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期刊信息/Journal information
厦门大学学报（自然科学版）
厦门大学
厦门大学学报（自然科学版）

厦门大学

张鸿斌

双月刊

0438-0479

jxmu@xmu.edu.cn

0592-2180367

361005

福建省厦门市厦门大学囊萤楼218-221室

厦门大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Xiamen University(Natural Science)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由厦门大学主办，国内外公开发行的综合性学术期刊）双月刊），是中国优秀科技期刊、中国自然科学核心期刊。主要刊载数学，物理学，计算机与信息工程，技术科学，化学，化工，海洋学，环境科学，生命科学等学科的最新研究成果。本刊坚持党的基本路线，提倡“双百”方针，以促进科学技术的发展，为传播科技成果，发现和培养科技人才提供了一个总结经验、相互交流的园地。
正式出版
收录年代

    基于制造加工因素诱导的涡轮泵叶片故障与可靠性分析

    杨磊窦唯龚杰峰石珊珊...
    252-258页
    查看更多>>摘要：[目的]对制造加工因素可能诱导的液体火箭发动机涡轮泵转子系统的涡轮叶片故障及其可靠性进行分析.[方法]首先总结叶片加工方法中可能会形成的加工缺陷并提取特征,然后选取具有代表性的缺陷因素构建缺陷-力学模型,通过有限元分析软件得到仿真结果,再采用模糊聚类分析的方法拟定评价指标,预测叶片寿命并计算由加工缺陷诱导的可靠性程度.[结果]制造加工因素会较大概率引起涡轮叶片的故障与可靠性问题.[结论]未来应在涡轮泵等重要核心零部件的可靠性分析中加入对制造加工因素诱导的故障分析,论文提出的研究方法对发动机涡轮叶片的可靠性预测及故障分析具有一定的理论指导意义.

    制造加工缺陷涡轮叶片有限元分析模糊评判可靠性分析

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    基于改进粒子群算法的移相全桥模糊PID控制

    赵凯曾涛
    259-270页
    查看更多>>摘要：[目的]为了得到具有良好性能指标的移相全桥(PSFB)控制方案,本文提出了基于改进粒子群算法(IPSO)寻优的模糊比例积分微分(PID)控制方法.[方法]在PSFB的小信号模型基础上,使用模糊控制器改善PID的参数,随后应用自适应惯性权重和压缩因子法优化PSO的全局特性和收敛性,进而计算模糊控制器的比例因子和量化因子,以提高系统的控制效果.在Simulink仿真环境中分别使用常规PID、模糊PID、IPSO优化模糊PID三种方式对移相全桥拓扑进行仿真,并设计了一台100 W的样机,验证所提控制策略的有效性.[结果]仿真结果中,IPSO优化的模糊PID控制相对于常规PID和模糊PID,其调节时间、超调量、稳态误差分别下降79.6％、99.4％、42.9％和40.2％、20％、87.5％;基于TMS320F28034硬件的实验结果中,IPSO优化的模糊比例积分(PI)控制相对于增量式PI和模糊PI,其调节时间、超调量、稳态误差、电压输出纹波分别下降52.4％、56.4％、46.7％、75.0％和 12.1％、37.4％、20％、66.7％.[结论]将IPSO应用于PSFB的PID控制,相对于常规PID和模糊PID,具有更高的控制精度、更快的收敛速度、更强的抗干扰能力.

    移相全桥模糊PID控制改进粒子群优化

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    具有对称斜装动量轮的再入体动力学分析与姿态鲁棒控制

    陈水宣王少敏洪昭斌王伟东...
    271-279页
    查看更多>>摘要：[目的]针对动量轮再入体姿态控制中存在转矩控制不足的问题进行研究.[方法]提出一种均匀对称斜装的动量轮布局,并利用拉格朗日第二类方程建立动量轮再入体的姿态动力学模型.基于动力学模型设计一种积分滑模综合控制策略,该策略考虑输入饱和对系统的影响,利用非线性扰动观测器对系统的不确定项进行估计.[结果]仿真与再入体模拟实验显示:在同样的控制需求下,本文提出的对称斜装动量轮布局所提供的最大转矩输出相较于传统正交的动量轮布局下降了 60％.在引入输入饱和补偿的控制器作用下,控制输入可以更快地脱离饱和状态,再入体在4 s内稳定跟踪期望信号,稳定跟踪误差小于0.07°.[结论]本文提出的对称斜装动量轮布局通过动量轮之间的耦合,提高了动量轮的利用效率.相较于传统滑模控制,本文提出的积分滑模综合控制策略在再入体姿态控制上有抖振低、相对超调量小、鲁棒性高的优点,可有效地对再入体的姿态调整进行精确控制.

