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大模型辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化

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高电压技术 2024年第7期50卷 2894-2905页

作者：张孝顺李锦诚郭正勋东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学佛山研究生创新学院佛山528311

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基... 详细信息

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基于大语言模型辅助对风电机组群进行聚类,通过链式提示法使LLM理解优化目标,并利用LLM将大型海上风电场分割为若干小型区域,以降低优化问题维度,提升求解速度和质量。然后,构建集电系统拓扑优化模型,基于混合整数线性规划求解器,获得海上风电场的最优集电系统拓扑设计方案。最后,利用1个含有75台风电机组的大型海上风电场系统进行方法性能验证,仿真结果表明:与传统优化技术相比,所提方法获得的聚类风机数量更加均衡,在考虑拓扑功率损耗的同时,生成的拓扑方案经济性最优。LLM在集电系统拓扑辅助优化中具有较高的有效性,为海上风电场集电系统拓扑设计优化提供了一种新思路。

关键词：大语言模型集电系统拓扑优化海上风电场混合整数线性规划聚类算法

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基于球面正则化的支持向量描述视觉异常检测

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 315-325页

作者：邓诗卓滕达李晓红陈佳祺陈东岳东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学佛山研究生创新学院佛山528311

异常检测作为视觉领域中一项独特而关键的任务,在医疗、安保等领域具有广泛的前景。异常检测目前受限于大规模异常数据标注,因此现有方法集中在单类分类和弱监督学习,深度支持向量描述(Deep SVDD)是实现单类分类的常见方法。然而,传统De... 详细信息

异常检测作为视觉领域中一项独特而关键的任务,在医疗、安保等领域具有广泛的前景。异常检测目前受限于大规模异常数据标注,因此现有方法集中在单类分类和弱监督学习,深度支持向量描述(Deep SVDD)是实现单类分类的常见方法。然而,传统Deep SVDD在开展异常检测时往往面临球体崩塌。针对这一问题,提出了基于球面正则化的SVDD异常检测算法,通过引入软间隔损失与支持向量的思想,优化模型学习流程。进一步地,面向可标注样本,提出了基于SVDD的弱监督异常检测方法。在公开数据集MNIST和CIFAR-10上进行消融和对比实验,实验证明,相比于有监督算法,在MNIST数据集上,SR-WSVDD的性能提高了3.7%,而在CIFAR-10数据集上则提高了16.7%。此外,与其他弱监督算法相比,SR-WSVDD在CIFAR-10数据集上提升了1.8%。所提出的SR-SVDD异常检测算法,弥补Deep SVDD容易发生球体崩塌的缺陷,使模型异常检测结果更加准确。

关键词：计算机视觉单类分类弱监督学习异常检测自编码器支持向量

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无人作战飞机自主机动决策方法综述

航空学报 2024年

作者：罗越群丁达理谭目来刘屹东周欢空军工程大学研究生院空军工程大学航空工程学院

自主机动决策是空空对抗的一项关键技术，对自主机动决策的研究涉及到优化的机动动作求解方法。通过对自主机动决策方法的研究，可以提高无人作战飞机（Unmanned Combat Aerial Vehicle, UCAV）在空战对抗环境中自主做出机动决策的实时... 详细信息

自主机动决策是空空对抗的一项关键技术，对自主机动决策的研究涉及到优化的机动动作求解方法。通过对自主机动决策方法的研究，可以提高无人作战飞机（Unmanned Combat Aerial Vehicle, UCAV）在空战对抗环境中自主做出机动决策的实时性和准确性，在促进UCAV自主空战和有人/无人机协同空战等方面具有重要的理论研究意义和应用价值。当前，围绕数学求解、数据驱动、智能优化等理论及其应用进行了大量研究，对自主机动决策方法的研究及其应用有较大推动作用。首先阐述了无人作战飞机自主机动决策的基本概念，然后对机动决策方法的研究进展进行了述评，介绍了几种机动决策研究中常用的方法，对机动决策方法进行了分类和总结，并对几种典型机动决策方法在空战模拟对抗实验中的性能表现进行了比较，最后指出自主机动决策研究的难点和研究前景。

关键词：无人作战飞机自主空战自主机动决策数学求解数据驱动智能优化

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基于前馈模型预测控制的类车机器人路径跟踪

工程科学学报 2024年第6期46卷 1130-1139页

作者：白国星伊力夏提·伊力哈木江付薛洁孟宇刘立顾青北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德研究生院顺德528399 烟台南山学院智能科学与工程学院烟台265713

