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期刊信息/Journal information
中北大学学报(自然科学版)
中北大学
中北大学学报(自然科学版)

中北大学

靳祯

双月刊

1673-3193

xbzr@nuc.edu.cn

0351-3925798

030051

太原13号信箱

中北大学学报(自然科学版)/Journal Journal of North University of China北大核心CSTPCD
查看更多>>本学报是自然科学类学术期刊,充分反映我校生要研究成果,促进学术交流,已被EI、CA、SA、PЖ、中国科学引文数据库等收录。
正式出版
收录年代

    基于运动模式划分的工业机器人健康监测方法

    张中伟王传刚韩炎序张超...
    12-21页
    查看更多>>摘要:由于工业机器人存在多运动模式耦合的问题,传统的健康监测方案需要在每个关节处单独安装传感器,难以满足实际工业现场需求.本文以6关节工业机器人为研究对象,基于振动信号研究了多运动模式切换场景下工业机器人的健康监测方法.首先,通过跳变点算法实现机器人运动模式划分,获取不同运动模式对应的信号区间.其次,对不同运动模式的信号分别提取监测指标.最后,基于控制图法实现工业机器人不同关节的健康监测.在工业机器人退化实验数据中验证了本文所提方法,表明本文所提方法能够在仅使用两个振动传感器的条件下实现机器人6个关节的健康状态监测.本文所提运动模式划分算法在对大量历史退化数据进行分析时,所需运行时间更短、单次精度更高且重复性更好.本文提出的方法能够在使用少量传感器的条件下,有效避免运动模式耦合和采样信号的差异可能导致的监测结果误判,使得监测结果更加精准可靠,适用于实际工业现场的工业机器人健康状态监测.

    工业机器人健康监测运动模式划分控制图法

    一种未知转速下的RV减速器故障诊断方法

    唐靖林长鹏柳景兰江...
    22-29页
    查看更多>>摘要:随着制造业的快速发展,工业机器人已经成为智能制造的核心执行单元.针对旋转矢量(Rotary vector,RV)减速器在运行过程中转速时变、瞬时转速不易被读取的问题,提出一种基于电流信号和振动信号的RV减速器健康状态评估方法.基于电流信号的瞬时频率获取输入转频信息,计算得出减速器组成部件的故障特征频率;同步截取平稳振动信号,再利用粒子寻优的变分模态分解算法对提取出来的振动特征进行分解,并基于多维评价函数选取故障敏感分量进行包络分析,以挖掘故障信息进而评估其健康状态.最后,通过实验数据集验证该方法的有效性.结果表明,本文所提方法可以获得工业机器人在作业时的关节输入转速,同时,多维评价函数可以从RV减速器信号中提取富含冲击信息的故障敏感分量.

    未知转速工业机器人旋转矢量(Rotaryvector,RV)减速器故障诊断多维评价函数

    给定悬挂点个数的分子树的ISDD指数的极值

    赵芳方邵燕灵
    30-35页
    查看更多>>摘要:设G=(V(G),E(G))为n阶连通图,其顶点集为V(G),边集为E(G),用deg(x)表示顶点x的度,则图G的反对称分割指数为ISDD(G)=∑xy∈E(G)(deg(x)·deg(y)/deg(x)2+deg(y)2).本文主要采用不等式和分类讨论法对具有固定悬挂点的分子树的ISDD指数进行了研究,分别讨论了悬挂点个数为偶数和悬挂点个数大于等于3时分子树的ISDD指数的极值,分子树是指顶点度不超过4的树.首先,确定了当悬挂点个数为偶数时,分子树中反对称分割指数为最小值,此时,ISDD(MT)=1/2 n-31/85 p-1/10;其次,确定了当悬挂点个数大于等于3时,分子树中反对称分割指数为最大值,此时,ISDD(MT)=1/2 n-9/65 p-1/2,并刻画了达到ISDD指数极值的分子树.

    反对称分割指数(ISDD指数)悬挂点分子树

    带导数非线性项的耦合Tricomi方程组解的破裂

    王晓东明森韩伟任翠...
    36-43页
    查看更多>>摘要:在空间维数n≥2时,研究带导数非线性项的耦合Tricomi方程组的小初值问题.通过定义问题的能量解并构造适当的检验函数,得到关于解的积分泛函的不等式.根据非线性项指数的范围将解的性态研究分为次临界情形及临界情形.在次临界情形利用改进的Kato引理,在临界情形利用迭代方法,证明了问题的解会在有限时间破裂.同时,在次临界情形得到幂次形式解的生命跨度的上界估计,在临界情形得到指数形式解的生命跨度的上界估计,推广了现有文献的结论.

    导数非线性项耦合Tricomi方程Kato引理迭代方法破裂生命跨度

    两图运算后Sombor指数的上界

    符惠芬梅银珍
    44-49页
    查看更多>>摘要:Sombor指数是基于顶点度引入的一种新的化学拓扑指数.本文研究了两个有限简单的连通图经过连接运算、笛卡尔积运算、冠运算、字典序积运算、对称差运算后的Sombor指数,并且刻画了其极图.首先,对每种运算后表达式的边进行了分类.然后,利用顶点的最大度并结合不等式放缩,给出了各运算图Sombor指数上界的估值不等式.最后,证明了取得Sombor指数上界的条件为两图都是正则图.

