沈阳工业大学学报

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    电气工程
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    基于萤火虫算法改进BP神经网络的电力用能行为预测方法
    吴明兴, 谷昊霖, 别佩, 陈青, 杨塞特
    2023, 45(3): 241-246. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.01
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    针对BP神经网络由于随机初始化权重和偏置导致对用电情况预测的误差偏大且容易陷入局部最优的问题,提出了一种利用萤火虫算法对BP神经网络的权重和偏置进行优化的电力用能行为预测方法.该方法基于用户不同时间段的用电量数据提取时间序列特征,并采用K-means聚类算法对用电行为类似的用户进行聚合及分析,从而建立电力负荷预测模型对每类用户的负荷加以预测.实验结果表明,基于萤火虫算法改进BP神经网络预测模型的均方根误差以及平均绝对误差百分比均低于BP神经网络模型,能够合理地对电力用能行为进行预测.
  • 电气工程
    基于GIM技术和YOLOv3深度网络的三维电网建模及校验方法
    白汗章, 郭科, 常亮
    2023, 45(3): 247-252. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.02
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    针对当前电网三维建模中易出现模型错误且与标准存在差异等问题,提出了一种基于GIM技术和YOLOv3深度网络的三维电网建模及校验方法.该方法基于GIM技术来构建电网的三维模型,并利用YOLOv3深度网络对其电气设备类型加以检测.同时根据设定的校验规则对电气距离进行安全校验,从而保证电网三维模型的真实性与安全性.基于新建220 kV变电站数据对所提方法进行的实验分析结果表明,所得变电站三维模型能够呈现各类参数,校验结果的准确率、召回率和F1值分别为92.48％、96.71％及94.55％,能够满足实际应用需求.
  • 电气工程
    基于BGA的配电网可靠性自恢复方法
    吴争荣, 包新晔, 尹立彬, 梁耀文
    2023, 45(3): 253-258. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.03
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    针对配电网发生支路故障时缺乏快速且有效的恢复方案,从而导致可靠性下降的问题,提出了一种基于支路分组算法的配电网可靠性自恢复方法.在结合配电网网络结构基础上,将该方法应用于IEEE-33节点配电系统的支路故障情况并进行仿真实验.结果表明,在大型IEEE节点配电系统中,所提出方法具有较高的运算效率与较好的可行性,求解速度相比传统的配电网可靠性自恢复方法提升了近3倍,能够有效提升配电网的自恢复性能.
  • 电气工程
    分布式新能源配电网输出线路负载诊断模型分析
    吴健, 吴奎华, 崔灿, 李昭, 王延朔, 张博颐
    2023, 45(3): 259-263. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.04
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    针对在风力发电机发电量较大情况下,诊断电网负载特性时存在估计误差大、诊断运行时间长的问题,提出分布式新能源配电网输出线路负载诊断模型并进行了分析.以电力网络的等值电路为基础,结合耦合现象消除函数调整机制,提取分布式新能源配电网输出线路负载参数,通过和声搜索算法构建输出线路负载诊断模型.仿真结果表明,所组建的模型在配电网瞬时状态下有效,检测不同区域数据的运行时间低于两种对比方法.
  • 电气工程
    基于特征提取的电气设备红外图像识别算法
    党晓婧, 刘顺桂, 朱光南, 栾孟杰, 沈民强
    2023, 45(3): 264-269. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.05
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    针对变电站设备的红外图像特征提取和识别问题,提出了基于不变矩的图像特征提取和识别算法.基于统计学中矩函数的概念,提出了用于表征图像全局特征的图像矩函数,并以二维几何矩为基础,提出了用于图像识别的6个矩不变量参数.通过对中心矩计算方法进行改进,消除了图像变换过程中的计算误差,实现了图像不变矩参数的准确计算.结果表明,所提出算法的综合识别率可达94％,能够满足实际应用需求.
    • 材料科学与工程
  • 材料科学与工程
    TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能
    黄宏军, 徐志鹏, 袁晓光, 林雪健, 郑博文
    2023, 45(3): 270-277. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.06
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    为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900 ℃和1 000 ℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明:纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900 ℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al2O3氧化膜,次表层为TiAl3相,扩散层为TiAl2相.在1 000 ℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al2O3和少量TiO2组成,次表层为TiAl3相,扩散层为TiAl2相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.
  • 材料科学与工程
    AB双层磁性薄膜的界面自旋波
    邱荣科, 张欣荣, 刘忠菊
    2023, 45(3): 278-283. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.07
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    针对非对称AB双层磁性薄膜中自旋波的分布问题,采用量子格林函数方法研究了不同界面参数对界面自旋波在二维布里渊区中占有面积的影响.结果表明:非对称AB双层磁性薄膜中存在两支界面自旋波,第4原子层界面自旋波存在于中温区间,第5原子层界面自旋波存在于全温区间;随着温度的升高,两支界面自旋波的占有面积先增大后减小;随着外磁场的升高,两支界面自旋波的占有面积减小;随着界面层间交换耦合、界面层内交换耦合和界面各向异性的增加,第4原子层界面自旋波的占有面积增加,第5原子层界面自旋波的占有面积减小.
