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期刊信息/Journal information
长春理工大学学报（自然科学版）
长春理工大学学报（自然科学版）

于化东

季刊

1672-9870

custlxb@cust.edu.cn

0431-85582724

130022

长春市卫星路7089号

长春理工大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Changchun University of Science and TechnologyCSTPCD
查看更多>>本学报是以光学技术为主，光机、电、算、材料、化工、生命等相结合的理工类综合性学术期刊，主要读者为高校师生及有关科研院所企事业前段时间的科技工作者。
正式出版
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    基于增强现实显示的双通道光波导元件设计

    牟达谢蕙阳吴博琦张易...
    1-8页
    查看更多>>摘要：增强现实(AR)是一种将虚拟影像叠加到现实环境的显示设备,在军事、医疗等领域具有广阔的应用前景.为提高AR显示系统的视场角,使用亚波长光栅作为双通道光波导耦合元件,基于矢量衍射理论调制光栅±1级衍射效率,并通过严格耦合波分析法(RCWA)对光栅进行仿真分析.仿真结果显示,单通道波导结构在50°视场下衍射效率在60%以上,双通道波导结构在100°视场下平均衍射效率达到70%以上,且双通道波导在400～800 nm波段范围内最低衍射效率在60%以上,转置光栅分区反射效率分别为30%、35%、32%.结果表明,相较单通道波导,双通道波导结构可以实现更大的视场角.

    增强现实视场角严格耦合波分析衍射光波导表面浮雕光栅

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    大口径长焦距暗弱星模拟器系统设计

    梁薇胡杰韩鑫萌刘石...
    9-14页
    查看更多>>摘要：为提高星模拟器口径及焦距,提出以大口径长焦距离轴反射式系统作为星模拟器的准直光学系统.首先,研究星模拟器参数需求及光学系统构型优缺点,确定准直光学系统结构;其次,优化光学系统参数,分析像质情况;最后,测试系统各项实际指标,验证光学系统可行性.优化结果表明:系统口径为Φ510 mm,焦距为5 000 mm,系统波像差≤0.049λ,点列图RMS半径≤2.589 μm,各视场MTF接近衍射极限,畸变量≤0.002%,场曲≤0.2 mm,完全满足设计要求.测试实验结果表明:系统波像差0.061 6 λ,星等模拟范围+7～+12 Mv,星等模拟误差0.08 Mv,实现了对高星等恒星的精确模拟.

    星模拟器准直光学系统大口径长焦距离轴反射光学设计

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    基于VSPAI的近红外光谱小麦蛋白质分析方法研究

    张晓锋张亦弛宦克为金明杭...
    15-21页
    查看更多>>摘要：基于模型集群分析思想,利用变量选择比自适应迭代法(VSPAI)结合偏最小二乘法(PLS)建立了小麦蛋白质含量的近红外光谱预测模型.VSPAI利用蒙特卡罗采样法随机选取样本子集,运用PLS建立样本子集的回归模型,并计算各变量回归系数的平均值和标准差,求出每个变量的初始权重,并与加权自助采样法相结合选取最佳特征变量.结果表明,VSPAI-PLS模型与竞争性自适应重加权采样结合PLS、变量组合集群分析结合PLS、变量组合集群分析迭代保留信息变量法结合PLS、引导软阈值算法结合PLS模型相比,VSPAI-PLS模型的预测精度提高了 39.9%、5.9%、25.4%、46.9%.综上,将VSPAI-PLS模型应用于小麦蛋白质的近红外光谱无损检测具备可行性.

    小麦蛋白质近红外光谱分析模型集群分析变量选择比自适应迭代

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    搜索跟踪转台高分辨率图像的小目标检测技术研究

    黄玺吕耀文
    22-29页
    查看更多>>摘要：针对搜索跟踪转台高分辨率图像的要求,结合搜索跟踪转台的运动特点,提出了一种基于背景建模和YOLOv7的图像目标检测方法.首先,根据转台的运动参数,将提前采样的背景图像,由投影透视校正得到连续的背景图像,进而由背景差分法得到运动前景目标;其次,以YOLOv7作为该算法的目标检测器,结合转台背景信息半固定的特点,将背景图像作为训练数据进一步训练得到优化的网络参数;最后,搭建实验平台,建立了行人检测实验数据集.实验结果表明,本模型相比于原YOLOv7模型的召回率提升了6.56%,精确率提升了5.36%,可有效应用于高分辨率搜索跟踪转台的目标检测任务中.

    目标检测搜索跟踪转台YOLOv7背景差分

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    TiAl合金电解加工系统的非线性动力学特征与加工表面形貌之间的映射关系

    李凌陈年龚晨李文元...
    30-40页
    查看更多>>摘要：电流密度的大小和波动形态一直是电解加工过程的一个重要的参数,但其波动形态与电解加工表面微观形貌之间映射关系却一直没有得到重视.采用相空间重构、递归图及量化参数分析TiAl合金电解加工过程电流密度的非线性动力学行为,利用粗糙度与缺项量化表征加工表面微观形貌.研究发现,电解液压力和脉冲频率均是影响电解加工过程的非线性动力学行为和加工表面微观形貌的显著因素,当电解液压力为 0.35 MPa或脉冲频率为 300 Hz时,TiAl合金电解加工系统结构最简单、稳定,加工表面最光滑、均匀,电解加工系统的结构特征和加工表面的微观形貌之间存在良好的匹配关系.