    Sombor指数的上界连接运算笛卡尔积运算冠运算字典序积运算对称差运算

    考虑进口温度畸变的涡轮级非定常流动数值仿真

    闫文鑫王强谢金耀徐涛...
    50-57页
    查看更多>>摘要:为更好地预测涡轮级非定常流动特征,以准确分析进口温度畸变对下游叶排产生的影响.本文基于有限差分法开发了多级涡轮非定常流动数值求解器,通过试验数据验证其准确性和可行性,利用该求解器针对进口温度畸变进行了单级涡轮非定常流动数值仿真.以某单级高压涡轮作为研究对象,改变进口总温分布条件,设计了在进口总温均匀分布、总温沿径向不均匀分布和涡轮进口存在热斑3种方案下,进口温度畸变对马赫数、叶片热负荷等因素产生的影响,以及高温气流迁移路径的变化规律.结果显示,进口温度畸变对单级涡轮内部流场的影响不大,进口温度径向不均匀分布会导致导叶径向中上部分出现带状高温区域,在60%叶高处的导叶前缘温度最高.这种现象会因热斑的存在而加剧,在同一周期内进口温度畸变不会造成导叶表面最高温值的大幅度变化.主流气体在涡轮流道作加速运动,热斑由椭圆形逐渐变窄,温度降低,在导叶尾缘与脱落涡相互作用,气体受挤压边缘呈现锯齿状.动静交接面后,在动叶前缘和动叶压力面热负荷较为显著,并且在同一周期内进口温度畸变会使动叶表面的最高温值在一定范围内变化,在涡轮流道内进口温度畸变不会使高温气流在径向方向上的发生较大的偏移.

    温度畸变径向分布不均匀热斑非定常流动单级涡轮

    基于可视图特征与CatBoost的转辙机故障诊断

    杨喜旺王智超黄晋英荆丽澄...
    58-65页
    查看更多>>摘要:针对道岔转辙机转换油压信号难以提取有效的故障特征且传统的故障诊断方式效果差的问题,本文提出一种基于可视图特征与CatBoost的道岔转辙机故障诊断方法.首先,采用可视图算法将时域信号转换为复杂网络图.然后,提取复杂网络图的5种统计特征,即网络平均度、全局聚类系数、平均路径长度、传递性特征与网络图密度.最后,通过CatBoost算法实现道岔转辙机故障诊断.将该方法分别与其它特征提取方法、故障分类算法进行比较.实验结果表明:可视图特征能够更有效表征道岔转辙机的工作状态,CatBoost算法对道岔转辙机4种工作状态的诊断准确率达到97.5%,验证了该方法的有效性和优越性.

    可视图特征道岔转辙机CatBoost算法故障诊断

    基于多阶段特征选择和CNN-GRU的网络入侵检测模型

    王相月赵利辉
    66-73页
    查看更多>>摘要:针对网络入侵检测数据中冗余特征多导致入侵检测准确率低的问题,本文提出了一种基于多阶段特征选择和CNN-GRU的网络入侵检测模型.首先,针对数据集的特征冗余,结合皮尔逊相关系数(PCC)和随机森林(RF)构建PCC-RF特征选择算法进行多阶段特征选择,构造最优特征子集.其次,利用卷积神经网络(CNN)对空间特征的强大提取能力和门控循环单元(GRU)的优秀时序特征提取能力,构建CNN-GRU模型.最后,将最优特征子集输入到CNN-GRU模型中进行训练.使用UNSW-NB15数据集进行实验,实验结果表明:数据集在经过PCC-RF特征处理算法后,维度更低,效果更佳,本文所提模型检测准确率达到84.72%.

    网络入侵检测特征选择卷积神经网络门控循环单元

    受媒体报道影响的SEIAQRS传染病模型分析

    王美艳薛亚奎
    74-82页
    查看更多>>摘要:为深入了解新型冠状病毒肺炎的传播机制,建立了具有媒体报道和隔离的SEIAQRS传染病模型.利用基本再生数Rc讨论了平衡点的存在性与稳定性.当Rc<1时,无病平衡点是全局渐近稳定的,当Rc>1时,存在唯一的局部渐近稳定的地方病平衡点.分析了模型参数α(有症状感染者的隔离率)、p(有症状感染者的恢复率)和m0(媒体报道系数)对基本再生数的影响,发现隔离有症状感染者、提高有症状感染者的恢复率和加大常态化宣传传染病知识的媒体报道,能降低基本再生数Rc.最后,通过数值模拟验证了媒体报道和有效隔离能减少感染人数,进而有效控制新型冠状病毒肺炎的传播.

    媒体报道传播率隔离SEIAQRS传染病模型

    不同温度下PYX在3种溶剂中的结晶形貌预测

    雷超刚吕天成胡立双刘洋...
    83-89页
    查看更多>>摘要:本文应用分子动力学模拟方法,模拟了2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)在真空中的晶体形貌.通过计算溶剂和晶面之间的相互作用能,修正了附着能,模拟出5种温度条件下PYX在3种溶剂(二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP))中的晶体形貌.结果表明:PYX在真空条件下主要显露的3个晶面分别是(0 1 1)晶面、(1 0 1)晶面、(1 1 0)晶面,总面积占比为95.975%,PYX在真空中的晶体形貌是较为规整的多面体,纵横比为1.388.PYX各晶面与3种不同溶剂的相互作用能差异较大,导致各晶面修正附着能的差异较大,而且不同温度对晶面能量的影响也较显著,导致形貌各不相同.其中,298 K时NMP溶剂的作用和418 K时DMF溶剂的作用,均促使PYX呈现出类球体,纵横比分别是1.311和1.322,为制备PYX球晶提供方向.

    耐热炸药2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)温度晶体形貌分子动力学