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基于迭代建模的滑窗主元分析故障检测方法

电子测量技术 2025年

作者：程为康张家良西安工业大学电子信息工程学院

针对传统主元分析（PCA）方法在工业过程故障检测中的高虚警率和故障检测不及时的问题，本文提出了一种基于迭代建模的滑窗主元分析故障检测方法。为了提高故障检测实时性，在建模过程中，采用迭代方法逐步剔除PCA建模数据中的异常样本... 详细信息

针对传统主元分析（PCA）方法在工业过程故障检测中的高虚警率和故障检测不及时的问题，本文提出了一种基于迭代建模的滑窗主元分析故障检测方法。为了提高故障检测实时性，在建模过程中，采用迭代方法逐步剔除PCA建模数据中的异常样本，优化PCA模型。为了降低虚警率，在检测过程中，采用滑动观测窗口统计异常样本数量，通过构造第二置信限检测故障。为了提高故障检测准确性，采用一种合成统计量作为检测指标，能够同时考虑主成分方向和残差空间的异常。为了验证文中方法的有效性，本文进行了数值仿真和田纳西-伊斯曼（TE）过程仿真实验。结果表明，本文方法能够降低虚警率，提高检测准确率和实时性。

关键词：主元分析故障检测迭代建模滑动窗口 TE过程

多生育期不同程度受旱对大豆蒸发蒸腾和产量的影响

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华北水利水电大学学报(自然科学版) 2025年

作者：章忠鑫周玉良周平崔毅金菊良蒋尚明合肥工业大学土木与水利工程学院合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院安徽省水利水资源重点实验室

为提高大豆节水效率和降低旱灾减产风险提供数据支撑。2023年在安徽新马桥农水综合实验站开展夏大豆受旱盆栽试验，在分枝期、花荚期、鼓粒期组合设置无旱、轻旱和重旱3个灌溉水平下限，总计27种处理，分析多生育期受旱对夏大豆蒸发蒸... 详细信息

为提高大豆节水效率和降低旱灾减产风险提供数据支撑。2023年在安徽新马桥农水综合实验站开展夏大豆受旱盆栽试验，在分枝期、花荚期、鼓粒期组合设置无旱、轻旱和重旱3个灌溉水平下限，总计27种处理，分析多生育期受旱对夏大豆蒸发蒸腾、产量及水分利用效率的影响。结果表明：(1)全生育期无旱的大豆（CK）全生育期蒸发蒸腾量最大，每株平均为351.0 mm；花荚期和鼓粒期均受重旱、分枝期受重旱或轻旱的大豆全生育期蒸发蒸腾量最小，每株平均为150.0 mm。仅分枝期受轻旱的大豆产量最高，每盆平均为54.2 g；花荚期和鼓粒期均受重旱、分枝期受重旱或轻旱的大豆产量最低，每盆平均为11.5 g。(2)单生育期受旱时：仅花荚期受旱的大豆全生育期蒸发蒸腾量和产量比其他时期受同等程度干旱胁迫的少，且同一生育期受重旱的大豆全生育期蒸发蒸腾量和产量小于受轻旱的。多生育期受旱的对照试验中：花荚期受轻旱、鼓粒期受旱程度一致或不受旱时，分枝期受轻旱的大豆全生育期蒸发蒸腾量比分枝期不受旱的多4.2%～13.2%，产量比分枝期不受旱的增加10.2%～36.7%。(3)部分处理组的产量和水分利用效率相较于CK的有所增加。分枝期均受轻旱、鼓粒期均不受旱时，花荚期不受旱或受轻旱的大豆产量分别比CK的增加14.2%和10.1%。花荚期和鼓粒期未受重旱的受旱大豆（共11种）水分利用效率相较于CK的提升0.4%～29.5%，其中花荚期和鼓粒期均受轻旱、分枝期受轻旱或重旱的大豆水分利用效率最高。

关键词：大豆受旱试验多生育期蒸发蒸腾产量水分利用效率新马桥农水综合实验站

类沸石锌基咪唑酯金属有机框架阻锈剂在钢筋砂浆中的阻锈作用及机理

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硅酸盐学报 2025年

作者：王羊洋胡捷黄浩良韦江雄余其俊华南理工大学材料科学与工程学院济南大学建筑材料制备与测试技术重点实验室广东省建筑材料低碳技术工程技术研究中心

内掺有机阻锈剂是延缓海洋混凝土工程中钢筋锈蚀发生的重要手段。基于金属有机框架材料多吸附位点的结构特征，采用共沉淀法制备了类沸石锌基咪唑酯（ZIF-8）作为钢筋混凝土阻锈剂，研究了ZIF-8阻锈剂对钢筋砂浆电化学行为，钢筋表面产... 详细信息

