曳式检波器串结构，实现高密度、小道距、高采样率、宽频数据采集。传统探测忽略了采样率对面波探测精度的影响。本文提出高采样提高面波探测精度的方法。模型数据和实测数据不同采样率的分析结果表明，高采样能压制噪声干扰增强低频能量，保证足够的探测深度。本文检波器采集的面波数据，能保证在足够的深度范围内精细地刻画速度层的变化，查明潜在的塌陷位置。将拖曳式地震检波器应用于城市道路塌陷探测，体现高效采集、精细探测的优势。
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双质量飞轮对汽车传动系扭振影响的研究
双质量飞轮(DMF)是整车传动系统中的重要隔振部件，对传动系扭振有重要影响。本文首先基于对双质量飞轮的理论分析，搭建了其仿真模型；基于试验和仿真相结合的方法，研究了其在不同工况下的扭转刚度特性。搭建了传动系的扭振分析模型，以主、次级飞轮频域下的转速波动为评价指标研究了DMF的不同参数对传动系扭振的影响。以上工作不仅可以指导由于传动系扭振引起的振动、轰鸣、齿轮敲击等问题的整改，并且也可以为整车项目开发前期传动系的匹配提供仿真分析方法，有效降低扭振问题发生的风险。
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多参数耦合作用输流纳米管的振动分析
基于非局部Euler-Bernoulli梁模型,考虑外加纵向磁场及Pasternak弹性基体,应用哈密顿原理建立了纵向磁场作用下嵌入弹性基体中的简支输流单层碳纳米管(SWCNT)系统振动微分方程及其边界条件。应用微分变换法(DTM)求解上述微分方程,着重研究磁场强度、Pasternak弹性基体的弹性参数与剪切参数以及纳米管小尺度系数对系统临界失稳流速的影响及各参数耦合作用时参数间的相互影响。数值计算结果表明：磁场强度与弹性基体增强系统刚度,提高系统稳定性,但二者对系统刚度的影响表现出“此消彼长”的特点。小尺度效应降低系统刚度,相比磁场对刚度的影响,磁场的影响更为显著；小尺度效应与弹性基体中剪切参数、弹性参数的相互影响则表现出较为复杂的特点。
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废气入射管道参数对缸内EGR分层的影响
目的：当汽油机工作在低速小负荷时，均质EGR（exhaust gas recirculation）的引入可降低发动机泵气损失以及NOx排放量，但均质EGR率过高，会使燃烧恶化，为了提高发动机对EGR的忍耐度，可采用EGR分层技术；同时，由于进气流速较低且缸内气流无法得到有效组织，点火时刻缸内湍动能较低，导致燃烧速度慢，热效率低，为改善这一情况需提高进气流速且使缸内气流得到良好组织。因此，本文将一台摩托车用汽油机的进气旁通系统改造为EGR系统，以期在缸内实现EGR分层的同时提高点火时刻缸内总体流动特征参数。 方法：采用理论推导、一维热力学数值模型、三维缸内流动模拟相结合的方式，依次搭建了带有EGR的发动机GT-POWER一维计算模型、发动机第一缸CONVERGE三维计算模型。根据废气入射管道设计参数：安装角度θ、安装距离δ、管道直径d设置了8个对照方案，使用GT-POWER求解出各方案初始条件、边界条件，并将这些条件分别导入各方案CONVERGE模型中进行求解；管道参数对缸内流动的影响通过缸内流动总体特征参数来衡量，管道参数对EGR分层的影响通过缸内废气质量分数云图、速度场云图来衡量；最优参数根据EGR分层效果和缸内流动总体特征参数来确定。 结果：1）高速废气射流使得各EGR方案缸内湍动能远高于原机，当θ ≥ 17.5°时，湍动能最大可达67 m2/s2，是原机的3.4倍。在点火时刻附近，得益于压缩后期缸内滚流破碎，湍动能衰减延缓，导致EGR方案湍动能显著高于原机，各方案湍动能最小仍可达18 m2/s2（θ = 11°）为原机的2.3倍。同时，在高速废气射流的作用下，缸内气流得到有效组织，进气下止点处涡流比最大为3.4，点火时刻涡流比最小为2.2（θ = 11°），而原机在整个进气阶段的滚流比和涡流比基本为0。 2）安装角度θ过大或者过小均会使废气射流受到的干涉增强，导致能量损耗增加，不利于提高点火时刻缸内湍动能。当安装角度比较适中，如θ=17.5°时，点火时刻缸内湍动能为27.4 m2/s2，均高于θ=11°（18.3 m2/s2）、θ=15°（24.4 m2/s2）、θ=19°（27.0 m2/s2）方案。减小安装距离δ在提高湍动能的同时会显著降低涡流比，点火时刻δ=7 mm时的湍动能最大值比δ=22 mm时增大了36.2%，但δ=22 mm时的涡流比最大值是δ=7 mm时的4.9倍。管径d越大，点火时刻湍动能、涡流比、滚流比也越大，在点火时刻附近，d=5 mm的湍动能为d=3 mm时的1.8倍。 3）对比缸内速度场，从进气开始到点火时刻，方案7，8均能在缸内形成径向速度分层且整体速度高于其他方案。对比缸内废气质量分数分布，方案6，7，8均能在点火时刻实现EGR分层，高EGR率区域主要集中于气缸中心区域，低EGR率区域主要分布于火花塞附近与燃烧室顶部，两者EGR率相差约10%。 结论：结合废气入射管道参数对EGR分层效果、缸内流动总体特征参数的影响与管道实际加工可行性，选择方案7（θ=17.5°，δ=22 mm，d=5 mm）为最优方案，该方案在实现缸内EGR分层的同时可提高点火时刻缸内总体流动特征参数。
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弹性半平面矩形夹杂基本单元解及其应用
工程材料中存在的夹杂通常会对基体材料的弹性场产生扰动，当夹杂位于表界面附近时，夹杂与表界面的相互作用往往导致问题的解析求解变得复杂、困难。推导了二维半平面基体中矩形夹杂所致位移和应力场的基本单元解，用于通过“离散-迭加”来求解半无限平面含任意形状夹杂的弹性场。与之相比，传统的有限元法需要在远大于夹杂尺寸的半无限大基体域上进行网格划分，并且需要在夹杂/基体界面处细化网格以满足计算精度要求。提出了半解析算法，基于矩形夹杂单元封闭解，只需对夹杂区域进行离散，可有效提高计算效率。以半平面基体中含正六边形和圆形夹杂为例，该方法与有限元软件得到的结果进行对比，验证了基于单元解的半解析数值算法的正确性与有效性。
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考虑离合器摩擦性能衰减的湿式DCT车辆起步控制研究
建立了考虑离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减的湿式DCT车辆起步过程动力学模型,以车辆起步过程冲击度、滑摩功和起步滑摩时间为优化目标,采用线性二次型最优控制方法获得了车辆起步过程离合器最优传递转矩。针对离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减对车辆起步过程离合器压力控制的影响,提出了一种离合器压力非线性鲁棒控制策略,以实现对离合器最优传递转矩的跟踪。结果表明,所提出非线性鲁棒控制策略能够在离合器摩擦系数变化的情况下实现对离合器最优传递转矩的有效跟踪,跟踪误差不大于0.02N.m,且能够适应摩擦性能衰减导致不同寿命阶段摩擦系数的不同变化规律,与PID控制策略相比具有更精确的控制效果和更强鲁棒性。
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基于多标签图像分类的语义注意力图表示算法
传统的多标签方法只能粗略定位图像语义区域，且无法充分挖掘语义区域之间存在的标签相关性。为解决这个问题，笔者提出一种改进的语义注意力图表示（SAGR）算法，算法主要包括两部分：1）语义定位模块（SL）：利用视觉注意力机制和多模态技术，精确定位图像语义目标，并汇聚目标区域的语义信息来获得每个标签类的特征表示；2）语义关联模块（SC）：采用图结构的方式将所获语义特征表示交互，并基于图注意力网络捕捉图像中动态的标签依赖关系。实验结果表明，SAGR算法在Pascal VOC2007和MirFlickr25k数据集上mAP可提高到93.5%和84.2%，相比传统方法效果更优。
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废水生物处理颗粒污泥内三维孔隙结构研究——以厌氧氨氧化颗粒污泥为例
颗粒污泥的三维结构分布极大的影响着其沉降性能和稳定性，但是目前缺乏对颗粒污泥内部三维结构、孔隙结构分布特征等在维持颗粒稳定性中的作用等方面的研究。本文以厌氧氨氧化颗粒污泥为对象，采用同步辐射的X射线显微断层扫描成像技术对颗粒进行扫描并通过Avizo软件对颗粒污泥进行三维重构，获得了颗粒污泥中孔径、孔隙的空间分布和分形维数，建立了颗粒污泥的孔隙网络模型，并对颗粒污泥的绝对渗透率进行计算，以便为颗粒污泥系统在污水处理系统中的稳定高效应用提供理论依据。
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运动想象脑-机接口的判别迁移特征学习与分类
为了解决不同时间采集的运动想象脑电数据之间存在的分布差异，避免跨时段使用前长时间的重校准步骤，提出了一种基于判别迁移特征学习（Discriminative Transfer Feature Learning, DTFL）的运动想象分类方法。DTFL通过联合匹配源域和目标域之间的边缘分布和类条件分布来减少域间的差异，同时最大化类间距离和最小化类内距离来保留类判别信息，从而提升对运动想象的分类性能。基于DTFL的运动想象分类方法无需目标域脑电样本的类别信息，可以有效避免长时间的校准。在脑-机接口竞赛数据集上的实验结果表明，DTFL显著优于其他迁移学习方法，有效缓解跨域分布的不一致性，提高了运动想象的分类正确率。
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环境参数对风电齿轮箱传动系统疲劳损伤影响研究
在风电机组全寿命周期内,长期风速概率分布会使风电齿轮箱传动系统动载荷出现随机特性,影响其疲劳损伤预估精度。该文提出了一种考虑长期风速概率分布特征的风电齿轮箱传动系统疲劳损伤预估方法,通过建立大功率海上风电机组OPENFAST-SIMPACK联合仿真模型,计算不同平均风速与湍流强度组合工况下的风电齿轮箱传动系统齿轮短期疲劳损伤,进而采用代理模型技术重构“平均风速、湍流强度-短期疲劳损伤”映射关系,预测齿轮长期疲劳损伤。研究结果表明：风电齿轮箱传动系统低速级太阳轮容易发生接触疲劳失效；在额定风速以下,低速级太阳轮短期疲劳损伤与平均风速呈正相关,在额定风速附近,平均风速与湍流强度的随机特性均会增大其长期疲劳损伤不确定性,增大其疲劳失效风险。
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面向控制的一维非等温两相流燃料电池模型研究
经验模型不能反映电池内部复杂物理化学耦合过程及其导致的响应迟滞，这给燃料电池系统的精确控制策略的开发带来了一定困难。针对此问题，建立了面向控制的一维非等温两相流模型，考虑了流道内气体瞬态效应、电池内部水相变，研究了电流密度对气体浓度以及水热分布特性的影响，分析了运行条件、模型参数对电池输出电压的影响，探究了电流阶跃下该模型相比于集总参数模型在输出性能方面的优势。结果表明，该模型具有更好的适用性，可为燃料电池系统层面的模型优化及控制策略设计提供可靠依据。
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共享知识引导和模态一致性学习的可见光-红外行人重识别
在可见光-红外行人重识别（VI-ReID）中，提取不受模态差异影响的鉴别性特征是提升模型识别性能的关键。目前常见的解决方法是通过一个双流网络学习模态共享的特征表示，然而，这些方法没有挖掘模态间更多的共享知识，并且模态间的差异依然存在。为此，提出共享知识引导和模态一致性学习的可见光-红外行人重识别（SKMCL）。该方法由跨模态共享知识引导（SKG）和模态一致性学习（MCL）组成，前者通过跨模态注意力充分挖掘模态间的共享知识并作为引导，辅助模型更好地提取鉴别性特征，后者通过设计的模态分类器与双流网络的对抗学习缩小模态差异，两个模块相互配合，强化特征学习。为了进一步减小模态差异，引入特征混合策略来增强双流网络提取模态一致性特征的能力。提出的方法在两个公共数据集SYSU-MM01和RegDB上的性能与相关工作比较，优势明显，Rank1/mAP精度分别达到了58.38%/56.10%和87.41%/80.75%，证明本方法的有效性。源代码地址：https://github.com/lhf12278/SKMCL.
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基于谐振原理的手持式智能磁化率仪研制
本文基于谐振原理设计了一款手持式智能磁化率仪,推导了谐振原理法测量岩石磁化率计算公式,仿真探究谐振法测量岩石磁化率的影响因素,结合仿真结果与实际探测需要对仪器进行整体设计。基于LDC1614搭建外围电路,设计了四层螺旋线圈等距并联的电感传感器、信号提取程序和上位机操作界面,完成了磁化率仪样机制作。该仪器轻便易携(重量仅0.2kg)、操作简单,测量结果与国外同类仪器比较误差低于5%,仪器精度可达10-7。仪器适合野外及实验室测量,具有实际工程利用价值。
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基于神经网络平滑聚合机制的恶意代码增量训练及检测方法
为保证恶意代码变种检测模型的时效性,传统基于机器(深度)学习的检测方法通过集成历史数据和新增数据并进行重训练以更新模型,存在训练效率低的问题。文本提出一种基于神经网络平滑聚合机制的恶意代码增量学习方法,通过设计神经网络模型平滑聚合函数使模型平滑演进,并通过添加训练规模因子,避免增量模型因训练规模较小而严重影响聚合模型的准确性。实验结果表明,对比重训练方法,本文增量学习方法在提升训练效率的同时,几乎不降低模型的准确性。
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基于ASK和FSK混合调制的MC-WPT系统能量信号共享通道传输方法研究
针对MC-WPT能量信号同传系统信号传输速率较低的问题，本文提出了一种基于FSK和ASK混合调制的能量信号共享传输通道传输方法。该方法利用双谐振网络和阻波网络，在系统原、副边之间传输两种不同频率的载波，将传统的ASK调制的单一频率载波变为双频率载波，在ASK调制的同时，混合FSK调制，以此提升系统信号传输速率。文中给出了双谐振拓扑结构和利用双谐振拓扑进行载波混合调制的能量信号同传拓扑，分别建立了能量传输和信号传输的数学模型，最后通过仿真验证了该方法的可行性。
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基于改进粒子滤波算法的车速估计
针对基于粒子滤波算法设计的车速估计器因提议分布与实际分布不一致导致粒子退化使估计误差变大的问题，提出了一种通过修正提议分布减弱粒子退化影响的改进粒子滤波车速估计器。首先，基于车辆运动学模型和传感器特性建立系统的状态转移方程和观测方程。然后，利用传感器测量值与粒子状态值的差值设计提议分布修正项对状态转移方程进行修正，同时对过程噪声做自适应处理。最后，利用CarSim-Simulink联合仿真平台在双移线工况和正弦转角输入工况下进行仿真验证。与基本粒子滤波器相比，双移线工况下改进粒子滤波估计器产生的纵向速度估计值的平均绝对误差减小了40.25%，侧向速度估计值的平均绝对误差减小了55.71%。正弦转角输入工况下，改进粒子滤波估计器产生的纵向速度估计值的平均绝对误差减小了47.00%，侧向速度估计值的平均绝对误差减小了41.21%。
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不同单胞形貌和承载方向下蜂窝结构吸能特性及防冲能力评估
为研究单胞形状和承载方向对蜂窝结构力学性能及失稳模式的影响，采用增材制造技术制备了不同蜂窝结构并进行了试验与动态仿真模拟。结果表明：蜂窝结构应力曲线呈四阶段变化趋势；单胞对角承载的六边形蜂窝结构拥有最高的平台应力以及总应变能密度；单胞的坍塌主要原因在于单胞的剪切变形，四边形蜂窝单胞在剪切变形同时胞壁发生严重的屈曲失稳；整体蜂窝结构的失稳模式为基于斜向或横向初始变形带的两类逐层坍塌模式；在大尺寸蜂窝结构仿真模拟中其防冲能力得到了评估，结构吸能值能达10^5J，满足吸能防冲器要求。所得结论能为液压支架防冲吸能器的设计提供理论依据。
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碳酸钙晶须对风积沙混凝土力学性能影响研究
为提高风积沙利用率，研究不同体积掺量的碳酸钙晶须对风积沙混凝土抗压及劈裂抗拉强度的影响规律。通过扫描电镜和核磁共振等手段，从微观角度观察碳酸钙晶须与水泥浆体的粘结形态并分析其作用机理，基于试验结果分析并提出抗压、劈裂抗拉强度与养护龄期之间的理论模型。试验结果表明：掺入适量的碳酸钙晶须能够有效的改善风积沙混凝土的孔隙结构，提高力学性能。当风积沙替换率为60%时，碳酸钙晶须对于抗压强度与劈裂抗拉强度的最佳体积掺量分别为0.15%、0.2%。提出的理论模型与试验数据吻合程度较高，可较好地预测龄期下的强度值。
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腐蚀损伤的激光超声可视化成像检测
腐蚀损伤广泛存在于国防科技、交通运输等工业领域，严重威胁了结构的安全性和可靠性，因此对腐蚀损伤的安全检测具有重要意义。本文依据激光超声的基本理论，采用自主设计的全自动激光超声扫描实验系统，通过对铝板中的腐蚀损伤进行激光扫描实验，分析了Lamb波能量、幅值和腐蚀之间的关系，并依据“弹性波能流法”的原理，利用幅值最大值完成了损伤区域的可视化；提出了一种评估铝板腐蚀程度的方法——能量比较法，完成了对不同腐蚀程度的铝板的评估分析。该研究可实现腐蚀缺陷的快速检测与评估，并且检测结果直观可视，展现了巨大的应用前景。
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LOLIMOT模型在CNG发动机NOx排放预测试验中的应用
为解决在选择性催化还原技术(SCR)的控制策略开发中，局部线性模型树(LOLIMOT)排放模型预测精度不足的问题，提出一种通过优化空间边界，将原模型的超矩形输入空间约束在物理意义范围内的改进LOLIMOT模型。通过某天然气发动机的辨识试验，从分布特征和计算原理等角度，分析了该方法对预测结果的影响。结果表明：对比原算法，改进算法的线性相关度R2提升了1.9%，验证了改进策略的有效性。改进LOLIMOT算法具备较高的收敛速度和稳定性，其在排放模型领域具备一定的应用优势。
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基于主动红外入侵探测的在室人数测试方法
在室人数与建筑用能系统紧密相关，实施在室人数的监测是建筑用能行为方向的热点问题之一。红外传感是现有研究方法中应用较广泛的方法，其测试精度与安装高度、人员通过速度及人员体型等因素有关，选取主动红外入侵探测器，依据建筑室内人员活动情况，研究了安装高度、通过速度及人员体型对在室人数测试精度的影响。研究结果表明，考虑各种人员体型及通过速度时，测试精度随安装高度的降低先升高后降低。通过速度越慢，测试精度越高，当v≥1.4m/s时，测试精度低于60%；当1.0m/s≤v<1.4m/s时，测试精度为70%~81%；当v<1m/s时，测试精度高于95%，当v<0.8m/s时，测试精度达到100%等。被测人员的身高和体重指数均与测试精度呈强正线性相关。通过不同工况分析，提出了应用于实际场景的综合精度的估算方法。
