华南理工大学学报(自然科学版)

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1. 磁纳米流体对微细通道饱和沸腾 CHF 特性的影响

罗小平李海燕唐杨吴迪

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.001

摘要（527）

PDF（pc）（1481KB）（90）

以去离子水和 w(Fe₃O₄) =0. 5%的磁纳米流体为实验工质，在 3 种不同尺寸的矩形微细通道内进行饱和流动沸腾传热实验，研究了流动沸腾传热过程中质量流速、有无磁场作用下的磁纳米流体对 CHF 特性的影响．结果表明:去离子水和0. 5%的磁纳米流体的 CHF 值均随质量流速的增大而增大，且质量流速较小时，CHF 值增幅较明显;无外加磁场时，0. 5%的磁纳米流体的 CHF 值相比去离子水可提高 71% ～157%;0. 5% 的磁纳米流体的 CHF 值随着磁场强度的增加而增大，增加幅度约为 4% ～17. 4%;将实验值与 Kosar 模型预测值进行对比，发现工质为去离子水和 0. 5% 的磁纳米流体时平均绝对误差分别为 25%、30%，而对 Kosar 模型进行修正后，平均相对误差均小于15%，实验结果预测性明显提高．

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2. 倾斜多孔方腔内自然对流非正交 MRT-LB 数值模拟

李培生李伟张莹孙金丛王昭太

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 9-17. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.002

摘要（463）

PDF（pc）（1452KB）（175）

建立了倾斜多孔方腔自然对流的非正交多松弛系数格子 Boltzmann (MRT-LB)模型，选取典型热流动问题分析了非正交转换矩阵的 MRT-LB 模型数值稳定性和运算效率，并对倾斜多孔方腔内自然对流现象进行了模拟研究，讨论了孔隙度 ε(ε = 0. 4，0. 6，0. 9)、倾角 θ ( －180°≤θ≤180°)、Rayleigh 数(10⁴ ≤Ra≤10⁷ )及 Darcy 数(Da = 10^-4，10^-2)等参数对流动传热的影响．结果表明:非正交转换矩阵的 MRT-LB 模型具有更好的数值稳定性和收敛速度;倾斜多孔方腔高温壁面上平均 Nusselt 数随倾角变化呈 M 型分布;Ra 数、Da 数增大使得 Nusselt 数最大值所对应的倾斜角度 θ max 呈滞后规律;低 Ra 数时Nusselt 数曲线出现不连续变化现象．最后通过曲线拟合得到 Nusselt 数与Ra^* (Ra^* =DaRa)数的幂函数关系式．

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3. 半横向通风方式下坡度隧道火灾排烟方法

楼波覃日富邱永海

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.003

摘要（720）

PDF（pc）（1512KB）（201）

研究坡度隧道火灾排烟方法有助于隧道火灾中人员的救援与逃生．本文采用数值模拟方法研究了半横向通风方式下坡度隧道火灾过程中的排烟方法，分析了不同排烟方法时的排烟范围均匀系数 λ 和排烟热效率 α．理论排烟量计算结果表明:坡度为0．0% ～1．5%时，标准排烟方法可以有效地控制烟气在隧道内蔓延;当坡度在 1．5% ～3．0%范围内时，下坡方向烟气由于浮力的作用被控制在排烟口附近，此时为了有效排烟并同时提高风机排烟热效率，可采用上坡单侧排烟方法;当坡度大于 3．0% 时，由于烟囱效应作用使得隧道内的烟气蔓延速度加快，烟气迅速逃离排烟口蔓延至隧道出口，此时应在上坡方向增加纵向通风以抑制烟气的回流，才能更好地限制烟气蔓延．

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4. 奇异值分解在电缆局部放电信号模式识别中的应用

牛海清吴炬卓郭少锋

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 26-32. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.004

摘要（586）

PDF（pc）（1211KB）（89）

针对局部放电在线检测中的局部放电信号模式识别，在对局部放电信号进行去噪预处理的基础上，对去噪后的局部放电信号进行小波包分解，利用小波包系数构建小波包系数矩阵;然后，对小波包系数矩阵进行奇异值分解，定义奇异值能量百分比作为局部放电信号的特征向量，并利用 M-ary 算法将支持向量机二分类扩展到多分类，使用粒子群算法对支持向量机参数进行优化;最后，将特征向量作为输入，使用支持向量机对 4 种放电信号进行识别，并与 BP 神经网络的识别效果进行对比．结果表明:利用奇异值能量百分比构建的放电信号特征向量能够很好反映原始信号的特征;基于支持向量机能够有效对放电信号进行识别，平均识别率达到 95%，随着分解尺度增大，4 种放电信号的平均识别率增大，但增大的幅度减小;支持向量机和 BP 神经网络均能够很好识别 4 种放电信号，且支持向量机相比 BP 神经网络，具有更好的识别效果．

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5. 基于无差拍控制的三电平逆变器中点电位控制

姚远康龙云张志冯元彬程建材

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (1): 33-40. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.005

