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基于自适应聚合距离的多目标进化算法

控制与决策 2024年第4期39卷 1113-1122页

作者：曾亮曾维钧李燕燕全睿王珊珊湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068 太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室武汉430068 襄阳湖北工业大学产业研究院湖北襄阳441100

随着目标数的增多,种群收敛性与分布性的冲突愈加激烈,传统的多目标进化算法的选择算子难以平衡种群的收敛性与分布性.对此,提出一种基于自适应聚合距离的多目标进化算法.首先,采用参考点支配关系替代原有的Pareto支配关系,以增加选择压... 详细信息

随着目标数的增多,种群收敛性与分布性的冲突愈加激烈,传统的多目标进化算法的选择算子难以平衡种群的收敛性与分布性.对此,提出一种基于自适应聚合距离的多目标进化算法.首先,采用参考点支配关系替代原有的Pareto支配关系,以增加选择压力,加强收敛性;其次,提出自适应聚合距离,通过动态变化的惩罚参数来自适应调整收敛性与分布性的比例;最后,设计一种带有淘汰算子的方法以改进小生境选择策略,根据自适应聚合距离的大小进行选择和淘汰操作.为验证算法的可行性,将所提出算法在测试问题上与其他4种优秀的多目标进化算法进行比较,并应用于两个实际应用中,仿真结果表明,所提出算法的综合性能更优,能有效平衡种群的收敛性与分布性.

关键词：多目标进化算法参考点支配自适应聚合距离淘汰算子收敛性与分布性

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基于记忆胶囊和注意力的语音情感识别

计算机工程 2024年

作者：董红亮钮焱孙杨李军湖北工业大学计算机学院

为了提高当前语音情感识别率，论文提出了一种基于记忆胶囊和注意力的语音情感识别的方法。首先提取了语音中梅尔频率倒谱系数（MFCC）、能量的均方根（RMS）、梅尔语谱图(Mel-spectrogram)、过零率（ZCR）、色度分布（CHROMA）5种特征... 详细信息

为了提高当前语音情感识别率，论文提出了一种基于记忆胶囊和注意力的语音情感识别的方法。首先提取了语音中梅尔频率倒谱系数（MFCC）、能量的均方根（RMS）、梅尔语谱图(Mel-spectrogram)、过零率（ZCR）、色度分布（CHROMA）5种特征，然后在MFCC特征的基础上，提取MFCC的一阶、二阶和三阶差分动态特征，并将其拼接，最后将这些特征堆叠成一维向量的形式，通过引入记忆胶囊和注意力机制所构建的模型，完成了对语音情感识别分类工作。实验结果表明，论文所提出的模型有较好的泛化性和鲁棒性，有效的提升了语音情感识别的准确率。在RAVDESS、 EMODB和IEMOCAP三个数据集上的准确率分别达到了95.87%、98.82%和98.23%，与现有的方法进行对比，识别准确率均得到了有效提升。

关键词：语音情感识别特征提取特征堆叠记忆胶囊网络注意力机制

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基于量子同态加密的安全两方线段求交协议

北京邮电大学学报 2024年

作者：刘白邱书品张俊张明武湖北工业大学计算机学院

安全两方线段求交是多方安全计算中计算几何问题的一个重要分支，通过解决安全两方线段求交问题可扩展应用到多边形面积的隐私计算和凸包交集隐私计算等领域，具有很高的研究及应用价值。在经典计算中，已有基于计算困难性原理提出了多... 详细信息

安全两方线段求交是多方安全计算中计算几何问题的一个重要分支，通过解决安全两方线段求交问题可扩展应用到多边形面积的隐私计算和凸包交集隐私计算等领域，具有很高的研究及应用价值。在经典计算中，已有基于计算困难性原理提出了多种解决方案，但这些方案都无法抵御未来可能的量子攻击。对此，提出了基于量子同态加密的安全两方线段求交协议，计算过程由半可信的第三方计算中心完成。在整个协议过程中，两方线段的隐私信息得到了保护。最后，协议应用到具体实例后通过外部和内部攻击对其进行安全性分析。实验结果表明，所提协议具有安全性、可靠性。

关键词：量子同态加密计算几何安全多方计算两方线段求交

基于随机森林和组合赋权法的武汉市洪涝灾害风险评估研究

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给水排水 2024年第7期50卷 162-168,174页

