2020年, 第0卷, 第23期　
刊出日期：2021-01-04

  

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  纳米复合材料涂膜在甘薯保鲜中的应用及优化

  陈韵洁, 张宜明, 庞林江, 陆国权, 成纪予, 路兴花, 郑剑

  . 2020, (23): 1-10. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.001

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  目的 研究纳米复合材料涂膜对甘薯的保鲜作用，以改善甘薯的贮藏品质。方法 以壳聚糖/蒙脱石/乳清分离蛋白为原料制备可食性纳米复合保鲜材料，通过涂膜保鲜手段研究对“心香”型甘薯的保鲜贮藏效果，并正交优化涂膜配比。结果 在温度为(25±2)℃，相对湿度为(65±5)%的条件下，纳米复合涂膜保鲜材料能够减缓甘薯质量损失率、可溶性糖含量及菌落总数的上升，减少甘薯淀粉含量的损失，延缓甘薯代谢作用，较好地维持了甘薯品质，达到了较为显著的保鲜效果。正交试验得出了纳米复合材料涂膜剂的最适配比，即壳聚糖质量浓度为20 g/L，蒙脱石质量浓度为12 g/L，乳清分离蛋白质量浓度为60 g/L。结论 开发了一种新型甘薯涂膜剂，为其他纳米涂膜保鲜材料的研究提供了参考。
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  基于HS-SPME-GC-MS与电子舌分析冷藏冠玉枇杷的风味特性

  王毓宁, 马佳佳, 张鹏, 孙灵湘, 隋思瑶, 黄桂丽, 李家政

  . 2020, (23): 11-18. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.002

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  目的 探讨冷藏对枇杷果实风味品质的影响。方法 采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME/GC-MS)、液相色谱和电子舌检测技术，研究冠玉枇杷在温度为(6±0.5)℃，相对湿度为90%~95%的环境下果实的滋味特性、酸度、糖组分含量及挥发性物质的变化情况。结果 电子舌检测结果表明，在贮藏过程中枇杷的酸味下降明显，贮藏14 d后味觉指标发生显著变化，主成分1的方差贡献率达到85.17%，酸味、甜味与可溶性固形物、pH值呈高度相关性，与可溶性糖缺乏关联性。蔗糖含量在冷藏过程中表现为持续下降趋势，质量损失率为56.7%。HS-SPME/GC-MS结果表明，在枇杷果实中共检测出37种挥发性物质，其中醛类化合物为枇杷的主要挥发性成分，相对含量接近40%。挥发性物质的种类和含量随着贮藏时间会发生变化，己醛的相对含量会降低，(E)-2-己醛含量显著增加。结论 在冷藏过程中，冠玉枇杷果实的酸味明显下降，蔗糖含量显著减少，主要香气成分己醛和(E)-2-己醛可以作为枇杷采后贮藏品质评价的重要指标，并且在贮藏14~21 d期间是风味变化较为明显的阶段。
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  套袋对梨和苹果采后果皮褐变的影响

  贾朝爽, 王志华, 王文辉

  . 2020, (23): 19-24. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.003

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  目的 综述套袋对梨和苹果采后果皮褐变的影响，为解决套袋果实果皮产生褐变的问题提供一定的理论依据，最终使套袋果实的品质和商品价值进一步得到提高。方法 主要概括果皮褐变与其色素含量、相关酶活性、钙含量、酚类物质含量、果皮结构和膜脂过氧化程度等之间的关系。结果 不同果实、同一果实的不同品种、不同的套袋类型等因素都会影响果皮发生褐变的程度，套袋果摘袋后较未套袋果更易发生褐变的根本机制未有定论。结论 今后应加大对套袋果摘袋后果皮褐变发病机制的系统探究，明确褐变发病机理，将有助于防范和控制褐变的发生。
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  PCL/PVA/Nisin复合抑菌膜的制备和性能表征

  卢芳芳, 王保营, 王金灵, 王麟, 张岩

  . 2020, (23): 25-30. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.004

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  目的 以可生物降解材料为成膜基材，添加天然抗菌物质，制备出复合抑菌薄膜，研究其各项性能，以期用于猪肉的保鲜。方法 以聚己内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)为成膜基材，添加乳酸链球菌素(Nisin)，通过流延法制备出复合抑菌膜。通过改变Nisin的含量，研究其对复合薄膜光学性能、力学性能及抑菌性能的影响。结果 Nisin质量为0.7 g的复合薄膜其保鲜效果最佳，可以明显抑制金黄色葡萄球菌的生长，贮藏7 d后pH值为6.8，保鲜时间是空白组的2倍;该含量的薄膜透光率为86.13%，拉伸强度为23.30 MPa。结论 Nisin质量为0.7 g的复合抑菌薄膜的综合性能最佳，该膜有较好的抑菌性能、光学性能和力学性能，可以延长猪肉的保鲜时间，对功能性包装膜的研究有一定的指导意义。
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  丝瓜络微纤维的提取及表征

