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三维打印自适应路径规划优化研究

三维打印自适应路径规划优化研究

作者：崔紫微大连理工大学

学位级别：硕士

随着三维打印技术的广泛应用,打印模型变得更加复杂和多样化,对打印精度的要求也逐渐提高。作为三维打印流程中的重要部分,路径规划的精度影响着整体打印精度。复杂壳体模型包含大量难以规划的复杂几何结构。由于传统的路径规划方法及... 详细信息

随着三维打印技术的广泛应用,打印模型变得更加复杂和多样化,对打印精度的要求也逐渐提高。作为三维打印流程中的重要部分,路径规划的精度影响着整体打印精度。复杂壳体模型包含大量难以规划的复杂几何结构。由于传统的路径规划方法及打印过程无法满足复杂几何结构的高精度打印要求,复杂壳体模型打印结果质量较差、精度较低的问题需要有效解决。针对复杂几何结构的传统路径规划中存在的局部路径质量问题,本文提出一种自适应路径优化方法,利用路径与轮廓的交点关系,判断二维轮廓中的复杂几何结构并自适应调整喷头行进策略和路径宽度,优化局部不合格的初始路径,以提高路径规划的精度。分别使用简单模型和三周期极小曲面(TPMS)模型进行实验,结果表明该自适应路径优化方法能够提升传统路径规划法的精度,有效减少路径中的过、欠填充面积。针对实际打印过程中打印机的控制限制问题,本文提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的路径优化方法,通过控制挤出比实现设计路径宽度以得到高精度的三维打印结果。具体来说,以光栅法为例,首先根据打印技术和设备的不同,可以得到适当的可打印路径宽度范围。根据路径宽度的范围和二维轮廓的复杂几何结构来自适应调整喷头移动策略和路径宽度。然后,建立RBF神经网络模型来计算挤出比和沉积路径宽度之间的关系。最后,利用该关系得到挤出比并转化为G代码(Gcode)中的相关变量,以提供给定打印机的最佳打印参数,使得沉积路径宽度等于设计路径宽度,从而产生高精度打印结果。本文使用复杂的基于TPMS的壳体结构作为实验模型并利用熔融沉积成型(FDM)三维打印机来验证提出的方法。仿真和实际打印的结果都表明,所提出的路径优化方法明显提高了打印精度。

关键词：三维打印自适应路径规划挤出比 RBF神经网络

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标签噪声下深度对比学习鲁棒分类模型研究

标签噪声下深度对比学习鲁棒分类模型研究

作者：崔紫微燕山大学

学位级别：硕士

如今,深度学习成功应用于计算机视觉、图像识别等各个领域,其中大规模数据集起到关键作用。然而,对这些数据集进行准确且完整的标注却很难实现。一般情况下,可以通过众包公司或者web在线标注数据集。虽然此类方法可以加快标注速度,但是... 详细信息

如今,深度学习成功应用于计算机视觉、图像识别等各个领域,其中大规模数据集起到关键作用。然而,对这些数据集进行准确且完整的标注却很难实现。一般情况下,可以通过众包公司或者web在线标注数据集。虽然此类方法可以加快标注速度,但是容易因标注错误而产生标签噪声。若采用人工标注,则却费时费力,提高成本。因此,如何在标签噪声条件下鲁棒的进行图像分类,是一项重要课题。基于此,该文提出以下三种方法:首先,针对单个神经网络容易产生标签噪声错误流积累的问题,提出正则化的联合网络鲁棒分类模型,该模型将两个网络结构相同,初始化不同,相互独立深度神经网络组成一个联合深度神经网络。通过加入正则项约束,两个对等网络选择出small-loss样本互相更新网络参数,过滤不同错误流。最终训练出两个具有不同学习能力的网络,其输出的预测结果越来越相近,同时有效对抗标签噪声。其次,有监督的深度学习模型依赖样本标签,当标签存在噪声时,会影响监督学习准确性。为降低模型对样本标签的依赖性,提出基于对比学习的半监督鲁棒分类模型。对比学习通过挖掘数据集自身的图像特征表示,比较正负样本对之间的相似性,将同类图像距离拉近,并将不同类图像距离拉远。半监督方法将噪声标签样本作为无标注样本,并赋予其伪标签用于训练,进一步提高了模型泛化能力和鲁棒性。最后,深度神经网络存在记忆性,训练初期更容易学习干净样本,随着训练进行,会记忆全部标签噪声样本,从而产生过拟合。为对抗网络记忆性,防止过拟合现象,该文提出利用对比学习(Smi CLR)预训练模型参数初始化深度神经网络,在训练初期提取更高质量的特征表示,降低网络对标签噪声样本置信度,从而提高网络对抗标签噪声的能力。