内掺有机阻锈剂是延缓海洋混凝土工程中钢筋锈蚀发生的重要手段。基于金属有机框架材料多吸附位点的结构特征，采用共沉淀法制备了类沸石锌基咪唑酯（ZIF-8）作为钢筋混凝土阻锈剂，研究了ZIF-8阻锈剂对钢筋砂浆电化学行为，钢筋表面产物组成和钢筋/砂浆界面特征的影响。结果表明：ZIF-8阻锈剂有效延长了钢筋砂浆试件的锈蚀诱发时间，且阻锈效率随着ZIF-8阻锈剂掺量的提高而增大；浸泡180 d后，内掺0.8%（质量分数） ZIF-8阻锈剂的阻锈效率为62.1%。ZIF-8阻锈剂不仅提高了钢筋表面FeOOH和Fe2O32类具有高保护性产物的相对含量，同时也降低了钢筋/砂浆界面处浆体孔隙率和氯离子含量。

关键词：钢筋锈蚀类沸石锌基咪唑酯阻锈剂电化学行为钢筋/砂浆界面

数控机床电主轴热误差HO-LSTM预测方法

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机械科学与技术 2025年

作者：田印周学良罗敏张映锋湖北汽车工业学院机械工程学院湖北汽车工业学院电气与信息工程学院西北工业大学机电学院

随着产品更新换代速度的日益加快，车间往往面临着多品种小批量加工任务，不同品种、规格的零件加工工况各异，对机床电主轴热误差预测模型的鲁棒性提出了更高要求。针对该问题，提出了一种利用河马优化算法（Hippopotamus Optimization... 详细信息

随着产品更新换代速度的日益加快，车间往往面临着多品种小批量加工任务，不同品种、规格的零件加工工况各异，对机床电主轴热误差预测模型的鲁棒性提出了更高要求。针对该问题，提出了一种利用河马优化算法（Hippopotamus Optimization Algorithm，HO）优化长短时记忆网络（Long Short Term Memory，LSTM）的电主轴热误差预测方法。首先，利用正弦余弦优化算法（Sine Cosine Algorithm，SCA）对Kmeans聚类算法的聚类数目K和距离度量方式进行优化，并采用皮尔森（Person）和斯皮尔曼（Spearman）相关性分析方法筛选温度敏感点。接着，将热误差敏感点的温度作为输入建立了电主轴热误差LSTM预测模型，采用HO对LSTM的隐藏层节点数、L2正则化常数、初始学习率进行优化。最后，以EM6050雕铣机为对象进行了实验验证。结果显示：提出的HO-LSTM模型相比海马优化算法优化的LSTM与灰狼算法优化的LSTM模型，热误差预测的MAE分别降低了32%、42%，RMSE分别降低了11%、76%，而且优化过程的收敛速度更快；对于不同工况下的热误差预测，HO-LSTM模型相比后两种LSTM模型，预测结果的RMSE分别降低了6%、4%，平均百分比误差MAPE分别降低了67%、31%，表明所提出的HO-LSTM模型热误差预测精度与鲁棒性更好。

关键词：数控机床电主轴热误差预测 SCA-Kmeans算法 HO-LSTM网络

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降温过程中NaCl盐渍土相变的电化学特征

岩土工程学报 2025年第1期47卷 200-206页

作者：肖泽岸李康良段杰云王启航郭茂亮太原理工大学土木工程学院山西太原030024

氯盐渍土是中国西北寒旱区一种典型的盐渍土类型,其电化学特征是深入理解盐渍土腐蚀病害机理的关键。为探究盐渍土孔隙溶液相变与其电化学特征之间的联系,以NaCl盐渍粉质黏土为研究对象,测试了不同含盐量和温度条件下NaCl盐渍土的电化... 详细信息

氯盐渍土是中国西北寒旱区一种典型的盐渍土类型,其电化学特征是深入理解盐渍土腐蚀病害机理的关键。为探究盐渍土孔隙溶液相变与其电化学特征之间的联系,以NaCl盐渍粉质黏土为研究对象,测试了不同含盐量和温度条件下NaCl盐渍土的电化学阻抗谱。研究表明:NaCl盐渍土阻抗随着测试频率的增加而逐步降低,并在高频率时逐步达到稳定。NaCl盐渍土的阻抗模的对数值在冻结前随温度的降低线性增加,而在冻结后,冰晶和盐结晶的生成导致土体阻抗模值发生显著增加。NaCl盐渍土在冻结前表现为一段容抗弧,而在冻结后,由相变导致的土体水盐迁移使得土体在出现阻抗弧后又存在一段扩散阻抗。根据土体在冻结前后的导电路径,建立了土体在冻结前后的等效电路模型,并在此基础上分析了土体孔隙溶液相变与对应电路元件之间的联系。此研究对深入理解盐渍土电化学特征及孔隙溶液相变规律具有重要意义。

