沈阳工业大学学报

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    电气工程
  • 电气工程
    基于机器学习的电网工程量计价预测模型
    肖立华,张博,胡伟,陈继军,韩智忠
    2021, 43(3): 241-246. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.01
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    针对电网工程量清单计价方法中,综合单价计价基础不合理、确定流程繁琐、调整不科学等问题,提出了一种基于机器学习算法的综合单价预测模型.通过研究电网工程量清单的计价规则以及综合单价的组成成分,分析了综合单价的影响因素,建立了基于决策树的随机森林模型,并在市场价格波动的情况下对综合单价实现预测.选取100个电网工程项目进行模型训练及测试.结果表明,评价指标MAPE为1.55%,MAE为9.67.验证了该预测模型的正确性及可行性,为合理确定电网工程价格提供了新的思路.
  • 电气工程
    高压大功率晶闸管反向恢复物理过程建模与计算
    刘隆晨,李亚伟,喻悦箫,陈少卿,曹运龙
    2021, 43(3): 247-253. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.02
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    为了从微观物理角度阐释大功率晶闸管反向恢复过程的内在机理,基于载流子运输方程和物理模型,结合晶闸管结构参数及边界初始条件,利用仿真软件SILVACO建立了晶闸管二维物理仿真模型.将该仿真模型与外电路拓扑结合,搭建了晶闸管反向恢复特性的器件-电路混合模型,并对晶闸管模型的电压阻断特性和反向恢复电流特性进行数值模拟,验证了模型的有效性.仿真研究了工频电流条件下晶闸管内部载流子浓度和复合率的变化规律,结果表明在工频电流正向衰减阶段,基区俄歇复合率接近SRH复合率;在反向恢复过程中,SRH复合占主导地位.
  • 电气工程
    基于改进Elman神经网络的变压器故障诊断方法
    王英洁,曹铁男
    2021, 43(3): 254-258. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.03
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    针对变压器故障诊断困难的问题,提出了一种基于改进Elman神经网络的变压器故障诊断方法.利用核主成分分析算法对Elman神经网络进行改进,通过引入累积贡献率计算得到改进Elman神经网络最优输入特征参数,基于数据集和测试集将改进Elman神经网络应用于变压器的常见故障诊断中,并将试验结果与其他故障诊断方法的诊断结果进行对比.结果表明,所提方法诊断准确率超过90%,与支持向量机和BP神经网络诊断方法相比,该方法的诊断准确率更高.
  • 电气工程
    利用旋转型压电执行器驱动的人工眼球结构
    权令伟,陈学磊,易超,鹿存跃
    2021, 43(3): 259-264. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.04
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    针对微型化人工眼球转动驱动长期以来存在的难题,提出一种利用惯性冲量式压电执行器构造紧凑旋转驱动结构的技术方案,并使用不对称锯齿波信号激励的压电陶瓷叠堆作为驱动源.结果表明,在驱动信号上升沿占周期比为0.95、激励电压为125 V、激励频率为1 kHz、滑动摩擦力为1 N的条件下,结构最外端的微镜头线速度可达2.08 mm/s.该方案具有结构紧凑、精度高、响应快等特点,为仿生眼球等视觉目标跟踪设备提供了一种新的精密驱动手段.
  • 电气工程
    基于MRF的配电网线损原因识别方法
    拜润卿,何欣,陈仕彬
    2021, 43(3): 265-269. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.05
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    为了实现对配电网中高线损位置的有效控制和快速修复,确保配电网能够持续供电,提升电力系统运行的稳定性,提出一种基于MRF的配电网线损原因识别方法.结合状态机模型建立配电网线损原因识别模型,确定与配电网线损位置有关的先验条件,利用MRF的模糊性和不确定性对配电网线损原因进行识别.结果表明,所提出方法与经典的支持向量机和神经网络分类算法相比,样本训练时间、运算时间较短,线损的原因识别正确率可达到82.6%,具有运算速度快、操作简单和识别正确率高等优点,实际应用性能良好.