关键词：标签噪声深度学习正则项损失对比学习预训练模型

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融合注意力机制的高分辨人脸识别图像重建

信号处理 2022年第1期38卷 118-127页

作者：胡正平潘佩云崔紫微赵梦瑶毕帅燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室河北秦皇岛066004

针对由于人脸姿势、光照不均、拍摄环境、拍摄设备等内外部因素造成图像分辨率低的问题,提出融合注意力机制的高分辨人脸识别图像重建模型。首先以低分辨率人脸图像对作为两个生成器输入,通过残差块和注意力模块堆叠网络提取人脸特征信... 详细信息

针对由于人脸姿势、光照不均、拍摄环境、拍摄设备等内外部因素造成图像分辨率低的问题,提出融合注意力机制的高分辨人脸识别图像重建模型。首先以低分辨率人脸图像对作为两个生成器输入,通过残差块和注意力模块堆叠网络提取人脸特征信息,进而生成高分辨率人脸图像。训练中使用一个鉴别器来监督两个生成器的训练过程。利用Adam算法对鉴别器、生成器以及对抗损失函数进行迭代优化来提升网络模型性能。模型在CASIA-WebFace数据集上进行训练,在CASIA-WebFace、CelebA、LFW数据集上进行测试。实验表明,注意力模块可有效弥补浅层卷积神经网络提取特征时因偏向局部关系建模而缺乏对全局信息学习的不足,能学习利于重建高分辨率图像的特征信息。本模型重建人脸有较好的视觉效果,并且具有保留人脸身份信息的特性。

关键词：人脸重建低分辨率生成对抗网络注意力机制

铜/不锈钢激光填丝焊接接头组织与力学性能研究

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铜/不锈钢激光填丝焊接接头组织与力学性能研究

作者：崔紫微吉林大学

学位级别：硕士

铜和不锈钢组成的复合结构具有性能和成本双重优势,在军工、电力、造船、汽车、航空航天等领域应用广泛。但铜/不锈钢的理化性能差异较大,导致两者的焊接存在一定困难。激光填丝焊不但保留了激光焊能量密度高、焊后变形小、焊接效率高... 详细信息

