基于HSA技术的IEC104协议安全设计方案

以电力行业广泛使用的IEC104协议为研究对象,对该协议的报文结构进行分析并找出其存在的安全隐患和漏洞;提出增加安全信息控制字段,对核心数据进行加密处理,形成安全通信协议APDUSec;在不改变原有传输模式下,采用了RSA加密算法和HMAC认证算法,确保了协议的保密性、完整性和不可否认性;为解决电力通信系统中存在的通信链路故障,借助HSA技术来解决环路检测和分片安全问题.仿真测试结果表明:APDUSec在一定程度上能有效满足信息保密与身份认证的需要,HSA技术在检测环路、传输效率等方面具有一定的优势.本文结果对IEC104协议运行的安全性和可靠性研究具有一定的参考价值.

基于板-梁理论的FGM双轴对称箱形截面组合扭转理论与有限元验证

基于板梁理论研究FGM双轴对称箱形截面组合扭转理论与有限元验证.首先,选取弹性模量变化函数,建立能量变分模型,引入无量纲参数,获得双轴对称箱形截面组合扭转的近似解析解;然后,利用微分方程模型计算双轴对称箱形截面组合扭转的精确解析解,给出微分方程解答;最后,利用ANSYS有限元分析软件进行验证,将本文研究所得解析解和ANSYS有限元分析软件得出的解析解进行对比,对比结果验证了本文理论推导及所给出的自由扭转刚度、约束扭转刚度表达式的正确性.

基于形状记忆合金丝的柔性康复手套设计

针对康复手套穿戴舒适度低、整体结构复杂等问题,研究一种基于形状记忆合金丝驱动的柔性可穿戴康复手套.根据人手生物结构和运动范围分析,设计贴合人手的可穿戴康复手套,并对形状记忆合金驱动器的收缩性能进行动力学和热力学分析.搭建康复手套试验平台,进行连续被动和镜像康复训练试验,结果表明基于形状记忆合金的柔性康复手套可实现手部伸展拉伸等康复训练,验证了该康复手套设计的有效性.

双摆起重机系统的预设性能自适应跟踪控制

针对塔式起重机在工程应用中因多种因素影响经常表现双摆特性问题,本文设计一种预设性能自适应跟踪控制器,在保证台车和起重臂快速定位的同时抑制吊钩和负载的摆动,且跟踪误差限制在设计的时变界内.通过李雅普诺夫方法和拉塞尔不变性原理证明本文控制器的稳定性.与LQR、ESC控制器进行仿真对比,并对起重机搬运的连贯动作(变负载)进行测试,结果表明本文控制器具有良好的定位精度和抗摆动能力.

离散制造车间设备综合效率监测系统开发

针对离散制造车间手工记录生产数据不及时、不完整而不能满足设备生产效率实时反馈的问题,研究开发车间设备综合效率自动监测系统.根据设备综合效率的监测计算需求,确定系统的总体架构,给出自动和人工相结合的数据采集流程;设计监测系统的功能架构以及数据采集与信息展示界面;完成监测系统的开发与应用.对某汽车零件的加工过程进行试验,结果表明所开发系统能够实时、准确地对车间设备综合效率进行监测.

基于KNN和FAHP-熵值法的民用飞机结构修理方案生成方法

为提高民用飞机结构维修决策效率,确保飞机飞行适航性,提出了一种基于KNN和FAHP熵值法结合的民用飞机结构修理方案生成方法.首先,根据飞机结构维修案例的特征类型,筛选影响维修决策的关键特征;然后,运用FAHP熵值法对案例特征属性的权重进行定量描述;最后,结合航空公司实际维修案例,采用改进的KNN算法计算源案例与目标案例的相似度,评估二者的接近度.研究结果表明,将KNN与FAHP-熵值法相结合能有效计算飞机结构维修案例的相似度,对民机结构的数字化维修和智能化决策具有重要的理论意义和工程应用价值.

基于固定赔付策略的轴箱轴承担保模型分析

从经销商的角度出发,在固定赔付策略下研究轴箱轴承在担保期内的担保成本变化.利用图参数法对轴箱轴承的失效时间数据进行分析,拟合失效时间分布模型,初步判定失效时间数据服从指数分布,进一步采用Bartlett值验证失效时间数据服从指数分布的有效性.在不考虑货币价值变化和考虑货币价值变化两种情况下,构建担保模型分析单个轴承的担保成本、单个轴承应售价格、轴承担保总费用、单个轴承故障赔付金额等参数.本文提出的担保成本相关指标能够为轴承经销商提升担保服务水平和降低担保成本提供参考.

产品设计过程中工程变更传播影响预测研究

针对产品设计过程中工程变更传播路径决策精准度低、返工频繁等问题,提出一种分析和获取最优变更传播路径的方法.首先利用矩阵形式表达产品零部件功能、参数间的关系;然后采用模糊层次分析法分析满足需求更改的参数,获取最优的初始变更参数;最后从单步变更传播层面进行变更传播路径分析,提出一种变更传播路径的决策机制.通过开发的变更传播影响预测原型系统结合案例进行方法的可行性验证,验证结果表明了该方法的有效性,可为产品设计过程中工程变更的有效、精准实施提供参考.

