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基于YOLOv3的乳腺X线图像肿块检测方法

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计算机应用与软件 2024年第7期41卷 136-144页

作者：潘以轩陈智丽高皓张辉夏兴华沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168

乳腺X线摄影术是目前国际上公认的有效的乳腺癌早期筛查手段。提出一种基于YOLOv3网络的乳腺X线图像肿块检测方法。该方法能够在保证精度的同时,以较快的速度一次完成对整幅图像中肿块的检测。应用迁移学习技术,将由数字化乳腺X线图像... 详细信息

乳腺X线摄影术是目前国际上公认的有效的乳腺癌早期筛查手段。提出一种基于YOLOv3网络的乳腺X线图像肿块检测方法。该方法能够在保证精度的同时,以较快的速度一次完成对整幅图像中肿块的检测。应用迁移学习技术,将由数字化乳腺X线图像学习到的肿块病变检测知识迁移到全域数字图像,有效解决了目前全域数字图像数据集缺乏的问题。使用五折交叉验证方法,在DDSM和INbreast数据集上进行实验验证,最终得到的五折间肿块检测平均准确率为81.34%。

关键词：深度学习 YOLOv3 乳腺X线图像肿块检测迁移学习

基于运动形式转化利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统

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振动工程学报 2024年第8期37卷 1377-1385页

作者：张春巍石一峰湛鑫刘志虎孙丽沈阳工业大学建筑与土木工程学院辽宁沈阳110870 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary ... 详细信息

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary inertia virtualizing translational mass based Tuned Mass Damper,简称RTMD),进行RTMD控制系统的设计概念,以单自由度结构对象为例建立了附加RTMD控制系统的运动方程,分析了RTMD控制系统参数对结构振动控制效果的影响规律。结果表明控制效果与系统的质量比、惯质比、阻尼比等参数密切相关,相关规律也可以推广到一般多自由度结构体系一阶振动的调谐吸振减振控制。进行了模型振动台试验研究,时域分析和频域分析结果均表明,试验结果与基于理论模型的数值分析结果一致性良好,验证了RTMD控制系统理论模型的正确性、设计参数的合理性以及控制系统应用于实际问题的可行性。

关键词：结构振动控制 TMD控制系统平动‐转动转化转动惯量振动台试验

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基于GA-FCM-ANFIS的不稳定水质条件下混凝投药预测方法

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中国农村水利水电 2024年

作者：郭喜峰孟铭宁一肖乐沈阳建筑大学电气与控制工程学院大连理工大学控制科学与工程学院

净水厂实际工艺过程中水质复杂多变且存在水质检测仪器故障导致水质参数缺失问题，确定混凝剂的投加量面临挑战。烧杯搅拌实验或人工控制过量投药的传统方法容易带来金属离子超标等水质风险，危害用户健康并降低经济效益。为解决上述问... 详细信息

净水厂实际工艺过程中水质复杂多变且存在水质检测仪器故障导致水质参数缺失问题，确定混凝剂的投加量面临挑战。烧杯搅拌实验或人工控制过量投药的传统方法容易带来金属离子超标等水质风险，危害用户健康并降低经济效益。为解决上述问题，将遗传算法优化的模糊C均值聚类（GA-FCM）与自适应模糊推理系统（ANFIS）相结合构建预测模型。该模型依靠模糊规则带来的推理能力和神经网络的自适应能力实现在不稳定水质情况下混凝剂投药量的精准预测。通过Pearson相关系数法筛选输入水质指标，提高模型运行效率和泛化能力；使用遗传算法确定FCM聚类的最佳参数，提升聚类效果并生成更精准的模糊规则；通过反向传播和岭回归混合的方法调整网络参数，处理非线性部分的同时优化后件网络的权重。将中国东北部某净水厂作为案例进行研究，实验结果表明对比传统线性回归和机器学习模型，GA-FCM-ANFIS在不稳定水质情况下拥有更好的预测性能。对比其他耦合模型，在参数缺失情况下GA-FCM-ANFIS的预测精度明显更高。水质突变情况下预测评估指标R2、RMSE、MAE和MAPE分别为0.93、2.79、2.33和3.71%；参数缺失情况下R2、RMSE、MAE和MAPE分别为0.89、3.07、2.57和4.06%。所提模型能够显著提高预测精度，作为确定混凝剂投加量的可靠方法。