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我国垃圾渗滤液产生现状及处理展望
垃圾渗滤液污染物浓度高且生态风险大，其处理处置受到国家高度重视。基于大量文献分析，综述了中转站、焚烧厂、填埋场等各类垃圾渗滤液的产量及污染特性；结合当前固废处理政策展望了垃圾渗滤液处理技术及管理方面的发展。研究表明，随着“无废城市”建设，垃圾分类以及原生垃圾零填埋等政策的实施可从“量与质”双方面缓解渗滤液处理难题，未来我国垃圾渗滤液的主要处理对象是中老龄垃圾渗滤液。“预处理+生物处理+深度处理”的技术模式是处理渗滤液的有效手段。垃圾分类背景下，未来前处理阶段主要关注各工艺的局部优化；生物处理阶段，开发低碳源和无碳源脱氮工艺对增效降耗具有积极意义；深度处理阶段，关注非膜法全量化处理工艺可解决浓缩液问题并去除痕量有机物，有助于更全面地管控渗滤液污染风险。
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增强组合差分乘积形态学滤波的轴承故障特征提取方法
针对滚动轴承故障信号具有非线性、非平稳、强噪声特性导致常规时频域特征提取方法受限问题，提出一种增强组合差分乘积形态学滤波的轴承故障特征提取方法。在分析数学形态学四种基本运算的正、负冲击脉冲提取特性的基础上，对其进行级联、差分、乘积构造的一种新的组合差分乘积算子(CDMO)具备了同时提取正、负冲击脉冲的能力，并发挥梯度乘积运算对脉冲提取更为敏感的优势实现故障信息的充分提取。引入故障特征频率比指标优化CDMO结构元素参数，修正待处理信号的几何特征，提取与结构元素相匹配的信号特征信息。在CDMO滤波的基础上，借助三阶累积量切片谱技术能够抑制高斯噪声、突出二次耦合分量的优势，准确提取故障特征频率及其倍频，增强轴承故障特征提取能力并抑制噪声干扰。依托两种不同来源的工程实际信号并与经典故障特征提取方法对比分析，验证了所提方法的有效性。
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高强高模PVA/CNF/GO复合纤维的制备与性能研究
采用湿法纺丝和热拉伸工艺制备了的高强度高模量的PVA/CNF/GO复合纤维,研究了纳米纤维素(CNF)和氧化石墨烯(GO)对聚乙烯醇(PVA)纤维的增强作用,探讨了CNF含量和热拉伸温度对纤维拉伸性能的影响。当CNF的含量为6%,GO的含量为1%时,湿法纺制的PVA/CNF/GO复合纤维在160 ℃经过3倍的热拉伸处理后具有优异的拉伸性能,其极限抗拉强度为1.09±0.11 GPa,弹性模量为21.87±3.03 GPa,比纯PVA纤维分别提高了45%和63%,比未热拉伸处理的PVA/CNF/GO复合纤维分别提高了523%和271%。同时,该复合纤维具有良好的生物相容性和潜在的生物应用价值,可作为手术缝合线,提供组织再生时所需的适当张力。
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二甲醚/甲醇混合燃料HCCI燃烧特性数值模拟
为了研究混合气浓度及燃料掺混对二甲醚/甲醇混合燃料HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧特性的影响，对不同过量空气系数和二甲醚掺混比下的醇醚混合燃料HCCI燃烧过程进行了模拟计算，分析了缸内温度、压力、压力升高率、放热率以及燃料消耗路径随过量空气系数和二甲醚掺混比的变化关系。结果表明，随过量空气系数增大，缸内压力、温度、放热率和压力升高率峰值减小，相位推迟，过量空气系数太大时，CO的进一步氧化反应会受到阻碍，使缸内产生大量的CO残留；随二甲醚掺混比的增大，缸内压力、温度峰值增大，相位提前，压力升高率和放热率峰值减小；二甲醚HCCI燃烧放热率曲线存在3个峰值，第1个峰值出现上止点前30゜CA，为二甲醚低温氧化放热，对应缸内温度为804 K，第2个峰值出现在上止点前15゜CA，对应缸内温度为1193 K，为甲醛等中间产物氧化生成CO时放热，第3个峰值为CO氧化，生成CO2时放热，第2和第3个放热率峰值为二甲醚的高温氧化放热阶段，与甲醇掺混燃烧时，二甲醚的低温氧化反应对混合气的燃烧起到了促进作用。
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基于多模型自适应方法的智能汽车路径跟踪控制
梁艺潇, 李以农, Amir Khajepour, 郑玲, 余颖弘, 张紫微
[ ]路径跟踪控制是智能汽车的一项核心技术，跟踪效果的精确性和在各种路面附着条件下的鲁棒性是该技术的两大关键要素。但汽车动力学模型的不确定性，尤其是轮胎侧偏刚度的摄动使得这两者难以同时得到满足。针对这一问题，将多模型自适应理论引入到智能汽车运动控制中，利用其处理不确定性系统的控制问题。首先，对多模型自适应控制律进行了推导，提出了凸包构架下各个顶点的子模型对真实模型的自适应逼近律，并通过李雅普诺夫函数证明了所提出自适应律的收敛能力。在此基础上，建立了汽车动力学模型和车辆-路径联合模型，并由多个顶点子模型构建可覆盖汽车轮胎侧偏刚度摄动范围的凸多面体，利用汽车动力学模型求解自适应率，通过车辆-路径联合模型，基于线性二次型方法(LQR)求解各个顶点的子模型处的反馈控制律，并通过所得出的自适应权重进行加权。基于Carsim/Simulink的联合仿真结果表明，所提出的多模型自适应路径跟踪控制器在保证鲁棒性的同时克服了传统鲁棒控制方法的保守性问题，与基于名义模型的LQR控制器和鲁棒保性能控制器相比，在高附着路面和低附着路面上都可以取得最好的控制效果，很好地解决了路径跟踪控制中精确性与鲁棒性之间的两难问题。最后，通过快速原型测试平台，对算法进行了进一步的实验验证。结果表明，所提出的多模型自适应算法实时性良好，具有较好的工程应用潜力。
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大跨越架空输电导线铝部应力分布试验研究
为了掌握大跨越架空输电导线铝部应力空间分布特性，以JLHA1/G6A-500/280型特强钢芯铝合金导线为研究对象，采用铝股丝表面激光刻槽，内嵌高灵敏、超大复用容量超弱光纤光栅，搭建了大跨越输电导线铝部应力试验平台，研究了不同张力条件下大跨越架空输电导线铝部应力分布规律，建立了大跨越导线实体有限元模型，分析了铝股应力分布特征，并验证了试验结果的正确性。结果表明：导线承受张力作用时，外层铝股和次外层铝股应力不同，外层铝股应力小于次外层铝股应力，导线同层铝股应力基本相同；铝股应力随导线张力的增大呈现线性增大趋势，张力每增大1%，铝股应力增大约10%。不同导线张力作用时钢股和铝股应力均呈现环状分层特性，铝股平均应力小于钢股平均应力，线铝部和钢股应力比约为3:7；外层和次外层铝合金股丝应力沿圆周向应力分布不均匀，建议大跨越导线线型设计时考虑铝股丝分层特性。
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面向电网智能调度的知识图谱构建与挖掘
随着智能电网的发展,部署了大量监控设备形成传感器网络,产生了大量的异构数据,传统数据管理办法难以有效利用海量数据。电力知识图谱具有很强的知识表示和推理能力,可以全面地、条理化地展示电力业务对象的相关业务信息、技术知识、行业标准以及这些信息的内在联系。本文利用图卷积网络构建了电网调度规则的知识图模型,并基于图神经网络提取知识图谱特征。具体来说,首先利用知识提取方法从智能电网调度控制系统中获取规范中的实体词和关系词,明确对象实体集合、消除数据歧义。然后提取实体间的关系构建领域知识图谱,规范化表达电力智能调度的对象关系网络。最后,利用图神经网络模型学习电网调度知识图特征,挖掘实体间隐藏关系,为制定电网调度系统技术提供全面的决策依据。本研究涉及的智能电网调度控制系统技术规范由国家电网东北分公司提供,并在该真实数据集上对本文所提方法进行了验证。
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基于渗透型导轨的EV-DWPT系统输出稳定研究
文章针对电动汽车动态无线充电系统(EV-DWPT)的多段短导轨型结构中存在的动态过程中原副边线圈之间互感波动而导致的功率跌落问题，给出了一种基于脉冲同步控制方法的渗透型导轨结构的优化设计技术。首先，基于LCC-S谐振网络拓扑的双发射单接收电路进行分析，推导出输出功率及原副边线圈电流的表达式；其次，通过COMSOL仿真分析并结合脉冲同步控制技术分析了渗透区域长度及补偿线圈匝数对互感值的影响；最后，通过PLECS仿真平台对电路模型进行了仿真。结果表明，基于脉冲同步控制下所述耦合机构动态过程互感波动为3.3%，相较于单激励模式的56%及传统矩形线圈的32%的互感波动得到了很好的抑制，仿真得到文章所设计的EV-DWPT系统功率波动为±3.2%。
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边云协同系统中基于边缘情景自适应模型的目标检测
随着现代物联网系统越来越趋向于大型化、复杂化和智能化，对边缘处计算设备的感知能力和计算能力提出越来越高的要求，使协同低功耗高实时的边缘计算与低成本高性能的云计算成为计算智能发展的未来。为实现边云之间的“协同”，实现边缘计算与云计算应用价值的最大化，提出了一种边云系统中面向边缘模型情景任务自适应的计算框架。首先，以云侧模型推理与边缘侧模型推理间的差异性为基础，构建了边云协同机制模型；然后，采用少量边缘应用侧任务样本对迁移的云侧模型进行增量学习，提升云侧模型到边缘侧模型迁移的自适应性能；最后，实时监测边侧推理结果，实现边侧模型性能的保持。
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面向功能分区的大型商场建筑冷负荷预测研究
针对大型商场面向建筑整体冷负荷预测不能为商场各区域按需供冷提供合理控制策略的问题。通过研究商场不同区域冷负荷特点,采用灰色关联度分析法筛选影响商场不同区域冷负荷的关键影响因素,提出了基于注意力机制-长短期记忆(Attention-LSTM)神经网络分区冷负荷预测模型。LSTM网络充分考虑空调冷负荷与相关特征变量之间的非线性关系,特征注意力自主分析历史信息和输入变量之间的关系,提取重要特征,时序注意力选取LSTM网络关键时刻的历史信息,提升较长时间段预测效果的稳定性。以西安某大型商场建筑的冷负荷数据集为实验数据,实验结果表明所提模型相比于LSTM模型和CNN-LSTM模型误差指标MAPE和RMSE均有显著降低,R2明显增加且稳定0.99以上,具有较好的泛化能力和较强的稳定性。
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深空干涉测量对流层经典模型分析
对流层延迟是深空干涉测量的重要误差源之一，当前主要采用天顶延迟与映射函数进行建模。本文首先分析了温度、湿度、压强等气象参数对Saastamoinen天顶延迟模型的影响，得到了各参数的影响幅度，并给出了一定对流层延迟精度对气象参数精度的要求；然后，对比分析了NMF和VMF在不同仰角时的映射幅度偏差，结果表明，当仰角高于10°时，映射函数幅度偏差小于0.005。但NMF由于形式简洁，计算量低，更加适用于深空干涉测量。气象参数的测量精度影响、映射模型分析为气象参数测量精度指标设计、映射函数适用性选择提供依据。
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一株锰氧化细菌AL-6与柚子皮生物炭耦合修复电解锰渣场污染地下水特性研究
为了研究电解锰渣场污染地下水中复杂废水的修复问题，以农业废弃物柚子皮为原材料制成生物炭作为菌株Acinetobacter baumannii AL-6固定化载体(MBC)，得到菌株生物炭耦合体系（MBC）。探究了该耦合体系对含锰、氨氮以及高钙镁离子复合废水的综合处理能力，同时构建序批式间歇反应器（SBR）以探究其在废水处理中的应用潜力。实验结果表明，MBC在48 h内去除了98.46%的锰。与两个独立的实验组（生物炭组，菌株AL-6组）相比，MBC对锰的去除具有良好的协同作用。MBC对锰的平均去除率为15.87 mg L-1 h-1，是菌株AL-6组的1.09倍，生物炭组的14.33倍。此外，MBC对氨氮的最大去除率为71.92%，对钙镁离子也有一定的去除效果，分别为41.46%和26.95%。在SBR中，MBC能去除90.1%的锰和85.44%的氨氮。结果表明，微生物固定化具有巨大的应用潜力，可用于处理电解锰渣复合污染废水。
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基于注意力残差网络的说话人分离
针对说话人特征提取网络没有考虑语音各帧的差异性而赋予每帧语音相同权重，导致说话人分离效果不够理想的问题，结合残差网络结构在视觉任务和可扩展设计方面的突出性能，提出一种将残差连接、非对称卷积和注意力机制相结合的模型。构建基于ResA2Net模块的说话人分离网络架构对说话人特征进行提取，残差连接结构降低了计算的复杂度，增强了模型学习能力。引入注意力模块，捕获并强调说话人特征的重要信息，提高说话人特征的可区分性。采用近邻传播算法，对说话人聚类。最后，利用训练好的模型进行说话人分离测试，并与多种说话人分离模型对比，分离错误率(Diarization Error Rate，DER)降低至7.34%，低于其他模型，表明该模型能够有效地进行说话人分离。
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基于伪标签和迁移学习的双关语识别方法
姜思羽, 张智恒, 姜立标, 马乐, 陈博远, 王连喜, 赵亮
双关语作为幽默研究的一个重要分支,已发展成前沿的研究领域。针对双关语样本短缺的问题,本文提出了基于伪标签和迁移学习的双关语识别模型 (Pun Detection based on Pseudo-label and Transfer Learning)。该模型首先利用上下文语义、音素向量和注意力机制生成伪标签；然后迁移学习和置信度结合挑选可用的伪标签；最后将伪标签数据和真实数据混合到网络中进行训练,并重复伪标签标记和混合训练过程。这在一定程度上解决了双关语样本量少且获取困难的问题。使用该模型在SemEval 2017 shared task 7以及Pun of The Day 数据集上进行双关语检测实验,结果表明模型性能均优于现有的主流双关语识别方法。
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随机风作用下同塔四回输电杆塔安全性研究
牛格图, 陈岩, 李林孝, 张前, 王青山, 张鑫, 付子奇, 严波
针对蒙西地区220kV同塔四回路典型输电线路段,采用有限元方法模拟研究杆塔在随机风作用下的结构强度和疲劳寿命。利用ABAQUS有限元软件建立塔线耦合体系有限元模型,考虑蒙西地区地形特点,采用数值方法模拟生成随机风场,计算塔线体系的动力响应。根据计算结果确定杆塔的危险区域,建立该局部三维实体有限元模型,并与其他部分的杆梁模型组合为实体与杆梁混合模型。提取塔线体系在随机风作用下导地线挂点的支反力时程曲线,模拟实体与杆梁混合模型的动力响应。模拟研究了两种风速和不同螺栓预紧力情况下杆塔结构强度,并分析了随机风激励下杆塔的疲劳寿命。结果表明,螺栓的松弛对杆塔强度和疲劳寿命影响明显,可能是引起杆塔破坏的主要原因。
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基于运动试验平台的MOEA/D改进洗出算法仿真及试验研究
洗出算法参数的调整很大程度上影响其性能,针对目前经典洗出算法应用于飞行模拟器时参数调整的不足,提出一种基于MOEA/D多目标优化的改进洗出算法。为了最小化真实与模拟运动之间的人体感知误差,且在运动空间限制的条件下开发平台,在优化过程中考虑了多个洗出算法的评价指标,对洗出算法参数进行同步优化。为验证其有效性,建立了飞行模拟器运动试验平台,将改进洗出算法应用其中进行优化计算。对优化前后的算法进行仿真和试验,结果表明优化后的洗出算法在归位反应、相位延迟和感觉幅值方面有较大改善,且具有更好的稳定性,同时优化了平台工作空间,增加了动感逼真度。
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锂电池电极纳米颗粒和粘结剂在充电放电循环中的应力计算
粘结剂作为锂电池电极制造的重要材料,它的用量虽少,却是极板力学性能的主要承担者。现有的复合电极力学行为模型多将粘结剂层假设为线弹性材料,这很难描述粘结剂层的复杂力学行为,因此为了深入理解极板纳米级颗粒与粘合剂在充放电过程的力学行为,根据已有的实验数据拟合了Neo-Hookean超弹性模型,采用与锂离子扩散方程形式相似的传热方程求解工具模拟活性硅颗粒在充电放电过程的应力变化,研究结果表明硅颗粒锂化时主要的塑性变形发生在第一个充电放电循环过程中,粘接层的最大应力变化类似纳米颗粒间的应力变化,随着粘结层厚度的增加,粘接层界面的最大应力会逐渐降低；还有,相近应变下Neo-Hookean超弹性模型对于粘结剂流变行为描述好于线弹性模型。
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不同热解温度下褐煤焦样物相及其微结构变化的研究
热解是褐煤改性提质的重要手段，为研究不同热解温度制取褐煤焦的物相和微结构变化，采集沈北矿区蒲河煤矿褐煤煤样，选取低中高（400 ℃、700 ℃、1000 ℃）三个热解特征温度制取褐煤焦样，通过SEM、XRD、Raman、FT-IR、XPS、低温N2吸附实验，对褐煤焦样的物化结构进行分析。结果表明：热解温度提高，焦样芳香性增强，含氧官能团O-H、C=O、C-O大幅减少，表面含碳官能团，C-C结构增加，C-H结构减少；400 ℃和700 ℃焦样微晶结构缺陷增加，1000 ℃焦样微晶结构趋于有序并向石墨化转变；焦样比表面积和孔容积随热解温度提高先增大后减小，700 ℃焦样拥有最大的比表面积（117.0637 m2/g）和孔容积（0.068134 cm3/g），提高热解温度有利于焦样微孔结构发育。
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基于长时间序列预测的计量区给水管网爆管识别
供水管网爆管时有发生，快速爆管识别是长期以来困扰供水企业亟待解决的问题。为了讯速识别计量分区给水管网中的爆管，提出了一种新的预测-分类-校核的三阶段Infomer-Zscore算法。Infomer-Zscore算法解决了传统方法数据处理效率低、不正常低用水量不处理的问题。在预测阶段中使用深度学习Informer算法预测管网长时间用水压力数据，提高用水压力预测的准确性和数据处理的效率。在分类阶段使用多阈值的分类方法提高了对用水压力数据随时间变化的鲁棒性。Infomer-Zscore算法在爆管模拟检验中的真阳性率（TPR）为90.9%、假阳性率（FPR）为1.7%、检测准确率（DA）为99.5%。长时间序列的压力预测不仅能用于爆管识别，而且还能有效的进行管网中的压力控制使爆管风险降低。
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高钢级山地管道设计及安全性评估的再认识
永久性地面变形(permanent ground deformation, PGD)是造成山地管道屈曲断裂泄露并导致重大生命、财产损失的主要原因之一。现有PGD区山地管道“基于应变”的设计及安全性评估方法和技术标准对在役高钢级管道安全性评估偏于危险,亟待对其进行进一步的研究。针对山地复杂PDG工况下的“许用应变”及“计算应变”,从山地管道的主要失效模式着手,对山地管道管-土相互作用的应变计算方法(解析法、数值分析法及试验法)及安全性评估方法的技术现状及存在问题进行了分析,并结合我国山地管道未来的发展趋势及生产需要,提出了考虑在役管道的实际工况,进行基于管-土相互作用规律的设计及安全性评估方法的研究路径和内容。