  李卫林, 张乐忠, 张霞, 汤克勇

  . 2020, (23): 31-36. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.005

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  目的 以丝瓜络为原料，采用碱煮与次氯酸钠氧化相结合的提取方法，研究不同提取方法对丝瓜络纤维结构及提取率的影响。方法 通过扫描电镜、红外光谱仪、热重分析仪、X射线衍射析仪等表征处理过程中丝瓜络纤维的表面形貌、杂质去除情况、化学结构以及热学性能等。结果 碱煮可以去除原料中的半纤维素，得到了微米级的丝瓜络纤维;氧化处理则可以去除其中的木质素;通过处理，丝瓜络纤维热稳定性没有明显变化，但晶体含量得到提升;丝瓜络微纤维的提取率受氧化液中氢氧化钠(质量分数为7.4 %)和次氯酸钠(质量分数为5 %)的体积比、氧化温度以及超声波辅助处理等因素的影响，温度越高提取率越高，超声波辅助处理可显著提高其提取率，缩短提取时间。结论 通过碱煮和次氯酸钠氧化，在超声波辅助下可以有效提取丝瓜络纤维(提取率最高可达35.7%)。
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  椰衣纤维资源化利用现状及其发展前景

  岳大然

  . 2020, (23): 37-43. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.006

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  目的 为了解决椰糠造成聚合物间界面相容性差，椰衣纤维作为增强体提升聚合物基复合材料力学性能弱的问题。方法 探究酸碱处理、偶联剂处理、接枝共聚处理等化学改性预处理方法对椰衣纤维与聚合物间的界面相容性、分散性、组分间粘附力等方面的影响，以及增强椰衣纤维复合材料的重要性，以此提高椰衣纤维缓冲包装材料的力学性能。结论 椰衣纤维作为椰子加工副产物，具有强度高、韧性强、防潮防腐、防虫蛀、透气性能良好等优点，针对其生物学特性进行高效合理改性，不仅提升了椰衣纤维的利用价值，而且还可作为增强体为聚合物基复合材料力学性能的增强提供更多的选择，进而为实现椰衣纤维植物资源高值化利用提供坚实的理论基础。与此同时，展望了椰衣纤维制备生物基纳米复合材料的应用前景，挖掘椰衣纤维在现代包装领域的潜在价值。
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  中花6号花生仁压缩力学性能及仿真分析

  万志华, 张永林, 宋少云, 曹梅丽

  . 2020, (23): 44-50. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.007

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  目的 研究3种成熟度花生仁在3种压缩方向下的力学性能。方法 以中花6号花生仁为研究对象，通过正压、侧压和立压等3种方向，对3种不同成熟度样品进行压缩试验，获得力学特性曲线，计算其弹性模量和抗压强度等力学参数;通过方差分析得出成熟度、压缩方向与各力学参数之间的关系;通过三维建模和有限元分析，比较试验值与模拟值之间的误差，验证花生仁压缩试验及有限元分析的可靠性及准确性。结果 在3种压缩方式下，测得3种不同成熟度的花生仁弹性模量为15.33~45.66 MPa，破裂力为45.5~153.4 N，弹性变形量为0.72~2.22 mm，抗压强度为16.25~47.94 MPa。成熟度对花生仁抗压强度和破裂力的影响极显著(P<0.01)，对花生仁弹性模量和弹性形变的影响显著(0.01<P<0.05);压缩方向对花生仁弹性模量和弹性形变的影响显著(0.01<P<0.05)，对花生仁抗压强度和破裂力的影响不显著(P>0.05)。结论 相同成熟度的花生仁，在立压方向下最容易发生破裂;花生仁属于各向异性材料，种脐部位为花生仁受力最薄弱的位置。
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  DCP对生物基单体原位聚合增韧聚乳酸效果的影响

  陈宁, 汪文俊, 单鹏嘉, 陈金周, 刘宏治

  . 2020, (23): 51-59. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.008

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  目的 改善大豆油多元醇和L-赖氨酸乙酯二异氰酸酯作为生物基单体原位聚合增韧聚乳酸(PLA)共混物的界面相容性。方法 在上述2种单体原位聚合增韧PLA的过程中，添加少量过氧化二异丙苯(DCP)，诱导聚合形成的聚氨酯增韧相与PLA基体之间发生增容反应;然后再研究添加DCP后，对所制备PLA共混物微观结构、力学性能及结晶/熔融性能的影响规律。结果 加入DCP后，发现聚氨酯增韧相凝胶含量增加，同时共混物界面相容性得到改善。当DCP质量分数为0.8%时，共混物缺口冲击强度达到最高(12.3 kJ/m²)，约为纯PLA的4.4倍。随着DCP质量分数从0增加1.2 %，共混物中PLA组分的熔融温度和结晶度逐渐从163.8 ℃和7.3%降至155.6 ℃和3.2%。结论 在生物基单体原位聚合增韧PLA体系中添加少量DCP，可制备出一种具有良好韧性的全生物基PLA材料。
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  半纤维素含量对蔗渣纤维基膜结构和性能的影响

  姚明珠, 刘杨, 秦晨妮, 赵辉, 黄崇杏

  . 2020, (23): 60-66. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.009

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  目的 为了更好地了解甘蔗渣半纤维素在加工过程中与原纤化纤维之间的化学反应性，并为甘蔗木聚糖生物聚合物在材料和产品中的应用创造可能性。方法 以甘蔗渣纤维为原料，通过机械法制备原纤化纤维，采用NaOH对纤维素进行处理。通过纳米粒度仪(FLA)、激光粒度仪(LPS)、接触角测试仪(CA)、水蒸气透过率测试仪(WVTR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等手段对原纤化纤维悬浮液和纤维基薄膜进行表征。研究处理后纤维素悬浮液的组成、粒径与电荷量，以及纤维基薄膜的表观形貌、纤维结构和性能的变化。结果 经质量分数大于10%的NaOH处理后，半纤维质量分数降低约6%，纤维素的结晶区发生变化，纤维悬浮液的稳定性大幅度降低。当半纤维素质量分数大于20%时，原纤化纤维薄膜具有优异的水蒸气阻隔性能及疏水性能，接触角为94°±4°。结论 蔗渣中的半纤维素与原纤化纤维之间的相互作用及半纤维素侧基取代反应对纤维素材料的组成、结构和性能有重要影响。
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  物理复合改性对SPI保水保油性和结构特性的影响

