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自然场景下的轻量化番茄病害检测模型

南京农业大学学报 2024年

作者：嵇春梅周鑫志叶烨华盐城工业职业技术学院信息与安全学院江苏省外国专家工作室南京农业大学人工智能学院东南大学计算机科学工程学院

[目的]为解决自然场景下番茄病害检测中存在的挑战，如病害信息多样、尺度不同、叶片遮挡等，提出一种基于改进YOLOv8的轻量化模型。[方法]在主干网络中，使用GhostNetV2模块来代替部分C2f模块，抑制特征传输过程中的信息损失，同时显... 详细信息

[目的]为解决自然场景下番茄病害检测中存在的挑战，如病害信息多样、尺度不同、叶片遮挡等，提出一种基于改进YOLOv8的轻量化模型。[方法]在主干网络中，使用GhostNetV2模块来代替部分C2f模块，抑制特征传输过程中的信息损失，同时显著减少模型参数量和计算复杂度。在颈部网络中，结合加权双向特征金字塔来改进YOLOv8的特征融合能力，通过提取融合多尺度特征，提升模型的检测准确率。提出一种多尺度特征感知模块，降低模型过拟合的风险，减小模型对相似特征的依赖性。引入WiseIoU损失作为边界框回归损失，结合动态非单调聚焦机制，利用异常值信息对模型预测结果进行评估，从而提高网络的整体性能。[结果]改进YOLOv8能够准确识别绝大多数常见的番茄病害，平均准确率为98.17%，检测速度达到155 帧/秒，明显优于YOLOv5、Faster RCNN、SSD、RetinaNet、CenterNet以及基线YOLOv8六种对比算法。[结论]所提改进YOLOv8在准确性和实时性方面具有明显优势，嵌入式平台上的进一步试验结果表明，改进YOLOv8在计算资源受限的条件下，仍能实现较为准确的实时检测。

关键词：番茄病害检测 YOLOv8 GhostNetV2 Bi-FPN MDP WiseIoU

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面向雷达信号分选的自约束搜索密度聚类算法

系统工程与电子技术 2024年

作者：嵇志康周子楠李煊鹏东南大学仪器科学与工程学院

针对雷达信号分选过程依赖先验知识、参数适配调优困难等问题，本文提出了一种基于自约束搜索密度聚类的参数自适应信号分选方法。该方法在点序搜索聚类算法（ordering points to identify the clustering structure，OPTICS）生成可达... 详细信息

针对雷达信号分选过程依赖先验知识、参数适配调优困难等问题，本文提出了一种基于自约束搜索密度聚类的参数自适应信号分选方法。该方法在点序搜索聚类算法（ordering points to identify the clustering structure，OPTICS）生成可达距离序列的基础上，引入了一种启发式的自约束搜索机制，该机制能够自动分析数据集的内在结构，根据其数据特性自适应划分簇。通过自动调整超参数，算法能够有效处理不同参数分布的脉冲描述字（Pulse Description Word， PDW）数据。仿真实验表明，在无先验知识依赖情况下，本算法在雷达信号的分选准确率和抗干扰能力方面均优于传统方法，干扰脉冲比例不高于60%的复杂电磁环境中雷达信号分选准确率达到98%以上。

关键词：信号分选密度聚类自约束搜索参数自适应

基于时域BLT方程的带绝缘线缆束场-线耦合模型

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高电压技术 2024年第2期50卷 758-764页

作者：席志豪梁涛谢彦召郭洁西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049

为研究外场辐照下复杂线缆系统(多导体、非线性负载、带绝缘层)终端电压/电流时域响应特性规律,提出了复杂线缆束在入射场激励下的终端响应建模方法。研究在时域内重塑多导体BLT方程,在兼顾计算效率、易于向线缆网络扩展的基础上,解决... 详细信息

