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基于边缘强化神经拉动模型的三维表面重建

红外与激光工程 2024年第6期53卷 202-212页

作者：徐宝昌王毅豪郝围围尹士轩王威李雅飞中国石油大学(北京)信息科学与工程学院/人工智能学院北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司钻井工艺研究所北京102206

通过学习空间点云数据的符号距离函数(Signed Distance Functions, SDFs)进行三维表面重建是当前的研究热点。为重建出高精度的水密模型,神经拉动(Neural-pull, NP)采用点云拉动,以训练同步更新SDFs,但在实际重建过程中,重建模型会因为... 详细信息

通过学习空间点云数据的符号距离函数(Signed Distance Functions, SDFs)进行三维表面重建是当前的研究热点。为重建出高精度的水密模型,神经拉动(Neural-pull, NP)采用点云拉动,以训练同步更新SDFs,但在实际重建过程中,重建模型会因为点云存在噪声和缺失而导致重建结果不够精细,带来错误的表面重建。针对以上问题,引入边缘提取强化输入点云的边缘信息,提出利用残差学习机制的边缘强化神经拉动模型(Neural Pull based on Edge Enhancement, NPEE)。为确保重建表面平滑的同时能够获取更多的表面细节,该方法在保留原本神经网络用于学习SDFs的基础上引入一个新的网络,利用残差学习机制学习点云的边缘SDFs。同时在原始点云的基础上,引入边缘因子σ,结合学习的边缘SDFs,通过点云边缘的鲁棒提取强化输入点云。为验证算法模型的优化效果,采用目前广泛使用的ABC数据集、斯坦福扫描模型和模拟扫描数据集设计对比实验,实验结果以及评估指标(CD)表明,NPEE可以有效改善神经拉动算法在边缘表面重建的缺陷,同时和其他重建方法相比,NPEE在面对稀疏点云和含噪点云时仍能保证重建的精确性和完整性。

关键词：深度学习三维点云表面重建符号距离函数

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电动无人机动力系统检测装置研制

电动无人机动力系统检测装置研制

作者：尹士轩中国民航大学

学位级别：硕士

电动无人机的动力系统是影响无人机飞行性能及续航能力的关键设备,针对电动无人机动力系统的研究需要和现有检测技术及装置存在的问题,本文紧紧围绕动力系统性能参数及其运行参数在线检测这一主题,设计和开发一套电动无人机动力系统检... 详细信息

电动无人机的动力系统是影响无人机飞行性能及续航能力的关键设备,针对电动无人机动力系统的研究需要和现有检测技术及装置存在的问题,本文紧紧围绕动力系统性能参数及其运行参数在线检测这一主题,设计和开发一套电动无人机动力系统检测装置,重点研究检测装置机械结构,传感检测系统和数据采集处理软件系统。首先在分析无人机工作原理基础上,确定了转速、升力、电流、电压为装置待检测的数据,无人机控制信号(PWM信号占空比)为检测装置测试的控制信号,确定升力测试范围为0～50 N,转速0～10000 RPM,电流0～20 A,电压0～50 V。然后基于Solid Works软件设计分析并优化了动力系统检测装置机械机构,升力测试部件整体采用杠杆结构,使被测对象远离地面,规避了旋翼的地面效应;同时设置平衡配重,采用“预加载”方法,降低了摩擦力矩变向对测量精度的影响;采用Simulation插件对关键零部件进行了静力学及频率分析与优化。以USB-3312数据采集卡为处理器,搭建了传感检测及显示系统,进行了传感器选型,并基于最小二乘法进行拟合标定,实现无人机动力系统特性参数的多数据同步采集。以Visual C++2010、Access 2010为工具,开发了数据处理及分析软件系统,系统具有转速-升力关系、电流-升力关系等数据分析功能,也可进行升力系数、力效等性能分析;同时为了便于试验者分析试验现象,设计了试验过程回放功能模块。检测装置设计定位于中小微型电动无人机动力系统,设备试制后进行了仿真试验分析,试验结果显示该装置升力、转速参数测量精度结果接近于与手工方法,两者最大差异约为0.1 N,电流电压等参数检测精度较高,由检测数据分析推导的升力系数、力效等参数与被测对象生产企业公布的数据吻合。本文研究的检测装置整体运行平稳,检测精度较高,可满足无人机动力系统研究及分析需要。

关键词：电动无人机动力系统检测装置传感器检测

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电动无人机动力系统测试装置设计研究

航空维修与工程 2021年第7期 99-102页

作者：王守志尹士轩韩金玉中国民航大学天津中德应用技术大学

针对电动无人机使用过程中性能下降及故障等问题,设计了一款应用于无人机动力系统故障检测的测试装置,采用杠杆结构作为升力测试机构,以降低地面效应的影响;转速测试部件采用可调机构,以适应不同的被测对象;对设备台架等关键部件结构进... 详细信息

