2024年, 第43卷, 第03期　
刊出日期：2024-06-15

  

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  基于CGAN的抽油机电参数反演示功图研究

  李翔宇, 邓昱航, 袁春华

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 1-9.

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  示功图的精准测量在有杆抽油系统故障诊断中非常重要，针对载荷传感器直接测量法维护成本高、稳定性差，电参数间接测量法精度低、应用性不强的问题，提出一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的电参数反演示功图混合模型。首先建立将电参数和机构参数转化光杆位移和负载的机理模型，生成粗糙的示功图样本数据；然后利用CGAN在图像转换领域的应用，建立粗糙示功图数据细化器，实现粗糙示功图与实测示功图之间的图像转化，使粗糙示功图与实测示功图更加相似；此外，为了使CGAN能更好地提取示功图轮廓，在生成器中加入自注意力机制进行改进。通过现场实测的电参数和示功图历史数据进行验证，结果表明该方法对比纯机理模型反演示功图的精度有显著提高。
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  基于注意力机制的轻量YOLOv5识别定位算法

  宋建辉, 李亚洲, 刘砚菊, 刘晓阳

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 10-17.

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  为解决医疗看护环境下桌面生活物品检测效果不佳、定位误差较大的问题，提出一种基于YOLOv5的改进模型。首先，在主干网络末端使用坐标注意力(coordinate attention, CA)机制，使算法能够捕获跨通道、跨方向和位置的信息，提高算法的识别精度；然后，引入GhostConv卷积减少模型参数量，使模型更加轻量化，提高检测速度；最后，使用SIoU替换原算法的定位损失函数，使定位损失计算考虑到真实框与预测框的方向差异，有助于提升模型的稳定性。在COCO数据集部分物品种类上进行多次对比实验，结果表明，与原算法相比较，改进算法的精确率和召回率分别提高了4.1%和1.3%,在交并比为0%～50%和50%～90%时的均值平均精度分别提高了2.7%和3.9%,参数量减少了16.9%,每秒传输帧数提高了0.47帧，平均定位误差在X轴方向上减小了0.29 mm、在Y轴方向上减小了0.14 mm。
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  基于驾驶场景的高效多模态融合检测方法

  李东宇, 王绪娜, 高宏伟

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 18-25.

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  目标检测是自动驾驶中重要的组成部分。为解决在弱光条件下单一的可见光图像不能满足实际驾驶场景检测的需求并进一步提高检测精度，提出一种用于红外和可见光融合图像的交通场景检测网络，简称AM-YOLOv5。AM-YOLOv5中改进的Repvgg结构可以提升对融合图像特征的学习能力。此外，在主干网络末端引入自注意力机制并提出一种新的空间金字塔模块(SimSPPFCSPC)充分获取信息；为提升网络推理速度，在颈部网络的前端使用一种全新的卷积(GS卷积)。实验结果表明，AM-YOLOv5在FLIR数据集融合图像上的mAP_(0.5)达到了69.35%,与原YOLOv5s相比，在没有牺牲推理速度的前提下，检测精度提升了1.66%。
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  基于特征融合的DCSK调制方式识别技术

  隋涛, 李笑, 于其豪, 金大凯

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 26-32.

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  差分混沌移位键控(differential chaos shift keying, DCSK)系统由于采用了类噪声的混沌信号作为载波信号，在保密通信中具有广阔的应用前景。开展DCSK调制方式识别技术研究有利于军用通信系统信号的认知和分选，为此提出基于特征融合的DCSK调制方式识别技术。该技术从统计域、时域、频域对改进的DCSK调制信号进行特征提取并分析，根据提取的特征维度建立数据模型，由数据模型与相应的评价因素权向量确定改进DCSK调制信号的阈值，从而实现对DCSK调制方式的识别。Matlab仿真实验结果表明该模型具有有效性和准确性。
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  基于鸟瞰视图的递归特征金字塔语义分割方法

  高宏伟, 赵博杨

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 33-39+47.

