沈阳工业大学学报

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    电气工程
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    基于鲁棒极限学习机的居民空调负荷能耗预测方法
    李韫莛, 周玖, 梁东贵
    2023, 45(5): 481-485. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.01
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    为实现高精度的居民空调负荷能耗预测,基于鲁棒极限学习机提出了一种新的居民空调负荷能耗预测方法.以归一化的方式处理空调负荷能耗数据集,优化预测用户工作日样本数据集,采用鲁棒极限学习机构建负荷能耗激活函数预测模型.引入拉格朗日算子约束优化模型,以迭代求解的方式完成居民空调负荷能耗预测.仿真测试结果表明,在迭代次数为250次、过度补偿为1.5%时,该方法的收敛速度为0.2 ms,平均预测精度为96.7%,具有较强的预测性能.
  • 电气工程
    基于离群点算法的低压窃电行为主动辨识系统
    黄荣国, 陆春光, 姚力, 玄鑫
    2023, 45(5): 486-490. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.02
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    为了更有效地打击窃电行为、提高对窃电行为的辨识能力,基于离群点算法设计了一种低压窃电行为主动辨识系统,用以实现对窃电现象的全面分析.根据距离离群点检测算法对原始数据进行预处理,利用判别规则筛选出离群点,再通过数据采集器直接采集用户侧用电信息,作为判断窃电的依据.基于此,通过管理电力负荷来监控电路数据信息,并引入椭圆曲线密码体制,确保用电信息的安全传输,从而构建低压窃电行为主动辨识系统.实验结果表明:该系统能够准确、安全地获取用电信息,及时辨识窃电行为,增强反窃电能力.
  • 电气工程
    考虑差异化负荷特性的基于改进遗传算法的供电可靠性分析
    王勇, 金飞宇, 张子信, 王麒翔, 车延博
    2023, 45(5): 491-496. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.03
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    针对现有大多数供电可靠性分析模型未考虑负荷特征的问题,提出了一种基于改进遗传算法的可靠性分析模型.该模型利用模糊C均值聚类算法提取负荷特征并对其进行分类,并根据负荷差异性计算耦合度用于量化负荷匹配程度.同时,利用小生境技术改进的遗传算法求解供电可靠性最大化的问题模型,从而得到最佳的负荷调度方案.基于构建的区域电网平台对所提模型进行的实验结果表明,其综合评价值达到了96.189,且各个指标均较为理想.
  • 电气工程
    在线柔化因子可调的自适应电流互感器变比预测器
    王红斌, 王晓东, 聂晓龙, 徐灿
    2023, 45(5): 497-502. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.04
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    针对在电流互感器处于大负荷波动情况下,采用单一变比高压计量装置可能导致计量失准造成电能漏计的问题,开发了一种自适应变比智能电流互感器.该电流互感器通过内部的电流检测单元进行负荷电流幅值实时检测,采用可调柔化因子广义预测算法来计算互感器最优变比,并经过内置的变比切换模块来改变电路互感器的变比,进而实现在不同负荷下提前对电流互感器变比进行调节以及电流互感器复合变比组合在线调控.实验测试结果表明,所提设计提高了配电网系统的安全性、稳定性,保证了电能计量的准确性.
  • 电气工程
    计及电网工程全寿命周期的轻量化三维模型自动化校验
    张爱军, 白英, 邵雪瑾, 王新新
    2023, 45(5): 503-509. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.05
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    针对当前电力设计行业中存在轻量化三维模型设计校验方法自动化水平较低的问题,提出了一种计及电网工程全寿命周期的轻量化三维模型自动化校验方法.该方法基于BIM技术和GIM技术构建电网工程的三维模型,并引入了改进的SLAM技术完成工程的点云特征拼接重建,在此基础上利用改进深度学习模型KPConv完成三维模型节点的点云语义分割比对,从而实现模型的自动化校验.仿真实验结果表明,采用所提方法在相关模型的自动化校验中取得了较高的精度,且在校验误差方面具有较优的稳定性,因此其在电网工程轻量化三维模型的设计领域具有良好的应用前景.
