重庆理工大学学报（自然科学）

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基于ＬＢＭ的旋转车轮整车气动特性研究

胡兴军，李久超，曹庆炜，张扬辉，王靖宇

2021 (6): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.001

摘要 ( 248 )

PDF(7886KB) ( 216 )

基于格子玻尔兹曼方法，使用ＰｏｗｅｒＦＬＯＷ软件，选取ＤｒｉｖＡｅｒ标准汽车模型，研究旋转车轮整车气动特性。对比分析了移动坐标参考系、旋转壁面和滑移网格３种旋转方法的优缺点；在此基础上运用复合旋转方法研究不同背部造型旋转车轮整车气动特性并验证其准确性。研究结果表明：复合旋转方法ＳＭＲＷ与实验值相比误差为１．２３％，计算效率相对于滑移网格提高１５％；车轮旋转时３种背部模型在各风速下阻力系数均降低；车轮旋转时３种背部模型的前轮和车身阻力减小，后轮阻力增加，整车减阻比例分别为５．９％、５．９％、９．７％；旋转车轮主要影响车轮周围流场、车身底部流场以及车尾分离区。

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基于盘－块面弹簧接触的动力学模型的制动抖动分析

潘公宇１ａ，１ｂ，刘朋１ａ，１ｂ，徐旗钊２，陈林２

2021 (6): 9-21. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.002

摘要 ( 214 )

PDF(1732KB) ( 247 )

考虑制动盘－块间采用面弹簧接触方式建立一种６自由度制动系统动力学模型，推导出对应的动力学微分方程，并且构建Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型。采用抖动“故障盘”的端面跳动ＳＲＯ（ｓｕｒｆａｃｅｒｕｎｏｕｔ）与薄厚差ＤＴＶ（ｄｉｓｃｔｈｉｃｋｎｅｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎ）的叠加位移曲线作为系统输入，仿真得到制动压力波动ＢＰＶ（ｂｒａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎ）与制动力矩波动ＢＴＶ（ｂｒａｋｅｔｏｒｑｕｅｖａｒｉａｔｉｏｎ）时域响应。然后，分别以抖动“故障盘”的实测ＤＴＶ曲线、ＳＲＯ曲线以及ＳＲＯ与ＤＴＶ的叠加曲线作为仿真的输入，对比台架试验结果与３种不同输入下的仿真结果，以验证所构建的盘－块面弹簧接触动力学模型的正确性以及模型仿真输入改进方法的正确性。接着，通过改变台架试验以及仿真过程中的制动液压，研究制动系统的初始制动液压对制动压力波动ＢＰＶ与制动力矩波动ＢＴＶ时域响应的影响。最后，以台架试验结果作为基准值，将单点接触模型的仿真结果与所提出模型的仿真结果进行对比。结果表明：采用ＳＲＯ与ＤＴＶ的叠加曲线作为仿真的输入所得到的仿真结果与台架试验结果更加吻合，制动系统的初始制动液压力对制动力矩波动幅值的影响很小，所提出的动力学模型在预测制动抖动方面具有更高的准确性。

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基于ＯｐｅｎＧＬ的视频车速解算虚拟仿真试验

韩天园１，王鹏２，许江超１，蔡鹏亮１，张琼３

2021 (6): 22-28. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.003

摘要 ( 189 )

PDF(2282KB) ( 138 )

针对实车试验无法精准控制行驶车速而不能探究交通事故视频车速解算误差范围的问题，基于ＶｉｓｕａｌＣ＋＋平台搭建ＯｐｅｎＧＬ三维模型环境后开发了车辆运行场景仿真系统。实现了虚拟车辆的自主运动、场景的数字化编辑和视角的自由切换，并通过相机模型模拟记录车辆纵向运动的视频图像以研究视频车速解算的准确性。结果表明：通过道路固定摄像与车体参照物、道路固定摄像与环境参照物和本车车载摄像与环境参照物３种方法解算车速的最大误差分别为１％、２．２％和２％。基于双因素方差分析发现，车辆实际速度对解算结果相对误差的影响不显著（α＝０．０５）。

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基于交通流数据修复的ＧＡＲＦ方法研究

邵毅明，甘元艺，侯雨彤，钟颖

2021 (6): 29-36. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.004

摘要 ( 264 )

PDF(1795KB) ( 245 )

城市道路交通中交通检测器获得的数据往往不完整，存在缺失现象，需要对其进行修复，以保证交通流预测模型的实际应用精度。现阶段随机森林（ＲＦ）方法主要应用于交通流预测方面，在交通流数据修复方面的应用和研究较少。针对低缺失比例的交通流数据修复提出了ＧＡＲＦ模型的缺失数据修复方法，采用遗传算法（ＧＡ）对ＲＦ模型进行优化调参，用优化后的ＧＡＲＦ模型修复交通流缺失数据，并将修复效果和其他修复方法进行比较。实验结果表明：在少量数据缺失情况下，所提出的ＧＡＲＦ方法能很好地实现路段交通流缺失数据修复，且修复精度高于同等缺失比例的ＲＦ方法、历史均值法以及历史相邻加权法。

