华南理工大学学报(自然科学版)

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1. 六轮铰接式电动轮自卸车差速控制策略及仿真

姜立标丘华川凌诗韵何家寿

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.001

摘要（403）

PDF（pc）（774KB）（271）

现有的六轮铰接式电动轮自卸车差速控制策略只是简单地实现差速，且其忽略整车横摆控制和驱动防滑控制而导致整车动力学性能较差．为此，提出了基于驱动力分层控制的差速控制策略．首先基于拉格朗日方程法推导了包含整车纵向、侧向、横摆及前车身侧倾自由度的整车动力学数学模型，然后设计由总驱动功率及横摆控制功率决策层、差动驱动分配层和驱动防滑稳定层组成的分层控制差速控制策略．文中运用自抗扰控制算法计算出纠正转向角偏差所需的横摆控制功率，采用最优滑移率识别算法对各轮驱动功率进行修正．离线仿真结果表明，所提差速控制策略在不同工况和路面下均能很好地实现各轮差速，同时保证了较好的整车转向性能和各轮工作的稳定性能．

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2. 一类耦合映射模糊时滞跟驰系统的反馈控制

翟聪刘伟铭谭飞刚

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 9-17. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.002

摘要（274）

PDF（pc）（1403KB）（80）

由于驾驶员在感应车间距变化时存在时变滞后的问题，且其灵敏度随着不同的车速和车间距在一定范围内波动，为了准确描述车辆在行驶过程中的运行状态，文中在耦合映射( CM) 跟驰模型基础上，提出了一类模糊滞后CM 跟驰模型，并对该模型的稳定性进行了分析．利用Lyapunov 函数给出了模糊控制器存在的充分条件，使闭环跟驰系统满足稳定性，即交通拥挤现象能够得到有效抑制，并通过求解线性矩阵不等式( LMI) 得到所设计的控制器．仿真实验表明，在该模糊控制器作用下，各辆车的速度震荡幅度得到了有效的降低，且能够更快地恢复到平稳状态，同时有效降低了车辆的二氧化碳排放量，说明该方法对于抑制交通拥挤和降低二氧化碳排放量是有效的．

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3. 基于复合稀疏约束的近似消息传递CS 重构算法

谢中华马丽红钟福平

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.003

摘要（309）

PDF（pc）（2407KB）（85）

压缩感知( CS) 重构中的近似消息传递( AMP) 算法通过迭代执行小波阈值操作和残差更新来快速准确地实现稀疏信号重构，但它所采用的小波系数稀疏约束并不适用于非稀疏的自然图像，尤其CS 观测过程存在噪声干扰时．为此，文中提出了一种基于复合稀疏约束和AMP 框架的CS 图像重构算法，使用相似图像块低秩约束和双边滤波约束作为自然图像的联合先验信息，以改善图像规则纹理和边缘的恢复效果，从而提升算法的重构性能．无噪CS 观测的重构实验表明，文中算法的峰值信噪比( PSNR) 比仅用低秩约束的 AMP 算法提高了0．45 dB，比原始AMP 算法高6．19 dB; 而在含噪CS 观测的重构实验中，对应的PSNR增益则分别是0．25 和4．60 dB; 无论是无噪观测还是含噪观测，文中算法都获得了更佳的主观视觉效果．

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4. H.265 /HEVC 视频的时间域篡改检测

王宇飞刘琲贝胡永健朱美能

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 26-34. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.004

摘要（356）

PDF（pc）（2280KB）（78）

针对H．265 /HEVC 压缩编码视频中帧删除、帧重复及帧插入等时间域篡改问题，根据H．265 /HEVC 编码标准的新特点，文中提出了一种基于视频压缩特征的时间域篡改检测算法．该算法通过利用视频压缩域的相关参数，在不需对视频进行完全解码的情况下实现篡改位置的检测．实验结果表明，文中提出的算法对不同程度的帧删除、帧重复和帧插入篡改以及不同压缩码率的篡改视频都具有较好的检测效果，有效缩短检测时间．

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5. 基于阈值改进Contourlet 变换的图像融合算法

吴鹏李雯霖齐德昱宋文龙

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 35-41,52. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.005

摘要（304）

PDF（pc）（1721KB）（86）

为获得到效果更好的融合图像，提出了一种基于结构相似度( SSIM) 阈值自适应判定融合规则的改进算法．该算法对低频子带采用了基于相关系数离均差的加权求和融合算法，以保留更多的概貌信息; 对高频子带则先计算待融合图像各个区域的SSIM，然后取平均值作为阈值，再根据各个区域的SSIM 与阈值的关系自适应地选择高频子带融合算法，以保留更多的细节信息．实验结果表明，文中改进的图像融合算法可以获得细节更丰富和边缘更清晰的融合图像，融合图像质量的客观评价指标更优．

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6. 应用于宽带Δ-Σ ADC 的多级运算放大器

徐肯蔡敏贺小勇

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 42-47. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.006

