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转炉炼钢终点碳温软测量建模方法研究

转炉炼钢终点碳温软测量建模方法研究

作者：陈棕鑫昆明理工大学

学位级别：硕士

钢铁产业对于国家经济发展有着重要的意义。转炉炼钢技术因为相对高效和低成本的优势,是目前世界范围内主要的钢铁冶炼技术之一,其冶炼的关键在于对转炉终点的准确控制。实际上,转炉中钢液的终点碳含量和温度与转炉终点控制有着密切的联... 详细信息

钢铁产业对于国家经济发展有着重要的意义。转炉炼钢技术因为相对高效和低成本的优势,是目前世界范围内主要的钢铁冶炼技术之一,其冶炼的关键在于对转炉终点的准确控制。实际上,转炉中钢液的终点碳含量和温度与转炉终点控制有着密切的联系,也是判断钢液是否达到出钢标准的重要指标。因此,实现对转炉炼钢终点碳温精确实时预报可以有效降低转炉炼钢生产成本,提高生产效率,对于保护环境、节能减排也有着积极的意义。本文针对转炉炼钢生产过程数据存在的高冗余、高维度、波动性和非线性等问题进行研究,基于数据驱动的方式,通过对生产过程数据进行特征选择处理得到关键特征,再引入即时学习策略完成对算法学习集的度量与选择,从而建立即时学习软测量模型实现对转炉炼钢终点碳温的预报。本文的主要研究内容包括:(1)转炉炼钢生产过程数据存在高维度、高冗余的特点,直接将这些数据输入到模型中会增大模型训练负担并且削弱模型的预报性能。针对上述问题,本文提出了一种改进的灰狼优化算法(Improved grey wolf optimizer,IGWO)用于对转炉炼钢生产过程数据进行特征选择,从而获得转炉过程数据中的关键特征。首先,通过构建新的编码方案对数据中的各维特征进行编码并预设特征子集的个数,保证算法特征选择结果的稳定性;其次,在新编码方案的基础上,利用反向学习机制在算法初期生成更具多样性和更高质量的灰狼初始种群;最后,利用灰狼种群中前三个最优解的信息和特征之间的内在联系对种群进行概率更新,保证算法搜索能力的最大化,并避免陷入局部最优。实验结果表明,所提出的IGWO算法能够选择表现较好且可重复的特征子集,有效降低数据高冗余高维度对于模型性能的影响,利用所选择的特征建立碳温预报模型可以显著提升模型性能。(2)转炉炼钢生产过程数据具有明显的波动性和非线性,这对于即时学习度量局部算法学习集构成了很大的挑战,不利于模型性能的发挥。针对以上问题,本文提出了基于自组织映射聚类的即时学习软测量建模方法(Self organization map just-in-time learning,SOM-JITL)用于转炉炼钢终点碳温的建模预报。首先,通过引入高斯核函数改变自组织映射聚类算法获胜神经元的判别方式并用于对转炉生产过程数据的聚类,从而降低数据波动对于后续建模的影响;其次,采用即时学习策略从待测样本所属的类簇中度量合适的算法学习集用于训练极限学习机并完成对终点碳温的预报。实验结果表明,该方法能够有效提升即时学习软测量模型度量算法学习集的质量,显著提高模型对终点碳温的预报性能,在±0.02%的预报误差范围,碳含量的预报精度为81.5%,在±10℃的预报误差范围,温度的预报精度为79%。(3)针对传统即时学习软测量建模方法往往忽略过程数据标签信息价值以及从单一类簇中选择样本的局限性问题,本文提出了WGKSOM-DRCA(Weighted gaussian kernel self organization map dynamic relevant component analysis)自适应即时学习软测量方法用于对转炉炼钢终点碳温的预报。首先,采用引入标签信息的加权高斯核函数度量准则构造WGKSOM聚类算法用于引导聚类方向,提高算法的聚类质量并降低类簇数据波动性对于建模的影响;其次,利用高斯后验概率计算待测样本的隶属度并根据类簇隶属度选择样本,避免聚类误差和单一类簇造成样本选择的局限性;最后,通过引入动态因子并构建DRCA度量学习策略自适应选取算法学习集用于局部模型训练,输出终点碳含量和温度的预报结果。实验表明,在转炉炼钢终点碳温预报上该方法相对于其他算法有更好的表现,在±0.02%的预报误差范围,碳含量的预报精度为92%,在±10℃的误差范围,温度的预报精度为93.5%。通过以上研究,验证了特征选择和即时学习软测量建模方法在解决转炉炼钢生产过程数据高冗余、高维度、波动性和非线性等问题上的有效性,并提高了模型对终点碳温的预报性能,也为后续在相关方面进一步探索提供了一定的理论依据。

