上海工程技术大学学报

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魏世平, 李聪

2023, 37(4): 335-342. doi: 10.12299/jsues.22-0242

摘要:
设计了一种圆台形二甲醚水蒸气重整制氢反应器，并建立了二甲醚水蒸气重整制氢反应系统数值模型，利用COMSOL软件对建立的数值模型进行求解，仿真和实验的数值结果基本一致. 通过对重整反应器的结构进行优化，获得更高的二甲醚转化率，研究圆台锥度变化对重整反应的影响，分析反应条件对二甲醚转化和制氢的影响. 结果表明，在一定范围内增加锥度时，可以获得较高的产氢率和热效率. 通过结构优化，二甲醚水蒸气重整反应系统可获得92.21%的二甲醚转化率，90.54%的产氢率，热效率最高可达74.6%.

[摘要](82) [HTML全文](30) [PDF 1614KB](106)

多级花状Cu/TiO₂光催化还原硝基苯制苯胺的研究

孙红华, 张念陈, 孙彪, 李鹏, 许凤霞, 王金果

2023, 37(4): 343-350. doi: 10.12299/jsues.22-0199

摘要:
采用醇解溶剂热法制备金属Cu修饰的系列多级花状TiO₂光催化剂（X% Cu/TiO₂），并以可见光光催化硝基苯还原制苯胺为模型反应评价其光催化性能. 结果显示：3.3% Cu/TiO₂光催化剂展现出优异的催化活性，可见光催化3 h硝基苯的转化率达到83%. 主要原因有两个方面：多级介孔结构增加了催化剂比表面积，促进了硝基苯吸附、扩散及其与催化剂的接触；金属Cu的引入降低了催化剂的带宽，增强了光生电子和空穴的分离能力，进而提升了其光催化性能. 此外，3.3% Cu/TiO₂光催化剂表现出良好的稳定性，具有一定的潜在实用价值.

[摘要](43) [HTML全文](16) [PDF 3522KB](8)

N-TiO₂催化剂的制备及其在蓝光LED光照下对有机污染物的降解

邹敬桃, 李旋坤, 李光辉, 张文启, 孙雯

2023, 37(4): 351-358. doi: 10.12299/jsues.22-0190

摘要:
分别采用机械化学法、水解沉淀法和溶胶−凝胶法合成了氮掺杂二氧化钛（N-TiO₂)催化剂，以亚甲基蓝（Methylene Blue, MB）和盐酸四环素（Tetracycline hydrochloride, TTC）为目标污染物. 光催化实验及催化剂的形貌表征对比表明，水解沉淀法合成的N-TiO₂-H具有较高蓝光催化活性且颗粒分布均匀，无团聚现象. 选用N-TiO₂-H进一步探讨煅烧温度、催化剂投加量、pH及降解底物初始浓度对光催化降解反应的影响. 研究表明，400 ℃煅烧下制备的N-TiO₂-H具有最佳蓝光催化活性. 当反应pH=7时，0.5 g/L N-TiO₂-H在460 nm蓝光照射下2 h可将初始浓度为5 mg/L的MB去除89.7%；当pH=5时，光照1.5 h可将初始浓度为50 mg/L的TTC，去除75.2%.

[摘要](25) [HTML全文](10) [PDF 2030KB](2)

基于NiFe₂O₄/BaTiO₃复合摩擦材料的输出性能

严熠萌, 李彬, 齐宝亮, 陈俊, 焦元静

2023, 37(4): 359-362. doi: 10.12299/jsues.22-0329

摘要:
摩擦材料是摩擦纳米发电机（TENG）的关键部件之一. 将NiFe₂O₄/BaTiO₃纳米颗粒填充到聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）中，研究两种无机材料作为填料对发电机输出性能的影响，以获得具有更高输出性能的柔性摩擦纳米发电机. 研究发现，NiFe₂O₄与BaTiO₃陶瓷颗粒均为多晶结构且结晶良好，两种纳米颗粒均能有效增强PDMS的电输出值，尤其NiFe₂O₄/BaTiO₃/PDMS复合膜的输出电压明显高于PDMS膜，且质量比为7.5∶2.5∶90的NiFe₂O₄/BaTiO₃/PDMS复合膜具有最高的输出电压值.