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ＥＰＳ声表面波扭矩传感器仿真分析与试验研究

李志鹏１，孟旭１，赵青青２

2021 (6): 37-42. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.005

摘要 ( 146 )

PDF(2399KB) ( 131 )

提出了一种基于声表面波（ＳＡＷ）原理的电动助力转向（ＥＰＳ）扭矩传感器，利用支撑底座与支撑平面将原本粘贴于扭杆上的ＳＡＷ谐振器分离开，避免了对扭杆的破坏性安装方式，扩展了可测量扭杆的尺寸范围。借助有限元仿真软件对传感器结构进行三维建模，分析扭杆、传感器框架、ＳＡＷ谐振器三者在扭矩作用下的受力与应变情况，研究ＳＡＷ谐振器特征频率的漂移量与扭矩之间的关系。在ＥＰＳ试验台架上进行满量程对比试验，对比结果验证了仿真模型的有效性，也证明了新型传感器的可行性。

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车辆减振器Ｋｒｉｇｉｎｇ模型的结构参数寻优及试验验证

陈宝１，王涛１，李仕生２，付江华１，黄剑鸣１，陈哲明１

2021 (6): 43-49. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.006

摘要 ( 200 )

PDF(1569KB) ( 208 )

为对某款液压筒式减振器进行结构参数的优化，建立了压缩、复原行程的数学模型，并进行台架试验，以活塞复原孔直径、复原节流阀片缺口高度、复原阀弹簧预紧力３个结构参数为优化变量，复原行程最大阻尼力为优化目标，仿真分析了开阀后优化变量与优化目标间的关系，建立了Ｋｒｉｇｉｎｇ近似模型并利用多岛遗传算法对３个结构参数进行寻优。将优化前后的结构参数进行仿真分析和试验验证，与预期值相对误差分别为０．４４６％和１．８２％，表明该近似模型可靠且减振器能量耗散性能得到了提升，为其他结构参数的分析设计及性能的优化提供了一种方法

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基于变论域模糊ＰＩＤ控制动力总成主动悬置分析

陈哲明ａ，ｂ，马万力ａ，白恒星ａ，常远旭ａ，张鑫ａ，李伟健ａ

2021 (6): 50-55. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.007

摘要 ( 201 )

PDF(1813KB) ( 116 )

为提高汽车的驾乘舒适度，抑制汽车发动机和路面同时向车身传递振动，减小动力总成悬置在发动机和车身之间的相互移动趋势，利用自适应模糊ＰＩＤ控制算法对动力总成悬置系统进行模糊化处理，同时根据变论域思想，设计系统的输入输出伸缩因子，提出一种变论域自适应模糊ＰＩＤ控制算法。设计仿真控制器，将自适应模糊ＰＩＤ控制和变论域伸缩因子控制相结合，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中进行控制系统的仿真研究，结果表明：在路面和发动机的激励下，变论域自适应模糊ＰＩＤ主动控制相比于自适应模糊ＰＩＤ控制能够更好地抑制悬置的振动，提高整车的舒适性和平稳性。

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特定车速下长头重卡驾驶室异常振动分析

王海涛１，张代胜１，汪波２，谭继锦１，杨靖廷２

2021 (6): 56-62. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.008

摘要 ( 136 )

PDF(3389KB) ( 266 )

针对某长头重卡以９０ｋｍ／ｈ的速度在良好路面行驶过程中出现的驾驶室侧围异常振动现象展开研究。在故障分析和道路试验的基础上，基于ＰｏｌｙＬＳＣＦ参数识别法对驾驶室白车身进行模态测试，建立驾驶室白车身有限元模型。通过试验与分析相结合的方法，分析外界激励对驾驶室振动的影响，掌握长头车驾驶室的振动特性，找到驾驶室异常振动的原因。研究结果表明：该长头重卡驾驶室侧围刚度较弱，局部模态复杂，模态特性与平头车驾驶室有所不同，特定速度下车轮激励的倍频与驾驶室１阶扭转频率相近。针对驾驶室异常振动问题，提出了结构优化方案，并通过仿真验证了优化措施的有效性。

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基于水冷冷却方式的轮毂电机温升对比分析

周志刚１，２，杨文豪１，李争争１，李豪迪４

2021 (6): 63-72. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.009

摘要 ( 307 )

PDF(5626KB) ( 311 )

