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第50卷,第3期
刊出日期:2022年03月
  • 电子与信息工程
  • 张德生, 周傲松, 雪丹, 童乔凌 doi: 10.13245/j.hust.220301 P1-6 在线阅读 下载(1.47 MB)
    为了降低超高频Φ2类逆变器中氮化镓(GaN)器件的反向导通损耗,基于频谱量化方法建立了Φ2类逆变器的线性等效模型,依据该模型实现了不同工况下氮化镓器件导通时间的优化控制.首先,通过求解Φ2类逆变器中电感电流,推导出了功率开关电流的时域解析式;然后基于求得的电流将功率开关等效为受控电流源,通过量化分析电流源的频谱特征及电路在此电流激励下的响应,建立了Φ2类逆变器的线性等效模型.根据该模型求解各种工况下的开关节点电压时域表达式,并根据电压过零点求解出了开关器件优化的导通时间.最后搭建了27.12 MHz的原理样机,实验表明该方法能够在各种工况下降低反向导通损耗、提升逆变器效率,并在满载下达到93.6%的效率.
  • 宁可庆, 刘荣亮, 戴澜, 孙海燕 doi: 10.13245/j.hust.220302 P7-11 在线阅读 下载(1.1 MB)
    提出了一种低电磁干扰(EMI)、芯片面积小的新型抖频振荡器,该抖频振荡器可以有效减小电路所用电容的面积.采用一种采样放大电路有效地改变了振荡器电容侧电压变化的方式,降低了电容所需要的面积,特别是降低了电磁干扰,解决了EMI问题;同时,通过电路优化设计提高了BUCK芯片的转换效率.最终基于0.35 μm BCD工艺流片进行实现,在电波暗室内采用CISPR25辐射发射-ALSE法测试,实测EMI峰值和EMI平均值在30~1 000 MHz频率范围内最大值为分别为30和20 dB·μV,在600 kHz测试峰值25 dB·μV,测试结果低于CISPR25-ALSE上限30 dB·μV,符合CISPR25标准,同时最高效率达到95%.
  • 陶志勇, 闫明豪, 刘影 doi: 10.13245/j.hust.220303 P12-17 在线阅读 下载(1.66 MB)
    针对传统识别算法对信号的先验知识要求较高、人工特征提取复杂、低信噪比环境下识别率较低等问题,提出了一种基于时序卷积网络(TCN)的卷积码参数识别方法.引入了深度学习算法处理盲识别问题,依据卷积码的马尔可夫性,将码字作为时间序列处理,把已知类型的编码序列作为时序卷积网络模型的输入进行监督学习,根据训练好的模型对接收端接收到的未知编码信号进行闭集识别分类.实验结果表明:当信噪比大于5 dB时,单一参数类型与混合参数类型平均识别准确率分别大于99.60%和99.50%,且在相关算法对比中有较好的识别表现.
  • 薛建彬, 王泽森, 张永刚 doi: 10.13245/j.hust.220304 P18-23 在线阅读 下载(863.48 KB)
    针对边缘场景中,多用户低效通信而导致的边缘服务资源无效占用及用户卸载能耗较高等问题,提出了优化预期成功任务卸载能耗的目标.在保证最低通信质量的前提下,考虑传输质量以及拥塞情况对于任务卸载性能的影响,构造用户与基站成功建立通信的机遇函数.综合考虑异构基站的服务能力限制,通过排队论为卸载任务的排队机制建模,并为用户实现更可靠传输以及接受更空闲的服务资源设置高效的任务分配策略.采用基于混合罚函数的混沌搜索任务分配算法,利用混沌现象的伪随机及遍历特性,搜索并获取决策最优解.仿真结果表明:所提方案可加速收敛,有效降低用户卸载能耗,并提升通信质量.
  • 杨戈, 廖雨婷 doi: 10.13245/j.hust.220305 P24-28 在线阅读 下载(931.64 KB)
    提出了一种基于AANet(有效立体匹配自适应聚合网络)改进的立体匹配网络——AEDNet(自适应端到端立体匹配网络),该网络在特征提取模块通过限制卷积核大小以取得较低抽象程度的特征,通过简单卷积简化网络结构.在代价聚合中采用尺度内聚合模块,通过可变形卷积达到自适应的代价聚合,以及在尺度间聚合模块采用传统的跨尺度聚合方式一定程度上弥补缺失的全局信息.本网络在KITTI数据集上验证其性能,与AANet相比AEDNet参数数量下降了25%,实验结果表明所提网络在保证精度的情况下能高效地实现立体匹配.