摘要（288）

PDF（pc）（2453KB）（96）

为提高运算放大器的带内增益和带宽，提出了一款应用于长期演进( LTE) 接收机中宽带Δ-Σ模数转换器( ADC) 的四级运算放大器．该运算放大器采用前馈Gm-C 和密勒补偿相结合的混合型频率补偿方法，以保证运算放大器的稳定性．文中采用0. 13 μm 1P6M CMOS 工艺设计了一款高性能的四级运算放大器，并将该运算放大器应用于宽带 Δ-ΣADC 中．测试结果显示: 该运算放大器在1. 5 V 供电电压下可获得72. 8 dB 的直流增益、442MHz 的增益带宽积和101V/μs 的转换率; 在相同的功耗和带宽下，该放大器的带内( 0～10MHz) 增益比传统的两级放大器提高了6 dB 以上; 采用该运算放大器的宽带 Δ-ΣADC在10MHz 的信号带宽下具有68 dB 的信噪比和78 dB 的无杂散动态范围．

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7. 硅基半导体热滞现象的研究

孙志刚何雄谢晴兴李月仇庞雨雨

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 48-52. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.007

摘要（374）

PDF（pc）（702KB）（80）

采用四线法研究Ag /SiO2 /p-Si∶B /SiO2 /Ag 器件在不同温度下的电输运性能( V-I特性) ，在低温V-I 特性曲线中观察到了明显的热滞现象．为了消除热滞现象带来的实验
误差，文中提出了采用增强系统热传导以及延长连续两次测量的间隔时间的方法，并通过延长连续两次测量时间间隔的方式消除了热滞对器件电输运性能的影响．结果表明，在进行半导体基材料的电性能及磁阻效应的研究时，必须考虑热效应可能带来的影响，否则将导致错误的实验结果．

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8. 带指向约束的多目标调零天线

曾浩周建文王秋实王洪良何海丹

华南理工大学学报(自然科学版) 2017, 45 (1): 53-58. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.008

摘要（352）

PDF（pc）（821KB）（116）

在卫星导航接收机中，传统调零天线无法形成对卫星信号的主瓣指向．为了能同时形成多个天线方向图主瓣，并分别对准不同卫星信号，从而提高阵列增益，文中引入导
向约束条件，采用直接矩阵求逆方法求解每个卫星信号的最优权矢量解，并完成波束合成; 分析了文中算法的运算量，给出了阵列增益的解析表达式．研究表明，文中算法不仅抑制了外部干扰，而且克服了卫星信号间的相互干扰，形成了对每个卫星信号的主瓣指向，提高了输出信噪比．方向图和期望信号输出信干噪比的仿真结果验证了该算法的有效性．

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9. 基于矩形缝隙环谐振器的无芯片标签设计

马中华杨建红陈彭

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 59-65,73. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.009

摘要（255）

PDF（pc）（1862KB）（103）

为降低标签成本，增加编码容量而不增大标签的面积，提出了由多矩形缝隙环谐振器嵌套组成的无芯片标签，通过嵌套显著减小了标签尺寸; 将标签制作在尺寸为35 mm× 35mm的F4BM-1/2 介质基板上，通过矩形缝隙环的存在和缺失表示逻辑‘1’和‘0’进行标签编码，实现了12 bit 编码容量的无芯片标签; 在微波暗室里使用网络分析仪测试无芯片标签的读取距离，在距离收发天线50 cm 处可以接收到正确的数据信号，仿真和测试结果取得了很好的一致性．

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10. 节点约束型最短路径的分层Dijkstra 算法

康文雄许耀钊

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 66-73. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.010

摘要（251）

PDF（pc）（995KB）（85）

针对节点约束型最短路径问题，提出了基于回溯法的分层Dijkstra 算法，通过分层结构寻找局部最优解来求得全局最优解或次优解．该算法利用分层结构可保存搜索进度的优势，使其在寻找过必经点最短路径时可以实现对搜索进度的保存与回溯等操作．实验结果表明: 分层Dijkstra 算法虽然增加了一定的空间复杂度，但能有效地减少Dijkstra 算法的调用次数; 与深度优先搜索、几何代数算法相比，分层Dijkstra 算法虽然不一定能找到理论最优解，但出解速度较快，在数据量较大的情况下能快速找到次优解．

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11. 复杂网络度序列长度分析

熊云艳肖文俊毛宜军赖正文韩冬李梅生

华南理工大学学报(自然科学版) 2017, 45 (1): 74-79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.011

摘要（237）

PDF（pc）（641KB）（60）

针对度分布符合泊松分布的复杂网络模型，文中从理论的角度证明了其度序列( 1≤k₁＜k₂＜…＜kl) 长度l 也是log₂N( N 为网络节点数) 级别的，并对随机网络、小世界网
络、无标度网络模型的度序列长度进行了仿真实验，结果证明了该结论的正确性; 针对现实世界中网络模型的数据集，文中也进行了度序列长度的计算，发现该结论在现实网络中也是正确的．

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12. 面向云工作流的两阶段资源调度方法

王岩汪晋宽韩英华

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 80-87,111. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.012

