信息与控制

• 基于改进RTMDet的水稻种子缺陷检测方法

  宋天平;

  随着粮食工业行业智能化进程的推进，对水稻种子缺陷检测的效率和速度要求日益提升。针对水稻种子目标较小、数量密集、存在遮挡等难点，提出了基于RTMDet改进的Rice-RTMDet模型，该模型能够实现高效、准确的端到端密集小目标缺陷检测。该模型引入基于区域注意力机制的模块和优化损失函数设计，提升了在复杂环境下的密集小目标缺陷检测能力，并通过精简特征融合实现了模型的轻量化。实验结果表明，改进的RTMDet模型仅需1.5 M参数量，mAP（均值平均精度）和AR（平均召回率）即可分别达到97.6%和98.8%。该方法在检测多品种混杂样本，部分遮挡样本，破损、虫噬和发霉的缺陷样本时，均展现出良好的检测效果和鲁棒性，为粮食工业智能化提供了技术支持。

  2025年04期 No.305 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1241K]
  

• 基于改进YOLOv10n的莲子检测算法研究

  叶琛;文国知;

  针对工厂加工的莲子不同成熟度以及不同品质相互混杂的问题，提出了一种基于改进YOLOv10n的莲子分类检测算法YOLOv10-Lotus。该算法引入LSKA注意力机制，与主干网络SPPF模块相结合，针对莲子表面的细微特征进行优化，提升网络的特征提取能力；引入DySample上采样模块代替原来的上采样模块，为模型提供轻量且高效的采样能力；采用MPDIoU损失函数代替CIoU损失函数，提升边缘检测框的检测性能。在莲子数据集上进行实验验证，结果表明，YOLOv10-Lotus的mAP达到95.1%，精确度、召回率分别为89.6%、87.8%，权重大小为6.4 MB。与原模型YOLOv10n相比，YOLOv10-Lotus的mAP、精确度、召回率分别提升了3.3%、4%、4.7%,FPS达到178.1帧/s。提出的YOLOv10-Lotus能够实现精准检测分类，为莲子检测提供一种有效方法。

  2025年04期 No.305 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1038K]
  

• 反向传播神经网络的水质监测自适应优化模型构建研究

  刘丽;韩睿;

  在传统水资源监测中，通常采用人工采样与实验室分析手段、固定阈值传感器组网体系以及标准机器学习模型应用等方法，这些技术存在响应延迟较高、测量精度有限及海量数据处理效率低等问题。为此，研究设计了一套融合物联网架构与改进反向传播神经网络（BPNN）技术的水环境智能监测系统，其中构建的水质监测优化模型展现出显著的自适应特性。该模型的技术创新点为：采用自适应学习率机制来优化BPNN权重的更新，数据经过清洗、归一化和时空对齐来提升其质量，再利用非线性建模方法解析水质参数间的复杂关系。实验结果表明：改进后的BPNN模型在150次迭代内完成收敛，相比传统训练效率提升50%，水质分类准确率达98%，误判率低于2%，系统在20米组网范围内丢包率仅为2%，支持实时数据传输与历史回溯分析。该系统在滇池水域的部署中实现了水质类别的精准判别，评价结果与实际监测一致，为水资源管理提供高效、智能化的技术支撑。

  2025年04期 No.305 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1023K]
  

机械与材料

• 矩形钢管混凝土双盖板穿芯螺栓连接构造优化分析

  张思嘉;

  近年来，我国风电行业的发展重心不断向低风速区偏移，大型风力发电机应运而生。风机大型化会给传统风机塔架的支撑结构带来设计、制造以及运输等方面的挑战。基于此问题，文章提出了一种新型装配式风机塔架—矩形钢管混凝土束风机塔筒，塔筒之间采用双盖板穿芯螺栓来进行连接。探讨在不同工况下，风机塔筒连接构造参数对其承载力性能的影响，结果表明：当双盖板穿芯螺栓连接节点区域的高强螺栓从M16变化到M27时，平面外荷载作用下其承载能力增大约80.24%，平面内荷载作用下增大约68.08%。而当内连接板厚度从12 mm增加到20 mm时，在平面外荷载作用下其承载能力增大约4.16%，平面内荷载作用下其承载能力仅增加12.50%，原因是连接区域的承载力主要由内填混凝土控制，增加钢板厚度对其承载力的影响较小。

  2025年04期 No.305 25-33+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K]
  

• 基于ANSYS的316不锈钢增材过程温度场模拟

  闫保山;代新晓;孙若桐;

  由于316不锈钢具备较好的耐腐蚀性和力学性能，被广泛应用在海洋工程、化工医药等领域。但传统的制造工艺难以满足复杂的结构与高强度的成型需求，通过激光增材逐层堆积工艺，可以满足上述需求。热输入调控是优化316不锈钢工件综合性能的关键手段之一。文章聚焦316不锈钢增材制造过程，系统分析不同参数条件下温度场的变化特征，以期为改善316不锈钢工件综合性能奠定理论基础。文章采用控制变量法，研究了激光功率、打印速度、打印方向三个工艺参数对316不锈钢增材制造温度场的影响。在ANSYS中通过APDL指令流进行数值模拟分析，得出激光功率对熔池温度有显著的正向影响，打印速度对熔池温度具有一定的负向影响，增材方向会使局部温度升高等结论。为316不锈钢增材构件的残余应力控制与组织均质化指明了工艺优化方向，更为海洋工程耐蚀部件、核能装备等领域的精密增材制造提供了可量化的热管理策略，具有重要工程应用价值。

  2025年04期 No.305 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1103K]
  

• 工业机械臂多软件联合仿真与特性分析

  付靖凯;邸雪阳;孙铭鑫;