摘要（476）

PDF（pc）（1410KB）（86）

对二极管箝位型三电平逆变器的中点电位偏移与中点电位波动问题进行了研究．通过对电压矢量与中点电位关系的分析，建立了系统在无差拍控制下的数学模型．在无差拍控制下，结合虚拟矢量调制，经综合判断，对中点电位进行调节．仿真与实验结果表明:与传统方法相比，该方法可以缩短消除中点偏移所需的时间，调节中点电位的能力不受调制度大小的影响，同时该方法可以消除低频的中点电位震荡．

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6. 导管螺旋桨在空泡影响下的推力特性

吴家鸣张恩伟钟乐

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 41-49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.006

摘要（597）

PDF（pc）（2465KB）（254）

在动网格与滑移网格技术结合的基础上引入空化模型构造的数值计算模型，以该模型对考虑空泡因素影响的高速旋转导管螺旋桨进行直线运动时的水动力特性进行数值模拟，观察螺旋桨在线运动工作条件下空泡的发生发展过程，研究了空泡因素对直线运动中导管螺旋桨周围流场以及推力特性的影响，分析了在空泡环境下不同转速、线速度对导管螺旋桨推力特性的影响．结果表明:对于高速旋转的螺旋桨，计入空化模型进行的数值计算可以比较客观的模拟桨叶产生空泡的发生与发展过程，以及由此而引起的螺旋桨水动力特性的变化;计入空化模型后，数值模拟与实验结果之间的最大相对误差要小于不计入空化模型时的数值模拟结果，进速或螺旋桨的转速越高，两者之间的差异越明显;空泡因素对螺旋桨叶水动力特性的影响不仅仅限于吸力面，对压力面同样有不可忽略的影响．

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7. 基于K近邻模式匹配的地铁客流量短时预测

林培群陈丽甜雷永巍

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 50-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.007

摘要（576）

PDF（pc）（1376KB）（171）

为准确预测地铁客流量，以便更好地进行车辆调度和站点管理，提出一种基于 K 近邻模式匹配的地铁客流量短时预测方法．通过分析地铁客流数据，发现地铁的日客流发展模式具有一定规律;针对该发现，提出一种基于误差变化率计算的自适应 K 值获取算法，自动获取合适的 K 值以提高预测算法的普适性．最后以广州火车南站地铁站为例进行实例分析，结果表明:所提出的方法同时适用于节假日与非节假日两种不同交通模式的地铁客流预测，平均预测精度在 90%左右，具有较好的应用推广价值．

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8. 基于动态可达性的城轨末班车时刻表优化

姚恩建刘文婷刘莎莎杨扬

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 58-65. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.008

摘要（457）

PDF（pc）（1190KB）（301）

对城市轨道交通动态可达性及末班车时刻表的研究，是优化轨道交通末班车换乘衔接，保证运输效益最大化的基础．首先，从点、线、面三个层面，在综合考虑路网静态拓扑结构及动态 OD(Origin-Destination)客流的基础上，提出城市轨道交通动态可达性指标及其量化方法;其次，面向广州市轨道交通网络，基于 OD 客流需求进行网络客流加载并评价轨道交通网络可达性;最后，以动态可达性最大为目标，考虑各线路发车时间等约束，建立末班车时刻表优化模型，并以广州地铁为例，基于遗传算法对其末班车时刻表进行调整优化．结果表明:调整后广州地铁路网末班车静态可达性提高 20. 29%，动态可达性提高 10. 97 个百分点，优化后的末班车时刻表能有效提高运输能力，该模型可为网络运营组织提供决策依据．

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9. 联网智能车运动学仿真基础环境构建方法

柴琳果蔡伯根上官伟王剑王化深

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 66-77. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.009

摘要（454）

PDF（pc）（1787KB）（185）

提出了一种联网智能车运动学仿真基础环境构建方法，该方法无需任何第三方交通仿真软件的协助，能够实现对联网智能车运动学相关功能的仿真验证．采用交叉口节点作为路网关键元素实现对仿真路网的描述，定义了交叉口和车辆属性，设计了车辆运动学模型在仿真环境中的实现方法，给出了基于高斯分布的车辆定位误差、基于平均分布和Rayleigh 分布的通信延误在仿真中的运行机制，构建了仿真环境．仿真结果表明:该方法可靠性好;采用该方法构建的仿真环境得到的车辆延误与 HCM 1994 车辆延误模型结果保持一致;在危险跟驰预警场景中，预警时刻两车间距的变化规律与论文提出的定位误差模型和通信延误模型保持一致．最后，通过对交叉口车辆间隙控制方法进行仿真，进一步证明了该方法对联网智能车运动学方面功能验证的支持．

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10. 考虑横向稳定性的智能车辆路径跟踪控制

林棻倪兰青赵又群张华达张会琪王凯正

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 78-84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.010

摘要（1322）

PDF（pc）（1002KB）（115）

对于智能车辆的路径跟踪，传统位置偏差控制方法往往忽略了车辆的动态稳定性．针对这一问题提出一种考虑横向稳定性的智能车辆路径跟踪控制方法．首先建立二自由度车辆动力学模型和路径跟踪误差模型，综合考虑车辆位置偏差和车辆动力学状态，利用基于反馈优势的反推法(FDB) 生成期望横摆角速度;然后基于线性二次型跟踪器(LQT)设计了主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩控制(DYC)的集成控制策略，得到了理想的控制输入(前轮转角和外部横摆力矩)，进而实现精确跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角;最后在 Simulink 仿真环境中对提出的控制方法进行验证．结果表明:提出的控制方法在路径跟踪的同时具有很好的横向稳定性能;相比于不考虑横向稳定性的控制方法，提出的方法在路径跟踪过程中跟踪精度更高，车辆的质心侧偏角更小，横摆角速度也能更好的跟踪期望值．

