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PMC-YOLO：一种烧结复杂环境下的篦条缺陷检测方法

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机械科学与技术 2025年

作者：申旭桓马宗方袁立新陈陆义崔衡董武刚殷浩西安建筑科技大学信息与控制工程学院中冶长天(长沙)智能科技有限公司

为应对传统篦条缺陷检测方法效率低、易干扰等问题，本文提出一种PMC-YOLO篦条缺陷检测算法，以翅冀的篦条故障作为实验检测对象。首先，通过渐进特征融合网络AFPN(Asymptotic Feature Pyramid Network)结合路径聚合网络PANet(Path Aggr... 详细信息

为应对传统篦条缺陷检测方法效率低、易干扰等问题，本文提出一种PMC-YOLO篦条缺陷检测算法，以翅冀的篦条故障作为实验检测对象。首先，通过渐进特征融合网络AFPN(Asymptotic Feature Pyramid Network)结合路径聚合网络PANet(Path Aggregation Network)的思想，提出一种P-AFPN特征融合方式，使模型适应不同层次的特征信息；其次，设计MC-SimSPPF模块，在SimSPPF(Simplified Spatial Pyramid Pooling-Fast)模块引入混合局部通道注意力机制MLCA(Mixed Local Channel Attention)，增强网络对有用特征的捕捉；之后，利用PP-LCNet(Pyramid Lightweight Convolutional Neural Network)实现主干网络的轻量级设计，确保高速度的同时维持高精度；最后，使用Focal-EIoU损失函数，准确地描述边界框之间的差异，提升目标定位精度。结果显示，改进的PMC-YOLO模型大小仅9.9MB，平均检测精度达到93.8%，提升5.3%，检测速度达87帧/s，适合在嵌入式设备上部署，且满足烧结环境下实时篦条缺陷检测需求。

关键词：缺陷检测篦条 PMC-YOLO 烧结复杂环境

融合局部-全局特征的双分支遥感影像建筑物提取网络

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计算机科学与探索 2025年

作者：刘二虎李浩文胡煜徐胜军李小晗史亚西安建筑科技大学信息与控制工程学院中科星图股份有限公司

从遥感影像中高效且自动地提取建筑物信息是遥感智能化解译的一项重要工作，然而高分辨率遥感影像中的建筑物大小不一、形状多变，背景干扰严重，导致现有算法的提取效果不佳。针对此问题提出了一种融合局部-全局特征的双分支网络用于... 详细信息

从遥感影像中高效且自动地提取建筑物信息是遥感智能化解译的一项重要工作，然而高分辨率遥感影像中的建筑物大小不一、形状多变，背景干扰严重，导致现有算法的提取效果不佳。针对此问题提出了一种融合局部-全局特征的双分支网络用于遥感影像中建筑物的准确高效提取。首先，设计了一种CNN与Transformer双分支结构的编码器以同时捕获建筑物的局部纹理信息和全局上下文依赖关系；其次，为了克服CNN分支与Transformer分支所提取特征的差异性，设计了跨特征注意力融合模块（Cross feature attention fusion module，CFAFM）来有效地聚合两个分支所提取到的两组不同特征，对其进行重要性加权；此外，为了增强解码器的细粒度特征恢复能力，设计了特征细化增强模块（Feature refinement enhancement module，FREM）插入至解码器的末端以减少上采样过程中的信息丢失，细化建筑物的边缘和局部细节。在WHU建筑物数据集、Massachusetts建筑物数据集及Inria建筑物数据集中，所提网络的IoU分别达到90.84%、74.94%、81.24%，F1-score分别达到95.20%、85.53%、89.69%。实验结果表明，所提网络可以有效提高遥感影像建筑物的提取精度，且在复杂任务场景下与现有方法相比具有明显的优势。

关键词：遥感影像建筑物提取双分支网络特征融合特征细化增强

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插芯结构对旋流冷却流动换热特性的影响

西安交通大学学报 2025年第1期59卷 105-115页

作者：何伟肖俊峰高松李园园于飞龙伍赫西安热工研究院有限公司西安710054

针对用于透平叶片前缘的旋流冷却结构,为了改善其冷气发展空间、提高综合冷却性能,提出了一种布置在冷却腔内的插芯结构。基于简化旋流冷却结构,采用数值模拟方法研究了插芯结构对旋流冷却靶面换热系数、综合冷却性能、流量分配、流动... 详细信息

针对用于透平叶片前缘的旋流冷却结构,为了改善其冷气发展空间、提高综合冷却性能,提出了一种布置在冷却腔内的插芯结构。基于简化旋流冷却结构,采用数值模拟方法研究了插芯结构对旋流冷却靶面换热系数、综合冷却性能、流量分配、流动结构等的改善效果和作用机理。结果表明:增设插芯结构后,在射流雷诺数5 000~20 000范围内,旋流冷却结构的靶面面积平均努塞尔数增加了5.9%~8.3%,综合冷效因子增加了5.2%~6.6%,吸力侧努塞尔数提高了14.8%~16.6%,相邻喷嘴间流量的最大差从18%削减到5%。插芯结构削减了上游射流在旋流腔轴心处的发展空间,抑制了旋流回流和旋流涡核的形成,降低了上游冷气对新鲜射流的干扰,强化了旋流对壁面边界层的削弱效果,从而有效增加了旋流结构的一致性并提高了靶面换热系数的强度和均匀性。

