考虑最小平均包络熵负荷分解的最优Bagging集成超短期多元负荷预测

多元负荷预测技术是保证综合能源系统(integrated energy system,IES)供需平衡与稳定运行的关键基石。但具有强随机性与波动性的IES负荷加剧了超短期多元负荷准确预测的难度。为此,提出考虑最小平均包络熵负荷分解的最优Bagging集成超短期多元负荷预测方法。构建基于最小平均包络熵的变分模态分解参数优化模型,将IES多元负荷分解为本征模态分量集合;基于统一信息系数法筛选多元负荷预测的日历、气象与负荷强相关特征;结合负荷本征模态分量集合、日历规则、气象环境与负荷数据,构建Bagging集成超短期多元负荷预测模型,并建立基于平均绝对百分比误差与决定系数的集成策略优化模型,进而得到最优集成策略与最终预测结果。以美国亚利桑那州立大学坦佩校区IES为对象展开仿真验证,结果表明,所提方法的电、热、冷负荷预测平均绝对百分比误差分别为1.9486%、2.0585%、2.5331%,相比其他预测方法具有更高准确率。

通过包络面重构的大规模粒子并行绘制算法

针对大规模粒子高表现可视化需求,提出基于包络面重构的大规模粒子并行绘制算法。该算法以连续曲面的形式表示,绘制大规模粒子的团簇表面及其物理量分布。对算法进行了分布式并行化,从而可以通过大规模并行来处理亿以上规模的粒子数据。在算法实现上,还解决了并行计算时的块间裂缝问题,并提出了快速查找邻域粒子的方法,同时,基于可见性对粒子数据进行剔除,提高了绘制效率。由此,可以通过带光照效果的光滑曲面来高表现展示大规模粒子数据中的团簇结构及其物理量分布。实验结果表明,该算法在512核上可在5 s内完成上亿粒子的绘制,并行效率可达60%。该算法已成功应用到大规模并行非平衡分子动力学模拟等实际模拟应用中。

基于包络学习和分级结构一致性机制的不平衡集成算法

集成方法是不平衡学习方法的重要分支,然而,现有不平衡集成方法均作用于原样本而没考虑样本的结构信息,因此其效能仍然有限.样本的结构信息包括局部和全局结构信息.为了解决上述问题,本文提出了一种基于深度样本包络网络(Deep Instance Envelope Network,DIEN)和分级结构一致性机制(Hierarchical Structure Consistency Mechanism,HSCM)的不平衡集成学习算法.该算法在考虑局部流形和全局结构信息的情况下,通过多层样本聚类,生成高质量的多层包络样本,从而实现类平衡化.首先,算法基于样本近邻拼接和模糊C均值聚类算法,设计DIEN来挖掘样本的结构信息,得到深度包络样本.然后,设计局部流形结构度量和全局结构分布度量来构建HSCM用于增强层间样本的分布一致性.接着,将DIEN和HSCM结合起来,构建出优化后的深度样本包络网络——DH(DIEN with HSCM).之后,将基分类器应用于包络样本.最后,设计bagging集成学习机制来融合基分类器的预测结果.文末组织了多组实验,采用了十多个公共数据集和有代表性的相关算法进行验证比较.实验结果表明,本文算法在AUC(Area Under Curve),F-measure等四个性能指标上显著最优.

基于包络分析的汽轮机叶片振动监测信号处理方法

以汽轮机末级叶片为研究对象,使用末级叶片径向围带上方的传感器采集叶片振动信号,针对信号波动较大,难以确定每支叶片通过传感器位置时刻的问题,采用时域信号的处理方法来确定触发时刻。对信号使用两层Hampel滤波器来消除信号的野点;对处理完的数据进行重采样,消除小范围的波动量;使用平滑滤波来处理数据,使得信号在局部具有单调性;求取信号的包络线,将包络线乘以系数作为信号的触发门限。相对于频域滤波方法,该方法较好地保持了信号的形状,能够精确地识别叶片通过传感器的时刻,对于波动大的信号尤其适用。

基于超声回波信号包络拟合的信号处理方法

针对气体超声波流量计回波信号难以定位、信号处理算法计算量大,而仪表要求具备较高实时性的问题,提出一种基于超声回波信号包络拟合的信号处理方法。利用不同流量下回波信号上包络上升段和下包络下降段中间部分的包络变化率都基本保持不变这一特征,通过求取回波包络线的变化率曲线,确定分布近似于一条直线的部分包络以及两段包络覆盖的峰值点,对此区间内的峰值点进行最小二乘拟合得到两条特征直线,分别代替上包络上升段和下包络下降段。根据特征直线的空间特性,选取两条特征直线的交点作为特征点,快速定位回波信号。在基于DSP和FPGA的双声道气体超声波流量计平台上实时实现信号处理方法,并在国家认可的检定机构进行标定实验,验证了信号处理方法和系统的有效性。