针对内、外转子轮毂电机结构不同使电机受水冷方式的冷却效果不同，对两种电机在部件参数相同条件下进行温升对比。分析不同浓度的乙二醇水溶液对内、外转子轮毂电机各部件温度的影响程度。结果表明：内、外转子轮毂电机采用水冷方式可以有效降低电机部件温度，但在冷却后，电机中相同部件温度分布和温差情况不同；４种不同浓度的乙二醇冷却水均可降低内、外转子轮毂电机的各部件温度，但冷却效果不同。通过有限元计算结果与实验数据对比发现，２不同结构电机的计算结果与实验结果吻合度较高，验证了有限元分析的正确性。

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基于水冷的ＩＧＢＴ模块散热结构设计及优化

林鑫１，２，应保胜１，聂金泉２，３，刘祯２，３，张远进２，４

2021 (6): 73-79. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.010

摘要 ( 303 )

PDF(3647KB) ( 352 )

为增强ＩＧＢＴ模块的冷却效果，以某ＩＧＢＴ模块为研究对象，在常规形散热针柱的基础上设计了圆环形散热针柱和螺旋形散热针柱。对３种散热针柱下的ＩＧＢＴ模块结温分别进行理论计算，并利用有限元分析软件ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋对３种散热针柱下的ＩＧＢＴ模块进行仿真模拟。对比分析３种模型的温度场、压力场及速度场，结果表明：３种模型的理论计算结果和仿真计算结果之间的误差均小于５％；最优的螺旋形散热针柱下的ＩＧＢＴ模块在针柱高度为１１ｍｍ、针柱直径为２．５ｍｍ以及水流流量为１２Ｌ／ｍｉｎ时，散热能力表现最佳。

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汽车直流散热风扇电磁干扰测试分析与优化

安素芹１，２，贾晋１，２，吴小珊２，龙云２，赵鹤鸣３

2021 (6): 80-86. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.011

摘要 ( 413 )

PDF(5303KB) ( 220 )

用于汽车发动机或动力电机的散热风扇广泛采用有刷直流电机。由于其换向器的电流换向过程有电刷电弧，产生干扰信号，存在严重的电磁兼容，使散热风扇成为车内重要的电磁干扰源。根据国家标准ＧＢ／Ｔ１８６５５与欧洲标准ＣＩＳＰＲ２５，汽车零部件的电磁干扰必须受控在规定的限值内。针对一款汽车散热风扇，结合预评估测试，详细分析了其电磁干扰机理，选取合适参数进行了滤波设计，按照ＧＢ／Ｔ１８６５５标准测试，结果在主要干扰频点电磁干扰强度降低了３５～４０ｄＢ／μＶ，证明了该滤波方案的有效性。所研究的电磁干扰测试分析与优化过程可应用到解决其他类似电气电子产品的电磁兼容问题。

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湿式离合器对偶钢片力学响应特性分析

张志刚１，２，张子阳１，梁美林１，陈永龙２，李佳雪１，罗轩２

2021 (6): 87-95. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.012

摘要 ( 167 )

PDF(3028KB) ( 172 )

为研究湿式离合器接合过程中对偶钢片力学响应特性，考虑摩擦副温度场、变形场和流场之间的相互作用，运用Ａｂａｑｕｓ与ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋协同仿真，建立摩擦副三维热流固耦合有限元模型，分析对偶钢片的接触压力特性和应力应变特性。结果表明：对偶钢片最大接触压力出现在盘面中径处，并且位于摩擦副中间位置的对偶钢片接触特性较差、接触压力扰动大；对偶钢片周向应力远大于其余各向应力，周向应力沿周向分布均匀，沿径向先增大后减小，随时间逐渐增大，并且位于摩擦副中间位置的对偶钢片周向应力较大；对偶钢片正应变远大于剪应变，其热应变大于弹性应变，表面温度变化对对偶钢片的变形影响较大。

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新型双转子变量轴向柱塞泵设计与仿真分析

邓涛１，２，张露３，柳平１，３

2021 (6): 96-103. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.013

摘要 ( 190 )

PDF(4052KB) ( 164 )

在激烈加速工况下，传统无级变速器由于机械结构等原因，无法承受较大的扭矩、工况适应能力受限于动力源，而液压传动拥有功率密度大、惯性小、响应快、易于控制、过载保护等优点，是实现无级变速的更优方案。提出一种可实现无级液压变速器的轴向柱塞泵，该泵的输出流量较斜盘式轴向柱塞泵大大增加，同等体积能提供较大处理能力，且在不改变转向的情况下，可实现油路的改变。设计该泵结构，建立ＡＭＥｓｉｍ仿真模型，深入分析此双转子变量轴向柱塞泵的性能。结果表明：该泵通过改变从动轴与主动轴夹角可实现输出流量的调整，输出流量满足设计需求，零部件强度、硬度也满足运动学需求，为后续变速器的设计提供参考。

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基于蒙特卡洛重要抽样法的结构时变可靠性分析

严宇飞１，李方义２，４

2021 (6): 104-112. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.014

摘要 ( 215 )

PDF(1142KB) ( 353 )