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11. 计及模式切换过程中 CVT 速比跃变的PHEV 综合性能优化

秦大同刘星源罗松

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 85-90,111. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.011

摘要（475）

PDF（pc）（1743KB）（147）

针对搭载 CVT 的单电机插电式混合动力汽车，提出一种整车综合性能的优化控制策略．通过系统效率优化得到各工作模式下的 CVT 目标速比，使整车能耗经济性得到提高;针对不同工作模式切换时由目标速比跃变导致车辆平顺性变差的问题，通过限制CVT 速比变化率来改善车辆行驶平顺性;但这会影响车速对期望车速的跟随．为此，采用PID 控制器对电机转矩进行补偿，构建由能耗经济性、行驶平顺性及车速跟随性组成的加权函数，基于遗传算法，在 NEDC 工况下对 PID 控制器的控制参数进行优化，并通过对比分析仿真结果对车辆进行多目标综合评价．仿真结果表明，提出的方法能够有效提升包括能耗经济性、行驶平顺性和车速跟随性的车辆综合性能．

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12. 排水沥青混合料各向异性空隙结构对渗水特性的影响

肖鑫张肖宁

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.012

摘要（1635）

PDF（pc）（1129KB）（261）

为研究排水沥青混合料各向异性空隙结构对渗水特性的影响，以拓展的达西定律为理论基础，基于工业 CT 获取排水沥青混合料的空隙细观分布特征，建立了排水沥青混合料的渗水数值模型，并采用有限体积法分析了水在排水沥青混合料结构内部的流动特征;截取长方体试件作为特征体元来描述排水沥青混合料的各向异性渗透性能．研究表明:排水沥青混合料中空隙分布不均匀，横向的连通空隙率大于竖向，且单个空隙面积也比竖向大，空隙率的各向异性分布使得混合料试件渗透性也表现出各向异性;横向两个方向的渗透系数相近，且约为竖向的 2 倍;在进行渗透性分析时，在横向可把排水沥青混合料看成是各向同性体，而横向与竖向同时分析时应考虑为各向异性体．

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13. 基于LLE和PSO的快速虹膜图像重构算法

沃焱吴嘉茜

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 97-102. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.013

摘要（486）

PDF（pc）（1202KB）（190）

因其高效的识别性能，虹膜特征码Iriscode被广泛应用于虹膜识别系统中。随着人们对生物特征安全问题的重视，如何从Iriscode重构虹膜图像以评判虹膜识别系统的安全性已成为一个研究热点。本文对Iriscode重构虹膜图像问题进行了分析，构建了虹膜重构优化模型，并提出两阶段的快速虹膜重构算法。将提取Iriscode的过程视为距离保持的降维过程，在第一阶段中根据待测Iriscode的近邻，采用局部线性嵌入算法重构出若干非精确的虹膜重构图像。第二阶段利用粒子群优化算法，将前一阶段获得的非精确虹膜图像作为初始粒子进行迭代搜索，以获得精确结果。实验表明，本算法获得的重构虹膜图像能够通过虹膜识别系统，达到伪造攻击的目的。相比于其他重构算法，在时间及伪造成功率上都有提高。

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14. 基于自适应帧采样算法和BLSTM的视频转文字研究

张荣锋宁培阳肖焕侯史景伦邱威

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (1): 103-111. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.014

摘要（546）

PDF（pc）（1867KB）（179）

视频转文字（video to text）是计算机视觉领域一项新的挑战性任务。针对这个技术难题，提出了基于自适应帧采样算法和双向长短时记忆模型的视频转文字方法。自适应帧采样算法能够动态地调整采样率，以提供尽量多的特征来训练模型。结合双向长短时记忆模型，能有效学习视频中前面帧和未来帧的相关信息。同时，用于训练的特征是来自深度卷积神经网络的特征，使得这种双深度的网络结构能够学习视频帧在时空上的关联表示及全局依赖信息。帧信息的融合又增加了特征的种类，从而提升了实验效果。结果显示，在M-VAD和MPII-MD两个数据集中，本文的方法在METEOR中的评分均值分别为7.8和9.1，相对原S2VT模型分别提高了15.7%和28.2%，也提升了视频转文字的语言效果。

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15. 不平衡数据的迁移学习分类算法

陈琼徐洋洋陈林清

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 122-130. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.016

