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基于通道性能度量的神经网络结构搜索算法

控制与决策 2024年第7期39卷 2151-2160页

作者：潘杰郑学驰邹筱瑜中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

卷积神经网络的表征与预测能力往往依赖结构合理性,但其主流结构均由人工设计,存在设计难度高、算力要求强、时间开销大等问题.如何让神经网络自主搜索合理结构并节约计算资源是当前的研究重点.目前,基于部分通道连接的可微分结构搜索算... 详细信息

卷积神经网络的表征与预测能力往往依赖结构合理性,但其主流结构均由人工设计,存在设计难度高、算力要求强、时间开销大等问题.如何让神经网络自主搜索合理结构并节约计算资源是当前的研究重点.目前,基于部分通道连接的可微分结构搜索算法,以其高效的显存利用率在搜索速度和分类性能上表现良好.然而,其针对通道的随机采样策略易造成重要信息丢失,当通道连接不足时性能明显下降.为此,提出一种基于通道性能度量的神经网络结构搜索算法,利用注意力机制提取通道重要性系数,并以此对通道进行排序采样.此外,考虑到预热阶段导致搜索不充分,产生较大离散化误差,在结构权重连续化的过程中设计温度正则化系数,提升权重差异.实验表明,所提算法能够在节约计算资源的基础上搜索出更优的卷积神经网络结构.

关键词：卷积神经网络可微分结构搜索通道注意力通道排序离散化误差温度正则化系数

激光重熔高锰钢的超声滚压强化及磨损性能研究

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中国激光 2024年第16期51卷 40-50页

作者：赵恩兰彭玉兴满家祥刘响杨海峰中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 徐州工程学院机电工程学院江苏徐州221018

由于冲击载荷引起的动态霍尔-佩奇效应,高锰钢具有优异的形变硬化特性。研究高锰钢的激光重熔非均匀显微组织凝固原理及对超声滚压硬化行为的影响具有重要意义。对Mn13钢板表面先后进行激光重熔处理和超声滚压强化,通过扫描电子显微镜... 详细信息

由于冲击载荷引起的动态霍尔-佩奇效应,高锰钢具有优异的形变硬化特性。研究高锰钢的激光重熔非均匀显微组织凝固原理及对超声滚压硬化行为的影响具有重要意义。对Mn13钢板表面先后进行激光重熔处理和超声滚压强化,通过扫描电子显微镜、场发射电子探针显微分析仪和电子背散射衍射仪分析了激光重熔高锰钢的显微组织和凝固过程,通过维氏硬度计和摩擦磨损试验机研究了激光重熔高锰钢的非均匀组织对超声滚压硬化的影响。研究发现:由于激光重熔过程的高温度梯度和高冷却速度,凝固组织从上到下依次为较薄的等轴树枝晶和垂直于结合面生长的柱状树枝晶,枝晶间为小角度晶界,且存在Mn元素的偏析;激光重熔高锰钢的非均匀组织在超声滚压下具有孪生硬化行为,表面硬度和耐磨性均有较大程度的提高。因此,激光重熔技术在高锰钢的表面处理领域具有潜在的应用前景。

关键词：激光技术激光重熔高锰钢超声滚压孪生硬化磨损机理

基于新型高次谐波滤波器的SPMSM龙伯格观测器

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制造技术与机床 2024年

作者：姜家锋李建贵凌楚冲徐世康武汉理工大学机电学院

在使用龙伯格观测器对表贴式永磁同步电机（surface permanent magnet synchronous motor， SPMSM）进行无位置传感器控制时，逆变器的死区时间和转子空间结构将会引起反电动势中含有高次谐波，从而影响观测器的位置估计精度。提出一种... 详细信息

