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人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用分析

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数字技术与应用 2024年第3期42卷 16-18页

作者：邓坤安徽亳州机电信息工程学校

随着科技水平的不断提升,自动化和智能化已成为机械设计制造发展的重要趋势,其促进了机械制造水平以及产品质量的有效提升,节约了机械设计制造所需的人力、物力和财力,为企业生产效益的提升奠定了重要基础。人工智能作为世界三大尖端技... 详细信息

随着科技水平的不断提升,自动化和智能化已成为机械设计制造发展的重要趋势,其促进了机械制造水平以及产品质量的有效提升,节约了机械设计制造所需的人力、物力和财力,为企业生产效益的提升奠定了重要基础。人工智能作为世界三大尖端技术之一,通过模拟人类的思维和行为,使机械设计制造及其自动化领域发生了革命性变化。本文分析了人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用,探讨了其带来的优势、现状以及实践应用,旨在展示人工智能如何推动工业产业的智能化转型。

关键词：机械设计制造机械制造人工智能产品质量实践应用自动化和智能化革命性变化智能化转型

公路隧道喷射型ECC物理力学性能及其喷层稳定性

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 109-121页

作者：胡时李晓芳蔡海兵韩辰悦宋海清安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032 同济大学土木工程学院上海200092 安徽文达信息工程学院城市建设学院安徽合肥231201

传统纤维增强水泥基复合材料(ECC)存在成本高、收缩大和应用场景局限等问题,且关于开挖扰动下公路隧道喷射型ECC层稳定性的研究尚不完善,此外缺乏对其工程应用后的监测评估。基于此,本文研究了公路隧道喷射型ECC的物理力学性能,分析了... 详细信息

传统纤维增强水泥基复合材料(ECC)存在成本高、收缩大和应用场景局限等问题,且关于开挖扰动下公路隧道喷射型ECC层稳定性的研究尚不完善,此外缺乏对其工程应用后的监测评估。基于此,本文研究了公路隧道喷射型ECC的物理力学性能,分析了开挖扰动下围岩及喷射型ECC层的稳定性,并通过现场监测分析了其应用效果。结果表明:将脱硫石膏、混杂纤维、机制砂、膨胀剂和减缩剂引入ECC中,所研发的喷射型ECC物理力学性能满足公路隧道喷射混凝土的要求。基于数值模拟,当支护12 m后,喷射型ECC层的拉伸和压缩最大主应力较C25喷射混凝土(C25SC)层分别提高了36.8%、28.4%,并且其内侧拱顶的最大竖向位移较C25SC可降低3.15%,仅为1.23 mm。基于现场实测,在近似相同的围岩地质条件下,使用喷射型ECC较C25SC,能够降低10.26%的竖直沉降变形,此外其喷层表面未发现开裂、线状渗水等情况。因此,喷射型ECC在公路隧道支护领域具有广阔的应用前景。

关键词：喷射型ECC 公路隧道物理力学性能数值模拟稳定性

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高速置换索引差分混沌移位键控通信系统

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1125-1133页

作者：张刚陈茜蒋忠均重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 贵州省网络安全和信息化委员会贵州贵阳550000

为了提高置换索引差分混沌移位键控系统的数据传输速率和能量效率,提出了高速置换索引差分混沌移位键控通信系统。该系统采用置换矩阵索引多元信息,并携带一个调制位。发射端将参考信号复制P次作为信息承载信号,通过希尔伯特变换,每个... 详细信息

为了提高置换索引差分混沌移位键控系统的数据传输速率和能量效率,提出了高速置换索引差分混沌移位键控通信系统。该系统采用置换矩阵索引多元信息,并携带一个调制位。发射端将参考信号复制P次作为信息承载信号,通过希尔伯特变换,每个信息时隙中多传输N个用户的信息,将信号级联到正交频分复用系统进行正交载波调制,大大提高了系统的数据传输速率;同时推导了该系统在高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的误码率表达式。理论分析及仿真结果证明,该系统相比其他置换索引类系统具有高速率、低误码率的良好特性,有更好的应用前景。

关键词：差分混沌移位键控高速正交频分复用置换矩阵希尔伯特变换

基于不完美CSI的低轨卫星通信系统鲁棒资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 671-679页

作者：吴翠先董燚恒徐勇军张海波薛青重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 浙江省信息处理与通信网络重点实验室浙江310058

