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基于数据的高校学生学业水平关联智能分析

控制工程 2024年

作者：李世鹏李双儒赵梓焱东北大学信息科学与工程学院

学业水平是衡量高校学生综合能力的关键指标，通过数据驱动的关联建模，探究德育思政课程、体育课程与学生综合学业水平之间的关联关系。以学生的德育和体育相关课程成绩为原始特征，构建了逻辑回归和支持向量机等多种机器学习模型，实... 详细信息

学业水平是衡量高校学生综合能力的关键指标，通过数据驱动的关联建模，探究德育思政课程、体育课程与学生综合学业水平之间的关联关系。以学生的德育和体育相关课程成绩为原始特征，构建了逻辑回归和支持向量机等多种机器学习模型，实现了学生综合学业水平的精准预测。基于堆叠模型框架，实现多种机器学习模型的深度融合，并引入特征工程方法构建的多重特征和特征选择方法，进一步提高了预测性能。通过控制学科的自动化专业学生成绩数据进行模型验证，实验结果表明，所构建的堆叠模型在学生综合学业水平的预测中取得了显著的准确性和稳定性，其预测准确率能够达到93%，从而论证了德育教育和体育教育与学生综合学业水平之间存在明显的正向关联，凸显了“五育并举”视域下其对学生综合能力培养的重要性。

关键词：五育并举机器学习数据驱动建模堆叠模型学业水平预测

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双摆飞行吊挂系统时间最优航迹规划方法

控制工程 2024年

作者：杨钦朝尹健宇吴易鸣东北大学信息科学与工程学院

针对具有双摆效应的飞行吊挂系统提出了一种时间最优的避障航迹规划方法。所提方法基于四旋翼无人机吊挂系统非线性动力学模型，将吊运时长设定为优化目标，最终生成的时间最优航迹能够充分考虑预设的边界条件与状态约束，使双摆飞行吊... 详细信息

针对具有双摆效应的飞行吊挂系统提出了一种时间最优的避障航迹规划方法。所提方法基于四旋翼无人机吊挂系统非线性动力学模型，将吊运时长设定为优化目标，最终生成的时间最优航迹能够充分考虑预设的边界条件与状态约束，使双摆飞行吊挂系统实现安全，平稳，与高效的负载运输。所构建的原始优化问题首先基于高斯伪谱法(Gauss-pseudospectrial method， GPM)被等价转换成一个带约束的非线性规划问题。之后可利用连续二次型规划方法(Sequential quadratic programming， SQP)求解得到全局最优的航迹序列。此外，自行设计并搭建了双摆四旋翼飞行吊挂系统硬件实验平台，通过实验验证了所提时间最优避障航迹规划方法的有效性。

关键词：飞行吊挂系统时间最优航迹规划高斯伪谱法

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一种改进麻雀搜索算法的收敛性分析及应用

控制与决策 2024年第8期39卷 2502-2510页

作者：郭庆辉李媛杨东升沈阳工业大学理学院沈阳110870 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

针对麻雀搜索算法易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,提出一种改进的麻雀搜索算法.首先,采用佳点集策略对麻雀种群初始化,增加种群多样性,提高算法的收敛速度和精度;其次,采用黄金正弦策略优化发现者位置更新过程,进一步平衡算法的全局... 详细信息

针对麻雀搜索算法易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,提出一种改进的麻雀搜索算法.首先,采用佳点集策略对麻雀种群初始化,增加种群多样性,提高算法的收敛速度和精度;其次,采用黄金正弦策略优化发现者位置更新过程,进一步平衡算法的全局探索与局部开发能力;最后,采用Levy飞行策略优化跟随者位置更新过程,扩大其搜索空间,改善易陷入局部最优的问题.通过建立马尔科夫链模型从理论角度证明改进算法的收敛性,并选取5个标准测试函数与其他经典群智能优化算法从仿真实验角度验证改进算法的有效性.利用改进算法对变分模态分解参数和回声状态网络参数进行优化,搭建ISSA-VMD-ESN模型并应用到短期电价预测中,通过仿真实验进一步验证了改进算法的优越性.