在使用龙伯格观测器对表贴式永磁同步电机（surface permanent magnet synchronous motor， SPMSM）进行无位置传感器控制时，逆变器的死区时间和转子空间结构将会引起反电动势中含有高次谐波，从而影响观测器的位置估计精度。提出一种新型的高次谐波滤波器——二阶复数低通滤波器 (second-order complex low-pass filter，SOCLF) ，该滤波器在中心频率处，零增益、无相位差、对高频信号具有较好的抑制效果。使用SOCLF对龙伯格观测得到的反电动势进行预处理，可以实现在反电动势基波信号不失真的前提下抑制反电动势中的高次谐波，然后通过锁相环提取预处理后的反电动势信号中的位置信息。最后搭建试验平台，对反电动势进行谐波分析，结果表明加入SOCLF预处理可以抑制其含有的高次谐波。同时，电机估计位置误差有所减小，证明了该方法的有效性。

关键词：表贴式永磁同步电机龙伯格观测器高次谐波滤波器锁相环

TiVNbTa高熵合金球形粉末制备及选区激光熔化成形

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1140-1153页

作者：龙雁蒋兆霖杨继荣彭海燕孟文星王芬华南理工大学机械与汽车工程学院国家金属材料近净成形工程技术研究中心广州510640 广东技术师范大学机电学院广州510635

利用氢化脱氢、机械球磨、等离子体球化技术成功制备了TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末,并采用选区激光熔化(SLM)技术将此球形粉末制备成TiVNbTa难熔高熵合金块体试样,研究不同SLM工艺参数对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:所制... 详细信息

利用氢化脱氢、机械球磨、等离子体球化技术成功制备了TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末,并采用选区激光熔化(SLM)技术将此球形粉末制备成TiVNbTa难熔高熵合金块体试样,研究不同SLM工艺参数对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:所制备的粉末球形度高、分散良好,平均粒度为48μm;SLM成形的TiVNbTa难熔高熵合金具有超细晶组织,其熔池心部为胞状晶区,熔池边缘为柱状晶区。随着激光功率的增加,合金的压缩屈服强度整体变化不大,但塑性应变呈下降趋势;然而,随着扫描速率的增加,合金的压缩屈服强度和塑性应变持续下降。当激光功率为175 W、扫描速率为400 mm/s时,沉积态合金具有最低的孔隙率,XOY面和YOZ面的孔隙率分别降低至0.26%和1.42%,压缩屈服强度σ_(0.2)为1001 MPa,最大抗压强度σ_(bc)为1741 MPa,塑性应变ε_(p)为10.0%。

关键词： TiVNbTa难熔高熵合金氢化脱氢等离子体球化激光选区熔化显微组织力学性能

高性能梯度纳米钛板的超声表面深滚压制备及组织性能研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 227-235页

作者：韩静张政宋元明孙启胜刘志远孙甲鹏曹超赵继云中国矿业大学机电工程学院徐州221116 河海大学力学与材料学院南京221100

低的强度极大限制了工业纯钛的应用。采用超声表面深滚压(Ultrasonic severe surface rolling,USSR)制备了高强度、耐腐蚀、光洁表面的高性能纯钛板材。单次USSR加工在纯钛表面获得了厚度约1.3 mm的梯度硬化层和良好镜面效果的光洁表面;... 详细信息

低的强度极大限制了工业纯钛的应用。采用超声表面深滚压(Ultrasonic severe surface rolling,USSR)制备了高强度、耐腐蚀、光洁表面的高性能纯钛板材。单次USSR加工在纯钛表面获得了厚度约1.3 mm的梯度硬化层和良好镜面效果的光洁表面;USSR试样具有梯度纳米结构表面层,即晶粒尺寸、位错和孪晶密度随深度梯度变化,最表面层晶粒细化至52.2 nm;USSR试样屈服强度和抗拉强度相比未加工试样分别提高了33.8%和10.9%,表面硬度提高了50.9%,同时保持了20.8%的断裂延伸率;USSR试样在Hank’s溶液中的钝化电流密度降低,极化电阻增大,钝化膜稳定性和钝化能力提高。USSR试样的高强度主要来源于晶界强化、位错强化、孪晶强化和异质变形诱导强化;高密度非平衡晶界和光洁表面有利于稳定钝化膜的形成,提高了纯钛钝化能力。研究结果为工业纯钛力学性能和腐蚀阻力的改善提供了新的思路。