作者：吴京戎蒋翔湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068 湖北工业大学工程技术学院武汉430068

开展城市洪涝灾害风险评估工作是防灾减灾的基础和决策手段之一,已成为当前研究的热点和趋势。首先从城市洪涝灾害的概念和形成机制入手,将致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力作为一级指标。以年平均降雨量、... 详细信息

开展城市洪涝灾害风险评估工作是防灾减灾的基础和决策手段之一,已成为当前研究的热点和趋势。首先从城市洪涝灾害的概念和形成机制入手,将致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力作为一级指标。以年平均降雨量、水系距离、高程、地形起伏度等14个二级指标为基础,建立风险评估指标体系。采用随机森林算法、层次分析法和熵值法相结合的方法对指标进行排序和赋权,得到各评估指标的组合权重。以武汉市为研究区域,将各指标权重输入到风险评估模型中,在ArcGIS中进行空间分析和栅格计算,得到研究区危险性、敏感性、脆弱性、防灾减灾能力风险区划图以及综合风险等级分布结果。

关键词：洪涝灾害风险评估 ArcGIS 随机森林组合赋权

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天然粘土矿物材料在质子交换膜中的应用进展

复合材料学报 2024年第3期41卷 1166-1178页

作者：王贝凌志伟周依琳付旭东张荣胡圣飞李骁刘清亭湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室武汉430068 湖北工业大学材料与化学工程学院武汉430068 武汉众宇动力系统科技有限公司武汉430079

质子交换膜(PEM)作为聚合物电解质燃料电池关键部件直接影响着电池性能,拓宽其运行温度和湿度范围有利于简化燃料电池水、热管理设计,从而促进电池小型化和降低成本。近些年来,开发天然粘土/聚合物复合膜已成为提升传统PEM性能和拓宽其... 详细信息

质子交换膜(PEM)作为聚合物电解质燃料电池关键部件直接影响着电池性能,拓宽其运行温度和湿度范围有利于简化燃料电池水、热管理设计,从而促进电池小型化和降低成本。近些年来,开发天然粘土/聚合物复合膜已成为提升传统PEM性能和拓宽其应用温、湿度范围的重要途径之一。天然粘土矿物多为含水层状硅酸盐化合物,特殊的孔、层结构和纳米尺度赋予其较大的比表面积和表面效应,其表面和层间富含的羟基在提高复合膜机械强度的同时固定了传质介质,从而在复合膜中构建新的质子传导通道用以提高膜的性能。从纳米微观多个维度综述了不同类别粘土矿物的结构与性能,以及其在质子交换膜中的研究进展,对天然粘土矿物复合质子交换膜的研究进行了总结与展望。

关键词：天然粘土矿物质子交换膜复合膜纳米尺度燃料电池

大学公共体育课体适能教学设计及其实践效果研究

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体育科技文献通报 2024年第5期32卷 176-178页

作者：刘丹松李小娟湖北工业大学体育学院湖北武汉430068 湖北大学体育学院湖北武汉430062

科学有效的运动是促进体质健康发展的有效手段。本文采用文献资料法、专家访谈法、实验法、数理统计法,以128名湖北工业大学在校非体育专业本科生为实验对象,通过16次课(32学时)的公共体育课体适能教学,探讨体适能教学对提高大学生体质... 详细信息

科学有效的运动是促进体质健康发展的有效手段。本文采用文献资料法、专家访谈法、实验法、数理统计法,以128名湖北工业大学在校非体育专业本科生为实验对象,通过16次课(32学时)的公共体育课体适能教学,探讨体适能教学对提高大学生体质健康的效果。结果表明:大学生身体形态与身体素质均有明显改善,其中,大学男生的体重、上臂厚度显著降低,心肺耐力、下肢力量与爆发力较学期初始明显提高;大学女生身体形态明显改善,肌肉力量显著增强,心肺功能有所提高但不显著。体适能教学作为公共体育课教学内容,明显提高了大学生的身体素质,促进了大学生的体质健康发展,教学过程中传授的健康理念也提升了大学生对科学运动的认知。

