吉林化工学院学报

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吉林化工学院学报
Journal of Jilin Institute of Chemical Technology
（月刊，1984年创刊）
主管单位：
吉林省教育厅
主办单位：
吉林化工大学
编辑出版：
吉林化工学院学报编辑部
主编：武敬杰
ISSN 1007-2853　CN 22-1249/TQ

当期目录

2025年, 第42卷, 第7期　刊出日期：2025-07-25

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吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 0-.

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N-甲基氧化吗啉合成工艺的研究

李帅飞, 丁启宸, 徐根松, 张吉波

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 1-3. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.001

摘要 ( 6 )

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以N-甲基吗啉（NMM）和过氧化氢（H2O2）为原料，在常压、未使用催化剂、40～90℃的条件下，与正己烷边反应边脱水合成N-甲基氧化吗啉（NMMO）。考察了H2O2和正己烷的用量以及温度等因素对实验结果的影响，确定了较为适宜的工艺条件：n（NMM）∶n（H2O2）＝1.0:1.2，正己烷用量60～70 mL，反应温度75℃。其NMM转化率大于98%，NMMO收率大于93%。

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遗传算法—BP神经网络优化南瓜多糖的提取工艺

李新胜, 杨璐, 荣爽, 王慧竹

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 4-10. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.002

摘要 ( 5 )

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为提高南瓜多糖得率，本研究采用超声辅助提取法，从液料比、超声功率和超声时间三个因素进行单因素实验，并基于Box-Behnken试验设计分别应用响应面法和遗传算法-BP神经网络模型对提取工艺进行优化。结果表明，遗传算法-BP神经网络和响应面法优化的最佳工艺条件下，多糖实际得率与预测值的相对误差分别为0.75%和0.96%，遗传算法-BP神经网络具有更好的预测能力。优化后的最佳提取参数为液料比31:1、超声功率252 W、超声时间10分钟，在此条件下多糖得率为25.17%。本研究为南瓜资源的开发与利用提供了参考依据。

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基于生物絮团技术的水产养殖方法及应用效果研究

李萍, 林旭吟, 吴亮

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 11-16. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.003

摘要 ( 6 )

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针对传统水产养殖方法因养殖环境设定不合理导致养殖效果欠佳、成活率较低的问题，提出基于生物絮团技术的水产养殖方法。依据生物絮团技术的应用原理，对水产养殖环境的多项关键因素进行细致设定，涵盖养殖区域大小、回形沟规格以及推水机安装位置等。在所设定的养殖环境中，于幼苗放养前开展一系列准备工作，包括养殖环境的全面消毒处理、早期肥水操作以及水草养殖培育。依据幼苗的适宜放养时间实施放养作业，并在放养后加强后期管理，从投喂管理、水草管理、水质管理、病害防治和日常管理五个维度入手，全力保障水产养殖环境的稳定。通过上述设计，成功构建了一套基于生物絮团技术的水产养殖方法，并开展了应用实验测试。结果表明，与传统水产养殖方法相比，该方法养殖成活率均保持在95%以上，平均成活率高达97%，展现出更为优越的养殖效果。

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基于改进YOLOv8n的种子目标检测方法

王影, 梁秋阳, 常广良, 刘麒

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 17-23. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.004

摘要 ( 7 )

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针对当前农作物种子分拣过程中，人工分拣效率低下及现有机器视觉识别系统存在的检测速度慢、识别准确率低等问题，提出了一种基于改进YOLOv8n的种子目标检测方法。首先，在C2f中将轻量化网络FasterNet替换Bottleneck，减少冗余计算和内存访问，提升网络运行速度与能力。其次，引入EMA注意力机制，通过并行子网结构和跨空间信息聚合更好地关注多尺度特征，提高种子识别精度。最后，采用Wise-IOU-v3损失函数，减少低质量标注的影响，加快网络收敛速度。实验结果显示，与标准的YOLOv8n算法相比，改进的YOLOv8n算法在精确率、召回率、mAP(0.5)和mAP(0.5:0.95)分别提高了2.2%、3.4%、1.4%、4.4%，FLOPs减少了20.2%，参数量减少了27.2%。改进的YOLOv8n在精度和速度权衡方面展现出明显优势，可为农业自动化分拣设备提供更可靠的技术支持。

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基于状态模拟的丙烯精馏塔能耗建模研究

刘涛, 朱建军, 董如意, 金红娇, 李佳怡, 李俊

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 24-28. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.005

摘要 ( 7 )

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以丙烯精馏塔实际工况数据为基础进行能耗建模研究，建立PRO/II状态模拟模型对丙烯塔进行工艺模拟，对丙烯塔的操作压力、进料温度、回流量进行单项操作参数和组合操作参数的灵敏度进行分析，找到影响丙烯塔的产量、装置冷热负荷能耗的关键操作参数。采用多元回归分析法对提取后的丙烯塔灵敏度数据进行能耗建模，建立丙烯产量与能耗的多目标优化模型，对辨识后的能耗模型经回归方程显著性检验，计算结果显示各组丙烯塔能耗模型的相关系数均达到0.91以上，因此可以说明基于状态模拟数据分析法结合多元回归分析法，所建立的丙烯精馏塔能耗模型是准确的、可靠的，并为丙烯塔的多目标节能优化奠定新的理论基础。