  • 电气工程
    基于迁移学习算法的电力数据挖掘模型
    易庚, 何琳, 刘锦明, 赵学花
    2023, 45(5): 510-515. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.06
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    为了提高智能电网的电力数据挖掘精确度,基于迁移学习算法提出了一种具有故障检测、诊断等多种功能的电力数据挖掘模型.利用栈式稀疏自编码器和循环神经网络,提出了基于PCA与SVM的智能电网线路故障检测模型;基于长短期记忆网络等循环神经网络理论,建立具有较高精确度的故障诊断模型.在此基础上,通过引入最大均值差异算法,提出基于迁移学习的数据挖掘模型.仿真结果表明,与传统模型相比,在不同的最大均值差异值和采样间隔时,所提出的模型具有更高的数据挖掘精确度.
  • 电气工程
    基于Revit二次开发技术的变电站算量系统
    梁海生, 薛礼月, 史立芸
    2023, 45(5): 516-520. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.07
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    针对传统算量系统存在的高成本和响应慢等问题,提出了一种适应于现代精细化成本管控的精度与速度相结合的变电站算量系统.通过修改变电站算量系统的具体流程,设计了基于Revit技术的系统总体框架、环境和界面等功能模块,编辑接收数据量的核心代码,解决了输出工程量的关键性技术难题.仿真测试结果表明,该设计系统整体逻辑架构稳定、功能分类清晰明确,且具备高处理的容错能力,与传统算量系统相比,变电站算量系统的软件响应时间和成本评估准确率均得到了较大的优化.
    • 材料科学与工程
  • 材料科学与工程
    Ti4O7泡沫电极去除水中氧氟沙星的效能分析
    孟静, 陈胜楠, 李恒洋, 梁吉艳, 姜伟
    2023, 45(5): 521-526. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.08
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    针对电化学氧化水处理技术中存在的电极材料活性低及反应过程传质速率慢的问题,采用高活性Ti4O7泡沫电极为阳极构建Flow-through模式下的电化学氧化反应器,用于去除典型氟喹诺酮类抗生素——氧氟沙星(OFL).探究不同流通模式、膜通量、电流密度和初始pH值对OFL降解效果的影响,并探明其降解机制.结果表明:在Flow-through模式下膜通量为3.17 mL/(cm2·min),电流密度为7.5 mA/cm2;初始pH为3时,反应120 min后OFL去除率最高达97.66%,处理后OFL剩余抗菌活性消失,体系中参与反应的主要活性物为·OH和SO-4·.
  • 材料科学与工程
    核聚变用CLF-1钢真空激光焊接
    张国瑜, 徐诺, 徐国建, 李午红, 邱晓杰
    2023, 45(5): 527-533. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.09
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    针对核聚变用CLF-1钢的焊接问题,采用真空激光焊(VLW)技术研究了VLW焊接特性、焊缝的显微组织和力学性能.结果表明:随着真空度的降低,金属蒸气羽烟得到了良好抑制,焊缝金属氧化程度降低;相比常压激光焊接(ALW),热输入约降低了20%,VLW焊缝晶粒尺寸明显减小,富Cr、Fe、W和C的椭圆状碳化物(M23C6)及富Ta或V的高密度球状碳化物(MX)尺寸有所减小,起到了良好的弥散强化效果,且焊缝组织中无残余铁素体(δ-Fe)存在;VLW焊缝经高温回火(PWHT)后的冲击韧性为280 J,高出母材43 J,约为ALW焊缝冲击韧性的2.4倍,冲击试样断口为韧性断裂.
    • 机械工程
  • 机械工程
    可变磁路式永磁悬浮系统线性自抗扰控制分析
    李强, 张鹏飞, 赵川, 徐方超, 金俊杰, 孙凤
    2023, 45(5): 534-539. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.10
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    针对可变磁路式永磁悬浮系统鲁棒性较差的问题,提出了一种基于辅助模型的改进线性自抗扰控制(LADRC)方法.阐述了悬浮系统的工作原理,建立了动力学模型,设计了改进LADRC控制器,分析比较了改进LADRC、PID和传统LADRC控制效果.仿真结果表明:输入0.1 mm阶跃外扰时,与传统LADRC和PID控制比较,采用改进LADRC系统响应速度最快且无超调量;输入0.5 N外扰力时,采用改进LADRC系统气隙变化量最小且调节时间最短;与PID相比,采用LADRC方法可提高可变磁路式永磁悬浮系统抗扰能力.
