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基于焦点损失函数的嵌套长短时记忆网络心电信号分类研究

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生物医学工程学杂志 2022年第2期39卷 301-310页

作者：许诗雨莫思特闫惠君黄华吴锦晖张绍敏杨林四川大学电气工程学院成都610065 四川大学华西医院老年医学中心/老年病科成都610041

心电图(ECG)可直观地反映人体心脏生理电活动,在心律失常检测与分类领域中具有重要意义。针对ECG数据中类别不平衡对心律失常分类带来的消极作用,本文提出一种用于不平衡ECG信号分类的嵌套长短时记忆网络(NLSTM)模型。搭建NLSTM学习并... 详细信息

心电图(ECG)可直观地反映人体心脏生理电活动,在心律失常检测与分类领域中具有重要意义。针对ECG数据中类别不平衡对心律失常分类带来的消极作用,本文提出一种用于不平衡ECG信号分类的嵌套长短时记忆网络(NLSTM)模型。搭建NLSTM学习并记忆复杂信号中的时序特征,利用焦点损失函数(focal loss)降低易识别样本的权重;然后采用残差注意力机制(residual attention mechanism),根据各类别特征重要性修改已分配权值,解决样本不平衡问题;再采用合成过采样技术算法(SMOTE)对麻省理工学院与贝斯以色列医院心律失常(MIT-BIH-AR)数据库进行简单的人工过采样处理,进一步增加模型的分类准确率,最终应用MIT-BIHAR数据库对上述算法进行实验验证。实验结果表明,所提方法能有效地解决ECG信号中样本不平衡、特征不突出的问题,模型的总体准确率达到98.34%,较大地提升对少数类样本的识别和分类效果,为心律失常辅助诊断提供可行的新方法。

关键词：心律失常嵌套长短时记忆网络焦点损失函数残差注意力机制合成过采样技术

Nd_(90)Al_(10)晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响

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金属学报 2023年第11期59卷 1457-1465页

作者：刘路军刘政刘仁辉刘永江西理工大学材料与冶金学部赣州341000 江西理工大学机电工程学院赣州341000 江西理工大学江西省稀土磁性材料及器件重点实验室赣州341000

采用添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金调控制备了扩散用烧结Nd_2Fe_(14)B磁体,并采用Tb晶界扩散制备了相应的扩散磁体,分析了扩散磁体的晶界结构和成分对磁体矫顽力的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Nd_(90)Al_(10)合金调控后,晶界扩... 详细信息

采用添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金调控制备了扩散用烧结Nd_2Fe_(14)B磁体,并采用Tb晶界扩散制备了相应的扩散磁体,分析了扩散磁体的晶界结构和成分对磁体矫顽力的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Nd_(90)Al_(10)合金调控后,晶界扩散(GBD)后磁体的矫顽力提高到1439 kA/m,相对于未晶界调控的扩散磁体增加了530 kA/m。添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金不会影响GBD前磁体的Curie温度,但降低了磁体的低温相变温度。GBD后磁体Tb取代晶格中的Nd引起Nd_2Fe_(14)B相的晶格常数减小,从而使XRD谱中衍射峰位右移。经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体表面处的主相晶粒的富Tb壳清晰可见。从距离磁体表面20μm增加到100μm时,富Tb壳层仍清晰可见。当深度继续增加到500μm时,经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体晶粒周围都有连续晶界相。经晶界调控的扩散磁体可见衬度明显的富Tb壳层,形成了非晶的富Nd相,增强了两两主相晶粒间的去磁耦合能力。Nd在富Nd相中心区域出现峰值,更多的富Nd相在晶界扩散过程中作为Tb向磁体内扩散的通道,Tb原子在富Nd相的浓度高达约35%,其扩散深度和使用效率明显提升。

关键词：烧结钕铁硼晶界扩散磁性能晶界调控

基于自适应容积信息滤波的无人机相对导航方法

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中国惯性技术学报 2022年第4期30卷 492-500页