关键词：旋流冷却透平叶片内部冷却努塞尔数射流雷诺数

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柱塞卡滞原因分析

金属热处理 2020年第1期45卷 259-262页

作者：牛娜杨朝阳焦金亮中国航发西安动力控制科技有限公司

某柱塞泵工作中发生柱塞卡滞,经显微形貌观察、光谱分析、电子探针面扫描分析和显微硬度分析等,确定柱塞卡滞的根本原因为原材料组织中存在严重的网状共晶碳化物,降低了强度和韧性,增大了柱塞球面表层的脆性,进而导致了球面部位的接触... 详细信息

某柱塞泵工作中发生柱塞卡滞,经显微形貌观察、光谱分析、电子探针面扫描分析和显微硬度分析等,确定柱塞卡滞的根本原因为原材料组织中存在严重的网状共晶碳化物,降低了强度和韧性,增大了柱塞球面表层的脆性,进而导致了球面部位的接触疲劳抗力下降。严重的疲劳磨损与接触疲劳造成了柱塞球面脱层破坏,由此产生的金属碎屑进入柱塞与衬套的配合间隙处,进而限制了柱塞的自由运动。

关键词： Cr12MoV 柱塞卡滞网状共晶碳化物疲劳磨损接触疲劳

基于QPSO混合算法的变循环发动机建模方法

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北京航空航天大学学报 2018年第2期44卷 305-315页

作者：肖红亮李华聪李嘉王淑红彭凯西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航发西安动力控制科技有限公司西安700077

针对变循环发动机非线性部件模型共同工作方程组求解时初值选取对收敛速度和精度的影响问题,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法与Broyden拟牛顿法混合的求解思路。首先,对变循环发动机(VCE)进行变几何特性分析以及反向传播(BP)神经... 详细信息

针对变循环发动机非线性部件模型共同工作方程组求解时初值选取对收敛速度和精度的影响问题,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法与Broyden拟牛顿法混合的求解思路。首先,对变循环发动机(VCE)进行变几何特性分析以及反向传播(BP)神经网络下的外涵道稳态特性分析基础上,建立反映变几何特性以及模式切换等全状态部件模型。其次,以该模型性能计算为基准,提出了一种基于QPSO的Broyden拟牛顿混合算法来达到发动机共同工作平衡要求,通过发散系数实现混合算法的切换,以改善单一Broyden拟牛顿法对初值选取的依赖性同时提高QPSO算法的求解效率。通过高阶非线性方程组的仿真验证了算法的有效性、求解效率以及精度。最后,进行VCE部件模型稳态、动态仿真计算,结果表明:与Gas Turb性能计算结果对比可以看出发动机速度特性、高度特性等变化趋势与Gas Turb基本一致,且误差均小于2%;基于QPSO的Broyden拟牛顿混合算法可有效快速地完成VCE部件模型的求解;所建VCE部件模型能够有效实现该新型发动机的性能模拟分析。

关键词：变循环发动机(VCE) 变几何特性外涵道非线性方程组求解量子粒子群优化(QPSO) Broyden拟牛顿法

基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法

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陕西科技大学学报 2025年第1期43卷 142-151,202页

作者：王焜刘宝泉刘艺张浩铭刘俊陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021 西安西电高压开关有限责任公司陕西西安710018

混合式步进电机细分驱动存在较大的电流纹波,导致转矩脉动明显.通过分析H桥驱动电路的续流过程,提出一种基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法.该方法利用环型分配器产生的细分指令电流i ref与实际电流i相比较,以区分当前... 详细信息

混合式步进电机细分驱动存在较大的电流纹波,导致转矩脉动明显.通过分析H桥驱动电路的续流过程,提出一种基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法.该方法利用环型分配器产生的细分指令电流i ref与实际电流i相比较,以区分当前时刻所需的续流模式.在快速续流模式下,实时监测电流指令与实际电流的差值Δi ref,通过自适应系数k动态调节续流时间,直至电机相电流快速下降至给定电流i ref后切换至缓慢续流模式.对续流时长与快速续流占总续流时间的比例自适应调节以适应不同工况下步进电机的平稳运行,有效降低了转矩脉动.最后,搭建MATLAB/Simulink仿真平台并进行实验验证,结果表明,与传统混合续流控制相比,所提方法能够有效减小步进电机的转矩脉动.

