2021年, 第8卷, 第6期　刊出日期：2021-12-25

  

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专题：新材料
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  纳米复合SBR改性沥青路用性能研究

  王磊

  工业技术创新. 2021, 8(6): 1-4. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.001

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  在特殊气候环境下,使用纳米复合丁苯橡胶（SBR）材料对沥青材料进行改性,有助于减少夏热冬寒天气引起的沥青路面道路病害,延长沥青路面使用寿命。以塔河90#A级道路沥青作为基质沥青,掺入不同分量的纳米复合SBR改性剂,通过软化点、延度、针入度等指标,考察沥青耐高温、耐低温和抗老化能力的改进效果。研究发现：掺入纳米复合SBR改性剂后,纳米复合SBR改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性和抗老化能力均有增强。当掺量为4%时,沥青路面耐高温特性和抗老化能力最好;当掺量为1%时,沥青路面耐低温特性最好。
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  石墨烯复合材料作为散热涂层在工业计算机上的应用

  周伟, 侯红平, 高亚非, 石先超

  工业技术创新. 2021, 8(6): 5-9. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.002

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  石墨烯热导率高达5 300 W/(m·K),比表面积高达2 630 m²/g,热力学性能优异。在工业计算机散热中,制作石墨烯喷涂散热器：通过改进的Hummer法,以及重氮化、高温还原等工艺手段,制备了石墨烯前驱体材料（RGO）;通过机械混合,使树脂材料得以改性,制备了高导热石墨烯复合材料;采用喷塑工艺,将石墨烯复合材料喷涂到散热器表面,得到了石墨烯喷涂散热器。以HPC300数控系统工业计算机作为测试平台,开展石墨烯喷涂散热器测试,对比阳极氧化散热器、传统铝挤散热器散热效果,评估了应用效果。测试结果表明：1）石墨烯喷涂散热器的散热性能与传统铝挤散热器相比提高了18.7%,与阳极氧化散热器相比提高了9.6%;2）石墨烯喷涂工艺的喷涂可控性更高,能够更好地满足静电设计要求;3）在相同散热设计要求下,石墨烯喷涂散热器更加轻量化、小型化,适合在高频振动环境下工作,具有更高的安全性。
专题：工业计量
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  纳氏试剂分光光度法测定水质中氨氮的方法验证

  陈小罗, 谭帅, 谭龙奇, 叶鹏

  工业技术创新. 2021, 8(6): 10-14. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.003

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  纳氏试剂分光光度法测定水质中氨氮是国家环境保护标准HJ 535-2009首先推荐和应用的检测方法,被广泛应用于水质监测相关领域。根据《中华人民共和国认证认可条例》和相关监管要求,在对标准方法进行使用前必须进行方法验证。依据HJ 535-2009,通过标准系列溶液配制、标准曲线建立、测定条件优化、检出限试验、精密度试验和加标回收试验等流程,对方法进行验证。结果表明：1）该方法最佳测试条件为pH=7~8,显色温度25℃,静置时间10~20 min;2）方法线性范围4.52×10^-4~0.10 mg,检出限为1.13×10^-4 mg/L,测定下限为4.52×10^-4 mg/L;3）方法精密度较高,相对标准偏差（RSD）在1.10%~4.23%范围,加标回收率在97.89%~103.33%范围。
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  铬天青S分光光度法测定水中铝元素的缓冲溶液改进

  林青, 张力媛, 刘楚含

  工业技术创新. 2021, 8(6): 15-18. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.004

