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基于集成正交实验与CNN方法的微细电火花微孔加工精度

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 261-272页

作者：莫远东王雅芝黄舒琦钟佳俊岭南师范学院机电工程学院广东湛江524048

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的... 详细信息

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的影响规律及其最优加工工艺参数。然后,采用基于PyTorch框架的卷积神经网络对试验结果进行预测。结果表明:对于微孔加工入口过切,各因素按影响程度由高到低依次为脉冲占空比、脉冲频率、进给速度和主轴转速;对于微孔加工出口过切,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率;对于微孔加工锥度,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、脉冲占空比、主轴转速和脉冲频率。综合考虑并分析各因素之间关系,通过验证实验得到微孔加工精度最优组合参数:进给速度为0.02mm/s、主轴转速为1000r/min、脉冲占空比为60%、脉冲频率为3000Hz。微孔加工入口过切、出口过切和锥度的预测值与试验真实值吻合程度较高,两者相对误差均小于12%。基于PyTorch框架的卷积神经网络(CNN)具有较高的预测准确性,满足实际生产加工需求,为微细电火花微孔加工精度预测研究提供了新方法,也为实际生产加工指导提供了依据。

关键词：微细电火花加工正交实验卷积神经网络 H62黄铜微孔

采用集约化开放集差异分布对齐策略的轴承故障诊断方法

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中国机械工程 2024年

作者：李灿王广斌赵树标钟志贤张慧岭南师范学院机电工程学院桂林理工大学机械与控制工程学院

针对当前迁移学习算法应用于轴承故障诊断领域时，目标域中可能存在未知故障类别进而导致识别准确率过低的问题，引入了开集域自适应方法。针对现有的开放集域自适应算法在进行分布对齐时，多注重跨域对齐，很少关注领域内部的分布情况... 详细信息

针对当前迁移学习算法应用于轴承故障诊断领域时，目标域中可能存在未知故障类别进而导致识别准确率过低的问题，引入了开集域自适应方法。针对现有的开放集域自适应算法在进行分布对齐时，多注重跨域对齐，很少关注领域内部的分布情况，从而导致对未知类别识别率较低的问题，提出了一种采用集约化开放集差异分布对齐（IDAOD）策略的轴承故障诊断方法，集成了跨域散度对齐和域内分布异化方法。首先使用开放集最近邻类验证方法，获取目标域伪标签，然后构造源域和目标域的总体散度矩阵，进行跨域的散度对齐，进一步地，基于分布适配加权条件分布，进一步异化同领域内不同类别的空间分布，最后，在结构风险最小化框架下，基于开放集差异理论构造的损失函数，引入正则化项，得到最优解和新的目标域伪标签。通过在Office-31数据集上进行试验，验证了IDAOD算法的可行性。分别在CWRU和JNU轴承数据集上进行故障诊断试验，对未知故障类别的识别率均高于其他对比开放集算法，验证了所提方法在轴承数据集上能有效提高在目标样本含有未知样本时的准确率。

关键词：开放集差异分布对齐轴承故障诊断散度矩阵

电火花辅助铣削钛合金多能场建模及调控优化研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 393-409页

作者：魏荣徐默然李常平李树健李鹏南湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 岭南大学机械工程学院韩国大邱200240

钛合金的高质高效切削一直是机械加工领域的难题。虽然有各种热场辅助高效精密加工方法,但缺乏对其力学行为和切削温度等多能场耦合的理论研究,导致难以合理高效地调控优化工艺。针对上述问题,基于热-力耦合的电火花辅助铣削(EDAM)多能... 详细信息

钛合金的高质高效切削一直是机械加工领域的难题。虽然有各种热场辅助高效精密加工方法,但缺乏对其力学行为和切削温度等多能场耦合的理论研究,导致难以合理高效地调控优化工艺。针对上述问题,基于热-力耦合的电火花辅助铣削(EDAM)多能场模型进行了调控优化研究,以提高钛合金加工的效率和质量。首先,确定了以电容、转速和电极宽度角为优化变量;然后,建立了热-力耦合的EDAM放电辅助温度和切削力模型;同时,基于响应曲面分析法分析了优化变量对EDAM加工特性的影响,以确定最优参数组合;最终,一系列钛合金EDAM实验验证了理论模型的准确性和优化结果的有效性。研究结果表明,通过理论模型对EDAM加工过程中的多能场的调控优化,EDAM的切削力和表面粗糙度比传统铣削(CM)降低了52.7%和80%。

关键词：钛合金电火花辅助铣削多能场热-力耦合模型调控优化

Bagging异构集成的代码异味检测与重构优先级划分

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计算机工程与应用 2024年第3期60卷 138-147页

作者：吴海涛蔡咏琦高建华上海师范大学信息与机电工程学院上海200234

代码异味是不良的设计和代码实现的症状,可能阻碍代码理解、增加代码更改和出错的可能性。以前的研究专注于单一模型在代码异味上的检测,并且无法为开发人员提供重构建议。针对上述问题,提出一种基于Bagging异构集成模型的代码异味检测... 详细信息

