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基于时频域融合的滚动轴承故障诊断方法研究

基于时频域融合的滚动轴承故障诊断方法研究

作者：朱俊杰吉林化工学院

学位级别：硕士

滚动轴承作为常用的旋转部件,被广泛应用于现代各种工业机械中。在工业生产过程中,旋转机械设备需要通过滚动轴承来支撑和转动机械部件,若滚动轴承发生故障则可能会引发重大的安全事故并造成经济损失。因此本文以滚动轴承为研究对象,通... 详细信息

滚动轴承作为常用的旋转部件,被广泛应用于现代各种工业机械中。在工业生产过程中,旋转机械设备需要通过滚动轴承来支撑和转动机械部件,若滚动轴承发生故障则可能会引发重大的安全事故并造成经济损失。因此本文以滚动轴承为研究对象,通过利用信号处理结合浅层的机器学习和深度学习方法,从轴承信号降噪、故障特征提取以及故障识别方面展开故障诊断方法研究。主要研究内容如下:针对滚动轴承采集到的振动信号容易受到外界噪声干扰的问题。利用CEEMDAN对采集到的原始振动信号进行模态分解,再根据相关系数筛选重要的IMF分量进行重构得到降噪后的信号,通过信噪比和均方根误差相关评价指标进行对比实验,解决了传统EMD和EEMD分解过程中存在的模态混叠和端点效应的问题,证明该降噪方法的有效性。针对传统的单域特征无法有效的提取故障特征以及传统的支持向量机故障诊断识别准确率不高的问题。基于原来的单一时域特征或频域特征进行特征提取,并进行时频域特征融合,使提取到的特征信息更加全面,再利用PCA降维保留降噪后信号的大部分特征信息提取出有效的特征指标。由于SVM的分类性能受到惩罚因子c和核函数参数g的影响,通过采用GWO优化算法对其关键参数进行寻优建立了GWO-SVM模型。经过实验验证,所提模型识别准确率达到97.25%,相比未经参数优化的SVM模型准确率提高了4.5%。针对传统基于浅层的机器学习方法需要事先人为的进行特征提取,难以从复杂高维的数据中学习到更深层次特征信息的问题。通过利用卷积神经网络进行故障诊断,采取重叠采样对有限的原始数据进行数据增强,将一维的时序信号转换为二维的灰度图和时频图,输入改进的双通道CNN模型中,分别经过卷积神经网络进行端对端的特征学习和特征提取,将各通道提取到的特征进行时频域融合,采用Dropout进行正则化,再利用SVM分类器代替Softmax分类器进行故障诊断分类。实验结果表明,利用改进的双通道CNN模型进行时频域融合,充分提取了不同图像中的故障特征,模型准确率达到99.88%。

关键词：滚动轴承时频域融合支持向量机卷积神经网络故障诊断

考虑潮汐影响的不定期船调度与航速联合优化研究

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考虑潮汐影响的不定期船调度与航速联合优化研究

作者：朱俊杰山东交通学院

学位级别：硕士

海上运输在国际贸易中发挥着至关重要的作用,其贸易量约占全球贸易量的80%。航运作为全球经济互联互通的主要运输方式,不仅是连接世界各国的关键纽带,更是推动经济全球化的核心力量。不定期船运输市场作为航运市场的重要组成部分,具有... 详细信息

海上运输在国际贸易中发挥着至关重要的作用,其贸易量约占全球贸易量的80%。航运作为全球经济互联互通的主要运输方式,不仅是连接世界各国的关键纽带,更是推动经济全球化的核心力量。不定期船运输市场作为航运市场的重要组成部分,具有非固定航线和自定义船期表的灵活运输特点,合理规划出不定期船的货物运输网络和挂靠港口次序至关重要。而随着船舶大型化发展的趋势,船舶载重和吃水深度相应增加,这对传统码头的靠泊装卸作业带来了新的挑战。将港口潮汐因素纳入不定期船运输中考虑,已成为提高运输效率和优化资源利用的关键。因此,为使得船公司能获得更好的经济效益和社会效益,本文对考虑潮汐影响的不定期船调度与航速联合优化问题进行研究。本文首先聚焦于对不定期船调度问题的深入分析,同时详细阐述了港口潮汐变化的特征及其对不定期船运输的影响;基于这些分析,构建一个以最小化总运营成本为目标的混合整数非线性规划模型,该数学模型综合考虑了船舶的航行成本、港口成本和租船成本之间的相互关系。其次,鉴于所构建模型的高度复杂性,尤其是港口潮汐变化对船舶调度与航速所产生的动态和不确定影响,权衡了精确算法和启发式算法在处理本文研究中的优劣,选择遗传算法作为求解方法。然后,根据本文问题特性编写遗传算法,构造适用于不定期船的初始化种群和编码规则,通过选择、交叉和变异等操作逐步找到最优解。最后,为验证模型和算法在实际业务中的有效性和高效性,进行了基于现实不定期船运营规则的案例分析;比较在考虑潮汐与忽略潮汐影响情况下的运营成本差异,探讨船舶航速、燃油成本和船舶租金对总运营成本的灵敏度分析。研究表明,利用本文所构建的数学模型及相应算法,在考虑潮汐因素的情景下进行船舶调度与航速联合优化决策,能够有效提升船公司的经济效益及运输效率。本文研究为不定期船调度的理论研究与实际应用增添了新的维度,展示了运筹学和数据科学在航运应用中的广阔潜力,对未来在此领域或相关领域的研究提供宝贵的参考和借鉴价值。