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双晶悬臂梁式压电发电装置的建模与仿真

贾小溪, 孔繁星

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 29-35. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.006

摘要 ( 4 )

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海浪能作为一种丰富可再生能源，其产生不受季节、时间和气候条件影响，具有比较稳定的能量输出和很高的利用潜力。为了能够捕获和利用海浪中更多低频能量，提高发电效率，通过对现有发电装置的特点、海浪的能量特征及压电效应原理进行分析研究，提出了一种小型浮子结构发电装置，其利用磁铁之间磁力引起悬臂梁的振动，采用弹簧与压电振子进行增频，对波浪能进行能量收集并转换的装置设计。通过仿真计算得出结构参数对电压和发电能力的影响曲线，并采用Comsol对装置悬臂梁长度、固有频率与输出电压之间的关系进行模拟分析，得出系统一阶固有频率和输出电压随悬臂梁长度和外力变化的规律。根据海浪特性及模拟结果优化设计系统参数，提高小型便携装置的发电能力，以满足远海和孤岛等偏远区域能源供给问题，同时，该小型磁力悬臂振动压电发电装置结构简单、体积小、易于携带和使用。

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单连杆柔性臂的超螺旋全局快速终端滑模控制

韩光信, 史玉松

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 36-45. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.007

摘要 ( 6 )

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机械臂在航空航天、工业制造、医疗等方面应用广泛，柔性机械臂相比于刚性机械臂更为灵活，但是柔性机械臂在运动过程中更难控制、连杆弹性振动更大。针对柔性机械臂难控制、连杆弹性振动大等特点，以加拿大Quanser公司生产的旋转柔性尺为研究对象，设计一种超螺旋全局快速终端滑模控制算法，此算法融合超螺旋控制与终端滑模控制，并采用改进型饱和函数降低了滑模控制的抖振。首先根据拉格朗日方程结合假设模态法建立旋转柔性尺的动力学模型，之后设计一种全程快速跟踪微分器将系统的参考输入信号进行微分，并设计一种全局快速终端滑模控制器进行轨迹跟踪，为提高系统的轨迹跟踪精度和抑制柔性连杆产生的弹性振动，采用超扭曲算法设计滑模切换控制的控制律，最后利用李雅普诺夫理论证明了闭环系统的稳定性，并在Matlab软件平台进行了仿真实验，结果表明，超螺旋全局快速终端滑模控制具有跟踪精度更高、连杆弹性振动更小的特点。

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基于辅助反馈的三级倒立摆光滑超螺旋滑模控制

张保葵 , 韩光信

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 46-52. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.008

摘要 ( 4 )

PDF (1563KB) ( 0 )

针对直线三级倒立摆仅给小车一个驱动力，控制目标为三个摆杆均可以在不稳定平衡点保持稳定且具有较好的抗外界干扰能力的难题，采用基于辅助反馈的光滑超螺旋滑模控制策略，设计了一个鲁棒控制器。首先，结合线性矩阵不等式技术利用构造辅助反馈的方法求解出基于辅助反馈的滑模控制律中的对称正定阵，进而完成滑模面的设计。其次，针对滑模控制算法本身存在的抖振问题进行削弱并为了进一步保证控制率是平滑的将光滑超螺旋滑模算法引入控制器设计框架。最后，经李雅普诺夫函数证明了闭环系统稳定性。仿真结果表明该控制策略对于复杂高阶次不稳定系统具有很好的控制效果，达到了控制目标且有较强的鲁棒性。

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磷化液温度控制系统应用研究

鲁先顺, 盛茹吉, 田宠, 曹玉波

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 53-56. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.009

摘要 ( 8 )

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在汽车涂装磷化工艺中，针对磷化液升温阶段温度梯度引发的异常析晶问题，设计了温差-PID协同控制程序，通过分段补偿与动态调参实现精准控温。应用实测表明，优化后的控制系统显著缩小了温差波动范围，结晶风险得到有效抑制。

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改进变速积分PID算法在电阻炉温度控制系统中的研究与仿真

李爽爽, 盛茹吉, 曹玉波

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 57-61. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.010

摘要 ( 6 )

PDF (700KB) ( 0 )

针对传统PID控制在大惯性、纯迟延的电阻炉温度控制系统中易出现积分饱和的问题，基于原始变速积分PID算法原理，提出一种改进的变速积分PID控制策略，通过引入误差与设定值比值的绝对值作为分段依据，同时结合余弦函数，构建了非线性函数fimproved(x)来自适应调节积分项权重系数。利用Matlab软件在四种不同设定值下，对改进的变速积分PID、原始变速积分PID和普通PID算法在电阻炉温度控制系统中的性能进行了仿真对比。结果表明，基于改进的变速积分PID算法的控制能够显著加快系统调节速度，有效降低超调量，并提升系统的稳定性，对工业热处理设备的温度控制具有一定的参考意义。

