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深度流形学习及其在旋转机械预测性维护中的应用

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深度流形学习及其在旋转机械预测性维护中的应用

作者：杨长远山东大学

学位级别：硕士

随着人工智能技术的快速发展,现代工业正经历由传统制造向智能制造的转变,智能制造技术的发展水平可以代表一个国家制造业的核心竞争力水平。预测性维护技术是智能制造技术体系中的一项核心技术,能够让传统的维护技术变得更为智能。旋... 详细信息

随着人工智能技术的快速发展,现代工业正经历由传统制造向智能制造的转变,智能制造技术的发展水平可以代表一个国家制造业的核心竞争力水平。预测性维护技术是智能制造技术体系中的一项核心技术,能够让传统的维护技术变得更为智能。旋转机械是工业装备中最重要的一类设备,在长期的运行过程中,难免会产生局部或分布式故障,如果不能及时发现故障征兆,可能造成整个机械系统停运,产生经济损失甚至是人员伤亡。因此开展针对旋转机械的预测性维护技术研究具有重要的科学意义和工程应用价值。本文的主要工作如下:(1)针对故障特征微弱,易被噪声干扰的问题,提出了统一判别流形学习算法。统一判别流形学习算法约束了局部线性重构关系,近邻点的距离,类间方差以及类内方差,可以同时保留局部特征,全局特征以及标签信息,从而有效地提取出故障特征。设计了基于q-Rényi函数的加权近邻图,能够减少噪声以及异常值的干扰。建立了基于统一判别流形学习算法的故障诊断模型,并通过轴承故障诊断实验以及齿轮故障诊断验证了所提方法的有效性。(2)针对不同故障类型的特征相似,难以区分的问题,提出了多核监督流形学习算法。多核监督流形学习算法借助监督学习的思想,通过利用样本的标签信息,增加同类状态特征样本的聚集性和不同类特征样本之间的差异性,提高了故障诊断准确率。建立了基于多核函数的加权近邻图,能够保留近邻点之间的距离信息以及角度信息,抑制异常值和噪声的干扰。构建基于多核监督流形学习算法的故障诊断模型,进行了轴承故障诊断实验以及齿轮故障诊断实验,实验结果证明了多核监督流形学习算法能够有效地提取出故障特征。(3)针对工况复杂,故障特征的局部信息难以被提取等问题,提出了超图鲁棒多流形学习算法。超图鲁棒多流形学习算法通过动态时间规整算法来代替传统的欧几里得距离,从而抑制工况变化带来的干扰;构建超图来代替传统近邻图,能够更加准确地表示样本之间复杂的高阶关系,从而更加有效地保留原始数据的局部信息;构建多流形学习框架,通过利用标签信息提高故障诊断准确率。基于超图鲁棒多流形算法建立了一种机电故障诊断模型,通过电机故障诊断实验和轴承故障诊断实验验证了所提出的超图鲁棒多流形算法的优越性。(4)针对工况复杂,故障特征微弱,冗余信息过多等问题,提出了超图稀疏多流形学习算法。通过构建超图和多流形学习框架从而更加准确地描述样本的局部关系;借助动态时间规整算法抑制工况变化而带来的干扰;与稀疏表示重构算法相结合;对降维映射矩阵增加L2,1范数结构化稀疏约束,去除冗余的特征,提高了算法的鲁棒性。在所提出的超图流形学习算法基础上建立了制造过程监测模型,进行了增材制造过程监测实验以及刀具磨损状态监测实验,实验结果说明超图稀疏多流形学习算法能够有效地提取出增材/减材制造过程的特征信息,从而实现对增材/减材制造过程异常状态的准确判断。(5)针对传统深度学习算法忽略了数据中固有的几何流形结构的问题,研究了流形学习与深度学习的结合算法,建立了基于深度判别流形学习算法的旋转机械故障诊断模型。深度判别流形学习算法是在对称正定矩阵神经网络的基础上进行改进而提出的。深度判别流形学习算法中的黎曼批量正则化层能够对数据中的类内信息以及类间相似性信息进行编码,将转换矩阵赋予标签信息和流形分布特征;该算法通过所设计的基于黎曼流形的池化层提高了算法的鲁棒性。建立了基于深度判别流形学习算法的机械故障诊断模型,进行了电机故障诊断。深度判别流形学习算法表现出优越的故障特征提取能力,取得了较高的故障诊断准确率。最后对本文的研究内容进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。