摘要（317）

PDF（pc）（1060KB）（181）

为提高云计算系统的资源利用率，优化系统性能，同时兼顾用户的服务质量( QoS) 需求约束，文中结合云计算和工作流建立了云工作流系统，给出了具有两个调度阶
段的系统资源调度模型．在第1 阶段中，考虑了QoS 的时间及价格约束、工作流内各个任务之间的依赖关系以及各个任务所产生的中间数据的处理，提出了改进的粒子群优化( MPSO) 算法，并利用Pareto 获得最优解，以提高调度效率; 在第2 阶段中，考虑了资源在主机上的分配情况，提出了具有负载感知的调度策略，根据系统的负载情况进行资源调度，以提高系统的资源利用率．实验结果表明: 在云工作流系统的资源优化调度中，与经典的异构最早完成时间算法、单目标优化的遗传算法相比，MPSO 算法的任务执行速度更快、资源利用率更高，能满足用户的QoS 需求; 具有负载感知的调度策略能更有效地根据负载情况进行调度，提高任务执行的效率和资源利用率．

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13. 基于自优化的多属性高斯核函数相关向量机方法

许玉格刘莉罗飞

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 88-94. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.013

摘要（338）

PDF（pc）（1001KB）（98）

在相关向量机的预测模型中，核函数的选择和核参数的取值对模型预测性能影响很大．针对这一问题，文中采用多属性高斯核函数建立相关向量机预测模型，提出了一
种自优化的核参数学习方法进行参数优化，并将该模型用于二维标准函数预测和污水处理系统出水水质预测，与不同核函数下的相关向量机模型以及不同参数优化方法下获得的预测模型进行了对比实验．结果表明，基于自优化的多属性高斯核相关向量机模型对低维数据的参数敏感度较低，对高维数据有良好的输出精度和稀疏性，在污水出水水质预测中获得比较满意的结果．

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14. 基于多传感器信息融合的仿人机器人跌倒检测及控制

毕盛刘皓熙闵华清董敏黄鑫龙

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 95-101. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.014

摘要（294）

PDF（pc）（1449KB）（163）

仿人机器人在行走过程中，需要及时检测到是否要摔倒，从而阻止摔倒或通过保护动作在摔倒过程中减少机器人损伤．文中基于姿态传感器( 包括加速度传感器和陀螺
仪) 、力感应传感器( FSR) 及步行阶段建立了多传感器信息融合模型，采用模糊逻辑决策方法建立了机器人跌倒检测的综合判定方法，并设计相应的控制器，该控制器可检测到仿人机器人运动时是否会摔倒，若无法避免摔倒，则采取相应的保护动作; 若可避免摔倒，则通过控制髋关节阻止机器人摔倒．最后在SCUT-I 仿人机器人上进行实验，结果表明，文中方法能及时检测到机器人在运动过程中发生跌倒的时刻，并及时通过稳定控制器阻止摔倒或通过倒地控制器产生保护动作，减少机器人的损伤．

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15. 基于内存优化配置的MapReduce 性能调优

罗永刚陈兴蜀杨露

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 102-111. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.015

摘要（232）

PDF（pc）（1104KB）（80）

MapReduce 作业性能与内存配置存在极大的相关性，针对准确预测作业内存困难问题，根据Java 虚拟机( JVM) 的分代内存管理特点，提出了一种分代内存预测方法．首先使用回归模型对年轻代与垃圾回收平均时间的关系进行建模，将寻找合理年轻代内存大小的问题转换为一个受约束的非线性优化问题，并设计搜索算法来求解该优化问题．文中还建立MapReduce 作业的Map 任务和Reduce 任务性能与内存的关系模型，求解最佳性能的内存需求，从而获得Map 任务和Reduce 任务的年长代内存大小; 使用聚类算法预测JVM 晋升对象阈值，优化JVM 配置，减少了JVM 的垃圾回收暂停时间．实验结果表明，文中提出的方法能准确预测作业的内存需求，显著提升作业运行性能．

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16. 改进的面向流程挖掘的日志数据融合方法

徐杨林琪李东

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 112-117. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.016

摘要（249）

PDF（pc）（888KB）（84）

现有的流程挖掘技术和工具都是针对单个日志文件，但在实际业务环境中，一个业务流程的执行往往需要多个信息系统共同支撑，信息系统产生的流程日志数据将被分
布在不同的日志文件中，有必要对这些分散的日志数据进行融合，以供对全局流程的挖掘分析．文中提出了一种基于模拟退火与人工免疫混合算法的日志融合方法．该方法针对跨IT 系统的流程日志特点，在亲和度计算中考虑了流程路径出现频次和实例时间重叠区域两个算子，以提高匹配实例的准确度和方法的实用价值; 在种群进化中引入模拟退火选择思想，以解决人工免疫算法早熟和持续退化的问题，并加入了记忆库机制，加强每一代种群的多样性保持，避免种群局部收敛．实验结果表明: 文中方法的日志融合成功率达90%以上，能保证流程挖掘结果的正确性; 与传统基于人工免疫的日志融合方法相比，文中方法的收敛速度明显提升，提高了融合效率．