    动量轮再入体积分滑模非线性扰动观测器抖振抑制输入饱和

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    自适应二次反馈控制下的驱动响应网络脉冲同步

    胡娜黄振坤赵玲
    280-286,314页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高控制效率,研究时滞和非时滞驱动响应网络脉冲同步的自适应二次反馈控制.[方法]本文运用了 Lyapunov函数、椭球边界点参数化和脉冲微分比较定理,研究了在时滞和非时滞情况下驱动响应网络的脉冲同步问题.[结果]在本文所设计的自适应二次反馈控制器的作用下,驱动网络系统和响应网络系统在椭球体ε((P))={e∈Rn2:eT(P)e≤1}内达到同步.以单能源系统为网络节点,含二次项的自适应脉冲控制比不含二次项的自适应脉冲控制误差更小,同步更快.[结论]对于驱动响应网络脉冲同步的自适应反馈控制问题,引入二次项的反馈控制器可以提高同步速度,降低同步误差.

    驱动响应网络自适应二次反馈控制脉冲同步

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    基于深度学习的混响感知麦克风阵列语音增强

    何伟刘雨佶童峰康元勋...
    287-295,304页
    查看更多>>摘要：[目的]针对基于深度神经网络频谱估计的麦克风阵列算法存在数据依赖的问题,提出了一种基于深度学习的混响感知麦克风阵列语音增强算法.[方法]首先利用麦克风阵列波束形成输出与原始信号做互相关,以近似房间冲激响应的形式获取当前环境的混响特性作为LSTM网络的输入,网络模型以干净语音为目标进行训练从而输出房间冲激响应泛化向量,最后通过组合近似房间冲激响应与房间冲激响应泛化向量获得后置抗混响滤波器系数,实现语音增强.[结果]仿真和实验结果中,与波束形成、加权预测误差算法和传统深度学习去混响算法相比,所提出的方法在不同混响场景下具有更好的表现.[结论]本文方法在不同混响场景下都具有相对稳定的抗混响能力,具有较好的泛化性能.

    混响麦克风阵列波束形成房间冲激响应深度学习长短时记忆

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    基于角度压制比谱减的环境自适应双麦语音增强

    张家扬何伟童峰卢荣富...
    296-304页
    查看更多>>摘要：[目的]针对智能终端小型化、使用场景多样化的发展趋势,研制一种既能满足严苛的尺度、算力、存储空间限制,又能实现环境自适应的双麦语音增强算法.[方法]考虑到麦克风阵列波束形成算法可以增强期望方向信号,同时抑制非期望方向的噪声,但小尺寸阵列波束主瓣波束宽度较宽、影响增强效果.在小尺寸双麦对目标方向进行波束对准增强的基础上,参考干扰方向噪声,进一步对目标方向语音进行谱减处理,并引入角度压制比实时检测干扰方向噪声的能量估计,实现对不同混响、噪声类型的自适应处理,从而提升语音增强效果.[结果]角度压制比随混响时间增加而增大,与信噪比不相关.相对于原始带噪信号、滤波-累加波束形成(filter-and-sum beamforming,FSB)信号、FSB结合固定对向谱减的语音增强信号,通过FSB结合角度压制比自适应对向谱减得到的语音增强信号,在不同噪声类型、不同信噪比和不同混响时间下,均能得到最高的分段信噪比得分和大多数的最高客观语音质量评估得分.[结论]角度压制比能一定程度地反映不同的混响情况,利用角度压制比得到的谱减阈值具有一定的环境适应性.