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  铬天青S分光光度法是检测水中铝含量的有效方法,但若采用乙二胺—盐酸缓冲溶液,会对人体健康带来不利影响。通过实验研究,探究采用乙酸—乙酸钠缓冲溶液替代乙二胺—盐酸缓冲溶液的可行性。研究发现：采用两种缓冲溶液时,工作曲线均有较好的线性关系,相关系数可达到0.999以上。采用乙酸—乙酸钠缓冲溶液时,一是准确度和精密度较高,加标回收率大于100%;二是检出限浓度为0.000 7 mg/L,低于采用乙二胺—盐酸缓冲溶液时的情况。相关指标均满足《生活饮用水标准检验方法 金属指标》（GB/T 5750.6—2006）中的相关要求,在水质检测工作中采用乙酸—乙酸钠缓冲溶液替代乙二胺—盐酸缓冲溶液进行水中铝元素的检测是可行的。
专题：装备研制
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  工业机器人码垛工作站的设计与仿真

  李福武, 黎昌南

  工业技术创新. 2021, 8(6): 19-24. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.005

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  码垛机器人是一种能够按照预定设置功能自动将产品码放在规定的存放区,实现物流准确码放、按需堆集的工业机器人。选用ABB—IRB120机器人作为码垛机器人,结合SolidWorks建模和RobotStudio仿真软件,开展码垛智能处理工作站的集成设计与仿真验证。运用SolidWorks创建码垛工作站部件的三维模型,导入RobotStudio模型库;在RobotStudio中对机器人作业进行RAPID离线编程与仿真模拟。应用I/O接口通信、Smart组件设计等技术,实现部件与机械装置的协调、传送带与码放协调等控制功能。对码垛作业进行仿真,验证了工业机器人计算机工作站应用于码垛作业的可行性。该设计与仿真方法具有较广泛的适用性,为提升机器人码垛效率,乃至创建智能物流系统等提供了基础设计依据。
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  气体减压器自动校准装置的研制与应用

  钟华, 姚进

  工业技术创新. 2021, 8(6): 25-30. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.006

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  气体减压器手动检测校准方法通常需要拆装压力表和压力调节器分别进行,即使可以实现整体检测,也存在手工调压速率不一致、人工读数存在主观性等问题,影响检测结果的一贯性和检测效率。研制了一款气体减压器自动校准装置。介绍了装置的组成,由气压发生装置、气体增压/减压器、智能压力控制器、减压器连接台、带校准软件的上位机和CDP压力模块等组成。阐释了原理,减压器连接台为智能压力控制器核心部件,氧气、乙炔、丙烷等气体连接气体减压器至自动校准装置的接口,实现全自动控制、调节压力。提出明确的校准方法,校准软件能够全自动实现数据采集,自动计算示值误差,自动生成校验记录和证书。实验结果表明：气体减压器可提供0~25 MPa标准压力,与CDP压力模块等相互配合,将输出气压调节至校准软件界面输入的设定值,并实现密封性检测和安全阀检测。研制的气体减压器自动校准装置实现了数字化、智能化、可视化,有效提高了校准安全性、可靠性和检测效果。
专题：绿色工业
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  基于中心极限定理的汽车CO₂排放量评价方法及应用

  何润, 高勇, 唐瑶, 李嘉龙

  工业技术创新. 2021, 8(6): 31-40. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.007

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  准确、全面评价CO₂排放量是促进节能降碳的基础。为评价汽车在行驶阶段的CO₂排放量,根据对CO₂排放量测试结果正态分布规律的分析,提出基于中心极限定理的汽车CO₂排放量评价方法。首先,归纳汽车CO₂排放量测试结果误差来源,使用直方图考察了不同样本规模下CO₂排放量测试结果的正态分布规律;其次,通过散点图法和相关系数法,分析各误差元素与CO₂排放量测试结果的相关性。研究表明：相关系数法效果更好,得出了用于相关性分析的热力图。在实际案例应用中,提出了0.05和0.02显著性水平下降碳效果的评价方法,评价了一定置信水平和标准差条件下的CO₂排放量,拓展了CO₂排放量测试结果的应用层次。
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  煤粉给料罐内部流动特性数值模拟研究

  姚强, 赵元琪, 赵娜娜, 温润娟, 朱传琪

  工业技术创新. 2021, 8(6): 41-47. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.008

