浙江工业大学学报

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李胜董健郭克孙冲冲姜志海

2019, 47(4): 355-360.

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为了提升2D伺服阀电-机械转换器的控制性能,建立了一种基于模糊控制在线参数调节控制算法的2D伺服阀控制器。在2D伺服阀硬件主芯片采用TMS320F2812_DSP微处理器的基础上,采用先进的模糊控制算法与传统的PID控制相结合的模糊PID控制策略,将模糊控制的鲁棒性好、适应性强以及PID控制可对控制参数进行实时调节等有效地结合起来。根据2D伺服阀电-机械转换器测试所需要的条件,搭建2D伺服阀电-机械转换器试验系统对2D伺服阀电-机械转换器的性能进行测试。实验结果验证了所设计的模糊控制算法的控制器是一种较为理想的控制方法,系统具有较高的性能,能改善步进电机控制系统中存在的失步、振荡现象,实现在线修正,电-机械转换器的频宽从之前的260Hz提高到380Hz。

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空调PTC加热器热分析与工艺参数优化

华尔天张人杰方吉庆

2019, 47(4): 361-367.

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针对空调PTC加热器内部温度分布不均匀、换热性能恶化的问题,对空调PTC加热器整体结构进行热分析,提出解决温度分布不均、换热性能较弱问题的应对方法。通过对加热芯的热分析,确定了PTC片排片与空调PTC加热器内部温度分布的关系,并提出了最优排片模型。通过对散热翅片的热数值计算与仿真计算,确定了散热翅片尺寸与换热性能的关系,并以热阻最小为优化目标,进行了散热翅片的参数优化设计。最后设计实验对优化空调PTC加热器与原有空调PTC加热器进行了比对。结果表明:优化空调PTC加热器热阻比原有空调PTC加热器减小5.62%,换热性能更优。

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基于遗传算法的永磁同步电机自抗扰控制

姜伟胡小英郑颖裘信国汪洋

2019, 47(4): 368-374.

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永磁同步电机常用的PID控制方式存在超调、抗扰动性能差等缺点。为了降低扰动对PMSM系统性能的影响,采用自抗扰控制方法,将系统固有扰动、因参数和负载等变化产生的扰动归为总和扰动,通过扩张状态观测器对系统状态和总扰动进行估计,并将观测值实时反馈给具有鲁棒性的控制器,从而抑制系统扰动,并用遗传算法优化自抗扰控制器ESO的部分参数。仿真表明:采用遗传算法优化的自抗扰控制提高了系统的响应速度和精度,有效抑制了扰动对PMSM跟踪精度的影响,实验也验证了系统的抗负载扰动性能优于PID控制,系统的鲁棒性强。

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织构对混合润滑条件下人工关节材料摩擦磨损性能的影响

鲍雨梅吴霄王成武

2019, 47(4): 375-381.

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为探究织构在人工关节表面生物陶瓷涂层材料领域的应用效果,基于平均流量模型建立了椭圆形和圆形织构表面在混合润滑状态下的润滑计算模型,采用有限差分法结合数值迭代并通过Matlab编程对模型进行计算求解,得到计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准进行比较分析。采用飞秒激光工艺在等离子喷涂HA/ZrO2生物涂层表面制备了面覆率均为10%的圆形织构和不同排布方式的椭圆形织构,并在UMT-3摩擦磨损试验机上进行往复摩擦试验。结果表明:在HA/ZrO2生物陶瓷涂层表面制备一定参数的织构阵列,可有效减小其摩擦系数,且长轴平行于上表面运动方向的椭圆形织构能产生更多的额外承载力,具有较优的减磨和抗摩效果。

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基于新型电控悬架的动力学仿真研究

谢伟东陈鹏

2019, 47(4): 382-387.

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针对商用车质量大、重心高易发生侧翻的问题,提出了一种由倾斜布置的电控悬架系统和主动连杆滑块机构组成的新型电控悬架。介绍了这种悬架的结构设计方案和工作原理,利用ADAMS软件建立了该悬架动力学模型并进行了仿真研究。结果表明:在汽车发生侧倾运动时,通过调整悬架弹簧刚度、减振器阻尼以及作动器作用力的大小,可以减小簧载质量侧倾角,降低车轮横向载荷转移率,提高商用车的抗侧翻能力。仿真获得的组合控制各项目标参数与汽车侧向加速度输入间的关系,为该新型电控悬架进一步设计和控制策略的编写提供了理论参考。

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层状软声子晶体带隙及传输特性的主动调控

诸骏裴伟

2019, 47(4): 388-392.