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轮毂电机驱动电动汽车机电耦合垂向动力学特性
电动车用轮毂电机受路面激励和车重的双重作用，导致定转子相对偏心进而产生不平衡磁拉力，其垂向分量与车辆悬架系统的垂向振动相耦合，影响电动汽车的平顺性、舒适性等性能。针对这一机电耦合问题，以一台永磁式轮毂电机为研究对象，利用磁场叠加法获得负载气隙磁密分布，引入复数相对磁导和偏心磁导修正系数，建立考虑定子开槽效应的电机偏心磁场和不平衡磁拉力解析模型，并通过有限元仿真和样机试验验证了解析模型的有效性。根据悬架系统的垂向振动与电机偏心不平衡磁拉力的实时耦合关系，利用拉格朗日法求解车辆动力学方程，建立1/4车身垂向耦合振动模型。以轮毂电机定子垂向振动加速度、车身垂向振动加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷为主要指标，研究机电耦合效应对车辆垂向动力学特性的影响，揭示不平衡磁拉力输出特性与车辆动力学响应之间的机电耦合机理。研究结果表明机电耦合效应使得电动汽车的平顺性、操稳性和安全性等性能总体下降。
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土与强风化岩双元边坡圆弧-平面破坏模式与支护设计方法
为了探究土与强风化岩边坡中岩体不破坏的临界坡率以及推导求边坡安全系数的方法,基于济南地层参数,利用plaxis3D分析出强风化岩不发生破坏的临界坡率,为相应工程提供参考；针对岩体不破坏的土与强风化岩双元边坡的圆弧平面滑动模式,利用plaxis3D和matlab软件分析边坡的应力场,运用滑移线场法得到土体圆弧和土岩交界直线组成的边坡临界滑移曲线,进而运用瑞典条分法推导出边坡稳定系数解析解。结果表明,土与强风化岩双元边坡的岩体是否破坏与边坡高度、土岩厚度及其比例相关,岩层厚度超过边坡高度一半或坡率大于1:0.5时一定破坏；并与具体案例比较得出解析解安全系数偏小,利于工程安全；针对土与强风化岩边坡,可根据本文研究结论确定边坡破坏区域,进而设计支护方案。
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深水环境下压力补偿泵柱塞副的润滑特性分析
压力补偿式柱塞泵可较好地适应深水极端环境，但深水极端环境下将使柱塞副的润滑特性发生改变，影响其水下工作性能和应用范围。以压力补偿泵柱塞副油膜的润滑特性为研究对象，考虑深水温度、压力等环境因素对粘度、密度等介质属性的影响，建立深水环境下柱塞副油膜的数值模型,提出在柱塞偏心方向采用坐标轮换寻优和有限差分离散有机结合的方法求解柱塞副膜厚等表征润滑特性的参数。结果表明，在水深1000m，主轴转角约90°时，柱塞副油膜出现＜1μm的极薄区域，且压力极差达80MPa。改变主轴转速和斜盘倾角时，泄漏量和轴向摩擦力的变化较大气工况下更显著。不同水深下，轴向摩擦力与水深间呈正相关变化，泄漏量的变化则相反。相关研究可为深水环境下泵柱塞副的设计和开发提供有益参考。
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基于深度学习的铁路计算机联锁界面文本定位与识别方法研究
为了有效解决铁路计算机联锁系统人工测试效率低下、准确性低等问题,提出了一种面向铁路联锁上位机界面文本定位与识别的深度学习模型。首先,通过对比基于CTPN(Connectionist Text Proposal Network)神经网路的文本定位模型与ResNet50、AlexNet、ZF以及VGG16四种卷积神经网络分别结合的策略,选择了最优的特征提取网络VGG16,增强了卷积特征图表示高层语义信息的细节特征,以利于定位小文本区域。其次,对比常见的目标检测模型在文本定位效果上的表现以及采用dropout方法,提升了文本定位模型CTPN网络的泛化能力和鲁棒性。然后,采用水平投影和垂直投影相结合的分割方法,可有效避免联锁上位机界面文本黏连等问题。最后,采用改进的AlexNet网络,输出文本识别结果。通过在TensorFlow环境验证联锁上位机界面文本定位和识别数据集,结果显示,CTPN网络在铁路联锁上位机界面文本定位精确率上达到了87.98%,召回率73.33%,调和平均数指标80.39%；改进的AlexNet网络文本识别准确率达到了89%。说明本文方法能够对铁路计算机联锁上位机界面文本实现准确定位和识别,并为联锁自动测试过程中自动办理进路及测试结果自动分析提供可靠的数据支持。
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基于机器视觉的隧道裂缝检测方法研究
裂缝检测是结构安全性评估的重要指标，基于图像处理的传统裂缝检测方法在光照不均匀、噪声污染严重的隧道环境下具有噪声大、精度低等缺点。针对该问题，提出一种基于机器视觉的隧道裂缝识别算法，首先对隧道图像进行频域滤波与空域差分，增强图像纹理特征；将经上述步骤分割后的图像通过设置面积参数Tv、饱和度参数Ts与特殊参数Tv`、Ts`提取背景噪声并删除，使算法能够检测出完整的隧道裂缝图像；最后，结合本文应用场景的无突变性与发展规律性，设计轻量化裂缝连接算法连接上述步骤中断裂的裂缝，避免漏检现象的发生。实验结果表明，本文方法能够在复杂隧道环境有效提取出完整裂缝，对隧道裂缝图像识别精确率达到94%，召回率达到98%，尺寸精度达到92%。检测精度能够满足实际工程需求。
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车用爪极发电机的不同部件对气动噪声的影响
为了明确车用爪极发电机在高转速下不同部件对气动噪声的影响,对车用爪极发电机的气动噪声进行了数值模拟研究,并进行了车用爪极发电机的空载声功率实验,验证了数值模拟的准确性；采用有无前、后风扇、爪极及采用圆柱包络体代替爪极方案确定各阶次噪声的来源,明确了前后风扇、爪极对不同阶次噪声的贡献水平。结果表明：在高转速下偶极子是主要噪声源类型；前风扇主要影响8、10、12、16阶次气动噪声,去除前风扇时12、16阶次分别降低了6.54dBA和9.04dBA；后风扇主要影响6、8、10阶次噪声,去除后风扇分别下降了11.75dBA、2.42dBA、7.38dBA；有无爪极时对气动噪声影响较小,但采用圆柱包络体代替爪极时对气流流动产生影响,使得8阶次噪声有一定变化；这也表明前后风扇是气动噪声产生的重要源头。
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基于知识蒸馏与ResNet的声纹识别
针对声纹识别领域中存在信道失配与对短语音或噪声条件下声纹特征获取不完全的问题，提出一种将传统方法与深度学习相结合的方法，以I-Vector模型作为教师模型对学生模型ResNet进行知识蒸馏。构建基于度量学习的ResNet网络，引入注意力统计池化层，捕获并强调声纹特征的重要信息，提高声纹特征的可区分性。设计联合训练损失函数，将均方根误差(Mean Square Error，MSE)与基于度量学习的损失相结合，降低计算复杂度，增强模型学习能力。最后，利用训练完成的模型进行声纹识别测试，并且与多种深度学习方法下的声纹识别模型相比，等错误率（Equal Error Rate，EER）是最低的，达到了3.229%，表明该模型能够更有效地进行声纹识别。
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结合博弈论与强化学习的态势感知与路径预测
网络安全态势感知技术对于评估网络安全状况及预测攻击行为路径有着重要的意义。传统的网络态势评估方法大多偏重于在理论层面的静态分析，难以应用到实际网络环境中；且传感器收集到的数据庞大繁杂，易造成存储空间负载过大。针对上述问题，本文结合博弈论算法与强化学习算法，提出了一种结合博弈论与强化学习的网络攻防动态感知模型以分析网络态势安全及预测攻击路径。首先，设计带有优先级关系矩阵的层次分析法计算系统损失及安全态势；其次，引入Boltzmann概率分布法计算混合策略纳什均衡；最后改进Q-Learning与博弈论算法对网络状态转移进行动态分析，达到准确预测攻击路径、选择最优防御策略的目的。通过网络仿真实验，验证该模型具有有效性和可行性。
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基于图像轨迹规划与时序控制的视觉伺服控制方法研究
针对未标定手眼机器人视觉伺服控制问题，提出了基于图像轨迹规划与时序控制的视觉伺服方法。首先给出了图像平面和任务空间的轨迹规划方法，其次设计了卡尔曼滤波器估算目标与相机相对位姿，结合相机测量实现了雅可比矩阵的自适应估算。在此基础上设计了基于图像视觉反馈的视觉伺服控制器，实现了机器人的目标视觉跟踪。文末通过MATLAB仿真和实验研究对该算法进行了验证，并与经典PBVS、IBVS方法进行了比较试验，仿真及实验结果验证了该算法的有效性。
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CNN和ED-BLSTM融合的起重机械健康预测方法
针对起重机械设备健康状态多时间单位步长预测中出现的监测数据时间跨度小、数据量密集、特征多维、没有标签的问题，提出了一种结合卷积神经网络（CNN）和编码解码器双向长短期循环神经网络（ED-BLSTM）的起重机械设备健康预测方法。对监测数据进行时序排列，在保证相同输入输出时间步长尺寸的情况下对数据集切分重组；将处理后数据集输入到卷积神经网络，提取出主要特征，得到多维矩阵；采用基于编码解码器的双向长短期循环神经网络对多维矩阵进行训练，建立起重机械多时间单位步长的目标预测模型；从而达到长期预测起重机械设备健康状态的目的。对比实验表明，所提方法的验证损失最多降低0.474%，最少降低0.097%；和预测损失最多降低1.411%，最少降低1.230%相比于目前的主流技术均有降低，其实际预测性能有较大提高，对工业起重机械健康预测技术的发展有积极意义。
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基于改进灰色-马尔可夫模型的LTE-R越区切换算法研究
高速列车在越区切换过程中，由于路径损耗和地形等因素的影响，参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)会发生上下波动，采用基于A3事件的传统越区切换判决方法，会导致乒乓切换的发生和切换成功率的下降。针对此问题，提出基于改进灰色-马尔可夫模型的切换算法，通过改进灰色-马尔可夫模型对参考信号接收功率进行处理和预测，并结合预承载方法，利用处理结果作为切换判决依据执行切换过程。仿真结果表明，采用改进切换算法，使列车接收到的源小区和目标小区RSRP值的波动情况得到明显改善，乒乓切换概率更低，切换成功率得以有效提高。
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一种改进的轻量型网络图像去雾方法
针对卷积神经网络进行图像去雾时存在模型复杂度高、参数量大的问题,提出一种轻量型卷积神经网络LDNet(Lightweight image Dehazing Network,LDNet)。首先,改进了大气散射模型的表达公式,直接剔除雾噪声,减小估计中间变量的累计误差。其次,设计了融入注意力机制的倒残差模块RNAM(Reverse residual Network module with Attention Mechanism,RNAM),该模块能够多尺度提取图像特征,关注图像中重要的语义信息,同时解决网络参数量大、复杂度高的问题。最后,使用L1平滑损失函数和MS-SSIM损失函数作为联合损失函数,使恢复的无雾图像与真实无雾图像之间的距离尽可能最小化。实验结果表明,所提出的算法在RESIDE合成数据集上结构相似性(SSIM)和峰值性噪比(PSNR)均优于其它对比算法,无论在合成图像还是真实场景都能取得良好的去雾效果,且该方法具有参数少、运算快的特点。
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融合标签信息和图卷积网络的文本表示方法
文本分类是自然语言处理中的一项基础研究,目的是为输入的文本输出特定的标签类别。而文本表示是文本分类的中间环节,也是文本分类的重要内容。针对短文本语义信息较少,难以表征的问题,本文提出了一种融合标签信息和自注意力图卷积神经网络的文本表示方法。该方法利用标签和文本之间的语义联系,构造了基于标签注意力的单个文本表示,然后利用自注意力图卷积神经网络提取多个文本的全局特征,获得融合全局特征的特定文本表示用于文本分类。最后将得到的文本输入分类器中,得到分类结果。通过在MR和R8数据集的实验结果表明,相比于其他文本分类模型,本文所提出的模型在MR数据集上F1值提升2.58%,准确率提升2.02%；在R8数据集上F1值提升3.52%,准确率提升2.25%。
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多视角投影学习隐函数的点云重建方法
点云重建需要处理采集过程中存在的噪声空洞以及不均匀采样等问题。传统方法无法利用大量已有的高质量数据来获取先验信息。本文提出结合多视角投影和隐函数的端到端点云重建方法。首先对点云进行多视角投影得到深度图，基于卷积操作的编码器将深度图转化到到特征空间，并在这个过程中进行去噪和补全。基于多层感知机（MLP，Multi-layer perceptron）实现的隐函数用来表达几何。在训练过程中，对高质量的几何进行点采样，通过点云和点采样的隐函数值来监督学习编码器和隐函数的参数。实验在多个数据集上进行，通过与传统方法以及现有数据驱动的方法进行对比，验证了新方法的有效性，在重建细节、噪声处理和空洞补全均有明显的提高。预训练的模型直接适用于多相机深度采集系统，并能自动权衡去噪和细节保留的程度，在真实数据上重建出光滑的几何表面。
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知识引导和细粒度信息增强的无监督域自适应行人再识别
无监督域自适应旨在将源域知识迁移到目标域数据集上，是行人再识别中一个非常重要的任务。现实情况下，采集到的数据往往具有视频帧信息。因此，目标域数据集中单一视角下的行人标签极易获取。然而，已有的方法忽略了这些信息，从而限制了识别性能的提升。为此，提出知识引导和细粒度信息增强的无监督域自适应行人再识别。在该方法中，开发了目标域单视角下行人样本已知的新范式，充分挖掘了目标域中有用的信息。同时，将源域知识作为引导，辅助模型提取目标域行人图像的判别性特征。与已有的知识迁移策略相比，这种知识引导的方式能更加有效地缓解域偏移。进一步，将行人的局部信息嵌入到全局特征中，增强了特征的细粒度信息。在两个公开的数据集上进行实验，充分证明了提出方法的有效性和优越性。代码地址：https://github.com/lhf12278/KG-FGIN
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基于深度学习的自动鳙鱼溯源算法研究
近年来，随着食品安全得到越来越多大众的重视，促进了溯源技术在食品行业中快速发展。为研究鳙鱼自动溯源算法，本文选择以鳙鱼图像为研究对象以探索实现自动鳙鱼溯源的算法，并分析了鳙鱼图像数据的特点，提出两点亟待解决的问题：网络模型选择、数据迁移等。故本文针对目前存在问题提出了一种基于深度学习的自动鳙鱼溯源算法，并在实验测试中算法模型准确率可达到96.865%。在本文中，针对模型选择问题，开展研究了国内外主流的深度学习框架网络，通过对比分析选用DenseNet网络，通过DenseNet网络模型可以将卷积神经网络每层学习到的特征值向后传递，并且即能在长期学习过程中保持学习最初有效的特征，提高特征提取的效率，还能大大减少了学习成本。针对鳙鱼图像数据迁移问题，本文采用了迁移学习的思想，将训练模型分解为在线训练和离线训练两个步骤，不断学习输入来的鳙鱼特征，以保证在不同营养型的水域，仍然能达到很高的准确率。
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改进的NSGA2 算法在航空活塞发动机装配中的应用
针对复杂机械产品零部件选择装配中个体重复现象，本文提出一种新的解集评价指标：种群均匀度。基于种群均匀度和拥挤度相结合的子代精英保留策略，改进了多目标优化NSGA2(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-2)算法。以装配合格率和装配精度为质量评价指标，建立选择装配多目标优化模型。引进近邻搜索算子，克服NSGA2算法局部搜索能力的不足。以某型号航空活塞发动机装配为例，优化结果以Pareto边界集表示，结果表明算法改进之后非支配解集的多样性和收敛性均得到了提高。
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基于多源信息融合和ADCNN的离心鼓风机故障诊断
针对离心鼓风机故障识别过程中单一传感器信号故障信息有限，传统的卷积神经网络（CNN）在处理多源高维数据时特征提取能力不足的问题，提出一种基于多源信息融合和自适应深度卷积神经网络（ADCNN）的离心鼓风机故障诊断方法。首先，基于相关性方差贡献率法实现离心鼓风机多源同类信息的数据层融合，建立多源信息融合框架；然后，利用ADCNN自适应地提取各异类信息的特征并完成特征融合，建立融合多源信息的ADCNN故障诊断模型；最后，将此方法应用于离心鼓风机转子故障诊断上，并与传统的融合模式以及CNN、反向传播神经网络（BPNN）、支持向量机（SVM）方法进行对比，试验结果表明：提出的方法在诊断精度与鲁棒性上均优于其他方法。
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EMD结合DFA和小波变换的管道泄漏信号去噪方法
提出了基于去趋势波动分析（DFA, Detrended Fluctuation Analysis）和小波变换（WT, Wavelet Transform）改进的经验模态分解算法(EMD，Empirical Mode Decomposition)自适应去噪方法。含噪信号经EMD自适应分解成若干本征模态函数(IMF, Intrinsic Mode Function)分量，利用DFA计算各IMF的尺度指数，自适应选出具有长程相关性的低频有用分量，并用WT处理高频分量，最后利用选取的低频有用分量和小波处理后的高频分量重构获得去噪信号。理论分析和实验表明，EMD-DFA和小波去噪两种方法去噪后的输出信噪比分别为12.3458 dB和13.7369 dB，相比单一的降噪算法，改进算法EMD-DFA-WT的输出信噪比为14.4513dB，信噪比得到了明显提高，有效消除了天然气管道泄漏信号中的噪声，突出信号特征，达到了降噪的目的。
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结合图神经网络捕捉高阶信息的推荐算法
基于会话的推荐任务是基于匿名会话来预测用户的下一步操作。该领域现有的模型都是基于当前会话信息来完成用户行为预测，却都忽略会话与会话间存在的相关过渡信息。为此提出一种基于图神经网络捕捉高阶信息推荐算法。首先通过聚合本地邻居与高阶邻居传递信息学习项目的嵌入向量，其次利用注意力机制，针对当前会话进行匿名用户的长短期兴趣挖掘，最终生成预测评分。在真实数据集Yoochoose与Diginetica上的实验结果表明:与当前基于会话的推荐算法相比，所提算法具有更好的推荐性能。
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基于差分进化和XGBoost算法的储层岩性识别方法
