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基于相关性的Swarm联邦降维方法

自动化学报 2024年

作者：李文平杜选嘉兴学院信息科学与工程学院

联邦学习(Federated learning, FL)在解决人工智能(Artificial intelligence, AI)面临的隐私泄露和数据孤岛问题方面具有显著优势.针对联邦学习的已有研究未考虑联邦数据之间的关联性和高维性问题,提出一种基于联邦数据相关性的去中心... 详细信息

联邦学习(Federated learning, FL)在解决人工智能(Artificial intelligence, AI)面临的隐私泄露和数据孤岛问题方面具有显著优势.针对联邦学习的已有研究未考虑联邦数据之间的关联性和高维性问题,提出一种基于联邦数据相关性的去中心化联邦降维方法.该方法基于Swarm学习(Swarm learning, SL)思想,通过分离耦合特征,构建典型相关分析(Canonical correlation analysis, CCA)的Swarm联邦框架,以提取Swarm节点的低维关联特征.为保护协作参数的隐私安全,还构建了一种随机扰乱策略来隐藏Swarm特征隐私.在真实数据集上的实验验证了所提方法的有效性.

关键词：隐私保护 Swarm学习联邦学习典型相关分析

聚丙烯腈/二硫化钼复合薄膜的挠曲电效应分析及其应用

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纺织学报 2024年第5期45卷 27-34页

作者：栗志坤于影左雨欣史豪秦金玉珍陈洪立浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴314001 嘉兴南湖学院浙江嘉兴314001

复合薄膜中挠曲电材料的质量分数对薄膜的挠曲电效应影响显著,为探究聚丙烯腈(PAN)/MoS_(2)复合薄膜中MoS_(2)质量分数对其挠曲电压及挠曲电系数的影响规律,采用静电纺丝方法制备PAN/MoS_(2)复合薄膜,借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪... 详细信息

复合薄膜中挠曲电材料的质量分数对薄膜的挠曲电效应影响显著,为探究聚丙烯腈(PAN)/MoS_(2)复合薄膜中MoS_(2)质量分数对其挠曲电压及挠曲电系数的影响规律,采用静电纺丝方法制备PAN/MoS_(2)复合薄膜,借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪对复合薄膜的结构、形貌、元素组成等进行表征,基于悬臂梁方法测试不同MoS_(2)质量分数对PAN/MoS_(2)复合薄膜挠曲电效应的影响,通过间歇式挠曲电效应测试检测复合薄膜的稳定性。结果表明:挠曲电压和挠曲电系数随着MoS_(2)质量分数的增大而提高,且在MoS_(2)质量分数为50%时挠曲电压和挠曲电系数达到最优,分别为0.8 V和1.96 nC/m;该薄膜的挠曲电效应稳定性优异,串联多个PAN/MoS_(2)复合薄膜可获得较高的挠曲电压,且电压衰减极弱,可广泛适用于微小型可穿戴电子设备。

关键词：挠曲电效应 MoS_(2) 聚丙烯腈静电纺丝复合薄膜挠曲电系数可穿戴电子设备

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基于粒子群算法的平衡吊重心轨迹优化

机械设计与研究 2024年第3期 157-162页

作者：汪弘达刘春山邓文斌徐杨朱敏健尚涛佳木斯大学机械工程学院嘉兴学院信息科学与工程学院

以重锤平衡吊为例研究了重心运动轨迹对其功耗的影响，通过静力学及虚位移原理分析了平衡吊的工作原理，应用有限分割法确定了杆系的重心位置，运用复数矢量法对其进行了运动学分析，并提出了一种基于粒子群算法的重心轨迹优化方法，对... 详细信息

以重锤平衡吊为例研究了重心运动轨迹对其功耗的影响，通过静力学及虚位移原理分析了平衡吊的工作原理，应用有限分割法确定了杆系的重心位置，运用复数矢量法对其进行了运动学分析，并提出了一种基于粒子群算法的重心轨迹优化方法，对比优化前后功耗，证明了该方法确有成效。

