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东北大学学报（自然科学版）
东北大学学报（自然科学版）

左良

月刊

1005-3026

editor@mail.neu.edu.cn

024-83687378

110819

沈阳市和平区文化路3号巷11号东北大学267信箱

东北大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Northeastern University(Natural Science)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是理工科综合性学术刊物，公开发行。旨在坚持正确的办刊方向，争创一流学报，总结科研成果，传递科技信息，培养拔尖人才，促进学术交流，推动现代化建设。
正式出版
收录年代

    基于变参数模型的智能车辆转向执行器故障诊断

    王宏伟李磊刘晨宇汪洵...
    913-920页
    查看更多>>摘要：为解决传统车辆研究将纵向车速设为定值的问题,设计一种基于观测器的鲁棒增益调度故障诊断算法.首先,以纵向车速为调度变量,同时考虑执行器故障、模型不确定性以及外部干扰,在传统车辆模型基础上建立四轮转向线性变参数(linear parameter varying,LPV)数学模型.然后,对执行器故障进行状态重构,设计具有可变权重因子的鲁棒增益调度观测器,实现对车辆状态信息及执行器故障信号的双重估计.最后,选取双移线和蛇形工况,通过MATLAB/Simulink和Carsim联合仿真,结果表明,所设计的执行器故障诊断算法能有效处理车辆纵向车速的时变特性,在复杂工况下能及时快速地跟踪车辆的状态及故障信息,突破了原有传统车辆故障诊断算法的局限性.

    智能车辆线性变参数执行器故障故障诊断增益调度

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    一种细胞荧光显微图像饱和伪影修复算法

    刘纪红张律恒杨海旭
    921-927页
    查看更多>>摘要：细胞的荧光显微镜图像包含丰富的表型特征,这些表型特征被用于研究细胞内物质的吸收和运输、化学物质的分布和定位等.这些分析需要高质量的细胞图像,然而饱和伪影会导致生物表型特征的严重丢失,这将影响形态学分析和一些分类实验.从数据的后处理角度出发,提出了一种基于生成对抗网络的两阶段细胞图像修复模型,以解决饱和伪影导致的表型特征丢失问题.该模型能够修复大面积的缺失表型特征区域.通过4组实验测试了修复图像的有效性和可信度.结果表明,修复结果填补了丢失的表型特征,提高了分析中的图像质量.使用分类实验作为细胞形态学分析实验的代表,对修复前后的细胞图像进行分类实验,结果证明修复饱和伪影后的图像可以提高基于细胞形态分析的实验准确性.

    荧光显微图像饱和伪影图像修复深度学习生成对抗网络

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    基于多维特征矩阵和改进稠密连接网络的情感分类

    李红利刘浩雨张荣华成怡...
    928-935页
    查看更多>>摘要：情感脑电信号是一种低信噪比的非平稳时间序列,传统的特征提取与分类方法难以提取不同情感状态时的有效特征并进行分类.针对以上情况,提出一种自动融合脑电信号不同频段和时频域特征的深度学习模型.首先,对预处理后的数据进行分频段处理,提取各频段的微分熵特征.然后,在网络中接入的挤压激励模块,对不同频段特征的微分熵特征赋权值,来获取输入数据的有价值信息,再利用改进的稠密连接网络进行特征融合并分类识别,保证了网络层之间最大程度的信息传输.最后,利用SEED情感脑电信号三分类数据集对算法进行了验证,分类正确率可达96.03%,高于现有的基线学习算法,所提算法可进一步增强网络特征提取能力,具有较快的收敛速度,对提升分类器的性能研究具有重要意义.

    情感分类稠密连接多维特征矩阵深度学习挤压激励

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    一种基于编解码结构的多尺度边缘检测方法

    田岸霖雷为民张鹏张伟...
    936-943页
    查看更多>>摘要：针对传统边缘检测算法易出现边缘线断裂、不连续的情况以及基于深度学习的方法无法保证边缘清晰性和准确性且容易丢失边缘细节信息的问题,提出了一种基于编解码结构的轻量级的边缘检测方法.通过编码器提取图像的边缘特征,在解码端恢复编码器下采样时丢失的边缘信息,编解码器之间采用跳跃连接方法实现低层特征和高层特征之间的融合,采用具有注意力机制的深监督模块,进一步学习多尺度多层次的边缘特征生成精细的图像边缘.该网络模型在BSDS500S数据集上进行训练,实验结果表明,本文方法ODS(optimal dataset scale)与OIS(optimal image scale)分别达到0.808和0.830,在 GTX 1060机器上帧率达到60帧/s,超过了基于卷积神经网络的主流边缘检测方法,具有较好的效果.

    边缘检测编解码跳跃连接注意力机制深监督

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    基于生成对抗网络的人脸年龄渐进合成算法

    杨晓雨王爱侠杨钢李晶皎...
    944-952页
    查看更多>>摘要：人脸年龄合成(face age synthesis,FAS)的目标是根据源人脸图像合成指定年龄人脸图像,同时保留人脸的个人特征和身份信息.针对年龄变换时无关特征容易改变和产生伪影鬼影的问题,提出一种基于生成对抗网络的人脸年龄渐进合成算法.采用基于门控循环单元的年龄编辑模块自适应地过滤或加入特征,并使用属性解耦模块在潜在空间进行对抗学习,通过生成器和判别器的对抗策略保证了真实自然的人脸合成,使用年龄分类约束拟合特定年龄分布,为了保证年龄无关属性的保留,还在生成对抗网络中引入了重建学习.在跨年龄名人数据集(cross-age celebrity dataset,CACD)下的实验结果表明,对比其他基于条件生成对抗网络的算法,提出的算法生成的人脸图像伪影失真有所减少,年龄显著性增强,具有较好的年龄准确性和较高的身份一致性.