  朱秀清, 李美莹, 曾剑华, 王玲, 王子玥, 杨宏哲, 孙冰玉

  . 2020, (23): 67-75. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.010

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  目的 通过高压均质和热处理对SPI(Soy Protein Isolate)进行改性，探究SPI的保水保油性和结构变化，以期提高SPI在食品加工中的应用。方法 以大豆分离蛋白为原料，通过采用响应曲面法优化高压均质协同热处理SPI改性技术，并研究不同条件的高压均质-热处理方式对SPI保水保油性和结构特性的影响。结果 在先高压后加热的复合改性方式下获得的SPI保水保油性最好，得到了响应面优化的最佳工艺参数，即均质压力为108 MPa、加热温度为93 ℃、加热时间为22 min。改性后的SPI(Modified-SPI，M-SPI)保水性、保油性分别为4.29 g/g和1.74 mL/g。结构表征结果显示，高压均质协同热处理显著改变了SPI的结构，与天然态SPI(Nature-SPI，N-SPI)相比，M-SPI的游离巯基、暴露巯基、二硫键含量及表面疏水性均显著增大(P<0.05)，分别为8.83，7.42，22.78 μmol/g和1104;微观形貌显示，与N-SPI相比，M-SPI颗粒表面细致光滑、粒径变小且大小均一、分布均匀。结论 SPI经过高压均质和热处理后，具有良好的保水保油性，研究改性后SPI的结构变化可为其保水保油性的提高提供理论依据。
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  添加LDH-ZnO的海藻酸钠基抗菌复合材料研究综述

  张晨宇, 王利强

  . 2020, (23): 76-82. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.011

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  目的 介绍海藻酸钠基抗菌复合材料的抗菌机理、特点以及在食品包装方面的应用。方法 重点阐述海藻酸钠的成膜机理、纳米氧化锌的抗菌机理，以及具有特殊层状结构的无机功能材料水滑石的抑菌性能，利用在不同改性方法下水滑石与氧化锌结合形成的增强抗菌结构，探究以海藻酸钠为基材制成的海藻酸钠/水滑石/纳米氧化锌复合膜体系的力学、阻隔和抗菌等性能。结论 绿色食品包装材料在现实生活中倍受关注，将海藻酸钠(能完全生物降解，具有良好的生物相容性和热稳定性的环境友好型材料)与水滑石-氧化锌抗菌剂结合，以增强抗菌复合材料的综合性能，符合国内外研究和开发新型抗菌材料的趋势。
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  可食性大豆分离蛋白膜的制备及其性能研究

  尹兴, 朱俊南, 陈林, 魏娜

  . 2020, (23): 83-89. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.012

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  目的 以可食性大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate，SPI)为成膜基材制备可食性包装材料。方法 使用溶液浇铸法制备大豆分离蛋白膜。研究大豆分离蛋白含量、大豆分离蛋白与甘油的质量比值、溶液pH值对SPI膜力学性能、透光性能、阻隔性能的影响。结果 得到了成膜的最佳制备条件，SPI质量分数为6%，溶液pH=9，大豆分离蛋白与甘油的质量比值为2.5。此条件下的SPI膜各项性能较好，抗拉强度为10.7 MPa，断裂伸长率为242.9%，透光率为86.1%，雾度为4.8%，水蒸气透过率为1684.3 g/(m²∙24 h)，氧气透过率为4.28 cm³/(m²∙24 h∙0.1 MPa)。结论 制备的大豆分离蛋白膜断裂力学性能较高，透光性较好，并具有较高的阻氧性，可用于产品的包装。
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  可食性绿色包装膜的研究进展

  马胜亮, 刘文良, 胡亮

  . 2020, (23): 90-97. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.013

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  目的 论述可食性绿色包装膜的种类、技术及其研究进展，为该类材料的开发和应用提供有力的技术支持和科学依据。方法 以可食性膜材料为研究对象，分别对可食性多糖膜、可食性蛋白质膜、可食性脂质膜、可食性复合薄膜的种类、性能、制备方法及在包装的应用现状进行分析。结果 对可食性绿色包装膜开发和性能的研究越来越深入，并已取得了一些成果，但仍存在性能缺陷，因而限制了其广泛应用。结论 可食性绿色包装膜的研究和应用是世界食品科技发展的重要方向，目前从材料的研发到实际应用于包装中仍需大量的实验和分析。开发性能优异且对自然环境和人体健康无害的可食性薄膜材料，不仅符合包装材料研究的主要趋势，且具有广阔的应用前景和市场价值。
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  智慧课堂在《食品添加剂》课程教学中的实践探索

