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2021, 41(10): .

摘要(476) PDF(353)

摘要:

2021, 41(10): .

摘要(413) PDF(308)

摘要:

分布式实时运行数据驱动的液压支架群虚拟监测关键技术

李娟莉, 李梦辉, 谢嘉成, 王学文, 张鑫

2021, 41(10): 1023-1033. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.191

摘要(761) PDF(438)

摘要:
针对多机装备可视化监测中存在的数据体量大以及单台主机模式下无法有效完成复杂任务的问题，提出了基于实时运行数据驱动的分布式液压支架群虚拟监测方法.该方法首先建立了基于实时运行数据的驱动模型；其次基于可识别数据交互器的数据传递方法，建立了C/S模式下的分布式局域网协同模型；然后基于一致性哈希算法的分配方法，建立了可根据主机负载状况动态分配任务的任务调度模型，最后以试验室液压支架群为例构建了分布式系统.试验结果表明：该方法建立的监测系统相比于单主机系统，提高了监测的稳定性，能够为透明综采工作面的建设提供核心技术支撑.

嵌入控制油腔的静压滑动轴承可控性研究

陈淑江, 孙嘉珩

2021, 41(10): 1034-1042. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.014

摘要(642) PDF(311)

摘要:
针对主动控制静压轴承转子运动的可控性和稳定性有待提高的问题，提出了一种在传统静压轴承的油腔内嵌入控制油腔的轴承结构，并采用主动单面薄膜节流器对其供油，充分利用轴承内部的二次节流，以此提高静压轴承的主动控制性能.基于雷诺润滑方程和流量守恒方程，采用有限差分法和欧拉迭代法建立了静压主轴的轴心运动计算模型，研究了不同轴承结构和进油压力下轴承的动态特性和控制特性.结果表明：当控制腔面积占比在30%，封油边宽度为5 mm时，静压轴承同时具有良好的动态特性和控制特性.通过合适的结构设计，嵌入控制油腔的轴承结构可以提高静压主轴轴心运动的可控性.

淹没深度对离心式叶轮模态参数的影响

曾永顺, 刘妍琦, 邓柳泓, 刘岚林, 姚志峰, 肖若富

2021, 41(10): 1043-1049. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.019

摘要(591) PDF(309)

摘要:
离心式叶轮结构振动及其幅值受周围水体附加质量和阻尼的影响.为了明确不同淹没深度对离心式叶轮动力响应特性的影响，开展了数值计算和实验研究.基于声固耦合方法，开展了空气和不同淹没深度条件下叶轮的模态分析；通过锤击法获得了在空气和不同淹没深度条件下的叶轮结构响应参数，并评价了固有频率的数值预测精度；根据数值计算和实验结果，构建了结构振型、附加质量参数和阻尼参数随淹没深度的变化规律.结果表明：随着淹没深度增大，结构振型未发生改变；但叶轮附加质量系数和阻尼比都呈线性增长趋势；完全淹没时，水体附加质量及阻尼比分别为空气中的0.39倍和1.76倍.

基于状态估计的无人车前轮转角与横摆稳定协调控制

陈特, 徐兴, 蔡英凤, 陈龙, 孙晓强

2021, 41(10): 1050-1057. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.071

摘要(602) PDF(326)

摘要:
针对无人车轨迹跟踪问题，提出了一种基于状态估计的无人车前轮转角和横摆稳定协调控制策略.建立了车辆轨迹跟踪模型，利用模型预测控制算法设计了轨迹跟踪控制器，得到实时跟踪参考轨迹所需的前轮转角.根据车辆模型设计了一种基于未知输入观测器的前轮转角估计方法，并将估计结果作为前轮转角跟踪控制的输入量.基于非奇异终端滑模控制设计了前轮转角跟踪方法，通过转向电机扭矩来控制车辆转向以实现轨迹跟踪.同时，设计了车辆横摆稳定控制器，通过控制横摆角速度跟踪误差确保车辆横摆稳定.建立了CarSim-Simulink联合仿真模型并进行仿真实测试.结果表明，未知输入观测器具有较好的前轮转角估计效果，从而为车辆协调控制提供可靠信息源，协调控制策略能够在保证车辆横摆稳定性的同时完成车辆轨迹跟踪.

面向医疗数据安全存储的增强混合加密方法

康海燕, 邓婕

2021, 41(10): 1058-1068. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.198

摘要(558) PDF(331)

摘要:
现实生活中病人的电子病历通常由就诊医院统一管理，其电子病历数据也都由医疗电子病历系统集中存储.这种集中式存储方式，在跨医院进行信息共享时会让病人的隐私信息存在泄露的风险.文中从信息安全中的关键技术—数字加密技术入手，分析了经典的对称加密算法（data encryption standard，DES）和非对称加密算法（Rivest-Shamir-Adleman，RSA），提出了面向医疗数据安全存储增强的混合加密方法.提出改进算法IBDES通过双重加密增强安全强度；提出改进算法EPNRSA在降低RSA加密时间复杂度的同时还保证了加密的安全质量；形成基于IBDES和EPNRSA的医疗数据增强混合加密方法.通过理论分析和仿真实验表明，该方法具有加解密效果好、执行速度快以及安全性高等优点，是面向医疗数据安全存储的一种理想方案.