为研究外场辐照下复杂线缆系统(多导体、非线性负载、带绝缘层)终端电压/电流时域响应特性规律,提出了复杂线缆束在入射场激励下的终端响应建模方法。研究在时域内重塑多导体BLT方程,在兼顾计算效率、易于向线缆网络扩展的基础上,解决了线缆束端接非线性负载的终端时域响应求解问题;并通过引入介质层系数,修正了BLT方程源矢量项,解决了常规BLT方程忽视绝缘层对入射场畸变效应而导致的误差问题。最后,将计算结果同时域有限差分法和有限积分法计算结果进行对比,验证了模型在处理复杂线缆场线耦合问题上的准确性。

关键词：时域BLT方程线缆束场线耦合非线性负载介质层系数

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非定常空化涡旋结构演化及压力波机制的研究

振动与冲击 2024年第2期43卷 22-31,145页

作者：王子豪孙铁志张桂勇大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院辽宁大连116024 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

压力波机制是空化流动机制的一种,压力波的产生和传播是空化不稳定的重要来源。基于可压缩流体求解器和分离涡模拟(detached-eddy simulation,DES)研究了三维水翼空化流动。结果表明,压力波是由先前脱落的云空泡溃灭产生的,其传播过程... 详细信息

压力波机制是空化流动机制的一种,压力波的产生和传播是空化不稳定的重要来源。基于可压缩流体求解器和分离涡模拟(detached-eddy simulation,DES)研究了三维水翼空化流动。结果表明,压力波是由先前脱落的云空泡溃灭产生的,其传播过程会导致片状空泡的收缩和水翼表面高压力脉冲。压力波的产生会强烈扰乱涡旋的运动,水翼表面上的稳定涡旋结构被卷起,并且被小尺度涡旋结构所替代。采用动力学模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法分析流场特征,压力波效应和附着片状空泡的演变占据了流场的主要能量。

关键词：非定常空化可压缩涡旋结构压力波动力学模态分解(DMD)

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内悬置电动轮的柔性联轴器动力学性能分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 25-32页

作者：罗荣康俞志豪吴佩宝侯之超清华大学车辆与运载学院北京100084

内悬置电动轮构型可延长电机使用寿命,缓解簧下质量过大造成的舒适性问题。由于轮内空间有限,用于动力传递的柔性联轴器结构和性能直接决定内悬置电动轮的性能。该文提出了一种面向内悬置电动轮的柔性联轴器。该联轴器是由多个连接臂组... 详细信息

内悬置电动轮构型可延长电机使用寿命,缓解簧下质量过大造成的舒适性问题。由于轮内空间有限,用于动力传递的柔性联轴器结构和性能直接决定内悬置电动轮的性能。该文提出了一种面向内悬置电动轮的柔性联轴器。该联轴器是由多个连接臂组成的平面并联机构,每个连接臂由2个平行四边形机构串联而成。建立了该联轴器机构的运动学和动力学模型,给出了偏心度、连杆静载荷及动载荷的计算方法。结合一组结构参数,对联轴器的偏心度、连杆静载荷及动载荷进行了定量分析。结果表明:该联轴器允许传动系统在动力传动过程中沿垂向跳动,具有等速传动、占用轴向空间小、偏心行程大以及动载荷小等特点。该联轴器可望推进内悬置电动轮的工程化研发。

关键词：电动轮电机悬置柔性联轴器平面并联机构动力学分析

基于半车模型的轮毂驱动车辆簧下质量影响研究

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1445-1455页

作者：吴佩宝罗荣康俞志豪侯之超清华大学车辆与运载学院北京100084

轮毂电机驱动作为一种新型的电动汽车构型,其簧下质量过大对车辆动力学性能的影响是一个备受关注的问题。该文基于半车模型,推导了车辆平顺性典型评价指标的幅频特性和均方根值。在传统车辆模型的前后车轮上附加质量,构建轮毂电机驱动... 详细信息