在类车机器人路径跟踪控制方法中,模型预测控制(Model predictive control,MPC)在处理系统约束方面具有较大优势,但是现有的非线性模型预测控制(Nonlinear MPC,NMPC)实时性较差,线性模型预测控制(Linear MPC,LMPC)精确性较差,因此亟需... 详细信息

在类车机器人路径跟踪控制方法中,模型预测控制(Model predictive control,MPC)在处理系统约束方面具有较大优势,但是现有的非线性模型预测控制(Nonlinear MPC,NMPC)实时性较差,线性模型预测控制(Linear MPC,LMPC)精确性较差,因此亟需提出一种同时具有较高精确性与实时性的类车机器人路径跟踪控制方法.为此,以无预瞄点的LMPC为基础,引入基于逆运动学模型的前馈转向角信息,提出了一种前馈模型预测控制(Feedforward MPC,FMPC)方法,并通过MATLAB和Carsim进行了联合仿真测试.FMPC具有较高的精确性,在所有仿真结果中,位移误差绝对值不超过0.1110 m,航向误差绝对值不超过0.1177 rad.在相同工况下,FMPC与NMPC精确性相当,LMPC、前馈控制和Stanley控制误差发散.FMPC也具有较高的实时性,在每个控制周期内的解算时间不超过4.31 ms.在相同工况下,FMPC与LMPC实时性相当,相比NMPC能将每个控制周期内解算时间的最大值减小80.68%,平均值减小65.14%.此外,FMPC能够保证控制变量在系统约束范围内,且受定位误差的影响较小.

关键词：机器人类车机器人路径跟踪预测控制实时性

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基于采样的点云几何编码框架

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 148-156页

作者：刘昊元辉陈晨高伟山东大学控制科学与工程学院山东济南250061 烟台大学计算机与控制工程学院山东烟台264005 北京大学深圳研究生院广东深圳518055

随着科学技术的快速发展,三维点云采集设备的精度不断提升,海量三维点云数据的获取成为可能。然而,三维点云数据点分布不规则、数量巨大等特性给存储和传输带来了巨大的挑战,点云编码势在必行。针对三维点云几何信息,文中从数据采样的... 详细信息

随着科学技术的快速发展,三维点云采集设备的精度不断提升,海量三维点云数据的获取成为可能。然而,三维点云数据点分布不规则、数量巨大等特性给存储和传输带来了巨大的挑战,点云编码势在必行。针对三维点云几何信息,文中从数据采样的角度出发,将三维点云编码问题转换为三维点云采样-重建问题,并提出基于采样的三维点云几何编码框架。该框架首先在编码端使用指定采样率的三维点云下采样方法,将原始三维点云下采样至指定点数的稀疏三维点云,然后采用任意现有的编码方法对稀疏三维点云进行编码(待编码点数大幅减少,可有效降低编码码率),最后使用三维点云上采样方法将解码端获得的稀疏三维点云插值重建成与原始输入点云外形近似的高质量稠密三维点云。实验结果表明,与MPEG提出的最新G-PCC三维点云编码标准相比,在相同码率下,文中提出的三维点云几何编码框架可以使解码端重建三维点云的客观质量平均提升5.49 dB,同时呈现出更好的主观视觉效果。

关键词：点云几何编码深度学习采样

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内燃机先进燃烧模式闭环控制策略综述

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：宋恩哲刘晓阳龙云李瑞柯赟姚崇哈尔滨工程大学烟台研究生院哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

对先进燃烧模式的内涵和发展过程进行了总结，介绍了内燃机各种先进燃烧模式目前的研究进展，重点介绍了先进燃烧闭环控制策略及系统硬件平台组成，对机器学习在控制过程中起到的作用进行了阐述；针对先进燃烧模式发动机控制未来的发展... 详细信息

对先进燃烧模式的内涵和发展过程进行了总结，介绍了内燃机各种先进燃烧模式目前的研究进展，重点介绍了先进燃烧闭环控制策略及系统硬件平台组成，对机器学习在控制过程中起到的作用进行了阐述；针对先进燃烧模式发动机控制未来的发展方向进行了展望。可以为先进燃烧模式实现的相关研究提供参考。