关键词：平衡吊节能虚位移原理粒子群算法

Starlink下行信号的多普勒效应影响分析

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通信学报 2024年第3期45卷 131-141页

作者：李喆林威洪邓伟羊箭锋朱占宇苏州大学电子信息学院江苏苏州215006 嘉兴南湖学院信息工程学院浙江嘉兴314001

准确描述多普勒效应对星链(Starlink)传输性能的影响是理解其独特物理层结构的重要前提,为解决这一问题,首先,建立了星地相对运动下的多普勒效应模型并给出Starlink的最大多普勒效应参数;然后,基于Starlink下行信号的时频域结构和参数... 详细信息

准确描述多普勒效应对星链(Starlink)传输性能的影响是理解其独特物理层结构的重要前提,为解决这一问题,首先,建立了星地相对运动下的多普勒效应模型并给出Starlink的最大多普勒效应参数;然后,基于Starlink下行信号的时频域结构和参数建立多普勒效应下的信号模型;最后,对下行信号中的3种主要组成部分分别建立多普勒效应下的时频域理论特征。通过仿真验证理论结果的正确性,以期为其他现有和将要部署的低轨道地球卫星通信系统的传输可靠性研究提供一定的参考。

关键词：星链低轨道地球卫星多普勒效应下行信号

基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统设计

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中国工程机械学报 2024年第1期22卷 67-72页

作者：邹晶辉陈刚高法钦黄俊铭浙江理工大学信息科学与工程学院浙江杭州310018 嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴314001

针对现有风力发电机监控系统的传感器接口复杂、系统传输协议不规范问题,设计一种基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统。系统主要由无线智能变送器(WTIM)、网络适配器(NCAP)、云平台和上位机构成。WTIM基于IEEE 1451.5协议实... 详细信息

针对现有风力发电机监控系统的传感器接口复杂、系统传输协议不规范问题,设计一种基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统。系统主要由无线智能变送器(WTIM)、网络适配器(NCAP)、云平台和上位机构成。WTIM基于IEEE 1451.5协议实现传感器数据采集标准化,实现用于传感器的电子数据表格(TEDS)。云平台基于消息队列遥测传输(MQTT)搭建中间件供NCAP与上位机通信,上位机实现远程监控。经过测试,该系统可通过远程上位机对风机状态实时监控,在风力发电行业中具有一定的使用价值。

关键词： IEEE 1451 风力发电机监控即插即用无线传感器网络云平台

基于CNN与SVDD融合的螺栓图像检测方法研究

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中国测试 2024年第1期50卷 46-53页

作者：徐志玲孔明刘子豪中国计量大学质量与安全工程学院浙江杭州 310018 嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴 314001

在传统紧固件质量检测行业中,工人负责对产品合格与否进行质量评估,然而人工检测效率低下、易疲劳、误检率高成为制约紧固件行业智能化的关键问题,针对此问题,该文提出一种卷积神经网络(CNN)与支持向量数据描述法(SVDD)融合的螺栓异常... 详细信息

在传统紧固件质量检测行业中,工人负责对产品合格与否进行质量评估,然而人工检测效率低下、易疲劳、误检率高成为制约紧固件行业智能化的关键问题,针对此问题,该文提出一种卷积神经网络(CNN)与支持向量数据描述法(SVDD)融合的螺栓异常检测模型。首先,图像获取装置通过在全方位设置多个摄像头捕捉螺栓的全表面图像信息,图像输入卷积神经网络逐层提取螺栓图像特征,获取螺栓的中高层特征;然后,SVDD作为异常检测分类器进行螺栓缺陷的识别,针对在线获取螺栓缺陷样本的不足导致的样本不平衡问题,提出采用卷积自编码器建立预训练过程,将学习到的权重迁移到深度SVDD模型上作为初始权重。实验结果表明,相比于其他螺栓检测算法,所提融合模型在自主构造的螺栓侧面图像集、头部图像集和底部图像螺栓集上均可取得较优的识别结果,而且所提算法的时间和空间复杂度控制在一定范围内,具有较好的应用价值和市场推广前景。

关键词：螺栓缺陷检测卷积神经网络异常检测 SVDD

基于球柱状电流变工具的工件表面形貌演化机理研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 364-373页

作者：董晓星诸铁宇鲁聪达金明生嘉兴学院信息科学与工程学院嘉兴314001 浙江工业大学机械工程学院杭州310023 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023