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  煤粉给料罐是煤粉输送系统的重要组成部分。宁煤公司神宁炉（气化炉）的煤粉给料罐采用底部流化侧上部出料方式,出料管线、流化气管线及内部支撑管架错综复杂,极易导致煤粉架桥现象发生。对给料罐壁预埋件、煤粉输送管线及返煤管线进行技术改造：以气固两相流数学模型为基础,以数值模拟软件Fluent为工具,对给料罐进行建模和流体力学计算,探讨煤粉颗粒固相流动特征,考察给料罐出口速度分布。结果表明：1）给料罐内部煤粉流化效果较好,各个出料口煤粉体积分数和流速稳定,出料情况较好;2）给料罐出口固相输送密度可在5.0 s时达到500 kg/m³,出口固相体积分数控制在37.5%~62.5%范围,满足实际工况要求。
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  再生铜冶炼烟气脱硫工艺比选与评估

  马杨军

  工业技术创新. 2021, 8(6): 48-54. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.009

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  有色金属火法冶炼过程中会产生较多污染物,对环境造成潜在威胁。为提升复杂有色金属原料处理能力,以贵溪冶炼厂倾动炉车间（再生铜冶炼车间）为例,提出再生胺脱硫工艺、双氧水脱硫工艺两种升级改造方案,并开展比选与评估。研究发现：双氧水脱硫工艺具有流程简单、所需设备少、运行成本低、吸收效果好等优势。工艺自2020年3月投入运行以来,展现稳定、安全、可靠特征,处理后尾气中SO₂浓度低至0.96 mg/Nm³（远低于50 mg/Nm³标准）,烟尘浓度低至4.92 mg/Nm³（低于10 mg/Nm³标准）,酸雾浓度低至8.26 mg/Nm³（低于10 mg/Nm³标准）,达到超低排放等级。相比再生胺脱硫工艺,双氧水脱硫工艺年运行成本约节省89.3万元。双氧水脱硫工艺的应用为有色金属冶炼企业持续发展、节能减排提供了有力保障。
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  高碳垃圾清洁转化技术研究进展

  赵静丹, 王建云, 杨颂

  工业技术创新. 2021, 8(6): 55-60. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.010

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  高碳垃圾是一类碳含量较高的废弃物,回收利用潜力和价值巨大。对高碳垃圾清洁转化技术研究进展进行评述。一是分析了高碳垃圾的种类及产生量,明确了高碳垃圾清洁转化技术的研究重点;二是探究了热转化技术、生物转化技术、厌氧发酵技术三种较先进的垃圾处理技术在高碳垃圾处理领域的研究现状和存在的问题。分析发现：1）餐厨垃圾、塑料、秸秆是高碳垃圾清洁转化的重点,也是难点,关键技术亟待突破;2）与热转化技术中的焚烧法、生物转化技术中的填埋法相比,热转化技术中的气化技术、热解技术和厌氧发酵技术具有更好的减量化、资源化、无害化效果。针对排污降耗,乃至热转化等预处理技术还需加快成果转化,因地制宜制定方案,健全监管和管理体系等。对进一步提升高碳垃圾清洁转化质量,降低垃圾处理成本有参考意义。
工业互联网
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  基于IoT的分体式温湿度监测系统的设计与实现

  苗洪睿, 韩宇龙, 阎鑫, 何春龙, 吴秉坤, 孟一鸣, 张振声, 吴艳

  工业技术创新. 2021, 8(6): 61-69. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.011

