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多感受野特征自适应融合及动态损失调整的初烤烟叶等级检测

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光学精密工程 2024年第2期32卷 301-316页

作者：何自芬罗洋张印辉陈光晨陈东东徐林昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

初烤烟叶等级的快速准确检测对开发烟叶智能分级设备以促进农产品精细化管理有着重要意义。针对相似度较高但等级不同的初烤烟叶难以区分的问题,本文提出多感受野特征自适应融合及动态损失调整的初烤烟叶等级检测网络(Flue-cured Tobacc... 详细信息

初烤烟叶等级的快速准确检测对开发烟叶智能分级设备以促进农产品精细化管理有着重要意义。针对相似度较高但等级不同的初烤烟叶难以区分的问题,本文提出多感受野特征自适应融合及动态损失调整的初烤烟叶等级检测网络(Flue-cured Tobacco Leaf Grade Detection Network,FTGDNet)。首先,FTGDNet采用CSPNet作为特征提取主干网络,采用GhostNet作为辅助特征提取网络以增强模型的特征提取能力;其次,在主干网络末端嵌入显式视觉中心瓶颈模块(Explicit Visual Center Bottleneck module,EVCB)以实现全局特征信息与局部细节特征信息融合;然后,构建多感受野特征自适应融合模块(Multi-Receptive Field Feature Adaptive Fusion module,MRFA_d),利用注意力特征融合机制(Attention Feature Fusion,AFF)将不同感受野特征图进行自适应加权融合,在增强模型局部感受野的同时突出有效通道信息;最后,设计了一种新的定位损失函数(More Complete IoU Loss,MCIoU_Loss),结合预测框与真实框面积损失以解决在回归定位过程中二者宽高比相等且中心点重合时CIoU_Loss性能退化导致定位精度下降问题,此外,引入矩形相似度衰减系数在训练过程中对真实框与预测框的相似度判别项进行动态调整,加快模型拟合。实验结果表明,FTGDNet对十个等级的初烤烟叶的验证精度达到90.0%,测试精度达到87.4%,且推理时间仅为12.6 ms。相较于多种先进目标检测算法,FTGDNet具有更高的检测精度和更快的检测速度,可为高精度初烤烟叶等级检测提供关键技术支撑。

关键词：初烤烟叶目标检测多感受野特征融合动态损失调整

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基于MPCNN模型的sEMG快速迁移学习的手势识别应用研究

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计算机工程 2024年

作者：易鹏杨晔严仕嘉上海师范大学信息与机电工程学院

为解决个体间差异性的问题并提高手势识别技术的普适性，本文提出了一种基于多并行卷积网络（Multi Parallel Conventional Neural Network， MPCNN）的迁移学习策略。该策略旨在实现基于表面肌电信号的高效手势识别。MPCNN通过并行架... 详细信息

为解决个体间差异性的问题并提高手势识别技术的普适性，本文提出了一种基于多并行卷积网络（Multi Parallel Conventional Neural Network， MPCNN）的迁移学习策略。该策略旨在实现基于表面肌电信号的高效手势识别。MPCNN通过并行架构和优化的迁移学习机制，对比以往的CNN迁移框架能够更有效地处理不同个体间的生理差异，从而提高了模型对新用户的适应性和识别准确率。此外，MPCNN通过减少模型训练时间和提高泛化能力，显著增强了系统的实用性。通过多组实验，包括倍数交叉验证、消融实验和健壮性测试，本研究证实了所提策略在多个方面的有效性。实验结果显示，与传统CNN模型相比，MPCNN在手势识别准确率方面提升显著，本文提出的MPCNN迁移学习策略在Ninapro DB7识别率达到了94.95%对比以往的CNN迁移学习框架有4.38%的提升，同时训练时间减少了超过50%。这些实验验证了MPCNN迁移模型在减轻训练负担、增强泛化能力和提高抗干扰性方面的优点。基于实验模型对人机交互能力进行了验证，验证了其在肌电控制应用前景。

关键词：迁移学习表面肌电信号手势识别深度学习卷积神经网络肌电控制

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基于实航数据驱动的无人艇操纵运动辨识建模

中国造船 2024年第1期65卷 146-155页

作者：王子豪程健谢文博宋锐彭艳上海大学人工智能研究院上海200444 海洋智能无人系统装备教育部工程研究中心上海200444 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为快速构建符合海洋航行器实际运动特性的操纵运动模型,开展基于“精海”无人艇实航湖试数据驱动的无人艇操纵运动辨识建模研究。无人艇操纵运动辨识建模的框架以非线性水动力模型和推进器经验模型作为先验知识约束,利用随机舵角序列激... 详细信息