轮毂电机驱动作为一种新型的电动汽车构型,其簧下质量过大对车辆动力学性能的影响是一个备受关注的问题。该文基于半车模型,推导了车辆平顺性典型评价指标的幅频特性和均方根值。在传统车辆模型的前后车轮上附加质量,构建轮毂电机驱动车辆模型,考虑车速、车身位置、电机质量及轮毂电机驱动方式等因素分别开展仿真计算。通过对比,系统分析了簧下质量增加对车辆平顺性的影响规律,并在频域中对影响机理进行了解释。结果表明,在1~50m/s(3.6~180km/h)的车速范围内,簧下质量增加同时恶化了车轮相对动载荷和悬架动挠度指标。然而,由于轴距滤波效应,簧下质量增加对车身加速度的影响则随位置改变而呈现不同的特征:前后车身加速度指标在所有车速下均被恶化,而质心加速度和俯仰角加速度指标则均随车速呈现交替恶化和改善的特点,且两个指标的变化趋势正好相反。此外,相比轮毂电机前驱和四驱布置,轮毂电机后驱布置在常用车速下引起的车辆舒适性恶化程度较小。

关键词：簧下质量车辆平顺性轴距滤波效应轮毂电机驱动方式

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四轮轮毂驱动车辆横向稳定性的底盘协同控制

汽车工程 2024年第10期46卷 1733-1743页

作者：俞志豪罗荣康吴佩宝侯之超清华大学车辆与运载学院北京100084

为了改善四轮轮毂驱动车辆的横向稳定性,本文提出一种综合转矩协调和主动后轮转向的底盘协同控制策略。该策略旨在跟踪期望的车辆横摆角速度和质心侧偏角的同时,有效抑制车身侧倾。基于轮毂电机驱动产生的垂向反力特性,设计了车辆纵向... 详细信息

为了改善四轮轮毂驱动车辆的横向稳定性,本文提出一种综合转矩协调和主动后轮转向的底盘协同控制策略。该策略旨在跟踪期望的车辆横摆角速度和质心侧偏角的同时,有效抑制车身侧倾。基于轮毂电机驱动产生的垂向反力特性,设计了车辆纵向、横摆和侧倾运动的转矩协调解耦控制策略。为降低车辆横向动力学建模时忽略的非线性因素及模型不确定性对控制性能的影响,面向底盘协同控制设计了一种基于扰动观测器的模型预测控制方法,对非线性特性和不确定性进行估计和补偿。同时开展了硬件在环测试,通过双移线工况验证了所提出方法的有效性。结果表明,所提出的底盘协同控制策略能够有效提升车辆的横向稳定性,并减小车身侧倾运动;包含扰动观测的控制策略相比于无扰动观测补偿,对期望横摆角速度和质心侧偏角的跟踪误差分别降低了56.9%和27.3%,而车身侧倾角和侧倾角速度分别降低了8.9%和12.5%。

关键词：轮毂驱动横向稳定性后轮转向扰动观测器转矩协调模型预测控制

基于EN12299-2009的中国高铁乘坐舒适性评价研究

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振动工程学报 2024年

作者：马辉牛留斌俞志豪侯之超清华大学车辆与运载学院中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所

高速列车的舒适性评价对于改进高铁结构设计、提高乘客乘坐满意度具有重要意义。本文尝试应用欧洲标准EN12299-2009对于我国高铁的长时和瞬态乘坐舒适性进行评价,并探讨该标准的适用性。基于一款高速综合检测列车,开展了振动舒适性的客... 详细信息

高速列车的舒适性评价对于改进高铁结构设计、提高乘客乘坐满意度具有重要意义。本文尝试应用欧洲标准EN12299-2009对于我国高铁的长时和瞬态乘坐舒适性进行评价,并探讨该标准的适用性。基于一款高速综合检测列车,开展了振动舒适性的客观测试与主观评价。简要介绍了EN12299-2009标准推荐的平均舒适性评价指标和离散事件舒适性评价指标,并将二者分别用于高铁长时和瞬态舒适性评价。针对主观感受不同的三种路段,基于实测振动加速度数据,分别计算了长时和瞬态舒适性评价指标,据此对高铁乘坐舒适性与轨道质量进行分析。结合主观评价结果,对对应指标的适用性进行分析,并尝试提出改进建议。