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  为实现护理行业下的温湿度监测和报警功能,基于STC89C52单片机和IoT系统LoRa,分析了温湿度监测应用需求,提出了分体式温湿度监测系统架构。一是设计了中央控制系统,其由主控模块、温湿度采集模块、浸水传感器模块和无线通信模块组成。二是提出了硬件和软件设计架构：1）设计了液体侵入的感应和报警、空间温度和湿度的读取和显示、多个报警源的识别和无线报警等功能,通过标准接口实现了远程传输;2）开发了具有自动鉴别功能的软件架构,利用Keil软件编程实现检测端和报警端控制。三是实现了系统平台搭建和功能测试。结果表明：该系统在温湿度变化的场景下能够实现自动报警,并且将报警信息远程传输到PC端或移动端,能够在具有多个检测端的情况下精准识别报警源,在养老院、医院等复杂场景下的护理工作中发挥高度协同作用。
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  铁路通信网质量评价系统的研究及应用

  叶宁, 孙毅, 程瑜琦, 于杰

  工业技术创新. 2021, 8(6): 70-76. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.012

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  铁路通信系统是铁路部门开展运输指挥、运营管理的重要基础设施。铁路通信网是铁路通信系统的重要组成部分,基础承载平台作用日益突出。为提高铁路通信网质量,实现通信质量的智能化、自动化、主动化预警评价,首先,分析了目前铁路通信网的运营、维护现状,识别质量关键因素;其次,阐述了通过建立通信质量模型建立通信质量评价系统的思路;最后,应用通信质量评价系统,对铁路通信网设备质量、工作质量、系统质量进行描述,增强模型完备性。建立的铁路通信网质量评价系统将铁路通信质量以百分数的形式来呈现,便于指导铁路通信段、车间、工区的工作。将分数以雷达图、折线图等可视化形式表现出来,能够更好地提升质量管理水平,开展网络优化和管理强化工作,使铁路通信运维管理工作向精细化、智能化管理方向进步。
共性技术
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  高层建筑桩基承载力不足加固方法探究

  高田, 袁诗佳

  工业技术创新. 2021, 8(6): 77-83. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.013

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  工程主体已成型的某高层建筑桩底出现混凝土离析,导致桩基承载力不足。针对质量缺陷,通过常用加固方法研究与比选,提出一种采用增补桩基和承台承托原剪力墙的加固方法。针对原承台梁下的两桩桩基,在不扰动已成型主体结构的前提下,采用增补桩基和承台对剪力墙基础进行加固,明确原承台梁、新增承台以及增补桩基之间的力学支座关系,对各种桩基承载力指标进行验算。验算结果表明：1）加固方法合理有效,原承台梁、新增承台以及增补桩基之间力学支座关系明确,桩基承载力富余度提高了14.7个百分点;2）承台连接处的抗剪承载力和增补桩基的承载力满足规范要求,对原结构损伤小。施工成效评价表明,加固方法可行、易操作,相比微型灌注桩等加固方法,节约工期约20 d,减少人工耗费6人。
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  城市道路沥青路面检测与病害处置

  敖茂川, 谢海巍, 刘尊青, 王晨韬

  工业技术创新. 2021, 8(6): 84-88. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.014

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  城市道路需要维护,以增加使用寿命和保证安全性。以新疆维吾尔自治区石河子市城市道路修复工程为研究对象,运用CICS路面检测车、自动弯沉仪检测车等设备,对某城市道路进行路面检测,分析病害成因,提出处置建议。研究发现：1）全幅路段路面状况指数（PCI）平均值为71.67,路面磨损较为严重;2）路面行驶质量指数（RQI）平均值为67.38,行驶质量较差;3）每公里修正后双侧代表弯沉平均值为36.42 mm,路面结构强度较小;4）全幅路面病害主要为纵、横向裂缝,伴有少量松散、龟裂病害。根据病害成因,提出针对性的养护方案：一是清除接缝中的废料和异物,重新封缝;二是对沥青混凝土面层进行铣刨,实施同步碎石封层作业,并加铺防水防裂基布。
标准体系
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  基于温湿度及载荷谱变化的整车强化腐蚀试验方法对比

  朱淮烽, 刘东俭, 张榕梁

  工业技术创新. 2021, 8(6): 89-95. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.015

