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自适应相似图联合优化的多视图聚类

计算机学报 2024年第2期47卷 310-322页

作者：纪霞施明远周芃姚晟安徽大学计算机科学与技术学院合肥230601 安徽大学国际脑科学工程研究中心合肥230601

相比于单一视图学习,多视图学习往往可以获得学习对象更全面的信息,因而在无监督学习领域,多视图聚类受到了研究者的极大关注,其中基于图的多视图聚类,近年来取得了很大的研究进展.基于图的多视图聚类一般是先从各个视图原始数据学习相... 详细信息

相比于单一视图学习,多视图学习往往可以获得学习对象更全面的信息,因而在无监督学习领域,多视图聚类受到了研究者的极大关注,其中基于图的多视图聚类,近年来取得了很大的研究进展.基于图的多视图聚类一般是先从各个视图原始数据学习相似图,再进行视图间相似图的融合来获得最终聚类结果,因此,多视图聚类的效果是由相似图质量和相似图融合方法共同决定的.然而,现有基于图的多视图聚类方法几乎都聚焦在视图间相似图的融合方法研究上,而缺乏对相似图本身质量的关注.这些方法大多数都是孤立地从各视图的原始数据中学习相似图,并且在后续图融合过程中保持相似图不变.这样得到的相似图不可避免地包含噪声和冗余信息,进而影响后续的图融合和聚类.而少量考虑相似图质量的研究,要么相似图构造和图融合过程是直接联立迭代的,要么在预定义相似图过程中提前利用秩约束进一步初始化,要么就是利用相似图存在的一些底层结构来获取融合图的.这些方法对相似图本身改进很小,最终聚类性能提升也十分有限.同时现有基于图的多视图聚类流程也缺乏对各视图间一致性和不一致性的综合考虑,这也会严重影响最终的多视图聚类性能.为了避免低质量预定义相似图对聚类结果的不利影响以及综合考虑视图间一致性与不一致性来提升最终聚类效果,本文提出了一种自适应相似图联合优化的多视图聚类方法.首先通过Hadamard积来获得视图间高质量一致性部分信息,再将每个预定义相似图和这部分信息对标,重构各个视图的预设相似图.这个过程强化了各视图间的一致性部分,弱化了不一致性部分.其次设计了相似图重构改进和图融合联合迭代优化框架,实现了相似图的自适应改进,最终达到相似图和聚类结果共同提升的效果.该方法将相似图改进过程与图融合过程联合起来进行自适应迭代优化,并且在迭代优化中不断强化各视图间的一致性,弱化视图间的不一致性.此外,本文的方法也集成了现有多视图聚类方法的一些优点,自加权以及无需额外聚类步骤等.在九个基准数据集上与八个对比方法的实验验证了本文方法的有效性与优越性.

关键词：多视图聚类相似图自适应优化图融合自加权

永磁电机系统中冗余结构逆变器的可靠性分析对比研究

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2853-2860,I0028页

作者：李伟丁石川杭俊赵文祥王群京安徽大学电气工程与自动化学院安徽省合肥市230601 江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

基于马尔可夫模型和可靠性框图模型,对永磁电机系统中并联冗余和备用冗余两种结构的逆变器在零件层面和系统层面进行可靠性分析,得到这两种结构逆变器的可靠性函数和平均无故障时间函数。首先,通过对比来确定判断何种冗余结构具有更高... 详细信息

基于马尔可夫模型和可靠性框图模型,对永磁电机系统中并联冗余和备用冗余两种结构的逆变器在零件层面和系统层面进行可靠性分析,得到这两种结构逆变器的可靠性函数和平均无故障时间函数。首先,通过对比来确定判断何种冗余结构具有更高可靠性的边界条件函数。其次,分析边界条件函数随各参数的变化情况以及对冗余结构可靠性的影响,包括环境温度、电流、热阻抗和容错处理机制的成功率。然后,建立N相冗余逆变器的可靠性函数,并给出高可靠冗余结构中并联支路数和备用支路数量的确定方法。最后,以三相永磁电机逆变器为例,通过仿真和实验验证边界条件函数的准确性。