  蓝蔚青, 卢瑛, 包海蓉, 孙晓红, 谢晶

  . 2020, (23): 98-102. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.014

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  目的 探索“智慧课堂”教学模式对高校专业课程教学改革与人才培养的影响。方法 以《食品添加剂》课程教学为例，分析了传统课程教学的现状与存在问题，探讨了将智慧树运营服务平台应用于课程教学的方法，提出“智慧课堂”教学的优势所在和总体思路，并对其解决方法予以阐述，还通过调查问卷对教学改革结果予以反馈。结果 61.9%的调查对象认为通过“智慧课堂”教学方式能获得问题分析能力的提升;58.73%的调查对象认为能获得总结凝练与自主学习能力的提升;52.38%的调查对象更乐意采用线上线下混合式教学;57.14%的调查对象觉得《食品添加剂》课程分值分配比例很合理，并有61.9%受访者表示非常乐意接受该教学模式。结论 实践证明，“智慧课堂”教学模式能提高学生对课程学习的兴趣和主动性，达到理论学习与人才培养的双重目标，值得应用推广。
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  基于能量密度确定缓冲材料性能曲线的研究

  李光, 要志雯

  . 2020, (23): 103-108. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.015

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  目的 研究发泡聚乙烯(EPE)缓冲曲线的简便预测方法，利用一条已知缓冲曲线作为预测工具曲线，基于能量密度对已知缓冲曲线进行处理，从而得到EPE缓冲曲线族。方法 根据能量守恒定律，通过得到该缓冲材料的能量密度-冲击应力曲线，绘制不同条件下的缓冲曲线。推导缓冲材料静应力、冲击应力、单位体积吸收能量之间的关系，提出预测缓冲材料冲击最大加速度，以及生成缓冲曲线族的方法。利用密度为24 kg/m³，材料厚度分别为25.4，38.1，50.8，76.2 mm的EPE，跌落高度分别为30.5，45.7，61.0 cm的出版缓冲曲线，以及密度为35 kg/m³，材料厚度为55 mm的EPE，跌落高度分别为46，66，76 cm的试验缓冲曲线，预测不同条件下的EPE缓冲曲线，并与出版缓冲曲线和试验缓冲曲线进行对比和误差分析。结果 选用适当条件范围(跌落高度及材料厚度)的缓冲曲线作为预测工具曲线预测缓冲曲线族，预测结果与已出版或试验缓冲曲线较为接近。结论 此方法可以有效减少试验次数，为快速获得缓冲曲线族提供了新思路。
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  含线性阻尼的正切型包装系统跌落冲击响应分析的NHB法

  仲晨, 秦清海, 赵冬菁

  . 2020, (23): 109-114. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.016

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  目的 以含线性阻尼的正切型缓冲包装系统为研究对象，利用NHB方法求解系统跌落冲击的逼近解析解。方法 首先建立系统的跌落冲击动力学方程;其次引入无量纲位移与时间参数，并经线性化处理，应用NHB法得到系统响应的逼近解析解;然后进一步得出系统跌落冲击时，最大位移、峰值加速度及持续时间表达式;最后利用实例对比明确提案算法的计算精度。结果 提案的NHB法与R-K法数值解的对比结果表明，提案法所得位移及加速度的相对误差平均值均控制在6%以内。阻尼系数对系统响应影响显著，当阻尼系数越大，峰值位移就越小，系统的峰值时间和振动频率也会相应减小。结论 NHB法适用于含线性阻尼的正切型包装系统跌落冲击的求解问题。
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  基于有限元法儿童座椅包装件的跌落优化分析

  余意, 韩勇, 潘迪, 吕春成

  . 2020, (23): 115-123. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.017

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  目的 通过对儿童安全座椅整体包装件开展优化设计，提高包装件的防护性能，避免座椅在物流运输过程中造成的外观性、功能性损坏，以节约生产成本。方法 利用有限元方法建立座椅和包装件有限元模型，并开展不同工况下的仿真分析。通过测试产品物理性能，验证模型的有效性。基于跌落仿真和试验结果，从包装设计和座椅结构两方面提出优化方案，并结合优化结果确定最佳方案。结果 跌落仿真与试验结果一致，且不同工况下座椅椅背受损的情况较多，将其确定为主要研究对象。对此提出的包装优化方案保护性能更佳，在不同跌落工况下应力均有所降低，其中在侧面跌落工况中结构的最大应力降低至23.4 MPa，接近材料屈服值，优化比例相对原始包装降低了11.0%。结论 仿真与试验结果基本吻合，验证了有限元模型的有效性。可以通过优化包装设计、改进产品结构等方式解决了跌落破裂的问题，提高了儿童座椅抗冲击性能。
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  一体式托架缓冲防护结构设计与有限元分析

  申展, 宋阳曦, 罗俊杰

  . 2020, (23): 124-128. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.018

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  目的 为了不断提高缓冲结构的综合防护性能，设计一种刚性和柔性模块组合化的一体式托架缓冲防护结构。方法 设计缓冲防护总体结构，分析总体结构的综合性功能，计算理论柔性模块缓冲性能，采用Ansys有限元静态模块分析贮存状态的托架强度，采用动态模块分析跌落状态的产品加速度冲击过载、产品位移量和托架强度。结果 缓冲防护结构强度小于材料抗拉强度，产品在跌落过程中受到的加速度冲击过载满足设计要求。结论 缓冲防护结构设计合理可行，综合防护性能更优，为缓冲防护领域结构设计和分析提供了设计和数据参考。
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  温湿度对蜂窝纸板静力学性能影响及有限元分析

