东北大学学报（自然科学版）

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基于改进主观贝叶斯方法识别电熔镁炉异常工况

袁杰，王姝，王福利，孙晓辉

2021, 42 (2): 153-159. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.001

摘要 ( 528 )

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PDF(776KB) ( 209 )

电熔镁炉熔炼过程信息包含大量的不确定性，基于大数据分析的方法难以应用.为准确识别电熔镁炉熔炼过程的异常工况，提出一种基于改进的主观贝叶斯在线规则推理方法.传统的主观贝叶斯方法参数赋值范围过大，针对这一问题，使用映射函数将参数赋值范围缩小到有限区间，以提高方法的实用性.在规则推理时，使用模糊隶属度函数对观察和证据进行模糊匹配，以提高工况识别的鲁棒性和准确率.仿真分析表明该方法可以有效描述规则中的不确定性信息，准确识别电熔镁炉熔炼过程的异常工况.

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马尔科夫跳变系统的H_∞-自适应变结构控制

杨冬梅，鹿笛

2021, 42 (2): 160-165. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.002

摘要 ( 752 )

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PDF(525KB) ( 261 )

研究了一类带有一般不确定转移速率的非线性广义时滞马尔科夫跳变系统的H_∞-自适应变结构控制问题.首先，针对系统中的非线性未知参数设计由线性控制器和自适应控制器组成的混合控制器，构建Lyapunov泛函，使得系统的轨迹趋近于状态空间曲面且闭环系统随机容许，满足H_∞性能γ.进而考虑一般不确定转移速率矩阵的特性，构造严格线性矩阵不等式，使结论更具一般性.最后，通过数值算例及图像仿真验证了这类控制方法的有效性和可行性.

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基于区块链的电力数据资产化及交易系统设计

王柯元，于雷，颜拥，孙毅

2021, 42 (2): 166-173. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.003

摘要 ( 713 )

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PDF(902KB) ( 458 )

在传统的中心化数据交易系统中，电力数据类的敏感数据存在因可复制而易被滥用等问题.为此，设计了基于区块链技术的电力数据资产化及交易系统.利用区块链技术的密码算法、多中心对等架构、分布式多方共识协议，使参与记录数据交易信息的多方实体仅需通过对区块链技术的信赖建立多方信任关系.该系统以超级账本项目的 Fabric联盟链为框架，借助区块链的技术特性实现了电力数据交易业务的安全、透明、可追溯、不可篡改，并加入了监管机制.该系统实现了应用层 Web 服务的开发，便于使用.对该系统在一台设备上模拟多节点部署进行测试，结果表明，该系统在前后端级联后运行正常，满足设计需求，维护成本低，安全性提升.相较于传统数据交易系统，基于区块链的电力数据资产化及交易系统展现了综合的功能和安全优势.

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基于mRMR-ESN的单变量光伏功率预测

韩鹏，郭天，汪晋宽，史泽伟

2021, 42 (2): 174-179. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.004

摘要 ( 542 )

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PDF(1275KB) ( 250 )

设计了两种预测模型:利用天气变量作为输入的传统多变量预测模型;利用历史功率数据作为输入的新型单变量预测模型.采用最小冗余最大相关(min-redundancy and max-relevance，mRMR) 方法分别对两种模型进行特征提取，并选用在时间序列预测方面具有优势的回声状态网络( echo state network，ESN)对未来5min的光伏功率进行仿真预测.仿真结果表明，采用mRMR方法对历史光伏功率数据进行特征提取，确定能够使预测模型达到最优效果的特征子集，并将其作为单变量预测模型的输入，可以得到更准确的预测效果.所构建的新型单变量预测模型能够为光伏电站提供新的光伏预测思路.

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利用中通道补偿的单幅图像去雾

杨爱萍，邢金娜，刘瑾，李晓晓

2021, 42 (2): 180-188. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.005

摘要 ( 501 )

HTML ( 10)

PDF(4186KB) ( 233 )

针对雾天图像对比度低和细节模糊等问题，将图像分解为纹理层和结构层，对含有大部分雾气的结构层进行去雾，对纹理层进行增强.为了避免大气光估计易受白色物体影响，提出一种RGB空间立体判决图，并设计基于自适应阈值约束的大气光估计方法，可有效区分天空和非天空区域;针对暗通道先验处理大面积天空、浓雾区域失效问题，提出一种基于中通道补偿的透射率估计方法，可有效克服去雾后图像颜色失真;同时，基于侧窗导向滤波对上述透射率进行修正，能够较好地保持细节.实验表明，本文方法能有效去除雾气，去雾后图像颜色自然，细节保持良好.