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  针对现有自动驾驶场景的鸟瞰视图(BEV)语义分割方法的特征提取效果差、视角转换方法老旧以及交通环境语义分割效果不佳的问题，提出一种基于鸟瞰视图的递归金字塔的语义分割方法，简称为IRFPN。传统金字塔特征提取网络包含自底向上、自顶向下以及横向链接三部分，特征提取效果有待提高。鸟瞰视角转换方面只使用传统的逆透视变换处理车载相机拍摄的图片，不能对相关语义进行很好的保留。为改善上述不足，将递归特征金字塔结构和极射线映射相结合。实验结果表明，IRFPN在nuScenes数据集中常见类别语义分割精度提升了0.4%,对驾驶区域的预测精度提升了2.1%,相比传统的金字塔特征提取网络效果好，对各常见交通环境语义特征有更好的保留，对复杂的交通环境具有较好的鲁棒性。
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  一种弹丸全向入射弹着点定位模型的研究

  伍彩云, 卓戈洋, 朱英勋

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 40-47.

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  立靶测量是射击训练及射击比赛中一种常用的弹着点位置测量方法，弹道俯仰角是立靶测量的重要参数之一，其偏差水平是影响测量精度的重要因素。重武器弹丸入射时由于重力、地形等各种因素的影响，使弹丸产生弹道俯仰角，因此以弹丸垂直入射为假设条件的传统T型报靶模型不再适用。针对上述情形，本文以单个激波传感器全向入射理论为基础，提出基于6个激波传感器组成H型阵列的弹丸全向入射弹着点定位模型，解决传统T靶模型传感器数目少、无法求解俯仰角与方位角的问题，以提高测量的精度。对该模型进行数学推导与仿真分析，并应用到靶场实验中进行验证。实验结果表明，通过该模型计算出的弹着点坐标与实际弹着点坐标相比误差较小。因此，该模型能够有效减小弹道俯仰角对报靶系统的影响，更具实用价值。
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  基于SIFT特征点提取的ICP配准算法

  钱博, 宋玺钰

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 48-54.

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  为解决传统迭代最近点(ICP)算法对点云配准的起始点对选择不佳而导致配准时间长、效率低的问题，提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)特征点提取的ICP点云配准算法(ST-ICP)。首先使用SIFT算法进行原始点云与目标点云的SIFT特征点提取，根据提取特征点完成快速点特征直方图(FPFH)特征运算，通过采样一致性初始配准算法(SAC-IA)搜索对应点对、求解变换矩阵，再进一步运用ICP算法进行点云精细配准。实验结果表明：与ICP算法相比较，ST-ICP算法的配准误差在迭代次数为5次时减小了1.019 cm,迭代次数为10次时减小了0.443 cm;在配准误差达到10~(-2) cm级别时，ST-ICP算法所用时间比传统ICP算法减少了12.829 s。ST-ICP算法优化了对应点对的选择，提升了配准精度和配准效率。
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  基于ISSA的有杆泵抽油井产量计量方法

  李翔宇, 闫浩, 袁春华

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 55-62.

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  油井产量计量是油田开采过程中最重要的工作之一，准确计量产量对提高油田开采效率和经济效益至关重要。传统翻斗、两相分离式和示功图等量油技术存在投入大、维护成本高和适应性差等问题。为解决上述问题，提出一种基于改进松鼠搜索算法(improved squirrel search algorithm, ISSA)的油井产量计量方法。通过分析抽油井的工作过程，提出一组描述抽油泵漏失和充满度的故障参数，建立故障条件下的抽油系统过程仿真模型。针对油井故障参数优化问题，提出一种基于食物定位因子的改进松鼠搜索算法，建立基于ISSA的产量计量模型。采用大庆油田数据验证模型，算法平均预测精度为94.52%,表明本方法可为低成本数字油田建设提供支撑。
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  以糠醛废水为助剂制备的纳米钛酸镁对铅、镉、镍的吸附性能

  张经铭, 赵苗, 张东, 姜承志, 徐文迪

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 63-69.

