基于改进卷积胶囊网络的轴承故障诊断

针对轴承工作环境复杂,变工况下诊断性能低等问题,提出一种基于改进卷积胶囊网络的轴承故障诊断方法。采用Inception结构和通道、空间双重注意力模块,代替胶囊网络中的单层卷积核结构,对数据进行多尺度的关键信息的获取。通过胶囊网络结构,构建向量神经元,在动态路由算法的特征传递方式下,结合优化的损失函数,完成故障诊断。在单、变工况下的凯斯西储大学轴承数据集上进行实验,结果分析表明,该方法能有效地进行故障诊断。

碱激发矿渣-钢渣复合胶凝体系的性能研究

以氢氧化钠和水玻璃为激发剂制备矿渣-钢渣复合胶凝材料,研究矿渣掺量、碱当量和水玻璃模数对复合胶凝材料抗压强度的影响,并采用XRD、SEM对硬化试样的显微形貌和水化产物组成进行了分析。结果表明:随矿渣掺量减少,抗压强度降低。随碱当量的增加,抗压强度先提高后降低,碱当量为11%时强度达到最高。随水玻璃模数的增大,抗压强度先提高后降低,当水玻璃模数为1.2时强度达到最高。水化产物主要为CaCO3、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、托贝莫来石及RO惰性相。

Airfoil friction drag reduction based on grid-type and super-dense array plasma actuators

To improve the cruise flight performance of aircraft, two new configurations of plasma actuators(grid-type and super-dense array) were investigated to reduce the turbulent skin friction drag of a low-speed airfoil. The induced jet characteristics of the two actuators in quiescent air were diagnosed with high-speed particle image velocimetry(PIV), and their drag reduction efficiencies were examined under different operating conditions in a wind tunnel. The results showed that the grid-type plasma actuator was capable of producing a wall-normal jet array(peak magnitude: 1.07 m/s) similar to that generated in a micro-blowing technique, while the superdense array plasma actuator created a wavy wall-parallel jet(magnitude: 0.94 m/s) due to the discrete spanwise electrostatic forces. Under a comparable electrical power consumption level,the super-dense array plasma actuator array significantly outperformed the grid-type configuration,reducing the total airfoil friction drag by approximately 22% at a free-stream velocity of 20 m/s.The magnitude of drag reduction was proportional to the dimensionless jet velocity ratio(r), and a threshold r = 0.014 existed under which little impact on airfoil drag could be discerned.

基于5G波束成形的变电站作业人员高精度定位技术

针对变电站室内作业人员定位精度差的问题,文章提出了多个智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的5G毫米波高精度室内定位系统。首先基于最大似然估计和三维室内定位模型,获得关于作业人员位置的初始估计,并推导得出克拉美罗下界(cramer-rao lower bound,CRLB)的闭式表达式;然后以最小化CRLB为目标,建立了IRS反射波束和作业人员侧终端接收波束成形的优化问题;最后基于块坐标下降(block coordinate descent,BCD)和粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的波束成形交替优化算法求解得到最优反射和接收波束,并据此进一步优化作业人员定位精度。仿真结果表明所提方案可以有效提高系统定位精度。

基于特征提取的锂离子电池健康状态评估及影响因素分析

健康状态(SOH)评估是电池管理系统的核心功能之一,是确保电化学储能系统安全稳定运行的重要前提。为解决现有评估模型精度不足、复杂度高与可解释性低的问题,提出一种基于特征提取的锂离子电池SOH评估及影响因素分析方法。首先,提出两个量化初始循环充电电压曲线和当前循环充电电压曲线相似性的新健康特征,即动态时间规整距离特征和Wasserstein距离特征;其次,采用CatBoost方法评估电池SOH,并引入SHAP方法分析各健康特征对评估结果的影响及特征间的耦合关系;最后,利用马里兰大学电池老化数据集中多块电池数据进行实验验证。实验结果表明,提出的SOH评估方法精度较高,平均误差均小于2.2%,且能定量解析SOH影响因素。