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17. 仿叶脉分形结构在均热板蒸发端的实验研究

刘旺玉王力罗远强

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 118-122,128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.017

摘要（252）

PDF（pc）（1789KB）（150）

基于植物叶片蒸腾作用带走大量热的特性，提出了新型仿叶脉分形结构用以优化均热板的热结构，研究了叶片叶脉分形结构吸液芯在蒸发端的传热效果，通过化学腐蚀
制作均热板进行试验，分析均热板蒸发端底板下表面与腔内蒸汽温度的温差变化情况并计算各部分的热阻，比较仿叶脉分形结构吸液芯在4 种分形角度( 30°、40°、50°、60°) 时的热特性．实验结果表明，分形角度为40°与50°的结构温差变化不大，均小于分形角度为30°与60°的结构，即其结构热阻更小，工质传热与输送性能更好．

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18. 基于杨氏理论的微型换热器传热壁面表面特性分析

周建阳罗小平冯振飞邓聪吴迪

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 123-128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.018

摘要（198）

PDF（pc）（2246KB）（62）

微型换热器换热通道壁面的表面特性对流体流动沸腾特性有显著的影响．固体表面能常被用来表征微型换热器换热通道壁面的表面特性，可为微细通道中流体流动沸
腾特性的研究提供理论依据; 文中测量去离子水、乙二醇、甲酰胺在换热通道内侧左右壁面及底表面所形成的接触角，基于杨氏理论计算微型换热器换热壁面的表面能，并通过液滴的Wenzel 模型分析微槽道内、外表面接触角差异形成的机理．研究结果表明: 微型换热器换热通道内侧左、右壁面的表面能分别为5. 2、5. 6 MJ /m²，底表面的表面能为8. 2 MJ /m²，微细通道内表面特性差异是由表面粗糙度不同造成的．

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19. 基于变形协调设计的金属橡胶复合齿轮副振动研究

王家序黄伟徐涛肖科李俊阳

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 129-136,144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.019

摘要（218）

PDF（pc）（6206KB）（115）

为解决传统齿轮副存在的回差问题，对设计、制造和安装过程中存在的误差影响因素进行了定量计算．通过考虑齿厚偏差、轴承径向跳动、中心距偏差和温度对齿轮变形的影响，提出了可自动变形补偿的金属橡胶复合齿轮副设计方法; 基于ABAQUS 有限元分析计算了高、低温对复合齿轮副变形的影响，得出了复合齿轮副在高、低温环境下的变形量和理论中心距预紧量; 实验考察在不同预紧量下金属齿轮副和复合齿轮副的振动响应情况．结果表明: 随着预紧量的增加，振动加速度先减小后增加; 预紧量的改变对金属齿轮副的影响较大，对复合齿轮副的影响较小，复合齿轮副相对金属齿轮副的改善效果随着预紧量的增加而愈加明显; 实验得到的最佳预紧量和仿真计算值基本吻合，从而验证了仿真分析的正确性．

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20. 钛合金TC4 低塑性滚压表面完整性的实验研究

杨东刘战强贺蒙庞继有叶洪涛

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (1): 137-144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.020

摘要（322）

PDF（pc）（1665KB）（79）

以钛合金TC4 为研究对象，选择表面完整性评价标准数据组( 包括表面形貌、表面粗糙度、表面层显微硬度和表面残余应力) 作为评价指标，采用单因素试验设计法，利
用光学轮廓仪、显微硬度计和盲孔法残余应力测量仪获得低塑性滚压加工表面形貌、微观硬度分布和残余应力状态，对比分析了工艺参数( 滚压速度、进给速度、液压油预压力和滚压道次) 对低塑性滚压加工表面完整性的影响程度．结果表明: 液压油预压力对滚压加工表面形貌、表面粗糙度及加工表面显微硬度和残余应力的影响程度最大，滚压速度的升高会增大加工表面粗糙度值，增加滚压道次会使加工表层硬化程度和残余压应力幅值变大; 在设计实验范围内，钛合金TC4 低塑性滚压加工采用高的液压油预压力和多道次加工可获得更优的加工表面完整性．

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21. 镁基氯化物熔盐对奥氏体不锈钢的腐蚀性分析

魏小兰刘波宋明王维龙丁静

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.001

摘要（355）

PDF（pc）（1512KB）（307）

为了解镁基三元氯化物熔盐 NaCl-CaCl₂-MgCl₂ 在储热过程中对奥氏体不锈钢的腐蚀性，采用质量损失法研究了 5 种不锈钢( 201、304、310S、316L 和 321 型) 在该熔盐中的短期腐蚀行为．对抗腐蚀性较好的 316L 不锈钢进行了长期腐蚀性研究，采用 XＲD 和 SEM 分析了腐蚀层的物相和形貌随腐蚀时间的变化．结果表明: 金属在无盖坩埚中比在加盖坩埚中的浸没腐蚀质量损失更大; 其中含 Mo 的 316L 不锈钢在加盖坩埚中于 500、 600 和 700℃对熔盐均表现出了较好的耐腐蚀性，316L 不锈钢在 600 ℃下的腐蚀速率为 0． 347mm/y; 腐蚀 5d 后 316L 不锈钢表面仍呈现金属基底的衍射峰，但 10 d 后表面出现 MgO 的衍射峰; 腐蚀5d 后316L 不锈钢表面呈多孔状态，10d 后前期腐蚀形成的孔洞逐渐被 MgCl 2 高温水解生成的 MgO 填充．