铜和不锈钢组成的复合结构具有性能和成本双重优势,在军工、电力、造船、汽车、航空航天等领域应用广泛。但铜/不锈钢的理化性能差异较大,导致两者的焊接存在一定困难。激光填丝焊不但保留了激光焊能量密度高、焊后变形小、焊接效率高、无真空要求等优点,而且具有降低装配精度、冶金调整方便、接头形式不受限制等优点,用来解决铜/不锈钢激光焊接中金属烧损严重、束缝对中精度要求高、间隙敏感性大等问题。本文利用激光填丝焊的焊接方法焊接T2紫铜和301不锈钢异种金属,采用了600合金焊丝(Ni基焊丝)、S201焊丝(Cu基焊丝)、ERNiCu-7焊丝(Ni-Cu基焊丝)3种不同焊丝,分别研究了焊接参数对焊缝成形的影响,接头不同位置的显微组织特点及力学性能。试验结果表明:使用600合金焊丝时,随着焊接功率的提高,焊缝熔宽呈现增大的趋势,焊缝熔深及余高呈现减小的趋势;随着焊接速度的提高,焊缝熔深、熔宽及余高均呈现下降的趋势。在熔池中存在的各种力的综合作用下,铜/焊缝界面产生凹凸不平的形状;随着焊接功率的提高,接头横截面的形貌由X形转变为T形。Cu-HAZ中具有粗大的铜晶粒,并且Cu-HAZ中晶粒平均尺寸随着热输入的提高而变大。铜/焊缝界面处存在未混合区(UZ),铜侧焊缝中的微裂纹随着焊接功率的提高而消失。不锈钢侧焊缝的凝固模式为A模式,成分为奥氏体。铜、不锈钢母材区具有很高比例的小角度晶界,而焊缝区、不锈钢/焊缝界面及铜/焊缝界面均具有很高比例的大角度晶界。焊缝区具有一个相对均匀的硬度分布,Cu-HAZ中硬度下降。通过正交试验得出对接头抗拉强度影响最大的为焊接功率,其次为焊接速度及填丝速度。经优化的接头的抗拉强度为253.75MPa,达到了铜母材抗拉强度的96.29%。焊缝区的应变较低,焊缝/铜母材界面位置存在应力集中,这二者导致接头的延伸率较低,接头的断裂模式为准解理断裂。使用S201焊丝时,改变对接间隙、激光束偏移位置同时提高焊接热输入,得到了成形良好的接头。焊缝熔宽随着焊接功率的提高而增大,焊缝熔深及余高随着焊接功率的提高而减小,随着焊接速度的提高,焊缝熔深、熔宽及余高均呈现下降的趋势。在熔池中存在的各种力的综合作用下,不锈钢/焊缝界面产生了条状UZ,焊缝中不锈钢与铜的混合存在多种可能。不锈钢侧UZ宽度随着焊接功率的提高而减小,随着焊接速度的提高而增大,焊接功率提高导致熔池金属混合地更加充分。焊缝中的组织由细小的α-Fe及ε-Cu组成,沿着铜侧焊缝-不锈钢侧焊缝的方向,α-Fe相及ε-Cu相尺寸增大,随着焊接速率提高,各组成相尺寸减小,并且α-Fe相在焊缝中分布地更加均匀。接头的抗拉强度均达到母材的90%以上,断裂模式为韧性断裂,S201焊丝接头延伸率明显提高,达到了20%以上。接头的抗拉强度随着Cu-HAZ晶粒平均面积的增大而下降,与Cu-HAZ的宽度间无明显关系。使用ERNiCu-7焊丝时,随着焊接功率的提高,焊缝熔宽增大,焊缝熔深减小,焊缝余高先增大后减小。提高焊接功率可以有效抑制不锈钢侧UZ及元素过渡平台的出现。在过冷效应的作用下,铜/焊缝界面也存在一个UZ,铜/焊缝界面UZ中存在晶粒细化。随着焊接功率提高,铜侧焊缝UZ的面积下降。相比于铜母材,Cu-HAZ中晶粒没有明显粗化。铜/焊缝界面处具有较高比例的小角度晶界,而不锈钢/焊缝处具有较高比例的大角度晶界。不锈钢/焊缝界面的晶粒平均尺寸较大,然而铜/焊缝界面晶粒平均尺寸较小。不同功率下,在铜侧UZ中均存在一个硬度值较高的区域。在拉伸试验中,接头的抗拉强度及延伸率随着焊接功率的提高而增大,当焊接功率为1500W时,抗拉强度为241.45MPa,达到了铜母材抗拉强度的91.64%,接头的延伸率大于22.5%。焊接功率低于1300W时,接头的断裂模式为准解理断裂,焊接功率高于1300W时,接头的断裂模式为韧性断裂。

关键词：铜/不锈钢异种金属激光填丝焊焊接参数界面成形组织与性能

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间歇式反应釜的温度预测控制

间歇式反应釜的温度预测控制

作者：崔紫微沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着我国国民经济的飞速发展，石油化工工业蓬勃兴起，石化工业中的合成树脂（塑料材料）应用在了许多领域。由于合成树脂在国民经济中的重要作用，对合成树脂的产品质量和工业生产过程自动化提出了更高的要求。而像聚丙烯、聚乙烯、酚... 详细信息