摘要（1297）

PDF（pc）（887KB）（245）

现实中数据分布不平衡的情况越来越多，给以数据分布基本均衡为前提的传统分类算法带来了一定的挑战。利用相关的辅助数据进行迁移学习可以解决目标数据的分布不平衡问题。本文以TrAdaboost算法为基础，提出了一个针对不平衡数据的二分类迁移学习算法UnbalancedTrAdaboost（UBTA）。UBTA算法利用不同类别的Precision-Recall曲线下的面积auprc（the Area Under the Precision-Recall Curve）计算弱分类器权重，对不同类别的样本采取不同的权重更新策略。由于AUC指标对数据分布变化不敏感，结合G-mean和BER能更准确地评估不平衡分类算法的性能。综合三种指标的实验结果表明，UBTA具有较好的分类性能，既能提升对少数类的关注，又能保持多数类的分类准确度。

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16. 基于形状上下文特征和ICP的高精度轮廓视觉检测算法

刘屿孙坤谢宏威

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 131-138，144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.017

摘要（548）

PDF（pc）（4569KB）（153）

为了解决任意形状工件轮廓尺寸的高精度检测问题, 本文提出一种基于形状上下文特征和迭代最近点的轮廓视觉检测算法. 首先, 在图像中采用基于局部面积的边缘提取算法提取工件的亚像素边缘, 并过滤掉噪声和补齐轮廓. 然后, 基于从粗到精的匹配策略, 先使用形状上下文特征进行粗匹配, 再使用迭代最近点算法进行精匹配. 最后, 提出邻域法来计算出轮廓偏差. 实验结果表明, 本文所提出的算法检测精度达到0.5个像素, 可以满足实际应用的需要.

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17. 度分布为正态分布的复杂网络度序列长度的研究与分析

张占英肖文俊赖正文李梅生

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (1): 139-144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.01.018

摘要（519）

PDF（pc）（681KB）（212）

度分布是复杂网络模型的重要特征。针对度分布符合指数分布、幂律分布和扩展幂律分布的复杂网络模型，我们前期的研究表明节点度序列（）长度L 是logN 级别的（N为网络节点数）。本文针对度分布符合正态分布的复杂网络模型，从理论的角度证明了度序列长度也是级别的。

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18. 基于改进型SOGI的锁相环设计研究

欧阳森马文杰

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.001

摘要（1112）

PDF（pc）（2671KB）（750）

针对传统锁相方法的锁相精度在电网电压含有负序分量、谐波分量、直流分量等情况下有所降低的问题，本文提出一种基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator, SOGI)的改进型三相锁相环设计方案。首先，简要介绍了SOGI可进行信号正交处理的原理；其次，通过频域分析法，直观地指出传统SOGI抗直流偏移干扰能力弱的原因并量化分析了直流分量对基于传统SOGI的不平衡锁相环的影响；然后，为增强SOGI对电压检测信号中直流分量的抗干扰能力，对其进行结构上的改进，提出一种基于改进型SOGI的不平衡锁相环设计方案；最后，通过仿真与实验，验证本文理论研究的正确性。

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19. 有限集模型预测控制在 VIENNA 整流器中的应用

杜贵平杜发达

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (10): 9-14. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.002

摘要（705）

PDF（pc）（2637KB）（478）

本文介绍了有限集模型预测控制(FCS-MPC)在三相三电平VIENNA整流器中的应用。有限集模型预测控制直接利用变换器的离散特性和开关有限特性，无需调制单元，易于添加约束项。利用有限集模型预测控制这些特点，首先建立了三相三电平VIENNA整流器的数学模型，得到有限集模型预测控制的预测模型，目标函数和滚动优化策略，在目标函数中直接加入输出侧中点电压平衡的约束项，可以直接实现中点电位平衡。搭建1.8KW实验平台验证了这一控制策略在VIENNA整流器中应用的可行性，可以实现单位功率因数，输出电压稳定和中点电位的平衡，并且系统具有较强的鲁棒性。

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20. 高压电缆金属护套多点接地情况下的环流模型及参数计算

朱宁西杨帆刘刚

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 15-23,49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.003

摘要（805）

PDF（pc）（1311KB）（174）

为探索电缆金属护套多点接地情况下环流变化规律，利用集中参数电路模型，提出了基于复矩阵方程的电缆护套环流求解模型。结合模型和数学理论推导，提出了在金属护套多点接地情况下泄露电流和大地漏电流计算方法。为验证模型的准确度，利用ATP-EMTP对电缆金属护套多点接地情况进行了仿真，对比在不同接地方式、敷设方式、多点接地点个数和位置的仿真结果与计算数值，模型平均相对误差小于3.26%，能够准确计算护套环流。运用该模型分析了在交叉互联接地方式下，电缆金属护套发生故障接地时环流的变化规律，规律表明换相点附近护套发生故障接地时为环流峰值，基于该变化规律提出了仅根据电缆线路首末端接地线处测量的三相环流值判断故障相位和大体位置的方法

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21. 基于多角度预测的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略

朱佳左剑李银红

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 24-31. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.004

摘要（456）

PDF（pc）（1558KB）（173）

提出了一种基于多角度预测的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略. 结合定关断面积预测法和零序检测及αβ 转换预测法的优势综合得出关断角参考值γref, 利用关断角参考值γref和关断角设定值γset的差值获得无功补偿量, 附加至电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)的外环无功控制环节, 调节其故障后发出的无功功率, 提升电网换相换流器高压直流输电(LCC-HVDC)抵御换相失败的能力. 该方法不依赖于对LCC-HVDC关断角的实时测量, 在实际工程中更易实现. 采用PSCAD/EMTDC 进行了算例仿真分析, 仿真结果证明了该控制策略的有效性.