基于SDAE-PSOSVM的航空变压整流器故障诊断方法研究

石旭东, 徐海义, 吴东华, 杨占刚, 李运富

2021, 41(10): 1069-1076,1083. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.176

摘要(542) PDF(286)

摘要:
针对不同故障模式下航空变压整流器二极管故障特征相似程度高导致不易区分的问题，提出一种基于堆叠降噪自动编码器（stacked denoising auto encoder，SDAE）与粒子群优化支持向量机（partical swarm optimization support vector machine，PSOSVM）相结合的故障诊断方法.首先搭建航空变压整流器仿真模型，通过对不同故障模式进行仿真，获取故障数据；然后运用SDAE方法对高维故障信号进行故障特征提取，建立故障特征集；最后采用PSOSVM方法进行故障诊断，并且与常用的故障诊断方法进行对比分析.诊断结果表明SDAE-PSOSVM故障诊断方法准确性达到96%，可以对高维故障数据信号进行特征提取，提高不同故障模式之间的区分度.

基于残差密集块和自编码网络的红外与可见光图像融合

王建中, 徐浩楠, 王洪枫, 于子博

2021, 41(10): 1077-1083. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.131

摘要(605) PDF(388)

摘要:
红外与可见光图像融合是复杂环境中获得高质量目标图像的一种有效手段，在目标检测与跟踪、图像增强、遥感、医疗等领域有广泛应用前景.为解决目前基于深度学习的红外与可见光图像融合方法中存在的网络无法充分提取特征、特征信息利用不充分和融合图像清晰度低的问题，本文提出了一种基于残差密集块的端到端自编码图像融合网络结构，利用基于残差密集块的编码器网络将图像分解成背景特征图和细节特征图，然后将两种特征图进行融合，再通过解码器进行重构，还原出最终的融合图像.测试结果表明，本文的方法可以得到清晰度高、目标突出、轮廓明显的融合图像，在SF、AG、CC、SCD、Qabf、SSIM 6个融合质量评估指标上与目前代表性融合方法相比均有不同程度的提升，特别是在融合图像清晰度上优势明显，且对于模糊、遮挡、逆光、烟雾等复杂环境图像有较好的融合效果.

无人机数据链带内连续波电磁干扰效应研究

许彤, 陈亚洲, 王玉明, 赵敏

2021, 41(10): 1084-1094. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.031

摘要(655) PDF(309)

摘要:
数据链是无人机的重要分系统，是确保无人机实现地空通信的关键一环，但容易受到外界电磁干扰的影响而发生通信中断甚至硬件损伤.针对某型无人机数据链的前门耦合电磁敏感特性，对数据链设备进行电磁干扰的等效注入试验，研究了单频和双频电磁干扰对数据链的效应规律，得到了数据链敏感频点的失锁阈值以及误码率和信噪比的变化趋势.研究表明：由于大功率干扰信号通过自动增益控制电路，在射频前端降低了中频工作信号的输出功率，导致数据终端信噪比降低、误码率上升；当双频干扰均位于带内时，与单频干扰相比，在射频前端对工作信号增益的压缩作用更强，导致失锁时双频干扰中的任意一个干扰功率均低于只有单频干扰时的阈值，表明数据链带内干扰存在多源非线性增强效应.

用频设备二阶互调低频阻塞效应建模评估方法

魏光辉, 郑建拥, 赵宏泽, 李媚, 杜雪

2021, 41(10): 1095-1102. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.224

摘要(519) PDF(267)

摘要:
针对用频设备复杂电磁环境适应性试验评估的技术需求，从二阶互调低频阻塞效应机理出发，引入二阶互调低频阻塞干扰因子、低频干扰电平相对值，建立了二阶互调低频阻塞效应模型.理论推导与实验测定相结合，给出了二阶互调低频阻塞效应模型参数的确定方法和建模评估流程，以导航接收机作为受试设备进行了实验验证.结果表明：利用测试确定的二阶互调低频阻塞效应模型参数，依据用频设备单频电磁辐射阻塞临界干扰场强测试数据和环境电磁场频谱分布参数，能够客观评估用频设备的二阶互调低频阻塞效应，误差在2 dB以内.

混合介质层类同轴垂直硅通孔的高频性能研究

丁英涛, 王一丁, 肖磊, 王启宁, 陈志伟

2021, 41(10): 1103-1108. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2018.279

摘要(555) PDF(289)

摘要:
为了改善T/R组件中2.5 D转接板的高频特性，本文提出一种工艺简单、结构新颖的混合介质层类同轴硅通孔（through silicon via，TSV）结构，对混合介质层类同轴TSV结构的外围TSV数量、TSV直径、混合介质层厚度等参数进行了仿真研究，并与传统同轴TSV的回波损耗、插入损耗、串扰等性能进行对比.结果表明优化后的混合介质层类同轴TSV结构在1~45 GHz频率范围内，具有良好的射频传输性能.