基于三元DEM的露天煤矿封闭壳状包络体素建模研究

传统地质模型受自身结构性质和布尔运算效率的局限,限制了采矿模型的生成,无法满足露天矿大规模物料规划问题的需求。针对上述问题,对开采体块段模型及采矿模型进行了定义,并提出了一种基于三元DEM的露天煤矿封闭壳状包络体素快速建模方法,即煤岩模型的顶面、底面和侧面DEM建模,三元DEM经固化后即可生成煤岩体对应的封闭壳状包络体素模型。该模型介于实体模型和块体模型之间,能够保障算量精度,同时具有较高的布尔运算效率,可以现实定点、定向的尺寸和结构剖切,在传统算量地模的基础上,通过特定的结构定义,丰富剥采程序和工艺参数等技术指标属性,定制专属的采矿模型,更好地服务于露天矿物料流规划、采剥生产计划动态优化等问题。

一种简明易用的结构优化的包络函数

利用包络函数可以使数目庞大的多个约束转化为一个约束或少数几个约束,目前流行的是K-S熵包络函数。介 绍K-R.M.S.均方根包络函数,与熵包络函数相比,这种包络函教具有表达简捷、意义明确、方便易用的优点。

基于测井曲线包络面积预测油气藏产能

为了准确预测油气藏产能,解决复杂孔隙结构致使测井响应特征弱化,常规测井手段预测产能精度低的问题,通过采用交会图手段研究了东海盆地西湖凹陷碎屑岩储层测井曲线包络面积与产能间的关系,并优选了产能敏感性包络面积作为产能预测指标,借助波叠加性原理构建了包络面积产能预测指数,利用熵权法确定了各预测指标的权值,进而分储层类型建立了产能预测模型。结果表明:补偿中子-渗透率、电阻率-密度、电阻率-视波阻抗和视波阻抗-声波时差四组包络面积对产能的敏感性较强;本文所构建的产能预测模型精度较高,平均误差为19.4%。可见基于包络面积的产能预测模型可用于未开展动态测试的油气藏产能预测,为油气藏产能预测方法提供了新思路。

锥面二次包络圆柱蜗杆传动蜗轮滚刀的研制

论述了锥面包络蜗轮滚刀的成形原理,推导了锥面包络蜗杆曲面方程,计算了蜗轮滚刀的法向齿形,据此设计制造的锥面包络蜗轮滚刀性能良好。

基于时空注意力-Seq2Seq网络的ISAR包络对齐方法

包络对齐是逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像中平动补偿处理的第一步,包络对齐的精度对于方位聚焦和成像质量具有重要影响。针对稀疏孔径和低信噪比条件下传统的包络对齐算法性能显著降低的问题,本文提出一种基于时空注意力-Seq2Seq网络的包络对齐方法。该网络模型以门控循环单元为编码解码单元,针对点目标距离像包络的能量分布特征对空间注意力机制进行改进后,添加时间和空间两维注意力机制形成对ISAR距离像回波包络进行对齐的能力。数据生成方面,基于电磁波仿真参数和目标运动仿真参数进行成像模拟仿真构造了ISAR回波数据集,经过8倍插值后输入网络进行训练,使网络学习到从未对齐回波到对齐回波的映射关系。所提方法以离线训练代替在线相关计算,融合了Seq2Seq模型在处理序列到序列问题上的结构优势、时间注意力机制在捕捉长期依赖关系和空间注意力机制在提取区域特征上的突出能力,实现了稀疏孔径和低信噪比条件下对距离-慢时间域ISAR回波的自动对齐。通过向训练好的时空注意力-Seq2Seq网络输入未对齐的回波序列,网络可以在不改变回波相位结构的前提下自动实现包络对齐。仿真和实测数据对齐结果表明,和传统的包络对齐方法相比,所提方法在稀疏孔径和低信噪比条件下优势明显,在欠采样率为50%、信噪比为0 dB条件下对雅克-42飞机实测回波数据的包络对齐实验中,该方法将循环移位误差由39、26减小至6,将成像结果的图像熵由4.58、4.22减小至1.71,验证了其良好性能。