关键词：流形学习故障诊断预测性维护故障特征提取

农村人居环境整治农民满意度研究 ——以山东省D镇为例

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农村人居环境整治农民满意度研究 ——以山东省D镇为例

作者：杨长远河北经贸大学

学位级别：硕士

伴随我国经济腾飞,人民生活水平不断提升,人民群众对于更加美好生活需求进一步增加,对生活环境也有了更高的要求。但受限于城乡二元化格局以及地域经济差距,人居环境水平城乡差距大,地区分布不均衡。农村人居环境提升是农村建设的重要方... 详细信息

伴随我国经济腾飞,人民生活水平不断提升,人民群众对于更加美好生活需求进一步增加,对生活环境也有了更高的要求。但受限于城乡二元化格局以及地域经济差距,人居环境水平城乡差距大,地区分布不均衡。农村人居环境提升是农村建设的重要方面,亦是实现乡村振兴的必然要求,因此国家自2018年就出台了农村人居环境整治三年行动方案。经过三年整治,我国农村人居环境水平取得明显进步,但也存在一些问题。本研究以农民满意度为切入点,综合运用实地调查、数据分析等方法,结合期望不一致理论、满意度理论构建农民满意度模型,对农村人居环境整治的农民满意度开展研究,发现农民满意度整体状况及影响因素,并提出完善农村人居环境整治的建议。在本研究中,我们发现被调查地区农村人居环境整治的农民满意度一般,并未达到较为满意程度。单因素分析发现年龄、学历、收入、一年中在村居住时长以及是否有城市居住经历都会对农民满意度产生影响。回归分析和验证性模型分析发现,人居环境质量、政府履职水平、农民感知质量、农民期望都会对满意度产生直接影响,其中人居环境质量、政府履职水平、农民感知质量对农民满意度有显著正向影响,农民期望对满意度有显著负向影响。农民感知质量发挥中介作用,是对农民满意度最大最直接的影响来源,但农民满意度最根本来源是农民感知到的人居环境质量和政府履职水平。因此本文建议必须构建一主多元农村人居环境治理格局,充分发挥政府主导作用,优化治理手段,提升农村人居环境整治中的服务水平,抓住重点和薄弱环节,提升治理实效。培育农民主体地位,不断提升农民主体地位,树立主人翁意识,激发农民参与热情。调动社会组织参与,强化多元供给,吸纳社会资本丰富资金来源,要求企业积极承担社会责任,共同参与改善农村人居环境,实现乡村振兴。

关键词：农村人居环境整治农民满意度一主多元

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基于多核监督流形学习的旋转机械故障诊断

航空动力学报 2023年

作者：杨长远马赛韩勤锴清华大学机械工程系山东大学机械工程学院

为了准确地对旋转机械进行故障诊断，提出了一种新的多核监督流形学习算法(multi-kernel supervised manifold learning，MKSML)。MKSML算法可以有效地对高维故障数据进行特征选择，筛选出区分度高的低维故障特征。借助监督学习的思想... 详细信息

为了准确地对旋转机械进行故障诊断，提出了一种新的多核监督流形学习算法(multi-kernel supervised manifold learning，MKSML)。MKSML算法可以有效地对高维故障数据进行特征选择，筛选出区分度高的低维故障特征。借助监督学习的思想，通过增强同类样本的聚集性和不同类样本之间的差异性，提高故障诊断准确率。同时基于所设计的多核函数提出了新的加权邻域图构建方法，能够保留近邻点之间的距离信息和角度信息，有效地抑制故障特征选择时样本中的异常值和噪声的干扰。通过灰狼优化算法调整MKSML算法相应的参数，使算法能够应用于不同类型的旋转机械故障诊断。在此基础上，建立了一种基于MKSML算法的旋转机械故障诊断模型，通过两例实验以及与其他方法的对比验证了所提出算法的准确性和有效性。

关键词：故障诊断信号处理数据降维流形学习特征选择

新课程理念下高中化学有效教学策略之研究——“离子键”教学案例

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中学化学教学参考 2007年第11期 25-27页

作者：姚秀海胡辉孟德斌杨长远贵阳一中贵州贵阳550001

一、教材分析1．教材地位及作用本节课教学内容是继学生学习了原子结构、元素周期律和元素周期表之后，探究微观世界中原子之间的相互作用——离子键。

关键词：有效教学策略离子键新课程理念教学案例高中化学原子结构教材分析元素周期表

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众法兼收古意新译王健勇的漆画

上海工艺美术 2009年第3期 98-99页

作者：杨长远

最近看了健勇近年来陆续创作的一批装饰画，大大小小有数十幅之多，这使我感到非常意外。因为健勇以前是学平面设计的，1988年毕业于中央工艺美术学院，（现清华大学美术学院）后一直在贵州民族学院任教，除了美术学院艺术设计教研室主... 详细信息