关键词：永磁电机冗余逆变器可靠性马尔可夫模型

基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断研究

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 332-340,I0027页

作者：丁石川何旺杭俊汤德伟安徽大学电气与自动化学院安徽省合肥市230601

该文提出一种基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断方法。首先,建立电机的d轴等效磁路模型,分析均匀退磁故障后径向气隙磁密的变化规律;然后,获取电机的径向气隙磁密和定子电流信号,对各极下径向气隙磁密幅值进行... 详细信息

该文提出一种基于径向气隙磁密和定子电流的永磁同步电机均匀退磁故障诊断方法。首先,建立电机的d轴等效磁路模型,分析均匀退磁故障后径向气隙磁密的变化规律;然后,获取电机的径向气隙磁密和定子电流信号,对各极下径向气隙磁密幅值进行归一化处理,并绘制雷达图,根据雷达图和比较相同定子电流幅值下健康电机和故障电机的各极下径向气隙磁密幅值的平均值,来诊断均匀退磁故障;利用空载各极下径向气隙磁密幅值的平均值计算故障程度。最后,仿真和实验结果均验证所提均匀退磁故障诊断方法的有效性。

关键词：均匀退磁故障永磁同步电机径向气隙磁密定子电流 d轴等效磁路

晶粒尺寸对竹节晶铜箔微轧制变形行为影响的模拟

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 841-854页

作者：陈守东卢日环陈晨铜陵学院机械工程学院铜陵244061 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 铜陵学院工程液压机器人安徽普通高校重点实验室铜陵244061 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004

高性能铜箔已经广泛应用于新能源、微电子等领域,为降低其制备成本和调控组织性能,对拉拔−压缩−剪切复合成形条件下的竹节晶铜箔轧制微观变形行为进行研究。建立微观尺度的晶体塑性有限元模型,分析竹节晶微轧制变形的晶粒尺寸效应。该... 详细信息

高性能铜箔已经广泛应用于新能源、微电子等领域,为降低其制备成本和调控组织性能,对拉拔−压缩−剪切复合成形条件下的竹节晶铜箔轧制微观变形行为进行研究。建立微观尺度的晶体塑性有限元模型,分析竹节晶微轧制变形的晶粒尺寸效应。该微观模型将每个离散单元只是作为晶粒的组成部分,同时在积分点上采用单晶体本构模型建立本构方程。结果表明:微观层次复合轧制竹节晶铜箔的变形特征表现为高度的异向性和局部化;竹节晶铜箔轧制力变化符合类似Hall-Petch关系,即轧制力随晶粒尺寸的减小而增大;随着晶粒尺寸减小,复合轧制竹节晶铜箔的滑移均匀性和晶界滑移协调能力均增强;动态剪切带和变形带随着晶粒尺寸的减小向晶界偏移。为保证轧制竹节晶铜箔变形的稳定性和进一步减薄,晶粒尺寸小于100μm为宜。

关键词：竹节晶轧制晶体塑性有限元晶粒尺寸效应微观变形

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强剪切对单层晶极薄带轧制变形行为的影响

材料导报 2024年第7期38卷 143-150页

作者：陈守东卢日环李杰孙建铜陵学院机械工程学院安徽铜陵244061 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 铜陵学院工程液压机器人安徽普通高校重点实验室安徽铜陵244061 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

为确定最优的极薄带轧制工艺,本研究深入分析了强剪切对轧制单层晶极薄带微观变形行为和晶体转动演化的影响。采用基于位错滑移机制的晶体塑性有限元模型进行模拟,最大异速比达到1.5。建立了晶粒取向随机分布的单层晶极薄带轧制模型,以... 详细信息

