沈阳工业大学学报

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    电气工程
  • 电气工程
    计及季节与趋势因素的综合能源系统负荷预测
    张铁岩,孙天贺
    2020, 42(5): 481-487. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.01
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    针对复杂影响因素下综合能源系统月度负荷预测精度低的问题,提出基于时间序列特征分解的月度负荷预测模型.利用时间序列分解方法将负荷数据分解为季节分量、趋势分量与随机分量,根据各分量随时间变化的特性,分别采用向量自回归模型、最小二乘支持向量回归与平均值法进行预测.各分量预测结果的投影重构值作为月度负荷的预测值,并考虑了季节拐点与区域经济因素对月度负荷的影响.实例分析证明该方法能够有效提高综合能源系统的月度负荷预测精度.
  • 电气工程
    直流输电换流阀晶闸管级阻抗测试系统设计
    刘隆晨,汪万平,苏明虹,张鹏,唐世雄
    2020, 42(5): 488-492. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.02
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    为了满足高压直流输电换流阀晶闸管级阻尼回路阻抗现场测试的需要,基于STM32F4ZGT6控制器的高精度参考电阻自动切换技术,提出了一种晶闸管级阻抗快速检测方法,并设计了测试系统的高频正弦信号产生模块、高精度基准电阻选择切换模块、电压信号调理采集模块和STM32控制模块.将晶闸管级阻抗测试系统应用于特高压换流阀晶闸管级的阻抗检测与结果判定.结果表明,阻抗测量误差小于5%,满足现场工程应用需求.
  • 电气工程
    基于量子算法的电热系统双层优化模型
    邓博夫,张铁岩,回茜
    2020, 42(5): 493-498. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.03
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    为了减少弃风弃光等问题并提高能源利用率,提出了一种基于实数量子算法的电热联合系统双层优化模型.利用电力市场中动态电价方式,根据风电日前预测值和电/热负荷预测值,通过电价补偿引导热电联产系统和热泵的行为.采用KKT条件将双层模型转化成单层问题后,提出了一种基于实数量子算法的求解方式,并以6节点电力系统和8节点热力联合系统进行仿真分析.仿真结果表明,所提出方法能有效减少弃风,同时提高电力系统的收益.
  • 电气工程
    基于OLAP技术的电力客户能效评估模型
    许娟,郭素平,戴鸿昊,易同燕,袁晓丹
    2020, 42(5): 499-503. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.04
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    为了提高电力客户的能源利用效率,基于OLAP技术建立了电力客户能效评估模型.通过介绍和分析OLAP技术的概念与工作原理,确定评估模型的状态因素集合,设计了电力客户能效评估的指标体系,同时引入下钻和上卷等数据处理方法,建立了电力客户的能效评估模型.使用原始能效数据,对能效评估模型进行了理论性评估和分析.结果表明,该评估模型理论上可以明显评估客户电能使用的科学性,实现节约能源和降低污染的目的.
    • 材料科学与工程
  • 材料科学与工程
    液态模锻6061铝合金轮毂组织及性能
    袁晓光,孟凡博,林雪健,黄宏军,崔泽文
    2020, 42(5): 504-508. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.05
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    采用液态模锻成型时,为了研究铝合金轮毂不同部位的微观组织和力学性能,利用金相显微镜和拉伸试验机对液态模锻6061铝合金轮毂不同部位的组织及性能进行了研究.结果表明:外轮缘处晶粒最细小,而轮辐部位的晶粒最粗大;外轮缘的抗拉强度和伸长率最高,可以分别达到371 MPa和16%,轮辐部位的抗拉强度强度和伸长率最低,分别为346 MPa和9%.轮辋处的合金晶粒大小不一,且部分晶粒被拉长变形,这是由于该处糊状金属流动产生的冲刷和挤压所致.