基于局部最大值同步压缩广义S变换识别结构瞬时频率

为提升土木工程结构的瞬时频率识别精度,本文提出局部最大值同步压缩广义S变换方法.该方法首先对响应信号进行广义S变换;然后针对时频系数求取关于时间的偏导,进而估算信号的瞬时频率;最后采用局部最大值同步压缩算子来对时频系数进行重排,以此得到响应信号的瞬时频带.通过一组两层剪切框架模型的数值算例和一个七层钢筋混凝土剪力墙振动台试验验证该方法的有效性和可行性.研究结果表明,与既有的局部最大值同步压缩变换相比,本文方法不仅提升了瞬时频率的识别精度,而且改善了响应信号瞬时频带的时频聚集性.

基于深度学习的汽车轮胎受损检测方法研究

针对汽车轮胎受损尺度小、特征与背景相似导致检测困难等问题,提出一种基于改进YOLOX(YOLOX-O)的深度学习轮胎受损检测方法.以YOLOX模型为框架,对原YOLOX网络进行下采样层剪枝,使最小特征图尺度增加以实现对小尺度受损目标检测;为解决目标特征和背景相似导致受损难以检测的问题,在主干网络CSP结构中添加最大池化层和1×1卷积层,以保留最突出的目标特征;为平衡受损样本不均衡问题,将原网络中用于计算损失函数的BCE-loss函数替换为Focal-loss.利用Aidlux平台对模型进行压缩和优化,并将其部署到手机上实现移动端目标检测.试验结果表明:本文方法能够检测尺度小、特征和背景相似的受损轮胎,检测平均准确率均值达到90.8%,而且能够在手机端实现快速检测,适于推广应用.

带有柔性或弹性构件的平面机构自由度计算

传统平面机构自由度计算公式是基于刚性运动构件建立的,不适用于带有柔性或弹性构件的平面机构自由度计算.以套筒滚子链传动副和齿形带传动副为例,阐述了采用传统平面机构自由度计算公式在带有柔性或弹性构件的平面机构自由度计算中遇到的问题.针对这些问题,本文定义柔弹等效约束作为公式变量,结合传统平面机构自由度计算公式,建立了带有柔性或弹性构件的平面机构自由度计算公式,并实例验证了该公式的正确性.

基于智能算法的装配线平衡问题研究

为提高汽车发动机装配线的柔性程度,提出多目标混合整数线性规划模型.该模型考虑平衡问题的三个目标,即产品的节拍时间最小、将相同的工序尽可能放到同一个工作站、不同工作站间的工作负载均衡最大;采用粒子群算法进行装配线平衡优化.试验结果表明本文提出的多目标混合整数线性规划模型可以帮助决策者协调装配线的布局,实现生产效率的最大化.

基于主从博弈的智慧园区电价策略及用能优化

针对传统园区用电用户友好互动性不足、缺乏市场价格机制引导问题,提出基于主从博弈的智慧园区电价策略及用能优化方法.首先分析智慧园区电能设备主要构成及用能行为;然后以园区为主体、用户为从体,提出基于主从博弈的用能优化调控方法,构建基于价格机制的运营模型,通过电价激励用户调整能源消耗,改善园区与用户的相互合作与互动,促进园区内清洁能源的消纳;最后采用YALMIP调用CPLEX进行模型求解.仿真测试结果验证了本文模型的有效性和经济性.

电机直驱式高速开关阀及其系统特性研究

高速开关阀是一种体积小、响应速度快、可靠性高的电液控制转换元件,在各种工业场景中有着广泛的应用.四足机器人大多采用成本高昂的高性能伺服阀控制液压关节进行高速往复运动.本文设计一种阀芯旋转式高速开关阀用于机器人液压关节的高速往复运动,以代替昂贵的伺服阀.首先设计阀芯旋转式高速开关阀的结构,理论分析转速、开口数量对开关频率的影响;然后利用AMESim软件对阀芯旋转式高速开关阀液压系统进行特性分析;最后,搭建测试平台,对阀芯旋转式高速开关阀进行试验,并根据相关数据进行对比分析.仿真和试验验证了本文设计的高速开关阀的合理性与可靠性.

铝合金/碳纤维超混杂薄壁吸能结构的制备及性能研究

纤维/金属超混杂复合管在提高整体结构碰撞吸能性能的同时又具有显著的轻量化效果,在吸能结构材料应用领域具有良好的应用前景和优势.通过热压成形与螺栓连接相结合的方法制备铝合金/碳纤维超混杂薄壁吸能结构,讨论不同尺寸的双耳端结构、螺栓连接位置与数目在轴向压溃下对薄壁吸能结构失效行为及吸能性能的影响.试验结果表明:双耳端尺寸与螺栓位置影响结构的层间结合性能,双耳长度为12、18 mm时容易造成应力集中,从而影响结构在轴向压溃下的失效形式与吸能特性;螺栓连接数目影响结构的强度与层间结合性能,5螺栓连接的薄壁吸能结构拥有最优吸能性能与失效形式.