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22. 热泵在热电联产集中供热系统中的应用及火用分析

李亚军谭荣帅梁文豪

华南理工大学学报(自然科学版) 2017, 45 (10): 8-15. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.002

摘要（258）

PDF（pc）（1107KB）（417）

为提高现有集中供热系统的供热能力和供热效率，以缓解冬季日益增长的采暖供热缺口，文中基于一现有热电联产集中供热系统，设计了新增热源和利用热泵两种提升供热能力的方案，并对比分析不同方案对供热系统 COP( 制热能效比) 、?效率和经济性的影响．研究结果表明: 采用新增热源方案的供热系统 COP 为 0． 98，与现有系统基本持平， ?效率为28． 39%，相比于现有系统降低了 39． 15%，动态回收期为 7． 98 年; 采用热泵方案的供热系统 COP 为 1． 34、 ?效率为 62． 69%，相比于现有系统分别提升了 35． 4%、 34． 36%，动态回收期为 5． 73 年，且具有良好的经济适应性．

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23. 并联式太阳能空气源热泵热水系统优化运行策略

周璇刘国强闫军威

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 16-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.003

摘要（293）

PDF（pc）（2851KB）（403）

夏热冬暖地区某高校26 座学生公寓并联式太阳能空气源热泵热水系统原有运行模式存在外界气象参数突变时热水供应不足、太阳能利用效率不高及供水泵工频运行造成能源浪费等问题．文中将该系统运行模式划分为补水模式、蓄热模式和供水模式，根据不同模式的特点分别提出了基于日用水量上限和时用水量下限的优化设定、太阳能集热系统制热量逐时预测、空气源热泵制热量逐时预测及供水分时变压差控制的精细化管理和优化运行策略，并将优化运行策略和实验所得参数运用于该系统的实时控制．运行结果表明，优化控制策略在满足热水供应的前提下，与2015 年对比，2016 年的热水系统吨水电耗下降了17． 49%，系统能效比提高了19． 98%．

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24. 区域供冷系统的冷量传递控制与末端冷量调节

张严刘永强

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 26-33. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.004

摘要（279）

PDF（pc）（1311KB）（323）

为了实现区域供冷系统的冷量传递与末端温度调节，建立了冷量经一个二级冷量交换站由水系统向风系统传递的理论模型，并结合房间内的温度动态变化模型，推导出了水系统一次侧流量与空调末端房间温度的传递函数．采用水系统一次侧变水量与空调末端变风量结合的技术，根据冷负荷变化，分别采用PI 控制器和PID 控制器实时调整水泵与风机的转速，并对风机与水泵进行能耗建模与节能分析，以实现空调房内温度的控制与电量的节约目的．最后通过Simulink 软件仿真，给出了空调房内温度、水泵转速、水流量、节能量等参数变化的示意图，展示了文中节能控制方法的有效性．

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25. 甲基异丁基甲酮-苯酚-邻苯二酚-水液液相平衡数据测定与关联

陈赟王慧敏熊康宁李理波

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 34-38,45. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.005

摘要（342）

PDF（pc）（789KB）（396）

为获得工业操作温度下甲基异丁基甲酮萃取高浓煤化工含酚废水中酚类物质及溶剂回收的过程模拟和设计基础数据，测定了在常压下、70℃时甲基异丁基甲酮－苯酚－邻苯二酚－水四元体系的液液相平衡数据，并用 Hand 方程和 Othmer-Tobias 方程验证了数据一致性．文中还利用 NRTL 和 UNIQUAC 模型对所测实验数据进行热力学关联，采用模拟软件回归得到二元交互作用参数．结果表明，两种模型关联计算得到的计算值与实验值吻合良好，模型计算的相对均方根偏差均小于 0. 02，说明两个模型回归得到的二元交互作用参数均能对实验数据进行精确预测．因此无论是从防堵塞还是从提高萃取效率角度，甲基异丁基甲酮在较高温度下的萃取应用均具有很好的工业价值．

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26. 富锂锰基正极材料 Li[Li_0.2 Ni_0.2 Mn_0.6 ]O₂的纳米 TiO₂掺杂改性

王伟刚胡国荣周兴华彭忠东杜柯

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 39-45. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.006