  • 材料科学与工程
    表面滚压强化A473M钢的组织及性能
    张松,刘也川,谭俊哲,关锰,陶邵佳
    2020, 42(5): 509-514. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.06
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    为了提高A473M马氏体不锈钢表面的耐磨性能,采用滚压加工强化不锈钢表面,对其组织及性能进行研究,并确定了最佳工艺参数.采用扫描电子显微镜、白光干涉仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对不锈钢的硬化层组织、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能进行表征.结果表明,当滚压进给量由0.05 mm/r增加至0.15 mm/r时,不锈钢表面粗糙度变化趋势呈“∨”形,表面显微硬度和磨损性能的变化趋势呈“∧”形.当进给量为0.1 mm/r且表面粗糙度为62.7 nm时,不锈钢硬化层组织明显细化,滚压层表面显微硬度达到550 HV且为基材的2.2倍,硬化层深度达到200 μm,相对耐磨性为3.7.
  • 材料科学与工程
    反电晕强化低温等离子体技术处理含甲醛废气
    沈欣军,李家仁,梁旭,谷建龙,周伟
    2020, 42(5): 515-519. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.07
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    针对室内和工业中游离甲醛污染问题,在传统电晕放电的基础上,采用反电晕强化低温等离子体技术降解含甲醛废气以去除污染.分析了电极针数和放电间距对反电晕放电特性的影响,并探究了不同参数对含甲醛废气降解效率的影响.结果表明,当放电间距为30 mm、电极针数为10针时,反应器放电稳定且处理效果最佳.在反电晕放电条件下,随着放电电压的升高,放电电流相对电晕放电时增加得更加迅速,甲醛去除率也不断提高,当电压达到32 kV时,甲醛去除率达到57.4%.
  • 材料科学与工程
    磷氮阻燃固化剂对环氧树脂阻燃性能的影响
    厉安昕,毛萍莉,梁兵
    2020, 42(5): 520-525. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.08
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    为了提高环氧树脂固化体系的阻燃性能,以1,3-丙二胺(DPAN)和苯膦酰二氯(PPDC)为主要原料合成一种新型磷氮反应型阻燃固化剂(PPDPA),对合成化合物的组织结构和热性能进行了表征.以不同比例PPDPA为固化剂,制备一系列具有不同磷含量的阻燃环氧树脂,并对其进行热性能分析和阻燃性能测试.结果表明,添加PPDPA的环氧树脂体系的500 ℃残炭明显高于EP/DPAN体系,且残炭表面磷碳层具有明显的发泡现象.当磷的质量分数达到2.12%时,EP-2样品成功通过UL94 V-0阻燃等级测试,LOI值达到28.3%,PPDPA在环氧树脂材料中表现出了良好的阻燃性能.
    • 机械工程
  • 机械工程
    HNBR与DBP共混物玻璃化温度及机械性能分子模拟
    王世杰,孙小涵,杨斌,唐美玲,孙静婷
    2020, 42(5): 526-531. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.09
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    为了分析邻苯二甲酸二丁酯对氢化丁腈橡胶性能的影响,利用COMPASS力场模拟了氢化丁腈橡胶和邻苯二甲酸二丁酯共混体系,预测HNBR与DBP共混物的混溶性、玻璃化转变温度和机械性能.通过分析HNBR/DBP共混体系中密度随温度变化的模拟结果发现,HNBR/DBP共混体系的密度与玻璃化转变温度均随着DBP体积分数的增加而呈现规则变化.不同含量DBP对HNBR性能影响的预测结果表明,适量加入DBP可有效改善HNBR的机械性能,并有效提高共混物的延展性与灵活性.
  • 机械工程
    不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真
    刘峰,李宏伟,张双楠,蔡桂喜,李建奎
    2020, 42(5): 532-539. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.10
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    针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.
    • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    基于动态帧时隙ALOHA的危险品运输RFID防碰撞算法
    魏福禄,刘攀,李志斌,孙锋,郭永青,曹宁博
    2020, 42(5): 540-544. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.11
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    针对危险品运输ALOHA算法随着标签数目的增多系统性能逐渐下降的问题,对射频识别系统和固定帧时隙ALOHA算法工作原理进行分析,运用Matlab辅助工具建立了基于动态帧时隙ALOHA算法危险品运输RFID防碰撞模型.实例分析和仿真验证结果表明,基于固定帧时隙ALOHA算法的系统效率在标签数为60时达到最高,之后随着标签数增多系统效率迅速下降;在标签数为0~100时,基于动态帧时隙ALOHA算法的系统效率随着系统标签数的增加而逐渐增加,并最终达到35.2%,具有较好的鲁棒性,能够有效提升危险品运输的安全水平.