为确定最优的极薄带轧制工艺,本研究深入分析了强剪切对轧制单层晶极薄带微观变形行为和晶体转动演化的影响。采用基于位错滑移机制的晶体塑性有限元模型进行模拟,最大异速比达到1.5。建立了晶粒取向随机分布的单层晶极薄带轧制模型,以探究少晶组织的晶界作用特性。结果表明:强剪切导致单层晶极薄带轧制微观变形和晶体转动表现出显著的局部化。强剪切促进了晶粒的剪切变形,使得晶界的协调变形能力增强。在轧制区施加强剪切变形,可使已启动滑移得到扩展,主滑移带缩窄分散形成新的次滑移带,滑移更加集中和各向异性。变形后晶粒取向主要绕箔材宽度方向发生转动和分散,强剪切使转动角度增大和分散点更加集中稳定。模拟表明强剪切严重影响单层晶极薄带轧制变形的各向异性,进而导致择优取向、滑移局部化以及非均匀应力-应变分布。

关键词：极薄带轧制强剪切变形行为局部化晶体塑性有限元

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周期光照下液晶弹性体简支梁的振动响应研究

计算力学学报 2024年第2期41卷 283-289页

作者：赵俊华立夫李凯安徽建筑大学土木工程学院合肥230601

液晶弹性体(LCE)因其具有快速的光热响应和可逆变形等特性,在能量转换、软机器人和非接触控制等领域具有广泛的应用前景。本文利用液晶弹性体在外部光刺激下可与机械变形耦合的特性,建立了LCE简支梁的动态模型,研究了其在周期光照下的... 详细信息

液晶弹性体(LCE)因其具有快速的光热响应和可逆变形等特性,在能量转换、软机器人和非接触控制等领域具有广泛的应用前景。本文利用液晶弹性体在外部光刺激下可与机械变形耦合的特性,建立了LCE简支梁的动态模型,研究了其在周期光照下的弯曲振动现象。首先建立了LCE简支梁的光驱动控制方程,然后通过振型叠加法获得方程的半解析解,再用Matlab软件编程计算其变化规律。计算结果表明,周期光照可以使LCE简支梁发生周期性振动,梁跨中的振动幅值可以通过阻尼因子、热弛豫时间、光照强度、光照周期和光照时间率来调节,振动平衡位置可以通过光强与热弛豫时间来调节,振动反应时间可以通过热弛豫时间与阻尼来调节。本文结果对光驱动运动的控制和光机能量转换系统的设计具有一定的指导意义。

关键词：液晶弹性体可控振动周期性光照振型叠加法

Bi_(2)Te_(3)基热电材料中的声子工程

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硅酸盐学报 2024年第1期52卷 203-217页

作者：刘志愿管希成李周马妮马俊杰巴倩夏爱林晋传贵安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽大学材料科学与工程学院合肥230601 中国科学技术大学化学与材料科学学院合肥230026

Bi_(2)Te_(3)基合金因其优异的电输运性能和较低热导率在低温区热电材料中备受关注。然而由Bi_(2)Te_(3)基合金制造的热电发电或制冷器件转化效率仍较低,因此进一步提升Bi_(2)Te_(3)基材料的热电优值zT是关键。由于晶格热导率与电性能... 详细信息

Bi_(2)Te_(3)基合金因其优异的电输运性能和较低热导率在低温区热电材料中备受关注。然而由Bi_(2)Te_(3)基合金制造的热电发电或制冷器件转化效率仍较低,因此进一步提升Bi_(2)Te_(3)基材料的热电优值zT是关键。由于晶格热导率与电性能参数关联较少,在热电性能参数中较为独立,因此,在不影响电性能的前提下,通过声子工程降低晶格热导率成为提升zT值的重要方法。本文主要综述了近年来通过纳米改性、超晶格结构、纳米复合、掺杂和引入位错阵列等声子工程优化Bi_(2)Te_(3)基材料热电性能的主要研究进展。通过这些优化手段可以显著降低材料的比热容、声子群速度或声子平均自由程,Bi_(2)Te_(3)基材料的晶格热导率显著降低,热电性能大幅提升,为热电器件的应用提供科学和技术支撑。

关键词：碲化铋基热电材料声子工程晶格热导率热电性能

多尺度建成环境对老年人心理健康的影响——基于极端梯度提升模型的合肥实证

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地理研究 2024年第6期43卷 1502-1521页

作者：韩会然许岭怡杨成凤安徽师范大学地理与旅游学院芜湖241003

通过建成环境的主动式干预打造心理疗愈环境是突破老年人心理健康危机、建设健康城市的关键抓手,已成为政府和学界迫切关注的议题。但现有研究缺少对不同尺度建成环境的相对重要性及其与心理健康非线性关联的研究。基于此,本研究以合肥... 详细信息

