2021年, 第40卷, 第02期　
刊出日期：2021-04-15

  

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  胶莱盆地止凤庄组、红土崖组微量元素地球化学特征及古环境分析

  余继峰, 曹慧涛, 付文钊, 张典栋, 胡晓珂, 王亚东

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 1-11. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.001

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  微量元素对沉积环境变化具有较高的敏感度,微量元素分析是研究沉积环境的有效方法。胶莱盆地止凤庄组和红土崖组分别属莱阳群和王氏群,多以砂岩和砂砾岩为主,见泥岩夹层。通过实测剖面和现场取样,采用ICP-MS测定样品的微量元素,根据微量元素、比值等地球化学指标,探讨止凤庄组、红土崖组的沉积环境。Sr/Ba、Rb/K值及剖面地质特征表明止凤庄组、红土崖组具河流沉积特征;止凤庄组与红土崖组样品的Sr/Cu分别为10.05～23.32和5.50～9.82,表明止凤庄组形成于干热气候,红土崖组形成于温暖湿润气候;止凤庄组与红土崖组的V/Cr分别为0.32～2.23和0.39～2.14,Ni/Co分别为2.97～4.91和2.22～6.71,U/Th分别为0.11～0.14和0.13～0.14,δU分别为0.51～0.60和0.55～0.60,V/(V+Ni)分别为0.42～0.69和0.49～0.59,均表明止凤庄组、红土崖组形成于氧化环境,与其红色主色调特征相一致。
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  适用于林区机载LiDAR点云的多分辨率层次插值滤波方法

  陈传法, 王梦樱, 杨帅, 王珍

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 12-20. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.002

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  针对现有机载激光雷达点云滤波算法在林区适用性不强的问题,提出一种基于多分辨率层次插值的林区LiDAR滤波方法。该方法首先借助形态学迭代开运算和稳健z-score方法获取大量地面种子点;然后从低层到高层滤波过程中,通过薄板样条函数构造地面参考面,并借助自适应坡度阈值选择地面点;最后将分类出的地面点更新地面参考面,层层迭代直至滤波结果收敛。以ISPRS提供的6组山区基准数据为研究对象,将新方法滤波结果与近5年提出的10种滤波算法比较表明:新方法滤波结果精度最高,平均总误差和Kappa系数分别为1.89%和87.88%。在实例分析中,以6个不同林区点云数据为研究对象,将新方法与形态滤波算法(MF)和渐近不规则三角网加密滤波算法(PTD)比较表明:新方法平均总误差为6.82%,而MF和PTD平均总误差分别为9.21%和8.49%;且前者获取的DEM精度优于后两种方法。
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  基于边长约束网平差的微型GNSS阵列高精度定位方法

  东旭华, 郭金运, 孔巧丽, 金鑫, 赵春梅

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 21-30. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.003

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  针对目前全球导航卫星系统(GNSS)动态观测中存在短时间内难以得到较为精确坐标的现象,提出由相距极短的GNSS天线\接收机组成且空间分布已知的微型GNSS阵列定位的方法。载波相位双差观测可以消除载波信号中的接收机钟差和卫星钟钟差,对流层延迟误差、电离层延迟误差、卫星星历误差经过双差观测后也可以忽略不计,从而得到高精度的动态基线向量。本研究以经过载波相位双差观测后得到的高精度动态基线向量为观测量,并通过激光跟踪仪进行距离测量确定阵列天线之间的边长,以边长为约束,对微型GNSS阵列进行边长约束网平差,进而得到阵列中天线的精确坐标。结果显示:对微型GNSS阵列中所有独立基线的边长进行约束是所有约束网平差中精度最高的方案,微型GNSS阵列中的天线经过平差解算后比不添加约束的网平差的精度提高了20%以上。
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  基于小波分析的多波束声呐图像角度响应改正方法

  朱正任, 冯成凯, 徐琪尧, 韩冰, 付桂合, 阳凡林

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 31-40. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.004

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  多波束声呐图像在海底底质分类中具有重要应用,而角度响应(angular response,AR)对多波束声呐图像的影响较大,给声呐图像的判读带来了困难。为此,针对多波束角度响应曲线具有非平稳离散随机信号的特点,提出一种基于小波分析的多波束声呐图像角度响应改正方法。首先,将AR曲线进行小波分解,获得长波项和短波项;然后,分别绘制长波项和短波项的三维概率密度图,通过短波项的三维概率密度图获得小波分解的最优参数,通过长波项的三维概率密度图对多波束条带进行同底质区域的划分;最后,在同底质区域下进行长波项的AR改正,将改正后的长波项和短波项进行信号重构,获得高质量的多波束声呐图像。实验分析表明,该方法在保留原始细节的基础上,有效削弱了角度响应对声呐图像的影响,对多波束声呐图像处理具有参考和应用价值。
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  钢渣粉水泥改良膨胀土干湿循环下力学性能及机理分析

  吴燕开, 王浩, 苗盛瑶, 韩天, 曹玉鹏

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 41-50. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.005