  • 朱丰超, 曾盛, 周雅彬 doi: 10.13245/j.hust.220306 P29-35 在线阅读 下载(1.21 MB)
    针对如何有效地去除信道指纹对设备指纹带来的不利影响这一射频指纹识别技术(RFFIT)面临的难题,提出了一种基于信道均衡的无线信道指纹滤除方法.首先基于匹配滤波的方法对信号进行去噪处理,消除部分噪声指纹;然后利用设备0.1 m同轴线传输信号作为参考信号,对无线信道传输信号进行信道均衡与补偿,进一步滤除信道指纹;最后结合传统的设备身份认证方法,提出了一种新的设备身份认证策略.实验结果表明:在10 m无线信道传输条件下,对10个软件定义无线电设备的识别和分类,精度高达99.99%,去除了无线信道的信道指纹带来的不良影响.
  • 王泉德, 王奇坤, 程凯, 刘子航 doi: 10.13245/j.hust.220307 P36-42 在线阅读 下载(1.23 MB)
    为解决目前单目图像深度估计过程中物体边界处深度跳变不明显导致的遮挡难以判别、边界处深度估计准确度较低的问题,提出了一种强化边缘的单目图像深度估计方法.采用深度估计网络输出最初预测的深度图,同时采用深度补偿网络输出应补偿深度的预测值,通过融合两组网络的输出实现对最初预测的深度图中物体边界轮廓处深度值的补偿.此外,通过设计点约束损失函数,并引入多尺度特征融合损失函数进一步提升边界处的深度估计精度.在NYU Depth v2数据集和iBims数据集上的测试实验表明本文方法能有效提升深度图中物体轮廓的清晰度,使得物体遮挡判别更加容易,可进一步提升单目图像深度估计的效果.
  • 朱占龙, 刘明, 李亚梅, 赵冬梅 doi: 10.13245/j.hust.220308 P43-48 在线阅读 下载(1.5 MB)
    提出了具有鲁棒性对类差异不敏感的模糊C均值算法.首先,基于隶属度构建一种类指数形式的抑制势表达式来抑制较大类对目标函数的作用,并将其引入至基于像素包的模糊C均值算法的目标函数中;然后,根据构建的目标函数利用拉格朗日乘子法推导出新的聚类中心和隶属度的表征形式;最后,采用类差异大的无损检测图像进行分割实验,以F参数作为评价指标,在不同噪声干扰下本文算法得到了较高的指标值,显示出算法具有较强的鲁棒性及对类差异不敏感的特点.
  • 刘群坡, 方源, 张建军, 苏波 doi: 10.13245/j.hust.220309 P49-54 在线阅读 下载(1.54 MB)
    提出基于多尺度特征融合单次多框检测器(SSD)算法,对微精密玻璃封装电连接器的缺陷进行检测.针对SSD算法在背景复杂、噪声干扰多、目标特征微弱环境下,特征提取能力弱、检测精度低的问题,在主干网络加入深度残差结构,丰富细节信息;针对在卷积网络中关键信息逐步丢失问题,提出了自顶向下的多尺度特征融合方法将含有上下文信息的高语义层与含有位置信息的低层特征进行融合,使得融合后的特征层包含丰富的边界信息和背景信息;在此基础上,构建了一种轻量级的通道注意力模块,增强SSD算法对特征层重要特征的提取并弱化无关特征,从而提高SSD网络的特征提取能力.实验结果表明:改进算法相对于原始的SSD算法,精度由86.42%提高到了91.28%.
  • 张刚, 许可蓉, 贺利芳 doi: 10.13245/j.hust.220311 P55-61 在线阅读 下载(2.01 MB)
    针对多载波差分混沌键控(MC-DCSK)传输速率低和误码性能差的问题,提出了一种新型正交多载波降噪差分混沌键控(NQMC-NRDCSK)系统.系统发送端利用开关使奇数帧和偶数帧共享一个参考信号,并用不同频率及相位正交的载波来携带参考信号和经沃尔什码调制后的用户信息,在接收端引入滑动平均滤波器来降低信道噪声对系统的干扰,并通过分配沃尔什码序列识别相应的用户信道再进行相关运算,以解调出对应的信息比特.推导了系统在多径瑞利衰落信道(RFC)和加性高斯白噪声(AWGN)信道下的理论误码率公式,并进行了仿真.结果表明:该系统的误码性能相对于MC-DCSK系统有明显地提升,且其传输速率和能量效率也很大程度上得到了提高.