利用测井资料进行地层岩性识别是石油勘探工程的关键环节，基于机器学习的岩性分类器因其优异性能成为目前研究热点。针对现有方法过分依赖相关人员调参经验的问题，结合XGBoost集成分类器的强鲁棒性和差分进化算法的快速搜索能力，提出了一种可自动调参的机器学习岩性识别方法，通过差分进化对XGBoost分类器参数种群迭代得到全局最优岩性识别模型。在大庆油田实际测井数据基础上，分别开展了基于BP神经网络、RandomForest、XGBoost等方法的岩性识别对比实验，结果表明所提方法在总体准确度、各子类识别精度以及识别稳定性均获得较好表现。
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连续迭代投影多任务优先级方法
相比传统非冗余机器人,冗余机器人具有更高灵活性。为了充分地利用机器人的冗余度,需要对任务进行插入和移除,使机器人能够在非结构化环境中完成复杂任务。但任务在状态切换过程中会造成机器人速度不连续。针对该问题,本文基于连续迭代投影原理,提出了连续迭代投影多任务优先级算法,能够保证关节速度的连续性以及任务的切入与移除,从而在冗余度的范围内尽可能地保证低优先级任务。同时,基于李雅普诺夫稳定性理论,当迭代次数趋于无穷大时,证明了所提出的连续迭代投影多任务优先级算法的稳定性。对六杆平面机械臂在障碍物存在下的轨迹跟踪任务进行了仿真,验证了该方法的连续性和稳定性。
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粒子群算法在体感模拟运动中的优化分析
针对飞行模拟器经典洗出算法参数设置保守、运动空间有限和模拟逼真度不足的问题。根据人体前庭系统感知原理,引入带通滤波分路对经典算法的结构重新设计,结合粒子群算法(PSO)对结构改进前后的洗出算法各通道滤波器自然截止频率进行优化。然后在Matlab/Simulink中建立联合仿真模型,结果表明：经PSO优化的两算法在感知相位误差、运动范围方面均有良性变化,而改进洗出算法提升效果更明显且具有更好的参数寻优性能,有效的提高了飞行模拟器的动感逼真度。
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曳引电梯磁流制动器的磁流变液摩擦学性能研究
针对现有磁流变液不适用于曳引电梯磁流变制动技术的问题,研究磁流变液的摩擦学性能非常关键,影响着电梯制动器的制动效果。通过以石墨、油脂作为添加剂,制备4种硅油基磁流变液,并利用四球摩擦试验机模拟磁流变液在电梯传动装置中的运行工况,记录摩擦系数的变化,用影像显微镜观察和测量磨斑大小。通过流变仪测量磁流变液在摩擦实验前后流变性能的变化,分析磁流变液在装置中的摩擦磨损对其性能的影响。结果表明添加剂在一定程度上能对磁流变液具有减摩作用,摩擦后的流变性能均有所增大,并发现添加0.5%石墨的磁流变液具有低零场粘度、高磁致剪切应力,具有较好的稳定性,是适用于曳引电梯磁流变制动器中的磁流变液。
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考虑扰动的交通子区迭代学习边界控制方法
针对城市边界控制问题，提出了一种考虑扰动的交通子区迭代学习边界控制方法。首先，在路网车辆平衡方程中引入扰动项建立离散的宏观交通流模型；其次，基于宏观交通流的重复性特征，设计了边界交叉口的迭代学习控制策略，并证明了在有界的扰动作用下系统的跟踪误差收敛到一个界内；最后，以实际路网为例进行对比仿真实验，结果表明考虑扰动的迭代学习边界控制方法能够有效抑制不同程度的干扰对路网性能的影响，提高路网的交通状况。
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基于ARMA车速预测的智能车交叉口强化学习决策研究
为解决无信号交叉口的智能车决策控制问题，以双向单车道交叉口下两车合流工况为对象，采用强化学习方法开展研究，建立车辆状态空间到动作空间的映射关系。针对目前研究中环境车辆车速设置过于简单的问题，以实际场景下采集的数据作为环境车辆的轨迹信息以构建场景模型。基于自回归滑动平均模型对环境车辆的车速进行预测。结合智能车以及所预测的环境车辆车速时序信息建立先行让行决策模型以计算本车参考车速，引入参考车速构建强化学习的奖励函数加速训练收敛速度。结果表明：所提出的强化学习模型具有较快的收敛速度，训练得到的智能体在与不同驾驶风格的环境车辆博弈时能够安全通过交叉口，为无信号交叉口智能车安全通行决策控制问题提供了参考依据。
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基于三维细观结构的PBX炸药的损伤机理
为了解细观结构差异和热力作用对PBX炸药损伤的影响。采用Voronoi方法建立三维细观模型，考虑颗粒的弹塑性和粘结剂的弹粘塑性以及界面内聚力本构关系，分析不同细观结构PBX在热力载荷下的损伤演化机理。结果表明升温不易造成界面的损伤，降温时收缩率较小的粘结剂对颗粒的收缩有阻碍，导致界面间法向拉应力增大，易造成界面损伤。提高粘结剂含量，有利于减小降温时界面的损伤程度。当粘结剂含量相近时，颗粒粒径越趋于一致，界面损伤程度越小。在低压作用下，损伤由法向应力导致转为由切向应力导致，损伤程度减小，但当压力过大时界面产生新的损伤。
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凹凸边界形状热弹性问题的自适应无网格法
为了解决具有凹凸边界形状的平面非定常拟静态热力耦合问题，采用无网格伽辽金算法(EFG)进行求解，使用移动最小二乘法构造形函数，使用拉格朗日乘子法处理本质边界条件（第一类边界条件），通过引入Voronoi邻接准则和后验误差式，对后续结果进行自适应优化；继而构建了一种新的适用于非定常拟静态热力耦合问题的无网格伽辽金（EFG）法自适应计算模型；为了验证计算模型的可行性，分别计算了在二维混合边界条件下光滑与凹凸边界形状平面的温度场以及位移场的分布，并与有限单元法的计算结果进行了对比，表征了有限单元法和无网格法计算结果的差异，验证了非定常拟静态热力耦合问题的无网格伽辽金（EFG）法计算模型的有效性和精确性。
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基于XGB-KF模型的农业温室温度预测
针对农业温室大棚温度测量受噪声影响大而不宜直接预测的问题，提出一种将XGBoost和Kalman Filter相结合的集成预测模型XGB-KF。该模型首先基于XGBoost对温室内部当前时刻的温度值进行初步估计，然后使用Kalman Filter对得到的估计结果进行动态修正，得到最终的预测结果。基于涿州地区农业温室大棚的传感器数据进行了数值实验，并以均方根误差（RMSE）作为主要指标对模型进行性能评估。与XGBoost、Bi-LSTM和Bi-LSTM-KF方法相比较，XGB-KF的RMSE分别降低5.22%、10.85%、7.45%。
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基于改进的希尔伯特黄变换的路面纹理与抗滑性能研究
通过分析路面三维纹理信息，研究路面纹理与抗滑性能的相关性。实验首先通过高程精度为0.01mm的三维线激光构造仪分别提取AC-13和AC-16车辙板试件的沥青面层三维纹理信息。运用基于集合经验模态分解(EEM)算法的最优降噪光滑模型对三维纹理信息进行滤波降噪，并对路面纹理信息进行三维重构。然后通过补充集合经验模态分解(CEEMD)算法对二维纹理信号进行分解得到固有模态函数IMFs，根据各IMFs与原信号的相关性，将相关性最高的IMF做希尔伯特变换得到瞬时频率和瞬时幅值。最后提出最大相关系数(Rcm)，将Rcm作为表征抗滑性能的指标。试验结果表明：Rcm与路面摩擦系数的相关性在0.8以上。将Rcm作为新的抗滑性能评价指标具有优异的可行性。
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含有大量感性负荷的海岛微电网黑启动优化策略
海岛易出现台风等极端天气，在极端自然条件下，容易造成海岛微电网运行故障，甚至导致海岛微电网全面崩溃。当海岛微电网全面崩溃时需要进行黑启动使整个系统恢复，但是由于海岛微电网负荷的特殊性，含有大量基于异步电动机的感性负荷在黑启动过程中会影响系统电压。为了提升海岛微电网黑启动的效率，本文提出一种基于虚拟有功负荷的海岛微电网黑启动优化策略。首先提出黑启动电源启动顺序优化模型，利用熵权法对不同DG的黑启动能力进行评价，并按照其评价值从高到低顺序分时步进行恢复DG；然后，提出每个时步负荷恢复优化模型，以负荷恢复量最大和负荷恢复重要程度最大作为目标并利用PSO算法求解出相应的负荷优化模型；接着，提出每个时步DG与负荷的路径恢复优化模型并利用最小生成树的Prim路径寻优算法进行求解。另外，本文还提出虚拟有功负荷构造方法，在黑启动过程中考虑将感性负荷与并联补偿电容一起等效为有功负荷，从而提高黑启动成功率。最后，采用简化的19节点微电网结构作为测试系统进行仿真验证，仿真结果表明，与没有考虑优化的黑启动策略相比，本文方法在黑启动过程中负荷恢复量提高了33.8%，同时考虑了恢复负荷的重要程度，并且，路径恢复总时间减少了55.1%，提高了海岛微电网黑启动的效率。此外，根据本文提出的虚拟有功负荷构造方法，仿真结果表明当并联电容提供的无功足够时，可以实现在黑启动过程中明显减小感性负荷对系统电压造成的影响。
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基于随机权重分配策略的面目表情识别研究
为了提高面部表情识别的精确度，提出了一种基于数据增强策略面部表情识别，将实验用到的训练数据集采用附加不同的权重分配策略进行增强数据，并随机生成每次训练时的权重，保证其训练数据的多样性并通过比较实验结果得出哪种权重的分布策略适用于面部表情识别数据集的增强，同时解决了面部表情识别因数据集缺乏多样性识别精度不高等问题，提升了人脸表情识别的准确性和鲁棒性，此外还利用VGG19特征提取网络，通过从数据中学习鲁棒性和区分性特征，来实现高精度的面部表情识别。实验结果表明，使用该方式增强后的数据进行训练的模型在Fer2013和扩展Cohn-Kanade(CK+)数据库上对7种表情的识别率相比其原始数据集均有提升。
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低复杂度的大规模 MIMO上行链路软输出信号检测
基于信道矩阵的维度高以及接收信号复杂这种情况，提出了一种适用于大规模 MIMO系统上行链路信号检测的混合迭代算法，即自适应阻尼雅克比（Damped Jacobi，DJ）算法和共轭梯度（Conjugate Gradient，CG）算法相结合。首先利用共轭梯度算法为自适应阻尼雅克比迭代算法提供有效的搜索方向，随后提出切比雪夫方法消除松弛参数对信号检测的影响，降低算法复杂度的同时，加快收敛速度，最后，通过利用信道编译码中的比特似然比近似求解软信息。仿真结果表明，混合迭代算法在少量迭代次数下快速收敛并近似达到最佳MMSE检测性能，且算法复杂度远低于MMSE算法。
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基于量子安全的电力信息系统安全增强方法研究
电力系统是国家发展的重要基石，电力信息系统的安全性必须得到保障。现有的电力信息系统的安全方法主要基于RSA等加密算法，面临互联网算力提升和量子计算机的威胁。本文根据电力系统对信息安全的迫切需求，以及量子保密通信技术在信息安全领域中的无条件安全性，探索量子保密通信技术在电力信息系统中的应用。具体地，通过对作为互联网信息技术基础的标准SSL协议过程及其安全要素的详细解析，本文设计了同互联网基础相容的一种量子安全增强方法——利用预置量子随机数(基于量子随机数发生设备、量子密钥分发网络)进行的随机数源强化，并在开源OPENSSL VPN平台上进行相应的实验验证。实验结果表明，本文提出的利用量子随机数源进行量子化改造的方案能够实现系统安全的根本性改善，同时不显著增加系统复杂度或系统开销，因此能够对电力信息系统安全实现增强。
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自然条件下输电线路导线覆冰增长特性
输电线路导线覆冰严重威胁着电网安全运行,导线覆冰过程复杂,影响因素众多,对其覆冰增长规律的准确掌握是建立并优化导线覆冰数值计算模型的基础。本文从自然覆冰试验出发,依托雪峰山自然覆冰试验基地对不同种类的导线进行了自然覆冰观测试验,研究了导线直径、导线表面处理情况、覆冰类型及导线扭转对导线覆冰增长过程的影响。通过导线表面水滴碰撞系数的计算分析了不同直径导线覆冰的差异性。研究结果表明：自然环境条件下,风速对导线雾凇覆冰冰形起决定性作用,覆冰主要在导线迎风面(横向迎风侧)累积,而背风侧和纵向覆冰较少。覆冰厚度随时间非线性增长,导线直径越小,覆冰厚度增长越快。导线扭转使得导线背风侧向迎风侧转变,覆冰厚度增长速率加快。雨凇覆冰时,除迎风侧翼型覆冰外,导线下方易冻结形成冰棱,使得冰形结构更为复杂。
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外加剂作用下细粒浓缩尾矿二次脱水机理研究
当尾矿在传统脱水工艺条件下仍达不到预期浓度,添加外加剂是实现二次快速脱水的有效手段。针对某铜尾矿较细、泌水能力差,经过深锥浓密机脱水后浓度仍不达标的问题,通过添加A型外加剂、B型外加剂进行二次脱水实验,并以不添加外加剂作为对照。实验结果表明：添加外加剂的料浆1h、2h泌水量明显大于不添加外加剂的料浆,随着泌水时间的增加,4h时添加与不添加外加剂的料浆泌水量基本持平。通过三种情况下脱水质量分数与脱水时间回归方程,获得了浓缩尾矿二次脱水数学模型,即二次脱水质量分数与脱水时间呈 指数函数关系。最后,分析了外加剂对尾矿快速脱水和结构强化机理,外加剂不仅可以快速提高尾矿脱水浓度,同时可增加尾矿稳定性,具有潜在工程应用价值。
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MEC-D2D通信系统中基于博弈论的安全路由选择算法
针对设备到设备（device-to-device, D2D）通信和移动边缘计算（mobile edge computing, MEC）结合通信系统中存在意图传播恶意软件的恶意节点，提出一种基于博弈论的安全路由选择算法。该算法假设D2D通信中的节点都配备有反恶意软件控件，在考虑检测成本和路由安全性的基础上，利用对恶意软件的联合检测能力，采用博弈论选择安全路由，实现数据传输的安全性。仿真结果表明，增加可用路由搜索跳数，可以提高安全路由对恶意软件的检测能力和路由的QoS，兼顾数据包传输的安全性和QoS。
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基于观测器的电动车辆锂离子电池传感器故障诊断方法
提出了一种基于观测器的电动车辆锂离子电池传感器的故障诊断方法。结合锂离子电池电热耦合动态模型,构建了两个扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)观测器,估计电池单体的状态量,对比状态量估计值与传感器测量值以生成残差,并使用累计和(Cumulative sum, CUSUM)测试方法进行残差评价,根据残差组合的不同响应情况实现锂离子电池电流传感器、电压传感器以及表面温度传感器故障的诊断与分离(Fault diagnosis and isolation, FDI)。在不同的传感器故障情况下对诊断方法进行测试并分析了有效性,结果表明,该方法能够及时准确地对锂离子电池单体三种传感器故障进行诊断与定位,性能表现优异且易于实施。
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资源受限条件下的DIDS任务调度优化方法
在节点性能有限的边缘计算环境下进行分布式入侵检测系统（DIDS）的任务分配，是一种典型的资源受限项目调度问题。针对该问题，提出了基于马尔科夫决策过程（MDP）的DIDS任务调度方案。首先对DIDS检测引擎性能和数据包产生的负载进行科学评估；然后构建模型的状态空间和动作空间，最后通过建立状态-行为价值函数确定保持DIDS低负载状态的最优策略。根据该策略，调度器可以为不同性能等级的检测引擎和不同负载等级的数据包之间进行调度匹配。此外，为了解决偶发性流量激增造成的丢包率上升的问题，提出低负载与丢包率这两个矛盾指标的平衡方法。实验结果表明所提出的方案可使DIDS在网络变化中动态调节调度策略，保持系统整体的低负载，而安全指标与其他算法相比没有明显降低。
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基于聚类非支配排序的电动物流车路径规划及充电策略
电动物流车由于电池容量有限、充电时间长以及配套设施不健全等问题制约着其在物流配送领域中的有效推广。为此,提出基于聚类非支配排序算法(AP-NSGA-II)来解决电动物流车的多目标路径优化问题,建立了一种充电策略,通过设计加权AP聚类划分配送簇,避免了初始种群的随机性和盲目性,同时,聚类簇内配送点的规模降低了非支配排序算法的运行时间和复杂度,并根据充电站的分布和距离关系,电动物流车执行部分充电策略。最后,通过仿真实验证明该算法的有效性,比较了电动物流车满充和部分充电条件的差异性。
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基于VPU加速的嵌入式实时人脸检测系统设计与实现
智能设备高昂的设计费用和庞大的计算资源需求成为在便携式、低功耗设备上实现深度学习算法及其应用的主要障碍。本文基于树莓派平台，借助Intel的视频处理器(VPU)低功耗加速模块，设计并实现了基于残差特征提取模块CNN模型的实时人脸检测系统。结果表明，相较于单纯使用树莓派CPU进行计算，本文方法在视频流中检测人脸和检测人脸关键点的实验中分别实现了18.62倍和17.46倍的加速，让在便携式设备中实现快速、实时、在线的人脸检测和特征点提取成为现实，同时为使用便携式、低功耗设备运行深度学习算法提供了一种确实可行的方案。
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煤矿钻机自动防卡钻电液控制系统研究
由于松软煤层地质条件复杂多变，钻机在钻孔施工时，经常发生卡钻事故，这极大降低了工作效率，并严重威胁到工人人身安全。为解决以上问题，分析了引起卡钻的各影响因素，采用钻机回转压力表示卡钻状态，并设置回转压力卡钻阈值。根据钻机工作原理与卡钻机理，建立基于负载流量独立分配系统（LUDV）的防卡钻液压回路；采用PID与信号选择器建立自动防卡钻控制器，并采用人群搜索算法(SOA)整定PID参数。采用AMESim进行系统仿真试验，结果表明：回转压力达到200bar时，钻机自动回退；达到220bar时，钻机回转压力维持稳定，保持较大的回转动力克服外负载阻力，避免发生卡钻事故，验证了自动防卡钻电液控制系统的有效性。
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融合模拟退火和SVM的住宅房间功能类型识别方法
近年来，BIM模型在建筑行业中发挥了核心作用，成为了智能建筑和智慧城市的活跃研究方向。房间是BIM模型中重要组成部分，房间数据的完善性对提高合规性检查、空间分析等BIM应用的自动化程度、效率、准确率具有十分重要的意义。针对于BIM模型中房间信息不足导致识别房间困难的问题，提出融合模拟退火和SVM的房间功能类型识别方法，并在住宅模型集上进行验证。首先，基于Revit平台二次开发技术，先获取房间形状特征参数，通过拓展空间句法变量如连接度、控制度、平均深度、集成度、智能度得到房间的空间拓扑特征，获取房间特征数据集；然后，使用模拟退火算法，优化SVM模型的主要参数。最后，在验证集上验证优化后的SVM模型的准确率。实验结果表明，与其他同类文献提出的算法比较，该算法准确率可达95.59%，优于同类算法，在4个UCI数据集上的实验验证了分类模型的稳定性和有效性。