  • 材料科学与工程
    磁性FeNi@C/Cu纳米颗粒制备及除油应用
    李志杰, 王福春, 王馨月, 张超超, 刘泰奇
    2023, 45(3): 284-290. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.08
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    为了处理港口码头薄油膜污染,在氩/氢气氛下利用电弧法制备Fe0.64Ni0.36为主相的合金纳米产物,采用水热法和高温碳化法制备碳包覆的核壳磁性FeNi@C/Cu复合纳米颗粒.对合金粒子以及碳包覆后的复合纳米颗粒进行表征及性能检测.结果表明:FeNi合金纳米粒子呈球状,500 ℃下制得的粒子饱和磁化强度最高,可以达到101.09 A·m2/kg,比常温下制备的粒子提升16.0％.利用FeNi@C/Cu复合纳米颗粒对煤油、柴油与机油的除油能力分别为3.18、3.43和3.46 g/g,表明FeNi@C/Cu复合纳米颗粒具有良好除油性能.
  • 材料科学与工程
    温度对CNTs/NBR复合材料性能影响的分子动力学分析
    纪龙成, 陈立佳, 王世杰
    2023, 45(3): 291-297. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.09
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    为了探究不同温度下碳纳米管对丁腈橡胶力学性能的增强情况,采用分子动力学方法基于Materials Studio模拟软件,对不同工况温度下纯丁腈橡胶及碳纳米管/丁腈橡胶复合材料的力学性能、自由体积分数、分子扩散情况进行了建模及计算,并通过拔出行为模拟分析了碳纳米管与橡胶基体间的界面结合能.结果表明:加入碳纳米管后,随着温度的升高,由于界面结合能较为稳定,不同温度下橡胶的力学性能得到提升且在100 ℃以上高温时提升效果更加明显.
    • 机械工程
  • 机械工程
    非标配电柜手工装配作业脑力负荷分析
    刘巍巍, 丁子健, 林强
    2023, 45(3): 298-305. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.10
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    由于非标配电柜具有个性化定制的特点,决定其无法实现自动化装配而只能采取手工方式进行.以装配者脑电波中θ、α、β波的能量变化为基础,构建了装配者脑力负荷模型.通过分析脑电波各波段能量随时间的变化规律,确定引起脑力负荷曲线大幅上升的关键因素;根据脑力负荷随时间的变化曲线,判断出易出现装配错误的脑力负荷阈值.结果表明,实验结论与手工装配作业实际检测结果相一致,证明了该方法的有效性,进而为非标配电柜手工装配作业的优化提供理论依据.
  • 机械工程
    四叶片小型水平轴风力机尾流特征的数值模拟
    辛大波, 李佳宇, 张洪福, 薛志成, 王健
    2023, 45(3): 306-312. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.11
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    为了掌握小型风力机尾流特征,并实现其尾流快速模拟,以小型四叶片水平轴风力机为研究对象,采用大涡模拟(LES)研究了其尾流时空分布特征,提出了基于致动盘模型(AD)的风力机尾流的快速模拟方法.结果表明,小型四叶片水平轴风力机尾流较复杂,尾流区存在多种类型的涡结构,导致尾流存在严重速度亏损,湍流度剖面出现两个峰值,利用致动盘模型可以准确地计算风力机尾流的速度亏损,实现风力机尾涡动力行为的快速模拟.
    • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    基于中间层频域特征蒸馏的元学习算法
    张灵, 郭林威
    2023, 45(3): 313-318. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.12
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    针对目前知识蒸馏忽略特征图全局统计信息的问题,提出利用离散余弦变换(DCT)频域释义的全局统计特征知识,并对各类别的频域特征使用Logistic分类器进行二分类,提取类间差异性信息.利用元学习算法(MPL)对教师模型参数进行更新,使教师模型能动态调整所传递的频域特征.实验模型在CIFAR-10,CIFAR-100以及ImageNet 2012数据集上有0.12％~0.16％的精度提升,结果表明,频域特征与类间相似性信息为学生模型的训练提供更多有用的知识,且两模型的知识交互更有利于教师的知识迁移.
  • 信息科学与工程
    基于Logistic混沌的电力线载波频谱分组量子加密算法
    王朴, 陈泽西, 毋凡, 田建南
    2023, 45(3): 319-323. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.13
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    针对当前算法对电力线载波频谱进行分组量子加密时,存在加密效果差、加密的雪崩效应性能低以及安全性能差的问题,提出了基于Logistic混沌的电力线载波频谱分组量子加密算法.通过电力线载波频谱参数分析构建Logistic混沌模型,以此为基础迭代求解量子加密密钥,并在量子极化的原则下分配密钥,在信道中生成可分配的筛选密钥,并利用POVM算法分配密钥,实现电力线载波频谱的分组量子加密.实验结果表明,所提算法的加密效果更好、加密的雪崩效应性能更高以及安全性能更好.