中药联合刺络拔罐法治疗寻常性银屑病“血热证”的临床研究

目的：客观评价中药联合刺络拔罐法治疗寻常性银屑病（血热证）的临床疗效,为其临床治疗寻常性银屑病提供客观临床依据。方法：84例寻常性银屑病血热证患者被随机分成两组,临床路径组（路径组） 41例,采用口服中药芩珠凉血方,静滴丹参注射液,中药蒸气浴疗。刺络拔罐联合临床路径组（路刺组） 43例,在常规临床路径治疗基础上加用刺络拔罐治疗,每周3次,共计治疗2周。7 d为1个疗程,观察2个疗程。以临床疗效、银屑病面积和严重性指数（PASI）为观察指标,系统评价中药联合刺络拔罐法治疗寻常性银屑病的临床疗效。结果：路刺组愈显率为11. 63%,总有效率95. 35%;路径组愈显率为7. 32%,总有效率为82. 93%。两组的愈显率及总有效率无明显统计学差异（P〉 0. 05）。治疗后两组均能明显降低PASI评分,且路刺组优于路径组,具有统计学差异（P 〈0. 05）。结论：刺络拔罐法联合中药治疗银屑病可显著改善寻常性银屑病患者的临床症状。

一种基于SpringBoot架构下的水质监测系统设计

当前的水质监控系统以C/S架构为主流,为了适应广域网监控的目的,提出以SpringBoot+Vue前后端分离的微服务架构,通过发布/订阅消息服务器的消息,构建新型水质监测系统。测试结果显示该系统可以完全替代基于组态软件二次开发的C/S架构下的水质监测系统,实现更高效的、更大规模的互联网系统扩容。

面向脊柱生物建模的图像分割与配准研究综述

外伤常见的脊柱骨折患病率居高不下,脊柱图像的分割和配准是目标识别、生物力学建模、有限元分析等的关键步骤和必要前提,是无创手术导航治疗的关键技术。针对脊柱图像处理面临的问题,介绍了较为经典的医学图像分割和配准算法,分析其存在的缺陷,并展望脊柱图像处理未来发展趋势。研究成果对深入了解脊柱医学图像处理,以及推动脊柱骨折康复治疗的发展具有一定的意义。

面向高速视觉检测的精确抓拍安全策略研究

为了解决高速流水线机器视觉检测相机精确抓拍问题,以香烟爆珠为例,提出了两层网络控制的精确抓拍安全策略。两层网络的底层网络实现对目标抓拍,通过线搜索获得感兴趣区域位置,并上送到高层网络进行控制;高层网络主要处理复杂算法为基于柔性专家控制的迭代学习控制和粒子滤波相结合的相机快门控制方法,不断更新香烟爆珠在图像中的位置偏移量,进一步控制相机快门延迟时间,实现精确抓拍高速运动的爆珠的图像。针对上述方法,建立了控制模型,并对模型进行仿真、分析。最后,通过实验平台测试,可以抵消平台运行中的干扰,保证了精确抓拍安全策略的可行性。

基于银屑病疗效联系数几何特性的临床用药优选探讨

目的：探讨银屑病中医辨证论治的阶段性治疗效果联系数中的几何信息对临床辨证用药的指导意义,为科学用药,提高疗效提供一个新的途径。方法：（1）把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度,作为联系数中的同部a;把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度,作为联系数中的异部b＋c。把无效率也看成是相对确定的测度,作为联系数中的反部d;把a、b＋c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边,根据欧式几何学中：三角形中任意两条边大于第三边的几何特性,检验银屑病血热证常用14味中药阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形,能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的,否则称之为泛疗效不稳定的。（2）仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形,能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的,否则称之为疗效不稳定的。（3）对能够构成稳定疗效三角形的中药,计算各个稳定疗效三角形的面积,面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。结果：排在第1位的是白鲜皮,其次是土茯苓2,金银花3,生地4,牡丹皮与赤芍并列5-6,蚤休7,荆芥8。其余药在银屑病血热证中治疗效果各有较大程度的不确定性,这一结果与临床辨证论治吻合较好。结论：可以在银屑病血热证中医辨证论治处方选药中应用疗效联系数的几何信息,为明确优选用药提供决策支持。其他疾病的中医辨证论治和处方选药也可参考本文给出的思路和方法。