  文周, 薛美贵, 李伟

  . 2020, (23): 129-134. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.019

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  目的 研究温湿度对蜂窝纸板力学性能的影响规律，提高蜂窝纸制品包装在高温高湿环境下的承载性能和使用寿命。方法 制作不同温湿度参数下处理的蜂窝纸板试样，进行静态压缩试验，得到其应力-应变曲线;建立一定温湿度环境下的蜂窝纸板有限元模型，进行有限元仿真分析，得到其位移云图和应力-应变曲线，并与试验结果进行对比分析。结果 蜂窝纸板静态压缩试验结果和有限元仿真结果相似，包括弹性、屈服和平台等阶段，试验和有限元分析所得的应力-应变曲线吻合。蜂窝纸板的等效弹性模量和屈服应力与温湿度有关，且随着相对湿度的增大而减少，随着温度的升高而增加。结论 通过试验研究和有限元分析，发现湿度对蜂窝纸板力学性能影响显著，研究结果对蜂窝纸制品包装的承载应用有重要参考价值。
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  基于AHP-熵权法的货舱码垛效果模糊综合评价

  张长勇, 张倩倩

  . 2020, (23): 135-140. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.020

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  目的 针对飞机货舱码垛效果影响因素较多，现有评价方式过于单一等问题，从行业应用的角度，提出一种货舱码垛效果综合评价方法。方法 选取货舱填充率、码放效率及重心偏移量等为评价指标，综合利用主客观权重赋值法的优点，将AHP法与熵权法相结合，计算得到各指标综合权重值，建立货舱码垛效果分级的模糊综合评价模型。结果 通过对6组货物码放垛型进行实例计算和对比分析得出，第5组码放垛型综合效果最佳，与原始信息一致，表明该模型对飞机货舱码垛评价效果合理可靠。结论 提出的评价模型有效解决了多因素情况下的码垛效果评价问题，为飞机货舱码垛提供了理论依据。
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  快递末端配送体系的问题分析及优化研究

  徐丽, 撒建欣, 徐雷, 沈德红, 徐长妍

  . 2020, (23): 141-153. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.021

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  目的 为解决快递末端配送中存在的回收体系不完善，快递的不安全性，快递员与消费者沟通少，快递员拒绝上门配送等问题。方法 通过层次分析法建立快递末端配送体系的模型，并通过模糊综合评价，得出消费者对于目前快递末端配送的评分。结果 环境效益的权重为0.665，表明消费者较为重视，然而经济效益的权重为0.104，表明消费者较易忽视。同时，建立了快递末端配送综合效益与指标体系的关系式，时间成本的权重最高为0.619，运输成本的权重最低为0.097，表明消费者较为注重时间成本，较易忽视运输成本。综合评价得出消费者对现有快递末端配送的评分结果为75.09分，满意度为中等。结论 提出了快递市场规范化，制定了快递回收机制，合理分配快递末端配送投入方式以及给出了一些APP或小程序的优化建议，为我国快递末端配送提供借鉴。
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  基于改进目标检测算法的AGV避障方法研究

  徐贺, 杨春梅, 李博

  . 2020, (23): 154-161. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.022

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  目的 针对目前定制家具打包运输过程AGV避障方法中，对障碍物信息辨识度较低、难以做到精准避障等问题，提出一种采用视觉传感器基于改进目标检测算法的AGV避障策略。方法 利用Mobilenet模型改进传统SSD目标检测算法，以AGV工作环境数据对训练后的SSD-Mobilenet模型进行迁移学习，结合视觉、超声波等多个模块实现避障原理，搭建以树莓派3B+为控制核心的实验平台进行相关实验研究。结果 实验证明该方法的检测精度达到94%，能够精准辨别障碍物类型;目标检测避障方法的避障通过时间比传统方法减少了15.8%～27.3%。结论 该方法有效提高了AGV避障的准确率与效率，可广泛应用在AGV避障控制中。
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  基于加速度分布特征的快递暴力分拣识别方法

  丁奥, 张媛, 朱磊, 马路萍, 黄磊

  . 2020, (23): 162-171. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.023

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  目的 解决快递包裹物流过程中暴力分拣问题的前提是对暴力分拣行为进行有效识别，为此提出一种基于加速度分布特征的快递包裹暴力分拣行为智能识别方法。方法 利用集成三轴加速度传感器的数据采集设备实时采集并截取潜在异常操作情况下快递包裹的加速度数据。然后将潜在异常数据上传服务器，在服务器端执行分布特征的提取。最后将特征矩阵送入神经元网络分类器，得到当前包裹所受操作类别的结果。结果 实验证明，文中提出的多阈值截取方法可以有效截取潜在异常数据，使用加速度分布作为特征可以有效对暴力分拣行为进行分类。其中，使用BP网络作为模式识别分类器时，分类正确率可以达到93.6%;使用CNN作为模式识别分类器时，分类正确率可以达到95.3%。结论 文中提出的暴力分拣识别方法准确、快速，具有良好的在线实时性。基于此方法可以构建暴力分拣行为识别数据库，为进一步完善快递企业服务水平定量化评价体系提供数据支撑。这些数据还可以用于对暴力分拣产生的原因进行深入分析，从而提出减少暴力分拣行为的针对性解决方案。
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  粉体密实变螺距螺杆结构设计与仿真分析

  王震民, 李永祥, 徐雪萌

  . 2020, (23): 172-178. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.024

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  目的 针对粉体螺旋输送时物料含气导致的物料密实度不足、包装机工作效率低等问题，设计一种变螺距螺旋来达到密实粉体、提高螺旋输送效率的目的。方法 首先通过气体容积法，测定粉体物料的压实密度，由粉体螺旋输送过程中密度流量关系式，计算得出在转速、螺旋叶片直径一定时，达到压实密度的最小螺距。然后在输送长度确定的情况下，运用等差设计原则，计算出密实段变螺距螺旋的设计参数。最后进行三维建模及仿真分析，对所设计的螺旋进行优化。结果 设计出了三段式变距螺旋，相较于等螺距螺旋，输送过程中物料密度增加了6.541%，螺旋输送质量流量提高了2.475%。结论 验证了通过变螺距螺旋来达到密实粉体的可行性，提高了螺旋输送效率，为螺旋输送过程中粉体脱气方法提供了参考。
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  新型3PUPaR并联机构运动学分析与多目标优化