针对蒙特卡洛法求解效率低的问题，提出一种基于蒙特卡洛重要抽样法的结构时变可靠性分析方法。首先，该方法通过对时间离散的方式，使随机过程转换为随机变量，将原时变可靠性问题转换为常规时不变体系可靠性问题；然后通过一次２阶矩法求解转化后的模型，得到随机变量在各时刻下相应的最可能失效点，接着随机变量在ＭＰＰ点处采用“重要抽样法” 进行采样；而后将获得的样本点代入功能函数中进行计算，累计结构失效的次数，求得结构的失效概率；通过３个数值算例的计算分析，证明本文方法的有效性。

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平面磁场式绝对角度传感器的误差产生机理与抑制方法研究

高文政１，石洪１，汤其富２

2021 (6): 113-121. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.015

摘要 ( 188 )

PDF(3546KB) ( 195 )

针对基于ＰＣＢ工艺的平面磁场式角度传感器精度在数十或数百角秒级别，与光电型角度传感器有一定差距的问题，开展了平面磁场式绝对角度传感器误差产生机理与抑制方法的研究。通过研究传感器的短周期误差产生机理，在信号处理环节对短周期误差进行了有效抑制。实验结果表明：短周期１次误差的抑制方案使短周期误差峰－峰值减小约１／２，短周期２次误差的抑制方案使短周期误差峰－峰值进一步减小约１／４，有效提高了传感器的精度。最终，传感器样机的原始短周期（０°～５．６２５°）误差为－８．８″～１４．７″，整周（０°～３６０°）误差为－１１．７″～２０．６″。

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二氧化钼－石墨烯修饰电极对多巴胺、尿酸检测方法研究

谷江东ａ，强涛涛ｂ，徐卫涛ｂ，秦向涛ｂ

2021 (6): 122-130. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.016

摘要 ( 150 )

PDF(4999KB) ( 170 )

将ＭｏＯ２／ＲＧＯ纳米复合材料滴涂于玻碳电极表面以构筑电化学传感器并将其用于多巴胺和尿酸的测定中，结果表明：ＭｏＯ２和石墨烯的协同作用能够促进多巴胺和尿酸的电化学反应，并且二者的氧化峰电位差大于１２０ｍＶ，该传感器检测ＤＡ的线性范围为２～２２０μｍｏｌ／Ｌ，ＵＡ的线性范围为９～３００μｍｏｌ／Ｌ，检出限分别为０．６８μｍｏｌ／Ｌ和１．０６μｍｏｌ／Ｌ（Ｓ／Ｎ＝３）。制备的ＭｏＯ２／ＲＧＯ／ＧＣＥ成功用于人体尿液的检测。设计的传感器具有较宽的线性范围，较低的检测限，优异的重现性、稳定性、选择性，可以用于实际样品中ＤＡ和ＵＡ的检测。

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基于Ｒｓｎｅｔ框架和Ｍｏｂｉｌｅｎｅｔ迁移网络的遥感机场目标识别

李昂１，２，王晟全２，张晨３

2021 (6): 131-136. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.017

摘要 ( 202 )

PDF(2721KB) ( 132 )

为精准高效地识别机场目标遥感图像，提出基于Ｒｓｎｅｔ框架和Ｍｏｂｉｌｅｎｅｔ迁移网络的方法，在特征不明显或目标特征像素点较低的情况下，提高了Ｍａｐ值。结果表明：在同等条件下，不但能够取得较高的Ｍａｐ值，还能够提高采样率，节约了训练时间。对于实际目标识别具有理论意义和实用价值。

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改进的ＣｏｒｎｅｒＮｅｔＳａｃｃａｄｅ车辆检测算法

梁礼明，熊文，蓝智敏，钱艳群

2021 (6): 137-146. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.018

摘要 ( 162 )

PDF(2568KB) ( 165 )

针对现有的ＣｏｒｎｅｒＮｅｔＳａｃｃａｄｅ算法在车辆检测任务中存在明显的误检和漏检现象，提出了一种改进的ＣｏｒｎｅｒＮｅｔＳａｃｃａｄｅ算法。首先通过加深堆叠沙漏网络结构，增强车辆高级特征提取能力；其次，增加更小尺度的ａｔｔｅｎｔｉｏｎｍａｐｓ以改善小目标车辆的检测能力，引入ＤｅｎｓｅＢｌｏｃｋ模型和瓶颈残差单元降低堆叠沙漏网络参数的复杂度，保证层与层之间的最大信息流；最后，通过Ｓｉｇｍｏｉｄ激活函数得到最终的检测结果。在ＫＩＴＴＩ数据库和自制数据库上对改进算法进行了仿真实验，平均精确率分别达９２．５６％和９５．２１％，检测速度分别达４０ＦＰＳ和４９ＦＰＳ，同时在自制数据库上对原ＣｏｒｎｅｒＮｅｔＳａｃｃａｄｅ算法和改进算法进行了仿真实验，精确率和召回率相比原算法分别提高了３．８％和８．５％。结果表明：此改进的ＣｏｒｎｅｒＮｅｔＳａｃｃａｄｅ算法在车辆检测任务中具有明显优势。

