沈阳工业大学学报

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电气工程

负载均衡优先的改进优先级表调度算法

葛维春,叶波

2017, 39(3): 241-247. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.01

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针对当前云计算环境下DAG任务调度时存在的负载失衡、任务调度效率不高的问题,提出了一种负载均衡优先的改进优先级表调度算法(LS-IPLB).算法将云计算集群中虚拟机的状态参数变化抽象成空间中的参数向量变化,给出实时衡量云计算集群的负载均衡性方法,并作为虚拟机选择权值的重要参数.同时以任务执行代价、任务的出度和任务间的通信代价作为参数计算任务优先级,并在任务调度时采用任务复制策略进一步优化调度过程.结果表明,LS-IPLB算法能有效缩短DAG任务图的完成时间,并实现了良好的负载均衡性.

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电气工程

多并网逆变器耦合谐振特性

朱小会,袁玉霞,张庆辉

2017, 39(3): 248-252. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.02

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针对多LCL滤波型并网逆变器并联并网系统的复杂耦合谐振问题,建立单台逆变器的数学模型,并扩展成多台逆变器并联系统的数学模型.考虑逆变器自身、并联逆变器和电网单独作用时的等效电路模型,提出一种基于叠加定理的多逆变器并联系统小信号等效简化电路.利用频域分析法仿真分析了多逆变器并联的耦合谐振特性,并与单台逆变器谐振特性进行了对比分析,结果表明,多逆变器并联系统会出现额外的谐振尖峰,且谐振峰值和频率与并联逆变器的数量有关.

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电气工程

基于双派克变换的新型三相锁相环技术

李研达

2017, 39(3): 253-257. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.03

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针对电网电压不平衡故障时,三相锁相环输出存在二倍频谐波扰动问题,提出了一种基于双派克变换的新型锁相环.对电压信号分别进行正序派克变换和负序派克变换,并将负序派克变换中的直流量乘以变换矩阵,通过交叉解耦可消除正序派克变换中的二倍频分量,有效提取了基波正序直流分量,可实现电网电压不平衡条件下的相位和频率准确跟踪.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,分析了锁相环在电网不平衡下的稳态响应.结果表明,本文提出的锁相环较传统的锁相环而言,在电网故障下更能精确检测电压相位和频率信息.

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材料科学与工程

熔融Zn液对金属Ni腐蚀机理的影响

李德元,黄鹤,王亚新,郑晓辉

2017, 39(3): 258-263. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.04

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为了研究金属Ni在熔融锌液中的失效机理,将纯Ni金属和利用等离子喷涂技术制备的Ni涂层试件分别在530 ℃锌液中浸蚀不同时间,并制备得到金相试样.利用扫描电子显微镜和能谱仪观察腐蚀层的组织形貌和相成分变化,利用X射线衍射仪检测了腐蚀层中的生成相.结果表明,通过反应扩散Ni与Zn在腐蚀层以层状形式生成了不同化合物,从而逐渐消耗金属并将最终导致其失效.此外,纯Ni金属在锌液中的腐蚀速率为0.006 04 g/(cm²·h).

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材料科学与工程

T6处理对真空压铸AM50镁合金腐蚀行为的影响

杨林,胡斌,陶欣慈,林立,刘正

2017, 39(3): 264-268. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.05

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为了研究不同时效工艺对真空压铸AM50镁合金耐蚀性的影响,通过静态失重实验和电化学实验研究了T6处理后AM50镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,合金经过170和230 ℃时效处理后腐蚀速率的变化情况基本类似,均为先降低后升高,最后达到一个稳定值.但经过230 ℃时效处理后合金的耐蚀性远差于经过170 ℃时效处理后的情况,且达到腐蚀速率最低点所需时间更长.不同时效处理后的合金具有相似的电化学腐蚀行为,腐蚀电位无明显变化规律,而腐蚀电流密度与腐蚀速率的变化趋势近乎一致.腐蚀速率随腐蚀时间的延长而下降,并最终保持一个较为稳定的数值.此外,合金腐蚀速率的理论值和实测值相吻合.