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22. 基于可变电感的恒频非隔离型多路LED驱动器

刘俊峰田涵雷孙伟华曾君

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 32-41. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.005

摘要（455）

PDF（pc）（2693KB）（266）

多路LED串并联会引起电流不均衡，而电容充放电平衡以高均流精度被广泛采用。为得到所需LED驱动电流，常用的变频控制直接导致大的无功环流，提高了器件应力；且EMI电路复杂。而定频运行时，波动的负载软开关无法保障。基于此，论文提出一种基于可变电感(VI)的多路LED调光电路，不仅完成了恒频运行，缓解了EMI电路的复杂性，并且实现了开关管的ZVS，提高了能量转换效率。所提电路利用半桥结构叠加在增加均流路数的同时共用谐振电感，提高了系统的功率密度，简化了LED调光控制。本文详述了电路的工作原理，并以8路LED为例，搭建18W实验样机，验证了所提LED驱动电路的可行性。

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23. 基于等效热模型的供冷建筑RLS-KF室温预测方法

闫军威石凯周璇

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 42-49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.006

摘要（561）

PDF（pc）（1934KB）（294）

针对当前大型供冷建筑室温预测方法精度不高，难以满足空调系统节能优化控制的问题，提出基于等效热模型的递推最小二乘辨识-卡尔曼滤波(RLS-KF)室温预测方法。为了描述建筑的非稳态热工特性，通过等效电路法建立三阶的建筑热模型，选择空调冷负荷、室外温度和太阳辐射强度作为预测模型输入变量，并利用RLS算法在线辨识模型参数，同时针对单一RLS算法预测精度不高的问题，构造伪测量值，将KF算法应用于室温预测问题以提高预测精度。以广东某办公建筑供冷条件下室温为研究对象，预测结果表明：RLS-KF算法比单一的RLS算法的预测精度和稳定性大幅提高，短期室温预测性能更为优越。

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24. 基于功率放大芯片可靠性优化的多热源电热联合仿真方法

马渊博李斌吴朝晖吴海岗陈志坚

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 50-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.007

摘要（564）

PDF（pc）（2062KB）（136）

随着5G时代的来临，功率密度的增加对高集成度封装的功率放大芯片带来了严峻挑战。为此，本文提出一种基于功率放大芯片可靠性优化的多热源电热联合仿真方法。该方法从功率放大芯片的电路设计出发，利用电路和版图参数建立热建模的边界条件，采用仿真获得的功率放大芯片热分布优化电路设计和版图布局，从而实现电气指标和芯片可靠性的双向优化。该方法克服了传统热分析脱离芯片设计过程的缺点，实现了芯片级电热参数联合仿真的可靠性优化方法。为验证该方法的可行性，以当前主流4G LTE产品指标进行实验，通过分析多热源温度对电路的影响和对比版图的优化效果，说明该方法的优化性能。

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25. 压缩查找表的高精度CORDIC算法设计

姚亚峰邹凌志侯强钟梁

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 58-62,71. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.008

摘要（637）

PDF（pc）（617KB）（195）

目前CORDIC算法研究往往集中在16位输出精度,而在数字加密和信息安全等领域需要更高精度输出.如果按照常规的一些方法进行32位精度的CORDIC算法设计,存在输出时延长、硬件消耗大等问题.本文提出了一种基于压缩查找表的32位精度CORDIC算法,根据内在迭代规律分解并压缩查找表,还采用区间折叠、角度重编码和合并迭代等,实现了一种电路资源消耗不大,输出时延仅需3个时钟周期，基于定点数格式的算法设计.仿真结果表明,查找表容量压缩到常规方法所需容量的1.78%,输出时延从常规方法所需的8个时钟周期降低到3个时钟周期,输出平均误差为2.3048×10-10.本设计具有电路资源消耗少、精度高、输出时延低等优点,更适合实时性强、硬件资源紧凑的现代通信应用场合.

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26. 带有未知参数和有界扰动的机械臂混沌反控制

吴玉香李杨关伟鹏

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 63-71. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.009

摘要（542）

PDF（pc）（2784KB）（147）

混沌反控制是指通过对在自然状态下并不存在混沌的系统设计控制方案来实现闭环系统的混沌。本文针对带有未知参数和有界扰动的机械臂，设计了一种带有自适应终端滑模项的RBF神经网络控制器来实现机械臂的混沌反控制。采用RBF神经网络逼近系统的未知非线性函数，通过自适应终端滑模实现系统对外界扰动的鲁棒性。利用Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统所有信号的最终一致有界。最后，以两连杆平面机械臂为例，通过仿真验证所提方法的可行性与有效性。

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27. 基于低秩增强的图像压缩感知重构算法

杨春玲汤瑞东

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 72-80. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.010

摘要（426）

PDF（pc）（1928KB）（257）

现有较突出的自然图像压缩感知重构算法大多基于图像的非局部自相似性,因为相似块组具有更高的稀疏度,以相似块组作为重构基础比独立重构单一图像块具有更好的重构性能.但在低采样率条件下,受初始重构质量所限,大量干扰信息的出现导致相似块分组不理想，影响最终重构质量.针对此问题,本文在GSR算法的基础上提出一种低秩增强图像重构算法.首先在初始重构中引入三维块匹配去噪方法,提出混合滤波重构算法，为相似块分组提供更高质量初始重构图像.然后在相似块正式分组前进行低秩增强预处理,使得相似块分组过程更加关注图像块的关键特征,提高分组的正确度.仿真实验结果表明,所提算法和GSR算法相比,在低采样率条件下具有更好的重构性能.