[摘要](55) [HTML全文](18) [PDF 1089KB](8)

基于均匀设计的PTFE复合润滑剂制备及其摩擦磨损特性研究

兰毅, 龚红英, 崔智帏, 徐培全, 姚志鑫, 张韬, 陈浩川

2023, 37(4): 363-367. doi: 10.12299/jsues.21-0228

摘要:
制备新型复合润滑剂并研究其摩擦磨损特性. 通过均匀设计方法优选润滑剂配方，利用SPSS软件和Matlab软件建立数学模型，并对其结果进行直观分析与回归分析. 添加填充材料聚四氟乙烯制备新型复合润滑剂p2，对润滑剂的零件和模具接触面的接触摩擦状况进行分析，判断是否显著降低接触表面摩擦因数，对金属的各项性能进一步分析. 研究表明，添加了聚四氟乙烯材料的润滑剂p2，相较于干摩擦与润滑剂p1，摩擦因数分别降低51.26%和29.81% ；使用扫描电子显微镜观察磨痕的形貌发现，复合润滑剂在金属偶件表面形成均匀的摩擦膜，有效改善了润滑剂的性能，使成形过程中金属流动更均匀，降低了变形功及变形力，可有效避免多种成形缺陷的产生.

[摘要](38) [HTML全文](12) [PDF 1217KB](12)

铝合金激光−CMT复合焊接熔滴特性研究

马煜斌, 梁瑛, 慈鹏宇, 陈飞吉

2023, 37(4): 368-371. doi: 10.12299/jsues.22-0331

摘要:
搭建了铝合金激光−冷金属过渡（Cold Metal Transfer, CMT）复合焊接试验平台和高速摄像采集平台，研究铝合金激光−CMT焊接过程中的熔滴特性. 改变激光功率，获得不同焊接参数下CMT熔滴过渡的高速摄像图. 通过对比分析可知，在激光功率较小时，激光主要起到引导电弧作用，对CMT电弧影响较小，焊接过程较为稳定，能够获得良好焊缝成形. 当激光功率较大时，会影响CMT原有的短路过渡，造成熔滴飞溅等情况，导致焊缝成形较差. 结果表明：保持焊丝和激光间距的有效距离和控制激光功率，是保证激光−CMT复合焊接过程稳定的关键.

[摘要](43) [HTML全文](24) [PDF 3580KB](8)

基于递归最小二乘的智能车轨迹跟踪控制算法

李腾, 任洪娟

2023, 37(4): 372-379, 408. doi: 10.12299/jsues.22-0209

摘要:
提出一种实时估计轮胎侧偏刚度的自适应横向最优跟踪控制算法. 路面附着系数的改变使得轮胎侧向力的近似线性区间发生改变，线性近似得到的轮胎侧偏刚度将不再可靠. 基于递归最小二乘算法，以轮胎侧偏角和侧向力作为输入，实时在线估计轮胎的侧偏刚度，进而提出自适应线性二次型调节器（Adaptive Linear Quadratic Regulator，ALQR）控制器. 在Matlab/Simulink和Carsim联合仿真平台上对其有效性和稳健性进行验证. 结果表明，在多种路面附着条件和不同车速下，所设计的控制算法的性能均优于传统线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）控制算法，最大横向位置误差和横摆角误差分别降低81.5%和73.0%. 通过实车测试，算法的实际应用性和有效性得到实证，最大轨迹跟踪误差仅为0.56 m.

