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基于模糊分类预选的代理辅助多目标进化算法

控制与决策 2025年第2期40卷 553-562页

作者：李二超吴煜兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

深入探究实际工程问题后,发现求解昂贵高维多目标优化问题的需求正在逐渐增多.一般回归模型求解这类问题时,模型累积误差和运算量会急剧增加.为更好地提高代理辅助进化算法的搜索效率,并平衡高维多目标问题中种群的收敛性与多样性,提出... 详细信息

深入探究实际工程问题后,发现求解昂贵高维多目标优化问题的需求正在逐渐增多.一般回归模型求解这类问题时,模型累积误差和运算量会急剧增加.为更好地提高代理辅助进化算法的搜索效率,并平衡高维多目标问题中种群的收敛性与多样性,提出一种基于模糊分类预选策略的代理辅助进化算法(fuzzy classification preselection based surrogate-assisted multi-objective evolutionary algorithm,FCPSEA).首先,初始化种群并进行昂贵评估,凭借非支配关系与拥挤度构造两档训练样本集;然后,利用训练样本和双档案算子来较为准确地引导分类器分类;最后,提出一种基于模糊分类预选的模型管理策略,根据预测的双档案类标签与隶属度来设置模型管理策略.为验证所提算法的性能,在包含各种特征的两组测试问题上与近几年的经典算法进行对比实验.实验结果表明,所提出的算法在求解昂贵高维多目标优化问题上具有较强的竞争力.

关键词：代理辅助进化算法昂贵高维多目标优化分类预选分类代理模型模型管理进化算法

桥臂电感失配下MMC少电容电压传感器无差拍控制

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电机与控制学报 2025年第1期29卷 37-48页

作者：候维杨贺锐智黄守道湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410000

模块化多电平变流器(MMC)每个子模块接一个电容电压传感器使得输电系统成本大且通讯系统复杂。现存基于最近电平逼近调制(NLM)和电压观测器少电容电压传感技术虽然能够减少MMC子模块电容电压传感器的使用数量,但是由于电容电压观测器容... 详细信息

模块化多电平变流器(MMC)每个子模块接一个电容电压传感器使得输电系统成本大且通讯系统复杂。现存基于最近电平逼近调制(NLM)和电压观测器少电容电压传感技术虽然能够减少MMC子模块电容电压传感器的使用数量,但是由于电容电压观测器容易受参数影响,从而影响系统的稳定性。为了解决桥臂电感参数失配下MMC少电容电压传感器系统采用传统控制方法时系统存在的稳定性差的问题,提出以桥臂环流和输出电流为控制对象的MMC少电容电压传感器系统无差拍控制策略,并且在单相9电平MMC少传感器实验平台对所提出的控制策略进行验证。实验结果表明,在桥臂电感参数失配情况下,所提出的控制方法能够使子模块电容电压和输出电流在动态和稳态情况下都能够稳定,从而提高MMC少电容电压传感器系统运行的鲁棒性。

关键词：模块化多电平变流器少电容电压传感器桥臂电感参数失配稳定性无差拍控制鲁棒性

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基于雾天模拟图像的能见度估计方法研究

电光与控制 2025年第3期32卷 94-100页

作者：邱实卓叶青黄佳恒刘建平长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410000

针对带有能见度标签的雾天图像数据集匮乏的问题,提出一种基于雾天模拟图像的能见度检测方法。通过无监督深度估计模型构建户外清晰图像的深度图,并且利用特征融合来细化深度图细节,采用暗通道法筛选天空区域估计大气光值,获得设定能见... 详细信息

针对带有能见度标签的雾天图像数据集匮乏的问题,提出一种基于雾天模拟图像的能见度检测方法。通过无监督深度估计模型构建户外清晰图像的深度图,并且利用特征融合来细化深度图细节,采用暗通道法筛选天空区域估计大气光值,获得设定能见度下户外图像的透射率图,进一步获得带有不同能见度标签的雾天模拟图像数据集,基于此利用改进后的ShuffleNet V2网络训练能见度估计模型。对数据集和真实雾天图像进行了能见度等级估计的验证实验,实验结果表明,对能见度小于500 m的雾天图像具有良好的能见度估测结果,对小于200 m的检测准确率高于90%,总体准确率为87.8%,表明该方法具有可行性,可用于大雾条件下的道路能见度等级估测。

关键词：雾天模拟深度图特征融合 ShuffleNet V2 能见度估计

融合注意力与Transformer的肝肿瘤CT图像分割方法

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小型微型计算机系统 2025年第3期46卷 680-688页