  • 计算机与控制工程
  • 王俊杰, 张军航 doi: 10.13245/j.hust.220312 P62-67 在线阅读 下载(2.07 MB)
    针对绘制遥感图像标签成本高、在实际场景中训练样本有限情况下遥感图像检测精度低的问题,提出了一种结合多尺度特征融合与注意力机制的深度金字塔注意力网络(DPA-Net)并集成迁移学习方法进行小样本遥感图像中建筑物与道路的提取.因为有限训练样本包含的信息有限,所以首先在DeeplabV3+网络架构基础上,增加两路低层特征的来源以充分利用低级特征的空间信息,并且利用注意力机制获取丰富的上下信息并增强模型对目标通道的学习能力,降低对其他目标和噪音的响应能力,改善模型在小样本上检测效果差的问题.最后利用公开遥感图像数据集和小样本数据集进行联合训练的迁移学习方法降低训练样本过少对网络学习性能的影响.实验结果表明:本文方法的精度提高了3.69%,可节省1/2的标注成本.
  • 龙洋, 苏义鑫, 廉城, 张丹红 doi: 10.13245/j.hust.220313 P68-73 在线阅读 下载(1.13 MB)
    针对细菌觅食优化算法(BFO)解决水面无人艇路径规划存在的易于陷入局部最优的问题,提出了一种混合模拟退火机制的BFO算法.该算法保留BFO算法的三层嵌套结构,将模拟退火机制引入到BFO算法的迁移操作中,计算更新前后的迁移个体的适值度,并以Metropolis 准则接受新解,使BFO 算法能更好地从局部极值中跳出.按驱动形式对动态障碍物进行分类,并结合COLREGS规则设计水面无人艇产生对遇、交叉和追越三种情况的避碰策略.仿真结果表明:提出的算法收敛速度快、求解质量高,不仅可以成功地避让静态障碍物,还能高效地规划局部路径.
  • 宋涛, 杨鑫, 马婧华, 余晓毅 doi: 10.13245/j.hust.220314 P74-79 在线阅读 下载(2.1 MB)
    针对仅依赖预定义骨架图对人体关节动作建模的不充分性及关节特征具有冗余性的问题,提出了一种基于骨架自适应与关节增强图卷积网络的行为识别方法.首先,利用嵌入式操作的高斯函数学习各关节点间的连接关系,根据输入的骨架数据自适应地调整关节结构;其次,引入软注意力机制,衡量各关节点贡献的差异,以此增强高贡献关节点的特征表达并削弱低贡献关节点特征的干扰;最后,构建端到端的轻量级图卷积网络以学习骨架关节点的时空共现特征.在公开行为识别数据集MSR Action 3D上验证所提算法的可行性,识别率可达95.36%,优于现有的大部分行为识别方法.
  • 机械工程
  • 刘智勇, 邓惠丹, 熊美明, 廖广兰 doi: 10.13245/j.hust.220315 P80-86 在线阅读 下载(2.58 MB)
    提出了一种基于碳化棉纤维的高性能柔性压力传感器.器件采用铜薄膜叉指电极结构,并利用碳化棉纤维作为压敏层,经三明治式封装而成.碳化棉纤维的疏松多孔结构使传感器具有高灵敏度(1.553 kPa-1)、宽线性范围(0~20 kPa)、高重复性以及出色耐用性(超过8 000次循环),并成功应用于微小质量测量、脉搏跳动检测与手指运动感知等多种实际场景,为低成本柔性压力感知器件的研究提供了新思路.