关键词：动力工程内燃机先进燃烧模式多燃烧模式组合燃烧智能化控制系统

稀土离子La^(3+)掺杂铌酸锶钡玻璃陶瓷储能性能

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1310-1319页

作者：王娇汪庆王远孙兴郝好山刘少辉河南工程学院材料工程学院郑州451191

高功率密度、高能量密度玻璃陶瓷电介质材料在小型化、轻量化、集成化脉冲功率器件领域具有重要的应用价值。通过高温熔融结合温度控制结晶工艺制备出不同La^(3+)掺杂量铌酸锶钡基玻璃陶瓷。测试结果表明:稀土离子La^(3+)掺杂可以提高... 详细信息

高功率密度、高能量密度玻璃陶瓷电介质材料在小型化、轻量化、集成化脉冲功率器件领域具有重要的应用价值。通过高温熔融结合温度控制结晶工艺制备出不同La^(3+)掺杂量铌酸锶钡基玻璃陶瓷。测试结果表明:稀土离子La^(3+)掺杂可以提高玻璃陶瓷的结晶度与钨青铜结构Ba_(0.5)Sr_(0.5)Nb_(2)O_(6)相含量,从而提高了铌酸锶钡基玻璃陶瓷的相对介电常数,La^(3+)掺杂铌酸锶钡玻璃陶瓷具有出色的温度稳定性和较低的损耗。稀土离子La^(3+)掺杂可以改善铌酸锶钡基玻璃陶瓷的微观结构同时降低玻璃陶瓷的界面激活能,从而提升玻璃陶瓷的耐击穿场强。对于La^(3+)掺杂的摩尔分数为1.0%时,玻璃陶瓷的耐击穿场强达到了1458 kV/cm,其相应的介电常数为96.3,最高的储能密度达到9.36 J/cm^(3),是未掺杂铌酸锶钡玻璃陶瓷的能量密度2.25倍。该研究对开发高储能密度玻璃陶瓷提供了一种实验思路。

关键词：铌酸锶钡玻璃陶瓷储能性能介电性能微观结构

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圆孔工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究

振动与冲击 2024年第6期43卷 329-335,344页

作者：黄斌张文福南京工程学院建筑工程学院南京211167

从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变... 详细信息

从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变分运算,获得了平衡微分方程模型。基于扭转模态试函数,推导了圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转模态振动圆频率,并与有限元结果对比校验理论模型预测精度。开展了悬臂圆孔工字型蜂窝梁受集中扭矩作用的端部截面转角理论分析与有限元计算,进一步检验了基于板-梁理论建立的蜂窝梁连续模型的适用性。应用板-梁理论对圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转的分析过程及推导步骤,为其他开孔类型工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究提供了直接参考。

关键词：圆孔工字型截面蜂窝梁扭转自由振动板-梁理论蜂窝梁连续型模型能量泛函模型

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锂离子电池双螺旋结构流道液冷板数值优化

储能科学与技术 2024年第10期13卷 3545-3555页

作者：张斌洋任晓龙赵江铭丁顺良郑州大学机械与动力工程学院广东佛山联创工程研究生院

液冷系统具有高导热率和高比热容，而液冷板在液冷系统中至关重要，液冷板内部流道的结构状态直接影响锂离子电池的最高温度、温度均匀性和温度一致性。为了实现在5C放电速率，环境温度299.15K的工作情况下，电池最高温度和温差在安全... 详细信息

液冷系统具有高导热率和高比热容，而液冷板在液冷系统中至关重要，液冷板内部流道的结构状态直接影响锂离子电池的最高温度、温度均匀性和温度一致性。为了实现在5C放电速率，环境温度299.15K的工作情况下，电池最高温度和温差在安全工作范围内的目标，本文设计了一种由余弦函数组成的双螺旋状流道液冷板，以电池最高温度和温差为评价指标，运用Ansys Fluent有限元分析软件研究了双螺旋流道在不同函数振幅、入口流速、函数周期和流道宽度对冷板散热性能的影响，然后采用正交试验和极差分析对四种影响因素进行重要程度排序。结果表明：入口流速和流道函数周期能够显著影响锂离子电池的最高温度、温度均匀性和温度一致性；增加入口流速、流道宽度和流道函数周期锂离子电池的最高温度和温差均减小，温度均匀性得提升；函数振幅对电池温度影响最小。确定了最优结构的组合为振幅25mm、入口流速0.2m/s、周期2、流道宽度5mm。与初始结构相比优化后的结构电池组最高温度和温差分别降低了2.36K和1.27K。

关键词：锂离子电池液冷板双螺旋结构流道余弦函数正交试验

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