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28. 热成形钢/T 型镀锌螺母的电容储能凸焊接头组织及性能

周照耀罗洁汉邹春华邹春芽

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (10): 81-87. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.011

摘要（552）

PDF（pc）（3773KB）（194）

文中探究了热成形钢USIBOR1500与T型镀锌螺母储能凸焊工艺，研究了焊接电压对凸焊接头几何属性、组织与性能的影响规律，并分析了凸焊接头微观组织演变、硬度分布、失效断裂模式以及断口形貌。结果表明，随着焊接电压升高，焊点直径变化较小，熔核直径先增大后减小，接头推出强度先升高后降低，接头断裂模式由界面断裂转变为拔出断裂或拔出-界面断裂，界面断裂为准解理断裂，拔出断裂和拔出-界面断裂同时具有滑移分离断裂和准解理断裂。热影响区软化发生在热成形钢侧不完全淬火区和回火区。

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29. 基于多代理模型的自适应约束优化算法及在铆头优化设计中的应用

曲杰胡焱松徐梁马强

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (10): 88-95. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.012

摘要（507）

PDF（pc）（1093KB）（206）

为了求解需要消耗大的计算资源的非线性约束的工程优化问题，提出一种基于多代理模型的自适应约束优化算法。首先给优化问题中的目标函数及每一个约束函数分配一个代理模型候选集，其次通过交叉检验确定每一函数相应候选集内代理模型对研究问题拟合性能排序,并根据排序结果构造一系列原优化问题的近似模型并通过序列二次规划算法求解，当候选集内代理模型数目不一致时，优先选择具有最优性能的代理模型。候选集内代理模型是保留或删除基于代理模型拟合性能评价结果确定，新样本通过求解近似模型及组合应用非均匀变异算子和杂交算子共同确定。最后应用提出的算法求解四个典型的数学优化问题，结果表明基于自适应优化算法得到的近似优化解均较好的逼近于理论最优解；同时应用提出算法对汽车轮毂轴承单元轴铆工艺中的铆头成形曲面进行优化设计，优化结果较好.

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30. 基于涡量分析方法的轴流风扇结构优化设计

署恒涛邱志成上官文斌王新玲段耀龙

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 96-102,110. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.013

摘要（574）

PDF（pc）（2278KB）（280）

为研究涡量分析方法在轴流式冷却风扇优化设计的应用，首先建立轴流风扇气动性能参数与周向涡量的直接数学物理关系，发现叶片表面平均周向涡量与风扇静压呈正相关；并基于一款实例轴流冷却风扇，详细阐述了涡量分析方法步骤。建立风扇管道数值计算模型，并从涡量角度指出了该款风扇的优化设计思路。结果表明：根据负周向涡量的分布，在风扇叶片表面增加导向筋，可以有效隔断负周向涡量的发展、提高平均周向涡量。利用涡量分析方法，合理设计导向筋的形状、高度及厚度，可有效提高风扇气动性能。并将优化前后实例风扇进行测试，根据实测结果，最终验证涡量分析方法可辅助于轴流冷却风扇优化设计。

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31. 钢轨铣磨作业过程中温度场建模与实验研究

全燕鸣丁郭刘佩杰余浪

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 103-110. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.014

摘要（580）

PDF（pc）（1811KB）（256）

钢轨铣磨车作业过程中会产生大量切削热,热量堆积会导致处在作业区的工件温度不断升高,温度过高会严重影响铣磨质量.通过对钢轨铣磨修复过程进行分析,基于线热源法理论分别建立钢轨成形铣削和成形磨削的温度场模型,在此基础上通过温度场迭加推导出钢轨铣磨联合作业温度场模型并仿真得到铣磨联合作业时工件表面的温度变化曲线.同时,通过搭建专用铣-磨试验台开展钢轨铣磨实验,获取工件表面的温度变化曲线,与仿真结果对比分析验证模型的合理性.借助温度场模型预测铣磨过程中的温度分布,分析不同加工参数对工件表面温度的影响.并通过铣磨速度配比和加工用量选择实现对铣磨区域温度控制,从而可以预防铣磨过程中钢轨材料烧伤.