摘要（349）

PDF（pc）（2382KB）（291）

将共沉淀法制得的碳酸盐前躯体 Mn_0.75 Ni_0.25CO₃与 Li₂ CO₃以及不同量的纳米TiO₂ 均匀混合，并在 900 ℃ 下烧结 10 h 得到 Li[Li_0.2 Ni_0.2 Mn_0.6-X Ti_X]O₂( x = 0. 00，0． 01，0． 02，0． 05，0． 10) 正极材料，ICP( 感应耦合等离子体) 分析表明制备的材料组分基本符合最初的设计．通过 X 射线衍射( XRD) 和扫描电子显微镜( SEM) 表征发现，掺杂量达到一定程度时会改变基体材料的结构并对微观颗粒起到分散作用．电化学测试结果表明: Ti掺杂量为 0． 02 的材料具有最佳的电化学性能: 0． 1C 倍率下循环 30 次时量没有任何衰减; 其在各倍率下的放电比容量较未掺杂材料均有 7 ～13mAh/g 的提升;0． 1C 倍率下 30 次循环的中值电压衰减为 0． 08mV． EIS( 电化学阻抗谱) 测试结果表明 Ti 掺杂量为 0． 02 的材料性能的提高可能来自于 Ti 掺杂对材料结构稳定性的改善．

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27. 海上风电场中压电缆集电系统暂态过电压仿真

刘刚江晓锋郭亚勋辛妍丽梁嘉浩周露郑明

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 46-52,61. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.007

摘要（335）

PDF（pc）（1875KB）（290）

为研究海上风电场真空断路器重燃造成机端变压器绝缘损坏的机理，特对真空断路器进行高频建模分析．首先利用自定义真空断路器模型建立了海上风电场中压电缆集电系统 PSCAD/EMTDC 仿真简化模型，研究了断路器重燃特性和分闸初相角以及电缆长度对机端变压器高压侧暂态过电压和重燃次数的影响．仿真结果表明: 断路器 3 个特征参数中介质恢复强度对暂态过电压和重燃次数影响最大，分闸初相角为45°开断感性负载断路器发生重燃现象时产生的过电压最大，过电压幅值可达 3. 26p.u．，陡度可达 12. 46p. u．．最后文中提出在机端变压器高压侧同时串联扼流线圈，并联小电容，增加氧化锌避雷器过电压保护装置．仿真结果表明加装过电压保护装置后暂态过电压幅值和陡度以及重燃总次数得到了明显的抑制．

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28. 雷击特高压直流线路行波保护误动分析与优化策略

蔡泽祥田得良梁益李晓华李书勇

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 53-61. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.008

摘要（308）

PDF（pc）（1522KB）（314）

特高压直流工程在实际运行中，存在雷电流绕击直流线路一极，非雷击线路行波保护发生误动的风险，并可能导致直流系统双极闭锁事故的发生。本文基于实际运行中某特高压直流工程的EMTDC仿真模型，建立了正确的雷击模型，并对雷击情况下行波保护特征量dU/dt、ΔU、ΔI的动态响应特性以及特征量在时序上逻辑配合情况进行研究。分析表明，线路一极遭受雷击后，非雷击极在受扰恢复过程中，两极线路间电磁耦合作用致使非雷击线路电气量的剧烈波动，引起保护特征量的响应恰好满足其既定的时序关系是非雷击线路行波保护误动的重要原因。因此，提出了在原有行波保护电压判据的基础上增加辅助闭锁逻辑的行波保护的优化策略，实现了在不牺牲保护灵敏性的基础上提高选择性的目的，经过仿真验证了所提策略的有效性。

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29. 统一电能质量调节器的精确建模与协调控制

徐晓刚谢运祥王映品李兰芳曾志武张晓宇

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 62-70. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.009

摘要（306）

PDF（pc）（3220KB）（482）

统一电能质量调节器( UPQC) 的建模一般将串联单元与并联单元分开建模，并且将串联变压器理想化，也较少有人分析 UPQC 的串联单元与并联单元之间的相互作用．文中采用等效的变压器模型建立集串联单元、并联单元于一体的精确数学模型，分析串联变换器与并联变换器的相互作用关系，获得 UPQC 的串联单元、并联单元之间的相互作用机理，进而提出一种基于单位功率因数检测法( UPF) 的 UPQC 协调控制方法．仿真与实验结果表明，所提方法可使 UPQC 获得较好的补偿效果，从而验证了 UPQC 数学模型和串联并联相互作用机理的正确性．

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30. 用于变压器负载能力评估的改进热电类比模型

唐文虎钱瞳黄晶晶陆国俊王勇栾乐

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 71-77,86. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.010

