郑州大学学报(工学版) /oa 2020第06期目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=123456 2020年12月31 00:00 2020年06期 0 0 320345 光纤棒机床自动定位与对准装置 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202007017 针对现有光纤棒沉积机床同轴调试中存在对准耗时长和精度低的不足,设计并实现了一套高精度、高稳定性的光纤棒机床自动定位与对准装置。首先,通过张正友标定法消除镜头畸变和其他误差;接着,采用高斯滤波、动态阈值法和canny边缘检测对提取准确的图像边缘,消除噪声和背景对后续处理的影响;最后使用新型弧分类圆形检测算法实现图像中被测面中心的精确定位,确定图像比例尺并实时显示偏差大小,指导调节机床卡盘位置,实现机床两端中心对准。将本文算法与几种常用圆检测方法进行比较,其平均误差为1.0664pixel,平均定位时间为244ms,优于其他检测算法。实验结果表明,该装置对机床对准的准确度和效率均有显著提升,在相机分辨率为500w像素时,系统检测误差小于0.1mm。满足机床同轴检测要求,为机床同轴调试提供了快速有效的方法。 2020年12月31 00:00 2020年06期 1 6 0 许贤泽,钟明,刘盼盼,王星宇 激光超声无损测量40Cr钢渗氮层深度的实验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201912047 现有的硬度法和金相法无法满足40Cr钢渗氮层深度的无损检测需求.本文提出利用激光超声技术得到表面波的频散特性,进而实现渗氮层深度的无损测量.首先,利用脉冲激光在不同渗层深度的40Cr钢表面激励出表面波,通过激光干涉仪接收表面波,从而实现表面波信号的非接触激励和接收;然后,采用二维傅里叶变换(2D-FFT)方法提取出表面波的频散曲线.实验结果表明:随着渗层深度的增加,表面波的相速度也随着增加;表面波在低频时有较大的频散特性,而在高频范围内表面波的传播速度变化较小;当渗氮层深度达到400 μm时,表面波速度的变化趋势不明显;表面波的传播速度和渗氮层深度有一定的对应关系,通过测量表面波的传播速度可近似得到渗氮层的深度.因此,激光超声技术是一种潜在的40Cr钢渗氮层深度的无损测量方法,具有一定的工程应用价值. 2020年12月31 00:00 2020年06期 7 12 0 彭笑永,李大磊,邹云,卢金生,李阳 基于毫米波雷达的汽车前防撞预警系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202004051 为研究77GHz毫米波雷达用于车辆前向防撞探测的可行性,设计了一种汽车前向防撞探测系统装置,并针对结构化道路乘用车前碰撞工况,应用系统装置雷达对动态目标(车)的方位角、距离和速度测定,构建了前防撞预警模型与方法,道路测试表明:所设计探测装置对静态目标距离探测误差为4.5%,同时探测两个动目标的速度最大误差为5%,显然,77GHz毫米波雷达应用于车辆防撞预警系统设计具有可行性和独特优势。 2020年12月31 00:00 2020年06期 13 18 11875110 张三川,叶建明,师艳娟 基于CEEMD的非稳态排气噪声声品质预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201908005 为了预测汽车非稳态排气噪声声品质,采用Zwicker时变算法计算了样车加速排气噪声的心理声学客观参量值,并建立基于心理声学客观参量的GA-BP声品质预测模型.同时,运用互补总体经验模态分解(CEEMD)对非稳态排气噪声信号进行分解,得到多个IMF分量,并对IMF分量进行样本熵特征计算,为了减少冗余和过度拟合的可能性并尽可能地保留原始数据的主特征,采用主成分分析(PCA)对数据进行降维处理,得到新参量SQP-CSP(Sound quality parameter base on CEEMD and then proceed SE-PCA),并建立新的预测模型.结果表明,根据新参量建立的模型对非稳态信号声品质预测具有更高的精度,更能体现非稳态信号的特征 2020年12月31 00:00 2020年06期 19 25 6826358 曾发林,蔡嘉伟,孙苏民 基于改进Wide&Deep交互特征提取的移动APP转化率预估 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903009 移动APP广告转化率预估已成为当前影响广告投放效率、广告排序和收益的关键因素,由于该问题特征维度高而稀疏、特征间高度交互等,使得转化率精准预估面临极大挑战。该文提出一种融合场感知分解机(Field-aware Factorized Machine, FFM)和深度卷积神经网络的改进Wide&Deep模型,以有效获取高维度稀疏特征的低阶和高阶交互关系,从而实现特征自动高效组合,提高移动APP广告转化率预估精度。在给出算法框架基础之上,针对稀疏数据的嵌入,提出了基于宽度模块FFM挖掘低阶特征交互关系的特征组合算法;然后,根据FFM所提取隐特征向量,进一步给出了基于深度模块多层卷积神经网络提取高阶交互关系的特征提取策略;最后,将宽度和深度模块分别获取的特征组合用于转化率预估。