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一种基于数据空间自适应规则网格划分的Ｓｋｄｔｒｅｅ最近邻算法

王荣秀１，王波３

2021 (6): 147-155. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.019

摘要 ( 168 )

PDF(2572KB) ( 143 )

针对现有ｋｄｔｒｅｅＫＮＮ算法的不足，提出了一种基于规则数据空间网格划分的Ｓｋｄ ｔｒｅｅＫＮＮ算法。该树形结构把数据置于空间网格内部，能更好地利用数据的空间分布特性，可以在更小的范围内对被查询数据定位，有效避免对部分无关数据的计算或回溯；同时，为了适应网格空间的规则性，算法中采用了超方体而非超球体来查询局域空间中的最优结果，避免了空间异构带来的缺点。数字实验的结果证明：ＳｋｄｔｒｅｅＫＮＮ比ｋｄｔｒｅｅＫＮＮ具备更好的索引定位精度、更少的无关数据回溯和计算、更短的查询时间，尤其适用于数据样本较大或高维度数据的最近邻查询。

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基于优化概率密度函数的图像对比增强技术研究

惠学武

2021 (6): 156-164. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.020

摘要 ( 153 )

PDF(3187KB) ( 124 )

为了改进局部增强方法的不足，基于图像强度的期望值，构建了全局自适应的图像概率密度函数，提出了一种全局增强的图像对比度增强方法。选择信息熵、峰值信噪比、梯度幅度相似性偏差、直方图利用率作为客观评价指标，测试该方法处理多个图像数据的效果，得到各个指标的平均值分别为：６．７５、２５．３５４、０．０１２、０．８６４。对比ＨＥ、ＢＢＨＥ、ＩＥＢＨＥ、ＬＬＶＯＲＭ、ＢＨＥＰＬ、ＢＨＥＭＨＢ算法处理图像后的效果，结果表明：所提方法在保留图像细节的同时提高了对比度，对各类图像均得到最好的客观评价指标和主观视觉效果。

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集成分类器的加密ＹｏｕＴｕｂｅ流量精细化分类方法

邹乐述１，翟江涛３

2021 (6): 165-173. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.021

摘要 ( 225 )

PDF(1666KB) ( 213 )

为提升网络服务质量，实现流量精细化可管可控，针对特征失效问题，提出一种加密ＹｏｕＴｕｂｅ视频流量的精细化分类方法。设计快捷有效的特征提取方法，同时，为解决机器学习单个分类器度量手段单一问题，选取不同种类分类器，经过特征筛选后为每个分类器输入不同的特征数量组合。通过设置权值和阈值，根据分类精度进行权值更新，最终实现高精度分类。实验结果表明：所提方法较现有模型对加密应用下流量识别效果提升３％左右。

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基于ＹＯＬＯＧＴ网络的零售商品目标检测方法

周可鑫，左云波，谷玉海，朱腾腾，卞景艺

2021 (6): 174-184. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.022

摘要 ( 356 )

PDF(3765KB) ( 286 )

提出改进的ＹＯＬＯＧＴ深度学习网络，实现基于嵌入式平台的零售商品数据集ＲＰＣ的图像目标检测。ＹＯＬＯＧＴ网络以ＹＯＬＯｖ３Ｔｉｎｙ网络为基础，采用线性扩展优化用于特征提取的卷积层，并将深度学习网络浅层信息与深层信息融合使得网络成为三尺度预测网络，提高网络对小目标商品的识别能力。ＹＯＬＯＧＴ采用Ｍｉｓｈ函数优化了网络激活函数，并重新利用ＦＣＭ聚类算法生成多个新的先验框。利用ＲＰＣ零售商品数据集在嵌入式平台Ｊｅｔｓｏｎｎａｎｏ核心板上实验，ＹＯＬＯＧＴ网络对于每张图片的平均检测速度为３４２．６７ｍｓ／张，平均检测准确率（ｍＡＰ）为９７．２１％，与ＹＯＬＯｖ３Ｔｉｎｙ相比，检测速度提升了５７．８１％，ｍＡＰ提升了１．８４％，并降低了小目标漏检率，能够满足使用要求。

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ＤＭＢ单频网及适配器电路的设计与实现

张红升，张国栋，王虹云，王国裕

2021 (6): 185-194. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.023

摘要 ( 157 )

PDF(4021KB) ( 329 )