针对电动无人机使用过程中性能下降及故障等问题,设计了一款应用于无人机动力系统故障检测的测试装置,采用杠杆结构作为升力测试机构,以降低地面效应的影响;转速测试部件采用可调机构,以适应不同的被测对象;对设备台架等关键部件结构进行了分析及优化。仿真试验结果表明,该装置运行平稳,与手工方法相比升力测试最大误差为0.1N,测试精度满足测试需求。最后,以桨叶故障为例,对无人机动力系统进行了故障测试,结合软件系统分析,该测试装置具有良好的测试性,可应用于无人机动力系统故障部件的检测。

关键词：无人机动力系统测试装置故障检测

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控压钻井的控制理论研究与装备研发进展

化工自动化及仪表 2023年第5期50卷 622-631页

作者：尹士轩徐宝昌孟卓然陈贻祺中国石油大学(北京)信息科学与工程学院

首先,介绍了控压钻井(Managed Pressure Drilling,MPD)技术,系统分析了MPD理论的国内外研究现状,重点探讨井筒环空压力控制方法(从经典PID算法到先进控制算法,再到引入智能化思想)的发展过程,同时阐述了MPD参数估计方法的研究现状;其次... 详细信息

首先,介绍了控压钻井(Managed Pressure Drilling,MPD)技术,系统分析了MPD理论的国内外研究现状,重点探讨井筒环空压力控制方法(从经典PID算法到先进控制算法,再到引入智能化思想)的发展过程,同时阐述了MPD参数估计方法的研究现状;其次,介绍了国内外控压钻井装备及技术现状,特别指明了我国现有装备的制造水平;最后,指出了MPD技术值得深入研究的关键问题。

关键词：控压钻井井筒环空压力先进控制智能化装备研发

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冲击式水轮机水斗设计方法及性能优化

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 852-859页

作者：孙启轩谭磊清华大学能源与动力工程系水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

雅鲁藏布江下游蕴藏着丰富的水电资源,具有高水头、大容量等特点,冲击式水轮机是优选机型。转轮是冲击式水轮机的核心过流部件和做功部件,水斗形状对转轮性能至关重要。该文将水斗三维几何形状的构造线划分为轮廓线、过流剖面线和引导线... 详细信息

雅鲁藏布江下游蕴藏着丰富的水电资源,具有高水头、大容量等特点,冲击式水轮机是优选机型。转轮是冲击式水轮机的核心过流部件和做功部件,水斗形状对转轮性能至关重要。该文将水斗三维几何形状的构造线划分为轮廓线、过流剖面线和引导线3类,给定若干特征参数,提出了一种可控参数的冲击式水轮机水斗三维设计方法。选择水斗深度、宽度增量、出水边角度、分水刃角度和缺口圆直径等参数对冲击式水轮机水斗开展正交优化。由极差分析可知,宽度增量对转轮效率的影响最大,对出水边角度、缺口圆直径和水斗深度的影响较小,对分水刃角度的影响最小。优化后,冲击式水轮机的水力效率增加了6.71%。相比于原型水斗,优化水斗的总扭矩更大,在扭矩减少至0的过程中平缓过渡,有利于提高机组的水力效率和运行稳定性。

关键词：冲击式水轮机水斗设计方法正交优化数值模拟

考虑“响应-碳排放”责任耦合交易的IDR策略研究

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1322-1338,I0007页

作者：许刚郭子轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

综合需求响应(integrated demand response,IDR)作为区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)维持供需平衡、实现分布式能源就地消纳的重要途径,已成为当下的研究热点。但现有IDR研究存在3个方面不足:综合能源服务商(... 详细信息

综合需求响应(integrated demand response,IDR)作为区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)维持供需平衡、实现分布式能源就地消纳的重要途径,已成为当下的研究热点。但现有IDR研究存在3个方面不足:综合能源服务商(integrated energy service provider,IESP)制定激励策略时,未考虑区域内用户的响应疲劳特性;在实施IDR的复杂场景下,未考虑区域IESP间的响应责任交易;忽略响应责任与碳排放责任的耦合关系。为此,首先分析用户响应意愿随响应次数的演化特性,通过引入响应疲劳函数实现对用户响应疲劳特性的有效建模;在此基础上,根据IESP的响应任务类型,设置多个IESP参与IDR的复杂场景。进一步,为实现各IESP参与IDR的经济性与低碳性,在考虑复杂场景下IESP间响应责任交易时的能源转移与碳排放责任转移基础上,建立响应责任-碳排放责任耦合交易机制。最终,采用基于自适应迭代步长的议价方法以确定最优交易价格。通过仿真算例验证所提模型的有效性:考虑用户响应疲劳特性的改进模型使用户的总收益提升27%;所提交易机制不仅使各场景下IESP的总成本分别降低15.8%、9.8%、94.1%,还使典型场景下IESP的碳排放量降低17.8%,提高IESP参与IDR的经济性与低碳性,实现IESP与用户的共赢。