[摘要](43) [HTML全文](25) [PDF 3747KB](12)

基于凸包算法的车面维修打磨区域生成

耿方琪, 吴明晖, 王亚强, 周志峰, 周围

2023, 37(4): 380-386. doi: 10.12299/jsues.23-0069

摘要:
针对传统汽车漆面维修以人工为主，存在劳动强度高、效率低、一致性差等问题，结合人工打磨经验，在提取受损车面轮廓的基础上，设计生成受损车面维修打磨区域算法. 首先，综合运用边缘检测算子、曲线近似算法对受损漆面进行轮廓提取. 然后，运用凸包算法预生成轮廓，再对轮廓改进生成最终车面维修打磨区域. 通过比较人工和算法生成后的打磨区域可知，算法生成的打磨区域精度较高，可满足基本打磨要求，该算法为实现自动化打磨提供了理论依据.

[摘要](39) [HTML全文](14) [PDF 1711KB](8)

基于实时结温估计的动态IGBT热管理策略

杨尚明, 马其华

2023, 37(4): 387-396. doi: 10.12299/jsues.22-0374

摘要:
绝缘栅双极性晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是电动汽车重要的能源传输和转换元件. 但IGBT长期在变化工况下工作，导致热负荷较高，严重影响其使用寿命. 通过建立IGBT结温估计模型进行实时结温观测，定性分析IGBT结温与开关频率、母线电压之间的关系. 为降低IGBT在循环工况下的热负荷，提出一种IGBT结温区域控制策略，以控制最高结温和结温波动为目标，将控制区域进行划分，分别采用模糊控制和PI控制对开关频率和母线电压进行控制. 结果表明，在 NEDC工况下最高结温平均降低5.1 ℃，IGBT结温波动平均降低2.6 ℃，验证了该控制策略的有效性，提高了IGBT的可靠性和运行寿命.

[摘要](46) [HTML全文](11) [PDF 2576KB](2)

订单驱动下基于强化学习的智能车间AGV调度

卫诚琨, 周俊

2023, 37(4): 397-403. doi: 10.12299/jsues.22-0334

摘要:
物料搬运效率对智能车间的生产调度效率有着重要影响. 物料搬运任务通常由自动导引车（Automated Guided Vehicle，AGV）执行，其具有数量多、任务需求实时变化、任务下达密集等特点. 为及时、高效、准确地处理AGV搬运作业，提出基于强化学习的订单驱动下智能车间AGV调度模型，使用二级调度机制，第一级以负载均衡为目标，基于规则的调度方法对AGV进行任务分配；第二级运用强化学习深度Q网络（Deep Q-Network，DQN）算法对AGV进行单智能体下的搬运路径规划，通过减少智能体动作空间维数的方式，降低调度算法的收敛难度，并通过仿真实例验证该方法的有效性和创新性.

[摘要](47) [HTML全文](14) [PDF 1372KB](6)

熔融沉积3D打印机送丝机构挤出轮的研究

郭根清, 王克用

2023, 37(4): 404-408. doi: 10.12299/jsues.22-0287

摘要:
送丝装置作为熔融沉积成型（FDM） 3D打印机的核心部件之一，负责将打印耗材送入喷嘴，并完成打印. 挤出轮是整个送丝装置的关键零件，整机工作时，挤出轮与打印耗材直接接触，依靠摩擦将打印耗材送入喷嘴. 通过试验方式，研究挤出轮的齿形和齿数，对打印过程进给量以及打印件的质量进行分析. 结果表明，斜齿挤出轮的挤出效率高于直齿和凹形齿，但在高速情况下会发生跳齿现象. 在工作时，挤出轮的齿数越多，实际进给量越接近理论值.

[摘要](39) [HTML全文](16) [PDF 994KB](1)

基于协同多目标差分进化的可逆逻辑综合方法

王旭

2023, 37(4): 409-413. doi: 10.12299/jsues.23-0047

摘要:
可逆逻辑电路可避免因信息丢失而产生的热耗散，从而有望解决集成电路热耗问题. 将可逆逻辑电路设计问题抽象为带有强约束的多目标优化问题，提出以协同多目标差分进化算法为核心的可逆逻辑综合方法. 该方法基于种群自适应调节的差分进化算法，结合协同进化的多种群策略优化多目标，经种群选择及自适应调节策略和Paroto最优评估评价更新候选个体. 通过求解经典电路测试集，验证了所提方法的可行性及有效性. 与经典及基于启发式算法的可逆逻辑综合方法相比，该方法生成的电路性能更优.