关键词：麻雀搜索算法佳点集黄金正弦策略 Levy飞行收敛性分析电价预测

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高炉料面测量技术综述

中国测试 2024年

作者：何庆张本涛于鹏东北大学信息科学与工程学院

高炉料面形状信息对高炉布料的调节具有重要的参考价值，高炉料面测量这一技术难题逐渐成为研究热点。结合国内外研究现状，本文根据测量方式将高炉料面测量技术分为机械探尺、料面成像技术、激光料位测量技术以及雷达料位测量技术。机... 详细信息

高炉料面形状信息对高炉布料的调节具有重要的参考价值，高炉料面测量这一技术难题逐渐成为研究热点。结合国内外研究现状，本文根据测量方式将高炉料面测量技术分为机械探尺、料面成像技术、激光料位测量技术以及雷达料位测量技术。机械探尺技术成熟，但只能对料位高度进行单点间断测量。料面成像技术主要包括红外成像和工业内窥镜成像，能够获取料面表面温度场或者可见光图像，但难以直接测量料位高度且对粉尘穿透能力较弱。激光料位测量技术按照测量原理可分为相位法、脉冲法以及三角法，测量精度三角法最高，相位法次之，脉冲法最差。采用扫描技术可以将激光料位测量技术应用于料位二维剖面高度测量或者料位高度三维形貌测量，但仍然存在对粉尘穿透力弱的问题。雷达料位测量技术具有很好的穿透能力，但距离分辨率和角度分辨率较差。最后，展望了基于三角法的激光料位三维测量技术以及具有高距离分辨率和角度分辨率的雷达料位高度三维测量技术，在未来具有良好的技术应用前景。

关键词：高炉料面机械探尺红外成像工业内窥镜激光扫描 FMCW雷达

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基于产品变更的弹性供应链中断优化问题研究

控制工程 2024年

作者：郁颖陈景泽王洪峰东北大学信息科学与工程学院

近年来，受突发事件影响，全球供应链面临着巨大的不确定性，任何一个环节的中断都可能威胁到供应链的安全运行。研究从制造商的角度出发，考虑核心零部件发生供应中断的情况。为了表征供应链系统弹性，构建了一个综合供应链网络结构、... 详细信息

近年来，受突发事件影响，全球供应链面临着巨大的不确定性，任何一个环节的中断都可能威胁到供应链的安全运行。研究从制造商的角度出发，考虑核心零部件发生供应中断的情况。为了表征供应链系统弹性，构建了一个综合供应链网络结构、需求满意度、制造商利润三方面因素的供应链系统弹性指标。基于产品变更策略，以最大化供应链系统弹性为目标，建立了一个供应链中断恢复模型。利用拉丁超立方采样法(LHS)和样本平均近似法(SAA)，将所提出的具有需求不确定性的随机规划模型近似为混合整数线性规划模型。此外，为了高效求解所开发的模型，开发了一种改进的粒子群算法(HPSO-SA)。该算法通过特定的启发式规则和修复策略确保了解的可行性并提高了求解效率。通过数值实验和灵敏度分析，验证了所提出的模型和求解算法的有效性。

关键词：供应链网络弹复性产品变更需求波动粒子群优化

基于图变换神经网络的电网用户侧节点碳排放因子预测算法

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电网技术 2024年

作者：许文举张孝顺郭正勋李锦诚东北大学信息科学与工程学院东北大学佛山研究生创新学院

目前，基于碳排放流理论的节点碳排放因子计算方法能有效实现电力的精细化碳计量。然而，现有方法主要基于计量数据或潮流结果进行后评估计算，无法精准给出电网不同负荷节点在未来时段的电力碳排放因子，难以为用户侧实施低碳调控提供... 详细信息

目前，基于碳排放流理论的节点碳排放因子计算方法能有效实现电力的精细化碳计量。然而，现有方法主要基于计量数据或潮流结果进行后评估计算，无法精准给出电网不同负荷节点在未来时段的电力碳排放因子，难以为用户侧实施低碳调控提供直接的引导信号。针对该现状，本文提出了一种基于图变换神经网络的电网用户侧节点碳排放因子预测方法。考虑到电网不同节点之间的能量流与碳排流耦合关系，基于电网拓扑结构，提出了考虑剔除无源无荷节点的图变换神经网络邻接矩阵等效变换方法，并构建了面向用户侧碳排放因子预测的图变换神经网络的输入-输出特征。基于训练好的模型，仅需利用源荷预测数据即可快速且精准预测用户侧碳排放因子，无需精确的网架参数、潮流计算和碳排放流计算求解，有效降低了计算成本，同时提高了应用灵活性。最后，在IEEE39、IEEE118标准测试系统和南方电网公司某城市区域电网中验证了所提算法的有效性，其平均节点碳排放因子预测误差率分别为1.76%、2.21%和1.49%。

