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基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络的聚合物挤出过程熔体密度监测方法

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工程科学与技术 2024年

作者：张彬彬陈祝云张飞晋刚华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广东工业大学机电工程学院

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况，开发能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案，但在... 详细信息

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况，开发能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案，但在聚合物挤出加工过程中，由于数据类型、工艺参数、操作环境等多变性因素的影响，传统的机器学习方法可能难以捕捉聚合物加工中不同输入参数和输出质量参数之间的复杂关系，使得监测任务难以获得理想的准确性。本文提出了一种基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络（CNN-LSTM）的熔体密度监测方法，用于在线监测聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（PC/ABS）共混体系的熔体密度。首先，通过实时采集安装在挤出机模头处的近红外、拉曼及超声3种传感器数据，对3种传感数据进行处理并融合作为输入；然后，通过合理设计的网络结构，利用卷积神经网络的特征提取能力与长短期记忆网络的预测能力，最终实现对聚合物共混过程中的熔体密度的实时监测。基于独立开发的多源传感数据实时采集装置获取的数据，利用CNN-LSTM模型对PC/ABS共混挤出过程的熔体密度进行实时监测，结果表明：该模型能够准确监测聚合物熔体密度，其在测试集上的RMSE和R2分别为0.975 5、0.006 3 g/cm3，比传统的卷积神经网络方法、长短期记忆网络方法、岭回归方法、偏最小二乘回归方法、多层感知机方法和支持向量机回归方法具有更高的预测精度；模型的10次输入平均预测时间为1.523 5 s，能够满足实际生产过程的实时监测。综上所述，所提出的基于多源数据融合与CNN-LSTM模型的熔体密度监测方法显著提高了聚合物挤出过程中熔体密度的实时监测精度，为挤出过程中聚合物的质量提供了可靠的技术支持。

关键词：聚合物挤出加工熔体密度多传感器数据融合 CNN-LSTM 在线监测

水稻病虫害智能化咨询与诊断服务系统的开发与实现

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水稻病虫害智能化咨询与诊断服务系统的开发与实现

作者：陈祝炉浙江大学

学位级别：硕士

本文是浙江省科技计划项目“基于农民信箱的智能化农业咨询服务系统研制与应用”（计划编号:2008C33008）的一部分,通过深入研究水稻病虫害相关知识,利用各种现代信息技术,开发出了水稻病虫害咨询与诊断服务系统,并能通过后台维护部分... 详细信息

本文是浙江省科技计划项目“基于农民信箱的智能化农业咨询服务系统研制与应用”（计划编号:2008C33008）的一部分,通过深入研究水稻病虫害相关知识,利用各种现代信息技术,开发出了水稻病虫害咨询与诊断服务系统,并能通过后台维护部分对系统进行维护与升级。系统采用更加灵活的Browse/Web Server/Database结构体系,以ApacheTomcat作为Web服务器,采用Java及JSP进行服务器端程序开发,实现了专家系统的网络化,从而扩大了专家系统的应用范围。系统引入开源数据库PostgreSQL,利用数据库管理机制组织知识库,实现了知识库和推理机的相互独立,增加了系统的可扩充性,简化了系统的维护。通过多种渠道获取知识,然后对其进行分析、整理和总结,采用正反向混合推理和不确定性推理来解决农业领域知识的复杂性和不精确性。本系统采用的是基于特征的诊断机制,通过综合分析各种因素对病虫害发生和发展的影响,在借鉴国内外农业专家系统的基础上确定了水稻病虫害诊断的主要因素,病害的诊断因素是水稻生长的各个部位（根、茎、叶、穗）的症状特征和植物综合症状,虫害的诊断因素是个体（卵、幼虫、蛹、成虫）的形态特征和为害特点。系统将计算机技术和农业专家知识有效地结合起来,集病虫害信息浏览与查询、病虫害诊断于一体,人机界面简单,操作方便。论文的最后,提出了今后研究的重点和系统进一步发展的方向。

关键词：水稻病虫害诊断咨询专家系统

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非完备数据驱动的装备复合故障智能解耦方法

机械工程学报 2024年

作者：李巍华蓝昊陈祝云黄如意人工智能与数字经济广东省试验室(广州) 华南理工大学吴贤铭智能工程学院华南理工大学机械与汽车工程学院

数据驱动的故障诊断方法在海量数据处理、判别特征学习和精确模式识别等方面具有显著优势，既为装备智能运维带来新的机遇，也面临着严峻的挑战：(1)当前数据驱动方法的可靠性与有效性依赖于完备的带标签故障数据。然而工业场景下，装... 详细信息