[摘要](25) [HTML全文](17) [PDF 691KB](5)

基于改进FPFH的栅极件点云匹配方法

张汝枭, 方宇, 杨皓, 杭观荣, 陶翰中, 宁业衍

2023, 37(4): 414-419. doi: 10.12299/jsues.21-0086

摘要:
针对栅极件点云的匹配问题，提出一种改进的快速点特征直方图（Fast Point Feature Histogram，FPFH）描述子. 在FPFH基础上增加邻域密度作为点特征的描述，并在使用k维树（k-dimensional tree，k-d tree）算法搜索对应点时将巴氏距离作为指标. 仿真过程中，将该方法与传统FPFH的匹配效果进行比较. 搭建试验装置采集栅极件表面点云数据，并利用改进的FPFH算法和经典的迭代最近点算法（Iterative Closest Point，ICP）进行匹配. 试验结果表明，匹配后的点云尺寸精度在1 μm级别，栅孔误差范围在 ±(20~40) μm内，理论上满足了栅极件测量精度要求.

[摘要](30) [HTML全文](192) [PDF 1310KB](85)

基于智能破碎锤作业场景的多目标石块识别定位方法

王文超, 马其华, 赵磊

2023, 37(4): 420-427. doi: 10.12299/jsues.22-0313

摘要:
随着智能工程机械的不断发展，结构复杂、功能单一的传统液压破碎锤逐渐被日益成熟的智能破碎锤取代，对多目标石块的识别与定位是智能破碎提高动作输出精度、完成破碎任务的重要保证. 提出基于分割掩码卷积神经网络（Mask R-CNN）实例分割和激光雷达信息融合的目标石块识别定位方法，通过Mask R-CNN实例分割算法快速识别复杂作业场景下目标石块的感兴趣区（Region of Interest，RoI）；在保证石块检测精确率的前提下，融合激光雷达通过卡尔曼滤波算法得到破碎点位置信息，引导破碎锤实现定位作业. 现场试验结果表明，目标石块检测模型对石块的平均识别精确率为95.35%，召回率为95.06%，石块破碎点识别精确率为94.20%. 在复杂作业背景下，该方法可实现多目标石块识别和破碎点定位，满足自动破碎实时性要求.

[摘要](38) [HTML全文](15) [PDF 1773KB](7)

我国融资融券研究进展的知识图谱分析与展望

杨海玲, 施兴森, 肖会会, 王国强

2023, 37(4): 428-434. doi: 10.12299/jsues.22-0337

摘要:
以中国知网(CNKI)数据库中收录的发表于1994—2021年的411篇针对国内融资融券领域研究的核心文献为研究样本，对国内融资融券领域发文趋势、研究机构与研究力量、期刊来源、高频被引文献、经典文献内容进行系统分析. 利用CiteSpace软件绘制科学知识图谱，归纳总结国内融资融券领域研究热点演进过程、研究前沿以及发展趋势. 结果显示，国内融资融券领域总体发文量受扩容政策出台的影响整体呈现周期性波动；复旦大学、南京大学等作为主要研究机构发文贡献量靠前；褚剑、李志生等学者研究股价波动和定价效率的相关文献成为该领域研究的高频引用重要成果. 将融资融券领域研究进程划分为萌芽、起步、落地、发展、成熟五大研究阶段，研究热点主要集中于市场影响关系、公司决策与治理、利益相关者影响、研发投入关系和业务理论完善五大方面，为研究融资融券业务的学者提供借鉴和参考.

[摘要](101) [HTML全文](16) [PDF 2046KB](7)

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当期目录
2023年第37卷第4期

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