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  整车强化腐蚀试验成为汽车研发和制造企业的关注焦点。及时发现汽车问题零部件与工艺缺陷,明确各种试验方法的本质区别,探索通过调节试验参数来调整试验强度。首先选取行业标准（QC/T 732—2005）的A方法和基于某企业标准的B方法,分别对13种车型开展试验。接着在样本车辆上搭载标准钢板,记录腐蚀深度数据;使用多种载荷谱采集用传感器采集车轮力、扭矩、轴头加速度及关键杆件的应变信号。试验结果表明：1）A方法搭载的标准钢板腐蚀深度在70 μm左右,而B方法在90~130 μm范围;A方法产生的底盘零件失效数量为9个,而B方法为14个。2）采用B方法模拟的腐蚀环境强度和道路载荷强度均高于A方法,且交变温湿度与高强度载荷冲击是导致腐蚀的主要原因。
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  鱼骨图分析法在尾桨综合加载器故障分析中的应用

  夏锟, 付思仁

  工业技术创新. 2021, 8(6): 96-101. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.016

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  鱼骨图分析法是一种能够快速找出故障根本原因的研究方法。针对某直升机减速器试验台在试验过程中出现的尾桨综合加载器故障,采用鱼骨图分析法开展故障分析：使用头脑风暴方法,组织专家组梳理出五大故障因素,深入讨论得到14项可能的故障原因;对14项原因进行逐一排查,明确了3项需进一步分析的原因——不同心度过大、加载器轴承故障、转/静子件碰摩;通过实物检查,明确了“尾减速器—电机”传动链不同心度过大是根本原因。针对故障原因,制定了控制加载臂与黄铜垫块间隙、传动链调心等改进措施。改进后验证表明,力载荷波动下降约70%。利用鱼骨图分析法排查尾桨综合加载器故障行之有效。
智能算法
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  不规则多边形区域搜索航路规划算法

  代长安, 区昊辰, 朱鼎天, 叶方舟, 李志鹏

  工业技术创新. 2021, 8(6): 102-106. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.017

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  为提高无人机在山地等复杂区域实施搜索任务的效率,提出一种针对不规则多边形区域的搜索航路规划算法。首先,采用Graham扫描法解算出任务区域的凸多边形（凸包）,根据凸包解算出最小外接矩形;然后,根据无人机所在位置及传感器实时采集的信息解算出搜索进入点,完成光栅式搜索航路规划;最后,根据任务区域形状对搜索进入点进行修正,减少不必要的搜索,以缩短航程。经验证,相比直接在外接矩形区域搜索航路的传统算法,不规则多边形区域搜索航路规划算法的航线长度减少了24.8%,在大幅提升搜索效率的前提下,规避了区域外扩带来的飞行风险,提升了无人机飞行的安全性。
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  行星离心式无级传动装置的传动特性——基于不同偏心曲线轨道

  范淑瑞, 李晋, 乐智刚, 张喜明

  工业技术创新. 2021, 8(6): 107-112. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.018

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  为选取最优的行星离心式无级传动装置偏心曲线轨道,通过模拟计算与试验验证相结合,探讨滑块沿椭圆、余弦曲线和摆线轨道运动时,滑块对曲线轨道的作用力的影响因素,包括滑块转速、偏心率和曲线形式等。研究发现：1）滑块转速越快、偏心率越大,偏心力也越大;2）当滑块转速和轨道偏心率一定时,摆线轨道产生的偏心力最大,椭圆与余弦曲线轨道产生的偏心力接近;3）滑块在余弦轨道运转最平顺,当轨道偏心率为19.3%,滑块转速为1 200 r/min时,4个0.5 kg的滑块对余弦轨道的作用力平均值可达100 N。滑块对曲线轨道作用力的平均值主要反映系统传递动力的能力,变化幅度则在一定程度上反映滑块的运行平顺性,在优选偏心曲线轨道时应综合考虑。
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  利用混合改进的遗传算法反演F-X模型参数