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材料科学与工程

基于人工神经网络含稀土元素熔敷金属力学性能预测

郭永环,孟祥里,郭妍,范希营,张亮

2017, 39(3): 269-274. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.06

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为了提高焊条的力学性能并缩短焊条研发周期,在E4301型焊条药皮配方基础上加入了CeO₂和稀土元素La,并对焊条进行了力学性能试验.对试验数据进行分析后发现,加入适量的稀土元素可以改善焊条的力学性能.利用典型BP和RBF神经网络分别建立力学性能预测模型.将焊条中的CeO₂、La、Si、Mn含量与焊接速度作为预测模型的输入变量,将熔敷金属的抗拉强度、下屈服强度、断后伸长率与热影响区平均硬度作为输出变量.结果表明,将BP和RBF神经网络用于对含稀土焊条力学性能的预测是可行的,且RBF神经网络模型的预测精度和效率要高于BP神经网络模型.

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材料科学与工程

原位自生TiC颗粒对铁基耐磨堆焊金属的影响

贾华,刘政军,勾健,苏允海

2017, 39(3): 275-279. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.07

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为了研究原位自生TiC颗粒对堆焊层组织与性能的影响,采用药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备了Fe-Cr-Ti-C堆焊合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金进行了分析.结果表明,加入的Ti元素可在堆焊层中原位生成TiC硬质相颗粒,并促进M₇C₃硬质相的生成,从而起到细化晶粒的作用.当生成的TiC和M₇C₃硬质相数量较多且弥散分布于金属基体中时,这些硬质相可起到相应的抗磨骨架作用,从而提高了堆焊金属的耐磨性.当药芯焊丝中Ti元素的质量分数为7%时,堆焊层性能最佳,其硬度值为61.6 HRC,磨损量为0.390 4 g.

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机械工程

基于响应曲面法切削温度变化规律及粘焊影响

郑敏利,冯景洋,张为,陈金国,吴磊

2017, 39(3): 280-285. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.08

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为了研究硬质合金刀具切削不锈钢材料时刀-屑粘焊的临界条件,并获得切削参数对切削温度及粘焊累积的影响规律,采用Design-Expert软件响应曲面法进行分析.通过三因素三水平试验建立了在硬质合金刀具切削1Cr18Ni9Ti不锈钢过程中切削温度的预测模型,并对相应的回归模型进行了分析,证明了预测模型以及对应因素的显著性.结果表明:该预测模型较为准确,具有较好的可靠性和实用性;刀-屑粘焊的温度区范围一般不超过800 ℃;刀具前刀面粘焊微观形貌呈现一定程度的颗粒扎堆状态;切削速度和进给量的交互作用对切削温度的影响最为显著.

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机械工程

高能效高速稳态铣削参数优化

胡韶华,何彦,刘飞

2017, 39(3): 286-291. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.09

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为了提高铣削加工的能量利用率,提出了一种以无颤振切削为约束条件,以能量利用率为优化目标的铣削参数优化方法.基于机床的能耗特性,建立了提高能量利用率的无颤振铣削参数优化模型.利用切削稳定域图确定主轴转速的优化区间,利用切削力、切削功率、切削速度等条件确定切削深度、切削宽度及进给速度的优化区间,并通过合理选择各参数的优化步长快速获得切削参数.以五轴雕铣机为实验机床,45^#钢为切削材料进行了验证试验,结果表明,该参数优化方法使能量利用率得到了较大提高.

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信息科学与工程

基于蜂群单阈值分割的SRC板材缺陷分类方法

魏晓慧,马晓珍,刘亚秋

2017, 39(3): 292-298. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.10

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针对传统单阈值板材缺陷分割算法易陷入局部最优、早熟以及收敛速度慢等缺点,提出了一种基于改进蜂群算法的单阈值分割算法.为了提高缺陷分类准确率并减少运算量,将稀疏表达分类器(SRC)运用到板材缺陷分类过程中.改进算法每次迭代都会同时进行全局和局部搜索,且侦查蜂随机全局选取蜜源以加快收敛速度,搜索半径可以根据时变搜索参数进行自适应调整,SRC可将缺陷分类问题转换为求最稀疏系数解的过程.结果表明,本文算法可以准确快速地计算出最佳分割阈值,并将分类准确率提高到90%以上,具有一定的可靠性与可行性.