代码异味是不良的设计和代码实现的症状,可能阻碍代码理解、增加代码更改和出错的可能性。以前的研究专注于单一模型在代码异味上的检测,并且无法为开发人员提供重构建议。针对上述问题,提出一种基于Bagging异构集成模型的代码异味检测与重构优先级划分方法,该方法利用分类器间的异质性,通过F1集成策略来检测Complex Class、Long Method、Spaghetti Code等三种代码异味,并将模型输出的异味概率转化为可能性分布后,为开发人员提供重构意见。实验在6个开源系统的32个版本上验证、评估:(1)基分类器的稳定性以及与代码异味的关系;(2)Bagging异构集成模型检测上述代码异味的性能;(3)将异味概率转化为可能性分布并作为重构优先级的有效性。实验结果表明,最佳基分类器因代码异味类型而异。同时,Bagging异构集成模型相较于基分类器,F1提高0.06~40.51个百分点,AUC提高0.45~28.37个百分点。最后将Bagging异构集成模型的重构优先级与6名受访者的重构优先级进行Kappa一致性检验,两者具有高度一致性。

关键词：代码异味机器学习集成学习软件重构可能性分布

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融合局部特征的多知识库常识问答模型

计算机工程与应用 2024年第12期60卷 129-135页

作者：田雨晴汪春梅袁非牛上海师范大学信息与机电工程学院上海201418

当前的多知识库融合常识推理模型的输入和特征组合的方式过于简单,导致模型丢失了一些与问题和答案相关的重要信息,限制了融合外部知识的常识推理模型的效果。另外,在进行常识问答的任务时,预训练语言模型输出的问题和答案表示存在的向... 详细信息

当前的多知识库融合常识推理模型的输入和特征组合的方式过于简单,导致模型丢失了一些与问题和答案相关的重要信息,限制了融合外部知识的常识推理模型的效果。另外,在进行常识问答的任务时,预训练语言模型输出的问题和答案表示存在的向量各向异性问题没有得到解决。这些问题都是导致常识问答推理性能不够高的因素。针对以上问题,提出了一种基于局部特征融合的多知识库常识问答模型,改进外部知识库和问答文本的融合方式。模型将局部的问题和答案特征融入预训练语言模型全局特征,以丰富模型的特征信息,并在预测层结合了多种维度的特征进行预测;模型对于待匹配的问题和答案句子表示进行了白化处理,然后执行匹配任务。通过白化操作,模型增强了句子表示的各向同性,提升了句子向量的表征能力;还探索了不同预训练编码器(如:ALBERT、ELECTRA)在模型上的效果,以加强对知识文本的特征抽取能力,并证明了模型的稳定性。实验结果证明,在相同BERT-base编码器的实验下,模型的准确率达到78.6%,相较于基线模型,准确率提升了3.5个百分点;在ELECTRA-base编码器的实验下,模型的准确率达到80.1%。

关键词：常识问答知识库融合局部特征融合预测向量白化

水射流构造自由面下滚刀线性切割破岩特性研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 367-374页

作者：张旭辉谭涛钟科龙金京夏毅敏湖南师范大学工程与设计学院湖南长沙410081 中南大学机电工程学院湖南长沙410083

为了分析水射流构造自由面情况下的滚刀切割破岩特性,本文采用有限元模拟分析方法,建立自由面工况下滚刀破岩模型,模拟不同切宽下滚刀切割岩石动态过程,得到水射流构造自由面工况下滚刀破岩载荷、破岩状态等变化规律,并利用线性切割实... 详细信息

为了分析水射流构造自由面情况下的滚刀切割破岩特性,本文采用有限元模拟分析方法,建立自由面工况下滚刀破岩模型,模拟不同切宽下滚刀切割岩石动态过程,得到水射流构造自由面工况下滚刀破岩载荷、破岩状态等变化规律,并利用线性切割实验进行验证。研究结果表明:水射流构造自由面后滚刀切割过程中,岩石会产生表面和内部拉伸裂纹,且当切宽小于临界值50 mm时,滚刀临近自由面侧的拉伸裂纹可以延伸到自由面,促进岩石破碎;水射流构造自由面情况下的滚刀破岩垂直载荷最大,侧向载荷最小,且合适的切宽可以显著改善滚刀受载;当滚刀能有效利用水射流构造的自由面破岩时,其破岩比能耗远低于无自由面效应下的滚刀破岩比能耗,前者仅约为后者的30%,破岩效率得到显著提高。研究结果可为水射流辅助滚刀破岩参数设计提供依据。