  李昱宛

  工业技术创新. 2021, 8(6): 113-118. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.019

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  构建混合改进的遗传算法（GA）,实现F-X模型参数反演,以期为非饱和渗流机制研究提供指导。以F-X模型中的系数a、m、n以及饱和体积含水量θ_s作为模型参数,以简单十进制遗传算法为基础,融入优体克隆操作等算子,形成混合改进的遗传算法;采用已有数据进行算法验证,对不同干密度土样的F-X模型参数进行反演,明确模型参数与干密度间的相关关系。研究发现：1）混合改进的遗传算法反演F-X模型参数精度较高,模型拟合结果与实测值均方差均小于0.03;2）随着土样干密度的增大,F-X模型的参数a是控制土—水特征曲线（SWRC）的主要因素,而参数m、n变化不显著;3）建立的F-X模型参数与干密度间的关系也可广泛适用于其他土样的SWRC,大大简化了模型参数的获取过程。
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  基于Box-Muller、Tausworthe和DDS的FPGA噪声和干扰信号生成方法

  刘璐, 戎瑞亚, 李海斌

  工业技术创新. 2021, 8(6): 119-126. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.020

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  研究白噪声和正弦干扰信号的生成机制,提出基于Box-Muller算法、Tausworthe算法、直接数字频率合成（DDS）的FPGA噪声和干扰信号生成方法。在噪声生成方法中,应用Box-Muller算法与Tausworthe算法形成服从高斯分布的随机变量,首先利用Tausworthe算法生成均匀分布的随机变量;接着利用Box-Muller算法用于把随机变量转换为服从高斯分布的随机变量;再通过3个线性反馈寄存器（LFSR）得到随机长度达到2⁸⁸的随机序列。在干扰信号生成方法中,使用切比雪夫级数近似对数、正弦等函数,应用DDS技术生成查找表并存储于ROM中,以降低硬件复杂度、减少硬件资源消耗。生成方法融合了DDS技术,将调频波分解为一个载频信号分量与多对变频旁瓣分量,实现扫频干扰信号的调制。仿真分析及工程实践表明：该算法可应用于各主流FPGA中,算法仅需1 767个查找表、915个FIFO存储、48个8位的数字信号处理单元以及2.5个36 k内存等资源,即可获得浮点误差仅为千分之一的两路噪声信号,具有较强的工程实践意义。
工业科学
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  分布式电驱动汽车操纵稳定性和能量效率优化控制

  白学森

  工业技术创新. 2021, 8(6): 127-133. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.021

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  针对分布式电驱动汽车的操纵稳定性和能量效率集成优化问题,提出一种分层控制架构。上层控制器聚焦于侧向稳定性,采用滑模控制理论计算期望的附加横摆力矩;下层控制器基于驱动电机的MAP效率特性,以四个驱动电机的总能耗为优化目标：一是从上层控制策略得到的附加横摆力矩为约束条件;二是优化分配四个电机的驱动转矩和制动转矩。应用Simulink/Carsim仿真平台,对控制措施、稳定性、能量效率进行有效性验证。仿真结果表明：控制架构及措施提高了操纵稳定性;相比基于拉格朗日优化分配的直接横摆力矩控制,能耗降低近32%。
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  风电变桨轴承摩擦力矩计算方法对比分析

  阳雪兵, 章滔, 何录忠, 卜忠颉, 聂威

  工业技术创新. 2021, 8(6): 134-138. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.022