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首先利用非线性大变形理论计算了预应力偏场作用下一维三组元层状软声子晶体材料参数、几何尺寸的变化,然后通过有限元软件Comsol建立了一维三组元声子晶体模型,研究了结构中小增量场纵波传播问题。通过Comsol软件计算得到了不同预应力偏场作用下的声子晶体带隙分布以及有限周期结构的幅频响应图,对比分析了施加力偏场、三种材料组分比的变化对声子晶体带隙位置和宽度以及有限周期结构中波衰减程度的影响。结果显示:通过外部预应力偏场的控制可以实现一维三组元软声子晶体带隙分布以及传输特性的主动调控。

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内压下薄壁锥壳圆筒过渡段变形特征研究

陈冰冰周益金磊宋文强高增梁

2019, 47(4): 393-399.

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大锥顶角薄壁锥壳是大型储罐常见罐顶结构。内压作用下,锥壳圆筒过渡段可能会发生屈曲,其变形较复杂。采用千分表和应变计实验测量了壁厚为1.2mm,圆筒内径为950mm,半锥顶角分别为60°和75°的锥壳圆筒过渡段在内部升压过程中的应变及径向位移变化,并且采用3D扫描仪获得表面初始和终态几何形貌。采用有限元分析方法对扫描获得的锥壳圆筒模型(含有真实初始几何形状偏差),进行材料与几何双非线性模拟计算。结果表明:薄壁锥壳圆筒过渡段,在内压作用下将产生明显的屈曲变形,而其屈曲行为具有稳定特征。对含真实初始几何偏差的计算模型进行双非线性模拟所得变形的结果与实验测量值吻合度较好,同时模拟计算得到的过渡段屈曲后形貌(位置、波数和形状)与实验结果相近,其波形呈现一定周期性,但分布并不均匀。

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车辆制动能量回收与馈送ECU系统设计

殷建军姚圣达董文龙何笑书

2019, 47(4): 400-405.

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针对车辆制动过程中的能量回收问题进行了研究,提出一套液压式制动能量回收再生系统的结构方案。该方案采用了多级可控液压泵/马达作为能量回收及动力合成元件,以32位汽车级芯片KEAZ128作为ECU内核,应用复合滤波方法来提高控制系统采集信息的精度,通过遗传算法对能量回收进行优化控制,最后搭建实验台架,对系统的功能进行验证。结果表明:该系统能实现车辆制动能量回收与馈送,ECU系统功能达到设计要求。

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机电产品模块化设计重用的博弈决策

卢纯福柴灏

2019, 47(4): 406-410.

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提出一种基于博弈论思想的机电产品模块化设计重用的多目标决策方法。将机电产品各模块变量分类、重新组合转化为各设计需求,构建了模块化设计重用策略空间的基本方法。建立了考虑设计变量和模块对设计需求重要性的博弈方收益函数。在此基础上,分别建立了合作博弈、非合作博弈和混合博弈的模块化设计重用决策数学模型,给出了统一的目标函数和求解方法。以小型健身器材的模块化设计重用作为例子,验证了所建立方法的可行性和有效性。

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基于Ad-Sim算法的代码克隆检测方法

王卫红谷永亮毛怡伟张政豪

2019, 47(4): 411-416.

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代码克隆检测在代码抄袭检测、代码审查、软件更迭和错误检测等方面有重要作用。为提高代码克隆检测的准确率,结合TF-IDF及马尔科夫模型提出了一种改进的Simhash算法Ad-Sim。该算法首先对代码进行归一化预处理;其次在Simhash计算指纹签名的过程中使用TF-IDF计算各关键词权重,并利用马尔科夫模型优化关键词权重;最后比较待检测代码指纹签名的汉明距离相似度,从而判断待检测代码是否为克隆代码。实验结果表明:Ad-Sim算法在代码克隆检测上的准确率及召回率相比Simhash有所提升,尤其在少量代码的检测准确率上提升更明显。

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基于距离场的网格模型骨架提取

缪永伟陈程

2019, 47(4): 417-424.

