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小样本下一阶元学习在滚动轴承故障诊断中的应用

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机械科学与技术 2024年

作者：杨文龙王波张猛徐浩汪超滁州学院机械与电气工程学院安徽理工大学机械工程学院

针对小样本条件下模型无关元学习网络在训练过程中因模型复杂度过高导致过拟合的问题，提出一种基于一阶元学习的滚动轴承故障诊断模型。首先根据元学习策略对原始信号进行随机采样形成元任务。其次在已知工况的元任务下，利用宽核卷积... 详细信息

针对小样本条件下模型无关元学习网络在训练过程中因模型复杂度过高导致过拟合的问题，提出一种基于一阶元学习的滚动轴承故障诊断模型。首先根据元学习策略对原始信号进行随机采样形成元任务。其次在已知工况的元任务下，利用宽核卷积网络提高模型对一维振动信号中故障信息的提取能力获取元知识；同时为减少模型训练复杂度并减轻过拟合问题，本文采用了梯度上的模型优化，从初始参数逐步调整到最优的训练权重。最后利用所学习到的元知识在未知工况条件下实现了快速准确的故障分类。实验结果显示，在两组验证轴承数据集上所提方法均达到了最高的诊断准确率，证明了所提方法的有效性及优越性。

关键词：滚动轴承故障诊断宽卷积核小样本元学习

纳米五氧化二钒高效锌离子电池负极材料的制备与性能研究

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功能材料 2024年第7期55卷 7209-7215,7223页

作者：张文强汪徐春王桂玲张雪梅朱协彬陈俊明郑胜彪刘澳坤卢淑华梁俊英安徽工程大学材料科学与工程学院安徽芜湖241000 安徽科技学院化学与材料工程学院安徽滁州233000 安徽省石英砂纯化与光伏玻璃工程研究实验中心安徽滁州233000

水系锌离子电池因其能量密度较高、成本低廉且环保等优点而备受关注。在目前常用的锌离子电池负极材料中,钒基复合材料由于其多种价态(V^(5+)、V^(4+)、V^(3+)、V^(2+))和不同的结构特点,在扮演锌离子电池阴极材料时具备较高的比容量,... 详细信息

水系锌离子电池因其能量密度较高、成本低廉且环保等优点而备受关注。在目前常用的锌离子电池负极材料中,钒基复合材料由于其多种价态(V^(5+)、V^(4+)、V^(3+)、V^(2+))和不同的结构特点,在扮演锌离子电池阴极材料时具备较高的比容量,因此具有广阔的研究前景。然而,钒基复合材料由于循环稳定性差和较低的导电率,在锌离子电池的应用中受到限制。为了解决这一问题,研究采用了简单的水热法制备了比商用五氧化二钒(V_(2)O_(5))具有更大比表面积的纳米片。这种V_(2)O_(5)纳米颗粒作为锌离子电池的阴极材料,在较低电流密度下,其可提供364 mAh g-1的优异比容量,在高电流密度下表现出156 mAh g-1的高可逆比容量。经过200次循环后,其容量仍能保持初始容量的85%,不仅提供了比商用V_(2)O_(5)更好的循环稳定性,还具备较高的比容量。基于其制备方法简单并具有良好的电化学稳定性,该纳米颗粒展示出在锌离子电池负极材料上的应用潜力。

关键词：五氧化二钒纳米片负极材料水热法

结合时间注意力机制和单模态标签自动生成策略的自监督多模态情感识别

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 588-601页

作者：孙强王姝玉西安理工大学自动化与信息工程学院通信工程系西安710048 西安市无线光通信与网络研究重点实验室西安710048

大多数多模态情感识别方法旨在寻求一种有效的融合机制,构建异构模态的特征,从而学习到具有语义一致性的特征表示。然而,这些方法通常忽略了模态间情感语义的差异性信息。为解决这一问题,提出了一种多任务学习框架,联合训练1个多模态任... 详细信息