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信息科学与工程

基于Kinect的典型零部件识别与定位

张志佳,魏信,周自强,钟玲,何欣

2017, 39(3): 299-303. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.11

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针对自动化拆卸的零部件识别与定位问题,提出了一种结合深度信息的典型零部件图像识别与定位方法.利用Kinect传感器获取彩色图像与深度图像,提取出两者之间的仿射变换矩阵,实现彩色图像的矫正;根据相关系数匹配法实现矫正后的彩色图像零部件识别;利用彩色图像与深度图像的对应关系对零部件进行定位.针对典型零部件,对Kinect传感器获取的图像进行仿真实验与处理,结果表明,该方法能对目标进行识别与定位,验证了方法的有效性.

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信息科学与工程

一种新的博弈树迭代向前剪枝搜索

孙若莹,宫义山,赵刚

2017, 39(3): 304-310. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.12

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针对博弈树迭代加深搜索和向前剪枝搜索中误剪最佳分支的弱点,利用向前剪枝搜索与预评估搜索间的双重迭代调用,提出了一种新的博弈树迭代向前剪枝搜索方法.预评估搜索通过节点排序及调整剪枝比率可以更加准确地选取排序在前的最佳分支,进而使迭代向前剪枝搜索实现在预评估所保留的最佳分支方向进行深度搜索,二者迭代相互调用以提高向前剪枝搜索的有效性及效率.定性分析与中国象棋计算机博弈实验结果表明,迭代向前剪枝搜索提高了实时行棋决策的效率和效果,与α-β剪枝搜索相比,提高的搜索效率超过160倍,同时取得了胜负比近7倍的博弈效果.

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信息科学与工程

基于TDLAS-WMS的高灵敏度电子鼻传感器设计

陈思慧

2017, 39(3): 317-321. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.14

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为了对痕量有害气体(甲烷为例)进行非接触式检测,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)相结合的检测技术,采用中心波长为7.5 μm的量子级联激光器(QCL),设计并研制出高灵敏度电子鼻传感器系统.在室温条件下,通过调节QCL注入电流,使其发光光谱扫过甲烷(CH₄)气体吸收谱线.同时采用紧凑型herriott气室(长度为40 cm,容积为800 mL),使得系统总光程达到16 m.利用该传感器系统,对不同浓度的CH₄进行测量,结果显示,测量相对误差小于7%,检测下限为1×10^-9.同时,研究人员可以通过更换其他激射波长的QCL,实现对其它有害气体的检测.

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信息科学与工程

基于线性多尺度模型的计算机网络数据流量预测

段华琼,唐宾徽

2017, 39(3): 322-327. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.15

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为了解决网络安全监控问题,提出了一种用于预测网络流量的算法.通过多个不同尺度的线性模型进行网络数据的组合预测,每个尺度的线性模型由经过滤波器滤波后的部分原始数据估计得到,最终的预测流量数据由多个尺度线性模型的平均预测值得到.选择的线性模型为自回归滑动平均模型,且尺度较小的线性模型对应自回归滑动平均模型的阶数较高.结果表明,本算法的预测精度高,整体预测误差的均值在10^-3量级.

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控制工程

基于差分进化算法的供热节能控制系统

闫峰

2017, 39(3): 328-332. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.16

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针对公共建筑集中供热系统能耗高、自动调节和实时监控难度大的问题,将数字温度传感器、芯片控制技术及CAN总线技术结合到一起,设计了一种基于差分进化算法的神经网络控制的公共建筑集中供热系统.系统具有降低遗传算法复杂性、快速收敛的优势,且自适应能力较强,能够实现供热流量自动调节和网络实时监控.为了验证该系统的节能效果,与传统节能控制系统的供热消耗进行了试验比较,结果表明,该系统最低平均节能10.1%,最高节能16.3%,节能效果更好.