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作为三维模型的一维表示方式,曲线骨架在计算机视觉和可视化应用中扮演着重要角色。为有效地从网格模型中提取高质量骨架,提出了一种新的基于距离场的骨架提取方法。首先,用户对输入的三维模型进行最小包围盒计算,并将该空间按照一定精度划分成一个个小立方块空间;其次,对每个小立方块空间进行判定,剔除模型外部立方块并计算内部立方块的距离值,完成模型体素化;接着,对每块体素进行距离值局部最大求解,完成对体素的初步选取;然后,对选取的体素迭代进行最大内切球约束去除冗余体素得到骨架点;最后,对选择的骨架点按照一定的规则进行有序连接形成骨架。实验结果表明:该方法能准确地提取质量较好的三维模型骨架。

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基于兴趣度与类型因子的高校图书推荐算法

李澎林洪之渊李伟

2019, 47(4): 425-429.

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针对高校图书馆读者评分系统缺失和读者之间借阅重合率低而导致兴趣度矩阵稀疏的问题,提出了一种基于兴趣度模型与类型因子的高校图书推荐算法。该算法建立了一种读者兴趣度模型用来模拟读者对图书的偏好程度,并使用类型因子作为图书相似性的权重填补兴趣度矩阵中缺失的兴趣度值,最终通过基于用户的协同过滤算法得到目标读者的Top-N推荐列表。实验表明:改进的兴趣度模型比未改进的兴趣度模型算法的推荐效果更好,而且使用类型因子权重比图书名称分词权重的推荐效果也更好。该算法为高校智慧图书馆的建立提供了理论基础。

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基于深度残差网络的皮肤癌黑色素瘤识别

管秋李疆胡海根龚明杰陈峰

2019, 47(4): 430-435.

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作为皮肤癌黑色素瘤主要检查手段的皮肤镜图像存在显著性低、类内差异大和样本数据量少等问题,难以采用传统算法实现高准确的识别。深度学习算法引入皮肤癌症检测,提出了一种基于深度残差网络的黑色素瘤识别算法。该算法通过构建深度残差网络提取皮肤镜图像的高维特征,使用残差学习防止网络梯度退化、降低网络训练的难度,实现了黑色素瘤的有效识别。相关仿真实验结果表明:所提出的基于深度残差网络的黑色素瘤识别算法性能明显优于基于卷积神经网络传统的算法,具有更高的准确性、敏感性、特异性和鲁棒性。

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基于Ncut的城市路网交通子区划分方法

刘端阳潘策

2019, 47(4): 436-441.

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针对大规模城市路网下区域性拥堵频发、交通难于管理的问题,提出了基于Ncut的交通子区划分方法。首先使用交通流量和路段速度信息计算交通态势,然后结合交叉口间距离得到动静态结合的关联度指标,最后应用Ncut划分算法对大规模交通路网进行划分,并以子区总关联度最大为目标调整子区边界上的交叉口,使子区内部更为紧密。在真实路网上进行仿真,并经过实验对比与分析说明了该划分方法能把距离近、交通态势相似的交叉口划分到同一子区,并保证子区规模适当、外形良好。

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基于隐马尔可夫模型的反射型XSS检测技术

赵澄陈君新

2019, 47(4): 442-447.

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跨站脚本攻击(Cross-site scripting,XSS)是一种危害严重的Web漏洞,其中反射型XSS是最常见的一种XSS,对于反射型XSS的检测尤为重要。然而反射型XSS变种繁多,基于规则的传统XSS检测工具难以检测变形的反射型XSS,为了改善对反射型XSS的检测效果,提出了一种基于隐马尔可夫模型(Hidden Markov model,HMM)的反射型XSS检测技术,采用词集模型对反射型XSS训练样本进行序列化处理并作为观察序列进行HMM训练,生成的HMM检测器相比于基于规则的Chrome XSS-filter,在准确率、误报率和漏报率方面都有一定的提升,尤其是对变形的反射型XSS检测效果要明显优于Chrome XSS-filter。

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DDS在光泵磁力仪频率锁定中的应用

童建平杨建武

2019, 47(4): 448-452.

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光泵磁力仪测量微弱磁场的实验中,通常需要一个射频场作用于铷原子气室,当发生共振时,所加射频场的频率就等于拉莫尔进动频率,可以通过这个频率换算出待测磁场的值。当待测磁场的值发生变化时,共振频率也会发生变化,因此要求所加的射频场能够追踪共振频率的变化。直接数字频率合成器(DDS)具有频率分辨率高、输出频率稳定和控制方便等优点,因此提出并研制了一种基于DDS的频率锁定系统。DDS用的是AD9854芯片,用微控制器(MCU)读取锁相放大器的输出电压,然后进行比例运算并控制DDS的输出频率,从而达到频率锁定的目的。

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肉桂醇的碘甲酸酯化合成方法

王力耕章华隆余琴冯春

2019, 47(4): 453-456.