最近看了健勇近年来陆续创作的一批装饰画，大大小小有数十幅之多，这使我感到非常意外。因为健勇以前是学平面设计的，1988年毕业于中央工艺美术学院，（现清华大学美术学院）后一直在贵州民族学院任教，除了美术学院艺术设计教研室主任之外，他还兼任有一大堆院内外职务，可谓是个忙人。然而正是为了很好地履行这种职业和这些社会职务的责任，他要去浏览学习，探索研究古今中外众多的美术门类，

关键词：中央工艺美术学院清华大学美术学院古意漆画王健贵州民族学院社会职务教研室主任

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图案当随时代关于振兴民族工艺的几点思考

上海工艺美术 2007年第2期 96-97页

作者：杨长远

研究民族工艺要进行广泛交流历史上我国的民族工艺特别是民间工艺,基本上处于自生自灭的状态,官方文献很少对它进行记录,一些文人的野史杂文虽然有所涉及。

关键词：图案民族权利主体

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具有可更换保护层的高炉十字测温装置

攀钢技术 1997年第4期20卷 62-64页

作者：杨长远张露攀钢设备管理处四川冶金设备开发公司

分析了高炉十字测温装置使用中的损坏原因，认为损坏主要是集中在受料面１ｍ范围内。提出了在十字测温装置的受打压部位增加可更换的保护层，从而延长了其使用寿命，具有可观的经济效益。

关键词：高炉十字测温装置保护层

废旧锂离子动力电池三元正极材料短流程回收再生研究

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江西化工 2020年第6期36卷 72-74页

作者：杨长远北京矿冶科技集团有限公司北京100160 江苏当升材料科技有限公司江苏南通226100

随着我国经济发展速度逐渐加快,电力驱动的需求也逐渐增多。在此情况下,锂离子电池属于最佳的应用选择,因此受到了大量行业的欢迎。然而,由于应用的规模快速扩大,废弃锂离子电池的处理需求也出现了大幅上涨的趋势。为了提高锂电池应用... 详细信息

随着我国经济发展速度逐渐加快,电力驱动的需求也逐渐增多。在此情况下,锂离子电池属于最佳的应用选择,因此受到了大量行业的欢迎。然而,由于应用的规模快速扩大,废弃锂离子电池的处理需求也出现了大幅上涨的趋势。为了提高锂电池应用的绿色环保效果,并加强金属回收效率,应当针对废弃锂离子电池的三元正极材料进行回收,达到良好的应用目标,进一步加强整体利用效率。本文旨在分析废弃锂离子电池构成的基础上,深入研究废弃锂离子电池的相关回收流程,以供参考。

关键词：废旧锂电池三元正极回收再生

特色小镇建设背景下失地农民就业问题研究——以河北省辛集市为例

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中文科技期刊数据库（全文版）经济管理 2021年第8期 143-143,145页

作者：冯习杨长远河北经贸大学河北石家庄052360

近年来,以特色小镇助推小城镇、乡村的发展方法正在我国如火如荼的运用着,特色小镇的发展需要大量土地,所以产生了一批由于特色小镇的建设与发展而被征用土地的失地农民,这些失地农民与其他的城乡改造等的失地农民的不同之处是他们身边... 详细信息

近年来,以特色小镇助推小城镇、乡村的发展方法正在我国如火如荼的运用着,特色小镇的发展需要大量土地,所以产生了一批由于特色小镇的建设与发展而被征用土地的失地农民,这些失地农民与其他的城乡改造等的失地农民的不同之处是他们身边伴随着现成的产业基地,利用好特色小镇就可以很好的解决好失地农民的就业问题。本文以河北省辛集市为例,分析了辛集皮毛小镇建设过程中失地农民存在的就业问题,并结合当地实际情况给出了相应的解决方案,希望可以为解决特色小镇建设中所产生的失地农民的就业问题提供思路与方案。

关键词：特色小镇失地农民就业