  陆彩满, 刘艳梨, 古亮, 吴洪涛

  . 2020, (23): 179-186. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.025

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  目的 针对食品包装的抓取和装配，利用人工成本高且容易装错等问题，基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法，提出一种以3PUPaR并联机构为主体的抓取机器人机构。方法 计算3PUPaR并联机构的自由度、方位特征集以及耦合度等拓扑特性，验证机构具有空间纯移动的运动特性，建立机构的运动学逆解方程，基于此，采用数值法得到机构的工作空间与运动灵巧度。并研究参数尺寸大小对工作空间与全局灵巧度的影响，以全局灵巧度和工作空间为优化目标，选择具有Pareto解的NSGA-II算法完成多目标参数优化。结果 结果表明，机构具有较大且连续的工作空间。结论 该新型三自由度并联机器人能够满足食品包装的抓取和装配时运动范围。
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  异型烟全自动码垛控制系统设计

  徐明阳, 杨旭东, 蒲睿强, 胡渊富

  . 2020, (23): 187-194. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.026

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  目的 针对我国烟草物流配送中心包装效率低、人工成本高、条烟差错率高等问题，设计一种异型烟全自动码垛的控制系统。方法 设计基于SIMATIC S7-1200 PLC、步科MT4523TE触摸屏、YAMAHA机器人控制器RCX240和工控机的控制系统，PLC作为主控制器，与触摸屏和工控机采用PROFINET通讯，与YAMAHA控制器采用PROFIBUS通讯，实现信息的交互。外接的控制按钮、传感器、伺服驱动器与PLC的SM1223和SM1231信号模块连接。PLC将传感器采集的信号和工控机发送的数据进行处理，然后与机器人控制器配合发出各种控制指令，通过各个机构相互协调动作实现对异型烟的快速、自动、精确码垛。结果 该套控制系统可对异型烟长、高进行自动识别，码垛差错率≤0.006%，对垛型进行自动整理功能，损烟率≤0.005%，设备故障率≤0.5%，码垛效率可达3861条/h，系统运行稳定。结论 该套控制系统大大提高了异型烟的码垛效率，降低了生产成本，具有良好的可靠性和稳定性，满足烟草物流配送中心高效稳定作业的要求。
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  AHP-模糊算法在卷烟制丝过程质量评价中的应用

  陈得丽, 高立秀, 孙成顺, 张彪, 陶彪, 敖茂

  . 2020, (23): 195-203. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.027

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  目的 为解决现有制丝评价系统粗放，只注重质量结果的评价，忽略控制过程本身的问题，建立适应当前工艺现状和过程控制数据分布特点的综合评价与管控方法。方法 通过在工段、工序、工艺参数多层级间构建科学的评价结构，采用层次分析法计算各层级间指标权重，基于模糊算法建立百分制质量指数表征函数，最终通过批次综合得分Sbatch模型进行工艺质量评估。结果 新构建的评价模型精准科学地评估了批次全工序过程控制水平，根据综合得分，可以实时追溯批次弱项指标并改进，批次优秀率(批次综合得分大于95分)达91.2%。结论 构建了集约的制丝评价体系，从工艺参数到工序深入挖掘分析生产过程控制情况，实现了由结果评价向过程评价的转变，给生产操作工和工艺管理员提供实时借鉴，不断提高过程控制水平。
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  基于多种群遗传算法的液压系统PID参数寻优

  马浩兴, 王东红, 罗文龙

  . 2020, (23): 204-210. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.028

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  目的 针对传统PID在对包装运输液压顶升系统控制中参数难以整定的问题，使用多种群遗传算法(MPGA)对参数寻优。方法 采用多种群遗传算法，将算法与常规PID控制相结合。对液压系统进行分析，建立起液压系统的数学模型，将其运用到算法优化后PID控制策略的被控对象中。同时，与一般遗传算法优化后的参数进行仿真对比，考察多种群遗传算法对PID控制策略优化的有效性。结果 仿真结果表明，多种群遗传算法优化后的参数能使被控对象很快地收敛于稳态。整个系统响应速度快、稳态误差小、超调量小，而一般的遗传算法得到的参数陷入局部最优，无法在较短时间内得到全局最优解。结论 所提出的优化算法对PID参数整定有良好的效果，能满足系统的控制要求。
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  植生纱生产设备的设计

  由尚, 马建伟, 高嵩巍, 殷振强

  . 2020, (23): 211-216. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.029

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  目的 基于管状植生纱的概念，研究设计一种使用非织造布包覆草种的植生纱生产设备，将包装机械应用到纺织、园林等领域，使纺织材料与结构设计相结合。方法 在现有简易原型机的基础上，设计完善草种输送装置、成形装置、布条热合装置和卷绕装置;其次从纤维熔点和非织造布孔径方面对非织造布进行选择，利用“热黏合技术”密封包覆有草种的非织造布。结果 研究发现，当选用纤维细度为0.17 tex的PP/HDPE(质量分数为70%)和粘胶纤维(质量分数为30%)的水刺非织造布，热合装置的温度为120～130 ℃时，黏合处平整均匀;30 d后管状植生纱和直接种植的草苗高度分别为100 mm和90 mm。结论 设计的植生纱生产设备结构紧凑，设计概念可行，与普通草种相比，其生产的管状植生纱在生长高度和生长速度方面均具有优势，因此达到了将纺织材料与结构设计相结合应用于园林领域的目的，为批量化种植草坪提供了一种新思路。
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  基于机器视觉的轴承盖外形轮廓分类方法