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  以糠醛废水、氧化镁和钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备纳米钛酸镁粉体，利用X射线衍射仪、扫描电镜和红外光谱仪对其进行表征，并研究其对铅、镉、镍离子的吸附性能。以镉离子为例，对吸附过程的热力学和动力学进行了探讨。结果表明：纳米钛酸镁粉体在pH为4～8的介质中，对水中的铅、镉和镍离子具有较强的吸附能力；吸附行为符合Langmuir等温方程和准二级动力学模型；吸附的重金属离子可用5 mL、浓度为0.5 mol/L硝酸溶液完全洗脱回收，富集因子高达50。将本文方法用于固相萃取富集-火焰原子吸收测定水样中铅、镉和镍离子，效果较好。
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  锰源对合成尖晶石锰酸锂的影响及电化学性能分析

  崔勇, 唐啸虎, 邵忠财, 邵鸿媚, 张伟, 李学田, 董华

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 70-75+89.

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  使用不同金属锰源(醋酸锰，硫酸锰，氯化锰)为原料，合成具有尖晶石结构的锂离子电池正极材料锰酸锂。首先采用共沉淀法合成锰酸锂前驱体，然后采用空气中热处理手段制备锰酸锂正极材料。通过X射线衍射、扫描电镜对合成材料的结构、形貌及组成进行分析，结果表明三种锰源制备的锰酸锂正极材料均具有尖晶石结构。采用电化学方法测试合成材料组装的锂离子电池充放电性能，结果显示氯化锰、醋酸锰及硫酸锰制备的锰酸锂正极材料分别具有108.9、104.4和95.5 mAh/g的放电比容量，表明使用氯化锰作为锰源制备的锰酸锂正极材料具有最佳的电化学放电性能，在经历50次充放电循环之后，锰酸锂正极材料仍然具有97.4%的容量。
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  月桂酸咪唑啉对铜在盐酸溶液中缓蚀行为研究

  周欣, 李梦冉, 付义东, 周文彬, 孙杰

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 76-83.

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  通过电化学方法中动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究月桂酸咪唑啉在0.5 mol/L盐酸中对铜的缓蚀行为，采用量子化学计算(Gaussian)、分子动力学模拟(MD)的方法探究月桂酸咪唑啉的缓蚀机理。研究结果表明：0.1 mmol/L月桂酸咪唑啉对0.5 mol/L盐酸中铜的缓蚀效率最高，为96.58%,增大浓度反而会降低缓蚀效率；月桂酸咪唑啉以物理吸附和化学吸附两者结合的方式形成吸附膜，吸附膜相对致密，其中咪唑啉环呈现平行吸附的特点。
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  车身模态及接附点动刚度分析

  岳峰丽, 王培, 王楷焱

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 84-89.

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  为在新车研发阶段预测车辆的噪声、振动与声振粗糙(NVH)性能，以某电动汽车车身为研究对象，建立其有限元模型，求取车身在频率为0～100 Hz内的自由模态及16处接附点的动刚度，以前副车架左前、右前接附点为例进行动刚度分析，并结合车身模态确定测点加速度响应出现峰值的原因。研究结果表明：两测点的加速度导纳(IPI)曲线在27 Hz和83 Hz频率下出现峰值的原因是产生了共振，在35、54、62、78 Hz频率下产生峰值的原因是接附点处动刚度不足。
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  基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究

  白镇熇, 孙硕, 王楷焱, 陈克

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(03): 90-96.

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  对车内结构噪声进行合理降噪的有效方法是阻断振动能量传递最大的路径，为此建立传递路径模型并进行噪声贡献量分析。首先，基于发动机舱内机械构造规划出由振源到驾驶舱的多级传递路径，并在振动能量传递的连接点处设置路径拐点；然后，采用扩展工况传递路径分析(operational path analysis with exogeneous inputs, OPAX)方法确定路径中各拐点对车内噪声的贡献量，并将噪声拟合值与实测值进行分析对比。结果表明，不同路径拐点对车内结构噪声影响明显不同，其中橡胶悬置拐点对车内噪声影响最大，该处噪声拟合值与实测值也最为接近，噪声峰值达到63.5 dB,副车架拐点对车内噪声影响次之，噪声峰值为53.2 dB,排气吊耳拐点对车内噪声影响较小，噪声峰值仅为38.7 dB。采用本文方法可有效确定对车内结构噪声影响最大的路径。