    人脸年龄合成生成对抗网络属性解耦潜在空间门控循环单元重建学习

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    激光熔覆(Ti,W)C增强镍基涂层的性能

    杨尚武瞿海霞黎恒君刘常升...
    953-959,1019页
    查看更多>>摘要：为了提高热轧高速钢工作辊的耐磨性,通过激光熔覆技术,在球墨铸铁基体上制备了(Ti,W)C质量分数分别为0%,10%,20%,30%的Inconel 625合金涂层.研究了(Ti,W)C颗粒对涂层微观结构、硬度和耐磨性的影响.(Ti,W)C颗粒均匀分布在涂层中,并与Inconel 625有良好的结合;涂层的硬度随着(Ti,W)C颗粒含量增加从HV0.2280提高到HV0.2424;在摩擦磨损过程中,(Ti,W)C颗粒作为硬质相抑制了磨损中基体材料的局部塑性变形,质量分数30%(Ti,W)C颗粒的Inconel 625合金涂层磨损量仅为0.015 mm3,平均摩擦系数为0.061 6.证明添加适量的(Ti,W)C颗粒会显著提高Inconel 625合金涂层的硬度及耐磨性,并降低了摩擦系数.

    激光熔覆(Ti,W)C颗粒Ni-(Ti,W)C涂层微观结构硬度耐磨性

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    复合纳米流体在歧管微通道内的流动传热数值模拟

    董辉于珂凡赵亮王进...
    960-966页
    查看更多>>摘要：对歧管微通道散热器中复合纳米流体的流动与传热特性进行数值模拟.以水基Al2O3-CuO复合纳米流体为工质,探讨纳米颗粒混合比例、体积分数(φ)、雷诺数(Re)以及引入凹槽对散热器流动换热的影响.结果表明,复合纳米流体在较高的体积分数和雷诺数下具有较好的热力学性能,但相应的压降也会增大.混合比例1∶4的复合纳米流体整体性能最优,在Re=100,φ=6%时,泵功消耗比单一的水基Al2O3纳米流体降低18.9%,综合性能指标提高21.7%.在歧管微通道的侧壁上添加不同形状的凹槽与光滑歧管微通道的换热效果基本相当.

    歧管微通道散热器复合纳米流体凹槽结构流动与传热

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    镁处理对TiN液析行为的影响

    张永余马崑闵义刘承军...
    967-973页
    查看更多>>摘要：为研究镁处理对钛微合金钢在凝固过程中TiN液析行为的影响,采用真空感应炉冶炼了试验钢.利用SEM-EDS结合图像处理软件,分析铸坯径向不同位置处镁处理钢对比非镁处理钢中夹杂物的成分和尺寸变化,并用FactSage软件对夹杂物的形成和析出进行了计算.结果表明:钢中TiN夹杂均在凝固前沿的液相中生成.氮含量增加,凝固过程中TiN的析出温度升高和析出量增加,并对后续Ti4C2S2和MnS的析出产生影响.非镁处理条件下,铸坯1/4处和中心处TiN夹杂的平均粒径分别为2.48和2.11 μm,镁处理后,尺寸分别降为1.50,1.45 μm和1.48,1.38 μm,数密度也有所增大.添加微量Mg,MgO·Al2O3即可稳定存在于钢中并在钢液降温过程中成为TiN的凝固核心,促使TiN夹杂分布弥散,减少了大尺寸TiN的生成.

    镁处理钛微合金钢TiN析出热力学

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    上肢康复机器人模糊自适应交互控制研究

    单泉张顺黄建聪陈砚...
    974-983页
    查看更多>>摘要：为解决脑卒中患者在主动康复训练过程中因患者个体差异导致的训练强度不足或过强问题,提出了一种基于模糊规则的上肢康复机器人自适应交互控制系统.针对不同病情患者的肌力差异,设计模糊自适应阻抗控制器.控制器基于人机交互力和系统误差,利用模糊推理对阻尼和刚度系数进行自适应调节,改变训练强度,实现康复机器人按需辅助控制.为保证康复训练过程中运动轨迹的准确跟踪,设计GA-FuzzyPID控制器,基于改进遗传算法对模糊规则隶属度函数和规则库进行优化,降低康复机器人轨迹跟踪误差.基于Matlab/Simulink对系统进行轨迹跟踪和自适应阻抗控制仿真实验.结果表明,轨迹跟踪实验中,GA-FuzzyPID控制器的轨迹误差相较于PID控制器和FuzzyPID控制器分别降低了55.9%和34.0%,有效提高了轨迹跟踪精度;自适应阻抗控制实验通过与固定阻抗方法进行对比,验证了所提自适应交互控制系统的有效性和可行性.

    上肢康复机器人阻抗控制模糊规则遗传算法自适应控制

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    指尖自锁欠驱动机械手设计与研究

    郭立新李泽豪赵明扬
    984-991页
    查看更多>>摘要：欠驱动机械手结构简单、成本低、易于控制、自适应能力强,但欠驱动机械手是通过机械限位与弹簧约束来完成抓取,抓取稳定性差,无法输出较大的指尖抓取力.本文提出一种新型的指尖可自锁的欠驱动三指机械手,在抓取时远指节与中指节可实现自锁,增加了抓取的稳定性.同时建立了单指的D-H运动学模型,利用MATLAB分析了机械手的工作空间,对手指进行了静力学分析,利用ADAMS软件对机械手进行仿真分析,最后进行抓取测试,结果表明指尖自锁机械手能输出更大抓取力,从而验证了指尖自锁机械手结构的合理性与可行性.

    机械手指尖可自锁欠驱动受力分析抓取试验

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