低阻硅TSV与铜填充TSV热力学特性对比分析

邓小英, 于思齐, 王士伟, 谢奕

2021, 41(10): 1109-1113. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2017.148

摘要(561) PDF(284)

摘要:
对低阻硅TSV以及铜填充TSV的热力学性能通过有限元仿真的方法进行对比分析.低阻硅TSV在绝缘层上方以及低阻硅柱上方的铝层区域中凸起最为显著，且高度分别为82 nm和76 nm；铜填充TSV的凸起位置主要集中在通孔中心铜柱的上方，最大值为150 nm.应力方面，低阻硅TSV在绝缘层两侧的应力最大，且最大值为1 005 MPa；铜填充TSV在中心铜柱外侧应力最大，且最大值为1 227 MPa.另外，两种结构TSV的界面应力都在靠近TSV两端时最大.低阻硅TSV界面应力没有超过400 MPa，而铜填充TSV在靠近其两端时界面应力已经超过800 MPa.综上所述，相比于铜填充TSV，低阻硅TSV具有更高的热力学可靠性.

聚芳酰胺多孔膜的制备及其介电性能研究

朱欢欢, 牛铭康, 黄桂明, 王群, 梁知权, 矫庆泽, 冯彩虹, 赵芸, 吕玉珍

2021, 41(10): 1114-1119. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.179

摘要(518) PDF(336)

摘要:
以间苯二胺和间苯二甲酰氯为单体，2-甲基吡啶为缚酸剂，N，N-二甲基乙酰胺为溶剂，用低温溶液缩聚法合成了间位聚芳酰胺（PMIA）；然后以乙醇为非溶剂，用非溶剂致相分离法成功制备了不同孔结构的聚芳酰胺多孔膜.采用核磁及红外等手段对所合成聚芳酰胺的结构进行了表征，考察了聚芳酰胺溶液浓度对多孔膜孔结构及介电性能的影响.结果表明：当聚芳酰胺的浓度为21%，17%和15%时，都可以得到孔结构规整的多孔膜，它们在1 MHz频率的介电常数分别为2.31，2.07和1.89，与聚芳酰胺标准膜的介电常数6.22相比分别降低了63%，67%和70%.

HZSM-5分子筛的改性及其催化裂解废轮胎制备低碳烯烃

赵芸, 秦士凯, 付如如, 石泉, 冯彩虹, 矫庆泽, 黎汉生, 史大昕

2021, 41(10): 1120-1127. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2020.146

摘要(703) PDF(304)

摘要:
用不同浓度氢氧化钠溶液对硅铝比为200的商业HZSM-5分子筛进行了扩孔改性，利用粉末X射线衍射、扫描电镜、NH₃程序升温脱附和N₂吸脱附对改性分子筛的晶体结构、孔结构、形貌和酸性进行了表征，考察了改性HZSM-5分子筛在催化裂解废轮胎反应中的性能.结果表明，通过改变氢氧化钠溶液的浓度，可以一定程度调控分子筛晶体的孔结构和酸量.随着碱浓度增大，改性HZSM-5分子筛平均孔径增大，而介孔孔容和酸量先增加后减少.经0.4 mol/L氢氧化钠溶液改性处理后的HZSM-5分子筛催化剂，介孔孔容及酸量最大，其催化裂解废轮胎低碳烯烃选择性最高，达到了32.39%，远高于商业HZSM-5分子筛.

全脑辐照致神经损伤大鼠神经化学物质类生物标志物的筛选

孟宪双, 白桦, 马强, 张鹏, 马宏, 邓玉林

2021, 41(10): 1128-1136. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.074

摘要(544) PDF(276)

摘要:
为了对全脑辐照诱导神经损伤后的大鼠血进行外周血中神经化学物质类生物标志物的筛选，采用前期建立的血清中神经化学物质的化学衍生-超高效液相色谱-串联质谱分析方法，对不同全脑辐照剂量（0、10、30 Gy）和分次累积辐照（10 Gy×3）大鼠血清中42种神经化学物质的浓度进行了测定并进行了基于靶向代谢组学策略的统计学分析.单变量统计分析结果表明，辐照组（10、30、10 Gy×3）中去甲肾上腺素、乙酰胆碱、γ-氨基丁酸、酪胺、谷氨酸、酪氨酸、色氨酸、褪黑素、α-丙氨酸和甘氨酸的含量显著（p<0.05）低于对照组（0 Gy），而乙酰胆碱和褪黑素的浓度变化趋势相反（p<0.05）.同时发现10 Gy×3组中神经化学物质含量的变化程度低于30 Gy组，表明分次累积辐照造成的神经化学物质扰动程度较同剂量的单次辐照低；通过结合多变量统计OPLS-DA模型分析中的变量重要性投影（VIP）值，本研究筛选出乙酰胆碱、谷氨酸、酪胺和褪黑素（p<0.05，VIP>1）可作为全脑辐照诱导神经损伤的潜在生物标志物.

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2021年第41卷第10期

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