大多数多模态情感识别方法旨在寻求一种有效的融合机制,构建异构模态的特征,从而学习到具有语义一致性的特征表示。然而,这些方法通常忽略了模态间情感语义的差异性信息。为解决这一问题,提出了一种多任务学习框架,联合训练1个多模态任务和3个单模态任务,分别学习多模态特征间的情感语义一致性信息和各个模态所含情感语义的差异性信息。首先,为了学习情感语义一致性信息,提出了一种基于多层循环神经网络的时间注意力机制(TAM),通过赋予时间序列特征向量不同的权重来描述情感特征的贡献度。然后,针对多模态融合,在语义空间进行了逐语义维度的细粒度特征融合。其次,为了有效学习各个模态所含情感语义的差异性信息,提出了一种基于模态间特征向量相似度的自监督单模态标签自动生成策略(ULAG)。通过在CMU-MOSI,CMU-MOSEI, CH-SIMS 3个数据集上的大量实验结果证实,提出的TAM-ULAG模型具有很强的竞争力:在分类指标(Acc_(2),F_(1))和回归指标(MAE, Corr)上与基准模型的指标相比均有所提升;对于二分类识别准确率,在CMUMOSI和CMU-MOSEI数据集上分别为87.2%和85.8%,而在CH-SIMS数据集上达到81.47%。这些研究结果表明,同时学习多模态间的情感语义一致性信息和各模态情感语义的差异性信息,有助于提高自监督多模态情感识别方法的性能。

关键词：多模态情感识别自监督标签生成多任务学习时间注意力机制多模态融合

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超疏水还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵的制备及其传感性能

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材料工程 2024年第3期52卷 109-116页

作者：张双红刘娇欧子敬刘恋孔纲朱建康李爽广州特种承压设备检测研究院广州510663 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

在氧化石墨烯分散液中加入十二烷基糖苷作为发泡剂形成氧化石墨烯微泡团聚体,通过浸渍法与聚氨酯海绵骨架复合后经过液氮的极速冷冻以及肼蒸气的还原,构筑了一种有着特殊三维分级多孔结构兼具超疏水和柔性压阻传感性能的还原氧化石墨烯... 详细信息

在氧化石墨烯分散液中加入十二烷基糖苷作为发泡剂形成氧化石墨烯微泡团聚体,通过浸渍法与聚氨酯海绵骨架复合后经过液氮的极速冷冻以及肼蒸气的还原,构筑了一种有着特殊三维分级多孔结构兼具超疏水和柔性压阻传感性能的还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵。结果表明:基于还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵的柔性应力应变传感器的灵敏度系数(GF)最高可达3.8,响应时间低至45 ms;另外,还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵还具有良好的超疏水性,水接触角(WCA)达152.5°,在潮湿及水下等复杂环境中具有潜在的应用价值。

关键词：石墨烯三维多孔柔性压阻传感材料超疏水

同步荧光光谱技术结合支持向量机对掺杂牛奶智能判别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2428-2433页

作者：张微微璩怡王强吕日琴顾海洋邵娟孙艳辉滁州学院生物与食品工程学院生物工程系安徽滁州239000

牛奶因其丰富的营养成分和易消化吸收的特点,受到消费者的青睐。牛奶掺杂行为的产生使得牛奶制品质量备受关注,快速、便捷地鉴别乳品质量对于乳制品行业经济的健康发展具有重要意义。利用同步荧光光谱对掺杂牛奶进行检测,寻求一种高效... 详细信息

牛奶因其丰富的营养成分和易消化吸收的特点,受到消费者的青睐。牛奶掺杂行为的产生使得牛奶制品质量备受关注,快速、便捷地鉴别乳品质量对于乳制品行业经济的健康发展具有重要意义。利用同步荧光光谱对掺杂牛奶进行检测,寻求一种高效判别掺杂乳品方法。采用分子荧光分光光度计测定激发波长(Ex)为220~600nm,激发-发射间隔波长(Δλ)为10~180nm的纯牛奶、复原乳粉(全脂、脱脂)及其掺杂样本的牛奶样品的三维荧光光谱数据,利用平行因子分析方法(PARAFAC)降维获取特征光谱,通过支持向量机建立了掺杂牛奶的判别模型。结果所有乳品样品在激发波长为225~300nm范围内都有一个特征荧光峰,荧光峰在280nm附近,为色氨酸类物质,但该处纯牛奶荧光强度明显高于两种乳粉,且脱脂乳粉要强于全脂乳粉,这说明牛奶的主要成分都一样,发光基团一致,但由于处理方式不一致,使得其浓度存在差异。两种复原乳粉在350~400,450~500nm之外存在荧光物质,主要为维生素A和类胡萝卜素,且脱脂乳粉比全脂乳粉对应区域荧光强度要强,主要在于脂肪物质散射使得荧光强度增强。为更好获取乳品样本特征,通过PARAFAC对三维数据进行降维之后,显示当组分数为6,Δλ为40nm时载荷值最大,该处样本信息差异显著。提取Δλ为40nm特征波长和掺杂乳品品类值作为输入数据的支持向量机(SVM)分类器,采用了遗传算法(Ga-SVM)、粒子群优化算法(Pso-SVM)和网格搜索算法(Grid-SVM)三种SVM算法对掺杂牛奶进行分类识别。结果显示Grid-SVM模式交叉验证(CV)准确率为98.91%,其训练集和测试集的分类准确率均为100.00%,且模型运行时间仅6.724s,显著优于另两种分类器。结果表明荧光光谱与PARAFAC-SVM方法相结合,是一种简单且高效判别掺杂牛奶的方法。