关键词：氯盐渍土冻结过程电化学阻抗谱相变等效电路模型

钙源及处理轮次对砂黄土MICP覆膜效果的影响

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土木与环境工程学报(中英文) 2025年

作者：李佳良杜强刘旭梅曲立强内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古工业大学沙旱区地质灾害与岩土工程防御自治区高等学校重点实验室内蒙古工业大学地质技术与岩土工程内蒙古自治区工程研究中心

钙源和处理轮次是影响MICP覆膜效果的重要因素，为探究钙源和处理轮次对砂黄土MICP覆膜效果的影响，选用氯化钙、乙酸钙、乳酸钙3种钙源在4种不同轮次下对坡面模型覆膜处理，并对覆膜后的试样进行碳酸钙含量测定、室内降雨冲刷试验和微... 详细信息

钙源和处理轮次是影响MICP覆膜效果的重要因素，为探究钙源和处理轮次对砂黄土MICP覆膜效果的影响，选用氯化钙、乙酸钙、乳酸钙3种钙源在4种不同轮次下对坡面模型覆膜处理，并对覆膜后的试样进行碳酸钙含量测定、室内降雨冲刷试验和微型贯入试验。研究结果表明：不同钙源的覆膜形式不同，氯化钙和乙酸钙主要通过碳酸钙在土体孔隙中的胶结作用，增加土颗粒间的黏聚力加固土体，而乳酸钙在土体中碳酸钙含量较低，更多的是在土体表面生成覆膜保护土体。不同钙源对砂黄土MICP覆膜效果的影响主要体现在碳酸钙含量、碳酸钙晶型和固化深度三方面，且不同钙源在不同处理轮次下的覆膜效果存在差异。氯化钙作为钙源时，生成的碳酸钙主要为方解石，处理3轮以上时，覆膜效果较好，但处理超过5轮后，覆膜效果增加不明显；乙酸钙和乳酸钙作为钙源时，生成的碳酸钙主要为文石，乙酸钙虽然处理1轮时覆膜效果较差，但随着轮次增加，覆膜效果增加明显，处理多轮时可以用于替换氯化钙；乳酸钙处理1轮时覆膜效果最好，处理3轮以上时，效果不如氯化钙和乙酸钙，适用于短工期紧急处理。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀钙源处理轮次微生物覆膜砂黄土坡面侵蚀

节流作用下CO2管道放空过程的冻堵风险实验研究

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化工学报 2025年

作者：霍军良唐治国邱宗君冯玉华蒋旭王乐怡杨宇乔帆帆赫一凡喻健良中油(新疆)石油工程有限公司设计分公司大连理工大学化工学院

CO2输送管道作为CCUS技术的关键环节，当遇到泄漏、腐蚀等损伤时需要先对管道放空来开展后续修复工作。为确保放空操作的安全性，需对放空过程中的干冰冻堵隐患与冻阀危险进行评估。故基于工业规模CO2管道节流实验装置，开展了2组不同... 详细信息

CO2输送管道作为CCUS技术的关键环节，当遇到泄漏、腐蚀等损伤时需要先对管道放空来开展后续修复工作。为确保放空操作的安全性，需对放空过程中的干冰冻堵隐患与冻阀危险进行评估。故基于工业规模CO2管道节流实验装置，开展了2组不同节流阀开度的超临界相放空实验。结果表明，直接放空过程中，放空后期主管道的注入端出现干冰区（长度小于149.2 m，高度小于58.3 mm），并且生成的干冰颗粒存在迁移现象。放空管最低温度降至-23.2 ℃，零下低温持续600.4 s。节流放空虽能提升注入端干冰区最低温度，但在泄放端会出现干冰堆积（堆积长度小于10.4 m，高度小于116.5 mm）。节流作用可以降低放空管充压水平（降压幅度为40%），但同时也会降低放空管的温降幅度（最低温度降至-35.4 ℃）而增加冻阀隐患。