面向人机协作系统的上肢姿态精准识别算法研究

在基于姿态识别协同控制灵巧手机械臂的任务中,会出现身体部位相互遮挡以及非操作人员身体干扰的问题。因此本文提出了一种面向人机协作系统的上肢姿态精准识别算法,能够有效排除遮挡和干扰问题。该算法首先基于Finger-YOLOv4算法框选出人体上肢区域;其次通过稀疏性目标提取算法排除非操作人员身体干扰;然后在设计的双特征条件随机场网络中进行深度学习,解决遮挡导致的类内模糊问题,精准定位人体上肢的48个关键点坐标;最后,根据关键点坐标进行人体上肢的姿态预测,将人体上肢的姿态与灵巧手机械臂的姿态进行映射,完成人机协作。实验表明,本算法平均检测速度33 FPS,关键点平均检测精度75.2%,协同操作完成度98%。满足实际需求。

传统西藏壁画表面涂层材质与工艺研究

在前期对甘肃拉卜楞寺壁画表面涂层结构分析基础上,以桐油、亚麻油、胡麻油等干性油为基础材料,试验重现了制作西藏壁画表面涂层的“古法”清漆熬制方法和工艺。同时,提出了一种源于“古法”,吸收现代油基树脂漆优点,具有良好材料结构且组成可知、可控、兼容等特点的清漆材料及其工艺(“新古法”)。研究表征了“古法”“新古法”清漆的结构,评价了清漆涂层的颜色、外观、光学性质、艺术效果、耐候性等,并与现代合成的醇酸清漆、氟碳清漆、酚醛清漆等做了对比。结果表明,“古法”“新古法”清漆在达到与合成清漆相同化学稳定性、耐候性的同时,具有更好的兼容性和表现效果,可用于今后西藏壁画表面涂层材料的修复。

祛斑方联合焦丝霜治疗黄褐斑的临床观察

目的完成祛斑方联合焦丝霜对黄褐斑的临床疗效评价及安全性评估。方法将60例黄褐斑患者随机分为治疗组(30例)和对照组(30例)。治疗组予口服祛斑方联合外用焦丝霜;对照组予口服祛斑方。治疗观察3个月。观察两组治疗后色斑面积及严重程度(MASI)评分表、中医证候评分表、皮肤病生活质量指标调查问卷量表(DLQI)的积分改变。结果在改善皮损及中医证候、提高患者生活质量方面,治疗前后两组均有显著性差异(P<0.05);在改善皮损及提高生活质量方面,治疗组效果优于对照组(P<0.05);治疗组总有效率93.3%,对照组总有效率76.7%,治疗组效果优于对照组(P<0.05)。结论祛斑方联合焦丝霜治疗黄褐斑疗效确切,无明显不良反应,值得临床推广应用。

大视场大规模目标精确检测算法应用研究

提出了一种基于深度学习的大视场大规模目标精确检测算法。以香烟滤棒为检测对象,研究具有强粘连、强阴影遮挡、强畸变、低对比度的大规模目标精确识别问题。提出一种SAAU-net模型,在U型网络基础上引入具有空间感知的自注意力增强模块和焦点损失函数有效地解决了精确语义分割问题。在精确识别环节中,根据圆相切几何规律设计了结构元匹配算法定位圆心并利用隐马尔可夫链优化搜索方向最终实现目标精确快速识别。在实验部分,分别对比了语义分割和目标识别环节中几种主流的算法。并在工业现场进行了50 000盒滤棒应用测试。试验结果表明,所提方法在语义分割、目标识别以及工业应用测试中都展现出强大竞争力,目标识别精度达到99.95%。

基于稀疏特征的小视场高速检测算法应用研究

针对高速流水线上小视场目标检测中特征不易挖掘、毫秒级周期快速响应等问题,以香烟滤棒爆珠流水线检测为例,提出了一种基于稀疏特征的小视场高速检测算法。首先通过调整光源,设计出具有强鲁棒性的光斑特征;其次采用稀疏表示和字典学习获得光斑的投影直方图特征。为了克服非结构化背景的干扰,还结合了马尔可夫-贝叶斯推理从而减少了光斑误检率,最终实现了低对比度情况下爆珠的高速精准识别。基于稀疏特征的小视场高速检测算法分别在仿真和实验平台上进行了验证测试,结论表明提取的光斑特征可以克服爆珠颜色、尺寸和环境低对比度等干扰,保持特征的稳定性。融合的马尔可夫-贝叶斯的稀疏表示算法可以提高光斑的识别精度。该方法可以实现3 000次/min检测,检测精度可达到99.5%。