    TiAl合金电解加工系统非线性动力学表面形貌

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    移动式高比刚度桁架四通优化设计研究

    曹鹏宇吴小霞赵勇志贺昌龙...
    41-47页
    查看更多>>摘要：针对移动式大口径光管,完成了高比刚度桁架四通的详细优化设计.采用有限元法,分析了32组方钢管对应四通的最大形变、最大应力、一阶模态频率、整体质量、光轴偏移角与壁厚的关系,再结合设计指标成功筛选出了最优方钢管的规格型号.同时采用控制变量法,保证质量相同的情况下将桁架式四通与板式四通进行了对比分析,结果表明桁架式相比板式在光轴偏移角上减小了 1.15%,一阶模态频率上提高了 89.19%,证明了桁架式结构的优越性.通过振动敲击实验测得桁架式四通的一阶模态频率为60.264 Hz,与仿真获得的63.385 Hz基本一致,证明了理论设计与仿真的准确性.通过长距离实际道路稳定性实验证明了该四通可以完全胜任项目的工程需求.

    桁架式四通有限元分析实验验证

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    基于变指数干扰观测器的无人机非奇异终端滑模控制

    张博黄宜庆
    48-56页
    查看更多>>摘要：针对四旋翼无人机系统在受干扰下的跟踪问题,以及姿态子系统的扰动问题和滑模控制时出现的抖振缺陷,基于连续快速非奇异终端滑模控制算法,给出一种适用于有扰动姿态子系统的变指数收敛干扰观测器的趋近率滑模控制器.首先,针对传统滑模控制中存在的快速性问题,采用变指数收敛干扰观测器来对扰动进行补偿和预测.然后利用姿态跟踪误差变化率的估计信息,构建快速非奇异终端滑模面.提高轨迹跟踪误差的收敛速度,并利用Lyapunov分析方法验证姿态跟踪误差在有限时间内收敛,仿真结果证实了这一方法的有效性,使用滑模控制和其改进方法设计四旋翼无人机系统控制器.

    四旋翼无人机变指数控制终端滑模控制干扰观测器有限时间控制

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    醋酸纤维衍生的石墨碳作为锂离子电池的负极材料

    胡宁朱良华王超李娜...
    57-64页
    查看更多>>摘要：随着人们对环境安全认知的不断进步,如何将废弃的卷烟滤棒转化为高价值产品已成为人们关注的焦点.基于此,根据废弃卷烟滤棒(discarded cigarette filters记作DCFs)中醋酸纤维结构和形貌具有一致性的特点,在高压下对DCFs进行了热解研究.其中,50 MPa和 1 000 oC下仅需要 15 min即可制备出一种网状结构的石墨碳材料(记作HP-1000),其收益率高达41.5%.作为锂离子电池的负极材料,HP-1000展现出良好的比容量和倍率性能,特别是在5C下循环获得了105 mAh g-l的比容量.因此,这项工作不仅解决了多年来棘手的卷烟滤棒废弃物对环境影响问题,同时也为储能领域提供了高性能和廉价的石墨碳负极材料.

    醋酸纤维废弃物锂离子电池石墨碳压力热解

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    共聚焦显微镜线性扫描控制系统设计

    何大永赵春华王振亚张瀚文...
    65-70页
    查看更多>>摘要：为了实现共聚焦显微镜系统中的振镜线性扫描,并改善振镜噪声及系统稳定性,设计了基于FPGA的振镜扫描控制系统.该系统通过FPGA生成振镜扫描信号,输出信号幅值、频率精准,通过ARM芯片与上位机通讯,实现振镜系统的扫描控制.在扫描波形上,通过对三角波端点处进行三次样条插值处理,使振镜扫描过程中速度及加速度连续,提高振镜运行稳定性.在输出波形上通过累加器进行频率控制,提高了频率分辨率.实验表明,设计的振镜扫描控制系统波形、频率及幅值准确,成像效果清晰、细腻,并可有效降低振镜噪声.

    共聚焦显微镜振镜扫描FPGA

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    基于改进BP神经网络PID控制器参数自整定对PCR温控精度影响的研究

    土昊辉王哲
    71-81页
    查看更多>>摘要：在PCR过程中,温度控制很大程度决定了最后的实验准确性及结果,作为其过程控制中最重要的PID温度控制,它采用比例、积分、微分环节的控制策略,是一种算法简单、可靠性好、控制鲁棒性高的控制器.在PID控制中,如何高效地控制其三个参数对于PID控制的准确性至关重要.传统的PID控制算法动态性能较差;而模糊控制稳态性能较差.为了解决这个问题,本研究通过对传统温控PID算法的三个参数进行优化并利用神经网络进行整定.通过在搭建的实验平台上进行温控检测,达到了国家规定的设计标准,并且实现了0.2℃的温控精度.

    PCRPID神经网络智能算法

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