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融合柔性基础传递函数的转子系统建模方法及验证

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航空学报 2024年第3期45卷 182-192页

作者：李帅李启行谌璨方志法王维民北京化工大学高端机械装备健康监测与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京100029

航空发动机、火箭涡轮泵等现代高端涡轮机械对性能有着极致的需求,其轻柔化的支承结构导致转子与柔性基础振动耦合特性明显,必须将其柔性支承结构纳入整体动力学分析之中。然而,柔性基础的高精度建模过程需要耗费大量时间,同时简化的基... 详细信息

航空发动机、火箭涡轮泵等现代高端涡轮机械对性能有着极致的需求,其轻柔化的支承结构导致转子与柔性基础振动耦合特性明显,必须将其柔性支承结构纳入整体动力学分析之中。然而,柔性基础的高精度建模过程需要耗费大量时间,同时简化的基础模型也难以表达其真实的动力学特性。为此,提出了融合柔性基础传递函数的转子系统动力学建模仿真方法:将实测得到的柔性基础传递函数通过状态子空间法拟合获得低维时域和频域表征的数学模型,通过支承力模型将柔性基础模型耦合到转子有限元模型之中,最终形成基于实物传递函数的混合转子动力学模型。同时,提出了柔性基础从稳态到瞬态的模型转换策略,并采用线性-非线性节点(显-隐)分离的快速瞬态数值积分方法进行求解。基于所提模型和计算方法,开展了柔性基础-转子系统的稳态、瞬态动力学数值仿真,以及稳定转速扫频激励和降速不平衡激励的振动测试试验,结果表明:实测的柔性基础振动特性,能够有效地体现在整机动力学分析之中,且考虑柔性基础特性的转子动力学模型所预测的瞬态动力学响应与试验结果更为吻合。所提方法为含复杂柔性基础的转子系统提供了行之有效的整机建模及瞬态仿真方法。

关键词：转子动力学柔性基础瞬态仿真传递函数快速瞬态数值积分

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五轴加工刀位的六参数线性插补方法

机械科学与技术 2024年

作者：陈良骥王鹏程李慧莹黄强徐浩浩高寒松广西高校先进制造与自动化技术重点实验室(桂林理工大学)

针对现行五轴数控加工使用G01指令进行五坐标线性插补时存在的刀心点轨迹非线性误差较大的问题，以A-C双摆头五轴数控机床为对象，提出了一种基于五轴加工刀位六个参数进行直接线性插补的方法。该方法首先利用数据采样插补原理对加工刀... 详细信息

针对现行五轴数控加工使用G01指令进行五坐标线性插补时存在的刀心点轨迹非线性误差较大的问题，以A-C双摆头五轴数控机床为对象，提出了一种基于五轴加工刀位六个参数进行直接线性插补的方法。该方法首先利用数据采样插补原理对加工刀位进行插补运算获得工件坐标系下的插补刀心点坐标和插补刀轴单位矢量，使得插补刀心点均落在理想刀心点轨迹之上。再通过齐次坐标变换的方法对插补刀位数据进行实时后置处理获得在机床坐标系下的五个运动控制坐标，以驱动五个进给伺服轴实现五轴数控加工。利用MATLAB进行实际数据的仿真验证，结果表明所提出方法可保证插补刀心点均能落在理想待插补线性路径段上，有效地降低了刀心点轨迹非线性误差，对提高五轴数控系统刀心点轨迹控制精度和加工质量均具有较好的实际应用价值。

关键词：数控五轴加工线性插补非线性误差

基于多市场耦合的新能源综合发电项目的盈利能力研究

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 65-76页

作者：李靖徐天奇李琰李晓兰吴佩芝云南省高校电力信息物理融合系统重点实验室(云南民族大学电气信息工程学院) 云南昆明650504 云南省无人自主系统重点实验室云南昆明650504

为解决我国新能源发电产业扩张引发的弃风弃光问题,引入氢储能系统与风能、太阳能光伏发电配合,构建新能源综合发电项目。为解决预算赤字问题,提出碳减排市场(carbon certified emission reduction,CCER)与综合项目结合,构建市场交易模... 详细信息