关键词：钛梯度纳米强度塑性耐蚀性表面强化

Ag10CuZnSn-xIn-yCe低银钎料组织及性能

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焊接学报 2024年第6期45卷 113-120页

作者：徐佳琛傅玉灿杨燕李镇何智勇贾允南京工业职业技术大学电气工程学院南京210023 南京航空航天大学机电学院南京210016 宁德时代(上海)智能科技有限公司上海201306

通过向Ag10CuZnSn低银钎料中添加微量的In元素和Ce元素,研究了In元素和Ce元素的复合添加对低银钎料的固相线温度液相线温度和铺展性能的影响,同时分析了两种合金元素对Ag10CuZnSn钎料的显微组织及钎焊接头力学性能的影响规律.结果表明,... 详细信息

通过向Ag10CuZnSn低银钎料中添加微量的In元素和Ce元素,研究了In元素和Ce元素的复合添加对低银钎料的固相线温度液相线温度和铺展性能的影响,同时分析了两种合金元素对Ag10CuZnSn钎料的显微组织及钎焊接头力学性能的影响规律.结果表明,微量In元素和Ce元素的添加可以显著地降低Ag10CuZnSn低银钎料的固相线和液相线温度,同时可以提高Ag10CuZnSn钎料在T2紫铜和304不锈钢基板上的铺展面积,当In元素和Ce元素的质量分数分别为1.5%和0.15%时,钎料在T2紫铜和304不锈钢上的铺展面积分别提升了21.1%和35.7%. In元素和Ce元素可以改善低银钎料的显微组织,当In元素和Ce元素的质量分数分别为1.5%和0.15%时,Ag10CuZnSn低银钎料显微组织的细化作用最为明显,此时304不锈钢钎焊接头的抗剪强度也达到最大值,为375 MPa.然而,质量分数3%的In元素和质量分数0.5%的Ce元素会在Ag10CuZnSn钎料的显微组织中形成脆性的Ag-In-Sn金属间化合物相和Sn-Ce稀土相,钎焊接头的抗剪强度也有所降低.

关键词：低银钎料熔化特性铺展性能显微组织力学性能

钕取代对钴铁氧体结构、磁性及电磁波吸收性能的影响

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稀有金属 2024年第3期48卷 440-447页

作者：高静马志军刘福立翁兴媛程亮周智静辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

利用共沉淀法合成了钴铁氧体及钕(Nd)取代钴铁氧体,研究了Nd取代对钴铁氧体纳米粒子结构、磁性及电磁波吸收性能的影响。X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结果表明,当Nd取代量较低时,可以起到细化晶粒的作用,但是当取代量x≥0.06时,会产... 详细信息

利用共沉淀法合成了钴铁氧体及钕(Nd)取代钴铁氧体,研究了Nd取代对钴铁氧体纳米粒子结构、磁性及电磁波吸收性能的影响。X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结果表明,当Nd取代量较低时,可以起到细化晶粒的作用,但是当取代量x≥0.06时,会产生二次相NdFeO_(3),并导致晶粒尺寸变大。磁性能研究结果表明,适量的Nd取代钴铁氧体可以提升材料的矫顽力(H_(c))和磁晶各向异性,这对于提升钴铁氧体的电磁波吸收性能起到了关键作用,磁损耗(C0)和衰减常数有效提升导致电磁波吸收性能增强。相比于钴铁氧体,CoFe_(1.96)Nd_(0.04)O_(4)的反射损耗值提高了61.46%,有效吸收频带拓宽了1.02 GHz。

