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宽带频谱自动监测系统设计

电子测量技术 2024年

作者：王晓飞巩克现王玮孙鹏郑州大学电气与信息工程学院

随着卫星通信技术的发展，传统的频谱监测模式难以满足监测需求。为契合现代卫星信号接收机对更大带宽、更高分辨率及更强实时性处理的迫切需求，研制了一种宽带频谱自动监测系统。该系统通过射频直接采样技术与信道化处理，实现了对卫... 详细信息

随着卫星通信技术的发展，传统的频谱监测模式难以满足监测需求。为契合现代卫星信号接收机对更大带宽、更高分辨率及更强实时性处理的迫切需求，研制了一种宽带频谱自动监测系统。该系统通过射频直接采样技术与信道化处理，实现了对卫星信号频谱的大带宽、高分辨率显示。实验结果表明，该系统能够对L频段信号进行实时监测，生成L频段信号的全景频谱，且频谱分辨率小于1 kHz。上位机通过对频谱数据的深入剖析，该系统能够自动识别并存储信号参数，且其便携性与灵活性设计，使得该系统能够灵活部署多种应用场景，完美契合了现代卫星信号接收机技术发展方向。

关键词：频谱监测高分辨率射频直采信道化频谱展示参数识别

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洛阳盾构隧道地表沉降Peck公式参数修正

郑州大学学报(工学版) 2024年

作者：郜新军魏文宇李珊珊苏庆辉郑州大学土木工程学院

为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表... 详细信息

为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表明:针对单线隧道,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际监测数据吻合度高,当修正系数α在0.4～0.9、β在0.5～0.7时得到的修正Peck公式精度最高;针对双线隧道,该地层下的地表沉降基本呈双峰“W”形,双线隧道的土体损失率η和沉降槽宽度系数K的分布区间分别为0.2%～0.8%和0.2～0.5,平均值分别为0.45%和0.37,且先行线的土体损失率均值、沉降槽宽度系数均值分别为后行线的1.4倍、1.3倍。研究成果可为洛阳典型粉质黏土与砂卵石复合地层中盾构隧道后续施工提供数据支撑。

关键词：隧道盾构粉质黏土与砂卵石复合地层 Peck公式线性拟合地表沉降修正系数

复合材料-钛合金带衬套螺栓连接拉伸性能的数值模拟分析

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复合材料科学与工程 2024年

作者：崔九洋赵江铭郑思民郑艳萍郑州大学机械与动力工程学院

本文在试验验证仿真模型可行性的基础上，通过数值模拟方法探究了衬套材料、螺栓孔尺寸、螺栓预紧力等参数对复合材料-钛合金带衬套螺栓连接结构拉伸性能的影响，为该结构的设计提供一定的理论参考。研究结果表明：衬套材料对带衬套螺... 详细信息

本文在试验验证仿真模型可行性的基础上，通过数值模拟方法探究了衬套材料、螺栓孔尺寸、螺栓预紧力等参数对复合材料-钛合金带衬套螺栓连接结构拉伸性能的影响，为该结构的设计提供一定的理论参考。研究结果表明：衬套材料对带衬套螺栓接头承载能力的影响几乎可以忽略；螺栓孔径在5 mm到7 mm时，增大螺栓孔尺寸可以提高接头的承载能力，当螺栓孔径为7 mm时，相较于未使用衬套的接头，带衬套接头的拉伸失效载荷提升了32.21%，当孔径超过7 mm时，接头的承载能力有所下降；拧紧力矩在0.5 N·m到3.5 N·m时，增加螺栓拧紧力矩可以提高接头的承载能力，当超过3.5 N·m时，接头的承载能力有所下降。

关键词：碳纤维复合材料螺栓接头衬套衬套材料螺栓孔径预紧力

基于改进YOLOv5算法的钢材表面缺陷检测

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郑州大学学报(工学版) 2024年

作者：燕雨荆宇超史孟翔杨朵郑州大学电气与信息工程学院

为了解决钢铁缺陷检测效率低下和因误检造成的经济损失问题,提出了用于钢材缺陷检测的YOLOv5改进算法。在保持原YOLOv5检测层不变的情况下,新增加3条自适应权重的辅助分支,用于提取YOLOv5网络的浅层信息,同时辅助分支也可以增强整体网... 详细信息