针对目前数字多媒体广播（ｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ＤＭＢ）单频网组网成本高、系统复杂的问题，提出了一种使用局域网传输数据，利用全球定位系统（ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）校准ＤＭＢ发射机的发射时间和系统频率、并可用于小区和校园等小型ＤＭＢ系统的低成本单频网实现方法。在发射机中增加单频网适配器模块，利用ＧＰＳ的秒脉冲信号实时校准本振时钟，通过传输帧缓冲机制，在普通局域网内能使多路发射机的基带信号实现比特同步，降低了ＤＭＢ单频网的实现成本。测试结果表明：ＩＱ基带信号同步误差小于０．１μｓ，发射机之间的频率偏差约为０．１Ｈｚ，ＤＭＢ信号同步误差小于０．５μｓ。在约５０００００ｍ２的校园内进行了ＤＭＢ小功率单频网的测试，证明该方法适用于学校、景区、社区等对成本敏感的场景。

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适于智能变压器绝缘油净化的聚偏二氟乙烯纳米纤维研究

何潇１，周年荣１，王飞鹏２，黄镜亮２，张林山１，谭向宇２

2021 (6): 195-200. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.024

摘要 ( 137 )

PDF(2214KB) ( 158 )

智能变压器作为智能电网中结构最复杂的电气设备，其事故率高、故障影响明显，对相关绝缘油净化技术提出了高要求。为此，通过改变纺丝电压和聚偏二氟乙烯（ＰＶＤＦ）溶液浓度来提高ＰＶＤＦ纳米纤维的绝缘油净化性能。使用不同浓度的ＰＶＤＦ／二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）溶液在不同电压下进行静电纺丝。傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）结果表明：随着ＰＶＤＦ浓度的增加，ＰＶＤＦ纳米纤维中的 α相逐渐减少，β相含量增加；纺丝电压从１６ｋＶ增至２０ｋＶ时，纳米纤维直径减小，分布均匀，当纺丝电压超过２０ｋＶ时纤维直径变化趋势相反。在纺丝电压为２０ｋＶ和溶液浓度为１４％（质量分数）条件下制备的ＰＶＤＦ纳米纤维可将老化油的工频击穿电压提高５２．５％，相对介电常数 εｒ和损耗因子ｔａｎδ明显降低，接近新油水平。实验结果表明：电纺ＰＶＤＦ纳米纤维对老化绝缘油具有良好的净化性能，纺丝电压和溶液浓度是优化ＰＶＤＦ纳米纤维净化绝缘油能力的关键因素。

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建筑废弃物全过程管理电子联单判别模型研究

张晓峰１，田英杰１，金典琦３，毕军１，２，王付军２

2021 (6): 201-208. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.025

摘要 ( 151 )

PDF(1661KB) ( 151 )

为解决渣土车车载设备数据含有噪点无法准确判别电子联单的问题，建立一种基于逻辑回归的电子联单判别模型。综合考虑车辆申报状态、停留时长等２５项影响因素，建立基于Ｓｉｇｍｏｄ函数的逻辑回归模型。采用交叉熵作为模型损失函数，利用梯度下降法对模型系数进行标定，全面提升模型判别准确率。应用深圳市建筑废弃物管理平台历史数据，对基于逻辑回归的电子联单判别模型的准确率进行验证。结果表明：基于逻辑回归模型的电子联单判别策略，采用按工地独立划分分阈时，电子联单准确率达到８２．３４％，相比传统电子联单判别方案提升２９．１％，模型判别效果良好，可为电子联单制度在建筑废弃物全过程精准管控提供决策支持。

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基于布谷鸟搜索算法的天然气储气库综合能源系统容量优化配置研

陈曦１，曹杰１，盛勇２，张明鑫２，王悠３，骆高超２

2021 (6): 209-219. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.026

摘要 ( 232 )

PDF(2441KB) ( 292 )

以天然气储气库为研究对象，分析其生产特性及用能特性，构建了以天然气储气库为中心的综合能源系统，建立了天然气储气库综合能源系统容量优化配置模型。以系统规划年成本最低为目标函数，考虑系统建设的初次投资、系统运行、系统维护及系统的碳排放等成本，综合考虑能量供需平衡、设备容量及出力约束等，运用布谷鸟搜索算法进行综合能源系统设备容量参数寻优，得到最优的综合能源系统容量配置方案。最后，以西南地区某天然气地下储气库的能源数据进行仿真验证，保证了该模型的经济性及可行性。

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含氮污染物耦合算法联合优化研究

肖飞，董文明，王维红

2021 (6): 220-229. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.027

摘要 ( 132 )

PDF(2003KB) ( 141 )