实时双环谐振腔光谱包络拟合

双环级联谐振腔(Cascaded Microring Resonators,CMRR)传感器作为一种新型的光学传感器,因具有高灵敏度、易于集成、功耗小等优点被广泛应用于生物、医学等领域。为了实现CMRR传感器输出光谱的实时数据分析处理,提出了一种基于Python的实时CMRR传感器输出光谱包络拟合方法。首先,利用不同的拟合模型对CMRR传感器输出光谱进行拟合;然后,通过灵敏度误差百分比对不同拟合模型的拟合误差进行比较,结果显示平滑样条拟合法在实时处理CMRR传感器输出光谱过程中表现最佳;最后对不同浓度的NaCl溶液进行实时输出光谱采集处理,验证了CMRR传感器输出光谱实时采集处理程序的可靠性。实验结果表明CMRR传感器的波长漂移量与溶液浓度呈线性关系。通过计算可知CMRR传感器对于盐水的灵敏度约为671.03529 nm/RIU。

北斗全球系统导航信号恒包络调制和复用技术

出于以导频通道为代表的北斗全球导航卫星系统现代化信号结构升级以及后向兼容的需求,北斗系统近几年提出了多种新型恒包络调制和复用技术,包括适用于北斗系统B1频点的正交复用二进制偏移载波(QMBOC)调制和非对称双正交相移键控(ADualQPSK)调制,适用于B2频点的时分复用AltBOC(TDAlt BOC)调制与非对称恒包络二进制偏移载波(ACE-BOC)调制,适用于B3频点的双正交相移键控(DualQPSK)调制,适用于双边带任意信号路数、任意功率配比的广义恒包络二进制偏移载波(GCE-BOC)调制。本文系统性地论述了北斗全球系统中提出的多种新型恒包络调制和复用技术,在此基础上基于GCEBOC调制总结出了一种恒包络调制的统一解析表示形式,对全面理解北斗全球系统信号设计思路及在此基础上发展设计新型的恒包络调制和复用技术均能提供重要的借鉴。

基于优化变分模态分解和包络峭度的轴承故障诊断

针对变分模态分解(VMD)的分解层数K和惩罚因子α难以选择问题,提出了用减法平均优化器(SABO)对参数寻优的方法。首先,采用SABO对K和α进行寻优,输出最优参数组合并代入到VMD中,将原始振动信号分解得到K个模态分量;然后,用最大包络峭度为指标提取K个模态分量中峭度最大的分量作为最优分量,并计算其相关时域和熵理论特征参数构造特征向量样本集;最后,将特征向量样本集输入到经网格搜索和五折交叉验证调参的支持向量机(SVM)中进行故障诊断。为了验证该方法的有效性,利用凯斯西储大学轴承数据集进行实验,实验结果表明:该方法分类效果更好,准确率达到99.44%;基于江南大学3种不同工况的轴承数据实验,最终故障诊断准确率都达到了95%以上。

轻韧型主动包络软体夹爪设计

为解决传统刚性夹爪刚度大、安全性差以及适用范围受限的问题,课题组提出了一种轻韧型主动包络软体夹爪。夹爪由固定平台和3根软体手爪组成。参考人的手指尺寸和抓取物品时手掌的作用,设计了手爪的尺寸;软体手爪由传统的硅胶沉积浇筑、3D打印等技术加工和制作而成,采用气动驱动方式;基于Yeoh模型对设计的软体手爪的形变进行有限元仿真分析;最后对设计制作的轻韧型主动包络软体手爪进行弯曲和抓取性能测试。实验结果显示:单根软体手爪能够在气压驱动下达到空间内预定的弯曲角度,在60 kPa时手爪达到形变极限位置,指尖接触力为1.12 N。抓取实验结果表明轻韧型主动包络软体夹爪具有良好的包络和承载能力,不仅对规则的刚性物体有好的抓取效果,对不规则物体和质地较为柔软的物品同样有良好的抓持效果。

K-P(Kadoomtsev-Petviashvili)方程的Jacobi椭圆函数包络周期解(英文)

分别应用Jacobi椭圆函数的正弦函数,余弦函数和第三种Jacobi椭圆函数展开法求得了K-P(Kadoomtsev-Petviashvili)方程的精确包络周期解.由这种方法得到的包络周期解在一定条件下可以退化为包络冲击波解或包络孤立波解.