关键词：水路运输潮汐不定期船航速优化遗传算法

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面向多源文本的越南语文本检错方法研究

计算机工程 2024年

作者：庄紫薇朱俊国昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明理工大学云南省人工智能重点实验室

文本检错是自然语言处理的研究方向之一，目标是自动检测输入文本中错误单词的位置和类型，该任务不仅在文本处理的各种下游环节中应用广泛，而且关系到日常生活中方方面面。针对英文、中文的文本检错模型已经能够达到较高的准确率，然... 详细信息

文本检错是自然语言处理的研究方向之一，目标是自动检测输入文本中错误单词的位置和类型，该任务不仅在文本处理的各种下游环节中应用广泛，而且关系到日常生活中方方面面。针对英文、中文的文本检错模型已经能够达到较高的准确率，然而，越南语语料资源稀缺、人工标注数据不足，面向越南语的文本检错任务深受训练样本匮乏和低质量的困扰。此外，还存在不同场景来源的文本包含错误类型不同，以及错误类型数量不均衡的情况，通用文本检错模型无法学习到特定错误类型的检测方法，检错能力较低。基于上述问题，提出一种面向多源文本的越南语文本检错语料库构建方法，利用越南语光学字符识别、越南语语音识别和越南语-英语翻译数据集构建初始语料库，并根据多源越南语检错语料生成方法得到错误语料，通过检错语料自动标注算法获得带标签的训练数据。其次，提出了融入多源信息特征的越南语文本检错序列标注模型，在多语言BERT编码端融入场景特征，使模型能够根据当前输入文本场景适应错误类型。实验表明该方法相比基线模型提升了1.91%和1.80%的F0.5和F1得分，并进一步验证了模型各组件的必要性以及数据集构建方法的有效性。

关键词：自然语言处理机器学习深度学习文本检错越南语

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中国棉花生产要素替代及区域异质性

中国农业大学学报 2024年第5期29卷 221-230页

作者：吴庆君朱俊峰中国农业大学经济管理学院北京100083

为稳定国内棉花生产,适度恢复长江和黄河流域棉区产能提供可行建议,利用要素弹性变化解释棉农的生产决策行为逻辑,先采用超越对数成本函数和似不相关回归估计棉花生产要素成本份额方程,再计算出要素需求弹性和影子替代弹性。结果表明:1... 详细信息

为稳定国内棉花生产,适度恢复长江和黄河流域棉区产能提供可行建议,利用要素弹性变化解释棉农的生产决策行为逻辑,先采用超越对数成本函数和似不相关回归估计棉花生产要素成本份额方程,再计算出要素需求弹性和影子替代弹性。结果表明:1)整体来看,我国棉花生产中劳动力和化肥需求缺乏弹性;机械需求弹性呈下降趋势,从富有弹性变为缺乏弹性。2)劳动力、化肥和机械两两之间相互替代,机械与劳动力的替代关系最强,化肥与劳动力的替代关系最弱。3)棉区间的差异主要在于黄河和长江流域棉区的机械需求始终富有弹性,且化肥对劳动力的替代弹性整体下降;而西北内陆棉区的机械需求开始缺乏弹性,化肥对劳动力的替代弹性则有所增长。因此,西北内陆棉区需合理控制机械价格,又要警惕化肥投入过量导致的环境负外部性;而黄河和长江流域棉区则应着力提升棉花生产机械化水平,既要增加与当地棉花生产配套的机械供给,又要利用政策工具有效调控机械需求。