关键词：钴铁氧体钕共沉淀电磁波吸收

与锂离子电池热管理系统耦合的防漏高导热复合相变材料研究

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太阳能学报 2024年第7期45卷 209-217页

作者：王义天何伟杨文徐昭李静远合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 青海建筑职业技术学院市政机电学院西宁810000

提出一种具有优异导热性能和防漏性能的新型复合相变材料(CPCM),采用膨胀石墨(EG)与硅藻土的联合互交网格,可显著提高相变材料的吸附能力和导热性能。测试结果表明,含10%硅藻土和6%EG的样品14在50℃下加热5 h,表面仍无渗漏现象,同时PEG... 详细信息

提出一种具有优异导热性能和防漏性能的新型复合相变材料(CPCM),采用膨胀石墨(EG)与硅藻土的联合互交网格,可显著提高相变材料的吸附能力和导热性能。测试结果表明,含10%硅藻土和6%EG的样品14在50℃下加热5 h,表面仍无渗漏现象,同时PEG含量达到90%,且在热循环测试中也呈现出优良的稳定性;将电池与样品14耦合后,测试电池在8种工作模式下的温度变化,在2C(C为电池充放电能力倍率)模式下,当电池在较高初始温度(30℃)下工作时,其最高工作温度仍可控制在40℃以下,每个电池之间的温差可限制在约2℃;同时样品14在低温下可为电池系统提供优异的保温性能,电池的放电效率提高约16.07%,当T_(0)=30℃时,在1C模式下,电池放电效率达到91.67%。

关键词：相变材料电池管理系统导热高防漏电池效率

光谱技术结合水分校正与样本增广的棉田土壤盐分精准反演

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农业工程学报 2024年第1期40卷 171-181页

作者：李佳怿张翼腾周宝闯翁海勇周蓓蓓叶大鹏瞿芳芳福建农林大学机电工程学院福州350002 西安理工大学水利水电学院西安710048

棉田土壤盐分的精准反演对于棉花的种植管理具有重要意义。水分和盐分作为主要环境因素,共同影响棉田土壤的波谱特征,两者之间的耦合关系直接影响土壤盐分的检测分析。为了提高基于光谱技术构建的模型对棉田土壤盐分信息解析的准确性与... 详细信息

棉田土壤盐分的精准反演对于棉花的种植管理具有重要意义。水分和盐分作为主要环境因素,共同影响棉田土壤的波谱特征,两者之间的耦合关系直接影响土壤盐分的检测分析。为了提高基于光谱技术构建的模型对棉田土壤盐分信息解析的准确性与可靠性,该研究联用可见/短波近红外(400~1 000 nm)和长波近红外(960~1 693 nm)技术,采集不同含水率与含盐量的新疆地区土壤样本的光谱;结合外部参数正交法(external parameter orthogonalization,EPO),校正不同标样集与不同波段光谱中的土壤含水率干扰信息;引入基于不同卷积步幅的深度卷积对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGAN),进行样本增广与质量评估;参考三层残差神经网络设计一维卷积神经网络RNet,最终构建基于EPO-DCGAN-RNet的优化模型,用于棉田土壤盐分的反演。结果表明,与传统机器学习方法和基于VGG或EfficientNet结构一维卷积神经网络相比,该研究提出的EPO-DCGAN-RNet方法能够有效地滤除水分对盐分反演的影响、提高模型对特征波段的挖掘能力、降低深度学习算法对样本量的依赖性,并能得到更优的模型预测性能。EPO-DCGAN-RNet的建模集R^(2)和均方根误差分别为0.942、115.420μS/cm,验证集R^(2)和均方根误差分别为0.910和136.472μS/cm。研究结果可为新疆棉田土壤盐分快速精准检测提供理论指导和技术支持,有助于促进盐碱地区棉花种植的水肥科学管理。

关键词：土壤盐分光谱技术水分校正样本增广外部参数正交法深度卷积对抗网络