关键词：水射流自由面有限元模拟滚刀切割切宽破岩载荷破岩效率

应用高光谱技术及MLSPTSVM模型检测热损伤大豆

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中国粮油学报 2024年第4期39卷 158-164页

作者：李明刘瑶刘忠艳岭南师范学院电子与电气工程学院湛江524048 岭南师范学院计算机与智能教育学院湛江524048

进口大豆在运输过程中极易因储藏温度过高而造成热损伤,加剧大豆蛋白及油脂的品质恶化,对大豆质量造成影响。利用高光谱图像技术和多元最小二乘递归投影孪生支持向量机(MLSPTSVM)对大豆的热损伤进行检测。应用高光谱图像采集系统在400~1... 详细信息

进口大豆在运输过程中极易因储藏温度过高而造成热损伤,加剧大豆蛋白及油脂的品质恶化,对大豆质量造成影响。利用高光谱图像技术和多元最小二乘递归投影孪生支持向量机(MLSPTSVM)对大豆的热损伤进行检测。应用高光谱图像采集系统在400~1000 nm范围内获取正常大豆、轻度热损伤、重度热损伤大豆的光谱图像。采用多种预处理方法进行光谱预处理,对预处理方法提高模型检测性能的有效性进行分析。结果表明,多元散射校正预处理搭配线性核的MLSPTSVM模型、原始光谱数据搭配非线性核的MLSPTSVM模型均能达到100%检测准确率,相较于经典检测模型具有显著优势。在实验样本数量大幅减少的情况下,应用线性核的模型检测准确率仍能达到100%。因此,结合MLSPTSVM模型的高光谱图像检测方法可有效地提高热损伤大豆检测精度,且具有良好的鲁棒性。

关键词：高光谱图像热损伤大豆投影孪生支持向量机无损检测

基于近红外光谱与协同表示方法的贻贝毒素快速检测

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食品与发酵工业 2024年第12期50卷 292-298页

作者：乔付刘忠艳刘瑶岭南师范学院计算机与智能教育学院广东湛江524048 岭南师范学院电子与电气工程学院广东湛江524048

该文应用近红外光谱和类别相关残差约束的非负表示分类(class-specific residual constraint non-negative representation base classification,CRNRC)方法快速识别被毒素污染的贻贝。受腹泻贝类毒素(diarrheal shellfish toxins,DST)污染的贻贝,其组织变化可通过近红外光谱曲线反映出来,可利用CRNRC模型对健康贻贝和受DST污染的贻贝进行分类。在CRNRC模型中引入类相关残差项和协同表示,将编码与分类联系起来。研究了CRNRC的编码向量,通过实验确定CRNRC模型的最优参数。实验结果表明,CRNRC模型在平均准确率、F-measure、1-specificity等评价指标上均优于协同表示和非负表示分类模型;近红外光谱与CRNRC相结合,能有效地鉴别被DST污染的贻贝,该检测方法具有智能、无损、准确、不需要化学试剂等优点。可将CRNRC模型的近红外光谱检测方法扩展到其他海鲜产品的检测(如检测海鲜产品核污染程度),以确保人类摄入健康的海鲜产品。

关键词：腹泻贝类毒素近红外光谱贻贝类别相关残差约束非负表示

引力理论框架下基于综合竞争力的自动驾驶拟人换道决策模型

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 66-80页

作者：裴玉龙傅博涵王子奇张杰东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 宁德师范学院信息与机电工程学院福建宁德352100

为有效刻画城市快速路中自动驾驶环境下的车辆换道决策机理,考虑主车与周边车辆的位置属性、驾驶风格属性及车辆运动属性对主车换道行为的影响,建立基于综合竞争力的拟人换道决策模型。首先,以邻近前车间距、邻近前车速度差及驾驶风格这... 详细信息

为有效刻画城市快速路中自动驾驶环境下的车辆换道决策机理,考虑主车与周边车辆的位置属性、驾驶风格属性及车辆运动属性对主车换道行为的影响,建立基于综合竞争力的拟人换道决策模型。首先,以邻近前车间距、邻近前车速度差及驾驶风格这3种因素作为自动驾驶车辆的拟人化换道意愿属性,量化表征主车的换道意愿;然后,基于人类决策中的悲观主义准则,分析换道过程中周边车辆与主车可能产生的竞争行为,利用车头间距比和驾驶风格差异提出潜在竞争强度概念;其次,考虑环境稳定性对驾驶舒适性的影响,提出“速度伪距”“加速度伪距”概念,衡量换道后的环境稳定性;最后,结合引力理论建立以车辆横向速度为求解目标的综合竞争力换道决策模型。在模型标定中,筛选Ubiquitous Traffic Eyes开源数据集,得到非强制换道片段数据,利用蚁群算法标定模型参数。采用随机排列交叉验证方法进行验证,以正确率为模型精度和泛化能力的评价指标,并将其与传统模型进行对比。结果表明,将训练与验证比设置为72%∶28%、65%∶35%、57%∶43%和50%∶50%时,平均正确率区间为87.67%~90.34%,说明该模型具有较强的鲁棒性和可行性,相比于传统模型,本文模型具有更高的预测精度,可为自动驾驶环境下车辆的车道选择提供依据。

关键词：智能交通换道决策综合竞争力自动驾驶横向速度轨迹数据