  随着智能制造技术的普及和工业生产自动化水平的提高，工业机械臂逐渐成为生产制造的主要力量。为确保自动化生产中机械臂运行和工作的可靠性，文章针对生产线中高频高载的工业机械臂，从运动性能、力学特性、动力学等多方面对机械臂进行全面综合分析校验。文章以某知名品牌多自由度机械臂为例，给出了基于MATLAB的运动学分析方法、基于ADAMS的动力学分析方法以及基于ANSYS Work-Bench的振动冲击分析方法。在研究机械臂冲击响应分析中，为适应机械臂高精仪器模态与网格特性，特别提出了一种Lindley-Yow与Gupta模态组合方法，该方法优化了常规SRSS方法，弥补了常规SRSS方法带来的质量缺失和响应不完整的缺陷。研究通过多软件联合仿真，系统性地从多个角度研究工业机械臂性能，切实可靠地指导自动化生产设备作业。

  2025年04期 No.305 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1011K]
  

电气与电子

• 数字电路可靠性设计方法研究——基于RS触发器约束条件与特性方程的协同验证

  胡世昌;

  通过针对RS触发器类型转换实验中出现的意外错误进行的深入仿真实验，验证了约束条件的重要性，证明了Digital仿真软件具有良好的仿真性能。通过深入讨论和分析，展示了RS触发器的特性方程和约束条件是密不可分的。该实验说明，电路设计中要利用触发器的特性，必须满足约束条件，才能保证其可靠性。可靠性需要通过严谨的设计来实现，而非依赖测试。深入讨论发现，结合特性方程和约束条件，易于实现从RS触发器到D触发器、T触发器和JK触发器的变换，这种“基于原理的设计”更加有利于学生理解和掌握各类触发器知识。

  2025年04期 No.305 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K]
  

• 多级协调的养鸡场自动集蛋车设计

  徐君鹏;王文腾;彭占磊;

  我国中小规模养鸡场收集鸡蛋，主要靠饲养员定期按照固定频率收蛋，由此产生收蛋效率低、高峰期时需要增加人工的问题。本文设计了一款基于PLC控制的多级协调自动集蛋车，以实现鸡蛋自动收集、装托及传输。针对养鸡场多为四层层叠式养鸡笼结构的特点，首先采用PLC为主控单元，实现各个环节的控制；其次借助无线通信模块实现上下位机实时通信；最后依靠改进型遗传算法预设的路线，利用遗传磁导航传感器完成路线循迹，利用光电开关等传感器进行物位检测。该设计适配中小规模养鸡场，成本低且效率高，还可通过增加集蛋车数量拓展至更大规模养鸡场，具备一定的实用价值。

  2025年04期 No.305 55-60+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
  

建筑与水利

• 玻璃幕墙耐撞击性能多维度评价与应用

  王莎莎;

  采用LS-DYNA软件建立单层和双层幕墙玻璃的有限元模型，通过钢球冲击数值模拟试验，系统分析了不同冲击速度下两种玻璃结构的最大变形、应力分布及破坏响应时长差异。结果表明，在总厚度相同的条件下，双层玻璃结构表现出更优秀的耐撞击性能，其最大变形量、应力分布及破坏响应时长均优于单层玻璃。然后，基于仿真数据，提出了玻璃幕墙耐撞性能的多维度评价体系，并将该评价体系用于实际案例，取得了良好的经济效益。本研究为幕墙结构安全设计和成本控制提供了技术参考。

  2025年04期 No.305 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1026K]
  

• 城镇生活污水处理厂微孔曝气系统改造及效能研究

  俞健;赵六虎;王磊;

  昆山某城镇生活污水处理厂在转碟曝气系统老化导致能耗上升的情况下，将原表曝系统升级为底部微孔曝气系统，对比了改造前后的效率和能耗数据。结果表明：改造后的系统在保持出水水质达标的同时，显著提升了污染物去除率，其中COD、 TP、 TN的去除率分别提升了4.36%、 2.46%和3.65%。全厂能耗节省了55.3%，实现每处理1 kg COD节省电耗26.2%，节省原材料费用16.7万元。微孔曝气技改工程投资回报周期3.18年，对于提高污水处理效率、节能降耗和维护工艺稳定性具有重要意义。

  2025年04期 No.305 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
  

新工科建设

• 基于仿真环境的虚实结合攻防实战教学研究

  刘姜;

  针对高职院校网络安全教学中重理论轻实践导致的知行脱节问题，创新性提出了虚实结合、攻防一体的教学模式。其核心在于利用Docker+Kubernetes容器化技术构建高动态仿真环境，设计以“探测—分析—攻击—持久化”完整攻击链为主线的分级任务体系，并配套“机器评分+教师评审+红蓝对抗”三维评价机制。教学实践表明，该模式显著提升了学生的实战能力，实验班学生漏洞分析准确率提升至78.6%，攻防任务完成效率提高34%，复杂攻击链任务完成率达92%，防御方案创新性评分较对照组高出27%。该模式有效解决了传统教学中场景碎片化、考核单一化等问题，为网络安全实战教学提供了可复制的解决方案。

  2025年04期 No.305 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K]
  

• 《辽宁开放大学学报（自然科学版）》征稿启事

  <正>《辽宁开放大学学报（自然科学版）》（原《电大理工》）是由辽宁开放大学（辽宁装备制造职业技术学院）主办的自然科学类学术期刊（国内统一刊号：CN 21-1624/N，国际标准刊号：ISSN 2097-552X，季刊，每季度末月28日出刊）。本刊聚焦自然科学领域的理论创新与实践应用，致力于推动学科交叉融合与成果转化。现面向高校师生、科研院所及企业技术人员公开征稿，诚邀国内外学者赐稿！

  2025年04期 No.305 79页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
  
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