  王晓初, 邱杰豪, 欧阳祥波, 简川霞, 范彬祥

  . 2020, (23): 217-222. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.030

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  目的 实现曲轴轴承盖在包装生产线上的自动分选，提高生产效率，降低企业生产成本。方法 提出一种基于机器视觉的曲轴轴承盖外形轮廓分类方法，首先等间隔提取预处理曲轴轴承盖图像的行和列，计算每行和每列所含目标像素数量，将关于图像中心对称的2列目标像素数量求和，将提取的特征依序组成对轴承盖正反摆放具有不变性的特征向量;然后采用主成分分析法，对归一化处理的特征向量进行降维;最后采用支持向量机分类。结果 实验结果表明，对样本集的特征向量提取前5个主成分，零件外形轮廓分类准确率达到99.8%。结论 文中所述方法可实现轴承盖零件的准确分类。
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  航空行李自动贴标机的设计与实现

  金玉阳, 姚锦博, 马天驹, 武伟, 高庆吉

  . 2020, (23): 223-229. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.031

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  目的 为了解决目前航空行李自助托运过程中采用手动贴标而造成效率低的问题，实现行李托运的全过程自助服务，提高行李的托运效率，提出并设计一种面向航空旅客行李的自动贴标系统。方法 在机械设计方面，根据行李贴标要求和机场环境因素，设计一种纯电动驱动的行李自动贴标机，利用滚压法完成标签的粘贴;在控制方面，通过分析贴标流程，提出一种以单片机和PC机为核心的行李自动贴标控制系统，并进行相应的软件设计。结果 通过实验验证，设定系统的贴标压力值为10 N，精度为±1 N时，贴标机对不同材质的行李箱均能实现稳定粘贴，且贴标效果良好，能够满足功能需求。结论 行李自动贴标机能完成对多数不同材料、大小行李贴标的任务，显著提高了行李托运的效率，具有一定的实际应用意义。
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  新型铁路冷藏集装箱风道设计与温度场分析

  何远新, 杨瑞, 谢斌, 谢如鹤, 刘广海

  . 2020, (23): 230-235. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.032

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  目的 对新型铁路冷藏集装箱的风道进行优化设计，并考察其使用效果。方法 运用CFD技术，构建新型铁路冷藏集装箱模型，并对不同风道长度条件下的车内温度场、气流场进行分析。对试验样车进行实际对比测试，以验证设计和运用效果。结果 对于大空间、长跨度的车体，适当加长送风道能有效改善车箱内部气流组织状况。与短风道(风道长度为车箱长度的1/4)相比，采用长风道(风道长度为车箱长度的2/3)时，速度不均匀系数减少了37.5%，温度不均匀系数减少了27.3%。在此基础上进一步展开分析后确定，对于40英尺(1英尺=0.3048 m)冷藏集装箱而言，当风道长度为9.5 m时，车内温度场分布效果最优，速度不均匀系数为0.511，温度不均匀系数为0.0008，不同位置间的最大温差为1.1 ℃左右;不同时刻间，各截面的平均温度在0.3 ℃以内波动，满足冷藏运输装备的设计运行要求。试验表明，所建仿真模型可较好地反映实际的运输状况，实测温度与模拟温度的最大差值在0.8 ℃以内，总体偏差合理。通过模型可直观地分析车箱温度的分布情况，为研究提供了便利。结论 适当加长送风道能有效改善车箱内部气流组织状况;对于新型40英尺铁路冷藏集装箱而言，当风道长度为9.5 m时，车内气流组织效果最优。
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  包装机械手轨迹规划和控制系统设计

  陈艳芳

  . 2020, (23): 236-241. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.033

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  目的 为提高花卉类包装的自动化程度，解决运动冲击、低执行率等问题，以包装机械手为研究对象，设计一种花卉包装机械手时间和冲击最优轨迹规划方法。方法 采用5次B样条插值函数实现关节曲线构建。采用改进遗传算法实现机械手运动过程优化，不仅可以提高机械手执行效率，而且能够确保其运行过程中不会出现冲击问题。通过改进罚函数和自适应交叉变异概率来解决不等式约束和局部最优问题。另外，设计花卉包装机械手的运动控制系统，包括基于STM32芯片的控制器以及触摸屏控制界面。结果 通过仿真和实验验证了所述方法的有效性，结果表明包装机械手执行效率大约提高了10%，抓取速度可以达到60次/min;机械手抓取迅速、运转平稳，并没有出现明显的冲击问题。结论 所述轨迹规划方法和控制系统可以提高包装机械手控制性能，能够满足花卉包装、分拣要求。
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  基于AHP-TOPSIS的可持续包装设计最优方案的筛选