关键词：体适能教学大学生公共体育课教学设计

基于扰动观测和摩擦补偿的气动摆角伺服系统滑模控制

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中国机械工程 2024年

作者：魏琼白林勇陈子超张道德李奕湖北工业大学机械工程学院

外部不确定扰动与摩擦是影响气动摆角伺服系统控制性能的重要因素(分别引起局部波动与爬行现象)。为此，本文提出一种基于扰动观测和摩擦补偿的滑模控制策略。首先，设计一种引入类双曲正切函数和转速误差项的改进扩张观测器对外部不确... 详细信息

外部不确定扰动与摩擦是影响气动摆角伺服系统控制性能的重要因素(分别引起局部波动与爬行现象)。为此，本文提出一种基于扰动观测和摩擦补偿的滑模控制策略。首先，设计一种引入类双曲正切函数和转速误差项的改进扩张观测器对外部不确定扰动进行观测以提高系统抗扰能力。其次，由于观测器不能有效观测系统摩擦的静-动高阶突变，导致爬行现象不能有效改善，在此基础上对摩擦力矩进行辨识以弥补观测不足。最后，针对系统存在鲁棒性较差的问题，设计一种非奇异快速滑模控制器，利用含积分特性的超螺旋算法平滑控制量，改善滑模控制中固有抖振问题，并将扰动观测值和摩擦力矩辨识值进行反馈补偿。仿真与实验表明，较四种控制策略相比，本文所设计的控制方法有效增强了系统的抗扰能力、并提高了气动摆角伺服系统轨迹跟踪性能。

关键词：气动摆角伺服系统摩擦补偿扰动观测非奇异快速滑模超螺旋算法

非平坦环境下履带机器人多目标路径规划方法研究

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中国机械工程 2024年

作者：张道德卢子健赵坤杨智勇湖北工业大学机械工程学院

为实现在非平坦环境下履带机器人路径规划高效、安全、节能等运行目标，本文提出了一种改进的NSGA-II多目标路径规划方法。首先，综合分析非平坦环境下履带机器人作业需求，建立2.5D栅格环境模型简化复杂的环境地图；然后，选取路径长... 详细信息

为实现在非平坦环境下履带机器人路径规划高效、安全、节能等运行目标，本文提出了一种改进的NSGA-II多目标路径规划方法。首先，综合分析非平坦环境下履带机器人作业需求，建立2.5D栅格环境模型简化复杂的环境地图；然后，选取路径长度短、能量消耗低和安全性高作为机器人路径规划子目标指标；最后，通过8邻域曼哈顿防碰撞算法改进栅格选择方式避免机器人与障碍物栅格顶点碰撞，并在NSGA-II算法中引入精英替换策略扩大种群规模，防止优良路径基因流失，加速算法收敛。相较于MOVNS算法，所提方法规划出的路径在路径长度平均缩短9.02%、能耗平均节省18.36%、危险率平均降低7.28%，有助于提升非平坦环境下的路径质量。

关键词：路径规划非平坦环境能量消耗防碰撞多目标优化

基于YOLOv5s的精密视觉检测系统快速调焦方法

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中国机械工程 2024年

作者：胡新宇刘锡阳张骏巍严爽李云翔叶旭辉湖北工业大学机械工程学院

视觉检测系统在测量时因受生产精度、装配误差等外界因素影响，图像存在离焦模糊的问题，因此提出了一种基于YOLOv5s的精密视觉检测系统快速调焦方法。该方法采用粗精结合调焦策略，首先利用训练的YOLOv5s模型搜索清晰成像的景深区间，... 详细信息

视觉检测系统在测量时因受生产精度、装配误差等外界因素影响，图像存在离焦模糊的问题，因此提出了一种基于YOLOv5s的精密视觉检测系统快速调焦方法。该方法采用粗精结合调焦策略，首先利用训练的YOLOv5s模型搜索清晰成像的景深区间，准确率达到97.6%，耗时900ms内完成粗调焦过程；然后，利用清晰度评价函数及改进搜索算法实现精调焦，在景深区间内快速准确地找到最佳成像平面。实验结果表明，在±4mm的离焦区间内，调焦精度达到0.04mm，平均用时不超过1600ms，较现有基于图像处理的方法缩短了47.6%，具有速度快、精度高、适应性强等优点，可应用于视觉检测系统的在线精密测量。

关键词：自动调焦视觉检测 YOLOv5s 区间搜索清晰度评价函数