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基于Dice系数的弱选择回溯匹配追踪算法

季策，王金芝，耿蓉

2021, 42 (2): 189-195. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.006

摘要 ( 577 )

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PDF(584KB) ( 224 )

为进一步提高压缩感知重构算法的重构成功率和重构精度，从原子匹配准则和预选阶段原子选择方式的角度出发，提出一种基于Dice系数的弱选择回溯匹配追踪(weak-selection backtracking matching pursuit based on Dice coefficient， DWBMP)算法.首先，采用Dice系数匹配准则度量两个向量之间的相似性，选出最匹配的原子，以优化支撑集;然后，结合回溯思想和弱选择思想剔除相似性较小的原子，完成预选阶段原子的二次筛选.MATLAB仿真结果显示，相同条件下，DWBMP算法较经典的压缩感知重构算法具有更优的重构精度和重构成功率.

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基于卫星通信系统的多元RC-LDPC信息安全传输算法

刘军，张立立，姜向宏，张永芳

2021, 42 (2): 196-200. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.007

摘要 ( 536 )

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PDF(558KB) ( 173 )

基于卫星通信的信息传输极易通过无线信道被非法接收，导致信息泄露，因此本文在现有物理层安全研究的基础上，提出一种多元速率兼容低密度奇偶校验(rate compatible low density parity check，RC-LDPC)码的星地信道编码方法，并应用在自适应调制编码(adaptive modulation coding，AMC)系统上.利用信道状态信息将私密信息隐藏在删除位置，通过缩小安全间隙，提高合法接收误码曲线的下降速率，保证信息的安全性.利用NI USRP与LabVIEW搭建的平台对本文提出的算法进行仿真分析，结果表明，算法能够保证接收端正确接收，窃听端误码率达0.5左右，保证了信息安全传输.

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线性区域数量与PLNN表达能力的相关性

马海涛，路家蕊，于文鑫，于长永

2021, 42 (2): 201-207. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.008

摘要 ( 664 )

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PDF(1249KB) ( 318 )

使用分段线性激活函数的神经网络(PLNN)在机器学习中得到广泛应用.本文给出了一种PLNN模型表达能力的度量值——线性区域数量，并给出了线性区域的数学表示.分析了线性区域之间的关系并计算合并后的线性区域数量，同时给出一种基于Z曲线的线性区域数量的计算方法.针对一个任务实例进行分析，计算不同网络结构的线性区域数量及合并后的线性区域数量，分析了线性区域数量与不同网络结构的准确性的关联.结果表明，线性区域数量能够表现PLNN模型的表达能力，对于选择网络超参数及解释模型边界具有研究意义.

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基于PDChirp-Golay信号的编码激励算法

鲍喜荣，高浩森，历正双，张石

2021, 42 (2): 208-212. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.009

摘要 ( 584 )

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PDF(874KB) ( 214 )

线性调频信号编码激励超声成像算法旁瓣过高，针对这个问题，提出一种基于幅度加权的预失真线性调频信号调制Golay码(PDChirp-Golay)编码新方法.该方法将线性调频发射信号采用预失真处理，可以补偿超声探头对发射信号的影响，使回波信号的带宽增大，提高轴向分辨力，并同时消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹，实现旁瓣抑制;之后使用预失真处理的线性调频发射信号调制Golay码.Golay码理论上距离旁瓣水平为零，可以利用Golay码这一特点进一步进行旁瓣抑制.仿真结果表明，相较于单独的预失真线性调频信号与Golay码，预失真Chirp信号调制的Golay码提高了轴向分辨力和对比度，并且具有很好的抗噪性，为实现高质量的超声成像系统提供了理论依据.