为了解决低轨卫星通信系统因资源受限导致的能量与速率不平衡的问题,同时考虑信道不确定性对实际卫星通信系统性能衰退的影响,该文提出一种基于最大化最小能效的鲁棒资源分配算法。首先,考虑每个用户中断速率约束、功率分配系数约束和... 详细信息

为了解决低轨卫星通信系统因资源受限导致的能量与速率不平衡的问题,同时考虑信道不确定性对实际卫星通信系统性能衰退的影响,该文提出一种基于最大化最小能效的鲁棒资源分配算法。首先,考虑每个用户中断速率约束、功率分配系数约束和最大发射功率约束,基于高斯信道不确定性,构建了联合优化卫星波束成形向量与功率分配因子的鲁棒资源分配模型。所描述的问题是一个含参数摄动的非凸、非确定性多项式难问题,很难直接求解。为此,基于丁克尔巴赫、伯恩斯坦不等式、半正定松弛和交替优化等方法将其转化为等价的凸优化问题,并提出一种基于迭代的混合鲁棒波束成形与功率分配算法。仿真结果表明,该文算法具有较好的能效和较强的鲁棒性。

关键词：低轨卫星通信波束成形能效优化鲁棒性

基于改进YOLO v5s的温室番茄检测模型轻量化研究

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江苏农业科学 2024年第8期52卷 200-209页

作者：赵方左官芳顾思睿任肖恬陶旭南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214105

番茄检测模型的检测速度和识别精度会直接影响到番茄采摘机器人的采摘效率,因此,为实现复杂温室环境下对番茄精准实时的检测与识别,为采摘机器人视觉系统研究提供重要的参考价值,提出一种以YOLO v5s模型为基础,使用改进的MobileNet v3... 详细信息

番茄检测模型的检测速度和识别精度会直接影响到番茄采摘机器人的采摘效率,因此,为实现复杂温室环境下对番茄精准实时的检测与识别,为采摘机器人视觉系统研究提供重要的参考价值,提出一种以YOLO v5s模型为基础,使用改进的MobileNet v3结构替换主干网络,平衡模型速度和精度。同时,在颈部网络引入Ghost轻量化模块和CBAM注意力机制,在保证模型检测精度的同时提高模型的检测速度。通过扩大网络的输入尺寸,并设置不同尺度的检测网络来提高对远距离小目标番茄的识别精度。采用SIoU损失函数来提高模型训练的收敛速度。最终,改进YOLO v5s模型检测番茄的精度为94.4%、召回率为92.5%、均值平均精度为96.6%、模型大小为71MB、参数量为3.69M、浮点运算(FLOPs)为6.0G,改进的模型很好地平衡了模型检测速度和模型识别精度,能够快速准确地检测和识别复杂温室环境下的番茄,且对远距离小目标番茄等复杂场景都能实现准确检测与识别,该轻量化模型未来能够应用到嵌入式设备,对复杂环境下的温室番茄实现实时准确的检测与识别。

关键词：番茄小目标检测 YOLOv5s 轻量化网络注意力机制

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面向风功率波动平抑的电池储能双层协调控制策略

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6494-6506,I0017页

作者：毛志宇李培强肖家杰毛振宇涂春鸣湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 南方电网科学研究院广东省广州市510663

为保证电池储能持续平抑波动,该文提出一种基于双层协调控制的电池集成储能控制策略。外层控制中,提出基于近零相位自适应滤波的风功率平滑策略,不仅使并网功率满足1、10 min时间尺度波动平抑需求,还减小了控制过程中相位滞后,并在风功... 详细信息

为保证电池储能持续平抑波动,该文提出一种基于双层协调控制的电池集成储能控制策略。外层控制中,提出基于近零相位自适应滤波的风功率平滑策略,不仅使并网功率满足1、10 min时间尺度波动平抑需求,还减小了控制过程中相位滞后,并在风功率较平稳时自适应控制储能系统退出运行,有效降低了储能系统额定功率需求和运行负担。内层控制中,采用不同充、放电特性的两组磷酸铁锂电池集成以跟踪功率指令,并定义等效荷电状态(state of charge,SOC)指标衡量储能系统的整体SOC水平,随后将等效SOC与外层控制相联系,提出基于Logistic动态区间的SOC优化策略,确保优化过程中并网功率满足要求,并解决充、放电不均衡情况下的高/低SOC极端运行状态,保证电池储能持续平抑波动能力,同时可使两组电池储能接近最优放电深度(depth of discharge,DOD)运行,充分利用其循环寿命。

