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基于双分支边缘卷积融合网络的红外与可见光图像融合方法

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光子学报 2024年第8期53卷 287-298页

作者：张鸿德冯鑫杨杰铭邱国航重庆工商大学机械工程学院智能装备绿色设计与制造重庆市重点实验室重庆400067

提出一种基于双分支边缘卷积融合网络的红外与可见光图像融合方法。首先,提出一种改进的双分支边缘卷积结构,将图像包含的信息分解为公共信息和模态信息,并于每个分支引入边缘卷积块,更好的提取深度特征;然后在融合层引入卷积注意力模... 详细信息

提出一种基于双分支边缘卷积融合网络的红外与可见光图像融合方法。首先,提出一种改进的双分支边缘卷积结构,将图像包含的信息分解为公共信息和模态信息,并于每个分支引入边缘卷积块,更好的提取深度特征;然后在融合层引入卷积注意力模块对模态特征进行增强;最后基于所本文编解码网络特点,提出一种重建损失结合融合损失的损失函数。经过大量的消融性实验和对比实验表明,本文方法能够很好的保留原图像中的公共信息和模态信息,并且相比目前最新的融合方法在主观和客观评价上都具有优秀的综合性能。

关键词：红外与可见光图像融合双分支边缘卷积融合网络深度学习边缘卷积块卷积注意力

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油基钻井液用氮杂石墨烯的研制与应用

钻井液与完井液 2024年第3期41卷 279-287页

作者：张鸿鹄中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院四川德阳618000

对川西海相雷口坡组地层破碎、水平井后期托压严重、井壁失稳突出等问题进行分析发现,现用油基钻井液体系的封堵润滑性不能有效满足施工需求。为提高油基钻井液的封堵润滑性,通过分子结构设计,采用氮掺杂改性与熔盐法相结合的方式,制备... 详细信息

对川西海相雷口坡组地层破碎、水平井后期托压严重、井壁失稳突出等问题进行分析发现,现用油基钻井液体系的封堵润滑性不能有效满足施工需求。为提高油基钻井液的封堵润滑性,通过分子结构设计,采用氮掺杂改性与熔盐法相结合的方式,制备出氮杂石墨烯,并通过热稳定性、分散稳定性、XRD、红外光谱、粒径分析等手段表征其热稳定性、分散性、结构、基团和粒径大小。实验结果表明,当氮杂石墨烯在现场油基钻井液中的加量为0.5%时,高温高压滤失量降低率达到76.2%,润滑系数降低50%左右,抗温180℃,石墨烯与油基钻井液的配伍性好,能够很好地提高油基钻井液的润滑性和封堵性。现场应用表明,石墨烯可以显著改善油基钻井液在施工过程中存在的水平井托压、高摩阻、井壁失稳等问题。通过采用氮杂石墨烯封堵润滑油基钻井液技术,为川西海相易坍塌地层井壁失稳及水平井托压等当前实际问题提出了新思路和技术支撑。

关键词：氮杂石墨烯油基钻井液封堵润滑性井壁稳定性

生物技术育种企业如何适应全球生物安全法规的演变

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分子植物育种 2024年第10期22卷 3458-3466页

作者：张鸿斐南昌理工学院南昌330044

随着全球生物安全法规的不断演变,生物技术育种企业面临诸多挑战,需要积极应对以实现可持续发展。本研究概述了全球生物安全法规的演变历程,探讨了生物技术育种在农业中的应用及其发展现状,并深入分析了生物安全法规对生物技术育种企业... 详细信息

随着全球生物安全法规的不断演变,生物技术育种企业面临诸多挑战,需要积极应对以实现可持续发展。本研究概述了全球生物安全法规的演变历程,探讨了生物技术育种在农业中的应用及其发展现状,并深入分析了生物安全法规对生物技术育种企业的影响,包括制约、挑战、存在的问题以及对企业国际竞争力的影响。通过成功案例分析,提出了生物技术育种企业应对全球生物安全法规的策略与措施,包括建立和完善法规遵从体系、积极参与国际合作与交流、建立育种技术创新体系等。本研究旨在促进生物技术育种企业的合规发展,推动育种产业的可持续发展,为未来的研究关注生物安全法规的发展趋势提供理论依据,并为生物技术育种企业提供更具体的指导。

关键词：生物技术育种生物安全法规育种技术可持续发展国际竞争力

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基于机器学习的航天器规避目标威胁博弈决策

航空学报 2024年第8期45卷 244-259页

作者：张鸿林罗建军马卫华西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学技术重点实验室西安710072

针对航天器规避空间目标抵近威胁的决策问题,提出了一种智能决策框架和基于深度强化学习的自主决策方法。考虑到空间目标的机动特性和威胁规避的博弈性,基于感知-判断-决策-执行(OODA)环决策思想和机器学习方法,提出了一种航天器威胁规... 详细信息