  • 机械工程
    基于位姿分离的机械臂解析求逆优化算法
    隋涛, 孔刘君, 姜昊, 蒋强
    2023, 45(5): 540-545. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.11
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    针对6R机械臂逆向运动学求解过程复杂繁琐、求解精度不理想的问题,提出一种基于位姿分离的解析求逆优化算法.利用改进型D-H参数法建立机械臂的运动学模型,通过连杆变换矩阵推导出机械臂的正向运动学方程,利用位姿分离思想进行逆解优化算法设计,利用蒙特卡洛法分析机械臂的工作空间,运用Matlab Robotics工具箱验证改进算法的有效性.结果表明:该改进算法具有较高的求解精度,与现有解析优化算法相比,大幅度简化了求解过程,提高了运算效率.
  • 机械工程
    基于麻雀算法优化BP神经网络诊断数控机床故障
    王舒玮
    2023, 45(5): 546-551. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.12
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    针对数控机床的同一故障引发因素不同,甚至存在多因素共同作用的问题,提出了数控机床故障诱因分析方法,准确判断并查找故障位置,从而解决数控机床出现的故障.采用麻雀搜索算法改善BP神经网络性能,进而诊断数控机床服役中的常见故障,采集不同状态的故障信号作为BP神经网络样本,利用经过麻雀搜索算法优化后的BP算法识别机床的故障状态.结果表明:诊断结果发生误判的概率仅为2.29%,说明麻雀搜索算法优化BP神经网络在检测数控机床故障诊断问题中能够进行推广应用.
    • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    基于填充式ECT传感器的图像重建
    颜华, 梁丽卓, 王艳
    2023, 45(5): 552-558. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.13
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    为提高电容层析成像(ECT)系统对于非规则截面管道的成像质量,提出了一种基于填充式ECT传感器的图像重建方法.建立了完整的填充式ECT传感器模型,计算了考虑管壁和填充材料存在的灵敏度分布,针对重建区域标定了空场和满场.利用已知的填充区的介电常数以及对灵敏度矩阵的拆分处理,建立了降维的ECT正问题模型.利用Landweber迭代法求解了相应的逆问题.对所提方法进行了仿真数据验证和实测数据验证.重建结果表明:填充材料的介电常数与重建区的低介电常数一致时所提方法可显著改善重建质量.
  • 信息科学与工程
    基于补偿拓扑切换的MCR-WPT最大效率追踪方法
    常雨芳, 李飞, 唐杨, 薛旭池, 阎晟, 尹帅帅
    2023, 45(5): 559-564. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.14
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    针对串联串联(S-S)和串联并联(S-P)补偿拓扑结构在大(小)负载场合传输效率低的问题,提出了基于补偿拓扑结构切换的磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统最大效率追踪方法.通过建立S-S、S-P等效电路模型提取谐振补偿网络参数,将系统最大传输效率切换点的寻优过程划分成轻载与重载两种工作模式,并使用有源阻抗匹配的方式对系统最大效率点进行自适应追踪.仿真测试结果表明:所提方法在轻载模式下能够维持原有系统最大传输效率,约为84.5%;在重载模式下效率由84.5%提升至91.6%,验证了该方法的有效性.
  • 信息科学与工程
    基于安全性验证的云数据存储与访问算法
    程顺达
    2023, 45(5): 565-570. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.15
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    针对传统方法在对海量云数据进行存储时无法满足安全需求的问题,提出了一种基于安全性验证的云数据存储与访问算法.该算法将用户传输至云端的数据进行分块重组,同时使用交叉加密方法对不同大小的数据块进行加密,从而实现数据的安全保护与快速加密.当用户申请访问数据时,通过基于安全性验证的访问判断及解密返回用户请求的数据.实验与分析结果表明,所提出的方法能够显著提升云数据存储的安全性并减少数据加密、解密的计算开销,且相比于传统方法,该方法具有更优的存储与访问性能.