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基于能量收集的无线传感网络动态路由算法
能量采集技术使得传感器节点可以从外界环境采集能量，从而极大地缓解了无线传感器网络的能耗问题。为充分利用采集能量，提高网络性能，提出了一种动态的能量收集无线传感器网络路由算法。该算法可根据网络平均剩余能量和采集能量动态调整每一轮的簇首数量，保证采集能量的有效利用，避免节点能量溢出和浪费。在簇首选择中，同时考虑节点剩余能量、采集能量和节点间距离，使得能量较好的簇首节点均匀分布在网络中。仿真结果表明：该算法可以均衡簇首节点分布，在网络平均能量利用效率和网络平均吞吐量等性能方面优于其他现有基于能量补充模型的路由算法。
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基于瓦斯治理-抽采-利用一体化的深部突出矿井安全绿色开发模式与示范工程
分析了我国深部突出矿井在瓦斯治理与循环利用中存在的主要问题,总结了瓦斯治理、瓦斯抽采、瓦斯利用及热害治理方面的发展现状。以首山一矿为例,提出了瓦斯治理-瓦斯抽采-瓦斯发电-集中制冷-热害治理的闭环系统构架,以实现深部突出矿井的安全、高效、绿色开发。研究了首山模式下大采高单一低透突出煤层“一面多巷”瓦斯综合治理技术,研发了分源网络化瓦斯立体抽采技术与动态调控技术,实现了瓦斯治理与抽采的高效协作；分析了瓦斯发电设备与制冷设备联合运行过程,实现了深井热害的有效治理。建立了首山一矿发电并网示范工程与矿井降温示范工程,实现了瓦斯资源综合治理与循环利用的统一,形成了深部突出矿井的安全、高效、绿色开发模式,可为国内类似矿井开发提供借鉴意义。
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接触器触头弹跳行为规律分析及算法优化
为了得到交流接触器触头弹跳行为规律，本文对接触器运动微分方程进行求解。利用ADAMS/View建立交流接触器样机模型，将用户自定义的改进型遗传算法与动力学分析软件ADAMS相结合，选择相应的机械参数作为设计变量，对触头系统进行优化设计。结果表明：通过遗传算法优化后的触头弹跳时间和最大位移分别降低了89%和93%。最后使用激光测距仪进行的实验结果与仿真误差在2%以下，验证了遗传算法和ADAMS软件相结合的优化设计方法在接触器参数优化问题中的优越性和可行性，研究结果为进一步全面优化接触器样机提供了新方法。
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基于节点活跃度的命名数据自组网包转发策略
为提升命名数据移动自组织网络服务质量,针对其拓扑动态时变特性,创新提出了一种基于节点活跃度的包转发策略。本策略周期性计算网络节点活跃度,利用高活跃度节点进行兴趣包和数据包的转发(和存储)。基于NS3/ndnSIM开源框架开发了仿真程序,将此策略与默认洪泛及典型的最短路径路由策略进行了性能对比测试。实验结果表明,在中高动态MANET场景中,基于节点活跃度的包转发策略能够依靠合理增加节点存储消耗量,保持较低的平均请求时延,取得更优的请求响应率、消耗更少的网络带宽。
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滹沱河地下水超采区人工回灌的水-岩相互作用模拟
人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水-岩相互作用，是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响，以石家庄市人工回灌场地为例，利用石津灌渠水作为回灌水源，通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS变化特征表现为先增大后缓慢降低，且地表水占比越大、含水介质粒径越细，则其变幅越大；混合带水中主要离子浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制，其中K+、Ca2+、SO42-浓度主要受溶解-沉淀作用控制，Na+、Cl-、HCO3-、NO3-浓度主要受混合作用控制，Mg2+浓度主要受阳离子交换作用控制；水-岩相互作用过程中溶解的矿物有石膏、钠长石、钾长石及盐岩，析出的矿物有方解石、钙蒙脱石及石英，且在地表水占比越大、含水介质粒径越细的层位，方解石的沉淀量越大，表明在粒径较细的回灌层位存在碳酸岩盐的化学堵塞风险。研究结果可为安全高效地开展地下水人工回灌工程提供科学依据。
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一种采用自切换电流电荷泵的时钟数据恢复电路
本文设计了一款应用于28Gb/s高速串口接收机的快速锁定、低抖动时钟数据恢复电路。通过理论推导,构建了环路参数与环路稳定性能的数学模型,并以该模型为指导,完成了电路设计和环路参数优化；为了解决时钟抖动性能和锁定时间难以兼顾的问题,在比例-积分通路分离的电路结构中,设计了一种能够自动切换电流的电荷泵,实现了环路带宽的自动调节,使得环路能够兼顾低抖动和快速锁定两种优势。通过MATLAB仿真,获得了稳定因子对于环路稳定性的影响,验证了所建立数学模型的正确性；通过Cadence Spectre仿真,获得了不同情况下环路的锁定时间以及时钟的抖动性能。当环路中使用自切换电流电荷泵时,锁定时间约为450ns,抖动峰峰值为2.3ps。相较于使用传统电荷泵的CDR,锁定时间缩短了55%,抖动降低了52%。
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煤体复电阻率测试实验研究
实验室煤体复电阻率测试旨在提供可靠的复电阻率数据,为进一步现场应用基础研究。影响煤体复电阻率测量精度的因素众多,其中电极板为最重要的因素之一,电极材料的选择、极板的厚度和大小都会对煤体复电阻率测量产生影响,因此电极板的变化对测量参数的准确性有重要意义。本文通过选用导电性较好的紫铜材料作为极板,对三种不同厚度的极板材料进行了复电阻率测量,分析极板厚度对激发极化效应的影响,测试了直径为1cm、2cm、3cm、4cm、5cm5种大小极板对煤体复电阻测量的影响,并使用Cole-Cole模型进行数据拟合。得出结论如下：(1)极板本身的极化效应和极板与煤样端面贴合程度是影响煤样复电阻测量误差的主要因素,三种极板材料中导电铜纸误差最小；(2)对同一个煤样而言极板面积变化仅对复电阻率幅值有较大影响,对煤样激发极化的影响可以忽略。本文研究考虑电极材料和接触面积的重要性,提高了实验室煤样的复电阻率测量精确性,为煤体复电阻率实验方法研究和复电阻率法的现场应用奠定了基础。
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超长距离煤巷CO背景浓度筛查及自燃预判研究
为实现超长距离易自燃双煤巷布置煤自燃隐蔽性火源的早期预判,提出在气体分析法的基础上,联合运用井下监测系统大数据的分析法,提高隐蔽性自燃火灾早期预判的可靠性。引入能够仅反映煤相对缓慢氧化的背景CO浓度的概念,为筛除井下柴油机动车尾气产生CO的波动干扰,先做出基本假设：在一个时间单元(如一天)内多台柴油机动车繁忙工作中总能找到同时间歇的瞬间(监测时间间隔),按一天中CO最小监测值确定背景CO浓度。以最短自然发火期的一部分为考查期,以背景CO浓度持续增长为判断方法准则,给出回归趋势法和积分法2种预判模型,将预判分三级,即重点巡查、加强巡查和查明出现原因等三级。结合红庆梁煤矿得到CO最低的平均递增率k1*= 0.607 ppm/d。基于上述可靠的预判方法,将超长距离巷道每天全面巡查,改为有针对性的重点巡查。
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Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术研究进展
Ti-6Al-4V钛合金具有密度低、高温下组织稳定、强度高的特点，被广泛应用于机翼翼梁、起落架支撑肋等航空工业关键零部件的制造。电弧熔丝增材技术研究始于20世纪80年代，该技术具有成型效率高、原材料利用率高、设备简单等优势。目前，学界对Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术开展了广泛研究并已取得一定成果。本文综述了电弧熔丝增材制造技术的发展历史及研究热点，并整合了国内外Ti-6Al-4V合金电弧熔丝增材技术的最新研究及应用情况，对电弧熔丝增材制造Ti-6Al-4V合金的组织性能特性及调控工艺进行了总结与展望。
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煤层气富集矿井采空区瞬变电磁波场变换成像技术
煤矿采空区及采动裂隙是煤层气富集、渗流及赋存的重要载体，精准探测采空区位置及采动裂隙成为煤层气开采的基础工作。基于波场变换理论，采用非线性阻尼最小二乘算法对波场变换积分方程进行反演计算，开展了全空间响应校正及波场数据处理，阐述了矿井瞬变电磁合成孔径工作方法，进行了采空区三维模型波场成像数值模拟，在晋城煤层气富集矿区开展了巷道掘进超前及工作面探测工程应用试验。研究结果表明：波场变换成像技术能够提取瞬变电磁信号中的电性界面信息，对采空区及采动裂隙的富水边界反映明显，钻探验证结果同波场成像及视电阻率综合分析成果吻合，该技术可降低体积效应对采空区及采动裂隙解释工作的不利影响。
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石墨烯/环氧树脂纳米复合材料温度传感器的热-电阻效应研究
随着对温度传感器性能要求的不断提高，研制一种新型高性能温度传感器具有重要的意义。以石墨烯（graphene）为填料，环氧树脂（EP）为基体，通过超声及行星搅拌共混法制备了不同含量的石墨烯/环氧树脂纳米复合材料薄片，并在其两端加上电极制成温度传感器试件。同时，在温度范围30℃-100℃内研究了不同石墨烯含量对该纳米复合材料热-电阻效应的影响，并分析了其影响机理。研究结果表明，温度传感器的电阻随着温度升高而呈近似线性减小，表现出负温度系数（NTC）效应，并且石墨烯含量越高，电阻减小的幅度越小。经过三次热循环处理之后，传感器的热-电阻关系变化趋于稳定。
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不同形态藻类的混凝效果及絮体特性
采用氯化铁和硫酸铝作为混凝剂，分别研究了不同形态结构的铜绿微囊藻、针杆藻和水华鱼腥藻的混凝效果及絮体特性。结果表明：在铁盐、铝盐混凝剂不同投加量下，铁盐对三种藻的混凝去除效果优于铝盐；三种藻在铁盐和铝盐各自达到最佳混凝效果时的混凝剂投加量：铁盐>铝盐。铜绿微囊藻的整体混凝效果最差，针杆藻的最好。相比于铝盐，三种藻在采用铁盐混凝时形成的藻絮体更密实且分形维数值也更大；针杆藻絮体的整体分形维数最大（最大值：1.72），铜绿微囊藻的最小（最大值：1.17），表明藻种形态对混凝絮体结构的影响。三种藻在采用铁盐混凝时的絮体粒径（d50）均大于铝盐絮体，絮体强度和恢复因子小于铝盐絮体的对应值。当采用铁盐混凝剂时，铜绿微囊藻絮体d50的最大值（632μm）小于针杆藻（765μm）和水华鱼腥藻（777μm）；针杆藻絮体的恢复因子最大（26.54%），水华鱼腥藻的恢复因子最小（11.04%）。三种藻絮体到达等电点的铁盐投加量大于铝盐投加量，藻絮体Zeta电位可用于分析藻类混凝时最佳去除率对应的投加量。铜绿微囊藻以电性中和混凝机制为主，吸附架桥和网捕卷扫机制则可能对水华鱼腥藻和针杆藻的絮凝作用更重要。
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非圆齿轮无级调速特性分析与设计
针对非圆齿轮的时变速比特性，采用多段函数构造法实现了非圆齿轮副的预设速比函数的再现设计；提出了一种新型的非圆齿轮无级调速机构，推导了非圆齿轮无级调速机构的基本参数与输出速比的影响规律。根据机械原理、齿轮啮合理论与现代设计方法，采用SolidWorks和Adams等软件，建立了非圆齿轮无级调速机构的仿真模型，对非圆齿轮无级调速机构进行仿真，获得了该无级调速机构的调速特性规律，验证了非圆齿轮无级调速机构的正确性，并通过实验验证了非圆齿轮设计的可行性。
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磨料射流定向切顶系统的设计与研制
N00工法是一种节约资源并能降低开采成本的长壁采煤工法,快速无伤定向切割顶板岩石使采空区顶板垮落是该工法的关键。基于水射流理论与技术,提出了利用磨料射流定向切割顶板的新思路,研究了磨料射流定向切顶系统的结构组成及工作原理,设计了水射流喷嘴、切割喷头、定向器、输送机、磨料供给系统等关键部件的结构与尺寸,实验优化了磨料射流定向切顶的最优工作参数,并于陕西某矿S1201-II工作面进行了顶板切割试验。结果表明,在射流压力25MPa,喷嘴直径1.5mm,磨料类型黄沙/石英砂,磨料浓度3.5%,切割速度4.4mm/s条件下,系统可在1个循环时间(50min)、1个步距(840mm)范围内对7000-8000mm长度的4孔同步定向切缝,实现对留巷顶板的快速高效定向切割。
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基于年均小时交通量的卡车荷载预测模型及其对桥梁疲劳损伤影响
车辆实测数据表明，车辆荷载存在明显递增趋势。本文利用我国安徽省某桥梁长期健康监测数据，定义年平均小时交通量（AAHT）来考虑交通量的周期性和季节性变化，并据此建立季节性差分自回归移动平均模型(SARIMA)模型对未来交通荷载进行预测。同时，基于实测卡车数据的关键参数统计结果，建立多种类型的卡车荷载模型，逐一加载到某T梁桥有限元模型上，研究卡车荷载的非平稳增长对结构疲劳损伤的影响。结果表明，基于AAHT的季节性差分自回归移动平均模型能够准确预测车辆荷载，且车辆的非平稳增长对桥梁疲劳损伤影响显著，考虑车辆荷载非平稳增长时桥梁的疲劳损伤度约为不考虑车辆非平稳增长时的1.7倍。
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基于仿生学的新型脱水管设计及其强化脱水规律研究
脱水管类型是影响非胶结充填体脱水技术的关键因素之一。基于仿生学设计新型脱水管,以某铁矿尾砂为例,通过脱水试验对比分析新型脱水管的脱水效率和脱水效果,研究强化脱水规律。试验结果表明：脱水管根系状设计可以增加脱水管过水面积和减小渗流距离。新型脱水管相比普通脱水管,脱水时间减少了20%,累计脱水量增加了10.3%,提高了脱水效率；引入尾砂流失量作为评价脱水管脱水效果的依据,新型脱水管相比普通脱水管尾砂流失量减少了45%,脱水效果十分显著；新型脱水管强化非胶结充填体脱水的过程可划分为2个区域,即急流区和平稳区。观察到非胶结充填体与试验装置内表面形成了大量分布均匀的孔隙导水带,这也是新型脱水管能提高脱水效率的原因之一。
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重构全钒液流电池碳毡力学仿真及孔尺度模拟
肖柳胜, 罗马吉, 朱礼军, 段康俊, Roswitha Zeis, 隋邦傑
为探究全钒液流电池(VRFB)碳毡微观尺度下承受压力的位移变形并量化其对传输特性的影响,应用X射线断层扫描(XCT)微观重构技术、有限元方法(FEM)和孔尺度模拟技术(PSM),考虑碳纤维间受压缩的接触摩擦及挤压弯曲,重构了碳纤维微观结构,研究了碳纤维不同压缩比3D(X、Y和Z方向)位移分布,并量化位移变形对微结构传输特性的影响。结果表明：随着压缩比增大到30%,Z方向位移变化最为明显,位移变化为-59~+5μm,X、Y方向位移变化为-25~+16μm,钒离子XY方向扩散系数减小15.4%,Z方向扩散系数减小24.2%,XY方向电导率升高102.1%,Z方向电导率增大46.2%,且随着压缩比大于20%,扩散系数和Z方向电导率变化速度增大。
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山地城市滑坡灾害空间分布特征及影响因素分析
针对山地城市滑坡灾害影响区域的不确定性，选择重庆市中心城区典型滑坡作为研究对象，利用最邻近指数、空间热点探测与核密度估计方法分析了历史滑坡灾害点的空间分布特征；并选择高程、坡度、坡向、地貌类型、土壤类型、土壤侵蚀、降雨、水系、地表覆盖、归一化植被指数（NDVI）、人口密度和道路等12个影响因素建立滑坡因子数据库，利用神经网络模型分析滑坡灾害空间分布特征的驱动因素，并定量计算各影响因子的贡献权重。利用受试者工作特征曲线（ROC）对模型进行准确性评估。最邻近指数结果表明研究区历史滑坡灾害点呈聚集型分布特征，空间热点探测与核密度估计均显示渝中区、沙坪坝区和巴南区北部是滑坡聚集程度最大的地区；在所有的影响因子中，人口密度、地貌类型和降雨对研究区滑坡灾害的空间分布影响最大，而坡向和道路影响最低。ROC曲线下面积AUC值达到0.917，表明该神经网络模型能准确反映出该地区滑坡影响因子的影响程度。
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倒置式油浸电流互感器内部温度场分布及内部压力影响特性研究
电流互感器在电力系统中将一次系统中的大电流转换为供二次测量计量保护用的小电流,对电力系统的稳定运行及故障电流测量具有不可或缺的作用。在线运行过程中,由于局部放电、发热故障等原因造成了互感器内部油中气体异常增长,导致内部压力急剧增大,易造成绝缘损坏进而发生爆炸事故。为研究互感器内部温度场分布及压力变化影响因素,及时发现内部压力剧增故障,本文通过ANSYS Fluent软件仿真建立了220kV倒置式油浸电流互感器模型,利用有限元分析和多物理场耦合分析等方法得到了倒置式油浸电流互感器内部温度场分布规律,并通过建立倒置式油浸电流互感器实验平台,试验验证了仿真的有效性,同时设计了基于MD-TPR互感器的压力在线监测系统,得到了互感器内部压力影响特性。
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近场动力学与有限元混合模型研究
兼顾近场动力学（peridynamics, PD）模拟不连续问题的优势和有限单元法(finite element method, FEM)较高的计算效率，本文采用近场动力学与有限元混合建模方法，建立了新的混合模型。该模型在裂纹出现区域，采用近场动力学建模，其他区域采用八结点等参元建模。通过杆单元连接PD物质点与等参单元结点，将PD物质点对间相互作用视为杆单元，最后对单元刚度集成，实现了在有限元框架体系中两种方法的混合建模。该混合模型无需引入人工阻尼，提高了计算效率。此外，相较于四结点混合模型，采用高阶(八结点)等参元与近场动力学方法建立的混合模型具有更高的计算精度。通过数值算例验证了该方法的有效性，为断裂破坏问题的解决提供了一种新思路。
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考虑动态环境下的光伏系统柔性功率点自适应跟踪控制算法