通过建成环境的主动式干预打造心理疗愈环境是突破老年人心理健康危机、建设健康城市的关键抓手,已成为政府和学界迫切关注的议题。但现有研究缺少对不同尺度建成环境的相对重要性及其与心理健康非线性关联的研究。基于此,本研究以合肥市为案例地,通过积极心理健康量表收集了老年人心理健康的相关数据,结合多源数据,从城市、社区和住区3个尺度构建了建成环境要素的变量体系,运用极端梯度提升模型(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)分析了多尺度建成环境对老年人心理健康的影响。结果表明:①合肥市老年人心理健康状况总体良好,心理健康水平的空间分布格局存在由老城中心和新城中心向外围递减的特征。②在整体效应分析中,建成环境是影响老年人心理健康的重要因素,城市尺度建成环境的相对重要性最高,社区尺度建成环境次之,住区尺度建成环境最低;而在单个变量中,社区尺度建成环境要素中的土地利用混合度和绿地覆盖度对老年人心理健康的贡献值最高。③在独立效应分析中,不同尺度建成环境要素对老年人心理健康均具有明显的非线性影响和阈值效应。研究结论能够为不同尺度建成环境的优化调控范围提供科学依据。

关键词：建成环境心理健康多尺度极端梯度提升模型合肥

蘑菇渣和稻秸堆肥中DOM与Cu^(2+)的络合机制

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生态与农村环境学报 2024年第2期40卷 285-292页

作者：范行程葛俊杰谢越任兰天纪文超范行军王翔安徽科技学院资源与环境学院安徽凤阳233100 生物炭与农田土壤污染防治安徽省重点实验室安徽蚌埠233400 安徽科技学院农学院安徽凤阳233100

堆肥中溶解性有机质(DOM)对重金属具有显著的络合作用,影响其在环境中的迁移和转化。研究采用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)结合二维相关光谱(2DCOS)分析方法,系统解析蘑菇渣堆肥(MRC)及水稻秸秆堆肥(RSC)中DOM与Cu^(2+)的络合机制。E... 详细信息

堆肥中溶解性有机质(DOM)对重金属具有显著的络合作用,影响其在环境中的迁移和转化。研究采用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)结合二维相关光谱(2DCOS)分析方法,系统解析蘑菇渣堆肥(MRC)及水稻秸秆堆肥(RSC)中DOM与Cu^(2+)的络合机制。EEM-PARAFAC结果表明,MRC-DOM和RSC-DOM主要由类腐殖酸(C1)、类富里酸(C2)和类蛋白质(C3)组成,各组分分别占MRC-DOM总荧光强度的43%、32%和25%,占RSC-DOM的39%、29%和32%。2种堆肥DOM与Cu^(2+)作用过程中,3类组分荧光强度均呈不断降低趋势,表明它们均与Cu^(2+)发生了显著的络合作用。2种堆肥中不同荧光组分(C1~C3)与Cu^(2+)的有效猝灭常数(lg K)在4.54~4.76之间,均表现为C3>C1>C2,表明类蛋白组分(C3)与Cu^(2+)结合能力最强,其次为类腐殖酸(C1),类富里酸(C2)最低。2DCOS结果显示,堆肥DOM中类蛋白荧光组分与Cu^(2+)结合能力最强,而类富里酸优先与Cu^(2+)发生反应。总体而言,MRC-DOM和RSC-DOM中类蛋白和类腐殖质组分是与Cu^(2+)发生络合作用的关键物质,且2类堆肥DOM具有类似的Cu^(2+)络合机制(包括活性位点、络合能力和反应顺序)。研究结果为进一步了解堆肥对土壤Cu^(2+)迁移和转化行为的影响提供了重要的理论基础。

关键词：堆肥溶解性有机质 Cu 2+ 三维荧光-平行因子分析二维相关光谱