    • 材料科学与工程
  • 材料科学与工程
    Mg含量对Al-xMg-1Si合金热裂敏感性的影响
    刘正,刘佳,盛晓方,刘诗萌
    2021, 43(3): 270-276. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.06
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    为了揭示Mg含量变化对铝合金热裂敏感性的影响,计算了Al-xMg-1Si合金的热裂敏感性参数,测试了合金凝固路径、枝晶相干温度和凝固区间温度等参数,并对合金热裂区域的显微组织及断口形貌进行了分析.结果表明,合金热裂敏感性随着Mg含量的增大而减小.α-初生相的枝晶干涉温度及析出温度随Mg含量的增加而降低,Mg2Si相的析出量及析出温度随Mg含量的增大而提高.随着Mg含量的增加,凝固后期晶界上共晶成分残余液相增加,Mg2Si相凝固潜热增加,Mg2Si析出对晶界的钉扎作用增强,因而合金热裂敏感性降低.
  • 材料科学与工程
    磁场对铝合金电弧增材成形及组织性能的影响
    常云龙,刘天羽
    2021, 43(3): 277-283. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.07
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    为了提高电弧增材制造成形精度,分析了纵向磁场作用下ZL114A铝合金的电弧增材成形过程,研究了磁场对电弧形态和焊后增材试件成形及性能的影响.结果表明,引入磁场后焊接电弧由原来的锥形变化为顶部收缩底部发散的形态,磁场起到了压缩电弧的作用.增材试件表面成形质量得到了明显优化,表面凹凸不平的现象基本消失.引入磁场后增材试件的熔宽增加,且随励磁电流的增大而增大.引入磁场后试件组织中α-Al晶粒得到细化,共晶硅析出相减少,使得试件的力学性能相比未加磁场时得到明显提升.
  • 材料科学与工程
    Mo对含Ru单晶高温合金显微组织和蠕变性能的影响
    杨林,程印,王新广,李龙飞
    2021, 43(3): 284-289. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.08
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    为了研究Mo含量对镍基单晶高温合金微观组织和蠕变性能的影响,讨论了Mo对高温合金的元素分配比、γ′相形态、微观结构稳定性和蠕变性能的影响.结果表明,Mo的增加有助于提高γ′相的立方度.J2合金在长期时效100 h后会析出少量TCP相,随着时效时间的延长,TCP相的析出数量随之增加,表明Mo含量的增加促进了TCP相的析出.J2合金中的位错网比J1合金更密集,密集的位错网可以有效防止位错剪切到γ相,其为J2合金具有较长蠕变寿命的原因之一.
  • 材料科学与工程
    锂离子负极材料VS4的制备与性能表征
    张学政,邵亚川,张迪,孙会兰,王波
    2021, 43(3): 290-294. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.09
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    为了解决商业化锂离子电池负极材料的理论比容量不足以满足未来市场需求的问题,采用溶剂热法分别以甲醇和乙二醇为反应溶剂制备了高结晶度VS4负极材料,并分析了VS4负极材料的电化学性能.结果表明:在0.4 A/g电流密度下经过50次循环后,VS4-甲醇电极的放电比容量约为200 mA·h/g,在0.6 A/g电流密度下经过1 000次循环后,VS4-甲醇电极的放电比容量高达280 mA·h/g,因而VS4-甲醇电极具有显著的循环稳定性;当电流密度从1 A/g返回到0.2 A/g时,VS4-甲醇电极的放电比容量可以回升到550 mA·h/g,表明VS4-甲醇电极具有良好的倍率性能.
    • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    基于RBF神经网络和遗传算法的ERT传感器优化
    颜华,张馨,王伊凡
    2021, 43(3): 295-300. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.10
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    为优化ERT传感器性能,提出一种RBF神经网络与遗传算法相结合的传感器参数优化方法.采用RBF神经网络实现传感器参数与其性能指标间的非线性映射;采用敏感场均匀性和灵敏度矩阵条件数构成传感器综合评价指标F,并以最小化F为目标函数,利用RBF神经网络计算个体的适应度函数,利用遗传算法实现了电板长度和宽度的自动寻优.结果表明,优化后的传感器在综合评价指标、重建图像的视觉效果以及重建图像误差上均有明显改善,所提方法具有较大实用价值.
