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2023 年第1期第37卷

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2023年当期目录

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脉冲型地震下竖向不规则重力柱-核心筒结构的弹塑性地震响应 [摘要][PDF]
补国斌，熊浩然，徐冲，齐超文，王颖，罗高杰

正六边形蜂窝型空间盒式结构受力性能对比分析 [摘要][PDF]
何嘉杰，杨晓华，何嘉沛，彭斯宁

基于DDA方法的排碴井筒堵塞概率分析 [摘要][PDF]
阳生权，周云锋，吕中玉，彭程武

电网电压不平衡下的D-PMSWG系统 MPC-VSG时域优化控制 [摘要][PDF]
张阳，谌安平，程谆

含PID参数的时滞LFC系统鲁棒稳定性分析 [摘要][PDF]
刘晓桂，刘小文，蒋逢灵，龚事引，肖会芹

带非线性项的积分器链嵌套饱和时滞控制 [摘要][PDF]
刘俊

文丘里管渐缩段影响限流性能试验与仿真 [摘要][PDF]
颜永丰，庞飞，何杰，刘平

针对阀门黏滞特性的多阈值 Knocker 控制算法研究 [摘要][PDF]
邓林志，孙晓，黄靖，黄佳兴，吴德意，陈元健

基于注意力机制和多层次特征融合的目标检测算法 [摘要][PDF]
周秋艳，肖满生，范双南

基于正样本的产品表面缺陷视觉检测方法 [摘要][PDF]
左旺，陈仲生，李潮林，柳浩鹏

基于3D卷积神经网络的肺结节检测 [摘要][PDF]
黄冬云，王欣，秦斌

含内生变量的高维部分线性模型特征筛选 [摘要][PDF]
陈海燕，赵培信

依赖动量转移条件下的残留电子屏蔽效应 [摘要][PDF]
陈展斌，王军

脉冲型地震下竖向不规则重力柱-核心筒结构的弹塑性地震响应
研究了速度脉冲型地震作用和结构竖向不规则双重不利条件对结构弹塑性地震反应的影响。设计了20层和30层的新型重力柱-核心筒典型结构，通过改变底层刚度得到一系列竖向不规则结构。分别选取10条速度脉冲和10条非速度脉冲地震记录，采用CANNY软件对竖向不规则重力柱-核心筒结构进行弹塑性动力时程分析，研究速度脉冲效应和竖向不规则对结构弹塑性地震响应的影响规律。结果表明，速度脉冲地震下结构层间剪力、层间位移和倾覆力矩均明显高于非速度脉冲地震下的对应值；竖向不规则对结构弹塑性抗震需求影响显著，层间位移角随着竖向不规则比率的减小而增大，层间剪力和倾覆力矩则呈略微减小的变化趋势。建议在新型重力柱-核心筒结构设计中应考虑速度脉冲地震和结构竖向不规则的耦合影响。

[摘要][PDF]

补国斌，熊浩然，徐冲，齐超文，王颖，罗高杰

正六边形蜂窝型空间盒式结构受力性能对比分析
为了研究正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系在大跨度中高层建筑中的受力性能，根据工程实例，运用ANSYS有限元结构分析软件建立了不同平面楼盖结构布置的有限元分析模型，对比研究了正六边形蜂窝型空间盒式结构体系与正交斜放型空间盒式结构体系在竖向静力试验作用下的结构反应，研究了两种不同盒式结构楼盖的最大挠度、自振频率和整体刚度。研究结果表明，在竖向荷载作用下，正六边形蜂窝型空间盒式结构体系呈现三向传力特性，结构性能表现较好。相比正交斜放型空间盒式结构体系，正六边形蜂窝型空间盒式结构体系的楼盖跨中挠度较小，其整体性、稳定性更佳。依据模态分析方法，通过对比两种结构体系的自振频率与周期，得到了正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的整体抗侧移刚度与空腹夹层板楼盖抗弯刚度均大于正交斜放型空间盒式结构的结论。从经济性层面上比较，得知在相同使用功能要求情况下，正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的用钢量要远小于正交斜放钢混结构盒式结构体系的用钢量，更能节约建造成本。

[摘要][PDF]