关键词：棉花生产要素需求要素替代超越对数成本函数区域异质性

基于知识图谱推理的热轧带钢产品质量缺陷追溯

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1105-1114页

作者：张佳琪凌卫青同济大学电子与信息工程学院CIMS研究中心上海201804

热轧带钢生产面临多工况、机理复杂、工艺参数繁多等问题,造成专家很难及时有效给出生产中导致质量缺陷的原因。由此提出一种基于知识图谱推理的质量缺陷追溯方法。首先通过可解释方法SHAP实现对随机森林模型预测结果的解释,并通过知识... 详细信息

热轧带钢生产面临多工况、机理复杂、工艺参数繁多等问题,造成专家很难及时有效给出生产中导致质量缺陷的原因。由此提出一种基于知识图谱推理的质量缺陷追溯方法。首先通过可解释方法SHAP实现对随机森林模型预测结果的解释,并通过知识图谱将数据挖掘结果与工艺机理、专家经验等知识进行融合,进一步将图谱中表示工艺参数与质量参数依赖关系的子图映射到贝叶斯网络,推断不同工艺参数导致产品质量缺陷的后验概率。实际生产数据验证表明,针对不同生产工况,该方法能有效识别各个批次中导致质量缺陷的工艺参数,表现出良好识别率。

关键词：热轧带钢质量缺陷知识图谱可解释人工智能贝叶斯网络

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保护性耕作技术的农户增收效应与作用机制

中国农业资源与区划 2024年

作者：邓远远郭焱朱俊峰石河子大学经济与管理学院中国农业大学经济管理学院

[目的]探索保护性耕作技术采纳对农户收入的影响机制，评估保护性耕作技术的农户增收效应对促进保护性耕作高质量发展、推动中国农业发展方式转变具有十分重要的理论价值和现实意义。[方法]基于粮食种植户调研数据，采用工具变量法、分... 详细信息

[目的]探索保护性耕作技术采纳对农户收入的影响机制，评估保护性耕作技术的农户增收效应对促进保护性耕作高质量发展、推动中国农业发展方式转变具有十分重要的理论价值和现实意义。[方法]基于粮食种植户调研数据，采用工具变量法、分位数回归以及内生处理效应模型考察保护性耕作技术的农户增收效应及其作用机制。[结果]保护性耕作技术采纳对农户增收具有显著的促进作用，但这种增收效应在不同收入群体之间存在差异，其中低收入农户从保护性耕作技术采纳中的获益多于中、高收入农户。此外，保护性耕作技术采纳主要通过增加粮食产出来促进农户增收，尚不具有通过促进非农就业来提高农户收入的作用机制。[结论]健全保护性耕作农机作业服务对低收入农户的倾斜扶持，瞄准保护性耕作机具补贴和投入力度，完善适用于当地农业生产实际的保护性耕作技术路线。

关键词：保护性耕作技术采纳农户收入分位数回归中介效应配置效应生产效应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 111-134页

作者：王凯琪何益明浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江金华321004

压电催化技术是一种新兴的催化方法,能够有效地将清洁、丰富的机械能(如水流动能、潮汐能和风能)转化为化学能,在化学催化领域展现出显著潜力,为环境修复和能源管理提供可持续的解决方案.金属钛酸盐因其良好的压电响应、环保特性和成本... 详细信息

压电催化技术是一种新兴的催化方法,能够有效地将清洁、丰富的机械能(如水流动能、潮汐能和风能)转化为化学能,在化学催化领域展现出显著潜力,为环境修复和能源管理提供可持续的解决方案.金属钛酸盐因其良好的压电响应、环保特性和成本效益,在压电催化领域备受关注.然而,压电催化活性的不足限制了其实际应用.为克服这一挑战,提高机械能响应效率和减少能量转换过程中的损失成为关键.研究人员通常从两个核心策略出发:一是优化压电性能,二是调控载流子传输.深入理解这些策略在提高压电催化活性中的核心作用,对于设计高效压电催化剂并推动压电催化技术发展具有重要意义.本文系统地总结了金属钛酸盐的分类、合成方法和设计策略.首先,根据其在压电催化中的应用,将金属钛酸盐分为单金属钙钛矿钛酸盐、多金属钙钛矿钛酸盐和层状类钙钛矿钛酸盐,并从结构角度揭示了其压电特性的起源.其次,概述了金属钛酸盐的主要制备方法,包括水热法、固态反应法、熔盐法和静电纺丝法,并从提升催化性能角度比较了它们的优缺点.在金属钛酸盐的设计策略部分,探讨了构建准同型相界、应变工程、居里点控制、外场诱导极化和定向晶体生长等方法对改善压电性能的可行性.特别是,构建准同型相界和采用外场诱导极化,可以分别降低极化旋转的能垒和诱导宏观极化,在提升金属钛酸盐压电催化性能方面表现出显著效果.此外,还强调了助催化剂负载、碳材修饰和半导体异质结构在促进载流子分离中的重要作用.其中,空间分离的助剂修饰能够较大程度地提高载流子的分离效率,进而显著增强压电催化性能.最后,本文对基于金属钛酸盐的压电催化剂的技术发展进行了展望,旨在推动压电催化剂的合理设计和实际应用.具体建议包括:(1)规范压电催化性能评价体系,以实现不同系统间催化剂性能的统一、合理评价;(2)综合评估影响压电催化的因素,寻求最优解,并加强多种策略的耦合设计;(3)加强有限元模拟和密度泛函理论等理论支撑,开发应用原位技术,以深入探究压电效应在催化过程中的具体贡献,加深对压电催化机理的理解;(4)发展基于低速搅拌、水冲洗、机械刷等微弱动力的压电催化技术,并设计对低频机械能敏感的新型催化剂,以适应自然界的能量条件;(5)研究宏观支撑的压电催化剂设计,以提高在应力条件下的稳定性,同时增强可持续利用性;(6)耦合其他先进的氧化工艺,以加速活性物质的生产.综上,本文聚焦环境修复和能源应用,深入分析了从压电特性改善和载流子运输调节两个角度出发的多种策略在提升金属钛酸盐压电催化性能中的关键作用,并对该领域的未来发展趋势和面临的挑战进行了展望.本文旨在为高效压电催化剂的设计提供参考和借鉴.