  • 董惠敏, 安海鹏, 张楚 doi: 10.13245/j.hust.220316 P87-93 在线阅读 下载(3.02 MB)
    提出了一种基于栅格法的人字齿有限元接触精确建模方法,将栅格法-27分法加密模板扩展到齿面局部加密建模中,根据单元间的节点连通关系建立编号索引矩阵,并以索引值判别过渡单元的加密模式;提出编号轮转算法将待加密单元节点重新编号,并结合节点映射算法修正齿面加密节点坐标;给出了保证节点几何精度、网格密度及质量的参数化精确建模流程.应用提出的精确建模方法对一对人字齿轮进行了有限元建模,分析了人字渐开线齿面的接触应力分布状态,并与赫兹接触理论对比验证了精确建模方法的正确性,为齿轮的加强接触分析提供有效的建模方法.
  • 李琪飞, 马琴珍, 辛路 doi: 10.13245/j.hust.220317 P94-100 在线阅读 下载(2.22 MB)
    针对水泵水轮机“S”特性,以国内某抽水蓄能电站水泵水轮机模型机为研究对象,改进活动导叶翼型几何结构,基于Realizable k-ε 湍流模型,通过数值计算分析改进活动导叶翼型几何结构对水泵水轮机“S”特性的改善及水力性能的影响.结果表明:减小导叶头部圆半径r至r-0.313 mm,对机组“S”特性存在较佳的改善效果,主要是由于减少了导叶出口及转轮进口等处的旋涡,改善了转轮叶片进口旋涡流阻塞通道的情况;随着r减小,转轮所受径向激励力合力呈先减小后增大趋势,且在r-0.313 mm时转轮径向力合力最小,径向力合力的峰谷差值最小,对应的转轮径向力合力也较稳定,对机组的运行影响较小,结合效率总结出方案r-0.313 mm是6种方案中的最优方案;分析飞逸工况下S1流面流态及无叶区压力脉动可得方案r-0.313mm对应的活动导叶出口端的高压区域最少,整体来看无叶区压力脉动曲线变化有一定的周期性.
  • 交通与船舶工程
  • 王献忠, 陈立, 喻敏, 徐恩慧 doi: 10.13245/j.hust.220318 P101-107 在线阅读 下载(4.2 MB)
    针对圆柱壳-内部子结构的耦合结构,采用缩聚传递函数对其解耦,再根据直接刚度法分别建立圆柱壳和内部子结构的数值模型,并结合缩聚传递函数法计算了原耦合结构的振动响应.引入坐标转换矩阵并考虑6个方向的耦合,从而保证本混合方法的计算精度.与有限元计算结果进行对比分析,验证了该混合方法的有效性.在此基础上分析了结构厚度、壳体长度、边界条件及激励方向等因素对含内部子结构圆柱壳振动特性的影响.
  • 周亚洲, 汪若尘, 丁仁凯 doi: 10.13245/j.hust.220319 P108-115 在线阅读 下载(2.41 MB)
    为提升自动驾驶汽车在自适应巡航跟车和车道切换联合工况下的纵向跟驰、横向稳定性能,针对加速跟随前车且同时换道这一特殊工况下的车辆行驶稳定性控制需求,提出了一种具有两层结构的协同控制策略.在分析跟车和换道联合工况控制需求基础上,建立了基于五次多项式的换道轨迹模型和固定车头时距跟车模型,设计了上层线性时变模型预测控制器,输出纵向需求加速度、前轮转角至下层车辆被控对象模型.Matlab/Simulink和Car-Sim联合仿真结果表明:在不同附着系数路面下,所提控制策略协调主动前轮转向和需求纵向加速度保证纵向跟车性能与横向稳定性,避免车辆失稳,提升了车辆在跟车和换道联合工况下的行驶安全性.
  • 魏可可, 高霄鹏, 马骋 doi: 10.13245/j.hust.220320 P116-121 在线阅读 下载(1.75 MB)
    采用计算流体动力学(CFD)软件中Java宏命令功能,基于ITTC双参数谱实现了迎浪不规则波的模拟,同时通过添加人工阻尼项实现了消波功能,由此构造了不规则波的数值波浪水池.对迎浪不规则波中的不同有义波高和谱形心周期展开了计算,并与目标值进行了对比,发现误差的绝对值都在4%~6%之内,有效验证了不规则波模拟的可行性.基于构造的数值波浪水池对迎浪中不同有义波高下潜艇的上浮运动开展了研究,发现潜艇在不规则波浪中上浮出水后,有义波高的波高值越大,潜艇的垂向运动响应越大,艇体的姿态角越大.