为优化新疆某污水厂Ⅱ期脱氮运行流程，采用深度处理工艺，以提升系统脱氮效能。在灰色模型（ＧＭ）算法基础上，应用耦合灰度－多目标约束粒子群（ＧＭＭＯＰＳＯ）试验模型，进一步对ＴＮ去除率进行研究。同时，运用响应面（ＲＳＭ）验证ＧＭＭＯＰＳＯ模型在深度处理工艺方面的准确性。试验结果表明：ＧＭＭＯＰＳＯ算法最优变量为Ｃ／Ｎ＝７．３０，Ｃ／Ｐ＝８０．００，Ｆ／Ｍ＝０．１０，回流比＝５４．００％，ＰＡＭ＝６ｋｇ／ｈ，误差为０．０４８％；在此工艺条件下，ＴＮ去除率为９５１８％，有利于系统的脱氮。此外，ＲＳＭ优化结果为Ｃ／Ｎ＝７．２５，Ｃ／Ｐ＝７９．９０，Ｆ／Ｍ＝０．０９，回流比＝５６．００％，ＰＡＭ＝７ｋｇ／ｈ，与ＧＭＭＯＰＳＯ模型实际数据吻合。由此可见，多目标约束的ＧＭＭＯＰＳＯ函数模型能较好地预测出水ＴＮ输出值，且具有较高的精度。

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附加不同竖直颤动下表面内能变化导致的热毛细对流界面响应行为研究

杨硕，周晓峰，邓乔声，王国峰

2021 (6): 230-239. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.028

摘要 ( 136 )

PDF(4004KB) ( 160 )

采用质量完全守恒水平集方法追踪两相界面运动，并基于连续表面张力模型，对微重力条件下（ｇ＝０ｍ／ｓ２）附加竖直颤动的高Ｐｒａｎｄｔｌ数液桥热毛细对流胞元流及表面行为进行研究。结果表明：无论是“初始阶段ｔ＝０～３０ｓ”，还是“稳定阶段ｔ＝１２５０～１２７５ｓ”，随着竖直颤动频率的增加（ｆ＝０Ｈｚ→ｆ＝５Ｈｚ→ｆ＝２０Ｈｚ），涡心自发性摆动受到抑制，其轴向摆动幅度逐渐减小，最大摆动幅度由 ΔＡｍａｘ＝０．２５减小至 ΔＡｍａｘ＝０．１０。胞元流涡心径向位置由原来无规则摆动呈现为稳定性的周期性摆动，且摆动周期逐渐减小；液桥自由界面横向位置的周期性脉动特性明显。在竖直颤动频率ｆ＝２０Ｈｚ情况下，自由界面３／４Ｈ处表面的横向位置振幅最大；在竖直颤动力的作用下，液桥自由界面表面流轴向速度向冷盘（下盘）的发展受到抑制。稳定阶段（ｔ＝１００～２００）径向速度明显减小，最大衰减幅度 Δｕ＝１．０×１０－３；液桥近热端（ｙ＝０．４５～１０）和近冷端（ｙ＝０～０．４５）的表面位形呈现交替性的扩张和收缩。

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一类波动方程解的生命跨度的估计

明森１，钟文倩１，范雄梅１，苏业芹３

2021 (6): 240-246. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.029

摘要 ( 162 )

PDF(1059KB) ( 359 )

在外区域上研究一类变系数且带组合非线性项的波动方程，其中空间维数满足ｎ（ｎ≥２）。首先，分别考虑带幂次非线性项｜ｕ｜ｐ与导数非线性项｜ｕｔ｜ｐ的问题。运用检验函数方法和Ｋａｔｏ引理，导出Ｒｉｃｃａｔｉ方程，证明了解会破裂，结合叠加原理给出其生命跨度的上界估计。其次，选取适当的检验函数，采用Ｋａｔｏ引理即给出生命跨度的上界估计。通过比较，给出生命跨度的最佳上界估计。

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一类Ｓｙｌｖｅｓｔｅｒ矩阵方程异类约束解的迭代算法

段复建，原腾

2021 (6): 247-255. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.030

摘要 ( 164 )

PDF(1094KB) ( 287 )

Ｓｙｌｖｅｓｔｅｒ矩阵方程的求解问题是近年来数值代数领域研究中的重要课题之一。通过提出一种自适应共轭梯度算法，求解Ｓｙｌｖｅｓｔｅｒ矩阵方程的自反和双对称约束最小二乘解，进一步解决了给定矩阵在该矩阵方程的约束解集合中的最佳逼近问题。最后通过数值实验表明算法可行、有效。

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单双边混合设计下基于置信区间宽度的样本量确定

刘青松，王黎明，瞿颖秋，邱世芳

2021 (6): 256-264. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.031

摘要 ( 178 )

PDF(1085KB) ( 310 )

考虑了在单双边混合试验设计下，对２种治疗的治愈率进行比较所需要的样本量确定。基于比例差，提出了在给定置信水平下置信区间宽度控制在指定范围内的样本量的近似公式，模拟研究了在估计的样本量下，区间估计的经验覆盖概率和经验覆盖宽度，结果表明：基于Ｗａｌｄ置信区间、Ｓｃｏｒｅ置信区间和似然比置信区间的样本量是准确有效的，因而被实际应用。耳科临床数据进一步验证提出的方法有效。

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稳健动态时间规整的面板数据聚类

唐婷婷，邓光明

2021 (6): 265-271. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.032

摘要 ( 192 )