关键词：混凝投药水质突变参数缺失模糊系统神经网络

基于数据驱动的城市固废焚烧过程炉膛温度预测

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控制工程 2024年

作者：片锦香孙奥汤健沈阳建筑大学电气与控制工程学院北京工业大学信息学部

城市固废燃烧（MSWI）过程中炉膛温度的精准检测对MSWI温度控制起着重要作用，目前炉膛温度机理模型复杂且准确度不高。针对这一问题采用数据驱动原理提出了一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）优化自注意力机制门控循环网络（SAGRU）的M... 详细信息

城市固废燃烧（MSWI）过程中炉膛温度的精准检测对MSWI温度控制起着重要作用，目前炉膛温度机理模型复杂且准确度不高。针对这一问题采用数据驱动原理提出了一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）优化自注意力机制门控循环网络（SAGRU）的MSWI温度预测模型。首先，在输入数据集中，根据最大信息系数（MIC）分析各影响因素与炉膛温度的关联性；其次，为了捕捉温度数据的时序特征，利用GRU进行预测，并结合自注意力机制（SA）量化不同温度影响因素的相关程度；然后，引入改进的鲸鱼优化算法优化SAGRU模型超参数；最后，通过北京某MSWI工厂实际数据进行实验分析，结果表明，基于IWOA-SAGRU的MSWI温度预测模型能够更好地拟合实际值，具有较高的预测精度。

关键词：城市固废焚烧炉膛温度数据驱动门控循环单元鲸鱼优化算法

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厌氧氨氧化颗粒污泥形成的研究进展

工业水处理 2024年第9期44卷 23-30页

作者：李亚峰伍健伯张驰沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168

作为新型脱氮工艺,厌氧氨氧化(Anammox)具有节能减排、无需外加碳源等优点,在处理低C/N废水领域具有极高的应用价值,但在实际应用过程中因存在污泥流失问题,该工艺难以快速启动。投加成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)是攻克上述难题的有... 详细信息

作为新型脱氮工艺,厌氧氨氧化(Anammox)具有节能减排、无需外加碳源等优点,在处理低C/N废水领域具有极高的应用价值,但在实际应用过程中因存在污泥流失问题,该工艺难以快速启动。投加成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)是攻克上述难题的有效途径。对AnGS的形成过程、机理及影响因素进行综述,归纳总结AnGS快速培养的相关技术问题。介绍了AnGS的形成假说及基于各类假说的相关研究成果;阐述了AnGS的结构特征和微生物群落特征,总结分析了厌氧氨氧化菌(AnAOB)同AnGS之间的关系;分析了接种污泥类型、反应器类型、氮负荷率、有机物浓度、群体感应、外力作用等因素对AnGS形成的影响;介绍了AnGS的上浮现象,分析讨论了AnGS上浮与氮负荷率及颗粒污泥气体通道的关系;总结了现阶段AnGS技术存在的问题,并对AnGS的研究方向进行了展望,旨在为大规模工业化形成AnGS提供参考。

关键词：厌氧氨氧化颗粒污泥形成假说影响因素

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基于可见光-热红外视觉监控的车间工人跌倒检测算法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1142-1150页

作者：王鑫刘晓楠高焕兵曾子铭张吟龙沈阳建筑大学电气与控制工程学院沈阳110168 山东建筑大学电气工程学院济南250101 山东建筑大学山东省智能建筑技术重点实验室济南250101 深圳职业技术学院汽车与交通学院广东深圳518055 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110169

为了解决工厂车间视觉监控存在噪声干扰、光线变化、目标遮挡等问题,提出一种基于多模态视觉监控的工人跌倒检测算法.首先,采用热像仪和可见光相机获取车间内全天候监控图像,结合自适应滤波模型对图像进行降噪处理,以抑制环境噪声对监... 详细信息

为了解决工厂车间视觉监控存在噪声干扰、光线变化、目标遮挡等问题,提出一种基于多模态视觉监控的工人跌倒检测算法.首先,采用热像仪和可见光相机获取车间内全天候监控图像,结合自适应滤波模型对图像进行降噪处理,以抑制环境噪声对监控图像的干扰;然后,构建一种改进的人体姿态特征提取网络,通过融合串联时间帧合并模块和位姿残差模块,以简化目标检测的特征图尺度,实现监控图像中工人区域被部分遮挡时姿态的实时、可靠预测;最后,设计人体轴线倾角、人体外接矩形框长宽比以及双膝盖点移动速度作为工人跌倒判别性特征,进而实现车间内工人的跌倒判别.在自建数据集和公开数据集上对所提出方法进行验证,实验结果表明,所提出算法的跌倒检测精度分别为95.6%和96.3%,与对比算法相比具有更好的准确性和实时性.