随着并网光伏发电的日益增长，其随机性给电力系统运行带来了新的挑战（如过负荷和过电压）。柔性功率点跟踪（FPPT）可以将光伏输出功率限制在特定值，以解决一些运行难题。传统的基于扰动观测法的FPPT算法存在动力学慢的问题，因此，本文提出了一种自适应FPPT算法，该算法在变化的环境条件下（如云层通过）具有快速的动态特性，同时在稳态下保持低功率振荡。所提算法在每个扰动下使用额外的测量采样来观察运行条件的变化（如太阳辐照度），然后，根据观测条件（如暂态或稳态）自适应地计算电压阶跃，以提高跟踪性能。最后，通过在3kVA的单相光伏并网系统上进行仿真实验验证了该算法在不同运行条件下的快速动态性和高精度方面的有效性。
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单形进化算法优化的SVM滚动轴承故障诊断
由于支持向量机的参数优化算法存在控制参数多、易陷入局部最优解的问题，并为了实现滚动轴承故障信号的诊断，提出一种基于单形进化算法的支持向量机滚动轴承故障诊断方法。首先，单形进化算法利用全随机的方式建立粒子的单形邻域搜索算子以减少算法控制参数，建立粒子多角色态搜索策略以避免算法陷入局部最优解；然后，将单形进化算法应用到支持向量机的参数寻优，并用滚动轴承信号完成故障诊断；试验中，采用滚动轴承信号的集总经验模态分解的能量特征作为输入，进行算法的性能分析与测试。结果表明该算法可以有效地缓解粒子陷入局部最优解且减少了控制参数，并能完成滚动轴承故障信号的诊断与识别。
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多源数据融合的城市三维实景建模
随着数字城市以及智慧城市的提出，城市模拟从二维发展到三维，对城市三维实景建模的要求越来越高。由于城市地物密度高、变化快，传统的手工三维建模方法效率低，无法适应快速发展变化的城市环境，因此，往往采用无人机倾斜摄影技术进行快速三维建模，但无人机倾斜摄影方法无法解决城市地物遮挡、树冠遮挡、屋檐遮挡、玻璃透光等问题，造成三维模型局部纹理扭曲、地物拉花、地物空洞等缺陷，在模型精度、质量、应用方面存在诸多问题。为了解决上述问题，该文以中国科学院大学为研究区，运用无人机倾斜摄影技术与地面激光雷达技术进行融合建模。在实验过程中，外业采用“规则航线自动拍摄为主，兴趣区手动拍摄为辅”的无人机影像获取策略；内业则利用“手动粗配准，ICP算法精配准”的方法将地面雷达点云统一到无人机影像坐标系统中。实验结果表明，多源数据融合的方法既能够保证三维建模的效率，又能够修正无人机单独建模模型的地物扭曲、空洞等问题，提高模型的精度，优化城市三维模型。
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太阳能蓄热水箱联合运行模式研究
为充分利用太阳能资源、提高太阳能系统综合效率,本文以乌鲁木齐地区用于地板供暖的太阳能热水系统为工程背景,对3个具有不同顶部结构或隔板结构的蓄热水箱内流动与传热过程进行了数值分析,并对各水箱的交替运行模式进行了探讨。结果表明：不同时刻采用多水箱交替运行的模式是可行的。实际工程中,在满足热用户需求的前提下,应优先采用小流量的运行模式。根据水箱的热分层特性,11:30优先运行3#水箱,其次为2#、1#水箱；15:00和18:00优先运行3#水箱,1#和2#水箱互为备用。3#水箱更适用于对水温要求较高但用水量不大的用户,其次为1#水箱,当用户端回水量较大且用户需要较高温度的热水时优先启用2#水箱。
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一种基于注意力机制的绝缘子状态反馈认知方法研究
针对已有绝缘子状态识别模型，以及细节识别深层网络开环认知模式和损失函数泛化能力不足的缺陷，模仿人工巡检模式，即实时评估认知结果可信度自寻优调节多尺度图像知识空间决策，本文给提出了一种基于注意力机制的绝缘子状态反馈认知方法。首先，针对预处理后的绝缘子图像，设计构建自适应尺度堆叠的卷积神经网络架构，使得网络输入由整体图像缩放至细节局部区域，每个尺度的网络共享相同的架构具有不同的参数，确保不同分辨率输入的可区分能力并为下一尺度生成一个细节注意区域。其次，随机配置网络面向多个尺度特征，建立构建具有强泛化能力的绝缘子状态分类准则。再次，构建类间分类和类内尺度间排序损失函数优化注意力网络，较前次预测生成更高置信度得分排名。最后，借鉴闭环控制思想，定义构建广义误差熵性能指标实时评测绝缘子不确定状态认知结果可信度，动态调节网络尺度等级，实现不确定认知结果约束下的特征空间自优化调节和分类准则重构，反馈再认知绝缘子状态。实验结果表明了本文方法与其它网络架构相比，增强了模型的泛化能力，提升了模型的认知精度。
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基于BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型
利用有限元方法模拟不同导线型号、导线初始应力、档距、高差等结构参数的输电线路在随机风作用下的动力响应，得到悬垂绝缘子串的风偏角。进而基于有限元模拟结果和BP神经网络构建风偏角的预测模型，将导线型号、档距、高差、导线初始应力、基本风速、保证系数作为模型的输入，悬垂绝缘子串的风偏角作为输出，通过机器学习，并采用评价指标评估其准确性，对模型进行优化。该模型可以方便快捷地预测悬垂绝缘子串的风偏角，为线路塔头绝缘设计提供依据。
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纳米银粒子耦合BiVO4和海泡石的制备及性能研究
通过水热法制备了BiVO4和BiVO4/海泡石光催化剂，利用AgNO3作为前体试剂，在光照的条件下，制备了不同银负载量的Ag/BiVO4/海泡石复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、XPS和DRS等测试手段对光催化剂的性质等进行了表征。以罗丹明B为模型污染物，考察了不同银负载量对Ag/BiVO4/海泡石复合光催化剂性能的影响。结果表明，当银的负载量达到60%时，复合光催化剂对罗丹明B的脱色效果最好，可在10 min之内完全将罗丹明B脱色。同时0.6Ag/BiVO4/海泡石样品具有一定的循环稳定性,可多次使用。
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油滴与深油膜正碰撞的动力学分析*
为揭示航空发动机轴承腔中润滑油滴与壁面油膜的碰撞特性,采用VOF方法建立了油滴与深油膜正碰撞的三维数值分析模型。通过数值计算,分析了油滴与深油膜正碰撞后溅射油膜与空腔的形貌演化与流动铺展过程,以及二次油滴的初始特性；探讨了油滴直径和碰撞速度对碰撞结果的影响。结果表明：碰撞形成的溅射油膜以油滴接触点为中心向外铺展,最终发展为冠状油膜,其间伴随有大量尺寸各异的二次油滴产生；油膜内部形成的空腔近似空间半球形状,二次油滴的直径呈对数正态分布；随着油滴直径和碰撞速度的增大,油冠高度、空腔深度和直径均增大；二次油滴直径分布区间随着油滴直径的增大和碰撞速度的减小而更加分散。与相关试验结果进行对比,验证了提出的数值分析模型的正确性与可靠性。
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化学淋洗对土壤团聚体稳定性及其重金属赋存形态的影响
为探究重金属在土壤非均质体系中的淋洗特性,分别考察了3种化学淋洗剂乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和三氯化铁(FeCl3)等对粒径为0.25-2 mm、0.05-0.25 mm和<0.05 mm的土壤团聚体淋洗过程中团聚体结构、重金属Pb和Cd浓度及其赋存形态影响。结果表明,不同粒径团聚体中重金属的淋洗效率存在显著差异(P<0.05),小粒径(<0.05 mm)的团聚体上Pb和Cd具有更高的淋洗效率。淋洗后较小粒径团聚体上残渣态Cd所占比例升高,但有效态的Pb所占比例增加。淋洗后团聚体的平均直径(WMWD)分别减小了77.25%、80.98%和49.15%,团聚体解体可能增加土壤对Pb和Cd的专性吸附能力。淋洗剂FeCl3相较于EDTA和柠檬酸,对水稳性团聚体具有较低的结构破坏作用,同时具有较好的重金属淋洗效果,有利于土壤后续的安全再利用。
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超磁致伸缩作动器的磁路优化设计与有限元分析
超磁致伸缩作动器（Giant Magnetostrictive Actuator，简称GMA）是一种新型的振动控制驱动器件，但由于其内部磁路复杂，磁感应强度的大小和均匀性严重影响了作动器的工作性能。为解决上述问题，基于静态条件下线性磁致伸缩理论和电磁学原理，采用有限元软件ANSYS对GMA建立有限元模型，研究了激励线圈、导磁体和导磁内壁所用材料的参数对磁感应强度的影响。同时，以超磁致伸缩棒轴向中心线处磁感应强度的大小和均匀度作为评价标准，对开闭磁路、激励线圈的轴向长度、材料的磁导率、空气间隙和导磁体的半径等参数进行优化设计。研究结果表明，采用闭合磁路时，磁感应强度的大小和均匀度均得到了很大的提高；通过磁路优化后，磁感应强的的大小增大了0.1T，均匀度提升了10.27%。
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含区间铰间隙柔性机械臂控制精度分析
为了分析大变形、间隙碰撞和不确定性对机械臂动力学特性和控制精度的影响,提出了含区间铰间隙的柔性机械臂动力学建模方法和该动力学模型的求解方法。模型中采用绝对节点坐标法对柔性部件进行动力学建模,采用混合碰撞力模型和Ambrósio摩擦力模型建立关节铰间隙,并且采用区间变量描述间隙尺寸和部件杨氏模量。通过数值仿真分析表明：部件柔性和间隙会显著的影响机械臂动力学特性和控制精度,而且随着部件弹性模量减小、间隙尺寸增大,影响将更加显著；考虑不确定性时,机械臂的控制精度将降低,而且参数不确定性会显著影响该机械臂的动力学特性。
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一种新的结合卷积神经网络的隧道内停车检测方法
为了更准确地检测高速公路隧道内停车行为，将传统的图像处理技术与深度学习相结合。首先，通过基于混合高斯模型（Gaussian Mixture Model，GMM）的背景差分法提取出运动目标。接着通过meanshift算法跟踪这些运动目标，计算运动目标的速度以及在相邻视频帧中运动目标的相关性，通过与速度阈值和相似度阈值的比较得到静止目标。最后，结合卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）分类模型识别静止目标是否为车辆。文中方法在高速公路隧道视频上进行测试，达到至少84%的准确率。另外，通过与没有结合卷积神经网络的传统图像处理方法比较，文中方法至少提高了63%的准确率。
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碱改柚子皮生物炭对水体中Mn(Ⅱ)的动态吸附研究
为了探究碱改柚子皮生物炭在实际应用中去除水体中Mn(Ⅱ)的可行性，考察了其在固定床中对Mn(Ⅱ)的动态吸附。以流量、床高、Mn(Ⅱ)初始浓度为变量，研究了这三类运行条件对碱改柚子皮生物炭在固定床中吸附Mn(Ⅱ)的影响，并对实验结果进行了模型拟合，结果表明：碱改柚子皮生物炭对Mn(Ⅱ)的吸附有一定的缓冲作用；降低流量和Mn(Ⅱ)初始浓度，增加床高均能使固定床的运行时间延长；在流量为1mL/min，Mn(Ⅱ)初始浓度为150mg/L，床高为2cm时，观察到了碱改柚子皮生物炭对Mn(Ⅱ)的最大比吸附量为25.59mg/g；Thomas模型表明内部扩散和外部扩散不是吸附过程中的限制性步骤；在Adams–Bohart模型的拟合中发现固定床系统吸附初期的动力学受外部传质控制，且其线性表达式（BDST模型）较为准确的预测了各初始条件下Mn(Ⅱ)穿透70%的运行时间；modified dose-response模型准确的描述了Mn(Ⅱ)穿透曲线的形状。研究显示，碱改柚子皮生物炭有在固定床实际应用中去除水体中Mn(Ⅱ)的潜力。
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24GHz高增益超材料覆层型微带天线的拓扑优化设计
提出了一种基于遗传算法的高增益超材料覆层型微带天线拓扑优化设计方法，设计中对超材料基元和辐射基元采用整体考量的方法，选取微带天线的最大增益值为目标函数，选取超材料覆铜区域离散化后方格子铜贴片的二进制0-1编码为优化变量，建立了24GHz超材料覆层型微带天线的拓扑优化模型。并采用贴片方格子的冗余设计方法来消除拓扑优化中的单点连接，进而通过合适的遗传算法求解策略对10×10方格子规模的优化设计问题进行求解，获得了一种不含单点连接的新型超材料覆层型微带天线。结果表明，与普通微带天线相比，创新构型的超材料覆层型微带天线具有更佳的工作频率匹配性能，微带天线的增益性能和方向性得到明显提升，其最大增益性能从7.51dB提升到11.54dB，提升了53.66%。最后对比研究了12×12和14×14等两种不同方格子规模的超材料微带天线拓扑优化设计问题，结果显示本文得到的创新构型优化设计结果是趋于收敛的,考虑到制备性价比，10×10方格子规模下的创新构型是制备最佳选择。
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基于区块链的电力营销数据存储机制
随着电力的发展电力营销数据持续增长,传统的集中式数据存储模式已经不能满足电力业务数据存储的安全性和高效性需求。针对上述问题,本文提出了一种基于区块链的多级加密电力营销数据存储架构,该存储架构以区块链为底层技术支撑结合分布式存储提供稳定性高、安全可靠的电力数据存储性能。同时在区块链的基础上提出多级加密机制,该机制支持电力数据上链、电力数据传输等流程的逐级加密及验证,使得电力数据存储的安全性得到进一步的保证。文中通过创建分布式存储设施对本文中提出的存储机制与集中式存储机制进行对比实验,分析实验结果发现本研究提出的存储机制在电力数据存储方面具有更低的延迟、更低的响应时间和更高的吞吐量的优点,表明了该存储机制合理可行具有良好的应用前景。
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正弦表面结构的薄膜失稳形貌有限元分析和实验验证
利用ABAQUS有限元软件，对具有正弦表面结构的膜-基系统表面失稳过程进行了系统的有限元分析，讨论了正弦结构幅值/波长比、薄膜-基底模量比、薄膜厚度以及预拉伸变形等因素对薄膜表面失稳形貌的影响。结果表明：薄膜-基底模量比和薄膜厚度对薄膜的表面失稳波长造成较大影响；正弦结构幅值/波长比对正弦结构波峰与波谷处的失稳波长差值有显著影响。通过上述变量之间的相互组合，有望实现对膜-基系统表面失稳形貌的控制。实验的对比，验证了数值模拟方法的可靠性。研究工作对于探究复杂表面结构的薄膜失稳形貌具有参考价值。
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基于响应面法的复合材料舱壁结构优化设计
为减轻船舶结构重量,提高船舶的承载能力,造船企业逐渐考虑采用复合材料结构替代常规的钢制舱壁结构。为保证舱壁结构设计参数的合理性,本文提出了一种将响应面模型与遗传算法相结合的优化设计方法。采用Box-Behnken设计方法,在设计空间中抽取样本点并进行模拟,建立舱壁最大变形、最大Mises应力及质量的响应面模型。利用遗传算法对响应面模型进行优化,得到Pareto 最优解。仿真实验表明：与原先的钢制舱壁方案,优化后的质量减轻了约23%,最大变形基本与钢制舱壁方案一致。研究结果表明本文提出的方案适用于工程结构多参数优化设计。
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纳米α-Fe2O3可见光催化剂的制备及掺杂改性研究进展
纳米α相三氧化二铁（α-Fe2O3）具有化学性质稳定、环境友好、制备成本低和窄禁带宽度的特性，是一种理想的可见光催化剂。文章介绍了α-Fe2O3不同制备方法的研究进展，尤其总结了一些特殊结构的制备工艺。着重分析了掺杂剂种类对α-Fe2O3的光催化降解有机污染物活性的影响和影响机制，并总结了α-Fe2O3光催化剂掺杂改性研究的发展趋势。
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扭转弹簧约束下简支碳纳米管的振动特性
针对两端扭转弹簧约束下简支单层碳纳米管（SWCNT），将非局部弹性理论引入经典欧拉-伯努利梁模型，应用哈密顿原理建立了其振动控制方程以及边界条件，并依靠微分变换法（DTM法）对此高阶偏微分方程进行求解。数值计算研究了扭转弹簧弹性系数、碳纳米管小尺度效应和粘弹性性质对该系统前四阶无量纲固有频率的影响。结论表明小尺度参数、管道粘弹性阻尼参数的增加将会降低系统的各阶固有频率，而且上述两类变化情况均是高阶模态的变化显著于低阶模态；而扭转约束弹性刚度的增加则会提升纳米管的固有频率，并且这一提升效果低阶模态显著于高阶模态。
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作大范围运动功能梯度材料梁的动力学特性研究
采用假设模态法和有限元法两种离散方法描述柔性梁的变形场，对作大范围运动的中心刚体-功能梯度材料梁的动力学特征进行研究。假设功能梯度材料的物理参数为沿着梁厚度方向变化的幂函数，考虑梁的纵向拉伸变形和横向弯曲变形，同时计及横向弯曲变形引起的纵向缩短，即非线性耦合项。运用第二类Lagrange方程推导得到两种不同离散方法描述的具有统一形式的系统刚柔耦合动力学方程。通过与假设模态法的数值仿真结果对比，验证本文建立有限元模型的正确性。通过大变形算例，说明基于小变形假设的假设模态法计算上的局限性。在此基础上讨论功能梯度指数对作大范围转动柔性梁动力学特性的影响。结果表明基于小变形假设的假设模态法并不能处理大变形问题；在功能梯度材料梁其他物理参数不变的条件下，梁的最大位移随着功能梯度指数增大而增大；横向弯曲固有频率会随着转速的增加而变大；当转速一定时，固有频率会随着功能梯度指数增大而减小。
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基于深度学习的交通拥堵检测
针对交通拥堵检测，提出一种利用深度学习中卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）对交通拥堵图像进行检测的方法。首先，使用基于TensorFlow框架设计了含有三层卷积层的神经网络分类模型。其次，利用道路拥堵与非拥堵图片对分类模型进行训练，并进行评估。最后，利用训练完成的模型进行道路拥堵检测，与多种深度学习分类模型分类方法进行对比实验，表明该卷积神经网络模型能够更有效地进行拥堵检测，检测准确率达到了98.1%。
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空气污染与呼吸系统疾病发病率的关系分析——基于重庆市医院微观数据的实证研究
基于2013年1月至2018年12月重庆市某医院45380个呼吸系统疾病确诊病例的微观数据，使用该医院多种呼吸系统疾病确诊量作为呼吸系统疾病发病率的代理变量，与中华人民共和国生态环境部公布的城市空气质量月度报告中的重庆市各类空气污染物的月均浓度指标进行匹配，使用计数数据泊松回归模型定量分析了城市空气质量与各类呼吸系统疾病发病率之间的统计关系。研究发现：空气污染是呼吸系统疾病发病的重要诱因，PM2.5月均浓度增加1μg/m3，支气管哮喘、慢性支气管炎、上呼吸系统感染、社区获得性肺炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病平均确诊病例数量将提高约0.52%至1.1%。