为了解决钢铁缺陷检测效率低下和因误检造成的经济损失问题,提出了用于钢材缺陷检测的YOLOv5改进算法。在保持原YOLOv5检测层不变的情况下,新增加3条自适应权重的辅助分支,用于提取YOLOv5网络的浅层信息,同时辅助分支也可以增强整体网络的梯度流动,使得训练效果更好;在网络的主干部分加入EMA注意力机制,经过EMA模块加权后的特征信息可以帮助模型更好地关注和理解重要的目标特征;使用SIoU代替了CIoU损失函数,SIoU引入的角度损失和形状损失可以使锚框在回归过程更加快速准确,提高检测的稳定性和鲁棒性。通过对NEU-DET数据集的实验,所提的改进算法相比原YOLOv5s精确率提升了3.7百分点,相比其他主流算法也拥有更好的检测性能。

关键词： YOLOv5 自适应辅助分支注意力机制损失函数

湿热环境对树脂预涂的复合材料-钛合金胶接接头强度影响研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：郑思民赵江铭崔九洋郑艳萍郑州大学机械与动力工程学院

碳纤维增强聚合物与钛合金之间的粘接被广泛应用于飞机结构中，以实现轻量化和足够的强度。本研究对钛合金表面采用酸洗、阳极氧化和一种特殊的树脂预涂覆技术联合处理的方式来提高胶层/钛合金界面的结合强度，同时为了对比两种接头（... 详细信息

碳纤维增强聚合物与钛合金之间的粘接被广泛应用于飞机结构中，以实现轻量化和足够的强度。本研究对钛合金表面采用酸洗、阳极氧化和一种特殊的树脂预涂覆技术联合处理的方式来提高胶层/钛合金界面的结合强度，同时为了对比两种接头（无强化处理和树脂预涂处理）经湿热老化后的失效情况，选取80℃/95%RH为老化环境，老化后进行单搭接拉伸试验。结果表明，未老化时，树脂预涂强化接头的强度提升约52.54%；经过30天的老化，未强化接头抗拉强度下降约20.83%，而经过树脂预涂强化处理的接头抗拉强度下降约30.44%。树脂预涂处理不但增大了钛合金板/胶层界面粘接强度，且对胶层的内聚强度也起到一定的积极作用，但与未强化接头相比，树脂预涂处理后的接头对环境更敏感。

关键词：单搭胶接接头树脂预涂胶层失效钛合金复合材料

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联合跨阶段信息的轻量化人体姿态估计

计算机工程与应用 2024年

作者：陈相龙李松洋陈恩庆郭新汪松郑州大学电气与信息工程学院

人体姿态估计任务在实际应用中往往要求网络模型既有较高的估计精度又能快速高效地实现，因此在模型设计时需要兼顾其准确率和实时性，并使模型能在资源有限的边缘设备上部署运行。而目前轻量化人体姿态估计模型存在随着计算复杂度的降... 详细信息

人体姿态估计任务在实际应用中往往要求网络模型既有较高的估计精度又能快速高效地实现，因此在模型设计时需要兼顾其准确率和实时性，并使模型能在资源有限的边缘设备上部署运行。而目前轻量化人体姿态估计模型存在随着计算复杂度的降低而精度显著下降的问题，无法做到对准确率和速度的兼顾，因而在边缘设备中难以部署。为解决这一问题，本文采用轻量级主干网络EMO，设计一种跨阶段注意力机制，通过借鉴跨阶段特征分布信息引导不同尺度特征对齐，并根据不同阶段特征的权重设计简单有效的多层特征融合方法。此外，引入特征融合监督损失函数，直接优化多尺度特征融合过程，并对特征解码器进行轻量化改进，使模型在速度与精度上达到平衡。在COCO与MPII数据集上的测试结果表明，与基准模型相比，模型在降低复杂度的情况下达到了更优的准确率，并且优于主流轻量化模型。