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  膨胀土是一种具有多裂隙性、超固结性和反复胀缩性的非饱和土。在干湿气候交替变化的环境中会因其湿胀干缩的变形导致工程事故的发生,通过化学改良法改善水土间相互作用,可达到改良膨胀土工程特性的目的。利用钢渣粉作为新型固化剂,与水泥组合改良膨胀土,研究改良膨胀土在干湿循环条件下力学特性变化规律及其改良机理。将纯膨胀土(Es)、水泥改良膨胀土(Es-C)、钢渣粉-水泥改良膨胀土(Es-SSP-C)和钢渣粉-水泥-NaOH改良膨胀土(Es-SSP-C-N)4种土体进行不同次数干湿循环作用后,进行体积变化率试验、不固结不排水三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验。试验结果表明,改良土体的体积变化率较未改良土试样有了相当大的减小;改良膨胀土强度有大幅度提升,并且其强度关系总有Es-SSP-C-N>Es-C>Es-SSP-C>Es;在干湿循环作用下改良土仍能保持较高的强度水平,且随循环次数增加强度有所提升。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)技术对4种土体在干湿循环次数变化时的微观形貌和物相成分进行分析,发现水泥和钢渣粉水化致使土体颗粒变得密实,水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物逐渐增多,弱化了干湿循环中水的侵蚀作用,确保其强度在干湿循环过程中保持稳定。
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  钢-混凝土组合梁螺栓连接件抗剪性能的试验研究

  严永红, 邓芃, 侯和涛, 马张永, 刘艳

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 51-59. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.006

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  为研究正弯矩作用下钢-混凝土组合梁螺栓连接件的性能,对14个试件进行正向推出试验。试验结果表明:螺栓的破坏模式表现为栓杆剪切破坏,8.8级和10.9级高强螺栓的栓杆与钢梁翼缘交接处的混凝土出现不同程度的损坏,而采用4.6级螺栓试件的混凝土则无损坏现象;高强螺栓连接件的荷载-滑移曲线与栓钉非常相似,都有极短的直线段和较长的弹塑性上升段;采用标准孔的试件未观察到曲线有明显的平台段,比标准孔增大2mm的试件观察到曲线的塑性段呈下凹上升的特征;直径16mm的高强螺栓连接件的延性明显优于栓钉,而螺栓直径为20mm试件的平均延性系数与栓钉极为接近。提出的螺栓连接件承载力拟合公式体现了螺栓强度和面积的影响,其计算精度可以满足工程应用的要求。
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  基于偶氮配体的一类配位不饱和建筑块分子的合成、结构和荧光性质研究

  张广威, 张齐, 李双双, 王鹏

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 60-69. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.007

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  合成一种偶氮羧酸类配体（E）-3-（5-羧乙基-2-羟基苯）偶氮烯基苯甲酸（H₂L）,采用液相溶剂分散法,在室温下分别与醋酸钴和醋酸锰进行自组装反应,获得了同构的2个配位不饱和建筑块分子[Co（HL）₂（H₂O）₄]·2H₂O（1）和[Mn（HL）₂（H₂O）₄]·2H₂O（2）。通过红外光谱、X-射线单晶衍射、元素分析等检测手段对配合物的结构进行了表征。1和2的单晶结构研究表明:配体上的两个羧基中只有苯乙酸基团与金属离子形成了配位键,苯甲酸基团不参与配位,使其有望成为配位化学中的配位不饱和建筑块分子。荧光光谱分析表明:两个配合物都在420nm附近存在低浓度下的荧光发射且高浓度下荧光猝灭。在溶液中测定了该类配合物对铕离子的荧光猝灭作用,并得到了配合物与铕离子在3∶2时的最大猝灭。结果表明,合成的配位不饱和建筑块分子可以作为一种可修饰的次级建筑单元（SBU）与其他金属离子发生配位,从而展现出丰富的反应活性和更加多样的结构。配合物的CCDC号:1942960（1）,1942961（2）。
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  花粉-生物模板法制备In₂O₃中空微球及其光催化性能的研究

  杨静, 单聪聪, 张鑫, 赵浩宇, 武博文, 刘洋洋

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 70-75. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.008

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  为了提升半导体金属氧化物的光催化性能,以荷花花粉为生物模板,辅以化学液相浸渍法制备了In₂O₃微球,利用SEM、XRD、FT-IR、UV-Vis DRS、N₂物理吸附等手段对材料进行表征,并以亚甲基蓝和四环素为模拟污染物探究了材料的光催化性能。结果表明:生物模板法制备的In₂O₃微球成功复制了荷花花粉模板的微球形貌,微球直径为25μm,比表面积高达48m²·g^-1;与无模板In₂O₃相比,In₂O₃微球的转化率更高。以氙灯为光源,在120min时对亚甲基蓝的转化率达90%以上;90min时对四环素的转化率达90%。
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  基于残差注意力网络的马铃薯叶部病害识别

  徐岩, 李晓振, 吴作宏, 高照, 刘林

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 76-83. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.009