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硬岩采场新型预应力膨胀支柱的研发及应用

李坤蒙，李元辉，王者超，熊志朋

2021, 42 (2): 213-219. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.010

摘要 ( 641 )

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PDF(1252KB) ( 227 )

针对硬岩采场原岩矿柱损失率高、传统人工矿柱无法有效接顶等难题，利用自主研制的膨胀材料水化反应后体积增大特性，研发一种新型预应力膨胀支柱;基于室内和现场工业试验，测定其膨胀力学性能和承载机制.试验结果表明，桶式膨胀装置(即膨胀支护动力源)在约束条件下，随着膨胀材料装填量的增加，其主动支撑力增加，且增幅逐渐加大;在全约束且满装膨胀材料的条件下，主动支撑力可达500kN.预应力膨胀支柱具有架设周期短(约4h)、主动支撑力大(约600kN)的优点;在房柱法残留矿柱回收过程中，预应力膨胀支柱呈现出应变硬化承载特性，原岩矿柱的负载能够成功地转移至预应力膨胀支柱之上;在确保顶板安全的条件下，试验采场经济效益增加170万元.

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单向压应力对砂岩漏斗爆破过程的影响

张凤鹏，闫广亮，郝琪琪，高继开

2021, 42 (2): 220-225. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.011

摘要 ( 498 )

HTML ( 6)

PDF(5031KB) ( 208 )

针对深部高应力条件下岩石爆破问题，开展不同单向压应力条件下的砂岩漏斗爆破实验，研究了静应力对漏斗爆破过程中裂纹网形成与扩展的影响.提出了爆破漏斗破坏分区的概念，即块状破坏区、过渡区、片状剥落区.分别分析了静应力对爆破漏斗三个破坏区的影响，进而阐明了不同静应力条件下岩石爆破破坏的特征.结果表明:静应力促进平行其自身方向裂纹的形成，抑制垂直其自身方向裂纹的形成，进而改变了裂纹网的形态;静应力促进平行其自身方向爆破漏斗破坏区的形成，对片状剥落区的影响最大，块状破坏区与过渡区次之，对垂直其自身方向的破坏区影响较小;当应力强度比达到0.15时，需要考虑静应力对爆破效果的影响.

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TX-100对油酸钠体系下菱镁矿与白云石浮选分离的影响

孙文瀚，刘文刚，杨婷，代淑娟

2021, 42 (2): 226-231. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.012

摘要 ( 550 )

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PDF(1508KB) ( 132 )

菱镁矿与白云石具有相似的晶体结构、化学成分及溶解特性，导致浮选分离难度较大.本文通过浮选试验、表面张力测定、红外光谱测试及X射线光电子能谱测试，研究油酸钠体系下曲拉通X-100(TX-100)对菱镁矿与白云石浮选分离的影响.结果表明，TX-100具有强化油酸钠对菱镁矿与白云石浮选分离的效果，油酸钠以化学方式吸附于菱镁矿与白云石表面，在白云石表面可能与TX-100有竞争吸附.TX-100降低了油酸钠的表面张力，促进了油酸钠的溶解和分散，同时通过增溶作用提高了生成油酸钙沉淀所需的钙离子浓度，使得油酸钠在白云石表面的吸附减弱，对白云石有选择性的抑制作用.

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充填体强度影响因素及组合预测模型

张鹏，高谦，温震江，张涛

2021, 42 (2): 232-241. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.013

摘要 ( 620 )

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PDF(1102KB) ( 394 )

水灰比、堆积密实度和比表面积是充填体强度的重要影响因素，但有关各因素对强度影响显著性的研究较少，为此通过3因素5水平正交试验，分别对龄期为3d，7d和28d的试块开展单轴抗压强度试验.对试验结果进行方差分析，获得不同龄期各因素F统计值比(水灰比∶堆积密实度∶比表面积):3d为698.404∶26.148∶0.910，7d为862.626∶35.465∶1.286，28d为1585.404∶31.695∶1.338.分析各因素F统计值和P值，确定因素显著性大小关系为:水灰比>比表面积>堆积密实度;水灰比和比表面积为主要影响因素，堆积密实度为次要因素，所以控制水灰比可以有效控制充填体强度.绘制各因素水平趋势图，以最有利于充填体抗压强度原则确定最优组合为水灰比1.2，比表面积410m²/kg，堆积密实度0.6%.改变最优配比中水灰比值，开展30组不同水灰比的3d，7d和28d试块的抗压强度试验.以试验强度为原始数据，结合灰色预测、模糊分类和马尔可夫理论，建立3d，7d和28d试块强度组合预测模型；分析实测值与GM(1，2)模型、曲线回归模型和组合模型预测平均相对残差，结果表明，组合模型较其他模型具有较高的精度和稳定性.