关键词：碳排放因子图变换神经网络用户侧预测算法

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基于多模型融合的高校学生综合成绩预测方法

控制工程 2024年

作者：李世鹏卫高琪赵梓焱东北大学信息科学与工程学院

信息和人工智能技术的飞速发展为高等教育带来了创新与变革的新机遇，其与高等教育教学相结合产生出数据驱动辅助教学决策的创新性应用。传统成绩分析预测模型存在结构单一、预测效果不佳、所需特征较多等问题。通过分析多种机器学习模... 详细信息

信息和人工智能技术的飞速发展为高等教育带来了创新与变革的新机遇，其与高等教育教学相结合产生出数据驱动辅助教学决策的创新性应用。传统成绩分析预测模型存在结构单一、预测效果不佳、所需特征较多等问题。通过分析多种机器学习模型特点，综合利用各模型优势，构建Stacking模型，并通过贝叶斯超参数优化进行模型调优，从而实现高校学生综合成绩的精准预测，以较少输入特征获得理想的预测效果。以东北大学自动化专业学生学业成绩为实验数据进行模型验证，所构建的综合成绩预测模型在辅助教学研究部门开展课程和学科建设过程中具有指导意义。

关键词：数据驱动建模综合成绩预测 Stacking模型贝叶斯超参数调优机器学习

空心微瓶腔回音壁模式谐振的调谐方法及应变传感特性

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光学学报 2024年第2期44卷 213-220页

作者：蔡露李尚文王进刘俊相夫程李忠嘉东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室河北秦皇岛066004

提出了一种双柄空心微瓶腔结构,利用微纳光纤耦合激发出了回音壁模式(WGM)谐振,通过控制轴向拉伸应变,实现了回音壁模式的谐振波长和品质因子Q的调谐,通过非对称拉锥的方式改变微腔结构,增大了双柄微腔结构轴向拉伸对腔长和壁厚的改变量... 详细信息

提出了一种双柄空心微瓶腔结构,利用微纳光纤耦合激发出了回音壁模式(WGM)谐振,通过控制轴向拉伸应变,实现了回音壁模式的谐振波长和品质因子Q的调谐,通过非对称拉锥的方式改变微腔结构,增大了双柄微腔结构轴向拉伸对腔长和壁厚的改变量,从而使谐振波长的调谐范围达到了0.66 nm。所提结构在激光器、滤波器和传感检测等应用方面具有实际意义。实验中进一步探究了非对称双柄回音壁模式微腔的应变传感特性,结果表明,WGM谐振峰对轴向拉伸应变的灵敏度可达0.795 pm/με,分辨率小于25με,线性度达0.999。由于回音壁模式谐振腔具有极窄的谐振峰,该传感方法能够实现更高的传感分辨率,为高分辨率应变传感提供了新思路。

关键词：集成光学回音壁模式空心微瓶腔谐振峰调谐应变传感

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具有复杂动力学的多智能体系统分布式优化综述

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控制与决策 2024年第7期39卷 2113-2124页

作者：郭戈康健东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819 东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

多智能体系统分布式优化由于其高效性、灵活性和可靠性等特点吸引了大量学者的关注,在多机器人协同控制、无线传感器网络、能源系统等领域具有广泛的应用前景.分布式优化的基本目标是利用智能体的个体目标函数梯度、自身及其邻居状态信... 详细信息

多智能体系统分布式优化由于其高效性、灵活性和可靠性等特点吸引了大量学者的关注,在多机器人协同控制、无线传感器网络、能源系统等领域具有广泛的应用前景.分布式优化的基本目标是利用智能体的个体目标函数梯度、自身及其邻居状态信息设计分布式控制协议,驱动所有智能体的状态或输出到全局目标函数的最优解,系统动力学是影响智能体状态演化的重要因素.鉴于此,在回顾现有连续时间分布式优化算法的基础上,根据系统动力学分类,尽可能全面地评述具有复杂动力学的多智能体系统分布式优化问题的最新研究进展,并对未来发展方向进行展望.

关键词：分布式优化多智能体系统信息物理系统连续系统线性系统非线性系统

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