所提算法在腾讯移动APP广告转化率预估中的应用表明了该方法在提高预估精度上的有效性。 2020年12月31 00:00 2020年06期 26 32 2636912 聂鑫,孙晓燕,陈杨,暴琳 求解仓储作业优化问题的多物种协同进化算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903030 针对一类带过道仓储作业优化问题,为提高仓储作业效率,受生物进化论的启发,提出基于遗传、粒子群以及人工鱼群共同参与的多物种协同进化算法(Multispecies Co-evolution Algorithm, MSCA),即通过基于学习机制的多物种竞争共生捕食策略,使每个物种适应环境的能力都能得到增强;同时引入变异机制,使全部物种的种群多样性得到协同改善,从而在提高单个物种进化能力的同时,也提高了算法的全局寻优能力及求解效率,最后通过工业现场实例验证了算法的有效性. 2020年12月31 00:00 2020年06期 33 39 4304569 杨文强,张素君,郭昊 SI7:应用精英档案和反向学习的多目标差分进化算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202004020 针对多目标优化问题日渐复杂,受集成算法思想的启发,提出一种应用精英档案和反向学习的多目标差分进化算法。该算法通过建立一个外部档案,来保存种群进化过程中的非支配解,采用精英保留策略维持档案规模,提高算法收敛速度。在进化过程中根据反向学习代跳跃概率,使用一般反向学习策略生成反向解,扩大搜索范围,提高种群多样性。利用网格系统确定解的坐标,并根据一定的约束生成交叉池,在交叉池中选择父代个体,利用差分进化算法产生新个体,通过网格约束分解排序算法选择下一代种群。将此算法与其他几个代表性算法在UF测试函数上进行实验,结果表明,所提出的算法多样性及收敛性表现更优。 2020年12月31 00:00 2020年06期 40 45 3821907 汪慎文,王佳莹,张佳星,王峰,王晖 纵向通风对隧道火灾特性及竖井自然排烟效果研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001007 本文采用1:10小尺寸隧道模型,研究了采用竖井自然排烟的隧道内,纵向通风对隧道内火焰形态、质量损失速率及竖井内温度分布和排烟速度的影响。结果表明:随着竖井高度和纵向风速的改变,在纵向通风和烟囱效应诱发气流的耦合作用下,隧道内火焰向下游倾斜,造成燃料质量损失速率发生变化,进而影响隧道内的烟气输运规律,并最终影响竖井排烟的温度分布和排烟速度。当排烟口下方的烟气层发生吸穿时,竖井内部出现低温区,此时隧道下部的冷空气直接通过竖井排出,大大减弱了竖井的排烟效果,在对烟气层吸穿现象进行分析的基础上,对Hinckley提出的临界吸穿Froude数进行了修正,得到了用于判断纵向通风条件下竖井自然排烟吸穿的临界Froude数为3.2,当Froude数大于3.2为吸穿区,小于3.2为未吸穿区。 2020年12月31 00:00 2020年06期 46 52 20001915 钟委,刘欣,高子鹤 基于Gudehus-Bauer亚塑性模型的面板堆石坝应力变形研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201710022 介绍了Gudehus-Bauer亚塑性本构模型及其参数求取方法,针对堆石料在模型线性项中增加了体积应变控制项 ,并建立了拟合指数α和β与围压之间的关系,提出了新的模型拟合参数。利用改进的Gudehus-Bauer亚塑性本构模型对面板堆石坝进行了非线性有限元应力变形分析,将获取的数值结果与双屈服面模型和E-B模型对比分析。计算结果表明,改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型计算的堆石体沉降量、水平位移分布、主应力分布与沈珠江双屈服面模型较为接近,同时克服了蓄水期邓肯E-B模型面板底部顺坡向拉应力偏大的缺点。因此,改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型可应用于面板堆石坝的应力变形分析。 2020年12月31 00:00 2020年06期 53 59 15266349 陈泽钦,刘国明 热局部非平衡流体多孔弹性平面的非线性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003056 在几何非线性和热局部非平衡条件下,对不可压流体饱和多孔热弹性半平面在受到表面温度载荷作用下的热动力学特性进行了研究。首先基于多孔介质混合物理论,考虑几何非线性和热局部非平衡条件的影响,给出了问题的数学模型。然后提出了一种综合数值计算方法来求解问题,该方法通过微分求积法和二阶后向差分格式分别在空间域和时间域离散数学模型,利用Newton-Raphson法求解非线性代数方程组,从而可得到问题的数值结果。研究表明,求解方法是有效可靠的,且具有计算量小、精度高等优点。最后,研究了流体饱和多孔热弹性半平面在表面温度载荷作用下的热力学特性,详细考虑了材料参数、热局部非平衡条件和几何非线性的影响。 