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控制工程

基于置乱切换决策机制和声搜索的图像加密算法

陈煜欣

2017, 39(3): 333-339. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.17

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为解决当前图像加密算法因其置乱过程存在周期性而难以有效降低相邻像素间的紧密度,导致其安全性不高的问题,提出了一种置乱切换决策机制耦合动态和声搜索的图像加密算法.将明文分割成均等图像子块,通过Logistic映射形成一组随机数组,并定义置乱切换决策机制,根据切换参数选择合适的置乱函数对各子块进行置乱.以图像熵值与相邻像素间的紧密度为目标函数,替换传统的和声搜索模型.通过改进和声搜索机制输出的最佳密钥设计像素加密函数并反复搜寻优化,使相邻像素间的紧密度最小.结果表明:与当前图像加密技术相比,所提算法的安全性更高,具有更高的抗剪切攻击与抗差分攻击能力.该算法能够较好地用于QR二维码以及数字图像的信息加密.

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控制工程

三维人体运动跟踪中形状特征表述重建

周斌,马玲

2017, 39(3): 340-345. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.18

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针对在重建三维人体运动跟踪形状特征时,人体运动姿态重建结果与真实值具有较大偏差且不能长时间有效跟踪的问题,提出基于联合优化法的三维人体运动跟踪形状特征表述重建方法.采用POCS算法将三维人体运动跟踪中的形状捕捉问题转换为正则规划问题,实现对三维人体运动跟踪中的形状捕捉.采用Bayes理论统计估计方法,将捕捉到的形状数学建模问题转化为目标函数最大化问题.采用Fisher线性判别分析法对三维人体运动跟踪中的形状特征点进行自动定位,利用联合优化法重建已经定位的形状特征表述.结果表明,所提方法可以有效捕捉三维人体运动跟踪中的形状特征,且重建精度较高,准确性较好.

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建筑工程

GFRP管-混凝土-钢管组合柱轴压性能

李文,杨思雨,那昱

2017, 39(3): 346-351. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.19

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为了研究构件在不同混凝土强度和试件尺寸下的力学性能,进行了两根GFRP管-混凝土-钢管组合柱(DSTC)轴压构件的试验研究,并运用非线性有限元分析软件ANSYS,在正确建立分析模型的基础上,对8个轴压构件的荷载-应变曲线及极限承载力变化趋势进行了模拟分析.结果表明:提高混凝土强度等级时,DSTC的力学性能得到了显著提高;当试件尺寸不同时,尺寸效应对不同混凝土强度等级的DSTC力学性能的影响程度不同.

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建筑工程

圆形和方形配筋钢管混凝土短柱受压性能比较

魏华,张臻,王海军

2017, 39(3): 352-356. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.20

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为了研究圆形和方形配筋钢管混凝土柱受压性能,对圆形和方形的中空钢管柱、素混凝土钢管柱及配筋钢管混凝土柱共30个试件进行了轴压试验,在混凝土截面积、钢管截面积和钢筋截面积稍有差别的条件下,对圆形和方形柱试件的承载力、变形性能、合成效果以及破坏模式进行了对比分析.结果表明,圆钢管混凝土柱的承载力高,变形性能好,受压性能比方钢管混凝土柱更优越;就破坏模式而言,和圆钢管混凝土柱相比,方钢管混凝土柱对于屈曲变形更为有利.

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建筑工程

OSB板纹理对连接性能的影响

刘朋,徐敬文,宁宝宽,金生吉

2017, 39(3): 357-360. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.03.21

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针对定向刨花板水平和垂直纹理会对冷弯薄壁型钢C型骨架柱连接力学性能产生影响的问题,进行了10个定向刨花板与冷弯薄壁型钢C型骨架柱静力拉伸试验,分析了定向刨花板的水平、垂直纹理对破坏形式、连接刚度及极限承载力的影响.结果表明:垂直纹理试件呈现纤维撕裂破坏,承载力比水平纹理试件高约10%;水平纹理试件为木质纤维剪切破坏,连接刚度比垂直纹理试件高约8%.试验为冷弯薄壁型钢-定向板结构设计提供了设计参考.

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