  • 信息科学与工程
    抗攻击区块链渗入数据防窜改识别方法
    景雯, 张杰
    2023, 45(5): 571-575. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.16
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    为了解决抗攻击区块链渗入数据类型较多,造成数据防窜改时加密效果较差、误识个数较多的问题,提出了抗攻击区块链渗入数据防窜改识别方法.设定抗攻击区块链渗入数据特征评判准则,并提取和加密了其中的渗入数据特征;将相对熵与蒙特卡罗仿真方法作为渗入数据分类测度,通过支持向量机算法分类识别渗入数据,实现区块链渗入数据防窜改识别.测试结果表明,所提方法的识别性能更优、加密复杂度较高、误识个数较少,所提方法可以有效保证抗攻击区块链的安全.
    • 控制工程
  • 控制工程
    基于动态KECA的工业过程故障检测
    郭金玉, 朱明坤, 李元
    2023, 45(5): 576-581. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.17
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    针对工业过程数据中存在的非线性特性和时间延迟性问题,提出了一种基于动态核熵成分分析(DKECA)的工业过程故障检测方法.将数据集按照时间序列构造增广矩阵,建立DKECA模型,并计算训练数据的Cauchy-Schwarz(CS)统计量及其控制限.将在线监测数据投影到DKECA模型上,其相应的统计量超出控制限的数据作为故障数据.实验结果表明,与传统的非线性方法相比,所提方法能够在保持较低误报率的基础上有效提升故障检测效果,通过引入时间延迟系数提取工业过程的动态变化信息,为传统故障检测方法在动态工业过程中的应用提供了参考.
  • 控制工程
    考虑不确定性多智能体系统的分布式容错控制
    王艳丽, 孙利娟
    2023, 45(5): 582-586. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.18
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    针对多智能体系统中存在的不确定性、参数摄动和执行器故障等问题,设计了分布式容错控制方法.建立了包含不确定性的多智能体系统乘性和加性故障数学模型,在领导者和领域内智能体状态量的基础上,通过引入参数自适应律和符号函数设计出分布式容错控制律,采用Lyapunov定理证明了设计的容错控制系统的稳定性.通过对无人机编队的仿真结果表明,所提控制方法与自适应协同容错控制方法相比表现出了更优的稳定性、准确性和快速性,速度和航迹角的最大误差分别仅为0.3 cm/s和0.1°,表现出了优良的容错性能.
    • 建筑工程
  • 建筑工程
    基于响应面法的透水混凝土配合比优化设计
    黄志强, 李峰, 王耀强, 柳策, 卢嘉轩
    2023, 45(5): 587-593. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.19
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    为了研究基于响应面法Box-Behnken的水胶比、骨料级配和粉煤灰掺量对透水混凝土性能的影响,建立了抗压强度、抗折强度、透水系数与上述3个因素的回归模型,得出了优化的配合比参数.结果表明,对抗压强度和抗折强度影响的显著性排序为:骨料级配大于水胶比大于粉煤灰掺量,对透水系数影响的显著性排序为:水胶比大于粉煤灰掺量大于骨料级配,水胶比和粉煤灰掺量的交互作用对抗压强度和抗折强度影响显著,所有因素之间的交互作用对透水系数的影响均较为显著.
  • 建筑工程
    掺硅灰和碱渣的碱激发矿渣/钢渣胶凝材料性能
    刘剑平, 胡子扬, 刘朋, 王屾宇, 王禹升, 张文馨, 李晓慧, 庞舒允
    2023, 45(5): 594-600. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.05.20
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    为了解决钢渣等大宗工业固废综合利用率低下的问题,选用硅灰(SF)为增强剂,碱渣(SR)为部分激发剂激发钢渣(SS)、矿渣(GBFS),制备碱激发矿渣/钢渣胶凝材料,并进行抗压强度、抗折强度、干燥收缩、抗冻融循环、抗硫酸盐侵蚀、SEM分析等基本试验研究.结果表明:SR与SF的掺入可以显著提高胶凝材料的力学性能、耐久性能;最优配比下碱激发矿渣/钢渣胶凝材料28 d抗压和抗折强度分别为36.20 MPa和13.29 MPa;冻融循环50次后,质量损失率为1.73%;5%Na2SO4中浸泡28 d后,强度损失率为2.98%,均可满足普通矿渣硅酸盐水泥32.5等级要求.