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悬挂式止水帷幕基坑控水优化方法

张志红，秦文龙，张钦喜，郭晏辰

2021, 42 (2): 242-251. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.014

摘要 ( 774 )

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PDF(2314KB) ( 407 )

基于地下水渗流连续性原理并结合达西定律，推导出了止水帷幕在不同插入深度下的圆形基坑涌水量计算公式.在此基础上，借鉴我国船舶工程中广泛采用的阻力系数法，提出了考虑悬挂式止水帷幕的地表沉降量计算方法.最后综合涌水量和地面沉降计算方法，以控水成本为目标，以基坑涌水量和坑外地面沉降量为约束条件，建立了一套完整的兼顾基坑设计安全性和经济性的悬挂式止水帷幕基坑控水设计优化方法，并以北京市通州区某工程场地为例，对所建立的控水优化方法进行了具体应用.

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白云鄂博含铌矿物原料中铌的赋存状态及分布规律

孙林泉，于宏东，王丽娜，齐涛

2021, 42 (2): 252-259. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.015

摘要 ( 712 )

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PDF(1623KB) ( 286 )

采用矿物解离分析仪(MLA)系统、X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪，以及化学分析等手段，对白云鄂博含铌矿物原料的化学成分、矿物组成、样品中铌的赋存状态和铌矿物的产出特征进行研究.研究结果表明，该样品的化学和矿物组成复杂，其中铌品位为1.10%，稀土氧化物总质量分数为1.37%.铌矿物有钕易解石、铌铁金红石、黄绿石、丁道衡矿、铌锰矿、铌铁矿、包头矿和褐钇铌矿;8种铌矿物中钕易解石质量分数最高，为1.84%;铌锰矿中铌元素质量分数最高，为54.34%;钕易解石中铌的金属分布率最高，为44.85%.铌矿物产出粒度较细，除钕易解石之外其他铌矿物的单体解离度都较低，主要与钠闪石和铁氧化物连生.从工艺矿物学角度分析，实现白云鄂博铌矿高效综合利用的前提是解决微细粒铌矿物高效富集和含铌矿物原料中Nb-Ti分离的问题.

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氢系气体喷吹对烧结污染物释放的影响规律

周浩宇，范晓慧，李谦，甘敏

2021, 42 (2): 260-267. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.016

摘要 ( 555 )

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PDF(1226KB) ( 212 )

采用焦炉煤气和水蒸气作为氢系喷吹介质，研究了喷吹介质、喷吹方式、气体喷吹量等因素对烧结过程典型污染物释放规律的影响.结果表明，氢系气体喷吹使烧结料层温度分布明显改善，1200~1300℃的高温区间明显拓宽;喷吹0.6%(体积分数)的焦炉煤气后，烟气中的NO_○x峰值质量浓度最高降低了约100mg/m³，平均质量浓度降低21.1%，这主要是由于燃气喷吹拓宽了有利于复合铁酸钙生成的温度区间，而蒸汽喷吹对CO的减排有明显效果.蒸汽喷吹后水蒸气与烧结原料中的碳发生水煤气反应，烧结烟气中的CO从11690mg/m³最低降至9918mg/m³，降幅达29.4%;烧结料表面同时喷吹焦炉煤气和水蒸气可以实现NO_○x和CO的综合减排.

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任务-结构-迭代融合的挖掘机操作界面设计方法

任家骏，王雅坤，李娟莉，李爱峰

2021, 42 (2): 267-275. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.017

摘要 ( 434 )

HTML ( 5)

PDF(2010KB) ( 158 )

为改善矿用挖掘机操作员的作业体验和操作界面设计不合理现状，提出了一种任务-结构-迭代融合的挖掘机操作界面设计方法.采用问卷调查、实地考察和文献资料分析等方法掌握操作员在作业中对环境和信息的感知接收情况，分析操作界面存在的问题，得出所需的设计点.采用结构分解法分析原操作界面的布局，建立了各模块与设计点之间的映射关系，分别确立控制台、控制面板、控制元件等主要模块的设计方法，并引入遮光设计和防误操作设计;采用人机工程学软件Jack迭代评价矿用挖掘机操作界面的可视性、可达性和舒适性.结果表明，应用任务-结构-迭代融合法设计的操作界面更加合理.