作者：苏炳志何权荣曹晞裴文龙张少华中国直升机设计研究所天津300300 94657部队九江332000 陆军装备部航空军代局驻天津地区航空军代室天津300384

针对无人机编队相对导航系统中由于机体/机翼遮挡导致可见信标点个数随时间变化和视觉导航传感器量测噪声统计特性不确定问题,提出了基于逆威舍特分布的变分贝叶斯自适应容积信息滤波(VBACIF)算法。该算法在信息滤波框架下,采用逆威舍... 详细信息

针对无人机编队相对导航系统中由于机体/机翼遮挡导致可见信标点个数随时间变化和视觉导航传感器量测噪声统计特性不确定问题,提出了基于逆威舍特分布的变分贝叶斯自适应容积信息滤波(VBACIF)算法。该算法在信息滤波框架下,采用逆威舍特分布表示量测噪声协方差,将三阶球面径向容积准则和变分贝叶斯理论相结合,在线识别跟踪量测噪声统计特性变化并自适应调节相对导航滤波器的量测噪声协方差矩阵,将每个可见信标点视为一个独立的信息源,融合各信标点的相对视线量测信息从而准确地估计出无人机之间的相对位置、速度和姿态。仿真结果表明,视觉量测噪声协方差未知且时变和可见信标个数变化的情况下,采用VBACIF相对位置、速度和姿态精度较容积信息滤波算法分别提高了24.85%、9.41%和45.52%。

关键词：无人机编队相对导航球面-径向容积准则变分贝叶斯理论自适应容积信息滤波

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钢纤维改良土的分层冻胀试验研究

岩土工程学报 2023年第7期45卷 1430-1437页

作者：石荣剑黄丰岳丰田姬嘉骏李逸辰中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 徐州市建设工程检测中心有限公司江苏徐州221003

水分迁移引起的分凝冻胀是土体冻胀变形的主要来源,而掌握冻结过程中水分迁移规律是揭示土体冻胀机理的关键。为探究钢纤维改良土抑制冻胀机理,利用改进的冻胀装置设计进行了独立补水条件下的分层冻胀试验,获得如下结论:冻结过程中试样... 详细信息

水分迁移引起的分凝冻胀是土体冻胀变形的主要来源,而掌握冻结过程中水分迁移规律是揭示土体冻胀机理的关键。为探究钢纤维改良土抑制冻胀机理,利用改进的冻胀装置设计进行了独立补水条件下的分层冻胀试验,获得如下结论:冻结过程中试样下部的冻胀作用会引起上部未冻土的排水,冻结过程中0.5%掺量试样的中层与上层土体排水量分别占相应土体水分迁入量的1.22%和3.45%;掺入钢纤维可明显减小试样的补水量,相比于未掺钢纤维试样,0.5%掺量试样的中层和上层补水量可分别减小10.19%,17.87%;钢纤维掺量及长度的增加不仅可促进试样中水分排出,而且会抑制土体中冰透镜体生长,降低外部水分迁入量,从而减小试样冻胀率。研究结果表明,试样中掺入钢纤维后引起的排水效应及限制冰透镜体的生长过程,是钢纤维改良土抑制冻胀的主要原因。

关键词：人工冻结钢纤维改良土水分迁移分层冻胀室内试验

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多点喷射空气酒精燃气发生器试验验证

国防科技大学学报 2023年第3期45卷 45-52页

作者：赵芳任泽斌王飞史煜李先锋罗智锋中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳621300

为有效解决现有燃气引射气源存在的诸多缺点,适应一种引射系统大流量、小型化的需要,在综合分析各燃气引射气源方案的基础上,研制了一种以空气、酒精作为推进剂的多点喷射结构的燃气发生器,并开展了多种工况下的试验研究。结果表明:采... 详细信息