    双麦麦克风阵列波束形成谱减角度压制比

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    一种新型稳定可结合三维本构的近场动力学方法

    林哲汪磊古泉
    305-314页
    查看更多>>摘要：[目的]针对目前两种近场动力学(PD)理论,键型PD(BPD)无法应用三维材料本构模型,而态型PD在均匀化过程中出现零能模式常导致强非线性问题不稳定的挑战,研究一种新型混合PD(HPD),以增强PD理论在求解复杂强非线性问题时的稳定性和实用性.[方法]HPD方法结合BPD和SPD的优点参照BPD,将PD点与影响域内其他PD物质点相连形成键,键上的力通过键中点截面上的应力及其法向向量的乘积计算得到,应力可由三维本构关系计算,而应变则使用与SPD类似的方法拟合得到.在HPD中,键力方向与键的方向并不一致.最后通过两个数值算例验证了 HPD方法的正确性和稳定性.[结果]在第一个算例中,可以观察到两种影响域半径的HPD和有限元方法(FEM)的结果高度相似.力加载行(M-M)中的最大相对误差仅为4.58％,模型顶行(N-N)中的最大相对误差仅为0.51％.相比之下,由于零能模式的存在,SPD的最大相对误差为382.68％和5.61％.在第二个算例中,选择A点作为代表点,比较了 3种方法计算的位移时程.在靠近底座的A点,SPD在位移计算的初始阶段表现出较高的精度.然而,当模型进入强非线性时,误差便会显著增加,达到约65.65％.相比之下,HPD有效地解决了这个问题,在最大位移点实现了仅0.2％的相对误差.[结论]HPD可以消除零能量模式的影响,而且在各种影响域半径下都能产生更准确的结果;即使在强非线性情况下HPD也能解决零能模式问题,同时可确保应力和应变的精确预测,可有效解决强非线性和大变形问题.此外,HPD可以与各种材料模型相结合,是一种实用且有效的计算方法,可用于解决各种复杂问题.

    近场动力学零能模式三维材料本构强非线性

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    一类退化抛物方程熵解的稳定性

    詹华税袁洪君
    315-320页
    查看更多>>摘要：[目的]考虑需要承担金融风险的情况下代理人的决策问题的效用函数满足的方程 uxx+uuy-ut=f(x,y,t,u),此方程属于强退化抛物方程,如何选择合适的边界条件使得其弱解具有唯一性和稳定性是一个具有本质难度的问题.[方法]通过选取合适的检验函数,找到了适用于此强退化抛物方程的部分边界条件的表达式.[结果]改进了相关文献的结果,并利用Kruzkov双变量方法讨论了该方程在部分边界条件下BV熵解的稳定性;并在一定条件下探讨了独立于边界条件下的稳定性问题,给出了具体的例子.[结论]揭示了非线性退化抛物方程边界条件与空间变量所在的区域的几何性质具有密切的联系,这是一个容易被忽略但又是非线性退化抛物方程边界条件所具有的本质特征,因此具有比较重要的理论意义.

    Kruzkov双变量方法金融数学BV熵解稳定性

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    空间分布阶时间分数阶扩散方程的高精度算法

    龚珊珊陈景华刘欣然
    321-328页
    查看更多>>摘要：[目的]目前空间分布阶方程的求解多为时间整数阶,且空间的收敛阶大多为二阶和三阶,很难达到四阶,为了提高Riesz空间分布阶Caputo时间分数阶扩散方程求解过程中的空间收敛精度,提出一种高阶的有限差分法.[方法]基于数值解法对Caputo时间分数阶导数采用L1插值逼近离散;分布阶导数利用复化Simpson求积公式,将分布阶微分方程转化为一个多项Riesz空间分数阶导数的微分方程;从而构造方程的高阶数值离散格式,并运用矩阵分析的方法证明该数值格式具有稳定性和收敛性.[结果]在求解该分布阶微分方程中,该数值方法使得空间和分布阶的收敛阶达都达到了四阶,时间上的收敛阶达到了 2-β阶.[结论]本文构造出的Riesz空间分布阶Caputo时间分数阶扩散方程的高阶差分格式,可使得空间上的收敛阶达到四阶,适用于高精度求解场景.

    分布阶有限差分稳定性收敛性

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    疫苗接种效应影响下的SVEIR模型的动力学分析

    王海玲翁智峰
    329-334页
    查看更多>>摘要：[目的]由于流行病会随着时间的变化而发生变化,因此,结合现实情况,研究一种受接种疫苗比率和免疫率影响的带时变性质的SVEIR疾病传播模型的平衡点的动力学性质.[方法]首先,通过构建动力学模型研究平衡点的存在性;其次,利用下一代矩阵法得出模型的基本再生数R0和有效再生数Re;最后,通过Lyapunov定理和Routh-Hurwitz判别方法对病毒的基本再生数和有效再生数进行稳定性分析.[结果]通过python数值仿真实验,得出当R0＜1时,疾病会消失;当R0＞1时,流行病会转化为地方流行病;当R0=1时,系统会出现临界分岔现象.[结论]接种疫苗是疾病防控的关键措施之一.Ro的取值决定流行病的演化结果.

    疫苗接种效应时滞SVEIR模型稳定性

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