  • 土木工程
  • 黄震, 张海, 冯学茂, 张加兵 doi: 10.13245/j.hust.220321 P122-128 在线阅读 下载(2.27 MB)
    以广西宁明地区粉砂岩为研究对象,对岩样进行室内干湿循环试验,分析了干湿循环后岩样纵波波速和含水率变化规律;通过三轴试验获得了粉砂岩全过程应力-应变曲线,研究了干湿循环与围压对粉砂岩力学特性的影响,并从微观角度揭示了其损伤劣化机制;基于Weibull分布推导出了损伤本构方程.结果表明:循环次数增加,纵波波速下降、含水率上升;循环次数与围压增加,塑性变形能力增强,破坏模式由脆性破坏向延性破坏转变;粉砂岩总损伤演化曲线呈现出“S”型,可划分为无损伤阶段、损伤快速发展阶段、损伤减速发展阶段、损伤完成阶段;粉砂岩总损伤率演化曲线呈现出正态分布,可划分为起始阶段、快速增长阶段、快速衰减阶段、完成阶段;围压对损伤发展具有抑制作用.
  • 江辉, 李辰, 杨思瑶, 宋光松 doi: 10.13245/j.hust.220322 P129-137 在线阅读 下载(4.52 MB)
    针对干接缝节段拼装桥墩接缝处整体性较差,抗剪和耗能能力不足的问题,提出了一种滑动螺栓连接双柱式拼装钢管混凝土(CFST)桥墩结构方案.基于ABAQUS平台发展并检验了一种可考虑CFST节段及螺栓复杂接触行为的实体模型模拟方法.通过拟静力分析研究了是否设置连接装置、连接钢管厚度、连接钢管长度、滑动螺栓槽长度及预应力筋配筋率对桥墩抗震性能的影响规律.结果表明:相比于无连接装置的桥墩,滑动螺栓连接装置可显著提高桥墩的抗剪能力,并降低墩顶残余位移;增加连接钢管厚度及长度、预应力筋配筋率均可有效提高桥墩的侧向承载力和耗能能力;滑动螺栓槽长度对桥墩的抗震性能基本无影响,但应保证其大于2倍螺栓直径.
  • 水利与水电工程
  • 汪怡然, 俞晓东, 常钰桐, 张健 doi: 10.13245/j.hust.220323 P138-142 在线阅读 下载(1.56 MB)
    基于Simeric-MP+商业软件对全金属单螺杆泵进行流体域动网格划分并根据网格收敛指数(GCI)选择网格方案,通过数值计算方法分析单螺杆泵能量特性和压力脉动特性对瞬态漏失特性影响,总结一般规律与内部机理.结果表明:随着介质黏度μ的减小和间隙量δ的增大,数值计算的泄漏量逐渐增大,此规律与缝隙流动模型一致;瞬时泄漏量不等是造成缝隙模型计算偏差的主要原因,部分工况相较于时均泄漏量偏差±1.5%.不同瞬态时间的缝隙长度l与缝隙压差Δp不同,不同监测点位置的缝隙宽度H相同;不同瞬态时间和缝隙位置的泄漏流速不同,相邻泵腔相同位置的极值最大偏差为17%.相关研究成果对于单螺杆泵泄漏流动模型的改进及定子转子结构几何参数的优化具有重要指导意义.
  • 高瑾瑾, 郑源, 阚阚 doi: 10.13245/j.hust.220324 P143-148 在线阅读 下载(1.67 MB)
    设计了一种部分嵌入在浅水河岸侧壁上的新型阻力型垂直轴水轮机.这种水轮机在河流中层运行,可以有效适应流量、泥沙等多种环境因素的变化,且对鱼类等水生生物友好.为研究水轮机的性能及尾流特性,对其在明渠中的流动过程进行了大涡模拟(LES).采用基于水平集函数的浸入边界法(LSIBM)分别描述了规则半圆柱形空腔及复杂水轮机的几何结构,并基于耦合水平集流体体积(CLSVOF)法捕捉不断变化的自由液面.将计算得到的不同叶尖速比下的水轮机功率系数与模型试验结果进行对比,验证了数值仿真结果的准确性.基于计算结果对雷诺应力进行了三重分解,结果显示水轮机近尾流区域的不稳定性与叶片通过频率密切相关.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
    CN 42-1658/N
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