关键词：转炉炼钢软测量即时学习特征选择灰狼优化算法

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儿童上尿路结石的外科治疗进展

中国医学科学院学报 2024年第3期46卷 444-448页

作者：陈至鑫张弋夏溟北京大学国际医院泌尿外科北京102206

儿童泌尿系结石发病率呈现逐年上升趋势,且大部分都是上尿路结石,外科手术治疗是目前针对儿童上尿路结石治疗的主要方式。随着外科微创技术的逐渐发展,体外冲击波碎石术、经尿道输尿管镜取石术和经皮肾镜取石术已经成为了儿童上尿路结... 详细信息

儿童泌尿系结石发病率呈现逐年上升趋势,且大部分都是上尿路结石,外科手术治疗是目前针对儿童上尿路结石治疗的主要方式。随着外科微创技术的逐渐发展,体外冲击波碎石术、经尿道输尿管镜取石术和经皮肾镜取石术已经成为了儿童上尿路结石的主要治疗方式。本文总结了目前儿童上尿路结石外科手术治疗的进展,并对未来治疗方式进行展望。

关键词：上尿路结石儿童体外冲击波碎石术经尿道输尿管镜取石术经皮肾镜取石术

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多场耦合效应对小麦储藏品质影响的研究

中国粮油学报 2024年第1期39卷 18-24页

作者：刘棕鑫崔素芬李思洁曹静怡鲁玉杰江苏科技大学粮食学院镇江212100

多场耦合理论是近年来粮食储藏领域的热点,研究多场耦合效应对粮食品质的影响,为粮食的智能化管理提供理论依据和实践参考。以生物场和物理场为耦合基础进行研究,以含有不同虫口密度米象(Sitophilus oryzae)的小麦作为生物场,通过粮堆... 详细信息

多场耦合理论是近年来粮食储藏领域的热点,研究多场耦合效应对粮食品质的影响,为粮食的智能化管理提供理论依据和实践参考。以生物场和物理场为耦合基础进行研究,以含有不同虫口密度米象(Sitophilus oryzae)的小麦作为生物场,通过粮堆的温度分布云图,运用响应面法和多元回归分析,比较了在不同环境(储藏温度15℃/相对湿度75%、25℃/70%、35℃/65%)中小麦的储藏品质变化,构建了小麦粮堆品质变化的多场耦合模型,分析了影响模型拟合效果的主要因素,提出了小麦品质模型的适用性范围,研究发现干面筋含量、降落值模型在耦合效应下具有较强的拟合度(R^(2)>0.9),而脂肪酸值模型在15℃时拟合效果并不理想,丙二醛含量模型的拟合效果随着储藏时间的延长而降低。在小麦储藏过程中,米象等生物场与其它场强的耦合效应对小麦储藏品质有显著影响,此时粮堆上层小麦的品质相比下层具有更好的稳定性,合理选择参数调整场强大小有利于小麦储藏品质模型的稳定性。

关键词：多场耦合小麦储藏脂肪酸值丙二醛含量响应面

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基于动态场景下视觉语义SLAM系统研究

基于动态场景下视觉语义SLAM系统研究

作者：陈涧鑫天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)是一种用于同时实现机器人在未知环境中定位自身位置并构建地图的技术。视觉SLAM则是利用摄像头捕获的图像数据进行定位和地图构建。通过对图像数据的实时分析,视觉SLAM能够计算相机的运动... 详细信息

SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)是一种用于同时实现机器人在未知环境中定位自身位置并构建地图的技术。视觉SLAM则是利用摄像头捕获的图像数据进行定位和地图构建。通过对图像数据的实时分析,视觉SLAM能够计算相机的运动轨迹,并识别环境中的关键特征点,从而实现对机器人或传感器位置的准确定位和环境地图的构建。在视觉SLAM中,动态物体的存在对系统的性能提出了挑战。动态物体,如移动车辆、行人等,由于其运动特性可能引入误差,影响SLAM系统对环境的建模和机器人的定位。在动态场景中,动态物体的出现可能导致地图更新困难,甚至影响定位的准确性。为了解决动态物体对SLAM系统的影响,本文提出了一种基于LK光流和YOLOv8的联合方法,通过充分利用光流信息和目标检测技术,实现了动态点的准确剔除,并将其融入SLAM框架,以提高系统在动态环境中的鲁棒性和精确性。并且,增加语义地图的构建。首先,需要预先定义生活中常见的动态物体类别,比如人、车、宠物等。将图像帧传入至YOLOv8目标检测器,经过目标检测模型推理后得到图像中各个物体类别、边界框和置信度信息。由YOLOv8目标检测得到的属于动态物体框内的特征点作为动态点候选点,进一步使用LK光流判断框内物体是否在运动,准确得到动态点并进行剔除,以减少动态点对视觉SLAM位姿估计和的地图质量的影响。其次,在不影响实时性的情况下构建语义地图,利用YOLOv8模型在相机捕获的图像中检测物体并获取其类别信息。将YOLOv8识别的物体类别和位置信息与SLAM系统的地图数据进行融合,将识别的物体类别与地图中的特定位置关联起来。语义信息的融合能够为SLAM系统提供更丰富的环境理解能力,使机器人或传感器能够更准确地感知和理解周围环境。使SLAM系统能够更好地感知环境中的物体类别,为路径规划和避障提供更可靠的信息。最后,在实验评估方面,使用真实场景和数据集上进行了广泛的测试。结果表明,本文提出的方法相较于ORB＿SLAM3算法,在动态场景下具有更高的鲁棒性和精确性。特别是在面对频繁动态变化的复杂环境时,该方法显著提升了系统的性能。

关键词：视觉SLAM 动态环境位姿估计语义地图

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带刀恋人

江南 2024年第2期 19-26页

作者：熊棕不详

我们栖身在旧居民区一套两居室里,每天来打扰的就是三两个电话。电话指的是座机,谁接都一样,都是明码标价。电话一响,两千进账。放下电话,我们有时会这样打趣。也有根据刊物上的地址,七弯八拐找到编辑部来的,这种人年龄普遍偏大,节省而... 详细信息

我们栖身在旧居民区一套两居室里,每天来打扰的就是三两个电话。电话指的是座机,谁接都一样,都是明码标价。电话一响,两千进账。放下电话,我们有时会这样打趣。也有根据刊物上的地址,七弯八拐找到编辑部来的,这种人年龄普遍偏大,节省而又谨慎惯了的,一辈子与讲台为伍,生怕给自己体面的人生,增添上当受骗的败笔。我体谅他们:来总比不来的好,当面付款肯定比隔空支付来得心安。

关键词：两居室七弯八拐上当受骗居民区

自适应变步长高斯混合模型的工业烟尘目标分割方法

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控制理论与应用 2020年第11期37卷 2441-2450页

作者：刘辉王亚楠陈棕鑫昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500

工业烟尘排放时的烟气黑度自动监测对提高环保质量和指导生产过程具有重要的应用价值,针对传统的高斯混合模型在进行背景建模时,参数是在固定帧值的基础上进行参数更新,导致烟尘检测不准确等问题,提出一种自适应变步长高斯混合模型的工... 详细信息

工业烟尘排放时的烟气黑度自动监测对提高环保质量和指导生产过程具有重要的应用价值,针对传统的高斯混合模型在进行背景建模时,参数是在固定帧值的基础上进行参数更新,导致烟尘检测不准确等问题,提出一种自适应变步长高斯混合模型的工业烟尘图像分割方法.根据烟尘变化速度不均匀的特点,通过分析检测出烟尘与实际烟尘的检出率和检准率的和的最大值,计算熵值差变化率对应的最佳步长,得到熵值差变化率与最佳步长的模型.以熵值差变化率为依据,确定最佳步长,得到一个关于熵值差变化率与最佳步长的模型.以熵值差变化率为输入,以最佳步长为输出,在广义回归神经网络(GRNN)得到适用于本文工业烟尘图像分割的网络模型.最后,在多个场景的烟尘视频中进行分割实验,结果表明,本文中方法能够有效的分割出视频中烟尘区域,且具有一定的适用性.

关键词：图像分割目标检测背景减除背景建模高斯混合模型烟尘分割

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空腹混凝土坝振动响应试验研究

防灾减灾工程学报 2024年第1期44卷 234-242页

作者：杨贵陈转转吴杰鑫河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学安全与防灾工程研究所江苏南京210024

针对平原地区土层条件较差和地形条件有限的情况,提出一种新型坝——空腹混凝土坝。采用振动台模型试验技术,研究加速度峰值、库水位及防渗墙对该新型坝动力响应的影响。结果表明:(1)在自由场坝基中设置结构可以降低坝基的超孔压响应,... 详细信息