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32. 多锥构型湿式摩擦元件带排扭矩 CFD 模型研究

王延忠吴向宇宋玉环

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (10): 111-116,140. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.015

摘要（391）

PDF（pc）（1810KB）（280）

为了分析多锥构型湿式摩擦元件在全油膜状态下的带排扭矩，评价多锥摩擦元件结构参数、润滑油流量、摩擦元件间隙、摩擦元件相对转速对带排扭矩的影响，建立了四种不同结构的湿式摩擦元件带排扭矩CFD分析模型，获得了润滑油流量、间隙、相对转速等条件对多锥摩擦元件间带排扭矩的影响规律。并通过仿真模型和传统模型的对比，验证了模型的可用性。

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33. AlSi10Mg铝合金激光熔化沉积显微组织及力学性能

吕非田宗军梁绘昕谢德巧沈理达肖猛

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 117-125. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.016

摘要（975）

PDF（pc）（5538KB）（1082）

为了提高同轴送粉激光熔化沉积技术AlSi10Mg铝合金成形质量，本文通过单道扫描试验、块体成形试验和拉伸性能测试研究不同工艺参数下试样致密度、组织和性能变化趋势和原因，并进行优化。结果表明，试样成形质量受能量密度和扫描间距影响，拉伸性能通过减少组织缺陷、增强固溶强化效果两种方式提高。工艺优化后，单道表面光滑，无球化现象，块体试样致密度良好，无大尺寸孔隙和裂纹，致密度提高至99.2%；试样显微组织为具有定向快速凝固特征的Al-Si共晶形貌，存在胞晶、柱状树枝晶和发散树枝晶三种组织，随着冷却速率的增大，Si相在Al基体中的溶解度增加至7.6%，固溶强化效果增强。因此通过工艺参数优化可得到性能良好的激光熔化沉积AlSi10Mg试样，拉伸强度可达292MPa，较铸件提高33%。

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34. 黑液提取率对纸浆残留污染负荷的影响

李友明韦之敏陈田田孙起慧侯轶

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (10): 126-131. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.017

摘要（525）

PDF（pc）（744KB）（348）

为定量表征黑液提取率对纸浆中残留污染负荷的影响，以红松传统碱法蒸煮得到的浆料和黑液为研究对象，采用逆流提取工艺，对不同浆料浓度的黑液提取率与浆中残余木质素量，化学需氧量（CODCr）和生化需氧量（BOD5）的关系进行研究。结果表明，木质素降解物是黒液有机物的主要污染来源，高浓高黒液提取率可有效降低污染负荷，浆料浓度从15％提高到35％时，黑液提取率显著增高，从71.34％提高到98.47％，并且浆中残余木质素，CODCr和BOD5的含量都大幅度降低。黑液提取率与浆中残余木质素呈线性关系，与浆中残留CODCr和BOD5分别呈一元三次函数和一元二次函数关系。高浓高黑液提取率是减少制浆和漂白过程中污染负荷的有效方法。

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35. 活性炭负载 Fe2O3 催化臭氧降解丁香酚

雷利荣党中煦李友明

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (10): 132-140. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.018

摘要（625）

PDF（pc）（1828KB）（215）

应用制备的活性炭(AC)负载活性组分催化剂催化臭氧处理丁香酚模拟废水，通过扫描电镜、X-射线衍射仪和比表面积分析仪对制备的催化剂特性进行表征，考察了AC负载活性组分种类和负载量、催化剂加入量及初始pH对催化臭氧氧化降解丁香酚模拟废水过程中CODCr去除效果的影响，并对降解过程中CODCr的去除反应动力学进行研究。结果表明：活性炭表面成功负载了活性组分Fe2O3、CuO、CeO2、NiO，制备的催化剂具有明显的催化活性，显著提高了臭氧氧化降解丁香酚模拟废水过程中CODCr的去除效果，催化活性从大到小依次为Fe/AC>Ce/AC>Cu/AC>Ni/AC；制备的Fe/AC 具有最高的催化活性，在pH为11、负载量3%、Fe/AC加入量0.3 g/L条件下，反应60 min后CODCr去除率达到88.90%，分别比AC催化臭氧处理和单独臭氧处理提高21.13%和29.95%；制备的催化剂稳定性良好，在重复回收利用6次后，依然保持较好的催化效果。动力学分析表明，臭氧氧化、AC、Fe/AC、Ce/AC、Cu/AC、Ni/AC催化臭氧氧化处理丁香酚模拟废水过程中CODCr的降解符合表观二级动力学规律，活性炭负载的活性组分有效提高了反应的动力学速率。

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36. 活性炭负载壳聚糖对水中腐殖酸的吸附性能及吸附机理

赵振刚韩德侠

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (10): 141-148. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.10.019

摘要（687）

PDF（pc）（2083KB）（309）

通过水浴交联的方式将壳聚糖负载到活性炭表面上，制备成复合吸附剂并利用扫面电镜和傅里叶变换红外光仪对其进行表征。研究活性炭复合剂对水中腐殖酸（HA）的吸附性能及吸附机理，研究结果表明，相比单一活性炭，活性炭复合剂对溶液中腐殖酸的吸附量提高了5 mg/g左右，其吸附量随着pH值的减小、吸附时间的延长和阳离子浓度的增加而增大。HA在复合剂上的吸附动力学符合准二级动力学模型，吸附等温线可以用Langmuir方程模拟，热力学分析表明其吸附过程是放热反应而且能够自发进行.复合剂脱附再生性好,可循环使用.这对充分发挥活性炭和壳聚糖两者利用价值,提高饮用水水质和安全具有积极意义.