关键词：人体姿态估计多尺度特征融合轻量化网络特征融合监督

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基于局部中心解聚类的多模态多目标优化算法

计算机科学 2024年

作者：岳彩通叶文豪张颖洁梁静林泓宇郑州大学电气与信息工程学院

在多模态多目标优化问题中，求得多个全局及局部最优解可以为决策者提供更加灵活的选择方案。然而目前大多数多模态多目标算法的研究工作侧重于寻找多个等效的全局帕累托最优解，忽略了同样有保留价值的局部帕累托最优解。基于上述问题... 详细信息

在多模态多目标优化问题中，求得多个全局及局部最优解可以为决策者提供更加灵活的选择方案。然而目前大多数多模态多目标算法的研究工作侧重于寻找多个等效的全局帕累托最优解，忽略了同样有保留价值的局部帕累托最优解。基于上述问题，提出了一种基于局部中心解聚类的多模态多目标优化算法，算法通过局部中心解的选择策略来定位尽可能多的最优区域，然后针对种群在最优区域的不同探索情况设计了两种不同的搜索策略，使得种群可以根据自身情况自适应的选择变异策略，从而对每个最优区域进行更好的开发。在CEC2020多模态多目标测试问题集上进行了测试，结果表明所设计的进化算法在求解含多个全局帕累托解集和同时含全局及局部帕累托解集的测试问题中都表现出了良好的性能。

关键词：多模态多目标优化全局帕累托最优解局部帕累托最优解局部中心解自适应的选择

基于改进TCD的翻转机构关键构件疲劳寿命分析

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机械设计与制造 2024年

作者：王婷婷张涵秦东晨郑州大学机械与动力工程学院

目前，垃圾运输车翻转机构常采用名义应力法进行疲劳寿命分析，该方法虽然应用简单，但是由于未考虑缺口周围应力场的影响而导致预测不太准确。研究发现，临界距离理论（简称TCD）可以弥补以上方法的缺点，较好地预测缺口件的疲劳性能... 详细信息

目前，垃圾运输车翻转机构常采用名义应力法进行疲劳寿命分析，该方法虽然应用简单，但是由于未考虑缺口周围应力场的影响而导致预测不太准确。研究发现，临界距离理论（简称TCD）可以弥补以上方法的缺点，较好地预测缺口件的疲劳性能。因此，这里采用TCD进行某垃圾运输车翻转机构的疲劳寿命研究。首先从TCD理论方面入手，对其进行一定的改进，然后借助ANSYS软件，基于改进后的TCD计算得到翻转机构的疲劳寿命。将其与试验寿命进行比较，结果表明，改进后的TCD相较于传统的名义应力法能更精确地预测翻转机构的疲劳寿命。

关键词：翻转机构名义应力法临界距离理论 ANSYS 疲劳寿命预测

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飞轮储能用永磁同步电机温度场分析

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第2期38卷 148-153页

作者：王成白国长张宇郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

针对飞轮储能用永磁同步电机散热困难的问题,以某额定功率为300 kW、转速为10000 r/min的永磁同步电机为研究对象,利用磁热耦合的方法,对永磁同步电机的损耗和温度场进行模拟及测试分析,研究永磁同步电机的损耗及电机热分布;利用热仿真... 详细信息

针对飞轮储能用永磁同步电机散热困难的问题,以某额定功率为300 kW、转速为10000 r/min的永磁同步电机为研究对象,利用磁热耦合的方法,对永磁同步电机的损耗和温度场进行模拟及测试分析,研究永磁同步电机的损耗及电机热分布;利用热仿真模型,研究电机关键部件散热的影响因素。结果表明:高温主要集中于永磁体及绕组区域;减小流道宽度、增大流道数目以及增大流道圆角半径可有效提高定子散热性能;辐射率越高,永磁体散热性能越好;改进电机结构后,永磁体最高温度下降10.5%。研究结果可为永磁同步电机的设计及散热优化提供参考。

关键词：永磁同步电机损耗温度场散热性能

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