为有效解决现有燃气引射气源存在的诸多缺点,适应一种引射系统大流量、小型化的需要,在综合分析各燃气引射气源方案的基础上,研制了一种以空气、酒精作为推进剂的多点喷射结构的燃气发生器,并开展了多种工况下的试验研究。结果表明:采用的多点喷射方案大大提高了空间利用率,有效满足了引射系统小型化的要求;喷雾性能好,喷雾锥角及粒径优于设计指标要求;点火可靠性高,解决了领域内现有燃气发生器点火可靠性低的缺点;点火迅速,燃烧平稳,可实现较为均匀的出口温度场;燃气发生器工作范围较宽,能在余气系数2.52~4.34范围内稳定燃烧;高效的火焰筒内壁空气冷却方式有效保证了燃气发生器长时间工作运行。

关键词：燃气引射推进剂多点喷射燃气发生器余气系数

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大直径盾构始发段冻结对槽壁影响的实测研究

中南大学学报（自然科学版） 2022年第11期53卷 4392-4400页

作者：黄丰石荣剑岳丰田张勇陆路中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室力学与土木工程学院江苏徐州221116

为了分析大直径盾构始发段冻结过程中冻胀对槽壁变形的影响,评价工作井的结构设计和稳定性,依托上海上中路越江隧道盾构始发段冻结加固工程,通过现场监测,分析深基坑槽壁承受冻胀力及变形的变化规律。研究结果表明:冻结初始阶段,冻胀作... 详细信息

为了分析大直径盾构始发段冻结过程中冻胀对槽壁变形的影响,评价工作井的结构设计和稳定性,依托上海上中路越江隧道盾构始发段冻结加固工程,通过现场监测,分析深基坑槽壁承受冻胀力及变形的变化规律。研究结果表明:冻结初始阶段,冻胀作用主要引起地层压缩变形,当冻土温度降低到-20℃以下时,冻胀作用会引起深基坑槽壁水平位移明显增加,盾构始发前实测槽壁顶端最大位移达到28.76 mm;在冻土形成过程中,土体温度降低会明显提高冻土强度和弹性模量,使冻胀力明显增加,而最大冻胀力出现在冻土温度降低到-20℃以后,且随着埋深的增加而呈线性增大,施工中实测最大冻胀力由埋深6 m处的0.314 MPa增加到埋深20 m处的0.782 MPa,为相应深度地层压力的1.5~2.0倍,地层最大冻胀力与周围地层的约束作用紧密相关,冻土周围约束作用的变化会明显改变冻胀力及其分布。冻土冻胀力导致工作井底板上部和下部的槽壁结构分别向工作井内部和外部产生弯曲变形,施工中实测最大水平位移分别为2.11mm和3.62 mm,而冻结38 d后,槽壁水平位移的增加不仅会抑制冻胀力增长幅度,而且可以减小槽壁的弯曲变形。深基坑槽壁的水平变形会明显减小其承受的冻胀力,相应减小其内部的应力分布,而工作井槽壁变形和承受冻胀力的协调作用是影响工作井稳定性的关键因素。

关键词：人工冻结大直径盾构盾构始发槽壁变形现场监测

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基于环形燃烧室结构的燃气发生器设计与仿真

现代防御技术 2023年第5期51卷 126-133页

作者：赵芳史煜王海锋任泽斌李先锋罗智锋中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所四川绵阳621000 中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳621000

为有效解决高能化学激光器压力恢复系统无法实现小型化及机动性能等问题,提出了以高温气源替代常温空气作为引射气源的方案,并设计了一种基于航空发动机环形燃烧室结构的空气/酒精燃气发生器。采用CFD计算软件开展了燃气发生器的流场仿... 详细信息