摘要（302）

PDF（pc）（1243KB）（343）

油浸式电力变压器的负载能力与油温、热点温度密切相关．为了更加准确地计算顶层油温和热点温度，以助于变压器的负载能力评估，文中基于传热学理论和电路定律，对一种变压器热电类比模型作了改进．首先引入油黏度重新定义了变压器相关部件的非线性热导，并考虑变压器与其环境温度之间热传递的影响; 然后在模型中引入热点温度节点，使模型能够真实反映变压器内部热传导的基本过程，并采用遗传算法来对模型中的热参数进行全局优化．以某 180000kVA 变压器为例，将改进前后的热电类比模型分别计算得到的热点温度、顶层油温、底层油温与导则推荐的经验公式的计算值以及在线监测值进行比较，结果表明改进后模型有较好的计算准确性．之后使用改进热电类比模型计算该变压器在给定运行工况下的日相对寿命损失、最大顶层油温、最大热点温度，并用以评估该变压器的负载能力，为变压器增容提供参考．

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31. 计及风电和电动汽车的安全约束机组组合模型

赵强刘海勇汪晋宽韩英华

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 78-86. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.011

摘要（288）

PDF（pc）（563KB）（290）

面对风电和电动汽车大规模接入对电网的安全经济运行带来的挑战，文中以运行成本最小、污染物排放最低为目标，建立了风电－电动汽车协同调度的多目标安全约束机组组合模型( SCUC) ．将可充放电的电动汽车作为可优化调度单元，建立虚拟电价策略，以充电成本最小为目标来制定合理的充放电计划; 使用模糊机会约束规划来描述风电的间歇性和不确定性，通过电动汽车充放电平抑风电波动，降低机组出力调整的频率，提高了电网安全运行的经济性．仿真结果表明，该模型可以很好地利用各因素之间的互补性，提高风电利用率，实现更好的经济、环境效益．

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32. 室内区域性 WiFi 定位 EKNN 算法设计

傅予力杨帅陈培林黄志建唐杰

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 87-92,99. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.012

摘要（380）

PDF（pc）（1168KB）（320）

WiFi 由于应用广泛而被作为室内定位的热门技术之一，而定位精度与速度向来是研究的焦点．文中针对室内感兴趣区域( ＲOI) 的定位问题，提出了一种证据理论 K 近邻( EKNN) 算法．首先以接收信号强度指示作为指纹，在各区域分别建立无线指纹数据库作为识别的类; 然后利用证据理论在各类别内进行近邻证据组合、类别间进行证据融合;最后确定目标所在ＲOI 类，并在类中进行精定位．与其他算法相比，文中设计的 EKNN 算法的最佳区域类识别率可以达到 97%，最大定位误差约为 2． 2 m，定位效率也有较大提高．

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33. 基于改进遗传算法的并联机器人分拣路径优化

张好剑苏婷婷吴少泓郑军王云宽

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 93-99. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.013

摘要（337）

PDF（pc）（1153KB）（316）

通过分析包装流水线的生产流程，针对复杂的多约束条件下的 Delta 并联机器人分拣动态变化的多目标问题，提出了分节拍的基于改进遗传算法的并联机器人分拣拾取路径优化方法．经过分析分拣策略，把实际问题转换为类似旅行商问题( TSP) ，并结合其工艺的特殊性提出一种改进遗传算法; 引入分节拍的处理思想，通过将约束条件变成一种染色体裂变和合并操作结合的遗传算子，对每个节拍内的分拣路径进行优化．试验结果表明，该方法与传统方法相比能够有效缩短分拣行程，平均提高效率 14． 76%．

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34. 基于角点集特征的高速公路摄像头监控范围偏差检测

赵敏梅登孙棣华

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 100-107. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.014

摘要（306）

PDF（pc）（2834KB）（377）

摄像头监控区域偏差检测是高速公路异常事件自动检测及其他监控视频内容分析的前提和基础．由于高速公路监控场景中存在运动对象、光线、噪声等干扰，现有偏差检测算法存在实时性差、抗干扰性不足等问题，尚难以满足应用需求．为此，文中提出了一种基于角点集特征的偏差检测方法．首先基于角点处的泰勒级数极值大、随机噪点的可聚类性低等特点剔除伪角点，并利用训练得到的角点集特征准确地表征图像．在此基础上，采取具有抗光线扰动的角点集信息进行匹配，并通过互相关和动态阈值方法分别实现角点位置和数量的匹配，以减少光线等的干扰，实现偏差事件的准确检测．对比实验结果表明，所提方法在提高算法实时性的同时，能够保证 92% 的平均检测率，较好地满足了高速公路监控的应用需求．

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35. 基于稀疏先验和相对总变分的图像盲去模糊

姚若河饶敬松刘伟俭

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 108-113. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.015

摘要（267）

PDF（pc）（2125KB）（296）

在图像盲去模糊中，从单一模糊图像估计模糊核是个严重不适定问题．文中提出了一种基于稀疏先验和相对总变分的图像盲去模糊方法．该方法用权值 L0 平滑方法自适应地提取图像主体结构，剔除图像噪声、细节和小尺度物体边缘等不利于模糊核估计的因素; 用相对总变分方法解决稀疏先验作为正则项估计复杂模糊核所存在的不准确性; 用超拉普拉斯先验的正则化方法进行清晰图像估计．实验结果表明，文中算法相对于现有的图像去模糊方法，所估计出的清晰图像具有较好的结构和较少的伪迹，图像复原效果好．