随着我国国民经济的飞速发展，石油化工工业蓬勃兴起，石化工业中的合成树脂（塑料材料）应用在了许多领域。由于合成树脂在国民经济中的重要作用，对合成树脂的产品质量和工业生产过程自动化提出了更高的要求。而像聚丙烯、聚乙烯、酚醛树脂等合成树脂聚合物的聚合反应主要是在间歇式反应釜中进行，数量约占总聚合装置的90％。在生产中影响聚合反应的最重要参数是反应釜的温度，反应釜的温度控制的品质直接影响产品的质量和产量。聚合反应过程既是放热的化学反应过程，又是物理变化过程，聚合机理复杂。聚合反应过程具有惯性大、滞后大、慢时变，制冷与加热切换时非线性严重、随机噪声干扰频繁的特点，这对建立精确的数学模型是十分困难的，且传统的PID控制理论和分程控制方式难以在间歇式反应釜温度控制上取得良好的控制效果。本文主要是研究间歇式反应釜温度控制系统。比较全面的分析了间歇式反应釜温度变化的特点以及控制难点，总结当前温度控制系统精度差的根本原因。在此基础上，基于递推最小二乘方法和广义预测控制原理，在北京亚控公司的组太王软件平台上，设计了一套简单实用的解决方案，在升温阶段采用PID控制：在60～70℃时的制冷加热切换阶段，采用预测控制，以解决严重非线性带来的振荡。实验结果表明，与采用的PID控制方案相比，该方案增强了系统的鲁棒性和适应性，系统振荡幅度减少了0.83℃，较好的解决了间歇式反应釜温度控制的难题。课题完成了间歇式反应釜温度控制系统的硬件电路的设计、系统软件的编译与调试，对间歇式反应釜温度预测控制进行了仿真与实验研究，与PID控制方法相比，采用五步预测控制方法的控制性能更加稳定，可靠性更高，被控对象的数学模型经系统的离线与在线辨识，实时性、适应性、鲁棒性都显著增强，控制效果较好。

关键词：间歇式反应釜广义预测控制递推最小二乘法组太王

基于ECM和SGPR的高鲁棒性锂离子电池健康状态估计方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 747-759页

作者：崔显陈自强上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计对于保障电池系统安全运行具有重要意义.针对传统SOH估计方法在可变工况下失效的问题,提出了一种基于等效电路模型和稀疏高斯过程回归的锂离子电池SOH在线估计方法.通过两个在线滤波器,在恒流充电过... 详细信息

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计对于保障电池系统安全运行具有重要意义.针对传统SOH估计方法在可变工况下失效的问题,提出了一种基于等效电路模型和稀疏高斯过程回归的锂离子电池SOH在线估计方法.通过两个在线滤波器,在恒流充电过程中动态地辨识了锂离子电池等效电路模型的各项参数,构建了工况不敏感的健康因子,结合稀疏高斯过程回归实现SOH的间接估计.该方法在多种工况下使用统一的信号处理方法和特征映射模型,兼具鲁棒性强和冗余度低的优点.实验结果表明,该方法在多种工况下的平均绝对误差不超过0.94%,均方根误差不超过1.12%,与现有方法相比,该方法在综合性能上具有显著优势.