关键词：安全二氧化碳实验验证节流干冰冻堵阀门低温

基于代谢组学和转录组学探究安宫牛黄丸即刻给药干预创伤性颅脑损伤的作用机制

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中国中药杂志 2025年

作者：朱晓瞳田良良张晶晶杨洪军广东药科大学中医药研究院中国中医科学院中药研究所中国中医科学院中医药健康产业研究所中药药理江西省重点实验室北京脑科学与类脑研究中心中国中医科学院医学实验中心中医药防治重大疾病基础研究北京市重点实验室

该研究结合代谢组学和转录组学探讨安宫牛黄丸即刻给药干预创伤性颅脑损伤的作用机制。利用经过优化处理的Feeney自由落体撞击技术成功构建了大鼠创伤性颅脑损伤（TBI）模型，依据随机数字表法将实验大鼠分为假手术（sham）组，模型（Mo... 详细信息

该研究结合代谢组学和转录组学探讨安宫牛黄丸即刻给药干预创伤性颅脑损伤的作用机制。利用经过优化处理的Feeney自由落体撞击技术成功构建了大鼠创伤性颅脑损伤（TBI）模型，依据随机数字表法将实验大鼠分为假手术（sham）组，模型（Mod）组，阳性药物（吡拉西坦，piracetam）组，安宫牛黄丸低、高剂量（ANP-L、ANP-H）组。通过尼氏染色、免疫荧光检测B淋巴细胞瘤-2基因（Bcl-2）、半胱天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）和肿瘤蛋白53（TP53）在脑组织的表达，酶联免疫吸附测定（ELISA）检测大鼠脑组织中炎症因子前列腺素内过氧化物合成酶2（PTGS2）表达水平。对sham组、Mod组和AGP-H组大鼠脑组织进行代谢组学与转录组学的分析，通过基因本体（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）进行富集分析，表示安宫牛黄丸干预TBI的作用机制。同时，整合代谢组学和转录组学分析发现了安宫牛黄丸干预TBI的代谢途径。结果表明，安宫牛黄丸显著增高TBI大鼠脑组织尼氏小体的数量，明显增高Bcl-2的表达量，明显减低caspase-3、TP53、PTGS2等蛋白的表达水平。与Mod组对比，AGP-H组明显上调12个差异代谢产物（DMs），下调了25个DMs，筛选出了5条关键的代谢路径，包括甘油磷脂代谢、嘧啶代谢，以及甘氨酸、苏氨酸和丝氨酸代谢，还有精氨酸与脯氨酸代谢、D-氨基酸代谢。转录组学发现了730个表达上调的差异基因（DEGs），以及612个表达下调的差异基因。富集分析显示，与炎症反应（inflammatory responses）及凋亡过程（apoptotic processes）紧密相关的生物学功能和包括磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）及MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）等关键信号通路得到了显著富集。结合转录组和代谢组的数据分析，识别出甘油磷脂、嘧啶和甘氨酸、苏氨酸及丝氨酸代谢等3个关键代谢路径。

关键词：安宫牛黄丸代谢组学转录组学创伤性颅脑损伤甘油磷脂代谢

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膜片压力对氢-空气混合气体泄爆过程的影响

化工学报 2025年

作者：蒋敏邵翔宇郑立刚高建良雷刚河南理工大学安全科学与工程学院航天低温推进剂技术国家重点实验室

氢气因低点火能、宽燃烧范围的特点，泄漏后极易发生燃爆事故。为有效控制爆炸压力，泄压措施被广泛采用，其中膜片压力被认为是影响泄压效果的关键因素。基于短管道边界效应更加明显，选取长径比为10：1的方管，开展膜片压力(Pv)范围... 详细信息

氢气因低点火能、宽燃烧范围的特点，泄漏后极易发生燃爆事故。为有效控制爆炸压力，泄压措施被广泛采用，其中膜片压力被认为是影响泄压效果的关键因素。基于短管道边界效应更加明显，选取长径比为10：1的方管，开展膜片压力(Pv)范围为0 ～ 48 kPa的爆炸实验。结果表明：膜片压力的增加显著延长火焰传播时间，火焰传播速度呈先下降后升高的趋势；管道两端最大超压差值随Pv的增加而减小，与Pv= 15 kPa相比，28、39、48 kPa时管道两端压差从30.08 kPa减少至28.96、20.68和10.44 kPa；泄爆端压力-时间曲线呈双峰结构，第二峰值Pext低于初始峰值；火焰与压力的传播在初期会受到膜抗拉强度的阻滞，膜破后压力急剧攀升，火焰呈往返振荡现象，压力振幅随膜片压力的增加而显著提升。

关键词：氢安全爆炸膜片压力火焰传播超压