何嘉杰，杨晓华，何嘉沛，彭斯宁

基于DDA方法的排碴井筒堵塞概率分析
依托某公路隧道的超大直径通风竖井工程，针对通风竖井施工中心小直径井筒排碴存在极大堵塞风险、严重影响建设工期的问题，考虑到井筒落石属于非连续变形动力学过程，因此，采用非连续变形分析（DDA）方法，通过对井筒落石进行数值建模，以球体作为基本块体单元，基于捆绑算法将球颗粒捆绑成相应形状块体，模拟块体运动过程中的碰撞、摩擦等，开展了针对性的小直径井筒落石堵塞概率分析。数值模拟结果表明，为避免小直径排碴井筒发生堵塞现象，应严格控制抛入排碴井筒的岩块尺寸与块度；钻爆法施工的小直径排碴井筒超欠挖现象越严重，井筒堵塞概率越大。模拟结果较为真实地反映了排碴井工况的工程实际。

[摘要][PDF]

阳生权，周云锋，吕中玉，彭程武

电网电压不平衡下的D-PMSWG系统 MPC-VSG时域优化控制
当电网电压不平衡时，传统的VSG恒定有功以及恒定无功控制策略，在电网电压跌落和恢复期间频率响应和暂态稳定性欠佳。为解决这一问题，提出了一种电网电压不平衡下的直驱永磁同步风力发电（D-PMSWG）系统MPC-VSG时域优化控制策略。该策略将不平衡电网电压下的虚拟同步机控制（VSG）与模型预测控制（MPC）相结合，并对VSG转子运动方程的转子角频率与转矩建立了MPC预测模型，通过优化预测时域，调整了频率环节、阻尼环节和反馈控制惯量环节系数，得到了最优预测时域输出向量以及下一时刻的控制输入向量。与传统方法相比，所提出的方法在电压跌落、电压恢复瞬间的频率响应，以及功率的暂态特性，都得到了良好的改善。最后，在Matlab/Simulink中验证了不同控制目标下该控制策略的正确性和有效性。

[摘要][PDF]

张阳，谌安平，程谆

含PID参数的时滞LFC系统鲁棒稳定性分析
针对LFC系统的渐近稳定性问题，建立了系统矩阵中含PID参数的时滞LFC系统数学模型，通过选取时滞乘积型Lyapunov-Krasovskii泛函，并应用扩展的逆凸二次不等式方法对泛函导数进行界定，得出一个具有更低保守性的LFC系统鲁棒稳定新判据。最后，结合实例进行了实验仿真，仿真结果验证了所提出新判据的有效性和优越性。

[摘要][PDF]

刘晓桂，刘小文，蒋逢灵，龚事引，肖会芹

带非线性项的积分器链嵌套饱和时滞控制
针对带有高阶非线性项的四阶积分器链，在输入包含时滞的情形下，提出了一种嵌套饱和控制器，实现系统的全局渐进稳定。稳定分析分为饱和退化分析和退饱和系统的渐进稳定分析两个阶段。该控制器利用平面转换构造标准型，进行自然对消，完成饱和退化分析；然后，利用一个重要矩阵不等式和李雅普诺夫定理，完成渐进稳定分析；最后，通过一个惯性摆系统的仿真实验，验证了控制器的有效性。

[摘要][PDF]

刘俊

文丘里管渐缩段影响限流性能试验与仿真
为研究3种渐缩段结构形式对限流文丘里管内部流场状态及限流性能的影响，对3种不同渐缩段的文丘里管在正常补水以及临界工况下的流体性能进行试验，研究其压损与限流特性；并基于ANSYS Workbench，对试验工况进行数值模拟。结果表明，出口压强计算值与试验值误差分别为2.0%, 0.5%, 0.5%，与试验结果吻合良好。模拟结果表明，压损系数与文丘里类型相关，与管道流场速度无关；渐缩段为弧形弯曲两次形状的压损性能优于渐缩段弧形弯曲一次形状，压损值约为弯曲一次形状的90%；渐缩段为传统直线型的压强性能最差。在临界工况下，3种文丘里管因产生空化均能较好地表现限流作用，但两次弧形平滑过渡的渐缩段形式因其结构均匀对管道内空化反应更有利，限流作用更好。

[摘要][PDF]

颜永丰，庞飞，何杰，刘平

针对阀门黏滞特性的多阈值 Knocker 控制算法研究
为了研究阀门的黏滞特性引起的控制变量振荡问题，结合阀门运动特性建立了二叉树黏滞模型。通过在Knocker补偿器算法上引入Smith预估器抵消反馈的滞后影响，建立了樽海鞘群算法优化的多阈值Knocker补偿控制策略。实验结果显示，对比单阈值Knocker策略改进的Knocker补偿策略在减少控制阀振荡上有更好的效果，IAE和ISE指数比改进前分别减少了73.7%和80.7%，使控制的稳态误差保持低于1%的同时，大大减少了阀杆的动作次数。