关键词：荧光光谱平行因子分析法掺杂牛奶支持向量机

具有自萃取功能的相变CO_(2)吸收剂体系开发

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 203-213,I0017页

作者：陆诗建刘含笑吴黎明方梦祥俞徐林赵东亚刘玲康国俊中国矿业大学碳中和研究院江苏省徐州市221116 浙江菲达环保科技股份有限公司浙江省诸暨市311800 杭州钢铁集团有限公司浙江省杭州市310000 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310058 中石化江汉石油工程设计有限公司湖北省武汉市430200 中国石油大学(华东)新能源学院山东省青岛市266580

二氧化碳(CO_(2))捕集工程应用的吸收剂存在再生能耗高、传质速率低、运行损耗大等问题,严重制约了CO_(2)捕集技术的大规模推广应用。为解决这些问题,该文开发适用于低分压CO_(2)捕集的相变吸收剂。该相变吸收体系以亲水性胺N-氨乙基哌... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))捕集工程应用的吸收剂存在再生能耗高、传质速率低、运行损耗大等问题,严重制约了CO_(2)捕集技术的大规模推广应用。为解决这些问题,该文开发适用于低分压CO_(2)捕集的相变吸收剂。该相变吸收体系以亲水性胺N-氨乙基哌嗪(N-aminoethyl piperazine,AEP)为主吸收体系,添加亲脂性分相剂二正丁胺(Di-n-butylamine,DPA)和活化剂(activator,ACT)。通过核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance,NMR)和捕集CO_(2)连续测试实验研究该相变吸收剂的性能。实验结果表明,吸收负载达1.082 mol CO_(2)/mol溶液,再生温度降至98.5℃,具有优异的吸收性能和解吸性能。NMR分析表明,反应产物具有氨基甲酸盐分子结构,捕集CO_(2)连续测试实验研究与同浓度3 mol/L一乙醇胺(Monoethanolamine,MEA)溶液进行对比分析可知,相同再生能耗下,单位体积同浓度相变体系相比MEA吸收容量提高33%以上;相同再生能耗下相变体系的再生率比MEA提高15%,相同再生率下相变体系的再生能耗比MEA降低31%以上。结果表明,该相变吸收剂对于低分压CO_(2)捕集具有良好的应用前景。

关键词： CO_(2)捕集亲水性胺亲酯性胺再生能耗自萃取相变体系

不同锌源对珍珠龙胆石斑鱼生长性能、血清生化指标、抗氧化能力及微量元素沉积的影响

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动物营养学报 2024年第2期36卷 1173-1184页

作者：周芷晴吴紫倩罗杰儿王人开任艳丽周萌李翠金舒绪刚仲恺农业工程学院动物科技学院广州510225 仲恺农业工程学院化学化工学院广州510225

本试验旨在研究饲料添加不同锌源对珍珠龙胆石斑鱼生长性能、血清生化指标、抗氧化能力及微量元素沉积的影响。选择270尾体重[(10.00±0.05)g]相近的珍珠龙胆石斑幼鱼,随机分为3组,每组3个重复,每个重复30尾。无机锌组在基础饲料中添加3... 详细信息

本试验旨在研究饲料添加不同锌源对珍珠龙胆石斑鱼生长性能、血清生化指标、抗氧化能力及微量元素沉积的影响。选择270尾体重[(10.00±0.05)g]相近的珍珠龙胆石斑幼鱼,随机分为3组,每组3个重复,每个重复30尾。无机锌组在基础饲料中添加30 mg/kg(以锌计)的硫酸锌(ZnSO_(4)组),试验组则在基础饲料中分别添加等量的赖氨酸锌(Lys-Zn组)和组氨酸锌(His-Zn组)。试验期56 d。结果表明:1)与ZnSO_(4)组相比,试验组蛋白质效率显著提高(P<0.05),饲料系数显著降低(P<0.05);His-Zn组终末均重、增重率和特定增长率显著提高(P<0.05)。2)与ZnSO_(4)组相比,试验组血清谷草转氨酶活性以及总胆固醇和甘油三酯含量显著降低(P<0.05);Lys-Zn组血清碱性磷酸酶活性显著提高(P<0.05)。3)与ZnSO_(4)组相比,试验组血清和肝脏总超氧化物歧化酶和铜锌超氧化物歧化酶(Lys-Zn组血清除外)活性显著提高(P<0.05),His-Zn组血清和肝脏丙二醛含量显著降低(P<0.05),His-Zn组血清过氧化氢酶活性显著提高(P<0.05)。4)与ZnSO_(4)组相比,试验组肌肉中铜和锌含量显著提高(P<0.05)。由此可见,氨基酸螯合锌在促进珍珠龙胆石斑鱼生长、提高抗氧化能力以及提高微量元素沉积方面的效果均优于硫酸锌,其中组氨酸锌的效果更佳。