为解决我国新能源发电产业扩张引发的弃风弃光问题,引入氢储能系统与风能、太阳能光伏发电配合,构建新能源综合发电项目。为解决预算赤字问题,提出碳减排市场(carbon certified emission reduction,CCER)与综合项目结合,构建市场交易模型。为评估项目平准化度电成本(levelized cost of electricity,LCOE),基于现有风、光发电基础,引入氢储能系统成本和“氢-电”收益、氢能收益、氧气收益、碳排放收益,建立优化的平准化度电成本(optimizing levelized cost of electricity,OLCOE)模型。以我国西北某省风、光电厂为例,设定3种盈利情景,计算项目的OLCOE。选取符合实际效益的模型,以传统燃煤上网电价为新能源上网电价,在不同氢能和碳排放定价下进行敏感性分析,深入研究综合发电项目的盈利能力。研究表明:多市场辅助对新能源综合发电项目的发展不仅增强其盈利潜力,还能补偿高额的建设成本,从而提高项目的可行性。此外,可持续发展政策的有效实施和技术的进步也将进一步推动项目的未来发展。

关键词：新能源发电氢储能系统弃电消纳补贴取消盈利能力碳市场

融合摄食过程声像特征的鱼类摄食强度量化方法研究

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 577-588页

作者：郑金存叶章颖赵建张慧黄平覃斌毅庞毅玉林师范学院物理与电信工程学院广西玉林537000 浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058 玉林师范学院生物与制药学院广西玉林537000 广西高校复杂系统优化与大数据处理重点实验室广西玉林537000

基于鱼类摄食行为反馈的精准投喂是确保饲料高效利用与降低水体污染的有效手段,针对当前单一传感器难以精确测量鱼群摄食强度的难题,提出一种基于摄食过程声像特征融合的鱼类摄食强度量化方法。首先利用深度图包含的三维空间信息分析水... 详细信息

基于鱼类摄食行为反馈的精准投喂是确保饲料高效利用与降低水体污染的有效手段,针对当前单一传感器难以精确测量鱼群摄食强度的难题,提出一种基于摄食过程声像特征融合的鱼类摄食强度量化方法。首先利用深度图包含的三维空间信息分析水体表层摄食鱼类数量,设计基于帧间差分运算的深度图能量变化测量系统表征鱼群摄食活跃程度;进而利用近红外光源因水面反射而导致的高亮度饱和点在近红外图中的位置变化测量水体流场的波动程度;同时利用音轨记录仪存储摄食音频。最后通过加权融合方式,综合摄食动态、水体流场变化、摄食音频三类具有不同物理属性的特征信息,精确量化了鱼群摄食强度,总体识别精确度达到97%。本文采用新的成像技术,取得分析速度与分析精度的最佳平衡,为精准投喂提供了一种鲁棒性强、分析速度快的实用方法。

关键词：鱼摄食强度近红外图深度图摄食音频加权融合

基于改进小波阈值函数和全尺度Retinex的红外图像融合增强算法

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红外技术 2024年第3期46卷 332-341页

作者：童耀南杨海涛曹志奇崔建山刘智湖南理工学院、信息科学与工程学院、复杂网络与嵌入式系统湖南省高校重点实验室湖南岳阳414006

针对现有红外图像增强算法存在信噪比低、细节模糊、清晰度差等问题,本文提出基于改进小波阈值函数和全尺度Retinex的红外图像融合增强算法。首先,为克服尺度参数固定和光线散射导致红外图像退化的问题,利用大气透射率得到Retinex尺度... 详细信息

针对现有红外图像增强算法存在信噪比低、细节模糊、清晰度差等问题,本文提出基于改进小波阈值函数和全尺度Retinex的红外图像融合增强算法。首先,为克服尺度参数固定和光线散射导致红外图像退化的问题,利用大气透射率得到Retinex尺度参数的全尺度映射图,从而有效提高图像的清晰度,并将输入图像和使用全尺度Retinex处理后的输入图像作为算法的第一个输入和第二个输入。其次,为解决传统小波阈值函数在图像降噪过程中存在伪影、细节丢失等问题,设计改进小波阈值函数,通过引入尺度因子,在计算每层高频子图小波系数后,能根据该层数自适应调整尺度因子,并引入调节因子,结合指数函数,使该函数不仅能抑制高频子图噪声,还能极大程度保留细节信息。然后,使用小波图像融合的方式融合输入的高频子图和低频子图,进一步提高输出图像的纹理细节。主客观仿真结果表明,所提算法比其它对比算法具有更好的降噪和细节突出能力,并能提高红外图像的人眼视觉效果。最后,本文算法应用于红外成像模块采集的红外图像增强,效果良好,表明本文方法具有实用性。

关键词：改进小波阈值函数全尺度Retinex 红外图像增强图像融合

基于Sinkhorn分布鲁棒优化的综合能源系统最优能流方法

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 28-35页

作者：魏春蒋繁王宇蝶白晓清浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310012 广西大学广西电力系统最优化及节能技术重点实验室广西南宁530004