基于包络曲线集自动驾驶汽车障碍物识别判据的量化

为了实现自动驾驶汽车障碍物识别判据的量化,提出一种基于椭圆包络曲线集自动驾驶汽车障碍物识别判据量化的方法。通过激光雷达完成障碍物点云信息的采集,采用坐标变换、XYZ三向平面切分、平面内椭圆曲线的建立及判据量化计算等一系列数学方法实现障碍物识别判据的量化,为自动驾驶汽车在行使过程中关于障碍物是否侵犯汽车驾驶安全空间提供了一种可量化的判断准则。

滚子包络环面蜗杆传动副接触特性分析

建立滚子包络环面蜗杆传动副的数学模型和三维精确实体模型,在传动比和中心距确定的情况下,分析不同蜗杆喉部最小直径、滚子直径对传动副的齿面接触特性,探讨中心距误差、蜗杆轴向误差、蜗轮轴向误差和轴交角误差4类装配误差对传动副齿面啮合侧隙的影响规律。结果表明,蜗杆喉部最小直径、滚子直径的变化会影响齿面等效应力,最大等效应力随蜗杆喉部最小直径的变化呈“V”字形;中心距误差、蜗杆轴向误差会导致传动副齿面法向出现啮合间隙或过盈情况。蜗轮轴向误差、轴交角误差对传动副的齿面啮合区影响不大,但会出现一侧过盈增加、一侧过盈减少的现象,因此应将装配误差控制在一定范围内。

基于包络解调技术冶金装备轴承故障诊断实例分析

轴承作为冶金装备中不可或缺的重要部件,承担着传递力量、支撑旋转部件的重要任务。然而,由于长期负荷工作和环境因素的影响,轴承常常会出现故障,进而影响整个设备的正常运行,并可能导致重大事故的发生。因此,准确、快速地进行轴承故障诊断具有重要的现实意义。包络解调技术作为一种常用的信号处理方法,已经在轴承故障诊断中得到广泛应用。该技术通过提取信号中的包络信息,能够有效分离出轴承故障所产生的特征频率成分,从而实现对轴承故障的诊断和预测。本研究将基于包络解调技术,对冶金装备中的轴承故障进行详细分析,旨在探索准确、可靠的轴承故障诊断方法,为冶金装备的安全运行提供技术支持。

基于时延防护的编组列车安全包络管理方法

[目的]灵活编组列车中的主控车、被控车与ZC(区域控制器)通信延时存在异步性,不同列车的安全包络可能出现重叠、错位、不连续等情况。为了提高ZC对灵活编组列车安全包络管理的精度,需研究不同列车的消息延时差异,在时延防护的前提下对编组列车的安全包络进行动态管理。[方法]对编组列车的位置关系进行场景分析;介绍了典型编组列车安全包络处理方案;提出改进编组列车安全包络处理方案,并对两种方案进行了对比分析。[结果及结论]ZC与VOBC(车载控制器)通过交互延时计算参数计算消息延时,ZC通过比较主控车和被控车的延时状态,动态计算编组列车安全包络。由于ZC不单独依靠主控车扩展包络,当主控车位置无法确定时,可使用当前被控车位置进行计算处理,避免了采用历史信息导致位置报告无法及时更新的情况,解决了主控车通信质量较差时安全包络精度低的问题,提升了ZC控制列车的管理精度。

政府属研究机构科技资源配置效率的测度与提升路径——基于三阶段数据包络分析(DEA)的研究

政府属研究机构是强化国家科技战略的重要载体,明晰其科技资源配置效率的影响因素及路径选择可有效提升其科技资源配置效率,有效支撑国家科技创新发展,但目前关于由多种因素联合触发其高(非高)科技资源配置效率的内在运作机制仍不清晰,同时已有相关研究所采用的方法受决策单元所处外部环境及随机扰动因素影响较大,无法反映决策单元真实效率水平。为此,考虑采取三阶段数据包络分析(DEA)与模糊集定性比较分析(fsQCA)相结合的方法,并采取组态视角进一步拓展现有相关研究。根据国家有关统计年鉴和区域科技创新评价报告,基于三阶段DEA模型构建包括投入指标、产出指标和环境指标的政府属研究机构科技资源配置效率测度指标体系,并基于fs QCA方法选取影响政府属研究机构科技资源配置效率的6类因素,对中国31个省份的政府属研究机构科技资源配置效率进行测度分析,探讨构成解释高水平和非高水平科技资源配置效率的必要条件。结果发现:政府属研究机构的科技资源配置效率受环境影响,剔除环境因素后西部地区机构的科技资源配置效率下降明显,表明环境因素对西部地区政府属研究机构产生的影响远远大于东部地区;科技资源配置效率是多个条件复杂作用的结果,高水平配置效率的驱动路径有3种,包括人才-环境并驱发展型、配置规模驱动型、基础研究导向型,且三者存在一定的共性,而非高水平配置效率的驱动路径中,除缺乏必要的环境条件支持外,过高的政府资金投入反而是制约科技资源配置效率提升的关键。因此,处于科技资源配置效率较低地区的政府属研究机构不能过度依赖政府财政资金,要不断增加自身的产学研合作深度和广度;同时各地应因地制宜,建立适合本地区政府属研究机构的科技资源配置体系。