数据驱动的故障诊断方法在海量数据处理、判别特征学习和精确模式识别等方面具有显著优势，既为装备智能运维带来新的机遇，也面临着严峻的挑战：(1)当前数据驱动方法的可靠性与有效性依赖于完备的带标签故障数据。然而工业场景下，装备监测数据存在标签信息缺失、故障数据欠完备、数据可利用率低等问题。(2)复合故障是装备的典型故障。在缺乏复合故障数据的条件下，复合故障智能诊断的难度急剧增加，且鲜有针对复合故障智能诊断模型可解释性的研究。为应对上述挑战，提出一种非完备数据驱动的装备复合故障智能解耦方法。首先，结合小波核卷积层可从振动信号中提取可解释性特征的优势以及胶囊层在复合故障智能解耦方面的能力，构建小波胶囊网络；在此基础上，以非完备故障数据(仅含正常和单一故障样本,缺乏复合故障样本)为输入，训练所提小波胶囊网络；最后，以某车型汽车五档变速器为研究对象，验证所提方法在复合故障智能解耦方面的有效性和可靠性，并对小波胶囊网络模型所提取的特征展开可解释性分析，从而提高模型诊断结果的可信度。试验结果表明，所提方法取得了较高的诊断精度，其习得的特征具有一定的可解释性，可为非完备数据下装备的复合故障诊断提供新的途径。

关键词：复合故障故障诊断非完备数据小波核卷积胶囊网络可解释性分析

双光束同轴复合激光焊接6061铝合金搭接焊缝质量预测研究

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双光束同轴复合激光焊接6061铝合金搭接焊缝质量预测研究

作者：王炉重庆理工大学

学位级别：硕士

取代基位置对2,4-二苯基吡啶类铱磷光配合物光物理性能的影响

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 504-509页

作者：常桥稳陈祝安晏彩先刘伟平冯洋洋昆明贵金属研究所昆明贵研新材料科技有限公司云南贵金属实验室有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室云南昆明650106

铱磷光配合物具有高的发光效率、良好的热稳定性和发光颜色容易调节等优势,在有机发光二极管(OLED)、电化学发光池(LEC)、光催化、肿瘤诊断和传感器等领域有着重要的应用前景,是综合性能最优的电致磷光配合物。其颜色调控主要通过改变... 详细信息

铱磷光配合物具有高的发光效率、良好的热稳定性和发光颜色容易调节等优势,在有机发光二极管(OLED)、电化学发光池(LEC)、光催化、肿瘤诊断和传感器等领域有着重要的应用前景,是综合性能最优的电致磷光配合物。其颜色调控主要通过改变主配体和辅助配体的化学结构来实现,如通过改变配体的共轭程度、在配体上引入具有不同供/吸电子能力的取代基、在不同位置引入相同的取代基等方式可以实现发光颜色的调节,其中取代基的位置对铱磷光配合物光物理性能影响的研究较少。研究甲基处于不同取代位置对铱磷光配合物光物理性能的影响,以甲基处于2位和4位或3位和5位的2,4-二苯基吡啶为主配体、2,2,6,6-四甲基庚二酮为辅助配体,合成出2个新的铱磷光配合物(2,4-2Me-dppy)_(2)Ir(tmd)和(3,5-2Me-dppy)_(2)Ir(tmd)。通过元素分析、核磁共振谱和单晶X射线衍射等测试了配合物的组成和空间结构,两个配合物均呈稍微扭曲的八面体构型,空间群分别为C 12/c 1和P-1,晶系分别为单斜和三斜;通过热重分析研究了配合物的热稳定性,两个配合物均具有较好的热稳定性,热分解温度分别为307和318℃;通过紫外可见光谱和光致发光光谱研究了配合物的光物理性能,两个配合物在溶液中发射波长分别为545和572 nm,溶液中量子产率分别为70%和92%。进一步探讨了取代基位置对铱磷光配合物光物理性能的影响,研究发现:甲基所处的位置对2,4-二苯基吡啶类铱磷光配合物的发光颜色和发射波长有着显著的影响。与甲基处于2位和4位得到的铱磷光配合物相比,甲基处于3位和5位时得到的铱配合物的发射波长产生了明显的红移,为纯正的黄光发射,是一种潜在的黄光材料,并有望在OLED照明中得到应用。

关键词：铱配合物磷光材料苯基吡啶取代基位置光物理性能影响

基于数字孪生和深度迁移学习的电主轴热误差建模方法

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机械工程学报 2024年

作者：马帅冷杰武陈祝云李巍华李波刘强襄阳华中科技大学先进制造工程研究院广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室华南理工大学机械与汽车工程学院湖北文理学院机械工程学院

热误差是电主轴系统误差的主要来源之一，热误差建模是提高系统可靠性的重要手段。电主轴装载刀具加工时，需要在多个方向上运动，导致实时测量困难，难以采集足够的热误差样本。不同工况下的数据分布差异较大，在某一工况下训练的热误... 详细信息