2020年12月31 00:00 2020年06期 60 65 3949944 朱媛媛,王笑梅 计及DR电-气综合能源系统的鲁棒优化调度 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202004037 针对在电-气综合能源系统中新能源的高渗透率和耦合性能低的情况,文中提出了一种建立考虑价格约束系数的需求侧负荷响应的电-气综合能源系统鲁棒优化模型的方法来提高新能源的消纳和电、气能量之间灵活转换。通过多面体线性化技巧和McCormick法将原始模型转化为线性模型,利用场景筛选规则加入新能源的不确定性,算例采用修改的IEEE33节点电力网和比利时20节点天然气网络互联系统,分析比较该模型的利润、电转气能力和弃电率,以及系统的鲁棒性等,验证了模型在消纳新能源和加强电-气综合能源系统上具有很大优势,并能更好应对新能源的波动性。 2020年12月31 00:00 2020年06期 66 72 4818803 张玉晓,章健,朱永胜,熊壮壮,谢加新,祝方圆 基于模糊灰理论的ZPW-2000A轨道电路风险评估 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811018 针对传统铁路信号设备风险分析时存在的少数据,贫信息及精度不高等缺陷,本文在故障模式影响风险分析(FMECA)的基础上,引入模糊数理论,综合应用灰关联度法,变权综合法提出了基于模糊灰理论的风险评估方法。该方法将模糊理论与灰理论结合起来使用,有效降低了对设备大量故障数据的依赖;与传统风险优先级指数(RPN)相比,通过引入变权原理能够将具有相同RPN值的风险识别出来。以ZPW-2000A轨道电路为例,分析了其重要设备各故障模式及对应的风险等级,并进行了灰排序。结果表明:基于模糊灰理论的风险评估方法得出的风险优先级指数(RPN)等级比传统方法得到的(RPN)更精细,这种方法很好的识别出了本文的两大信号故障升级模式,而传统方法只识别出了一种。因此,本文提出的方法对风险识别是有效的。 2020年12月31 00:00 2020年06期 73 78 2702659 李德威,宰祥卫,张胜,孙彤,褚俊英,刘志萍 基于NARX神经网络-小波分解光伏发电功率预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811004 由于光伏发电功率所具有的间歇性、波动性和随机特性,对其进行更加准确的预测可以有效减少光伏发电对电力系统的不利影响,对电力系统的安全经济稳定运行具有重要意义.本文提出了基于小波分解-NARX神经网络组合预测方法,通过小波分解将历史光伏序列分解为高频和低频分量,将高、低频数据作为NARX神经网络输入、光伏输出功率作为神经网络输出进行训练得到预测输出,随后对其进行小波重构推求出光伏发电预测数据.通过仿真结果表明,新的预测算法预测误差比传统BP神经网络更小、预测精度更高,并且具有良好的适应性,并证实了基于小波分解-NARX神经网络组合预测方法的可行性和高效性. 2020年12月31 00:00 2020年06期 79 84 7166524 吴江,薛金花,余涛,冯鑫振,王德顺,窦春霞,史如新 Pd/CeO2和Pd/SnO2湿法构筑及催化甲酸盐、乙醇电氧化性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003047 界面在电催化领域发挥着重要作用,探索简易廉价的界面构筑方法对催化剂制备及应用有积极意义。本研究尝试用湿化学法,利用Sn(OH)2的还原作用沉积Pd,利用OH对Ce3+富集实现CeO2在表面沉积,从而构筑Pd/CeO2界面,并经能量色散X射线谱和X射线光电子能谱证实。电化学结果表明,CeO2与Pd形成界面且不影响Pd的电化学活性面积,说明导电性差的金属氧化物也可通过本方法与贵金属构筑界面。鉴于Pd/CeO2和Pd/SnO2两类界面在电催化领域应用广泛, 利用循环伏安法和计时电流法进一步比较了两界面对甲酸盐和乙醇电氧化催化行为。结果表明,Pd/CeO2比Pd/SnO2活性更高,原因或为Pd/CeO2界面可抑制CO类中毒产物吸附。我们认为,该研究所提供界面构筑方法拓展了导电性差金属氧化物在电催化领域的应用。 2020年12月31 00:00 2020年06期 85 91 15881500 许贤泽,钟明,刘盼盼,王星宇彭笑永,李大磊,邹云,卢金生,李阳闫杰杰,王建设,张冲,席靖宇,程相林,赵建宏,宋成盈,王留成,程年才 盐酸丁卡因多晶型制备和溶解度测定与关联 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201903013 盐酸丁卡因具有多晶型现象,可以晶型A或晶型B室温长期保存,研究发现,晶型A和晶型B在有机溶剂中易发生溶剂介导转晶型现象,转化为两种晶型的混合物,进一步研究发现,盐酸丁卡因原料药市售品均为晶型A和晶型B的混合物,晶型定量研究发现晶型A:晶型B=4:1.采用平衡法测定了商品化盐酸丁卡因原料药在纯溶剂及混合溶剂中的溶解度.溶解度数据表明,溶解度随温度的升高而增大.在甲醇-乙酸乙酯混合溶剂中的溶解度随着甲醇摩尔分数先增加后降低,当甲醇摩尔分数为0.8492,溶解度达到最大值.应用适合的模型对溶解度数据进行拟合,拟合结果与实验数据基本吻合.利用van?t Hoff 方程估算得到盐酸丁卡因在溶解过程中的溶解熵和溶解焓,说明其溶解过程是吸热和熵驱动的. 2020年12月31 00:00 2020年06期 92 96 4584338 李雯,李莎莎,常英杰,赵洁,丁远民,李瑞鹏