  • 信息科学与工程
    基于加权质心算法的无线网络节点定位方法
    张维,赵亮
    2020, 42(5): 545-548. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.12
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    为了提高无线传感器网络节点定位技术准确性,提出了改进的加权质心算法节点定位方法,以常态方程代入解得坐标后的误差倒数作为权值,并利用权值差别处理具有不同定位误差的不同定位结果,较小误差的倒数对应较大的权值,较大误差的倒数对应较小的权值,来提高定位准确性.通过对传统质心算法和改进加权质心算法进行MATLAB仿真,估测出定位节点的位置坐标.仿真结果表明,改进加权质心算法相较传统质心算法具有定位精度高、用时少等优势.
  • 信息科学与工程
    基于AES-128密码算法的嵌入式系统安全
    黄灿英,汪莹,陈艳
    2020, 42(5): 549-553. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.13
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    针对嵌入式系统的安全性问题,提出了基于AES-128算法的安全实现方案.基于密码算法实现准则的优先级分析,详细阐述了AES-128算法的S盒、行移位和列混合等子部件的具体设计,形成了嵌入式系统的安全实现方案.利用差分功耗分析和相关性功耗分析技术,对该实现方案进行了多次攻击测试,从而验证该方案的安全性.结果表明,在一定计算条件下,基于AES-128算法的安全实现方案具有较高的安全性,可以抵抗DPA攻击和CPA攻击.
  • 信息科学与工程
    一种低功耗高共模抑制比运算放大器设计
    冯开平,周佳胤,罗立宏,叶海
    2020, 42(5): 554-558. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.14
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    为了解决传统伪差分跨导运算放大器共模抑制比较差的问题,提出了一种新型低功耗伪差分CMOS运算跨导放大器.通过共模前馈技术消除了电路输出节点处的输入共模信号,以便以最小的面积成本、功耗和寄生分量来提高共模抑制比(CMRR),并采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺对该OTA进行模拟仿真.仿真结果表明,在2 pF电容负载下,该OTA的直流增益为46.4 dB,增益带宽为14.5 MHz,相位裕度为85°.该OTA的CMRR高达110.1 dB,且在1.2 V单电源电压下,其功耗仅为28.6 μW,面积仅为33×10-5 mm2.
  • 信息科学与工程
    基于同态加密机制的云平台计算安全与完整性保护算法
    王志高,邓科,严利雄,王身丽,李挺
    2020, 42(5): 559-563. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.15
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    针对云平台潜在的信息泄露、数据种类多样的风险,提出了一种基于同态加密机制的云平台安全保护算法,采用该算法对加密后的用户数据进行安全计算.使用同态加密算法保护用户详细信息,采用数据完整性隐私保护算法实现数据完整性验证,并采用RS编码算法在数据遭受破坏时恢复出原始数据.基于阿里云平台的仿真测试与实验结果表明,所提出的算法能够以较小的计算代价实现云平台数据安全保护,并能恢复出被破坏的数据.
    • 控制工程
  • 控制工程
    用于高压电气设备监测装置的激光发生器
    林海艺,何国华,莫琼锋,黎丽,黄俊潮,陈晨
    2020, 42(5): 564-568. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.16
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    针对电网中的高压电气设备监测装置稳定性受其供电电源影响的问题,为了保证其能够长期稳定运行,研制了高稳定性激光供电发生器.激光供电发生器由主控制器单元、脉冲信号发生单元、压控恒流源单元和保护电路单元组成.采用线性深度负反馈提高激光供电发生器长期稳定性,为了进一步提升系统稳定性,对MOSFET输出特性曲线采用高精度分段拟合,构成二阶稳定系统.结果表明,最窄驱动脉冲宽度为15 ns,最大驱动脉冲幅值为10 A,长期稳定性优于3×10-6,为高压电气设备监测装置在电网中的稳定运行提供保障.
  • 控制工程
    新高次四维超混沌系统的广义反同步
    郑莉,孙常春
    2020, 42(5): 569-572. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.17
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    为了将新的、特殊的混沌系统应用在保密信号、图像加密和电路实现等领域,提出了一个带13次项的超高次四维超混沌系统.通过计算机模拟出了三维空间及二维平面相图,计算了Lyapunov指数谱,分析了该系统的平衡点.根据Lyapunov稳定性理论,设计出非线性反同步控制器,在反同步控制器的作用下,驱动系统与响应系统能够迅速同步.通过Matlab试验平台验证了该控制器的有效性.