热误差是电主轴系统误差的主要来源之一，热误差建模是提高系统可靠性的重要手段。电主轴装载刀具加工时，需要在多个方向上运动，导致实时测量困难，难以采集足够的热误差样本。不同工况下的数据分布差异较大，在某一工况下训练的热误差预测模型难以在其他工况下取得满意的预测精度。针对上述问题，提出了一种基于数字孪生和深度迁移学习的电主轴热误差建模方法。首先，建立电主轴系统热行为数字孪生模型，模拟出不同工况下的温度场和热变形数据，缓解实际场景中热误差样本缺失的限制。其次，开发基于领域对抗机制的卷积双向长短期记忆网络，数字孪生模型生成的虚拟数据用作源域，真实数据作为目标域，不同尺度的卷积层构成特征提取器，分别提取源域和目标域温度数据的空间特征，处理多维温度特征的共线性问题。构建双向长短期记忆网络作为预测器，处理温度与热误差的时序关系并输出预测值。同时，结合领域适配的对抗训练技术，利用域判别器混淆两域特征，最小化两域数据分布，提高模型的泛化能力。最后，搭建多源数据协同采集平台，获取不同工况下的真实数据，通过不同迁移任务验证，结果表明：在热误差标签样本缺失的情况下，该方法成功实现热误差建模，具备较好的预测性能。

关键词：电主轴热误差建模数字孪生深度迁移学习领域适配

基于水稻扫描叶片图像特征的氮素营养诊断研究

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光谱学与光谱分析 2009年第8期29卷 2171-2175页

作者：祝锦霞邓劲松石媛媛陈祝炉韩凝王珂浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所浙江杭州310029 浙江省农业遥感与信息技术重点实验室浙江杭州310029

选用扫描仪获取水稻叶片的数字图像,运用数字图像处理技术研究不同氮素水平水稻的叶色、纹理和形态特征,尝试建立基于叶色、纹理和形态特征的综合水稻氮素营养诊断模型。研究表明:(1)通过水稻叶绿素a含量和叶片颜色特征之间的相关性分析... 详细信息

选用扫描仪获取水稻叶片的数字图像,运用数字图像处理技术研究不同氮素水平水稻的叶色、纹理和形态特征,尝试建立基于叶色、纹理和形态特征的综合水稻氮素营养诊断模型。研究表明:(1)通过水稻叶绿素a含量和叶片颜色特征之间的相关性分析,得到有效颜色特征参量B,b,b/(r+g),b/r,b/g,同时分析叶绿素a含量随叶位的空间分布特征,选择较为稳定的第三完全展开叶作为指示叶或诊断叶;(2)通过与高光谱遥感数据的相关性分析,从机理上说明基于机器视觉的水稻氮素营养诊断是有理论依据的,是可行的;(3)提取水稻叶片颜色、形态综合特征信息,与YIQ电视信号彩色坐标系统的CB值建立水稻氮营养水平的识别模型,得到4个氮素水平的正确识别率为:N0:74.9%;N1:52%;N2:84.7%;N3:75%。初步研究结果表明基于扫描图像特征的田间水稻氮素水平诊断方法是有优势和前景的,有可能建立一种新的实时、快速、准确的田间水稻氮素营养诊断的方法。

关键词：颜色特征主成分分析综合特征

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润湿性梯度对仿生织构表面摩擦学行为的影响

摩擦学学报（中英文） 2024年第3期44卷 300-311页

作者：王胡军谢正灿赵修远田炉林郑靖西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所四川成都610031

润湿性调控和仿生织构设计是实现表面减摩耐磨的重要方法.利用飞秒激光在AISI 440C不锈钢表面制备了仿生微凹坑,在微凹坑中沉积润湿性可调的超疏水涂层,通过紫外线辐照构筑了4种梯度润湿性仿生织构表面.采用往复滑动摩擦磨损试验,以水... 详细信息

润湿性调控和仿生织构设计是实现表面减摩耐磨的重要方法.利用飞秒激光在AISI 440C不锈钢表面制备了仿生微凹坑,在微凹坑中沉积润湿性可调的超疏水涂层,通过紫外线辐照构筑了4种梯度润湿性仿生织构表面.采用往复滑动摩擦磨损试验,以水为润滑剂,对比研究了不同载荷和速度下润湿性梯度对仿生织构表面摩擦学行为的影响.结果表明,在低载高速条件下,当表面形成低黏附性超疏水-弱疏水的润湿性梯度时,耐磨性最佳,相较于AISI 440C不锈钢抛光表面,磨损率降低47.9%,说明润湿性梯度耦合仿生织构能够有效减小磨损.

关键词：润湿性梯度仿生织构水润滑耐磨飞秒激光

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国有企业大监督机制的路径探究

办公室业务 2024年第1期 27-29页

作者：陈祝娟中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司

文章旨在通过分析现有监督机制存在的问题,提出新型的国有企业大监督机制模式,以求能够有效提升监督水平、降低风险、提高效益。通过案例分析法、实际调查法等手段,发现现行监督机制面临的困境,并进一步验证新型大监督机制模式的实际效... 详细信息

文章旨在通过分析现有监督机制存在的问题,提出新型的国有企业大监督机制模式,以求能够有效提升监督水平、降低风险、提高效益。通过案例分析法、实际调查法等手段,发现现行监督机制面临的困境,并进一步验证新型大监督机制模式的实际效果。通过实证研究,发现新型大监督机制模式能够建立独立的行政监督机构并提升职工监督参与度,建议在国有企业中推广和应用,以促进国有企业的健康发展和国家经济的持续增长。

关键词：国有企业大监督机制运营方式企业发展