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径... 详细信息

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径的Sinkhorn球。采用二分搜索的批量梯度下降法求解,以降低风电不确定性所带来的影响,并减少计算复杂度。算例结果表明,所提方法与随机优化和传统鲁棒优化方法相比,能更有效地平衡系统的鲁棒性与经济性。此外,所提方法在不同样本规模下的计算时间及目标函数均优于Wasserstein方法。

关键词：综合能源系统鲁棒优化最优能流风电不确定性模糊不确定集

叶酸修饰的克班宁聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸共聚物纳米粒联合超声辐照对肝癌皮下瘤小鼠的影响

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中国实验方剂学杂志 2024年

作者：潘蕊唐钧泽张海亮喻锟赵笑雨程欣云南中医药大学中药学院云南省高校外用给药系统与制剂技术研究重点实验室云南省南药可持续利用研究重点实验室云南省傣医药与彝医药重点实验室

目的：考察叶酸修饰的聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸共聚物（PEG-PLGA）克班宁纳米粒（FA-Cre@PEG-PLGA NPs，以下简称NPs）联合超声辐照，对KM小鼠肝癌皮下瘤的治疗效果。方法：取84只健康雄性KM小鼠，通过小鼠肝癌H22细胞建立小鼠肝癌皮下... 详细信息

目的：考察叶酸修饰的聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸共聚物（PEG-PLGA）克班宁纳米粒（FA-Cre@PEG-PLGA NPs，以下简称NPs）联合超声辐照，对KM小鼠肝癌皮下瘤的治疗效果。方法：取84只健康雄性KM小鼠，通过小鼠肝癌H22细胞建立小鼠肝癌皮下瘤模型后，随机分为模型组，安慰剂组，羟基喜树碱组(8 mg·kg-1)，克班宁低、中、高剂量组(2、2.5、3 mg·kg-1)，NPs低、中、高剂量组(2、2.5、3 mg·kg-1)，NPs低、中、高剂量联合超声组(2、2.5、3 mg·kg-1)。尾静脉注射相应药物，其中模型组不做任何处理，安慰剂组注射等量生理盐水。隔天给药1次，共给药10次。监测小鼠体质量，计算小鼠体质量变化率、胸腺指数和脾脏指数，测量肿瘤体积及质量并计算相对肿瘤增殖率（T/C）及抑瘤率（TGI）、通过苏木素-伊红（HE）染色观察肝、肾组织和肿瘤病理学变化、酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测小鼠血清中天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、尿素氮（BUN）、肌酐（CREA）的含量。利用小动物活体成像技术观测超声对NPs在小鼠肝癌皮下瘤体内的分布的影响。结果：不同治疗方法中，以NPs联合超声辐照组治疗作用最好，不良反应最小。与模型组比较，NPs低、中、高剂量联合超声辐照组小鼠的体质量增长率降低，体质量变化较平稳（P<0.01），胸腺指数和脾脏指数略增加（P<0.05），抑瘤率分别为55.07%、61.34%、71.36%，血清中AST、ALT、BUN、CREA水平差异无统计学意义，肿瘤病理切片较模型组呈现不同程度的坏死现象。肝脏和肾脏病理切片显示，与克班宁各剂量组比较，NPs联合超声辐照组对脏器损伤较小；小动物活体成像结果显示，NPs联合超声辐照处置后具有更强的肿瘤靶向性（P<0.01）。结论：NPs联合超声辐照后能有效靶向至肿瘤部位，抑制小鼠肝癌皮下瘤生长，并且对肝脏和肾脏组织的损伤较小，提示超声辐照可以促进NPs向肿瘤组织输送，有助于肿瘤的物理靶向治疗。

关键词：叶酸聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸纳米粒克班宁超声辐照皮下瘤小动物活体成像

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采用辅助学习的物体六自由度位姿估计

光学精密工程 2024年第6期32卷 901-914页

作者：陈敏佳盖绍彦达飞鹏俞健东南大学自动化学院江苏南京210096 东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室江苏南京210096 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室江苏南京211106

为了在严重遮挡以及少纹理等具有挑战性的场景下,准确地估计物体在相机坐标系中的位置和姿态,同时进一步提高网络效率,简化网络结构,本文基于RGB-D数据提出了采用辅助学习的六自由度位姿估计方法。网络以目标物体图像块、对应深度图以及... 详细信息