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37. 改善记忆中草药与核桃肽的相互作用

熊犍谢丽平张婷梁明袁尔东任娇艳

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (11): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.11.001

摘要（645）

PDF（pc）（190KB）（85）

选取五种传统具有改善记忆作用的中草药（人参、远志、茯苓、龙眼及银杏叶），分别水提得到相应的活性成分，并与核桃多肽进行相互作用后研究复合物的理化特性与抗氧化活性。通过含量和抗氧化测定，发现所提取的中草药活性物质均具有抗氧化、清除自由基功效。以蛋白回收率和抗氧化活性为指标优化核桃酶解工艺，并分析最佳酶解液的总氨基酸组成，并借助抗氧化性评价和荧光光谱法，研究中草药活性物质与核桃多肽的交互作用，探讨不同相互作用条件（如，配比、温度、pH等）对交互作用的影响。结果表明，中草药中提取的目标活性物质使核桃多肽荧光发生猝灭，表明两类物质发生交互作用，且在抗氧化功效上有协同作用。通过对交相互作用影响因素的探讨，发现合适的配比更利于协同效果，温度、pH值对多糖和多肽交相互作用的影响较为显著。该发现可为相关产品生产时中草药活性物质与多肽类物质的复配提供一定的参考意义。

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38. 食用油脂与加热方式对小麦淀粉结构和体外消化性的影响

黄强丁丽舒琴李萍关楠楠张斌

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (11): 9-15,38. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.11.002

摘要（675）

PDF（pc）（1616KB）（132）

本文研究了常用食用油脂和加热方式对小麦淀粉结构和体外消化性的影响。首先将黄油、棕榈油、大豆油等食用油与小麦淀粉按1:5（w/w）比例共混，然后对其分别进行恒定高温和持续升温两种热处理，制备淀粉-脂质复合物，并测定了其脂质含量、颗粒形貌、结晶结构、热力学性质及体外消化性。结果表明，淀粉与脂质复合后，结合脂质含量显著增加，其结晶结构由A型转变为A+V型。其中，棕榈油更易与小麦淀粉形成稳定的复合物。持续升温热处理较恒定高温相比，形成的复合物更稳定，且形成复合物的慢消化淀粉(SDS)及抗性淀粉(RS)含量均显著增加。经恒定高温热处理后，小麦淀粉-大豆油的SDS含量最高，为15.8%；经持续升温热处理后，小麦淀粉-棕榈油的SDS含量最高，达16.4%。

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39. 水溶性大豆多糖对鳙鱼鱼糜蛋白冷冻变性及结构的影响

高文宏黄扬萍曾新安

华南理工大学学报（自然科学版） 2018, 46 (11): 16-22. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.11.003

摘要（493）

PDF（pc）（1073KB）（166）

本文研究了添加0%、1%、3%、5%水溶性大豆多糖（SSPS）的鳙鱼鱼糜经-18℃冻藏12周后肌原纤维蛋白溶解度、Ca2+-ATP酶活性、总巯基含量的变化, 并结合荧光光谱、拉曼光谱分析蛋白质结构的变化. 结果表明, 鳙鱼鱼糜肌原纤维蛋白溶解度、Ca2+-ATP酶活性、总巯基含量在前四周下降迅速, 其后下降速度减缓, 呈两段下降趋势, 而SSPS的加入可以缓解这些指标的下降, 添加量为5%时效果最好. 冻藏12周鱼糜的荧光光谱和拉曼光谱表明SSPS可以减少鱼糜肌原纤维蛋白芳香族氨基酸残基（色氨酸, 酪氨酸）的暴露, 降低ɑ-螺旋含量的减少, 阻止二硫键构象由扭曲-扭曲-反式向扭曲-扭曲-扭曲的变化, 添加量为5%时效果最好. 研究表明SSPS可有效地减缓鳙鱼鱼糜在冻藏期间发生蛋白质变性, 提高其冻藏品质,是一种非常有潜力的新型蛋白抗冻剂.

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40. 贮藏时间对单丛茶成分及其抑制脂肪酶、α - 葡萄糖苷酶活性的影响

袁尔东段雪菲向丽敏孙伶俐赖幸菲黎秋华任娇艳孙世利

华南理工大学学报(自然科学版) 2018, 46 (11): 23-28. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.11.004

摘要（554）

PDF（pc）（332KB）（363）

以同一品种、不同贮藏时间的单丛茶样为试样，在分析对比其内含成分的基础上，对其体外抑制脂肪酶和α-葡萄糖苷酶的生物活性进行研究。结果表明：陈年单丛茶的茶多酚、儿茶素和游离氨基酸含量均低于新鲜茶样，水浸出物、可溶性总糖、没食子酸和茶黄素含量均高于新鲜茶样。儿茶素含量与茶黄素含量之间呈现极显著负相关。1996年单丛茶对脂肪酶活性的抑制率最高，为43.01%，2016年单丛茶对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率最高，为94.48%。经相关性分析，推测没食子酸为单从茶抑制脂肪酶活性、发挥减肥作用的主要有效成分，咖啡碱可能是单从茶发挥降血糖作用的主要生物活性成分。本研究结果为单丛茶的深度开发和收藏增值利用提供了理论依据。

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