关键词：混合式步进电机自适应续流比电流纹波转矩脉动

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自适应增强粒子群优化的R507A/CO2复合制冷系统节能控制研究

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西安交通大学学报 2025年

作者：陈婉婷姚晔渠海燕崔波上海交通大学机械与动力工程学院济南大森制冷科技有限公司

针对冷库制冷系统中传统控制策略导致的能耗高、食品质量受损和不适应变负荷工况的问题，提出了基于自适应增强粒子群优化算法（AAPSO）的R507A/CO2复合制冷系统全局优化节能控制策略。首先，综合考虑了压缩机、冷却塔和风机的耦合关系... 详细信息

针对冷库制冷系统中传统控制策略导致的能耗高、食品质量受损和不适应变负荷工况的问题，提出了基于自适应增强粒子群优化算法（AAPSO）的R507A/CO2复合制冷系统全局优化节能控制策略。首先，综合考虑了压缩机、冷却塔和风机的耦合关系，建立了以能耗最小为目标的冷库制冷系统全局优化控制模型；然后，通过对群体学习因子和个体学习因子进行自适应改进，提出了一种具有动态调节能力的自适应增强粒子群优化算法，以应对冷库制冷系统的动态负荷变化需求；最后，将所提出的AAPSO算法应用于浙江某冷库制冷系统的节能优化控制，开展节能优化实验。结果表明：AAPSO较PSO有更高的鲁棒性、动态适应性和求解效率；与传统的规则控制策略相比，基于AAPSO优化后的冷库系统在稳定工况下负载率全段平均节能率达到3.5%，在非稳定工况下负载率全段平均节能率达到9.5%，证明了基于AAPSO的全局优化节能控制策略的有效性，为冷库系统节能运行提供了理论依据和实践参考。

关键词：冷库节能制冷系统优化控制

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航空发动机多变量变增益控制器设计及仿真

北京航空航天大学学报 2016年第9期42卷 1958-1968页

作者：李嘉李华聪徐轩王淑红西北工业大学动力与能源学院西安710072 中航工业西安航空动力控制科技有限公司西安700077

针对航空发动机全包线工作下的多变量变增益控制器设计问题,给出了一种改进的埃德蒙德算法(以下简称KQ算法)并进行了仿真应用。首先,阐明了多变量KQ算法的控制原理与优化算法,进而通过闭环期望函数选择、控制器结构选择以及控制器参数... 详细信息

针对航空发动机全包线工作下的多变量变增益控制器设计问题,给出了一种改进的埃德蒙德算法(以下简称KQ算法)并进行了仿真应用。首先,阐明了多变量KQ算法的控制原理与优化算法,进而通过闭环期望函数选择、控制器结构选择以及控制器参数优化进行了KQ控制器设计,并针对所设计的KQ控制器,给出了稳定性证明和系统奇异值分析。分析表明所设计KQ控制器能够使系统闭环稳定,且具有满意的低频指令跟踪、干扰抑制能力、传感器噪声的抑制、高频未建模动态的鲁棒稳定性和低频发动机建模误差不敏感等性能,满足发动机控制要求。其次,通过调度变量选择、设计点KQ控制器设计以及采用插值方法的非设计点KQ控制器设计等过程实现某型涡扇发动机的多变量KQ变增益控制器设计研究,并进行仿真验证。仿真结果表明,设计点条件下,当涡轮后温度和增压比参考输入均为阶跃信号时,其被控参数响应速度很快,且上升时间均小于1 s,耦合影响小于6%,设计点KQ控制器满足控制要求;非设计点条件下,利用插值方法建立的KQ变增益控制器具有较好的性能,能够实现该型涡扇发动机全包线控制性能要求。

关键词：涡扇发动机多变量控制 KQ控制算法变增益调度控制器

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多级导流诱导轮与叶轮一体型线优化

北京航空航天大学学报 2016年第5期42卷 953-960页

作者：李嘉李华聪王淑红徐轩西北工业大学动力与能源学院西安710072 中航工业西安航空动力控制科技有限公司西安710077

通过分析型线参数化系数与结构参数的相关性联系,实现基于型线的参数化改型,从而达到多级导流一体式诱导轮与叶轮性能优化的目的。采用最小二乘法实现叶轮型线拟合,将拟合型线模型的计算流体力学(CFD)仿真结果与原模型的试验结果进行对... 详细信息

通过分析型线参数化系数与结构参数的相关性联系,实现基于型线的参数化改型,从而达到多级导流一体式诱导轮与叶轮性能优化的目的。采用最小二乘法实现叶轮型线拟合,将拟合型线模型的计算流体力学(CFD)仿真结果与原模型的试验结果进行对比,结果表明:仿真结果与原模型试验结果扬程值和效率值误差均小于2%,使用的拟合方法能够实现型线优化。通过分析拟合型线参数化系数与叶轮进出口安装角等的相关性联系,对不同结构参数模型进行型线优化,并对其性能进行仿真对比。结果表明:3组型线模型的内流场整体上正常稳定,其叶轮的各个流道出口和蜗壳隔舌处存在一定范围的低压区,且由于隔舌处漩涡流动的影响使得扩散管出口存在一定区域的高速团。型线3为最优的型线模型,其扬程值与效率值均达到了优化目的,且在设计工况下,其性能提高最为明显。

关键词：多级导流一体式诱导轮与叶轮型线优化计算流体力学(CFD) 数值模拟