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基于一维卷积的生产线冷态重轨表面缺陷快速检测

张德富，宋克臣，牛孟辉，颜云辉

2021, 42 (2): 276-281. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.018

摘要 ( 528 )

HTML ( 7)

PDF(1491KB) ( 239 )

采用直观、高效的基于机器视觉的检测方式对生产线冷态重轨表面缺陷进行自动化检测.以彩色双目线阵相机作为采集传感器获取深度信息和RGB信息.深度信息用于缺陷快速检测，RGB信息及深度信息用于缺陷分割.然后，提出一个基于一维卷积网络的深度网络用于缺陷快速检测.该网络主要包括基于一维卷积网络的特征提取器，由全连接层和Dropout层组成的分类器，以及加入尺寸先验的滤波器.为了验证所提出的网络性能，本文搭建了数据采集平台并对重轨样件进行了数据采集.实验结果表明，本文的快速检测网络在采集的数据上缺陷级检测率为100%，误检率为35%，优于对比网络.

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零售商风险规避下差异化渠道的三层供应链协调

于丽萍，李莉杰

2021, 42 (2): 282-289. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.019

摘要 ( 540 )

HTML ( 7)

PDF(595KB) ( 371 )

考虑市场需求不确定时零售商的风险规避问题，研究在制造商主导的三层单渠道分销的供应链中零售商的最优订购策略、分销商的定价均衡和制造商的定价策略.然后增加一个提供回购契约的分销商，研究在零售商双重采购和制造商差异化双渠道分销的三层供应链中风险规避型零售商的最优订购策略、两个相互竞争的分销商和制造商的定价策略.通过决策对比分析，建立基于差异化双重分销渠道的三层供应链的协调机制.研究结果表明，与单渠道供应链相比，差异化双重分销渠道的形成可以使供应链成员的收益均得到增加，实现供应链的帕累托改进，且帕累托区域的位置与范围受到零售商风险规避程度的影响.

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民营跨国企业治理结构对绩效的影响——基于企业经营区域市场多元化的调节作用

刘烨，宫靖雯，于涛，金苗

2021, 42 (2): 290-299. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.020

摘要 ( 544 )

HTML ( 8)

PDF(455KB) ( 186 )

以海外子公司占比、海外子公司数和海外子公司分布的国家数来衡量经营区域市场多元化的程度，并以此作为调节变量来研究其对企业治理结构和跨国企业绩效关系的调节作用.选取88家近7年来有海外并购经验的上市民营企业作为样本进行研究，得出如下几点结论:在有并购经验的民营跨国企业中，股权制衡度与企业绩效托宾Q呈显著正相关关系;股权集中度、管理层持股比例、高管平均薪酬和员工学历水平与托宾Q没有呈显著相关关系;海外子公司占比、海外子公司数和海外子公司分布的国家数均能显著弱化股权制衡度的正向作用.

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四维欧氏空间中的广义常斜坡曲面

于延华，贾琨

2021, 42 (2): 300-304. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.02.021

摘要 ( 626 )

HTML ( 13)

PDF(537KB) ( 296 )

利用曲面位置向量的正交分解式研究四维欧氏空间中的一类广义常斜坡曲面(即曲面的单位位置向量和单位平均曲率向量的內积为常数的曲面). 首先将曲面的位置向量分解为切部分和法部分，然后对具有法平行和法部分是平均曲率向量特性的广义常斜坡曲面分别进行研究，得到了在这两类特殊情况下广义常斜坡曲面的存在性及其分类.讨论了当分解式的法部分完全位于曲面的平均曲率向量方向时，广义常斜坡曲面满足的表达式及相关性质，并证明了在这种情况下曲面可以选取曲率网作为参数，并且此时广义常斜坡面为一类特殊的曲面——陈氏面. 最后给出了这些曲面的一些例子，并画出了在三维空间上的投影.

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