关键词：综合需求响应响应责任碳排放责任交易机制复杂场景

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北宋前期的取士政策与文臣群体转型

山东社会科学 2024年第7期 123-133页

作者：闻轩轩河南师范大学历史文化学院

伴随着政治形势和统治思想的转变,北宋前期取士政策先后经过多次调整。宋太祖采取重吏道和用吏治之臣的统治策略,形成文吏主政的政治局面。宋太宗则大兴科举,重用文学之士,使得朝中臣僚逐渐从文吏转变为文士;其对举子和官吏习法明法的提... 详细信息

伴随着政治形势和统治思想的转变,北宋前期取士政策先后经过多次调整。宋太祖采取重吏道和用吏治之臣的统治策略,形成文吏主政的政治局面。宋太宗则大兴科举,重用文学之士,使得朝中臣僚逐渐从文吏转变为文士;其对举子和官吏习法明法的提倡,促使科举出身的文士兼具吏能。然而在诗赋取士下,宋廷面临着“文士虽多,通经者甚少”的问题,臣僚反对诗赋取士的呼声不断高涨。针对这一情况,宋真宗先是规定“策问宜用经义,参之时务”,又推行“兼考策论”的取士政策,于是到宋仁宗天圣、明道年间,进士阶层不仅兼善文学、吏能,还具备一定的经学素养。文臣群体的身份转型,为宋代士大夫政治的建立奠定了基础。

关键词：北宋前期文臣群体取士政策士大夫

考虑用户比价行为的综合需求响应低碳优化策略

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电网技术 2024年第3期48卷 1043-1052页

作者：许刚郭子轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

在我国“双碳”背景下,建立综合能源系统(integrated energy system,IES)已经成为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,加快能源结构转型的重要举措,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)是综合能源系统减少碳排放、缓解供需双... 详细信息

在我国“双碳”背景下,建立综合能源系统(integrated energy system,IES)已经成为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,加快能源结构转型的重要举措,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)是综合能源系统减少碳排放、缓解供需双侧不平衡的有效途径。然而,现有关于IDR的研究大多仅考虑其经济效益,未考虑其环境效益,忽略了需求侧用户对不同时段激励价格的比价行为以及不同用户的差异化响应特性。该文提出了基于碳排放因子的IDR碳排放折算模型,并将碳排放成本加入综合能源系统服务商(integrated energy system provider,IESP)的目标函数中;通过建立激励交叉弹性耦合矩阵对用户的比价行为进行了有效建模以提升模型的精确性;同时计及用户的差异化响应特性,通过制定差异化的激励策略以充分挖掘用户的响应潜力。所提模型被建立为一个IESP-用户双层优化模型,并将该模型转化为了一个单层的凸优化模型以实现高效地求解。最后通过仿真算例验证了模型的有效性,不仅减少了碳排放量,同时降低了IESP的响应成本并提升了用户的舒适度,实现了多方共赢。

关键词：碳排放综合能源系统综合需求响应交叉弹性耦合特性

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带拒绝推理的反绎学习方法

计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1791-1798页

作者：黄宇轩姜远计算机软件新技术全国重点实验室(南京大学) 南京210023

近年来,许多研究工作致力于将数据驱动的机器学习和知识驱动的逻辑推理相结合,以提高机器学习的性能.其中,不少工作尝试利用反绎推理,将机器学习与逻辑推理融合到一个框架中.这些方法通过机器学习模型生成伪标记,然后利用反绎推理来修... 详细信息

近年来,许多研究工作致力于将数据驱动的机器学习和知识驱动的逻辑推理相结合,以提高机器学习的性能.其中,不少工作尝试利用反绎推理,将机器学习与逻辑推理融合到一个框架中.这些方法通过机器学习模型生成伪标记,然后利用反绎推理来修正不一致的伪标记,以更新机器学习模型并多次迭代.然而,反绎中可能会存在错误标记,这些标记会对模型训练产生负面影响且难以被发现.因此提出一种带拒绝推理的反绎学习方法,它同时考虑反绎标记的模型不确定性和推理不确定性,从数据层面和知识层面综合评估反绎结果的可靠性,并通过拒绝部分反绎推理结果来避免不可靠的反绎标记对模型训练的负面影响.实验表明,提出的方法可以减少错误反绎标记的比例、加速反绎学习的训练并带来更好的性能.

关键词：反绎学习机器学习逻辑推理反绎推理神经符号学习