  • 控制工程
    基于移动互联网的心电脉搏信号动态监控系统
    吴涛,李里亚
    2020, 42(5): 573-577. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.18
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    为了能够对心脑血管疾病患者的主要生理特征进行远程实时动态监控,引入移动互联网的思想,设计了心电脉搏信号动态监控系统.采用微处理器ADuCM350为控制核心设计了腕带式终端,对压电陶瓷和传感器AD8232输出的微弱信号进行处理,获取了高精度的脉搏和心电信号,并通过移动4G网络接入互联网,实现与云服务器OneNET的数据实时交互.结果表明,设计的监控终端测量平均误差仅为0.24%,系统工作稳定可靠,能够联动医疗团队和救援机构,为挽救心脑血管疾病患者的生命争取宝贵时间.
    • 建筑工程
  • 建筑工程
    基于AR模型的大跨悬索桥脉动风速时程模拟
    白泉,徐樊,杨少波
    2020, 42(5): 578-582. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.19
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    为了解决风荷载的输入问题,分析桥梁风致振动响应,提出了基于AR模型的脉动风速时程模拟方法.基于线性滤波法的AR数值模型,依据AIC准则确定了模型的阶数,利用MATLAB语言,采用Kaimal谱编制了随时间和空间变化的脉动风速时程模拟程序;对某大跨悬索桥的主梁、主缆及主塔表面的风速时程进行数值模拟,根据工程实际确定了特定参数的取值,运用功率谱密度函数及互相关函数,考虑空间相关性,对结果进行验证.结果证明,本文方法简便快捷,模拟值同目标值吻合,能够较好地解决风荷载的输入问题.
  • 建筑工程
    鱼腹式钢箱梁横向剪力滞效应分析
    李艳凤,罗天泽,包龙生
    2020, 42(5): 583-588. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.20
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    为了揭示鱼腹式钢箱梁剪力滞系数分布规律和结构参数对钢箱梁剪力滞效应的影响,通过使用有限元分析软件Midas/civil建立鱼腹式连续钢箱梁空间板壳模型,系统分析了鱼腹式钢箱梁在均布荷载、集中荷载和偏载作用下的剪力滞系数横向分布规律和纵向加劲肋厚度对剪力滞效应的影响.结果表明:在均布荷载、集中荷载和偏载作用下,鱼腹式钢箱梁剪力滞效应明显,不同截面同一位置剪力滞系数不同;通过适当地增加顶板加劲肋的厚度,可以使剪力滞系数明显下降,降低了剪力滞效应.
  • 建筑工程
    自密实再生混凝土梁斜截面抗裂试验与计算
    姚大立,黄潇宇,余芳
    2020, 42(5): 589-594. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.21
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    为了研究自密实再生混凝土梁斜截面抗裂性能,分析了混凝土种类和配箍率等因素对其斜截面抗裂性能的影响.结果表明:混凝土种类和强度对自密实再生混凝土梁破坏形态无影响,而配箍率和剪跨比影响梁破坏形态;自密实再生混凝土梁剪切耗能能力较普通混凝土梁好,且工作荷载下自密实再生混凝土梁斜裂缝宽度要小于普通混凝土梁;提高剪跨比和降低混凝土强度均可减小斜截面开裂荷载,而混凝土种类和配箍率对梁斜截面开裂荷载无影响.
  • 建筑工程
    基于BP神经网络的地下管廊施工质量控制
    张军,王帅,张玉丽
    2020, 42(5): 595-600. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2020.05.22
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    为了促进工程施工质量前期控制在地下管廊工程中的应用,结合BP神经网络基本理论,提出了一种基于人、材料、机械设备、施工方法和环境五大质量影响因素(即4M1E)的量化处理方法.通过MATLAB R2014a数值仿真模拟软件实现对4M1E的量化处理,建立了地下管廊施工质量前期预测模型,并对该模型结果进行了测试与验证.结果表明,模型中的预测值与期望值基本一致,证明了该模型是有效的、可靠的,进而对地下管廊施工质量前期控制有着重要的参考价值.