考虑电动汽车负载的配电网重构策略

随着电动汽车的普及,其充电负载对城市配电网的影响日益显著,为降低电动汽车聚集充电行为造成的瞬时高功率、高负载影响,采用一种基于蒙特卡洛法考虑电动汽车负载的配电网重构方法.通过建立城市交通路网模型,以汽车出行链理论为基础,采用蒙特卡洛法建立电动汽车时空负荷预测模型,计算典型日电动汽车多时段充电负载.基于粒子群优化算法对该地区配电网进行拓扑重构,降低配电网有功损耗,提高电能质量.以IEEE 33节点配电网为例进行仿真验证.由仿真结果可知,该方法可以缓解电动汽车充电行为对城市配电网造成的影响,且城市配电网有功损耗降低40%以上,优化效果良好.

《南京工程学院学报(自然科学版)》征稿启事

1刊物简介《南京工程学院学报(自然科学版)》是南京工程学院主办的自然科学类学术性刊物,主要刊登机械、电气信息、能源动力、自动化、计算机与信息技术、通信、材料、仪器仪表、土建、环境工程、基础理论及其他相关学科的科研成果、理论研究、应用研究、技术研究与开发、综述等学术性论文。本刊热忱欢迎院内外专家、学者赐稿。2来稿格式及要求2.1来稿务必论点明确,论证充分,条理清楚,文字简练,图表清晰,数据可靠。综述不超过8000字,论文(含图表)不超过6000字。论文内容的排序为:中文标题、作者姓名、工作单位(包括所在城市和邮政编码)、中文摘要、中文关键词、中图分类号、英文标题、作者汉语拼音名、工作单位英译名(包括所在城市汉语拼音和邮政编码)、英文摘要、英文关键词、引言、正文(包括图、表)、结论、参考文献、附录。在稿件首页页脚处注明基金项目名称和编号、第一作者和通讯联系人简介及E-mail。2.2题目应简练、明确,一般不超过20个汉字。

基于贝叶斯推理和桥梁位移响应的移动车辆荷载识别

考虑到移动车辆荷载信息对于桥梁设计、运营和维护的重要性,提出基于桥梁动态位移响应识别桥上动态车辆荷载的方法.构造桥梁动态位移响应与动态车辆荷载的关系,通过贝叶斯推理方法反演移动荷载.建立车桥耦合模型进行验证,分析传感器数量及环境噪声对识别精度的影响.结果表明,在桥上布置至少两个位移传感器时,该方法可以有效识别动态车辆荷载,且传感器数量、位置不影响识别精度;但环境噪声会增加动态车辆荷载的识别误差,通过增加传感器数量可以解决该问题.

基于生成对抗网络的气缸套表面缺陷图像生成

针对气缸套缺陷检测中缺陷样本不足限制气缸套缺陷检测性能提升问题,采用基于生成对抗网络的气缸套表面缺陷检测算法.首先,为了保持缺陷图像中原有缺陷位置与特征不变,通过循环生成对抗网络模型学习有缺陷气缸套图像与正常图像的关系;其次,利用学习得到的模型对有缺陷气缸套图像进行风格迁移,即把有缺陷气缸套图像背景替换成无缺陷气缸套图像背景,实现对气缸套缺陷数据集的扩充与增强;最后,通过基于数据增强的RetinaNet网络模型对生成图像的有效性进行验证.试验结果表明,通过生成对抗网络生成的气缸套数据集可以提升缺陷检测性能,进一步证明了生成对抗网络在工业应用的可行性.

高镍正极锂碳负极锂离子电池制备与性能研究

为提升锂离子电池能量密度、循环寿命、快充能力和安全性等方面性能,本文研究纳米级硅碳复合负极材料合成技术,以提高硅碳材料在电池充放电过程中的首次库伦效率、改善材料的循环稳定性、增强材料导电性,并解决硅碳材料易出现的体积膨胀技术难题.通过优化配方,得到与之匹配的高比容量镍钴铝正极材料和高电导电解液,获得具备长寿命(>2000次循环)的超高能量密度锂离子电池(能量密度>350 Wh/kg),将硅碳负极材料的比容量提高至600 mAh/g以上;采用纳米技术和单分子层超薄修饰技术研发的纳米镍钴铝复合正极材料的比容量达到200 mAh/g以上;研究出匹配硅碳复合负极材料的宽温电解液配方,以保持离子的电导率和高稳定性,有效提高电池的电化学性能.对锂离子电池的结构设计、工艺控制以及极片制备技术进行进一步优化,以提升其能量密度、循环寿命和安全性,使其能够规模化地应用于动力及储能市场.