针对平原地区土层条件较差和地形条件有限的情况,提出一种新型坝——空腹混凝土坝。采用振动台模型试验技术,研究加速度峰值、库水位及防渗墙对该新型坝动力响应的影响。结果表明:(1)在自由场坝基中设置结构可以降低坝基的超孔压响应,削减坝基液化程度。(2)非自由场工况中,加速度峰值的增大加强了坝基的振动幅度,加剧液化程度;坝体上游库水位的存在增加了坝基的有效应力从而降低液化程度;坝基中防渗墙的存在增加了孔压的消散从而降低液化程度。总体来说,加速度峰值对液化程度影响最大,库水位影响次之,防渗墙影响最小。(3)库水位的存在增加了坝体的受力程度导致坝体水平位移响应大于空库工况,防渗墙的存在降低了坝基中的水力梯度导致坝体响应低于无防渗墙工况。但在试验过程中坝体并没出现明显的水平位移变化。

关键词：空腹混凝土坝振动台模型试验防渗墙动力响应砂土液化

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基于开关电容的单输入升压型七电平逆变器

电源学报 2024年第2期22卷 113-120页

作者：张国鑫陈仕铠叶远茂广东工业大学自动化学院广州510006

针对现有多电平逆变器存在拓扑结构复杂、开关器件总电压应力高和串联电容电压不平衡的问题,提出了一种新型的开关电容七电平逆变器。通过同相层叠脉宽调制策略,合理地控制开关管使得三个电容器与直流电源串并联分时运行,实现了三倍升... 详细信息

针对现有多电平逆变器存在拓扑结构复杂、开关器件总电压应力高和串联电容电压不平衡的问题,提出了一种新型的开关电容七电平逆变器。通过同相层叠脉宽调制策略,合理地控制开关管使得三个电容器与直流电源串并联分时运行,实现了三倍升压增益的七电平输出。该逆变器采用单个直流输入电源,不仅具有结构简单、器件少、升压能力强和电容电压自平衡等优势,并且负载端不采用逆变H桥来改变输出电平极性,从而降低开关器件的总电压应力。分析了逆变器的拓扑结构、工作原理、电容电压自平衡、调制策略、电容参数和电流应力,并从开关管数量、二极管数量、电容数量、总开关电压应力和升压增益5个方面与现有拓扑进行了比较分析,充分证明所提拓扑的实用性。最后实验结果验证了该拓扑的可行性。

关键词：多电平逆变器开关电容电压自平衡脉宽调制

携带线粒体tRNA^(Met)4435A>G和核基因YARS2突变的原发性高血压家系遗传学分析

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浙江大学学报（医学版） 2024年第2期53卷 184-193页

作者：郭美丽贺云帆陈阿德庄载受潘孝勇管敏鑫苍南县人民医院检验科浙江温州325800 浙江大学遗传学研究所浙江省遗传缺陷与发育障碍研究重点实验室浙江杭州310058

目的:探讨m.4435A>G和YARS2 c.572G>T(p.G191V)突变在原发性高血压发生发展中的作用。方法:分析前期收集的高血压患者的线粒体基因组及外显子测序数据,对一例携带m.4435A>G和YARS2 p.G191V突变的原发性高血压患者的家系开展临床资料采... 详细信息

目的:探讨m.4435A>G和YARS2 c.572G>T(p.G191V)突变在原发性高血压发生发展中的作用。方法:分析前期收集的高血压患者的线粒体基因组及外显子测序数据,对一例携带m.4435A>G和YARS2 p.G191V突变的原发性高血压患者的家系开展临床资料采集及分子遗传学检测,收集外周静脉血并构建永生化淋巴细胞系进行线粒体转移RNA(tRNA)、线粒体蛋白质、腺苷三磷酸(ATP)、线粒体膜电位(MMP)和细胞内活性氧检测。结果:线粒体全基因组测序结果显示,该家系中母系成员均携带高度保守的m.4435A>G突变,该突变影响线粒体tRNA的二级结构和折叠自由能并改变其稳定性,预测其将影响反密码子环结构。与对照组比较,携带m.4435A>G和YARS2 p.G191V突变的细胞株相关线粒体tRNA稳态水平、部分线粒体蛋白表达量、ATP产量和MMP水平下降,且活性氧水平升高,差异均有统计学意义(均PG引起的线粒体翻译及线粒体功能改变,进一步导致细胞功能障碍,表明在本家系中YARS2 p.G191V与m.4435A>G突变存在协同作用,共同参与原发性高血压的发生发展。

关键词：原发性高血压线粒体DNA 基因突变呼吸链线粒体功能障碍母系遗传