关键词：多模态跌倒检测轻量化卷积时间帧合并位姿残差融合

基于交叉耦合的四足机器人Trot步态控制研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 554-562页

作者：罗继曼马思源肖雅心刘丰源宋玉成沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

目的提出一种基于单神经元PID与交叉耦合的联合控制转速的方法,提高少自由度四足机器人行走机构实现Trot步态时的稳定性和协调性。方法通过分析行走机构的结构特点和控制需求,针对行走机构转速控制进行方案设计;对单个行走单元的驱动提... 详细信息

目的提出一种基于单神经元PID与交叉耦合的联合控制转速的方法,提高少自由度四足机器人行走机构实现Trot步态时的稳定性和协调性。方法通过分析行走机构的结构特点和控制需求,针对行走机构转速控制进行方案设计;对单个行走单元的驱动提出基于单神经元PID算法的控制策略,并在对角两个行走单元的控制系统之间引入交叉耦合控制策略,通过Simulink平台对以上控制方法进行控制仿真并进行实体实验验证。结果基于单神经元PID算法的控制方法比传统控制方法的转速调节时间提高了31.2%;采用单神经元PID算法与交叉耦合控制相结合的控制策略时,同步转速偏差波动幅度降低了28%。结论采用单神经元PID控制算法和交叉耦合控制策略能实现运动的精确控制,并具有良好的抗干扰性和鲁棒性;且两个行走单元能更好地同步协调运转,增强了该机器人的运动平稳性,确保了Trot步态的稳态运行。

关键词：四足机器人 Trot步态同步控制单神经元PID 交叉耦合控制

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增层框架-摇摆墙体系抗震性能研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第4期40卷 586-596页

作者：朱春阳胡珂鑫孙丽张力允王玉婵沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

目的基于既有建筑的结构无法满足使用需求现状,通过质量调节及变形模式控制实现结构自振周期延长与损伤可控。方法提出增层框架-摇摆墙体系,对该结构进行理论分析,研究增层对整体结构地震效应的影响机理;利用SAP2000平台建立五个有限元... 详细信息

目的基于既有建筑的结构无法满足使用需求现状,通过质量调节及变形模式控制实现结构自振周期延长与损伤可控。方法提出增层框架-摇摆墙体系,对该结构进行理论分析,研究增层对整体结构地震效应的影响机理;利用SAP2000平台建立五个有限元模型,基于规范反应谱开展参数敏感性、静力弹塑性和动力弹塑性分析;并在此基础上,提出摇摆墙简化力学模型。结果增层的质量及高度对整体结构地震作用影响显著;与原框架相比,增层后结构基本自振周期最大延长31.7%,最大弹塑性极限位移响应降低11.5%,最大位移角响应降低20.2%,结构变形不均匀性降低22.0%;与框架-摇摆墙相比,增层后摇摆墙弯矩在弹塑性极限状态下降低33.9%。结论合理设置增层框架-摇摆墙可以小幅降低结构整体地震作用,减小结构地震响应,对结构变形模式可实现有效控制;所建立的摇摆墙简化力学模型可合理反应地震作用下墙体弯矩分布,并使设计偏于安全。

关键词：增层框架框架-摇摆墙抗震性能动力学模型有限元分析

内置工字型CFRP型材高强圆钢管高强混凝土轴压短柱组合效应分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 1-9页

作者：李帼昌西志远李晓沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

目的研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示... 详细信息

目的研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示构件各组成部分之间的相互作用和工作机理,评估CFRP配置率、钢材屈服强度、混凝土抗压强度、约束效应系数对组合效应的影响。结果在高强圆钢管高强混凝土柱中内置CFRP型材,对构件的延性及安全裕度有显著提高,并改善了高强圆钢管对高强混凝土的约束,提高了构件的组合效应。结论 CFRP配置率控制在5.9%~8.4%,约束效应系数在1.2~1.4,钢材屈服强度不大于770 MPa时,构件中三种材料组合效应最佳。

关键词：轴压短柱高强圆钢管高强混凝土 CFRP型材约束机理组合效应