关键词：瞬时舒适性长时舒适性高速列车 EN12299-2009 中国高铁

冲刷与腐蚀共同作用下液化场地桥梁桩基全寿命抗震性能评估

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冲刷与腐蚀共同作用下液化场地桥梁桩基全寿命抗震性能评估

作者：岑志豪广州大学

学位级别：硕士

桥梁是交通网络中重要的组成部分之一,是现代社会发展中不可或缺的基础设施。然而在地震作用下,土体液化可能会导致桥梁桩基失稳、沉降或倾斜,进而影响桥梁整体结构的安全。除了地震作用以外,桥梁桩基在其全寿命周期中还同时受到环境作... 详细信息

桥梁是交通网络中重要的组成部分之一,是现代社会发展中不可或缺的基础设施。然而在地震作用下,土体液化可能会导致桥梁桩基失稳、沉降或倾斜,进而影响桥梁整体结构的安全。除了地震作用以外,桥梁桩基在其全寿命周期中还同时受到环境作用(如冲刷与腐蚀作用),这将进一步增大桥梁桩基在地震作用下破坏的概率。然而,当前研究多集中于地震或环境作用对液化场地桥梁桩基的影响,较少关注地震、冲刷与腐蚀共同作用下液化场地桥梁桩基的抗震性能。鉴于此,本文以液化场地桥梁桩基为研究对象,通过同时考虑地震土体液化、海水冲刷效应及腐蚀作用,对液化场地桥梁桩基进行了全寿命周期的抗震性能评估。本文的主要研究内容如下:(1)建立冲刷与腐蚀共同作用下液化场地桥梁桩基非线性有限元数值模型。为研究液化场地桥梁桩基地震反应特性,本文基于OpenSees有限元软件建立了液化场地群桩基础桥梁有限元模型。模型中,采用“p-y曲线”法考虑桩-土相互作用,基于实测流量数据考虑水文不确定性,并通过SRICOS-EFA法计算桩周土体冲刷深度;采用纤维截面模拟桩基的非线性特性,通过建立混凝土及钢筋性能时变退化模型,考虑腐蚀作用对桥梁桩基非线性性能的退化行为。最后通过离心机试验验证建模方法的可靠性。(2)液化场地桥梁桩基全寿命周期地震响应分析。对比分析了 100年服役期内,无冲刷与腐蚀作用、仅考虑冲刷或腐蚀作用以及冲刷与腐蚀共同作用四种情况下液化场地桥梁桩基地震响应规律。结果发现:相比冲刷作用,腐蚀作用对桥梁桩基峰值弯矩影响更大;随着腐蚀时间的增加,桥梁桩基峰值弯矩逐渐减小;相比无冲刷腐蚀作用,在冲刷与腐蚀共同作用下桥梁桩基峰值弯矩响应降幅最高可达-55.6%,桩顶峰值位移都随时间增加而有所增加,增幅最高可达43.6%。(3)冲刷与腐蚀共同作用下液化场地桥梁桩基全寿命周期易损性分析。基于设计加速度反应谱选取了 80条地震动,分析了不同环境作用下桥梁桩基非线性地震响应,建立了以峰值地面速度为地震动强度指标的概率地震需求模型,获得了不同环境作用下100年服役期内桥梁桩基地震易损性曲线。结果表明:随着环境作用时间的增加,冲刷作用降低了桥梁桩基的地震破坏概率,腐蚀作用增加了桥梁桩基的地震破坏概率,当冲刷与腐蚀共同作用时,桥梁桩基不同损伤状态下破坏概率呈现先下降后上升的趋势。本文研究进一步完善了考虑冲刷与腐蚀共同作用下液化场地桥梁桩基地震反应特性及地震易损性分析的认识,为液化场地桥梁抗震性能评估提供了理论依据,对桥梁建设高质量发展具有重要意义。

关键词：桥梁桩基土体液化冲刷与腐蚀作用全寿命周期地震易损性