针对航天器规避空间目标抵近威胁的决策问题,提出了一种智能决策框架和基于深度强化学习的自主决策方法。考虑到空间目标的机动特性和威胁规避的博弈性,基于感知-判断-决策-执行(OODA)环决策思想和机器学习方法,提出了一种航天器威胁规避智能博弈决策框架。基于该框架和对空间目标运动意图的推理,为了使航天器决策控制具备博弈应对能力,设计了基于深度强化学习的航天器机动决策算法和训练环境,实现了对空间目标典型运动意图的规避应对;进一步地,采用自我博弈学习训练提升航天器自主机动决策算法的泛化性和应对目标不确定机动的适应能力。最后,通过算例仿真及分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：航天器机动智能决策威胁规避 OODA环深度强化学习

基于高倍过采样与加窗插值FFT的电力谐波分析

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 105-115页

作者：张鸿博熊军华蔡晓峰华北水利水电大学电气工程学院河南郑州450045 河南工程学院机械工程学院河南郑州451191

为提高谐波分析精度,分析了信号加窗引起的信噪比损失以及AD转换产生的量化误差,阐述了过采样技术提高信噪比的原理。在此基础上,提出了基于高倍过采样和加窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的谐波分析方法。该方法充... 详细信息

为提高谐波分析精度,分析了信号加窗引起的信噪比损失以及AD转换产生的量化误差,阐述了过采样技术提高信噪比的原理。在此基础上,提出了基于高倍过采样和加窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的谐波分析方法。该方法充分利用AD转换器的潜力,以尽量高的采样速率进行AD采样,同时通过均值滤波避免高倍过采样引起的采样数据量激增问题。详细研究了所提谐波分析方法对信号中谐波分量幅值和相位的影响,并给出了简洁实用的谐波幅值和相位校正方法。仿真表明,所提方法可在不增加系统成本的前提下改善加窗插值FFT的抗噪声能力,提高谐波分析精度。

关键词：插值FFT 窗函数谐波分析量化误差过采样校正

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钢桥面板-高性能混凝土组合铺装结构界面试验研究

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钢桥面板-高性能混凝土组合铺装结构界面试验研究

作者：张鸿鹄重庆交通大学

学位级别：硕士

基于改进型滑模的永磁同步电机无感控制方法研究

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基于改进型滑模的永磁同步电机无感控制方法研究

作者：张鸿铭杭州电子科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)在新能源电动汽车、机器人和伺服控制系统等领域得到广泛应用,其具有转惯量比大、功率密度高、结构紧凑等显著优势。然而,PMSM系统存在一些挑战,如建模参数不确定性、系统响应时间和集总扰动等问题,这些因素会影响控... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)在新能源电动汽车、机器人和伺服控制系统等领域得到广泛应用,其具有转惯量比大、功率密度高、结构紧凑等显著优势。然而,PMSM系统存在一些挑战,如建模参数不确定性、系统响应时间和集总扰动等问题,这些因素会影响控制性能。为了实现对强耦合的非线性PMSM系统的高性能控制,需要采用现代控制理论来解决这些问题。因此,研究具有参数估计,扰动补偿和快速响应的先进控制方式对提升PMSM控制系统的性能和智能化程度具有重大的意义。本文以三相PMSM的电流电压模型和电力电子理论为基础,将三相电流模型进行坐标转换实现解耦,根据PMSM运行时产生的反电动势设计滑模观测器用于估计PMSM的转子位置和速度。依据矢量控制理论,对解耦后的电机交轴进行控制,内环采用比例积分控制器,外环采用以滑模控制器为核心的控制器。对于PMSM系统鲁棒性差以及传统的滑模控制器自身的存在的缺陷,提出将连续型自适应终端滑模控制器作为速度环的控制策略,并设计了连续型自适应快速终端滑模控制器。该控制器基于连续型终端滑模设计,抑制了传统的滑模控制器控制输出不连续导致的抖振现象,其中的自适应率可以依据滑模面变化时动态调整趋近律中的增益项。为了进一步提升系统的抗干扰问题,引入了龙伯格的扰动观测器到连续型自适应终端滑模控制器中作为前馈补偿。此外,为了保证复合控制器的稳定性,我们设计了满足李亚普诺夫稳定性理论的李亚普诺夫函数。该函数能够随着时间的推移而逐渐减小,确保系统稳定。考虑到PMSM系统中滑模观测器在速度估计方面存在缺陷,提出将基于线性项的超扭曲滑模观测器作为速度参数估计的核心策略,设计了基于线性项的超扭曲反电动势观测器,通过线性项提升观测器的收敛精度、动态响应和抗扰动能力,通过反电动势与转子速度的关系得到转子估计速度并用于速度环,实现在中高速阶段的PMSM无位置传感器的控制策略。为了验证本文算法有效性,在MATLAB/Simulink上对传统算法和所提出的算法进行仿真,搭建PMSM无感控制实验系统,依据实验数据结果,证明了本文设计的改进型控制器与观测器在动态和稳态性能上均具备了优越性,相比传统的算法,本文提出的控制策略在不同负载下均体现了强抗干扰能力,对于电机运行在中高速阶段转子的速度估计的准确性有很大的提升。