  李娜, 李小东, 唐东芳

  . 2020, (23): 242-248. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.034

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  目的 为定量评价包装设计方案的可持续性，提供一种基于AHP和TOPSIS的最优方案筛选方法。方法 充分考虑包装产品设计中的材料、生产、运输、销售、处理及回收等环节，构建可持续包装设计方案的三级评价体系。将AHP与TOPSIS有机结合，建立可持续包装设计方案的评价模型，采用AHP法构建判断矩阵，确定包装设计方案指标的权重，采用TOPSIS法计算评价指标最优集和最劣集，得到不同设计方案的优劣排序。结果 实例分析了同一茶叶产品的3种可持续包装设计方案，得出3种设计方案的优越度分别为0.7182, 0.7503, 0.2673，牛皮纸和加厚卡纸设计的泡袋礼盒的设计方案为最优方案。结论 实验表明，AHP和TOPSIS构建的评价模型，能够合理、高效地对可持续包装设计方案的优劣进行排序，为可持续包装设计方案的优化提供了有益参考。
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  粉状炸药自动包装工艺的改进研究

  陈明磊, 张路遥, 何丹, 王娜, 张得龙

  . 2020, (23): 249-254. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.035

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  目的 对目前国内粉状炸药自动包装工艺进行改进研究，并总结发展趋势。方法 结合国内现状，对粉状炸药自动化包装的工艺及相关设备进行研究，设计适合粉状炸药自动化包装的包装箱、工艺及自动控制系统。结果 改进的粉状炸药自动包装工艺过程减少了操作工序，简化了工艺流程，提高了工作效率，降低劳动强度，整个包装过程实现自动化和无人化。结论 研究粉状炸药自动化包装技术，解决了粉状炸药包装过程本质安全度低、职业健康危害大、生产效率低等方面的问题，实现了粉状炸药包装工序的自动化、连续化、无人化操作。
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  基于改进K均值聚类的图像修复方法

  裴晨, 徐国彬, 于艺铭, 吴灵, 黄俊轶, 王琪

  . 2020, (23): 255-262. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.036

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  目的 针对常见分区域图像修复算法中，对于待修复目标的分离效果不佳而导致的修复效果较差等问题，提出一种基于改进K均值聚类的图像修复方案。方法 首先将待分割图像转换到CIELab颜色空间，对a，b分量进行聚类运算，得到K个聚类中心，通过改变聚类迭代次数，得到粗分割结果;然后采用数学形态学对分割结果进行细化处理，精确分离得到目标对象和背景;最后，采用Reinhard算法对目标和背景分别进行色彩迁移，得到图像修复结果。结果 所提模型中的区域分割算法，其分离效果均优于经典的分水岭算法、最大类间方差法和基于Lab通道的最大类间方差算法，采用Reinhard色彩迁移算法图像修复结果比较接近理想修复效果。结论 由最终结果可知，提出修复法的整体效果较为理想，且优于传统的分区域图像修复算法，可为生产实践提供必要的理论依据。
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  自适应灰狼优化算法及纸浆浓度控制应用

  吴凤燕, 张伟, 王亚刚

  . 2020, (23): 263-271. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.037

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  目的 针对基本灰狼算法在函数优化过程中精度低、收敛速度慢、局部搜索能力差等问题，提出一种基于收敛因子和权重动态变化的自适应灰狼优化算法。方法 为了平衡算法的全局和局部搜索能力，引入聚焦距离变化率来动态调整收敛因子;使用自适应权重因子来改变算法的位置更新公式，以提高算法的收敛速度和精度。结果 仿真实验结果表明，改进后的算法在收敛精度和速度上都有了显著的提升，并且克服了灰狼算法在处理多峰函数时易陷入局部最优的缺点;对于纸浆浓度控制系统，控制效果更加理想。结论 通过改进的灰狼算法对PID控制器参数进行整定，可以显著提高系统的控制精度和其他性能指标，能更好地满足实际应用的要求。
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  改进灰度共生矩阵的印刷品表面缺陷检测方法

  王海波, 谢玉芳

  . 2020, (23): 272-278. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.038

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  目的 针对印刷品表面缺陷检测中计算实时性差、缺陷类型识别率不高等问题，提出一种改进灰度共生矩阵(GLCM)的印刷品表面缺陷检测方法。方法 首先对主流的缺陷检测流程进行优化设计，通过对图像进行预处理和差分操作，判断待测印刷品表面是否存在形状缺陷;然后针对传统灰度共生矩阵的特征提取维度高、信息易丢失、旋转不变性差等问题，设计一种综合考虑效率和实时性的缺陷区域特征参数提取算法;最后结合得到的特征参量，通过基于支持向量机的分类器完成不同形状缺陷的分类识别。结果 实验结果表明，文中所设计的改进算法所提取的特征参量更能精确表征缺陷区域的特征，同时，特征参数的提取时间和缺陷分类识别率等指标均比传统检测方法更有优势。结论 在保证计算实时性的前提下，文中所设计的检测方法能有效完成印刷品表面缺陷区域的纹理特征识别能力，具有较高的分类识别率。
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  灰平衡数据获得方法

  龚修端, 李小东

  . 2020, (23): 279-282. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.23.039

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  目的 解决特定工艺条件下灰平衡数据的再现问题。方法 通过在一定工艺条件下，获得青、品、黄、黑等4色阶调复制曲线，并拟合曲线方程，根据方程求取同一密度(理论密度)条件下青、品和黄色的网点面积率，据所得青、品、黄网点面积率设计样本色，检测其色度和密度值(实际密度)。结果 经验证，样本色色度值趋近于0，即证明样本色块趋于中性灰。建立了理论密度值与实际密度值之间的数学模型，再通过该模型和阶调复制曲线方程，获得了该工艺条件下灰平衡数据参数。结论 该方法可以准确获得特定条件下的灰平衡数据参数，为特定工艺条件下灰平衡数据的数字化建模提供了理论依据。