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小波变换和深度残差收缩网络在齿轮箱故障诊断中的应用

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机械科学与技术 2024年第5期43卷 790-797页

作者：翁敏超王海瑞朱贵富昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

齿轮的精确故障诊断是确保旋转机械设备稳定可靠运行的有效手段,针对强噪声环境下齿轮箱中齿轮故障分类问题,提出了一种基于连续小波变换和深度残差收缩网络的故障诊断模型。首先,采用小波变换对一维时间序列的振动数据进行时频分析,将... 详细信息

齿轮的精确故障诊断是确保旋转机械设备稳定可靠运行的有效手段,针对强噪声环境下齿轮箱中齿轮故障分类问题,提出了一种基于连续小波变换和深度残差收缩网络的故障诊断模型。首先,采用小波变换对一维时间序列的振动数据进行时频分析,将其转化为二维时频图作为深度残差收缩网络(DRSN)的输入;其次,在多层卷积神经网络的基础上加入残差结构中的跨层恒等连接解决了梯度消失和爆炸的问题,同时利用自适应阈值子网络实现软阈值化降噪;最后,将故障样本的时频图作为诊断模型的输入进行故障分类。实验结果证明了与其他模型相比,本文采用的故障诊断方法更容易识别故障特征,分类准确率达到了99.15%。

关键词：齿轮箱时频分析深度残差收缩网络(DRSN) 故障诊断

基于改进VMD的逆变电路开路故障信号特征提取

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 372-378,386页

作者：吴玉虹贾凯高英昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

基于输出电流分析的方法对逆变电路进行故障诊断时易受噪声干扰,影响故障诊断准确率,提出一种用优化算法对变分模态分解(VMD)进行改进的信号处理方法.通过麻雀搜索算法对传统VMD中的参数进行寻优,依据最优参数对电流信号进行分解,获取... 详细信息

基于输出电流分析的方法对逆变电路进行故障诊断时易受噪声干扰,影响故障诊断准确率,提出一种用优化算法对变分模态分解(VMD)进行改进的信号处理方法.通过麻雀搜索算法对传统VMD中的参数进行寻优,依据最优参数对电流信号进行分解,获取最佳的分解去噪效果.与小波变换、经验模态分解等信号处理方法对比,用误差评价指标对去噪效果评估,去噪信号功率谱图像可直观体现频域特征.结果表明,所提方法能有效降低噪声数量且频域细节特征误差不超过4%,验证了其有效性和可行性.

关键词：故障诊断特征提取麻雀搜索算法变分模态分解

不确定性条件下农业微电网与灌溉系统相结合的鲁棒优化调度

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上海交通大学学报 2024年第9期58卷 1432-1442页

作者：杨森郭宁张寿明昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

农业微电网以低成本的方式为偏远农村地区的能源供应提供了一种有前景的解决方案.综合考虑风光抽水蓄能一体化农业微电网满足用电负荷和用水负荷需求,在可再生能源出力及用电负荷需求的不确定性条件下,提出包含抽水蓄能(PHS)电站的孤岛... 详细信息

农业微电网以低成本的方式为偏远农村地区的能源供应提供了一种有前景的解决方案.综合考虑风光抽水蓄能一体化农业微电网满足用电负荷和用水负荷需求,在可再生能源出力及用电负荷需求的不确定性条件下,提出包含抽水蓄能(PHS)电站的孤岛型农业微电网和灌溉系统相结合的鲁棒优化调度模型,利用农村地区水资源富足的特点和风光抽蓄补偿的优势,在最小化系统总成本的同时提高可再生能源的消纳.所提模型考虑分布式发电、用电负荷和用水负荷需求、涡轮流量和灌溉流量,具有多样性、多约束、非连续的特点.提出一种引力鲸鱼优化算法(GWOA)求解该模型,在某农业微电网上的仿真结果表明,GWOA可以获得比CPLEX求解器及其他新开发算法更具竞争力的解.另外,探究了降水量不确定性引起灌溉系统用水负荷需求变化对系统运行成本的影响以及使用PHS电站的必要性.