关键词：永磁同步电机无传感器控制超扭曲算法连续快速终端滑模自适应律控制扰动观测器

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一类非凸非光滑优化问题分裂算法研究

一类非凸非光滑优化问题分裂算法研究

作者：张鸿洋长春工业大学

学位级别：硕士

在实际问题中,非凸非光滑优化问题所应用到的场景越来越多,如稀疏信号恢复,图像降噪等问题,分裂算法作为求解此类优化问题的有效算法,研究分裂算法的理论与应用价值愈发重要.基于交替方向乘子法(ADMM)及其衍变版本是求解非凸非光滑优化... 详细信息

在实际问题中,非凸非光滑优化问题所应用到的场景越来越多,如稀疏信号恢复,图像降噪等问题,分裂算法作为求解此类优化问题的有效算法,研究分裂算法的理论与应用价值愈发重要.基于交替方向乘子法(ADMM)及其衍变版本是求解非凸非光滑优化问题的研究热点,本文主要研究在一类非凸非光滑问题中,运用ADMM分裂算法进行求解,具体研究结果如下:1.针对一类带等式约束的非凸非光滑优化问题,所求模型中包含不可分结构.本文基于ADMM算法,根据Bregman距离可简化子问题迭代的特点,在广义交替方向乘子法(GADMM)基础上,结合Bregman距离提出Bregman型广义交替方向乘子法(BGADMM).当惩罚参数满足适当条件时,证明了算法所生成的任一聚点均为问题的稳定点.进一步假设算法生成的序列是有界的,与构造的增广拉格朗日效益函数满足Kurdyka-?ojasiewicz不等式,证明了BGADMM算法生成的序列在增广拉格朗日函数的稳定点处具有强收敛性.将BGADMM算法应用于SCAD模型验证了算法的有效性与可行性.2.针对一类约束更为一般化的非凸非光滑不可分优化问题,采用指示函数转换闭凸集约束,并将新的辅助变量转换为矩阵的形式来弱化约束条件.针对转换后的问题,在分裂算法中的子问题迭代步添加修正项与Bregman距离,同时将对偶变量的更新方向与最速下降法相结合,构建了改进的Bregman交替方向乘子法(IBADMM).在一定假设的前提下,利用Kurdyka-?ojasiewicz不等式等对该算法的全局收敛性与强收敛性进行了分析与实证研究,并通过数值实验的关键数据验证算法是有效与可行的.

关键词： ADMM分裂算法非凸非光滑优化 Bregman距离 Kurdyka-?ojasiewicz性质收敛性

基于特征增强和语义相关性匹配的图像文本检索方法

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计算机应用 2024年第1期44卷 16-23页

作者：陈佳张鸿武汉科技大学计算机科学与技术学院武汉430081 智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室(武汉科技大学) 武汉430081

为实现图像文本检索中图像与文本的精确语义连接,提出一种基于特征增强和语义相关性匹配(FESCM)的图像文本检索方法。首先,通过特征增强表示模块,引入多头自注意力机制增强图像区域特征和文本单词特征,以减少冗余信息对图像区域和文本... 详细信息

为实现图像文本检索中图像与文本的精确语义连接,提出一种基于特征增强和语义相关性匹配(FESCM)的图像文本检索方法。首先,通过特征增强表示模块,引入多头自注意力机制增强图像区域特征和文本单词特征,以减少冗余信息对图像区域和文本单词对齐的干扰;其次,通过语义相关性匹配模块,不仅利用局部匹配捕获局部显著对象之间的对应相关性,还把图像背景信息融入图像全局特征,利用全局匹配实现精确的全局语义相关性;最后,通过局部匹配分数和全局匹配分数获取图像和文本的最终匹配分数。实验结果表明,基于FESCM的图像文本检索方法在Flickr8k和Flickr30k基准数据集上的召回率总值比扩展的视觉语义嵌入方法分别提升了5.7和7.5个百分点,在MS-COCO数据集比双流层次相似度推理方法提升了3.7个百分点。因此该方法可以有效提高图像文本检索的准确度,实现图像与文本的语义连接。

关键词：图像文本检索特征增强表示多头自注意力机制语义相关性匹配