关键词：压电催化金属钛酸盐增强策略压电响应载流子传输

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雅俗之间:苏轼饮食赋的经典构建

文艺理论研究 2024年第2期44卷 146-154页

作者：王祖琪江苏师范大学文学院江苏省徐州市221008

苏轼的饮食赋写作祖述《诗》《骚》,导源于俳辞,将《楚辞》的高洁旨趣与俳辞的幽默诙谐寓于一身,体现了有意变革的文学主张,使赋体完成了由娱神,到娱人,再到娱己的功用。苏轼以全部生命体验投入,在审美取向与情志追求上打破雅与俗的边界... 详细信息

苏轼的饮食赋写作祖述《诗》《骚》,导源于俳辞,将《楚辞》的高洁旨趣与俳辞的幽默诙谐寓于一身,体现了有意变革的文学主张,使赋体完成了由娱神,到娱人,再到娱己的功用。苏轼以全部生命体验投入,在审美取向与情志追求上打破雅与俗的边界,克服内在情志的对立冲突,不再刻意强调赋体书写对象的雅俗性质,而是以平和的心态,以审美的态度书写日常生活。可以说,苏轼对雅俗关系的思考递嬗过程也是逐渐实现自我的人格养成过程。苏轼的饮食赋不是简单的“游戏文字”,而是奠定了一种经典范式,对后世有开创之功。

关键词：苏轼饮食赋雅俗辞赋史

Al纳米孔阵列/（AlxGa1-x）O薄膜中的紫外波段超常透射

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物理学报 2024年

作者：朱文慧冯磊张克雄朱俊内蒙古大学物理科学与技术学院大连理工大学集成电路学院

采用有限差分时域算法计算(AlxGa1-x)2O3薄膜衬底上的周期性三角晶格Al纳米孔阵列的透过率，研究不同(AlxGa1-x)2O3衬底的Al组分x以及Al纳米孔阵列的厚度、孔径和周期对其光学传输特性的影响。数值计算结果表明，当x=0时，在263 nm和358... 详细信息

采用有限差分时域算法计算(AlxGa1-x)2O3薄膜衬底上的周期性三角晶格Al纳米孔阵列的透过率，研究不同(AlxGa1-x)2O3衬底的Al组分x以及Al纳米孔阵列的厚度、孔径和周期对其光学传输特性的影响。数值计算结果表明，当x=0时，在263 nm和358 nm波长范围处出现两个强透射峰，随着x的增大，其中位于263 nm处的透射峰发生轻微蓝移，强度则先增强后下降；358 nm处的透射峰发生明显蓝移且不断加强。若纳米孔阵列的周期不变，随着空气柱孔径增大时，紫外波段两强透射峰峰值位置分别位于244 nm和347 nm处，两峰均先发生红移再蓝移，透过率不断增大，反射率减小。随着周期扩大，紫外波段两强透射峰分别位于249 nm和336 nm处，两透射峰均发生明显红移，其中249 nm处的透射峰红移至304 nm，336 nm处的透射峰红移至417 nm，并且透过率不断降低。随着Al厚度的增大，位于380 nm处的透射峰峰值位置发生蓝移，且透过率不断下降。

关键词： (Al Ga ) O Al纳米孔阵列局域表面等离子体共振超常透射