关键词：农业微电网抽水蓄能灌溉系统不确定性条件引力鲸鱼优化算法

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融合多策略的改进秃鹰搜索算法

控制与决策 2024年第1期39卷 69-77页

作者：郭云川张长胜段青娜罗运河程倩钱斌胡蓉昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 红云红河烟草(集团)有限责任公司昆明650202

针对秃鹰搜索算法(BES)存在全局搜索性能与局部开发能力不协调、易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合多策略的改进秃鹰搜索算法(IBES).采用凸型自适应控制因子使算法在迭代寻优过程中可根据搜索进程动态调整位置更新方程以修正模型,实现... 详细信息

针对秃鹰搜索算法(BES)存在全局搜索性能与局部开发能力不协调、易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合多策略的改进秃鹰搜索算法(IBES).采用凸型自适应控制因子使算法在迭代寻优过程中可根据搜索进程动态调整位置更新方程以修正模型,实现自适应寻优,有效平衡算法的全局搜索性能和局部开发能力;引入折射反向学习机制可对问题当前解在其解空间内进行折射反向学习找到与之对应的折射反向解,增加寻到最优解的概率,提升算法求解精度和收敛速度;同时,利用定向重组与诱导突变策略实现种群个体多维信息的重组和突变,提升个体质量和种群多样性,增加算法跳出局部最优的机率,提高搜索精度.以最优值、平均值、标准差和平均收敛代数作为算法性能的评价指标,对10个不同基准测试函数进行数值仿真实验,实验结果验证了所提改进方法的有效性及IBES算法的优越性.此外,经IBES算法优化后的PID神经网络控制器响应速度快、超调量小、调节时间短,进一步验证了算法的实用性.

关键词：秃鹰搜索算法凸型自适应控制因子折射反向学习机制定向重组与诱导突变策略 PID神经网络控制器

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带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划

系统仿真学报 2024年第3期36卷 673-685页

作者：闫星宇李大焱王妮娅张凯翔毛剑琳昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

轻载环境中,复杂障碍物区域将引起机器人之间局部冲突加剧,进而导致路径求解效率下降,针对该问题,提出轻载环境下带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划方法。在基于冲突搜索(conflict-based search,CBS)算法框架的下层单机规划过程中,通... 详细信息

轻载环境中,复杂障碍物区域将引起机器人之间局部冲突加剧,进而导致路径求解效率下降,针对该问题,提出轻载环境下带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划方法。在基于冲突搜索(conflict-based search,CBS)算法框架的下层单机规划过程中,通过对即将拓展机器人位置的周围障碍物分布类型进行判断,赋予与之对应的障碍物惩罚因子;对路径规划过程中的惩罚因子进行累加,作为单机规划的启发值对路径进行选取;结合CBS算法框架的上层冲突消解策略进行多机器人的路径规划与冲突协调。测试结果表明,在10%障碍物分布的轻载环境中,所提算法的求解时间约为CBS算法的81.38%~83.67%,二叉约束树(constraint tree,CT)拓展量为CBS算法的60.14%~71.66%。在Gazebo中仿真表明,所提方法可减小通过复杂障碍物区域的次数。

关键词：轻载环境多机器人路径规划惩罚因子基于冲突搜索算法约束树

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基于数据流自监督的雷达信号在线分选方法

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：普运伟杜林戴子瑜何志强昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明理工大学计算中心

针对电子对抗领域雷达信号截获困难和分选准确率低的问题，本文提出一种基于数据流自监督的雷达信号在线分选新方法。首先，通过生成对抗网络的均衡特征融合方法，利用有限样本完成高质量特征融合和样本增强，然后构建一种基于多任务元... 详细信息

针对电子对抗领域雷达信号截获困难和分选准确率低的问题，本文提出一种基于数据流自监督的雷达信号在线分选新方法。首先，通过生成对抗网络的均衡特征融合方法，利用有限样本完成高质量特征融合和样本增强，然后构建一种基于多任务元学习的自监督模型实现无标签信号流的在线分选。实验表明，在4dB时，采用所提方法在仿真数据集上准确率为95.82%，在实测数据和公开数据集上也具有良好表现，证实了所提方法在数据流在线分选方面的有效性。

关键词：雷达信号在线分选无监督学习数据流

基于合约熵判决算法的区块链网络DDoS防御优化

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南京理工大学学报 2024年第2期48卷 175-181页