关键词：功率波动平抑近零相位自适应滤波电池寿命充放电能量不平衡 Logistic动态区间

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基于潜在关系的实体关系联合抽取模型

计算机科学与探索 2024年第4期18卷 1047-1056页

作者：彭晏飞张睿思王瑞华郭家隆辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125100

实体关系联合抽取的作用是从特定文本中识别出实体和对应关系,同时它也是知识图谱构建和更新的基础。目前的联合抽取方法在追求性能的同时都忽略了抽取过程中的信息冗余。针对此问题,提出基于潜在关系的实体关系联合抽取模型,通过设计... 详细信息

实体关系联合抽取的作用是从特定文本中识别出实体和对应关系,同时它也是知识图谱构建和更新的基础。目前的联合抽取方法在追求性能的同时都忽略了抽取过程中的信息冗余。针对此问题,提出基于潜在关系的实体关系联合抽取模型,通过设计一种新的解码方式来减少预测过程中关系、实体和三元组的冗余信息,从整体上分为提取潜在实体对、解码关系两步来完成从句子中抽取三元组的任务。首先通过潜在实体对提取器预测实体间是否存在潜在关系,同时筛选出置信度高的实体对作为最终的潜在实体对;其次将关系解码视作多标签二分类任务,通过关系解码器预测每个潜在实体对之间全部关系的置信度;最后通过置信度确定关系数量和类型,以完成三元组的抽取任务。在两个通用数据集上的实验结果表明,所提模型相比基线模型在准确率和F1指标上的效果更好,验证了所提模型的有效性,消融实验也证明了模型内部各部分的有效性。

关键词：实体关系联合抽取潜在关系潜在实体对多标签二分类任务信息冗余

基于上下文信息与特征细化的无人机小目标检测算法

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计算机工程与应用 2024年第5期60卷 183-190页

作者：彭晏飞赵涛陈炎康袁晓龙辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105

无人机航拍图像中的目标检测是近年来研究的热点,针对无人机视角下目标小而密集、背景复杂导致检测精度低的问题,提出一种基于上下文信息与特征细化的无人机小目标检测算法。通过上下文特征增强模块,利用多尺度扩张卷积捕获与周围区域... 详细信息

无人机航拍图像中的目标检测是近年来研究的热点,针对无人机视角下目标小而密集、背景复杂导致检测精度低的问题,提出一种基于上下文信息与特征细化的无人机小目标检测算法。通过上下文特征增强模块,利用多尺度扩张卷积捕获与周围区域像素点的潜在关系,为网络补充上下文信息,并根据不同尺度的特征层自适应生成各层级特征图的输出权重,动态优化特征图表达能力;由于不同特征图细粒度不同,使用特征细化模块来抑制特征融合中冲突信息的干扰,防止小目标特征淹没在冲突信息中;设计了一种带权重的损失函数,加快模型收敛速度,进一步提高小目标检测精度。在VisDrone2021数据集进行大量实验表明,改进后的模型较基准模型mAP50提高8.4个百分点,mAP50:95提高5.9个百分点,FPS为42,有效提高了无人机航拍图像中小目标的检测精度。

关键词：无人机小目标检测上下文信息特征细化损失函数

基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪

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光学学报 2024年第11期44卷 150-160页

作者：赵东胡斌庄宇辰滕翔王超李佳郭业才南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 无锡学院电子与信息工程学院江苏无锡214105 西安电子科技大学物理学院陕西西安710071 中国人民解放军空军工程大学基础部陕西西安710051

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题,本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息,再对结构张量进行分解得到对应目标区域... 详细信息

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题,本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息,再对结构张量进行分解得到对应目标区域和搜索区域的特征向量,通过计算每个波段目标区域特征向量与搜索区域特征向量之间的马氏距离,获得当前帧高光谱图像的多维光谱权重,再利用多维光谱权重与高光谱图像进行加权融合实现降维,同时利用光谱信息与VGG19网络来提取降维后图像的深度特征;然后在训练分类器时,为抑制循环位移带来的边界效应,通过计算响应图的干扰因子来改进引入的上下文信息,当后续帧因干扰因素导致跟踪产生误差,并且随时间增加导致累积误差超过设定阈值的时候,本文所提跟踪算法将初始帧的响应图与当前帧的响应图融合,以便及时对跟踪结果进行校正;最后在标准数据集上验证了算法的性能,实验结果表明,本文所提跟踪算法与对比算法相比较,在克服目标遮挡方面具有更好的鲁棒性。

关键词：目标跟踪结构张量降维光谱信息干扰因子上下文信息