[摘要][PDF]

邓林志，孙晓，黄靖，黄佳兴，吴德意，陈元健

基于注意力机制和多层次特征融合的目标检测算法
为了提高目标检测的准确率，提出一种基于注意力机制和多层次特征融合的图像目标检测算法。该算法在Cascade R-CNN模型的基础上，以RseNet50为主干网络，通过嵌入简单的注意力模块（SAM）来提高网络的判别能力；其次，利用深度可分离卷积改进特征金字塔网络（FPN），设计了多层次特征融合模块（MFFM），对多尺度特征进行融合，以丰富特征图的信息量，并对不同层次的特征图赋予相应的权重以平衡不同尺度的特征信息；最后，结合目标检测方法中的区域建议网络（RPN）结构获取目标的候选区域进行分类和回归处理，确定检测目标的位置和类别。实验结果表明，相较于Cascade R-CNN目标检测算法，该算法的检测精度提升了约2.0%。

[摘要][PDF]

周秋艳，肖满生，范双南

基于正样本的产品表面缺陷视觉检测方法
表面缺陷视觉检测是产品质检重要环节之一，而实际工业应用中，往往存在表面缺陷样本少、需要大量标注样本等问题。为此，将注意力机制引入Resnet50网络，提出一种基于正样本的产品表面缺陷视觉检测方法。首先，利用预训练网络Resnet50_CBAM学习到包含来自不同语义层和分辨率信息的嵌入向量，并利用多元高斯参数表示图片正常特征；其次，将缺陷图像输入到预训练网络Resnet50_CBAM，获得相应的嵌入向量和多元高斯参数；最后，采用马氏距离计算整张缺陷图像所有像素点的缺陷分数图，实现基于像素级的缺陷区域定位。实验数据集验证结果表明，与已有方法相比，所提方法需要的正常样本更少且检测精度更高，从而可以有效解决少样本的产品缺陷视觉检测难题。

[摘要][PDF]

左旺，陈仲生，李潮林，柳浩鹏

基于3D卷积神经网络的肺结节检测
针对肺结节自动检测模型精度较低，假阳性较高等问题，提出一种基于3D卷积神经网络的两阶段肺结节检测方法。第一阶段使用3D V-Net检测出所有候选结节，并融合残差跳转连接构建深层网络，以保留上层网络一定比例输出，实现图像特征重用，引入改进的损失函数解决数据集正负样本失衡的问题；第二阶段使用3D VGG网络对候选结节分类，以降低假阳性，并加入残差连接防止梯度消失和退化，以加速网络训练过程。实验结果表明，该方法在候选结节检测阶段的敏感度为91.28%，分类阶段的准确率为99.22%，敏感度为96.60%，可有效辅助放射科医生对肺结节进行检测。

[摘要][PDF]

黄冬云，王欣，秦斌

含内生变量的高维部分线性模型特征筛选
主要研究了含有内生性协变量的超高维部分线性模型的重要特征筛选和变量选择问题。首先，为了消除数据内生性对特征筛选带来的选择性偏差，结合内生性协变量与工具变量的相关结构，给出了一个区分重要协变量和不重要协变量的充分条件，进而提出一种衡量变量边际效用的特征筛选方法。其次，利用提出的特征筛选方法，并结合剖面估计思想和两阶段正则估计方法，提出了一种识别重要协变量的变量选择方法。最后，在一定正则条件下，理论证明了所提出的变量选择方法可以消除数据内生性对变量选择带来的影响，从而保证了对协变量重要性具有排序一致性。

[摘要][PDF]

陈海燕，赵培信

依赖动量转移条件下的残留电子屏蔽效应
基于DS3C模型，在残留电子屏蔽理论框架下修改计算程序，同时在截面依赖动量转移几何条件下对He原子的三重微分散射截面进行理论计算，对DS3C模型和3种修正模型进行对比研究，考察了碰撞过程中入射炮弹与出射粒子之间的关联特征，探索了不同理论模型下残留电子屏蔽效应对截面的影响。研究结果表明：残留电子屏蔽效应降低了前散射区域三重微分散射截面的幅度，而对后散射区域的幅度影响相对较小。

[摘要][PDF]

陈展斌，王军