作者：张倩胡建文王鼎湘李茂军长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

CT图像是医生对病人进行疾病诊断和制定治疗计划的重要依据.然而,CT图像中肝肿瘤通常具有灰度多样、边界模糊、且与肝脏正常组织细胞的密度很接近等特点,导致肿瘤的边缘区域的分割和上下文特征信息的获取受到了限制.本文提出了一种融合... 详细信息

CT图像是医生对病人进行疾病诊断和制定治疗计划的重要依据.然而,CT图像中肝肿瘤通常具有灰度多样、边界模糊、且与肝脏正常组织细胞的密度很接近等特点,导致肿瘤的边缘区域的分割和上下文特征信息的获取受到了限制.本文提出了一种融合注意力机制与Transformer的U型分割网络(Integrated the Attention mechanism and Transformer U-shaped segmentation network,IAT-Unet).首先,在编码器的末端级联BiFormer模块,对富含语义信息的高级特征进行全局建模,避免造成关键信息的丢失;其次,在解码器中引入双重高效注意力机制(Dual highly Effective Attention Mechanism,DEAM),在空间上建模和跨通道交互,可以捕获肿瘤准确的定位信息和远程依赖关系,提高肿瘤特征的表达能力;此外,提出双桥跳跃连接,通过在编码器与解码器直接连接和利用边缘增强模块(Edge Enhancement Module,EEM)进行间接连接,可以补偿编码器在提取特征时丢失的信息,同时也能突出肿瘤的边缘轮廓.所提出的方法在公开数据集LiTS17进行验证表明,该方法的Dice系数、Jaccard相似系数、精确率和召回率分别为93.32%、87.47%、93.09%和93.55%;在3DIRCADb数据集上验证,肝肿瘤分割的Dice系数为90.40%.与多种分割方法进行比较,该方法对CT图像中肝肿瘤的分割具有优势.

关键词：医学图像分割肝肿瘤分割 U-net Transformer 注意力机制

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配电网故障下柔性多状态开关平滑切换策略

现代电力 2025年第1期42卷 12-18页

作者：李洋滨粟时平龙坤刘毅博长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

随着分布式能源和微电网的快速发展,配电网控制面临诸多挑战。针对配电网故障失电所造成的微电网停电问题,提出一种柔性多状态开关端口控制切换策略。首先,构建对配网正常并网与故障离网过程的数学模型,并解析柔性多状态开关(flexible m... 详细信息

随着分布式能源和微电网的快速发展,配电网控制面临诸多挑战。针对配电网故障失电所造成的微电网停电问题,提出一种柔性多状态开关端口控制切换策略。首先,构建对配网正常并网与故障离网过程的数学模型,并解析柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)在配电网正常与发生故障两个不同运转工况下的控制策略及其工作机理;其次,研究FMSS在各种不同工况下的控制策略的平滑切换,并在原有理论的基础上引用状态跟踪控制补偿法,解决现有策略存在的局限性,进一步提出一种具有相位预同步控制的自适应控制策略,能够有效缓解配电网故障断电带来的冲击;最后,在Matlab/Simulink仿真软件中通过仿真验证了该文所提出的控制策略的有效性。

关键词：柔性多状态开关平滑切换状态跟踪相位预同步配电网

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基于改进YOLOv7-tiny的带钢表面缺陷检测算法

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计算机工程 2025年第1期51卷 208-215页

作者：阳丽莎李茂军胡建文王鼎湘长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

针对带钢表面缺陷检测任务存在的小目标检测效率低、缺陷定位不准确、检测算法参数量大、难以部署在终端设备上等问题,提出一种改进的YOLOv7-tiny检测算法。首先,使用GSConv替换颈部网络中的标准卷积,基于GSConv设计一种改进的高效聚合... 详细信息

针对带钢表面缺陷检测任务存在的小目标检测效率低、缺陷定位不准确、检测算法参数量大、难以部署在终端设备上等问题,提出一种改进的YOLOv7-tiny检测算法。首先,使用GSConv替换颈部网络中的标准卷积,基于GSConv设计一种改进的高效聚合网络(ELAN-G),保证带钢表面缺陷特征信息被充分融合同时降低算法的参数量;其次,在预测头和颈部网络之间增加针对低分辨率和小缺陷的SPDConv模块,模块生成一个中间特征图,通过对中间特征图中的小缺陷特征信息进行过滤学习得到最终特征图,以此提高预测头对小缺陷的检测精度;最后,引入MPDIoU损失函数,合理利用边界回归框的几何性质,简化损失函数计算过程并提高缺陷定位精度。实验结果表明,在NEU-DET数据集上,改进算法比其他6种先进目标检测算法效果更好,性能更均衡,其平均精度均值(mAP)可达74.1%,且参数量和计算量低于所有对比算法,可应用于工业环境中的带钢表面缺陷检测系统。