作者：刘云陈路遥宋凯朱鹏俊昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

为针对多域协同联合防御分布式拒绝服务(DDoS)更有效发挥区块链网络优势,该文提出智能合约熵检测(SCED)算法。基于Hyperledger Fabric区块链架构,首先,通过智能合约技术构建多域协作机制,建立智能合约协作子算法;然后,针对受害域内非法... 详细信息

为针对多域协同联合防御分布式拒绝服务(DDoS)更有效发挥区块链网络优势,该文提出智能合约熵检测(SCED)算法。基于Hyperledger Fabric区块链架构,首先,通过智能合约技术构建多域协作机制,建立智能合约协作子算法;然后,针对受害域内非法流量IP生成IP黑名单,并通知所有协作域,协同防御DDoS;其次,在各单域内部署由监测、比对、分类及防御模块组成的熵判决防御子算法,检测处理域内非法流量;最后,结合多域智能合约协作和单域熵判决防御,实现区块链网络中受害域、中间域及攻击域协同防御DDoS。仿真结果表明,对比ChainSecure等算法,SCED算法在精度和效率方面有较好的表现。

关键词：分布式拒绝服务区块链智能合约信息熵贝叶斯分类器

融入概率学习的混合差分进化算法求解绿色分布式可重入作业车间调度

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 512-521页

作者：胡蓉伍星毛剑琳钱斌昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 云南机电职业技术学院云南昆明650000 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

本文针对绿色分布式可重入作业车间调度问题(GDRJSSP),提出一种融入概率学习的混合差分进化算法(HDE PL),以实现最大完工时间和总能耗最小.根据GDRJSSP的问题特点,设计编码和解码规则,并采用差分进化算法执行全局搜索来发现优质解区域.... 详细信息

本文针对绿色分布式可重入作业车间调度问题(GDRJSSP),提出一种融入概率学习的混合差分进化算法(HDE PL),以实现最大完工时间和总能耗最小.根据GDRJSSP的问题特点,设计编码和解码规则,并采用差分进化算法执行全局搜索来发现优质解区域.为能更明确地引导全局搜索方向,设计基于贝叶斯网络结构的多维概率模型合理学习和积累优质解(即当前种群中的较优解)的模式信息.结合问题解的结构特征,提出基于关键路径的4种邻域结构来构造局部搜索,并设计基于非关键路径的节能策略来提升算法获取低能耗非劣解的能力.仿真实验和算法对比验证了HDE PL可有效求解GDRJSSP.

关键词：差分进化绿色调度分布式调度可重入作业车间调度问题

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基于角度搜索的移动机器人路径规划方法

系统仿真学报 2024年第7期36卷 1643-1654页

作者：王雅如姚得鑫刘增力彭艺昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

为提升路径搜索速度,优化路径长度,提出一种用角度控制机器人的寻路算法—角度搜索算法。该算法根据机器人位置与目标点位置进行一定维度的高效搜索,从而实现在静态环境中有效寻路。根据所用栅格地图的环境特点,提前设定搜索角;计算机... 详细信息

为提升路径搜索速度,优化路径长度,提出一种用角度控制机器人的寻路算法—角度搜索算法。该算法根据机器人位置与目标点位置进行一定维度的高效搜索,从而实现在静态环境中有效寻路。根据所用栅格地图的环境特点,提前设定搜索角;计算机器人周围栅格的预估角;将预估角与搜索角进行比较选出新的扩展点,在扩展过程中排除重复路径的扩展和搜索角范围内无可行点的情况,直到找到目标点生成最终路径。通过仿真测试,将提出算法与Dijkstra、A*两种算法在复杂程度不同的两种地图上进行比较,所提算法寻路时间分别最大减少了19.44%和12.23%,转折次数分别最大减少了28.6%和54.5%,路径长度较A*算法在两种地图上分别减少了9.28%和6.53%,且在简单场景中实现了对局部障碍物的动态规避。将所提算法应用到基于ROS的移动机器人Turtlebot2上,实验结果表明,在相同地图环境中,所提算法较A*算法路径更加平滑稳定,验证了所提算法的有效性和可行性。

关键词：路径规划预估角移动机器人搜索角 ROS

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