关键词：珍珠龙胆石斑鱼氨基酸螯合锌生长性能血清生化指标抗氧化能力微量元素沉积

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秸秆与生物炭施加对茉莉园土壤真菌群落及有机碳库特征的影响

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环境科学 2024年第7期45卷 4228-4240页

作者：彭家豪林少颖王维奇曾瑜陈梅春杨文文陈思聪福建师范大学地理研究所福州350117 福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350117 闽榕茶业有限公司福州350018 福建省农业科学院农业生物资源研究所福州350003 福州市农业农村局福州350026

为阐明秸秆与生物炭施加后茉莉园土壤真菌群落及有机碳库组分分配的变化特征,测定分析了茉莉园对照、秸秆和生物炭处理0~15 cm土壤真菌群落特征与有机碳库组分,并计算其碳库管理指数(CPMI).结果表明,秸秆与生物炭施加后土壤真菌群落多... 详细信息

为阐明秸秆与生物炭施加后茉莉园土壤真菌群落及有机碳库组分分配的变化特征,测定分析了茉莉园对照、秸秆和生物炭处理0~15 cm土壤真菌群落特征与有机碳库组分,并计算其碳库管理指数(CPMI).结果表明,秸秆与生物炭施加后土壤真菌群落多样性均降低,各处理中优势菌属结构发生变化,生物炭处理下土壤真菌群落结构与秸秆处理和对照组差异显著.冗余分析(RDA)表明,土壤真菌群落结构主要受土壤容重、C∶N、盐度和TN影响.另外,秸秆处理下土壤活性有机碳(LOC)与对照组相比显著增加87.44%(P<0.05),生物炭处理中土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)较对照组分别显著增加22.27%和23.17%(P<0.05).相比于对照组,秸秆处理下碳库活度(L)显著提高(P<0.05),生物炭处理中碳库指数(CPI)显著增加(P<0.05).Spearman相关性分析表明土壤活性有机碳组分受到真菌优势菌属的调控. FUNGuild功能预测结果表明,秸秆与生物炭施加后腐生营养型及其兼性营养型真菌对土壤活性有机碳组分和碳库管理指数有着重要影响.

关键词：秸秆生物炭真菌有机碳库碳库管理指数(CPMI) 茉莉园土壤

金花茶花对2型糖尿病小鼠的降糖及抗氧化作用

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食品科学 2024年第3期45卷 94-101页

作者：刘芬芬蒲首丞赵雯靓王怡婷薛琛徐丽珊浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江金华321004

目的:综合评价金花茶花的降血糖和抗氧化作用。方法:制备金花茶花水提物(aqueous extract of Camellia nitidissima flower,CFA),利用高效液相色谱-质谱联用法进行组分鉴定;同时,建立2型糖尿病小鼠模型并随机分为模型组,阿卡波糖阳性组(... 详细信息

目的:综合评价金花茶花的降血糖和抗氧化作用。方法:制备金花茶花水提物(aqueous extract of Camellia nitidissima flower,CFA),利用高效液相色谱-质谱联用法进行组分鉴定;同时,建立2型糖尿病小鼠模型并随机分为模型组,阿卡波糖阳性组(20 mg/kg mb),CFA低、中、高剂量组(200、400、800 mg/kg mb)。灌胃干预5周后,分析各组小鼠一般生长特征,血清中血糖、空腹胰岛素及血脂水平,胰、肝脏氧化应激水平、组织形态变化及细胞凋亡情况。结果:金花茶花具有较高的多酚、多糖含量,清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和抑制α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度分别为(24.14±0.64)、(69.99±1.97)μg/m L,从金花茶花中鉴定出7种主要化合物。此外,金花茶花可有效改善糖尿病小鼠“三多一少”症状,显著降低小鼠空腹血糖、餐后血糖、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、丙二醛水平,升高胰岛素、高密度脂蛋白胆固醇的含量,提升总超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性,减轻胰脏、肝脏组织的病理损伤。结论:金花茶花对2型糖尿病小鼠具有显著的降血糖及抗氧化作用。

关键词：金花茶花 2型糖尿病糖脂代谢氧化应激