为了在严重遮挡以及少纹理等具有挑战性的场景下,准确地估计物体在相机坐标系中的位置和姿态,同时进一步提高网络效率,简化网络结构,本文基于RGB-D数据提出了采用辅助学习的六自由度位姿估计方法。网络以目标物体图像块、对应深度图以及CAD模型作为输入,首先,利用双分支点云配准网络,分别得到模型空间和相机空间下的预测点云;接着,对于辅助学习网络,将目标物体图像块和由深度图得到的Depth-XYZ输入多模态特征提取及融合模块,再进行由粗到细的位姿估计,并将估计结果作为先验用于优化损失计算。最后,在性能评估阶段,舍弃辅助学习分支,仅将双分支点云配准网络的输出利用点对特征匹配进行六自由度位姿估计。实验结果表明:所提方法在YCB-Video数据集上的AUC和ADD-S<2 cm结果分别为95.9%和99.0%;在LineMOD数据集上的平均ADD(-S)结果为99.4%;在LM-O数据集上的平均ADD(-S)结果为71.3%。与现有的其他六自由度位姿估计方法相比,采用辅助学习的方法在模型性能上具有优势,在位姿估计准确率上有较大提升。

关键词：六自由度位姿估计辅助学习深度图像三维点云

基于一致性感知特征融合的高动态范围成像方法

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计算机学报 2024年

作者：印佳丽韩津陈斌刘西蒙福州大学计算机与大数据学院福州大学网络系统信息安全福建省高校重点实验室

高动态范围成像（High Dynamic Range Imaging， HDRI）技术通过融合多张低动态范围（Low Range Dynamic， LDR）图像，为解决由于相机传感器有限的动态范围而导致所拍摄图像内容丢失问题提供了实际的解决方案。通过数十年的研究，众多... 详细信息

高动态范围成像（High Dynamic Range Imaging， HDRI）技术通过融合多张低动态范围（Low Range Dynamic， LDR）图像，为解决由于相机传感器有限的动态范围而导致所拍摄图像内容丢失问题提供了实际的解决方案。通过数十年的研究，众多有效的HDRI方法已被提出并在对齐良好的LDR图像序列，即无物体运动、内容曝光良好的静态场景中取得接近最优的性能。然而，现实场景中物体移动和相机偏移无法避免，直接使用传统HDRI方法会在融合后的HDR图像中产生严重的重影伪影。这使得实际应用中的HDRI并非简单的融合过程，给HDRI任务带来了挑战。因此，有关消除高动态范围成像中由移动物体引起的伪影研究迅速发展。近期，动态场景的HDRI方法研究借助深度卷积神经网络（Convolutional Neural Network， CNN）的力量以期实现更好的性能。在这些基于CNN的方法中，特征融合对于完整图像内容、消除伪影方面起着至关重要的作用。通过借助跳跃连接或注意力模块，这些方法首先将LDR图像的特征进行拼接，并通过堆叠的卷积操作逐渐关注不同的局部特征。然而，这种特征融合方案通常忽略了LDR图像序列之间丰富的上下文依赖关系，特征之间的纹理一致性未得到充分利用。为解决这一问题，本文提出了一种全新的一致性感知特征融合（Coherence-Aware Feature Aggregation，CAFA）方案，该方案在卷积过程中对输入特征中具有相同上下文信息而不是相同空间位置的信息进行采样，从而显式地将上下文一致性纳入特征融合中。基于CAFA，本文进一步提出了一种结合CAFA的动态场景下一致性感知高动态范围成像网络CAHDRNet。为更好地嵌合CAFA方案，CAHDRNet通过设计三个额外的可学习模块来构建。首先，使用基于在ImageNet上预训练的VGG-19构建的可学习特征提取器从LDR图像中提取特征，并在模型训练期间不断更新参数。这种设计可实现LDR图像的联合特征学习，为CAFA中的一致性评估奠定了坚实基础。接着，应用所提出的CAFA模块，通过在图像特征中采样具有相同上下文的信息进行特征融合。最后，本文提出使用一种多尺度残差补全模块来处理融合后的特征，利用不同扩张率进行特征学习，以实现更强大的特征表示并在图像缺失区域中进行可信细节填充。同时，设计一个软注意力模块来学习不同图像区域的重要性，以便在跳跃连接期间获得与参考图像互补的所需特征。大量实验验证了CAHDRNet的有效性并证实其优于现有最先进的方法。具体而言，本文所提出的CAHDRNet在Kalantari数据集上HDR-VDP-2和PSNR-L等指标相较于次好方法AHDRNet分别提升了1.61和0.68。

关键词：高动态范围成像图像融合特征融合上下文一致性卷积采样