为快速构建符合海洋航行器实际运动特性的操纵运动模型,开展基于“精海”无人艇实航湖试数据驱动的无人艇操纵运动辨识建模研究。无人艇操纵运动辨识建模的框架以非线性水动力模型和推进器经验模型作为先验知识约束,利用随机舵角序列激励下的航行数据作为训练集,采用支持向量机回归方法完成建模过程,着重探讨了在环境干扰下构建艇体动力学模型的可行性。结果表明,所提出的方法能够快速构建具有非线性特性的无人艇操纵运动模型;先验的模型结构有效降低了实航数据中浪和流的影响,构建的模型能够有效预测回转、Z形等操纵运动的状态变化,具有良好的泛化能力。

关键词：无人艇操纵性数据驱动辨识建模实航数据

考虑新能源发电商租赁共享储能的电力市场博弈分析

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电网技术 2024年第8期48卷 3269-3277,I0077-I0080页

作者：王晛张梓彦张少华张圣祺上海大学机电工程与自动化学院上海市宝山区200444

针对实际中储能资源利用率不高等问题,提出一种新能源发电商和储能运营商之间的储能租赁共享模式,其中储能运营商除了租赁部分储能给新能源发电商外,还可利用剩余储能独立参与市场竞争,因而该模式有助于提高储能资源利用率。为了研究该... 详细信息

针对实际中储能资源利用率不高等问题,提出一种新能源发电商和储能运营商之间的储能租赁共享模式,其中储能运营商除了租赁部分储能给新能源发电商外,还可利用剩余储能独立参与市场竞争,因而该模式有助于提高储能资源利用率。为了研究该共享模式对电力市场运行的影响,建立了考虑该共享模式的日前电力市场双层博弈模型,其中,上层为储能运营商与多个新能源发电商基于讨价还价博弈理论来确定储能租赁价格的优化模型,下层为新能源发电商、储能运营商与传统发电商作为价格影响者参与日前电力市场竞争的多时段非合作博弈模型。然后采用非线性互补方法将双层博弈模型转化为单层优化问题求解。最后通过算例仿真验证所提出租赁模式的合理性和有效性。

关键词：新能源发电商租赁共享储能电力市场非合作博弈讨价还价理论

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红外双视场镜头的力学及运动学分析

激光与光电子学进展 2024年第13期61卷 378-386页

作者：易乐吴晓君西安建筑科技大学机电工程学院西安云视光电科技有限公司

红外双视场镜头在投入使用之前需进行冲击、振动以及高低温试验，试验中有时会出现各种问题，如镜头被破坏、镜头成像不稳定、镜头运动卡顿等。基于上述问题，对一款焦距为25～75 mm、F数为1.0～1.2的红外双视场镜头进行冲击、振动分析... 详细信息

红外双视场镜头在投入使用之前需进行冲击、振动以及高低温试验，试验中有时会出现各种问题，如镜头被破坏、镜头成像不稳定、镜头运动卡顿等。基于上述问题，对一款焦距为25～75 mm、F数为1.0～1.2的红外双视场镜头进行冲击、振动分析。在前人工作的基础上，建立相应的冲击振动模型，基于建立的冲击振动模型对该红外双视场镜头进行相应的仿真分析。对镜头的传动件进行受力分析，提出一种设计凸轮曲线的方法，以减小运动受力，减小凸轮筒在低温下卡死的概率。结合以上工作对该镜头进行相应的冲击振动以及高低温试验，试验结果令人比较满意。研究结果可为红外双视场镜头的仿真分析以及结构设计提供参考，避免因设计阶段中的缺陷造成经济以及时间上的损失。

关键词：红外双视场镜头运动受力分析冲击振动凸轮曲线

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高速包装机传动系统声学贡献分析与降噪优化

振动工程学报 2024年第3期37卷 457-463页

作者：陈哲吾袁加乾陈文郭海保湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 中烟机械技术中心有限责任公司上海201206 西门子工业软件(北京)有限公司北京100102

传动系统引起的机械结构振动噪声问题是高速机械设备研究中需要解决的关键问题之一。本文结合振动噪声实验与仿真分析研究了高速包装机传动系统振动噪声源的定位及降噪优化问题。建立了高速包装机传动系统振动噪声实验装置,构建了对应的... 详细信息

传动系统引起的机械结构振动噪声问题是高速机械设备研究中需要解决的关键问题之一。本文结合振动噪声实验与仿真分析研究了高速包装机传动系统振动噪声源的定位及降噪优化问题。建立了高速包装机传动系统振动噪声实验装置,构建了对应的刚-柔耦合动力学仿真分析模型,基于实验测试数据进行了载荷识别并验证了模型的准确性与可靠性。以该模型为基础,结合模态参与因子及声学贡献量分析方法,明确了高速包装机传动系统声学贡献量较大的模态频率和板面区域,并对传动系统的设计进行了改进和优化。结果表明:通过模态贡献量分析和板面贡献量分析可以快速准确地定位噪声问题区域,以服务于相应机械结构设计的优化;在声学贡献量基础上进行结构优化可以有效抑制高速包装机传动系统的振动噪声。