在电流变液体特性基础上,开发一种球柱状电流变抛光工具,研究加工工件表面形貌演化机理。基于Preston方程和赫兹弹性接触摩擦理论,建立球柱状电流变工具的材料去除深度模型与工件表面轮廓演化模型。定点加工实验显示,工件表面轮廓线与... 详细信息

在电流变液体特性基础上,开发一种球柱状电流变抛光工具,研究加工工件表面形貌演化机理。基于Preston方程和赫兹弹性接触摩擦理论,建立球柱状电流变工具的材料去除深度模型与工件表面轮廓演化模型。定点加工实验显示,工件表面轮廓线与理论预测下的轮廓线相近,换算成深度材料去除速率,最大偏差值为55nm/min。行进加工实验显示,理论计算轮廓在宽度和深度方向上与实际加工区域的测量尺寸接近,表面粗糙度从加工前Ra 78 nm下降至加工后Ra 14 nm。抛光效率随电压或转速的增大而增大,且工件表面粗糙度的稳定值取决于磨粒粒径,越小粒径磨粒的切削刃越小,最终得到的表面粗糙度更低。随加工间距的增大,加工后工件轮廓逐渐由“U”型向“W”型转变,该转变过程受电压与转速参数影响,电压占主导地位,转速次之。本文通过对球柱状电流变加工表面形貌演化机理的分析,为电流变面型修整提供了理论依据。

关键词：电流变抛光微加工轮廓线电场辅助

中空铜纳米线的拉伸断裂分布与初始滑移分布的关系

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无机化学学报 2024年第2期40卷 394-404页

作者：刘守涛赵健伟王奋英马汉杰浙江理工大学信息科学与工程学院杭州310018 嘉兴学院材料与纺织工程学院嘉兴314001 南昌大学化学化工学院南昌330031 浙江理工大学计算机科学与技术学院(人工智能学院) 杭州310018

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,... 详细信息

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,获得了初始滑移面的位置。基于大数据统计,分析了初始滑移位置分布以及断裂位置分布两者之间的相关性。研究结果表明:当内部中空半径较小时,断裂位置分布形成于塑性形变阶段,初始滑移分布与断裂位置分布之间无显著的相关性;但是对于脆性特征明显的大中空半径的NW,高能内表面诱导产生的滑移面迅速积累,产生颈缩并导致最终的断裂。因此当内部中空结构达到一定尺寸时初始滑移位置的分布与最终断裂位置的分布之间有明确的因果关系。

关键词：分子动力学中空结构基于密度的噪声应用空间聚类算法初始滑移断裂失效

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微弯光纤感知心动周期研究

中国激光 2024年第13期 212-221页

作者：蒋治国马佳宁钱淑霞王超超张先超嘉兴学院浙江省医学电子与数字健康重点实验室嘉兴学院生命健康智能感知浙江省工程研究中心北京邮电大学信息与通信工程学院嘉兴学院附属第二医院神经内科

心动周期的检测对心血管疾病的诊断和分析有重要意义。该研究通过微弯光纤传感器获取心冲击图（BCG）以进行心动周期检测，主要包括BCG光纤感知、BCG波形提取和BCG特征识别三个过程。针对微弯光纤传感器采集的人体微弱振动信号，提出基... 详细信息

心动周期的检测对心血管疾病的诊断和分析有重要意义。该研究通过微弯光纤传感器获取心冲击图（BCG）以进行心动周期检测，主要包括BCG光纤感知、BCG波形提取和BCG特征识别三个过程。针对微弯光纤传感器采集的人体微弱振动信号，提出基于平滑先验滤波联合改进型变分模态分解的BCG波形提取算法，平滑先验滤波可有效抑制低频趋势项，结合中心频率与相关性分析的改进型变分模态分解可有效抑制高频噪声干扰，BCG波形主要特征能够完整保留；提出一种借助幅度特征、峰值时间间隔等先验信息定位特征峰的BCG特征识别算法，采集5位受试者的BCG-心电图（ECG）信号，以ECG的心动周期为标准，通过该算法从BCG中获取心动周期的误差的标准差最大为0.0287 s，平均心率的误差为0.69%，优于短时能量、模板匹配和均值聚类三种特征定位算法。该BCG波形提取和BCG特征识别算法能从微弯光纤传感器获取的微弱心肺振动信号中有效提取心动周期。

关键词：光纤传感心冲击图心动周期特征识别