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  马铃薯叶部病害严重制约着马铃薯的产量,为此提出了一种基于注意力和残差思想的深度卷积神经网络模型RANet。依据注意力机制,在RANet中构建并行池化的注意力模块,以增强网络的特征提取能力,并借助残差思想避免注意力模块造成的特征值衰减。以早疫病初期、早疫病晚期、晚疫病初期、晚疫病晚期和健康叶片的叶部图像为研究对象,RANet的平均识别率为93.86%,比ResNet50、VGG16、ShuffleNet和MobileNet高2.46%～16.13%。通过对注意力模块参数量的控制,使该模型图像识别速度可达73ms/张。
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  一种软件缺陷不平衡数据分类新方法

  刘文英, 林亚林, 李克文, 雷永秀

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 84-94. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.010

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  针对软件缺陷预测数据中的数据不平衡、预测精度低以及特征维度高的问题,提出了一种RUS-RSMOTE-PCA-Vote的软件缺陷不平衡数据分类方法。首先通过随机欠采样来减少无缺陷样本的数量;在此基础上进行SMOTE过采样,在过采样中综合总体样本的分布状况引入影响因素posFac指导新样本的合成;对经过RUS-RSMOTE混合采样处理后的数据集进行PCA降维,最后应用Vote组合K最近邻、决策树、支持向量机构造集成分类器。在NASA数据集上的实验结果表明,与现有不平衡数据分类方法相比,所提方法在F-value值、G-mean值和AUC值上更优,有效地改善了软件缺陷预测数据集的分类性能。
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  基于事件触发机制的故障诊断技术研究综述

  钟麦英, 刘浩, 朱晓强, 张璐

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 95-102. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.011

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  故障诊断技术对于提高复杂工程系统的可靠性与安全性起到至关重要的作用,而日益增加的现代网络化系统复杂度对传统的故障诊断技术发展提出了新的挑战。其中,事件触发的通信策略在网络资源受限系统中具有不可替代的优势,基于事件触发机制的故障诊断技术得到了国内外学者的广泛关注,并成为自动控制界的热点研究问题。本文阐述了基于事件触发故障诊断技术的基本思想,讨论了基于事件触发故障诊断技术的难点,按照基于事件触发故障诊断方法以及事件触发机制的研究进行分类综述,最后展望了几个值得进一步研究的具有挑战性的问题。
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  压边圈随动无铆冲压连接工艺仿真分析及优化

  韩善灵, 王化楠, 王志勇, 王建松, 李勇

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 103-110. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.012

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  针对平模无铆冲压连接工艺的接头力学性能较低的问题,提出一种利用压边圈移动控制材料流动的压边圈随动无铆冲压连接工艺。利用DEFORM-2D对Al5052板材的压边圈随动无铆冲压连接过程进行数值模拟,分析压边圈压力和压边圈限位位置对接头结构参数和材料流动的影响。然后基于田口试验方法优化冲头直径、冲头圆角半径、冲头速度、压边力以及压边圈限位位置等工艺参数,并利用极差分析得到影响接头嵌入量的主次要素。研究结果表明:影响接头质量的主要因素为压边圈压力和限位位置;接头嵌入量随压边力的增加及压边圈限位位置的升高均为先增加后减小;合理的压边圈限位位置能够促进嵌入量的增加,从而提高接头的机械性能。
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  一种相变储能电锅炉的蓄放热温度控制方法

  张来, 李盛伟, 梁海深

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 111-118. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.013

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  针对相变储能电锅炉温度控制系统具有大惯性、大滞后的特性,提出一种基于串级PID的温度控制方法。通过控制循环风道风量控制电锅炉的出水温度,串级控制系统副回路根据电锅炉换热器一次侧出风温度变化控制调节阀开度,对循环风道风量进行粗调;主回路根据电锅炉出水温度变化协调控制循环风机转速与调节阀开度,对循环风道风量进行细调,使电锅炉出水温度达到目标值。其中主调节器采用PID控制,副调节器采用P控制。利用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明提出的控制方法能够实现对电锅炉出水温度的稳定控制,并具有一定抗干扰能力。
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  基于里德堡原子EIT的微波电场感知

  梁敏, 孟宪川, 王静, 林丽丹, 彭延东

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(02): 119-126. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.02.014

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  基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的微波电场感知是当前微波信号精密测量和成像领域的研究热点之一。分析了里德堡原子微波电场计的测量原理,介绍了腔内EIT效应增强的微波电场测量方案,光学腔耦合效应压窄光谱线宽,提高了系统的探测灵敏度和鲁棒性;介绍了基于双EIT效应的强度和频率感知微波电场的方法,利用双EIT系统干涉效应压窄光谱线宽,提高了测量精度,而且考虑原子气体多普勒效应后,微波电场的探测灵敏度提高了大约10倍;进一步分析了双EIT系统色散特性,发现暗态间相互作用可以显著提高EIT窗口处的色散,通过相位检测方法感知微波电场信号,具有信噪比高、灵敏度强等特点;最后,介绍了基于双EIT的微波电场非线性测量方案,双EIT系统干涉效应可以大大提高其光学非线性,非线性光谱线宽远小于线性情况,将最小可探测微波电场强度提高一个数量级以上,并用缀饰态理论很好地解释了光谱变化特性。