PDF(1698KB) ( 153 )

动态时间规整的面板数据聚类能够反映面板数据的动态发展趋势，但缺乏对离群值的识别和处理，导致聚类结果不稳健。针对这一问题提出了稳健动态时间规整的面板数据聚类方法，通过引进稳健统计量获取稳健的时间序列，即运用稳健统计量重新构造均值向量和协方差矩阵计算时间序列，提升时间序列提取的合理性和准确性，消除离群值对动态时间规整结果的影响。通过实证分析，结果表明：相较于动态时间规整方法，运用所提出的方法进行聚类的结果更稳健、更贴合实际。

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基于虚拟人机协作的咽拭子采样机器人远程控制策略

陈英龙，宋甫俊，弓永军

2021 (6): 272-279. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.033

摘要 ( 270 )

PDF(1648KB) ( 211 )

随着新冠肺炎的蔓延和持续，咽拭子采样作为核酸检测的重要环节，具有工作任务量大、易感染等特点。因此，医务人员采用医疗机器人取代人工现场取样，进行协作采样很有必要。然而，实际过程中传统的远程操作因为延迟很难保证闭环性能，同时也存在着力控性能弱的问题；同时机器人自动采样受传感器精度及患者的咽后壁位姿变化的影响，不能准确地规划和跟踪采样轨迹。为了解决上述问题，通过基于虚拟人机协作的控制策略引导和约束机器人，并根据阻抗控制对调整后的轨迹进行跟踪，确保合理的采样接触力。仿真结果表明：所提出的人机协作策略能够有效地利用医务人员和机器人的优势，解决实际采样中轨迹跟踪问题。

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基于改进ＭＦＤＦＡ和随机森林的液压阀故障诊断

师冲，任燕，汤何胜，向家伟

2021 (6): 280-288. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.034

摘要 ( 205 )

PDF(6639KB) ( 149 )

多重分形去趋势波动分析（ＭＦＤＦＡ）能够有效地揭示隐藏在非线性和非平稳振动信号中的多重分形特征，而液压阀磨损产生的泄露故障信号往往具有非线性、非平稳，且不同严重程度故障信号特征难以辨识，ＭＦＤＦＡ扩展了液压阀的特征提取及故障诊断方法。然而ＭＦ ＤＦＡ去趋势多项式阶数选取的不恰当往往会出现欠拟合或过拟合现象从而产生新的波动误差。为此，提出了一种改进ＭＦＤＦＡ方法实现故障特征提取。通过建立低阶多项式信号轮廓去趋势拟合曲线和不同时间尺度固有模态函数（ＩＭＦ）之间的相关性，选取最优的ＩＭＦ模态分量的累计和将其作为信号轮廓的趋势项，进而提取分型谱参数特征。最后，通过随机森林分类器进行故障模式识别。实验结果证实了所提出的方法在电液换向阀内泄漏故障诊断中的有效性。

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基于磁流变液的行星探测器传动装置速度控制策略

李强１，华德正１，刘晓帆２，刘新华１，４

2021 (6): 289-298. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.035

摘要 ( 165 )

PDF(2823KB) ( 101 )

在变重力环境下，采用啮合传动元件的行星探测器传动装置受柔性关节影响较大。此外，行星探测器在工作过程中不可避免地会有爬升或克服障碍的动作，会对传动系统中啮合部件造成较大磨损。因此，提出变重力环境下磁流变液剪切屈服应力计算模型，阐述了磁流变液传动装置（ＭＦＴＤ）的结构和原理并建立ＭＦＴＤ控制系统的传递函数，采用磁流变液作为工作介质可大大降低传动装置接触摩擦损失。另外，设计自适应模糊ＰＩＤ速度控制策略并比较了常规ＰＩＤ控制与自适应模糊ＰＩＤ速度控制方式的仿真和实验测试，实验数据显示自适应模糊ＰＩＤ控制能够有效减小传动系统速度波动、快速调整到期望速度值以及具有较高的运动稳定性等优点。

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烟叶风分气固两相流数值模拟及物理特性测定

宋兆峰１，袁锐波２，黎西２

2021 (6): 299-306. doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.06.036

摘要 ( 129 )

PDF(2858KB) ( 119 )

为提高烟叶打叶复烤过程中风分工艺中烟叶、叶含梗、光梗的分离质量，采用图像识别技术确定了纯烟叶、叶含梗、光梗３种类型烟叶的当量球型颗粒直径，并基于固两相流仿真模拟技术分析３种烟叶的气固两相流速度场和压力场。仿真结果显示：３种类型烟叶受浮力、重力等因素影响，在风分流场中出现分层现象；３种类型烟叶速度均发生变化，速度变化由大变小依次为：纯烟叶，叶含梗烟叶，光梗；纯烟叶与部分叶含梗风分至风分出口，光梗落入网袋。

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