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基于低秩矩阵恢复的空压机故障识别算法研究

程龙, 于天暝

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 62-68. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.011

摘要 ( 5 )

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针对传统MFCC频谱图在高噪声环境下难以精确提取空压机故障特征的问题，本文提出了一种基于低秩矩阵恢复的空压机故障识别方法。该方法采用低秩背景建模对MFCC频谱图进行降噪处理，有效分离前景与噪声；随后利用MobileNetV2模型进行特征提取，并结合主成分分析（PCA）实现特征降维；最终通过K-means算法对提取的故障特征进行无监督聚类，实现对空压机故障状态的准确分类。实验结果表明，本文方法不仅显著提高了故障识别的准确率（例如，ResNet18在识别任务中达到99.40%的准确率，且训练时间大幅缩短），同时在聚类分析中也获得了更高的CH和SC指数，证明了该方法在噪声环境下的优越性和鲁棒性，为空压机故障诊断与维护提供了一种可靠高效的技术方案。

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基于3D金属打印技术的涡旋压缩机动涡盘设计

高艳, 宋佳雨

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 69-72. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.012

摘要 ( 7 )

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基于3D金属打印技术背景下，可以更好的满足涡旋压缩机在设计过程中的数字化特征，减少传统加工过程中由于刀具干涉所造成的误差。通过对3D金属打印技术生产出的动涡盘与铸造技术生产的动涡盘，在受到相同作用的气体力的情况下的变形量进行对比，3D金属打印的动涡盘变形量为0.07912mm，铸造出的动涡盘变形量为0.08123mm。从而得出3D金属打印技术的动涡盘的强度优于铸造技术。因此，3D金属打印技术为涡旋压缩机的生产制造提供了新的方式。

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基于改进有限状态机的SUV燃料电池混合动力汽车能量管理策略研究

张福城, 田爱华, 张可涵, 张新峰, 张振东

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 73-81. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.013

摘要 ( 5 )

PDF (2241KB) ( 0 )

为了保证燃料电池混合动力汽车的动力性及经济性，充分发挥燃料电池与动力电池的优势，需对功率分配进行合理的控制。针对“燃料电池+动力电池( FC +B)”SUV混合储能系统电动汽车，使用AVL Cruise软件搭建燃料电池汽车整车仿真模型，基于Matlab /Simulink软件提出一种改进的有限状态机控制策略，并与未改进的有限状态机控制策略在全球轻型汽车测试循环工况（Word Light Vehicle Test Cycle，WLTC）和新欧洲驾驶循环工况（New European Driving Cycle，NEDC）下进行对比仿真验证，结果表明，改进后的有限状态机控制策略在保证动力电池荷电状态（State-of-Charge，SOC）处在合理范围内的前提下，氢耗量比未改进的有限状态机控制策略有所减少，提高了整车经济性。

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切削参数对Ti6Al4V切削力及表面完整性的影响：试验分析与优化

张兴宇, 关会英, 刘启蒙

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 82-88. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.014

摘要 ( 2 )

PDF (9644KB) ( 0 )

本文针对Ti6Al4V钛合金切削加工中的切削力与表面完整性问题，通过正交切削试验结合多参数动态分析（切削速度、进给速度、切削深度），揭示了切削参数对加工质量的影响规律。研究发现：切削力与进给速度、切削深度呈正相关，而与切削速度负相关；表面粗糙度（Ra/Rz）主要受进给速度主导，优化参数可将Ra值降至0.4μm以下；表层残余应力分布与切削力变化趋势一致，高切削速度可减少表面缺陷。研究结果为航空航天领域钛合金零件的精密加工提供了参数优化依据，对降低加工能耗、提升表面质量具有实际指导意义。

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基于双目视觉的霉变花生粒粒识别研究

金庆睿, 刘文超, 麻荣欣, 王雪晴

吉林化工学院学报, 2025, 42(7): 89-94. https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2025.07.015

摘要 ( 7 )

PDF (1717KB) ( 0 )

以花生粒为研究对象，通过实验研究探索视觉硬件采集装置，最终提出了一种双目视觉与颜色R分量为特征值的霉变花生粒粒识别方法。由双目摄像机采集目标图像后输入LabVIEW的软件处理系统，对图像进行预处理、灰度直方图分析、颜色特征值的提取与分析、构建分类器，以及提取待测花生粒粒图像颜色特征值与分类器匹配，完成识别任务，最终设计出霉变花生粒识别系统。测试结果表明，该研究对霉变花生粒识别的准确率达到了95%，基本达到对霉变花生粒识别检测的标准。

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