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集成旋翼控制的直升机高带宽飞行控制设计
为发展一种集成旋翼控制的直升机高带宽飞行控制设计方法，基于显模型跟踪控制技术，在反馈控制模块引入旋翼运动信息并采用旋翼/机体控制增益的最优化设计提升直升机动稳定性，采用旋翼前馈增强控制提升直升机操纵频率，提出基于有效跟踪的显模型参数设计方法提升直升机小幅高频和中等幅度姿态控制的操纵品质。最后，基于高阶飞行动力学模型分析直升机操纵品质，结果表明：将旋翼控制用于直升机飞行控制设计能够在保持系统稳定性的同时提升操纵频率，直升机纵、横向操纵响应带宽分别提升18%和10%，纵、横向姿态快捷性分别提升25%和20%。
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空港新城夏季臭氧及其前体物污染特征分析
文章针对陕西省西咸新区空港新城夏季臭氧浓度较高的问题，开展了臭氧及其前体物（氮氧化物、挥发性有机物）监测工作，分别监测三种污染物的小时浓度值，监测时间为2018年7月27日00:00时至8月26日23:00时，共30天。根据监测结果，西咸新区空港新城在盛夏期间（7-8月）臭氧浓度总体偏高，观测期间平均浓度为103.8μg·m-3，最大浓度达306μg·m-3，研究期间有16天分别出现了臭氧小时浓度值超标现象；空港新城臭氧浓度日变化呈单峰趋势，最大值出现在下午17:00左右，最小值出现在上午6:00左右；臭氧与其前体物均呈现负相关关系，其相关系数分别为-0.6487、-0.0911，当VOCs/NOx小于6.43时，VOCs对臭氧的生成起主导作用，而当VOCs/NOx大于6.43时，则NOx对臭氧的生成起决定性影响。
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一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为
采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600℃-900℃的反相位热机械疲劳行为,旨在探讨单晶合金的热疲劳变形及断裂机制,丰富单晶合金热机械疲劳理论。实验结果表明：当应变幅由0.6%增大至0.9%时,热机械疲劳寿命下降,塑性应变量和应力范围增大。合金的循环应力响应曲线在低温半周表现为循环硬化行为,而在高温半周则表现为循环软化行为。合金主要的变形特征是局部区域滑移带的运动。热机械疲劳裂纹起始于试样表面应力集中处,并沿着滑移带在{111}面向合金内部扩展,拉应力对合金的断裂起到了主导作用。
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紊流脉动对生物反应器运行影响的数值模拟
为研究紊流脉动对生物反应器运行的影响,针对振动格栅实验装置,使用Fluent软件建立了两相流仿真模型,以特定工况下的气含率和氧转移系数对模型进行验证,得到了十种工况下模拟出的不同强度的紊流脉动与气含率、氧转移系数、雷诺应力的关系。结果表明,增大紊流脉动可有效提高反应器内的气含率和氧转移系数,从而促进气液两相进行高效传质。对于本研究所用的生物反应器,紊流强度q<2.7cm/s时,生物膜厚度和生物膜密度随之增大；此后雷诺应力增大,生物膜逐渐变薄变密。通过对比出水效果,获得了最优工况的紊流强度q=3.4~4.8cm/s,此时雷诺应力4.8~18.6Pa/m2,传质效果好、生物膜脱落速度适宜,能有效控制污染物。该研究可为生物反应器的设计、运行优化提供参考,具有重要的意义。
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三峡水库不同运行工况下中段干流碳源气体释放通量研究
来自陆地大量有机碳源的输入，以及三峡库区调度运行和筑坝蓄水导致CO2、CH4等碳源气体的排放成为近来关注的热点。本研究以三峡库区干流中段为研究对象，于2017年8月—2018年11月对忠县（ZX），万州(WZ)，涪陵(FL)进行每月采样分析，探求水-气界面CO2、CH4通量在水库不同运行工况下的变化特征。研究发现，在观测期间内，ZX采样点CO2浓度在0.0086-0.1153mmol/L波动，WZ采样点CO2浓度在0.0035-0.1168mmol/L波动，FL采样点0.0063-0.0986mmol/L，整体上三个采样点的CO2浓度变化趋于一致，都在库区泄水期运行4-5月CO2浓度达到峰值，在低水位运行期的6-9月降到最低值。CH4通量在水库低水位运行期表现为“汇”，FL点位在泄水期达到“源”的最大值；三个采样点在CO2通量在泄水期均表现为“源”的特征，低水位运行期为CO2通量表现为“源”与“汇”的转换。通过与国外已有水库监测数据比较分析，CO2扩散通量在全球水库序列中处于中等水平，CH4扩散通量在全球水库序列中处于中等偏下水平。
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氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究
为了提高对废水中Cr(Ⅵ)的去除效率，获得高效且成本低廉的吸附剂，以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭，并采用氯化锌对其进行改性。实验表明，在固液比为2 g/L、pH为2、Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6h时，最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%，比未改性的生物炭高73.7%。此外，考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型，最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过SEM、FTIR、XRD等方法对原炭(BC)和改性生物炭(MBC)进行表征，分析表明改性炭微孔结构明显，表面粗糙，吸附位点增加，芳香化程度提高，从而提高了吸附性能，且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。
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Fe-Al-Cr合金的晶粒控制对合金抗高温氧化性的影响
韩校宇, 王锦涛, 刘奇, 王小宇, 刘守平, 姚志远, 薄新维, 王焱辉
Fe-Al-Cr合金具有良好的高温抗高温氧化性，有广泛的应用前景，具有晶粒粗大的特点但通常面临着晶粒粗大的问题。本文通过在Fe-Al-Cr合金中添加镍、碳、铜等奥氏体化元素，使合金在冷却过程中生成FeCr相，以阻碍晶粒长大的方式，使合金晶粒尺寸可以控制在100μm以内。研究探讨了Fe-Al-Cr合金的氧化物薄膜形成的形成机制以及晶粒控制对Fe-Al-Cr合金的抗高温氧化性的影响。通过金相显微镜观察高温下经不同氧化时间氧化后的Fe-Al-Cr合金，发现Al2O3薄膜优先形成于晶界，晶界数量增多有利于Al2O3的形成和生长。通过扫描电镜观察和能谱分析，发现在Fe-Al-Cr合金中，（Al0.9Cr0.1）2O3和Al2O3组成了多层氧化物。结合第一性原理计算，得出该多层氧化物是由于Cr的扩散而在合金表面形成的，有助于提高Fe-Al-Cr合金的抗高温氧化性。最后，证实晶粒尺寸较小的Fe-Al-Cr合金具有更好的抗高温氧化性。。
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应力幅比对2A12-T4铝合金多轴疲劳裂纹萌生及扩展行为的影响
许多工程结构在服役过程中往往承受着复杂的多轴疲劳载荷，仅靠单轴载荷来简化复杂载荷状态的失效预测方法将不再适用。因此，准确预测复杂载荷下工程结构的多轴疲劳失效行为对提高结构安全性具有重要意义。疲劳裂纹萌生及扩展是疲劳失效行为最直观的反应，本文针对2A12-T4铝合金实心圆棒试件，在相同的等效von Mises应力幅值下，开展了不同应力幅比下的多轴疲劳试验。采用金相显微镜对试件表面裂纹萌生及扩展行为进行了观测，研究了不同应力幅比下试件表面裂纹形态及扩展路径，探讨了不同应力幅比下2A12-T4铝合金多轴疲劳失效行为。结果表明，对于2A12-T4铝合金，试件表面均存在多条裂纹，导致疲劳破坏的主裂纹只有1条；裂纹萌生方向接近于最大切应力幅值平面，裂纹扩展第Ⅰ阶段的长度与方向同时受到应力幅比的影响；主裂纹扩展路径主要沿着最大切应力幅值平面，最大切应力幅值是引起2A12-T4铝合金多轴疲劳失效的主要控制参量。
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低纬度高海拔地区室外湿球黑球温度简化计算方法
湿球黑球温度（WBGT）是获得国际标准体系ISO7243认证的热环境评价指标，美国、澳大利亚、日本和中国等国都采用该指标。目前，室外湿球黑球温度的简化计算大多是以低海拔地区的实测为基础进行归纳或验证，为研究低纬度高海拔地区室外WBGT的简化计算方法，以低纬度高海拔典型城市贵阳市为例，对夏季不同海拔高度的空气温度、太阳辐射、相对湿度、风速、气压和WBGT等数据进行Pearson相关性分析和分层回归分析。结果表明：除风速外，其他四个参数与WBGT线性相关可纳入回归模型。在分层回归中，加入气压参数可以提高空气温度、太阳辐射和相对湿度对WBGT预测水平，回归模型具有统计意义，纳入模型的4个自变量对WBGT的影响也均有统计学意义。室外热环境评价和实测中，不同地区采用经验公式需要先进行验证，建议高海拔地区在WBGT的计算模型中加入气压参数来提高预测准确度。
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修正弹性应力波的柱面波波动方程推导及数值分析
为了研究应力波传播在工程领域的一些应用问题，以及传统应力波理论存在的缺失及不完善问题，根据修正的弹性应力波理论，通过张量分析推导建立了柱坐标系下的体积波波动方程和形变波波动方程、以及求解波动方程的初始条件和边界条件。然后对波动方程用有限差分法建立差分格式，根据差分格式使用matlab求解波动方程得到应变随时间的变化关系。应力波在空心圆柱中的时空演化传播过程就可以得出。据此从理论层面和数值解认识在柱坐标系中分析了体积波与形变波的关系，在理论中得到了几何模型对应力波传播的影响。
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新型三线性本构内聚力模型的界面参数研究
复合材料多向层合板分层扩展行为的准确模拟对层板结构设计非常重要。作者前期工作已经建立了一种基于失效机理的新型三线性本构内聚力模型来考虑纤维桥接对分层行为的影响。在此基础上，本文基于二维有限元模型对该新型内聚力本构中的关键参数开展了数值研究，获得了适用于复合材料多向层合板数值模拟的内聚力本构参数取值方案。最后采用确定的本构参数对复合材料多向层合板的分层扩展行为进行了模拟，所得模拟结果与试验结果之间的一致性较好，进而验证了所建立参数取值方案的有效性。
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不同形状喷嘴的高压水射流冲击力特性实验研究
高压水射流的柔性冲击力是评判其能否有效破碎物料的力学判据，喷嘴的出口形状对射流的冲击力影响较大。本文设计了五种不同形状的喷嘴，在自主设计的水射流冲击测试平台上开展了冲击实验，并采用PVDF压电薄膜传感器和高速摄像机来记录测试数据。实验结果表明：在相同的工况下，圆形喷嘴水射流的集束性最好，冲击诱导的冲击波对流体的扩散形态影响最大，最终导致其中心冲击压力最大；依次是正方向喷嘴、三角形喷嘴与十字形喷嘴，椭圆形喷嘴的水射流形态最为发散，其中心冲击压力最小；所有喷嘴形状水射流的峰值压力均随系统泵压的增加呈现非线性增加的趋势，而峰值压力持续时间几乎保持不变。
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热塑性复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击失效行为研究
夹芯结构具有优良的力学性能和多功能性,是一类良好的冲击防护材料。以编织玻璃纤维增强聚丙烯复合材料蜂窝夹芯板为研究对象,采用JSL-3000落锤式示波冲击试验机研究了结构在低速冲击下的抗冲击特性。试验采用固支的边界条件,通过控制落锤下落高度实现不同冲击能量对结构低速冲击响应的影响；并在相同的冲击能量下,研究了蜂窝夹芯结构芯层高度和芯层层数对结构抗冲击性能的影响。利用ABAQUS建立了蜂窝夹芯板的低速冲击模型与试验结果进行对比,通过对获得的载荷时间曲线和结构失效模式的分析,发现结构的损伤以上面板的凹陷和芯层的压溃为主,在面板未发生穿透的情况下结构会发生大幅度回弹。
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工业纯钛板材冷轧及退火微观组织和织构演变规律研究
采用先进电子背散射衍射（EBSD）技术，深入研究了冷轧工艺变化和道次间退火处理对工业纯钛板材微观组织和织构演变的影响规律。通过对比不同一次冷轧变形量样品经退火和二次冷轧加工后的EBSD取向分布图、取向差角分布图和极图得知，一次冷轧产生的孪晶对退火再结晶晶粒尺寸及晶粒取向（织构）产生重要的影响，进而又影响二次冷轧的变形组织和织构特征，使二次冷轧变形孪晶的生成受到一定程度的抑制，孪晶分数随着轧制变形量的提高呈现先升高后降低的规律，同时会降低二次冷轧组织中{0001}基面织构组分，从而对材料的深冲性能产生相应的影响。
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澎溪河不同高程消落带土壤磷吸附特性研究
消落带土壤磷吸附特性对库区水体的营养状态有重要影响。选取了三峡库区澎溪河流域双江140m、145m、155m、165m、180m高程土壤，进行磷等温吸附热力学试验，并探讨了不同高程消落带土壤磷吸附特性差异的原因。结果表明，随着高程的降低，消落带土壤吸附解吸平衡浓度EPC和磷最大吸附量Qmax逐渐增加，即磷吸附能力增强。结合消落带土壤颗粒表面特性分析、吸附特征参数与理化性质相关性分析的结果，认为消落带土壤具有较小的粒径分布，较高的有机质含量和Fe含量是影响不同高程消落带磷吸附能力的重要原因，且主要受到冬季淹水沉积和夏季降雨侵蚀的影响。低高程消落带土壤具有较强的磷吸附能力，对于控制库区水体富营养化具有一定的积极意义。
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多孔蒙脱土的制备及对Pb(II)吸附特性研究
为改善蒙脱土对 Pb(II)的吸附性能，以碳酸钙作为致孔剂，以钠基蒙脱土（MMT）作为实验原料，制备多孔蒙脱土材料（PM）。通过SEM,FTIR,XRD进行表征分析，研究了PM对Pb(II)的吸附性能。实验结果表明：PM具有发达的孔状结构；在25℃时，PM对Pb(II)的吸附量,随pH 值的增加先增加后减小，在pH为5.5时达到最大；PM对 Pb(II)的吸附动力学过程符合准二级动力学模型；吸附等温线符合 Langmuir模型，在25℃，pH为5.5时，饱和吸附量达到143.5mg·g-1。
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不可压缩弹性薄膜球形压痕问题的一种渐近解析解
针对刚性基底上不可压缩弹性薄膜的轴对称球形压痕问题，采用了一种基于Kerr模型的简单解析求解方法。在该方法中，薄膜上表面的接触压强与位移为线性微分关系。之后利用贝蒂互等定理，求解了该问题的高阶渐近解，推导了接触力、压痕深度和接触半径之间的显式关系。当忽略高阶项时，本文得出的高阶渐近解与现有研究中的低阶解相同。此外，本研究建立了有限元模型来验证渐近解的精度。结果显示，与已有的低阶渐近解相比，高阶渐近解与现有的数值计算结果和有限元分析结果吻合得更好。
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压缩奇异值分解等效源法用于结构板件声源识别
基于压缩感知(CS)理论的等效源法(ESM)已逐步应用于近场声全息(NAH)领域以减少空间采样点数量并扩大声源识别的频率范围。针对空间连续型声源,本文提出了一种压缩奇异值分解等效源法(CSVDESM)来提高声场重建与声源识别性能。该方法首先利用等效源法对要重建的声场进行建模,然后使用奇异值分解法获取声场的一系列正交基,在CS框架下对声场进行重构。最后结合高阶矩阵函数波束形成理论对CSVDESM的输出结果进行修正,通过提高阶次值,不断缩小识别到的声学中心覆盖范围,提高声源识别定位精度。数值仿真分析和实验应用均验证了该方法的有效性与实用性。
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浅部隔离煤柱对覆岩运移的控制及其合理留设
为了揭示西部浅埋工作面沿倾向方向开采时隔离煤柱对覆岩运移的控制作用,以大柳塔煤矿为工程背景,采用相似材料模拟实验方法,分析工作面开采过程中隔离煤柱对覆岩垮落、移动变形的控制作用,并分析煤柱应力变化特征及其合理留设。研究结果表明：2<sup>-2</sup>煤工作面沿倾向开采垮落空间呈不对称梯形,开切眼侧的破断角大于开采侧10°左右；覆岩垮落高度与工作面倾向开采长度密切关系,非充分采动较充分采动时覆岩垮落高度降低；采区倾向方向上,由于工作面间存在隔离煤柱,各工作面开采会形成彼此独立的垮落带,隔离煤柱有效地分隔了相邻工作面垮落空间的横向贯通和纵向扩展,隔开了相邻工作面上覆岩层沉降曲线。在煤层开采过程中,工作面间留设30m宽的隔离煤柱应力低于极限强度,煤柱处于稳定状态。理论计算出了2<sup>-2</sup>煤和5<sup>-2</sup>煤合理煤柱宽度分别为18.6m、24.5m,合理错距范围为95.5 m＜Lσ＜242.1 m。
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Ni-Fe双金属纳米颗粒的制备及其性能试验研究
为制备吸附性与还原性优良的零价铁，试验结合金属修饰与固体负载的两种改性方法，采用电沉积法制备活性炭负载型镍铁双金属颗粒（Ni/Fe-AC BPs）。通过场发射扫描电镜(FESEM)、能谱图（EDS）、比表面积分析仪（BET）进行表征，并以六价铬去除率为其性能评价指标。单因素制备试验结果表明：最优沉积液配比为硫酸铁400g/L，硫酸镍80g/L，硼酸40g/L，硫酸锰60g/L；最佳电沉积条件为电流密度0.45A/cm2，温度40℃，电沉积10min，此条件下，六价铬去除率高达100%。FESEM、EDS及XRD证实了镍铁双金属颗粒制备成功，且所制材料呈絮球状，分散均匀；BET及AC、Fe-AC、Ni/Fe-AC BPs除铬对比试验表明， Ni/Fe-AC BPs的比表面积较AC小47.6%，但除Cr（Ⅵ）率高达100%，而AC吸附率仅5.43%。因此，Ni/Fe-AC BPs具有良好的催化还原性能。
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强辐射棒料提升翻转机构抗震性分析及优化
提升翻转机构是某强辐射棒料后处理系统的关键设备，根据相关设计规范，地震工况下要保证棒料不发生破坏，并且保证机构的安全功能和运行性能正常。为验证机构的抗震性能，采用基于ANASYS Workbench的分析方法，对该后处理系统中包含卷扬机组、钢丝绳、料仓架-料仓、翻转小车及上/下导轨在内的提升翻转机构建立有限元模型并进行了抗震计算，并根据ASME规范对主要部件及重要螺栓进行了应力评定和强度校核，同时对上导轨安装螺栓数进行了优化。结果显示，优化后的提升翻转机构满足核电抗震设计要求。