基于ROI及Clifford代数相对不变量的3D医学图像配准

在利用颅骨轮廓几何特征配准基础上,提出配准前颅部图像的感兴趣区(ROI)圈定,并在Clifford代数框架下给出一种全新的相对不变量构造方法。该方法以颅部ROI的轮廓数据作为配准点云集,根据颅骨刚体轮廓相似性特点,运用Clifford代数构造相对几何不变量的数学模型及计算模型,并计算配准几何运算需求的平移量和旋转算子,采用3D医学图像的相似性测度直接进行三维数据的配准。数据源及评估使用Brain Web数据库和美国Vanderbilt大学的"回顾性图像配准评估"项目数据。实验表明,新方法在颅部的ROI区域进行配准,能够精确的定位组织器官的三维位置,执行效率高,配准均值误差在2~4 mm内,达到亚像素级配准精度。

激光熔覆再制造车轮损伤及寿命评估研究

铁道机车车辆高速重载情况下,车轮损伤日益增多,行业内多采用镟修方法修复损伤车轮,造成了材料的大量浪费。本文利用激光熔覆再制造技术修复损伤车轮,采用动力学仿真软件SIMPACK确定熔覆车轮接触应力及其蠕滑特性,修正了现有基于磨耗数的损伤函数车轮损伤评估模型,并将之用于再制造车轮的损伤评估。建立了激光熔覆再制造车轮寿命评估模型,模型计算结果和车轮设计寿命基本吻合。

大功率激光焊接图像边缘检测系统的实现

提出了一种基于FPGA和四元数的高强度低合金厚钢板激光焊接熔池图像边缘检测系统,以及该系统的实现方法.针对大功率激光焊接速度快和控制实时性要求高的特点,采用FPGA构建熔池图像高速处理平台.通过实验研究,分析了基于FPGA的四元数运算的精度.构建了基于FPGA和四元数的彩色图像边缘检测系统软硬件平台,采用单位四元数以及三维空间矢量旋转的对应关系构造滤波器,完成高强度低合金厚钢板的激光焊接熔池彩色图像边缘提取.由于向量代数的局限性,彩色图像的R、G、B分量之间存在相关性和连续性,如果单独利用其中一种分量来描述,则会损失掉图像的部分信息,该方法处理熔池图像的优势在于运算中保留了图像R、G、B分量之间的相关性和连续性.并且该系统具有便携性好、实时性强、成本低、可维护性强等优点,在大功率激光焊接质量检测以及其他工业、医学图像检测领域都具有较强的通用性和推广价值.

基于六元联系数方程的六经辨治皮肤病模型

目的通过构建六经辨治皮肤病的数学模型,探求李斌教授六经辨证论治皮肤病的一般规律。方法先把集对分析中的六元联系数对应于太阳经、阳明经、少阳经、太阴经、少阴经和厥阴经,根据"阴平阳秘"思想假定六元联系数中的6个联系分量a、b、c、d、e、f在正常情况时各取值1/6。患病时这些联系分量中的某些联系分量大于或小于1/6,即阴阳失衡;再根据"实则泻之,虚则补之""乱则调之"治则,按经随证加减用药,以期各联系分量回归到1/6,据此建立基于六经辨证的一次线性方程。结果建立的基于六元联系数的一次线性方程较为客观地表示出李斌教授运用六经辨证治疗某皮肤病的过程。结论可以在中医临床治疗过程中运用基于六元联系数的辨证论治数学模型,解析该模型的过程对应着临床治疗过程。

联系数在银屑病治疗中医单方研究中的应用

目的:明确单味药治疗银屑病时应用联系数学评价疗效的指导意义,为药物筛选、治疗方案优化提供一种新的全局性判断方法。方法:将单味药治疗银屑病的阶段性治疗结局设为相对确定的测度,作为联系数中的同部a;将显效率和好转率设为带有不确定性的测度,作为联系数中的异部b和c;将无效率设为联系数中的反部d。最后得到疗效联系数μ。结果:应用联系数学评价千里光、大黄单方治疗银屑病的疗效,得到千里光单方的疗效显著优于安慰剂、大黄单方的疗效整体态势好的结论,两结论均符合纳入研究的结论。结论:可在银屑病治疗单味用药的疗效评价中应用联系数学,其他疾病治疗的用药评价中亦能应用此种评价方法。