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  双排四点接触球轴承具有承受动负荷能力好、回转阻力小等优点,在风力发电机组的变桨系统中应用广泛。提出一种考虑轴承内部几何结构参数的四点接触球轴承摩擦力矩计算模型,得到空载时不同负游隙下的摩擦力矩,并与经典摩擦力矩公式、DG03计算模型、SKF修正摩擦力矩公式进行对比分析。研究发现：1）三种经典计算模型均未考虑轴承内部几何结构参数的影响,考虑了弹性滞后、自旋滑动、差动滑动的计算模型,其结果更贴近实际;2）轴承摩擦力矩随负游隙绝对值的增大,先几乎保持不变,然后逐渐增大;3）当轴承负游隙绝对值超过0.1 mm时,摩擦力矩对负游隙的敏感性增强;4）当游隙为-0.01~-0.05 mm时,摩擦力矩增大幅度相对较小,在设计双排四点接触球轴承结构时,将负游隙控制在该范围内比较合适。对比研究的计算方法可供同行参考。
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  装配方式对复合材料干涉连接孔周变形及应力分布的影响

  武涛, 杨淳凯, 杨丽晨, 赵耀斌

  工业技术创新. 2021, 8(6): 139-144. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.023

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  孔周变形及应力分布研究对开展复合材料干涉连接性能分析、提高复合材料抗疲劳性能具有重要意义。采用ABAQUS 6.14建立有限元模型,模拟压入和膨胀两种装配方式,通过几何关系和接触面摩擦系数实现干涉连接,考虑界面光滑和有摩擦两种接触条件,考察复合材料干涉连接域节点的变形及应力。研究发现：1）压入装配与膨胀装配的法向变形在有摩擦力时差别显著,无摩擦条件下膨胀装配的周向变形明显,而压入装配的径向变形则更大;2）受三维变形的影响,两种装配方式的孔周应力分布相似,但数值不同：当干涉量为1%时,压入装配的环向应力较膨胀装配高15%以上,干涉压应力则低50%以上。结果表明：装配方式对干涉连接孔周变形及应力均有较大影响,且与界面摩擦条件有关。在采用膨胀装配接头时,应重点关注承载过程中径向应力的增量;在采用压入装配接头时,则需考虑周向应力可能导致的损伤。
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  基于中子活化元素分析仪的水泥生料配料系统

  陈月红

  工业技术创新. 2021, 8(6): 145-149. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.024

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  为了加强对水泥生料配料环节的质量管控,提高生料合格率,创新性地提出基于中子活化元素分析仪检测下的水泥生料配料系统的设计方案。结合生产工艺、原料及指标约束等条件,为水泥生料配料系统建立数据模型;应用中子活化元素分析仪实时在线检测物料的元素种类和含量;通过智能优化模块和反馈调整模块计算出最优的配比结果。中子活化分析仪检测数据具有实时性,为水泥生料配料系统快速调整配方提供了依据,解决了传统生产方式由于化验不及时导致调整配方滞后的问题。该技术已在多个水泥厂得到应用,运行稳定可靠,各项质量合格率指标保持在90%以上,满足了质量管控要求,提高了水泥生产质量,具有较高的推广价值及广阔的应用前景。
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  芯片硬件安全技术分析与防护措施

  郭青帅, 高宏玲, 翟腾

  工业技术创新. 2021, 8(6): 150-154. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.025

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  随着攻击芯片硬件手段的出现,基于软件层面的、以密码学为基础的传统漏洞防护体系面临威胁。以硬件嵌入木马、故障注入攻击两类主要硬件安全问题为研究对象,对芯片硬件安全检测技术进行分析,并提出防护措施。硬件木马以温度、电压等为触发条件,当触发条件达成时,木马电路发送激励信号给木马功能模块,实施对电路逻辑的破坏;其检测方法包括破坏性检测和非破坏性检测两种,其中非破坏性检测的设备和检测复杂度较低,适用性较好。故障注入攻击是一种外部物理攻击,其通过建立某种故障模型,人为产生电路故障并引入目标系统;针对故障注入攻击,提出安全防护技术包括非侵入式、半侵入式和侵入式三种,在实际应用时,应根据故障注入方式灵活选用。