关键词： YOLOv7-tiny 目标检测表面缺陷 GSConv MPDIoU

基于蜣螂算法优化卡尔曼滤波的锂离子电池模型参数辨识

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中国电力 2025年第1期58卷 196-204页

作者：夏天刘代飞岳家辉陈来恩李亦梁长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 长高电新科技股份公司湖南长沙410219

锂离子电池参数辨识结果是电池状态预测的重要基础,提出了一种基于蜣螂算法(dung beetle optimizer,DBO)优化卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的方法,用以在线辨识电池模型参数。该方法利用DBO快速全局寻找最优解特点,在KF算法中优化过... 详细信息

锂离子电池参数辨识结果是电池状态预测的重要基础,提出了一种基于蜣螂算法(dung beetle optimizer,DBO)优化卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的方法,用以在线辨识电池模型参数。该方法利用DBO快速全局寻找最优解特点,在KF算法中优化过程噪声和观测噪声的协方差矩阵,提高了识别电池模型参数的准确性。仿真实验数据表明,相较于未优化的KF参数辨识的结果,所提方法辨识误差有明显减少,预测的参数值更加接近真实值。

关键词：锂离子电池参数辨识卡尔曼滤波器蜣螂算法协方差矩阵

基于TMR阵列的非接触式电流测量装置及方法

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电测与仪表 2025年第2期62卷 165-172,209页

作者：谭文锴唐欣杨豪杰柴金超长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410004

提出一种由隧穿磁阻(tunneling magnetoresistance,TMR)传感器阵列组成的无需磁芯结构、非接触式的电流检测传感系统。为墙体内暗敷导线的电流测量提供了一个解决方案,适用于漏电流检测与故障定位。分析了通电导线产生磁场的特征,研究... 详细信息

提出一种由隧穿磁阻(tunneling magnetoresistance,TMR)传感器阵列组成的无需磁芯结构、非接触式的电流检测传感系统。为墙体内暗敷导线的电流测量提供了一个解决方案,适用于漏电流检测与故障定位。分析了通电导线产生磁场的特征,研究了通电导线与传感阵列不同相对位置时的数学模型,提出不同工况下同轴传感器间距的取值方法。同时还分析了无软磁屏蔽装置的信号干扰主要来源以及信号误差的主要原因,提出了信号检测的数学模型,针对不同类型的误差,提出了误差校正方法。最后,对不同工况展开实验,结果证明研制的非接触式电流检测装置具有较好的精确度和线性度,验证了电流测量装置的实用性和测量方法的可行性。

关键词：隧道磁电阻传感器阵列非接触测量电流测量误差消除

运用Morphing变换提取地性线算法研究

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武汉大学学报(信息科学版) 2025年第1期50卷 174-183页

作者：赵彬彬谢建湘张宏奎王笠苇王倩长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学公路地质灾变预警空间信息技术湖南省工程实验室湖南长沙410114

由等高线获取山谷(脊)线对地形分析、坡度坡向计算和库区设计等应用具有重要的现实意义和非常高的生产价值。当前,面向等高线的地性线提取大多采用特征点连接法,其提取的地性线易与等高线发生空间逻辑冲突,在等高线弯曲形状较多变、较... 详细信息

由等高线获取山谷(脊)线对地形分析、坡度坡向计算和库区设计等应用具有重要的现实意义和非常高的生产价值。当前,面向等高线的地性线提取大多采用特征点连接法,其提取的地性线易与等高线发生空间逻辑冲突,在等高线弯曲形状较多变、较复杂的区域,所获取的山谷(脊)线存在与等高线弯曲特征不符且偏离较严重等问题。因此,依据地理学第一定律分析了等高线整体形态及局部形状特征,基于Morphing变换技术,提出了一种兼顾地性线两侧等高线形状特征,同时顾及山谷(脊)特征点位置约束的地性线提取新方法。首先,凭借各等高线的高程及其层次关系构建等高线树,并根据等高线上节点凹凸属性进行等高线弯曲分割,以高效准确地提取地形特征点;然后,以地形特征点为界构建其两侧等高线各节点之间的极优映射关系;最后,以地形特征点为约束,采用基于渐变移位距离值的Morphing变换提取地性线。实验结果表明,该方法能准确地提取出完整的与实际地形相吻合亦兼顾等高线整体形态与走势的地性线。

关键词：地理学第一定律等高线树地形特征点地性线 Morphing变换