为有效解决高能化学激光器压力恢复系统无法实现小型化及机动性能等问题,提出了以高温气源替代常温空气作为引射气源的方案,并设计了一种基于航空发动机环形燃烧室结构的空气/酒精燃气发生器。采用CFD计算软件开展了燃气发生器的流场仿真计算,获取了燃气发生器冷态及燃烧工况下的速度、压力与温度场,并将部分仿真计算结果与理论计算及试验值进行了对比。研究表明:燃气发生器设计合理,扩压器及二股腔道转接处无气流分离,帽罩处无溢流现象;主燃区回流区明显,且尺度适中,有利于组织燃烧,并有效指导了高能电火装置的位置布局;空气流量配比合理,主燃孔及掺混孔的射流深度满足燃烧及掺混要求;燃烧室总压恢复系数达到96.7%,燃烧效率实现98.4%,实现了高效燃烧;此外,相同工况下的理论计算值及试验结果验证了数值计算方法的合理可行性。

关键词：压力恢复系统引射气源航空发动机环形燃烧室燃气发生器

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基于DNN的无人机数据OFDM传输技术

系统工程与电子技术 2022年第2期44卷 696-702页

作者：刘步花丁丹杨柳薛乃阳刘仲谦航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学电子与光学工程系北京101416 重庆航天火箭电子技术有限公司重庆400039

针对无人机信道含多径、多普勒频移,还易受到外来干扰和高功率放大带来的非线性失真影响的问题,提出一种基于深度神经网络(deep neural network,DNN)的无人机正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)数据传输技... 详细信息

针对无人机信道含多径、多普勒频移,还易受到外来干扰和高功率放大带来的非线性失真影响的问题,提出一种基于深度神经网络(deep neural network,DNN)的无人机正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)数据传输技术。下行链路采用OFDM系统,在接收端进行解调之后利用最小二乘(least square,LS)信道估计和迫零(zero forcing,ZF)算法做初步信号检测,然后输入到由BiLSTM和全连接层组成的DNN中进行信道估计和信号检测优化,并恢复数据流。仿真结果表明,与传统插值方法相比,所提方法在无人机起降、飞行和盘旋等3种状态下,信道估计性能具有明显优势,比特误差率性能提升至少一个数量级;在非线性失真和外来干扰的影响下,所提方法仍具有显著性能优势,不仅简化了系统对非线性失真和干扰的处理模块,而且提高了系统的可靠性。

关键词：无人机时变多径信道正交频分复用深度神经网络干扰信道估计信号检测

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大型空间结构热-动力学耦合分析方法综述

力学学报 2022年第9期54卷 2361-2376页

作者：薛明德向志海清华大学航天航空学院北京100084

近年来,各种大型空间结构逐渐在我国航天工程中得到应用,相应的热诱发振动问题也日益受到重视.在此背景下,有必要进一步梳理热诱发振动的机理和分析设计中的关键问题.本文将结合作者的研究工作对此问题进行全面介绍,并主要强调在分析复... 详细信息

近年来,各种大型空间结构逐渐在我国航天工程中得到应用,相应的热诱发振动问题也日益受到重视.在此背景下,有必要进一步梳理热诱发振动的机理和分析设计中的关键问题.本文将结合作者的研究工作对此问题进行全面介绍,并主要强调在分析复杂工程结构的热诱发振动问题时需要注意的特殊问题.本文首先介绍了可以高效地分析空间薄壁杆件结构(包含开口和闭口薄壁杆件)在辐射换热条件下的瞬态温度场的Fourier有限元方法;随后介绍了热诱发振动的线性和非线性分析方法,强调了热-动力学耦合效应.为了对复杂空间结构产生热诱发振动的必要条件给出解析表达式,本文将瞬态温度场与振动位移场统一在模态空间中进行分析,从而得到评价热诱发振动剧烈程度的一般性条件.在此基础上,本文进一步讨论了热诱发振动的运动稳定性问题,以悬臂杆件的热颤振准则为例揭示了热诱发振动发散的物理机理,并给出了评定复杂工程结构热颤振的分析方法.论文最后概要地指出了在热诱发振动的地面试验和抑制方法中需要注意的问题,并对将来的研究工作进行了展望.

关键词：大型空间结构热诱发振动传热分析热与动力学耦合运动稳定性