  • 信息科学与工程
    100BASE-FX物理层收发器设计与仿真
    高金辉, 汪再兴, 郑丽君, 刘晓忠
    2023, 45(3): 324-329. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.14
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    为了提高以太系统的传输速度,主要对以太网物理层收发器模块进行了相关研究.在收发器模块中,采用了串并转换、4B/5B编码等并行编码方式替代了普通的曼彻斯特编码方式,将数据并行输出.并行传输方式与传串行传输相比,可在相同时钟频率内提供更多的有效数据,从而提升系统的传输速度.仿真结果表明,收发器模块在25 MHz时钟下实现了100 Mbit/s的收发速度,大幅提高了传输效率.
    • 控制工程
  • 控制工程
    基于改进Adam-DBN的油井工况诊断方法
    王通, 熊涛理
    2023, 45(3): 330-335. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.15
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    针对深度信念网络在油井工况诊断中由于梯度扩散导致训练效果差,模型诊断准确率不高的问题,提出一种基于改进Adam优化算法的深度信念网络油井工况诊断方法.以二值化处理后的示功图作为深度信念网络输入,利用对比散度算法对网络进行无监督预训练,以获取较优的初始权值;在反向传播微调网络过程中,运用动量法预测梯度下降位置,更新梯度下降方向,并通过学习率自适应选择下降步长,避免梯度扩散降低模型训练效果.某采油平台油井上的仿真实验结果表明,基于改进Adam优化算法的深度信念网络对油井工况的识别准确率较高,能更好地满足油田生产实际需求.
  • 控制工程
    基于特征选择和电力视觉的太阳能电池板转动策略
    于舜, 侯荣旭, 郭朋伟, 张聿博, 夏炎, 吴欣怡
    2023, 45(3): 336-341. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.16
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    针对现有太阳能电池板转动方式相关研究中,忽略转动能量损耗以及不能适应特殊天气变化的缺陷,提出了一种基于转动特征选择和电力视觉技术的太阳能电池板转动策略.该策略分析了能够影响转动的相关特征并进行特征选择,在此基础上采用RBF网络训练相关参数确定特征权重,且提出了基于深度卷积神经网络的光照时长预测方法.实验结果表明,所提出的转动策略能够从整体上提高太阳能电池板的转动收益,并且能更好地适用于各类特殊天气的变化,通过与同类方法对比表明所提出的转动策略可以提升整体转动效率20％以上.
  • 控制工程
    基于卷积神经网络的移动网络目标跟踪与控制
    魏冬梅
    2023, 45(3): 342-347. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.17
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    针对移动网络目标跟踪与控制过程中易出现遮挡、形变和模糊等问题,提出了基于卷积神经网络的移动网络目标跟踪与控制方法.利用卷积神经网络构建CNN模型,在原始移动网络目标图像金字塔内,提取多尺度特征,结合滤波算法获取的移动目标响应图,在多模板条件下求解各层卷积特征滤波最佳参数,通过最佳参数和滤波响应获取最终响应图,根据最终响应图中响应最大值实现移动网络目标的自适应跟踪与控制.实验结果表明,所提方法平均跟踪精确度为97.18％,平均跟踪成功率为95.93％,中心位置平均误差为4.38,误差幅值较小,具有良好的目标跟踪与控制能力.
    • 建筑工程
  • 建筑工程
    单层MoS2力学性能的有限元分析
    杨璐, 齐博, 杨宏旭, 王天韵
    2023, 45(3): 348-353. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.18
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    为了解决采用第一性原理、分子动力学等方法对二硫化钼(MoS2)力学性能研究时所需计算代价过大的问题,提出了采用有限元方法建立原子势能和结构力学理论中梁的应变能之间的等价关系,将MoS2的共价键等效成圆形截面梁,通过线性和非线性本构关系,探究单层MoS2纳米带单轴受压下的力学性能.模拟结果表明:所得结果精度可以满足计算要求;扶手型和锯齿型MoS2的弹性模量均随着尺寸的增加而减小,尺寸越小时,尺寸效应越明显;扶手型MoS2的破坏应力和应变较锯齿型MoS2更大,力学性能更好.
  • 建筑工程
    空心板桥改造及加宽后对横向受力的影响
    李春良, 侯磊, 李芒原, 张洪军, 林志豪, 刘翔
    2023, 45(3): 354-360. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.03.19
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    为了研究空心板桥在换板或加宽后桥梁的横向受力状态,基于铰接板法建立了多截面尺寸的空心板桥横向力学模型,对几种换板及加宽工况进行了计算,并将计算结果与ANSYS结果进行了对比.结果表明:换板时采用较宽的新板能有效降低各旧板的荷载横向分布系数,新板越宽降低效果越明显,并且两侧换板比仅换一侧时更明显;空心板桥加宽后,如横向车数不变,各旧板分担到的荷载会降低;横向车数增加,各旧板的荷载横向分布系数明显增大,此时应对旧板进行加固.在桥梁维护中,可用所提模型完成对空心板桥的换板及加宽设计.