关键词：锂离子电池健康状态健康因子粒子滤波稀疏高斯过程回归

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考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估方法

农业工程学报 2024年第5期40卷 90-98页

作者：刘爽崔修杰吕超上海海洋大学工程学院上海201306 上海海洋大学经济管理学院上海201306

针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船... 详细信息

针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船捕捞能力的因素,建立单船捕捞能力评估指标体系,将其分为可量化指标和不可量化指标,并初步制定了不可量化指标评估标准。其次,利用专家、渔民调查问卷中的数据,运用层次分析法计算各指标主观权重值,结果表明各指标权重依次为:捕捞装备(0.108)、功率(0.094)、拖网(0.074)、作业时长(0.071)、总吨(0.049)、探鱼仪器(0.047)、刺网(0.040)、船长(0.032)、张网(0.028)、围网(0.024)、钓业(0.021)、作业环境(0.019)、钢质材质(0.019)、罩网(0.017)、玻璃钢材质(0.016)、船龄(0.013)、木制材质(0.012);渔具相关指标权重依次为:网具主尺寸(0.402)、网具结构(0.149)、装配技术(0.093)、制造材料(0.051)。最后,为兼顾主客观权重优点,基于加法合成法、博弈论法、最小鉴别信息法对各指标权重值进行组合计算,以获得目标权重值,并根据某省渔船数据对建立的模型进行验证分析,通过Spearman等级相关系数法计算捕捞能力评估值与实际渔获量之间的等级相关系数,结果表明基于博弈论法得到的结果相关性最高,相关系数为0.937,证实了组合权重值和评估模型的科学性和合理性。研究结果可为渔业管理部门制定科学合理的渔业资源调控政策提供依据。

关键词：渔船组合权重多因素分析层次分析法单船捕捞能力

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周文王形象的文化建构及其意义

人文杂志 2024年第5期 57-67页

作者：崔冶绍兴文理学院鲁迅人文学院

文王是周王朝的开国先君,又是历代帝王的圣君典范。《诗经》《尚书》等先秦文献中的周文王形象是周人经过精心设计而呈现的。周人通过对文王生平事迹的加工与美化,将文王塑造成伟大的开国领袖、理想中的完美圣人。周人又在礼乐文化中对... 详细信息

文王是周王朝的开国先君,又是历代帝王的圣君典范。《诗经》《尚书》等先秦文献中的周文王形象是周人经过精心设计而呈现的。周人通过对文王生平事迹的加工与美化,将文王塑造成伟大的开国领袖、理想中的完美圣人。周人又在礼乐文化中对“文王之德”进行艺术化的塑造与宣传,将文王塑造成可亲可感的周族先祖,并进行顶礼膜拜。文王形象的塑造,由此而具有了重大的历史意义,他不但成为中华民族文化史上具有特殊意义的圣王,为历朝统治者树立了治国的典范,也为后世创造了一种伟大的道德理想,成为推动王朝政治完善、社会文明进步、人民生活幸福的巨大文化力量。

关键词：周文王天命观圣王形象礼乐文化

基于高强高韧焊丝的脉冲GMAW焊缝金属强韧化机理研究

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机械工程学报 2024年第4期60卷 326-334页

作者：崔桂涵杨春利哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

采用新型高强高韧钢焊丝对10Ni5Cr Mo V钢进行脉冲气体保护焊接,对焊缝金属的微观组织、力学性能和强韧化机理进行分析。结果表明,焊缝金属微观组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体、针状铁素体和细晶铁素体组成。贝氏体组织内部的高密度... 详细信息

采用新型高强高韧钢焊丝对10Ni5Cr Mo V钢进行脉冲气体保护焊接,对焊缝金属的微观组织、力学性能和强韧化机理进行分析。结果表明,焊缝金属微观组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体、针状铁素体和细晶铁素体组成。贝氏体组织内部的高密度位错相互作用,对于提高焊缝金属强度具有很大的作用。焊缝金属中存在的少量的M-A组元,在铁素体基体上弥散分布并阻碍裂纹扩展,一定程度上提高了焊缝金属的强度和韧性,但其强化作用十分有限。焊缝金属中存在的少量非金属夹杂物,一方面细化晶粒,另一方面促进针状铁素体形核,提高了焊缝金属强度和韧性,少量的非金属夹杂物并不会大幅损害焊缝金属的韧性。焊缝金属的平均屈服强度为793 MPa,伸长率17.2%,-50℃KV2冲击功131 J,焊缝金属的强韧性匹配良好。

关键词：焊缝金属强韧性微观组织