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36. 基于马氏距离谱特征的图像匹配算法

鲍文霞余国芬胡根生朱明

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 114-120,128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.016

摘要（257）

PDF（pc）（2410KB）（288）

传统的基于谱特征的图像匹配算法中，采用的欧式距离度量不能公平地反映数据样本各维度分量之间的潜在关系，并且当存在较大的形变和出格点时匹配精度和稳定性较差．为了解决谱特征构造中所存在的问题，文中提出一种基于马氏距离谱特征的图像匹配算法．该算法首先利用马氏距离在子特征点集上构造局部无向加权图; 接着对图的关联邻接矩阵进行奇异值分解，用特征值向量构造描述点集属性的马氏距离谱特征; 然后根据马氏距离谱特征构造出匹配矩阵，并利用贪心算法得到图像特征点之间的匹配关系; 最后，为了进一步提高匹配的精度，采用 SVM 方法剔除误匹配点．大量实验结果表明，该算法提高了匹配的精度，并且对出格点问题具有较高的鲁棒性．

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37. 基于 Runge-Kutta 的 NURBS 曲线实时前瞻插补算法

吴玉香王鹏

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 121-128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.017

摘要（299）

PDF（pc）（1481KB）（449）

针对传统的 NURBS 曲线加工过程中插补算法插补参数计算精度低、实时性不高以及加速度过大对机床造成的冲击大的问题，提出了基于 Runge-Kutta 的 NURBS 曲线实时前瞻插补算法．该算法采用经典 Runge-Kutta 方法计算插补参数，基于弓高误差和法向加速度约束条件自动调整进给速度，根据进给步长预期值与实际值的偏差进行参数校正．由粗插补得到的离线数据寻找进给速度极值点，并对曲线进行前瞻分段，找到各前瞻插补区间上的首末速度敏感点．根据敏感速度与插补距离之间的关系重新进行加减速控制，避免速度急剧变化，从而满足机床的加减速性能要求．最后，通过 Matlab 仿真验证了算法的有效性．

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38. 基于牛顿欧拉法的 SCARA 机器人动力学参数辨识

张铁梁骁翃覃彬彬刘晓刚

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 129-136,143. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.018

摘要（1408）

PDF（pc）（1477KB）（987）

SCARA 机器人在工业生产中得到了广泛应用．为满足高速、高精度的要求，必须对 SCARA 机器人进行动力学分析．文中用牛顿欧拉方法对 SCARA 机器人进行动力学建模，并将摩擦力以及电机转子对关节力矩的影响纳入动力学模型，得出了关节力矩关于一组可辨识参数集的线性表达式．采用傅里叶级数作为激励轨迹进行实验，并通过最小二乘法对得出的可辨识动力学参数集进行辨识．实验证明，通过推导的线性表达式计算出的关节力矩理论值与实际值的变化趋势一致．运用所提方法辨识的动力学参数进行动力学建模，能得到 SCARA 机器人运动时的关节力矩，可为后期的动力学控制提供基础计算公式．

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39. 基于相似变换的带轮机构刚体导引运动综合

刘静帅林松王瀚超张宇

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 137-143. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.019

摘要（247）

PDF（pc）（1585KB）（284）

为了克服传统刚体导引机构综合方法的缺陷，如结构类型限制和功能特性不定性，提出了基于功能模块相似变换的广义综合方法．以带轮机构为研究对象，首先建立运
动学分析模型，提取导引输出运动特征参数，建立了全拓扑信息的带轮机构功能模块．然后通过分析机构尺寸与导引转角函数和轨迹的内在关联，揭示了机构功能特性与尺寸参数的映射规律，给出合理预选功能模块尺寸参数的方法．最后引入了模糊导引运动设计，通过中心射影相似变换实现功能模块的几何定位求解，确定了机构的实际尺寸和安装参数．综合算例验证了该综合方法的有效性和实用性．

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40. 面向多工序金属板料成形的混合硬化模型

陈江陈文亮

华南理工大学学报（自然科学版） 2017, 45 (10): 144-150. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.10.020

摘要（285）

PDF（pc）（1425KB）（360）

准确预测包括回弹在内的多工序金属板料成形行为意义重大，其中鲍辛格效应是影响预测精度的关键因素．文中提出一种改进的多工序混合硬化模型，其基于 Yoshida-
Uemori( Y-U) 模型中的双屈服面模型，对每一工序采用带有不同的应变路径影响因子的非线性各向同性硬化公式计算边界面的等效背应力张量．在一项对高强钢DP600 的循环拉伸压缩实验中，与其他材料硬化模型相比，Y-U 模型和多工序混合硬化模型都能很好地反映出鲍辛格效应，准确地计算应力应变曲线．在多轴向的拉伸压缩实验中，多工序混合硬化模型的预测精度与 Y-U 模型相比更高．某汽车 A 柱的多工序成形的数值模拟和实验证明，多工序混合硬化模型在多工序金属板料成形的数值模拟过程中具有更高的回弹预测精度．

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