  • 信息科学与工程
    多层实时网络加密数据流频繁项集挖掘方法
    蔡中民
    2021, 43(3): 301-306. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.11
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    针对多层实时网络加密数据流频繁项集常受码间干扰,现有挖掘方法缺少对干扰的抑制而导致挖掘输出效果不好、传输误码率偏高、滤波效果差的问题,提出一种基于集对分析的挖掘方法.构建频繁项集的传输信道模型,对频繁项集的输出进行聚簇性设计和跟踪识别,根据空频结构在簇首节点完成集成处理;在近场源中提取频繁项集的平均集对特征量,通过自适应滤波器进行码间干扰抑制;对经干扰抑制的加密大数据流频繁项集进行集对分析,提取频繁项集的平均集对特征量,优化挖掘函数.结果表明,该方法的抗干扰能力强,传输误码率较低,滤波效果好.
  • 信息科学与工程
    无线传感器网络数据传输路径目标识别方法
    朱永琴,田二林
    2021, 43(3): 307-310. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.12
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    为解决传统网络数据传输路径目标识别方法存在识别能耗和延迟高、准确率低问题,提出基于粒子群优化的无线传感器网络数据传输路径目标识别方法.利用路径传输效率、路径剩余负载率、有效带宽估计值制定网络数据传输路径目标识别的目标函数,并采用粒子群法对目标函数进行求解,进一步提高识别准确性.结果表明,所提方法平均识别延迟为1.8 μs,平均识别能耗为69.6 J,识别准确率较高.该方法整体识别性能优越,具有可靠性.
  • 信息科学与工程
    多温共配冷链物流车辆配送路径优化仿真
    丁艳
    2021, 43(3): 311-316. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.13
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    针对传统多温共配冷链物流车辆配送路径优化方法未考虑配送各阶段的干扰因素,存在单车装载率较低、日均转载率较低的问题,提出一种新的多温共配冷链物流车辆配送路径优化方法.在考虑多温冷链物流配送时间、配送成本、配送风险等干扰因素的前提下,构建多温共配冷链物流车辆配送路径优化模型,将多目标优化问题简化为单目标优化问题.利用量子比特描述配送路径的相关信息,结合蚁群算法对优化模型进行最优路径求解运算,实现路径优化.结果表明,该方法的单车装载率与日均转载率分别提高了29.3%和22.8%.
    • 控制工程
  • 控制工程
    基于改进灰狼算法的成品油管道泄漏定位方法
    郭颖,杨理践,张贺
    2021, 43(3): 317-323. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.14
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    针对成品油管道泄漏点定位精度不高的缺陷,提出一种基于改进灰狼算法的成品油输送管道泄漏定位方法.该方法建立超声波波速信号与管道内部压力信号的数学关系,将超声波波速信号进行局域均值分解,信号经过消噪处理后采用了小波变换进而提取出信号拐点.通过获得成品油输送管道首末站超声波波速变化的拐点时间,建立目标函数,通过改进灰狼算法估计泄漏点位置.结果表明,所提方法能够进行成品油输送管道的泄漏点准确定位.
  • 控制工程
    带扰动观测器的船舶航向自适应神经网络控制
    杨迪,郭晨,刘伟军
    2021, 43(3): 324-329. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.15
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    针对遭受未知外界扰动且存在不确定项的船舶航向非线性操纵系统,提出一种基于扰动观测器的自适应神经网络控制策略.构造神经网络逼近船舶模型中的不确定项,利用扰动观测器估计未知的外界环境干扰,并对控制量进行前馈补偿,提高控制策略的鲁棒性.应用Lyapunov函数证明了船舶航向跟踪闭环系统的误差信号一致最终有界.仿真结果表明,所设计的控制策略可以迫使船舶跟踪期望的航向.相对于传统的PID控制器,所设计的控制策略可以有效克服未知外界扰动,具有较强的鲁棒性.