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基于表上作业原理的运输问题计算机求解算法
提出了一种基于表上作业原理的运输问题计算机求解算法。在算法中,采用“最小元素法”获得初始基可行解,采用“位势法”获得检验数矩阵,采用“递归过程”获得闭合回路矩阵,根据闭合回路矩阵和基可行解获得调整量,根据闭合回路矩阵、调整量对基可行解进行调整,通过While循环不断寻优直到最小检验数非负。While循环退出时,若存在0检验数,则任选一个0检验数,以其为起点寻找一个闭合回路矩阵,通过调整得到随机最优解。应用案例表明,该算法不仅可将表上作业过程全部计算机程序化以提高计算效率、确保计算准确性,还可提供一个或多个最优解。
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基于水力模型的多因子水质监测点优化布置方法研究
随着城市快速的发展，城市供水管网的规模也在不断的扩大，其拓扑结构也越来越复杂，增加了供水安全的难度。其中供水水质安全最为迫切，因此需要在供水管网中设置一定数量的水质监测点对供水水质进行监测。在前人研究的基础上，针对供水管网水质监测点优化布置的问题，在单一的节点水龄法的基础上综合考虑其他影响因素对管网水质的影响，利用北方某市供水管网水力模型进行水质监测点的优化布置方案设计，通过水力模拟软件，优化节点水龄法，设计出了基于多因子优化法的水质监测点优化布置程序。并对北方某市供水管网进行计算，结果表明，基于水力模型的多因子水质监测点优化布置方法计算出的水质监测点位置与实际位置有43.75%的重合度，不仅覆盖了在常规管网运行中水厂及加压泵站等重点水质监测位置，也在供水分界线、管网中以及管网末梢增加了部分监测点，同时对污染事故的预警时间也比优化前短，效果明显。因此，在人工经验的基础上，以多因子法为补充加强，理论与实际相结合，使布置方法更有科学依据，考虑因素更加全面，布点更加合理。利用该方法分析供水管网工况，可为水质监测点优化布置工作提供较好的实施方案。
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2013,36(9):21-27, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.09.004
隧道运行中汽车尾气、扬尘、油污不易降解，越积越多，导致隧道严重污染，影响行车安全，定期进行隧道清洗是隧道安全运行的重要保证。研究了一种利用干冰清洗隧道的方法，基于二氧化碳物化性质和干冰清洗特点建立了隧道干冰清洗理论模型，对干冰清洗时混凝土表面孔隙、表面温度、混凝土单轴抗压强度及清洗效果进行试验，分析了干冰清洗对混凝土表面损伤和抗压强度的影响。试验结果表明：干冰清洗能彻底清除混凝土表面污秽物；清洗过程中的温度变化、干冰微爆对混凝土表面及强度影响较小。干冰清洗技术可用于隧道清洗。
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2006,29(3):45-47, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2006.03.011
以440t／h循环流化床锅炉汽冷式旋风分离器为研究对象，建立了对象的动态数学模型．在数学模型的基础上，采用高级连续系统仿真语言（ACSL）建立了对象的仿真模型．通过仿真试验及分析，证明了模型的正确性，该模型能为旋风分离器的运行及优化设计提供一定的理论指导．
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2013,36(12):79-85, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.12.012
从研究隧道单层衬砌结构的支护稳定性入手，以现场实验手段，对工作过程中锚杆、纤维凝土以及其与围岩相互作用的力学原理进行了系统研究，对单层衬砌在隧道工程实际应用中的力学性能进行了测量，在此基础上阐述了隧道单层衬砌机理，并最终应用于工程实践，初步形成一套具有理论支撑的单层衬砌设计方法。认为纤维混凝土与围岩密贴效果良好，表明提出的单层衬砌设计方法在保证工程质量和安全方面是可行的，支护结构的工作性状可靠。
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2002,25(7):1-4, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2002.07.001
电容器充以一定直流高压电后，通过置于液体中的两个电极产生脉冲放电，把电容器储存的能量瞬间释放出来，在液体介质中产生巨大冲击并伴随强烈辐射的现象，称为电液压脉冲效应。电液压脉冲是一种集强电场，强磁场，超声波，光辐射及空化流于一体的技术，采用此种技术 活化水，并利用这种活化水拌制混凝土，能大大提高混凝土的力学性能，实验室实验表明：其抗压强度提高达48％以上，与其它方法相比，电液压脉冲活化水方法工艺简单，效果稳定，费用低廉，具有很好的应用前景。
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2004,27(11):1-3, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2004.11.001
为了建立混合动力汽车蓄电池能量管理系统,实现蓄电池快速充电,且同时保证蓄电池寿命不受充电方式的影响,作者分析了当前一般充电方法的优点和这些充电方式存在的问题,以及对混合动力汽车工况的影响,在此基础上,提出了一种新的脉冲分阶段恒流快速充电方法.使之能很好地适应混合动力汽车蓄电池在变电流放电状态下充电时间短,使蓄电池荷电状态SOC始终保持在50%～80%范围内的要求.
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2011,34(4):6-12, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.04.002
为了研究周期水压力对岩石的变形特性，利用MTS815岩石力学多功能试验机，对砂岩试样进行了不同轴向应力(峰值强度σmax的60%、70%和80%)条件下孔隙水压力循环试验，还运用Matlab中小波分析对岩石变形曲线中常见的不规则小变形波动干扰曲线进行处理。试验结果表明：随着恒定轴向应力的增大，周期水压力作用下疲劳变形将加速岩石的破坏；随着孔隙水压力循环次数的增加，塑性滞回环呈疏—密—疏的变形演化过程；运用小波分析方法对周期水压力作用下砂岩受多种因素的干扰的变形曲线进行分解、重构处理及评价，从而得到最优分解尺度的基本曲线较好的吻合了试验曲线，更好的揭示了岩石变形的演化规律。
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2010,33(5):16-21, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.003
针对内燃机噪声识别问题，建立了数学模型并编制了相应的程序，在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序，保证程序的抗干扰性后，实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例，通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别，验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明：分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好，A计权声功率级误差均小于0.6 dB。
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2012,35(10):30-37, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2012.10.005
采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验，探究了磨粒与工件间的交互创成机理，得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备，对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测，并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响，其中砂带线速度影响最为显著；锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重，碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主；工件烧伤时材料表层金相组织发生变化，使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。
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2010,33(5):1-6, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.001
根据湿式离合器摩擦片实际几何尺寸和约束情况，建立摩擦副温度场、应力场耦合模型和对流换热系数模型。应用ANSYS/LS-DYNA软件对摩擦副进行瞬态热结构耦合分析，对过载试验中产生的对偶钢盘热弹性失稳现象进行数值模拟。揭示了热点在对偶钢盘周向和2个摩擦表面上的分布情况，分析了热弹性失稳现象中对偶钢盘应力应变的分布，并对其应力分布规律进行测试。结果表明，局部热点和接触压力有相互促进作用，温度梯度产生的热膨胀和应力集中引起对偶钢盘的翘曲，热弹性失稳导致的热衰退使对偶钢盘破坏失效。
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2013,36(8):76-84, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.08.012
在分析直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator，PMSG)全功率变换器功率特性基础上，推导了直流侧电压、并网电抗器功率及网侧输出功率之间的关系，提出了不对称故障下系统的改进控制策略，以实现该型机组的低电压穿越。该控制策略基于电网侧变换器、电机侧变换器功率平衡协调控制思想，将电网跌落信息反馈给电机侧变换器，实现两个变换器的协调控制；同时，在直流侧电压维持在安全范围内的前提下，采用弱控制，以一定的直流侧电压波动为代价，达到消除网侧有功功率2倍频波动的目的。仿真研究结果表明，基于功率平衡协调控制的改进控制策略可较好的实现直驱式永磁同步风力发电机的不对称故障穿越。
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2009,32(4):408-414, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.04.009
对1.5 MW风力发电机齿轮箱传动系统进行耦合振动分析，建立了风力机增速箱齿轮传动系统的扭转振动模型。利用4阶Runge Kutta法计算了系统在风载、轮齿时变啮合刚度和系统阻尼共同作用下的动态响应，并利用谐波平衡法求出了系统的解析解，从而得到了优化设计目标函数的解析表达式。在此基础上，建立了以行星轮扭转振动加速度幅值最小和传动系统总质量最轻为目标的优化设计数学模型，利用MATLAB优化工具箱进行优化求解。实例计算表明，优化设计后传动系统的低阶固有频率明显提高，动态性能明显改善，重量减轻。
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2010,33(10):70-75, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.10.012
采用塑性铰方法模拟钢管混凝土结构的弹塑性工作性能时,常需要定义钢管混凝土柱截面的塑性屈服面.纤维模型法虽然可以较好的应用于钢管混凝土截面的塑性屈服面分析,但从实际应用的角度考虑,数值方法还是显得较为复杂,不便于工程应用.因此文中在已有方钢管混凝土(concrete-filled square steel tubular, CFST)构件试验研究和理论研究的基础上,首先给出弹性单元参数的确定方法;然后通过理论分析和大量的参数分析,提出了一种方钢管混凝土柱截面轴力-弯矩相关塑性屈服面的快速确定方法.并对纤维模型法与文中建议方法的计算结果进行比较,两者吻合较好,验证了文中方法的正确性.
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2014,37(7):1-10, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.07.001
传统的配电网可靠性评估模型大多基于故障模式及后果分析法，采用由因寻果思路的枚举故障事件并分析对各负荷点影响的方法。文中采用由果索因的方式，搜寻导致负荷点不同停电时间的配网元件集合。根据负荷点不同的停运时间，计及断路器和熔断器拒动的影响，采用广度优先搜索技术，定义了负荷点的故障修复域、隔离恢复域和隔离切换域、影响因子及区域转换的概念，提出了分层划分算法。对RBTS Bus6的算例分析结果表明了复杂配网可靠性评估的分层分区算法的正确性，以及在评估中计入断路器和熔断器拒动的必要性。
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2014,37(7):136-146, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.07.019
针对模拟电路的故障诊断，提出一种采用小波包分析和能量计算作为故障特征预处理的Hopfield神经网故障诊断方法。在新方法中，模拟电路在理想和实际故障情形下的输出响应分别通过SPICE仿真及电路终端的数据采集板所采集；故障电路输出响应通过小波包完整分解，各尺度小波系数的能量值由一个新定义的能量函数进行计算；由小波能量值所构成的理想与实测故障特征向量经能量编码后被分别作为联想记忆的记忆原型与记忆起始点，在自联想记忆驱动下，实测模拟电路故障的编码被Hopfield神经网络准确分类。数值实验结果表明新方法对具有微
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2014,37(8):25-33, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.004
当前平面工件磨削热模型研究较多，但不能应用于齿轮类曲面零件的磨削计算。为此将移动热源法与映像法相结合，在齿轮渐开线圆弧拟合的基础上，建立了大平面砂轮磨齿加工的解析热模型，可用于磨削时齿轮的温升分布计算。同时，在有限元软件ANSYS中对磨齿过程进行了仿真，并将解析热模型和有限元热模型的准稳态温升分布进行比较分析。结果表明，两者的温升分布只在接触区及其与非接触区的交界处存在一定的误差，总体结果吻合较好。其解析热模型可用于齿轮类曲面工件加工时的温升分析。
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2014,37(8):91-98, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.013
利用重庆市主城区近地面臭氧及前体物、气象因子的连续监测资料，重点分析了主城区夏季典型日臭氧质量浓度时空变化规律，以及臭氧与NO、NO2和CO等前体物及气象因素的相关性。结果表明，近地表臭氧质量浓度具有主城核心区域较低而周围地区较高的空间分布特征；臭氧质量浓度日分布呈“单峰型”，最高小时质量浓度出现在午后16时左右，与太阳辐射强度、温度等气象因素呈显著的正相关关系，同时与NO、NO2和CO等前体物呈负相关关系；高质量浓度臭氧污染易出现在高压天气系统中，即太阳辐射强度大、微风、相对湿度低且气温较高的天气下；臭氧质量浓度升高与大气压下降幅度密切相关，大气压下降超过0.4 kPa时，臭氧质量浓度较高。
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2010,33(10):83-87, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.10.014
按照柱长修正方法实现施工模拟,通过算例的结果比较验证了柱长修正方法的可行性和程序的准确性.由于柱长修正方法的特点,此程序可以更好地考虑施工过程中混凝土徐变、成熟度等因素的影响.同时,可以方便地分析每层在施工完成后的受力状态.
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2010,33(3):76-81, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.03.014
利用ABAQUS有限元分析软件，通过欧拉梁单元的自由度释放和设置材料为不可压缩，模拟得到具有扭转自由度的覆冰导线的索单元，进一步利用用户自定义单元模拟覆冰导线所受的阻力、升力和扭矩空气动力载荷，分析了覆冰导线的舞动现象，并通过覆冰单导线与覆冰双分裂导线舞动模拟算例验证了方法的正确性。模拟研究了覆冰初始攻角、线路档距和导线初始张力等因素对覆冰导线舞动的影响规律。所得结果对覆冰导线舞动和防舞技术的研究具有一定的参考价值。
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2011,34(9):1-8, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.09.001
针对当前驾驶员模型无法体现驾驶操纵熟练程度的缺点,利用遗传算法的自动寻优能力,总结驾驶员自学习与驾驶经验特点,遵循行驶误差最小与体力负担最小原则,对模糊PID比例因子和量化因子进行离线优化设计,以此模拟驾驶员从生手到熟练驾驶培训过程。构建包括遗传算法优化的方向模糊PID与速度模糊综合控制驾驶员模型以及整车行驶动力学模型在内的人车闭环系统仿真模型,在纵向速度单向变化、侧向双移线工况与大曲率试验道路典型工况下进行仿真分析。结果表明：基于遗传算法优化的方向模糊PID与速度模糊综合控制模型可以很好地描述驾驶员在纵向加减速操纵特性以及侧向预期轨迹跟随转向驾驶特性,相比于传统PID与模糊PID控制,具有更好的纵向加减速操纵特性与侧向预期轨迹跟随性能。
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2006,29(9):60-63, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2006.09.014
合理的生产计划制定与执行是生产顺利进行的有效保证．通过对炼钢连铸生产特点分析，提出基于时间倒推法和流程仿真相结合的用于炼钢连铸生产计划的制定方法，利用时间倒推法快速生成满足一定生产目标的生产作业计划，并作为炼钢物流仿真模型的仿真输入条件，通过模型仿真可进一步制定出考虑了生产过程的时间随机性、运输设备限制，并满足无设备冲突、连浇生产等约束条件的生产计划，提高计划在实际生产的可执行性．应用实例证明了该方法的可行性．