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烯烃邻位卤素功能化产物在有机合成领域具有重要的地位,被广泛应用于医药、农药、阻燃剂和精细化学品等领域。以肉桂醇为原料,以ZnAl-BrO-3-LDHs为缓释BrO-3的载体,KI为还原剂,在甲酸中高效地得到了邻位碘甲酸酯化的产物。考察了温度、溶剂的量以及ZnAl-BrO-3-LDHs投料对产率的影响。结果表明:温度为25℃,溶剂量为10mL,ZnAl-BrO-3-LDHs为0.35当量时,产率最高达到88%。通过核磁检测发现:该反应为反式加成,具有很高的位置选择性和立体选择性。该反应充分利用了甲酸的酸性、亲核性和溶解性,简化了反应和分离操作。

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沉积物中的得克隆在中华圆田螺体内的积累及氧化应激效应

周珊珊董敏峰张莉娜

2019, 47(4): 457-461.

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得克隆(Dechloraneplus,简称DP)是一种典型的氯代阻燃剂,在多种环境介质中均有检测到。因其极高的疏水性,水体环境中的DP主要积聚在沉积物中,并通过底栖生物进入食物链。研究了沉积物中的DP在低等底栖生物中华圆田螺体内的积累和毒性效应,结果表明:无论低浓度组还是高浓度组,顺式-DP和反式-DP的积累量都随暴露时间的增加而增加,但32 d暴露结束后积累并未达到平衡,计算最大生物-底泥积累因子(Bio-sediment accumulation factor,BSAF)分别为 0.82 和0.40, f syn 先增大后减小,说明顺式-DP比反式-DP更易吸附在沉积物中,但生物积累性不明显。田螺体内氧化氢酶(Catalase,CAT)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)随时间增加先变大后变小,说明低浓度DP会导致机体产生抗氧化性,高浓度DP会对机体组织产生氧化损伤。

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杭州市PM2.5中PAHs和PAEs气固分布特征及其安全风险研究

周庆华陈怡梅陈金媛

2019, 47(4): 462-468.

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为了解杭州市PM2.5中多环芳烃(PAHs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)的气固分布特征,于2016年12月—2017年5月在杭州市主城区同步采集PM2.5与气相样品。经气相色谱-质谱法分析可知:气相中总PAHs的月平均质量浓度大于PM2.5中的数值,PAHs的相分布特征是气相占优型;气相中总PAEs的月平均质量浓度略小于PM2.5中的数值,PAEs的相分布特征是固相占优型。据分析结果计算PAHs和PAEs单体分子的气-固分配系数(Kp),结果表明:单体分子量越大,其Kp值越高,越容易分布在固相颗粒物中。此外,大气环境中总PAHs和PAEs的质量浓度变化规律为冬季大于春季,且冬季PAHs和PAEs的气相质量浓度亦大于春季。根据大气环境中PAHs和PAEs的安全风险评价可知:气相中PAHs的毒性当量浓度远大于PM2.5中PAHs的毒性当量浓度,PAEs致癌风险的模型估算结果表明大气环境中PAEs不具有致癌风险。

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含空隙沥青混凝土弹性模量预测的数值方法

周欣竹王亿平郑建军

2019, 47(4): 469-472.

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含空隙沥青混凝土具有多尺度、多相特征,弹性模量是路面材料设计的重要力学参数之一。将解析解与数值解相结合,提出含空隙沥青混凝土弹性模量计算的两步法。首先构造出含空隙沥青砂浆的两相复合材料模型并给出其弹性模量的解析解。然后将含空隙沥青混凝土模拟成由骨料、界面和含空隙沥青砂浆所组成的三相复合材料,通过快速傅里叶变换获得弹性模量。该解的优点是考虑了骨料形状、界面和空隙水饱和度的影响。将数值模拟与试验结果对比,最大误差为4.54%,证实了该数值方法具有较高的精度。数值结果表明:沥青混凝土弹性模量随着界面厚度和空隙水饱和度的增大而增大,但随着粗骨料长细比的增大而减小。

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