    • 建筑工程
  • 建筑工程
    载体桩在黏土持力层最优桩距的分析
    杨璐,李音,于永彬
    2021, 43(3): 330-335. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.16
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    为了研究载体桩受周围桩的扰动情况并确定最优桩距,运用有限元分析软件ABAQUS对载体桩进行数值模拟分析.结果表明,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了模型的正确性.载体桩在受周围桩扰动的情况下,夯扩体向上向外移动,扰动范围为3 m以内,最优桩距为2.4 m;在黏土持力层中,当夯扩体直径为1~1.2 m时,载体桩最优桩距为夯扩体直径的2倍;当夯扩体直径大于等于0.8 m且小于1 m时,载体桩最优桩距略大于夯扩体直径的2倍.
  • 建筑工程
    全钢防屈曲钢板剪力墙抗震性能模型试验
    张延年,杨哲,吴献,闫伟博
    2021, 43(3): 336-341. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.17
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    针对约束板厚度对全钢防屈曲钢板剪力墙结构体系抗震性能的影响问题,对不同厚度约束板的全钢防屈曲钢板剪力墙进行了低周往复荷载试验,研究了剪力墙的受力特点与破坏模式,分析了约束板厚度对剪力墙的承载力、刚度、耗能能力的影响规律.结果表明:约束钢板对内嵌板具有一定屈曲抑制作用,剪力墙的刚度退化趋势较为平稳;随着约束板厚度的增加,局部贯通的褶皱明显减少;增加约束板厚度能够显著提高剪力墙的屈服荷载和极限荷载,在加载后期,承载力退化加速.
  • 建筑工程
    基于DEMATEL和ISM的支模脚手架高处坠落事故致灾因素建模
    曾凡奎,王婷
    2021, 43(3): 342-348. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.18
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    为了找出支模脚手架高处坠落事故致灾因素间的内在联系与层次结构,在通过事故调查法构建了包含13个致灾因素体系的基础上,采用决策试验与评价实验法(DEMATEL)构建综合影响矩阵,对因素体系进行了原因集合与结果集合的分类,采用解释结构模型法(ISM)对各因素间复杂的逻辑关系进行级别分配,构建了8层递阶结构模型.混合建模结果表明,引起事故发生的致灾因素可归纳为基础性因素、间接因素与直接因素,其中安全教育及制度缺乏和安全文化氛围缺失为重要的基础性因素,应急救援行动失败、架体出现局部或整体坍塌为关键性直接因素.
  • 建筑工程
    GFRP管约束钢骨混凝土构件受弯非线性分析
    樊成,王家祥,宋志刚
    2021, 43(3): 349-355. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.19
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    为了研究玻璃纤维增强塑料管(GFRP)约束钢骨混凝土构件的受弯力学性能,采用ABAQUS软件建立组合构件的有限元模型,系统分析了纤维缠绕角度、剪跨比和混凝土强度等级对GFRP管约束钢骨混凝土构件受弯力学性能的影响,并建立承载力公式.结果表明:纤维缠绕角度、管壁厚度和剪跨比等对构件的受弯承载力影响较大,而混凝土强度等级对受弯承载力的影响较小;受弯承载力随GFRP管管壁厚度、纤维缠绕角度、混凝土强度等级和钢骨强度的增加呈线性增长,随着钢骨截面积的增加呈抛物线型增长,随剪跨比的增加呈抛物线型趋势下降,所得数值模拟计算结果与试验结果具有较好的一致性.
  • 建筑工程
    致密砂岩中液态CO2和水压裂试验
    高志亮,穆景福,马东东,南蓓蓓,胡大伟
    2021, 43(3): 356-360. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2021.03.20
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    为了充分理解致密砂岩中液态CO2压裂机理,利用钻井岩芯结合CT扫描技术和核磁共振技术研究了致密砂岩的破裂形态和破裂裂纹尺寸特征受压裂介质的影响.结果表明:相对于水力压裂,液态CO2压裂可显著降低岩石破裂压力和增加破裂裂纹弯曲度,在破裂宏观裂纹尺寸特征上两者存在相似性,而液态CO2压裂更易诱导微小裂纹萌生;液态CO2具有粘度低、易扩散等特性,可扩散至微小孔/裂隙中,诱导微小裂纹的萌生和影响破裂裂纹的扩展过程,使得裂纹间贯通性差;而水力压裂中压裂介质扩散产生孔隙压力的影响相对较小,造成破裂压力较高,破裂形态较平整,裂缝较宽.