关键词：高速包装机传动系统声学贡献分析噪声优化

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土壤源热泵地埋管侧水系统优化运行研究

制冷学报 2024年第1期45卷 110-117页

作者：陈鹏旭许波陈振乾陈翔燕东南大学能源与环境学院南京210096 江苏盛世机电工程有限公司连云港222000

本文基于江苏无锡某典型厂房土壤源热泵空调项目的实测数据,以地源侧系统总能耗最低为目标,构建设备模型对地源水泵运行工况进行优化,并与两种传统控制策略的运行效果进行对比,据此提出进一步的优化建议。结果表明:基于负荷的优化控制策... 详细信息

本文基于江苏无锡某典型厂房土壤源热泵空调项目的实测数据,以地源侧系统总能耗最低为目标,构建设备模型对地源水泵运行工况进行优化,并与两种传统控制策略的运行效果进行对比,据此提出进一步的优化建议。结果表明:基于负荷的优化控制策略,其节能效果要明显优于定频控制策略,冬夏季典型测试日平均节能率分别为28.33%和13.27%,相比于5℃温差变频策略节能了3.61%和2.21%。适当增大地埋管的埋管深度或管径,可以进一步提升该优化控制策略的节能效果。传统的定温差控制策略在负荷率大于60%时,可在5℃基础上将温差增加1~5℃以提升节能效果。

关键词：土壤源热泵地埋管换热器变流量供回水温差节能率

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考虑单向预浸料弯曲性能的有限元仿真

复合材料学报 2024年第7期41卷 3822-3830页

作者：何靓赵安安徐小伟王小凯胡大豹梁彪中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089 西北工业大学机电工程学院西安710072

热固性树脂基预浸料沿纤维方向具有极高的拉伸模量和较小的弯曲刚度,准确描述预浸料的这种力学特性对于成型过程中褶皱等缺陷的预测与抑制、提升成型过程的有限元仿真精度具有重要意义。本文建立了基于纤维方向准确跟踪并考虑非线性剪... 详细信息

热固性树脂基预浸料沿纤维方向具有极高的拉伸模量和较小的弯曲刚度,准确描述预浸料的这种力学特性对于成型过程中褶皱等缺陷的预测与抑制、提升成型过程的有限元仿真精度具有重要意义。本文建立了基于纤维方向准确跟踪并考虑非线性剪切行为的单向预浸料本构模型,并通过共节点壳膜混合单元实现了预浸料高拉伸模量和低弯曲刚度的解耦。同时,以国产AC531/CCF800H单向预浸料为对象,系统测量了未固化预浸料的拉伸模量、剪切模量和弯曲刚度。最后,通过单向预浸料的偏轴拉伸试验和轴向压缩试验分别验证了本文所建立的有限元模型在膜单元和壳单元主导的受力条件下的有效性。

关键词：预浸料拉弯解耦壳膜混合有限元法弯曲刚度

基于深度强化学习的网联混合动力汽车队列控制

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机械工程学报 2024年第2期60卷 262-271页

作者：郭景华李文昌王班王靖瑶厦门大学机电工程系厦门361102 同济大学汽车学院上海201804 厦门大学自动化系厦门361102

针对网联混合动力汽车队列具有混杂非线性、多动力源混合驱动等特点,提出基于深度强化学习的队列分层控制策略。首先,设计了队列模型预测控制器,基于车车通信获取的车辆状态求解约束条件下满足多性能目标的队列车辆最优期望加速度。其次... 详细信息

针对网联混合动力汽车队列具有混杂非线性、多动力源混合驱动等特点,提出基于深度强化学习的队列分层控制策略。首先,设计了队列模型预测控制器,基于车车通信获取的车辆状态求解约束条件下满足多性能目标的队列车辆最优期望加速度。其次,为提高车辆的燃油经济性,将发动机最优工作曲线和电池特性曲线作为专家知识嵌入深度强化学习算法中。然后,通过分析电池荷电状态、车辆车速以及车辆加速度对智能体动作值的影响来阐明基于深度强化学习(Deep Q network,DQN)的队列能量管理策略是如何根据动作值实现对队列中车辆多系统动力输出之间的协调控制。最后,设计了以电池荷电状态、瞬时燃油消耗率为自变量的奖励值函数,利用最小化损失函数,采用梯度下降法对DQN网络参数进行更新,通过深度强化学习算法实现网联混合动力汽车队列的能量管理控制。试验结果表明,所提出的队列控制策略可以动态规划出队列中车辆期望加速度,实时合理的分配发动机功率与电机功率,最终实现队列中车辆的节能行驶。

关键词：网联混合动力汽车队列深度强化学习模型预测控制节能行驶

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