基于改进ShuffleNet v2的轻量化番茄叶片病害识别

番茄大面积种植导致叶片部位被病虫害侵蚀面积不一、侵蚀种类多样化等问题,为了满足在资源有限的硬件设备上实现对番茄叶片病害准确识别,提出改进ShuffleNet v2模型。首先对基本单元进行改进,提出SA-stage模块,使模型密切关注叶片相关特征信息的同时减小了参数量和计算量;其次提出LFN轻量化特征融合模块,实现浅层和深层网络的上下文信息交互;接着引入RFB-s轻量化特征增强模块,增强小目标病害的特征提取;最后将SPD-Conv代替普通卷积和最大池化层,降低图像分辨率的同时保留了番茄叶片病害小目标的细粒度信息。试验结果表明,改进ShuffleNet v2模型在10种番茄叶片病害图像上进行测试,准确率和平均召回率分别达到了96.55%、96.40%,较原模型分别提高了4.44、3.70百分点;参数量和计算量分别为348154、38.75 MB,较原模型分别减少3888、3.88 MB。相比于其他分类模型AlexNet、ResNet50、MobileNet v3等,改进ShuffleNet v2模型不仅准确率最高、参数量和计算量最小,而且权重最小,仅为1.51 MB。该研究提出的改进ShuffleNet v2模型具备在资源有限的移动设备上部署的条件,满足实时、准确地识别番茄叶片病害。

基于改进YOLOv7的苹果表面缺陷轻量化检测算法

针对如何提高苹果表面缺陷的检测速度和精度,解决模型内存占比大的问题,提出一种基于改进YOLOv7的苹果表面缺陷轻量化检测算法。首先引入GhostNetV2作为YOLOv7网络的backbone,有效降低了模型复杂度,提高了检测速度。并引入SimAM无参注意力机制,以强化不同深度的特征信息。使用双向加权特征金字塔结构BiFPN进行加权特征融合,进一步提升苹果表面缺陷的检测精度。最后采用ECIOU损失函数来计算边界框损失,进一步提高模型收敛速度和整体性能。结果表明,改进YOLOv7模型在苹果表面缺陷检测上mAP@0.5较原YOLOv7网络提高2.0百分点,准确率和召回率也分别提升了1.7、3.9百分点,模型减小20.8 MB,速度提升36.43帧/s。其综合性能也优于SSD、CenterNet等主流算法,可实现对苹果表面缺陷的快速准确诊断。

基于改进SSD模型的柑橘叶片病害轻量化检测模型

针对当前目标检测算法存在模型占比大,对柑橘叶片病害检测速度较慢、精度较低等问题,提出了一种基于改进SSD(single shot multibox detector)的柑橘叶片病害轻量化检测方法。引入了轻量化卷积神经网络MobileNetV2作为SSD网络的骨架,以减小模型规模、提高检测速度。引入感受野模块(receptive field block,RFB)来扩大浅层特征感受野,以提高模型对小目标的检测效果。并引入CA(coordinate attention)注意力机制,以强化不同深度的特征信息,进一步提升柑橘叶片病害的识别精度。结果表明,与VGG16-SSD相比,改进模型(MR-CA-SSD)在柑橘叶片病害检测上平均精度均值(mAP)提升4.4百分点,模型占比减小52.3 MB,每秒检测帧数提升3.15。MR-CA-SSD综合性能也优于YOLOv4、CenterNet、Efficientnet-YoloV3等模型。该改进模型可实现对柑橘叶片病害的快速准确诊断,有助于对病害部位及时精准施药。

面向电-气综合能源系统的MEAV抗差状态估计法

为了实现电-气综合能源系统更为协调精确的状态估计,参考电网状态估计方法,基于最大指数绝对值(Maximum Exponential Absolute Value,MEAV)状态估计建立了电力-燃气网络的稳态模型。采用牛顿法作为基本算法,对系统进行能流计算以及MEAV等价模型的求解。最后,通过30个电网节点和22个燃气节点的耦合系统的仿真实验,验证了所提出的方法在获得电-气互联网络准确运行信息和抑制不良数据方面的能力。

基于改进下垂控制的储能单元控制策略研究

传统的直流微电网下垂控制只适用于集中式通信系统中容量相同的储能单元,并且会造成电压偏移。为了解决这些问题,文中提出了一种改进的下垂控制策略。通过引入储能单元的荷电比和容量比来设计储能单元的下垂系数,使储能单元的下垂系数与荷电状态(state of charge,SOC)和容量相对应;采用一致性算法来进行储能单元间通信,提高系统的稳定性;同时针对下垂控制带来的电压偏移采用模糊比例积分(proportional integral,PI)进行补偿。建立仿真模型,验证了改进策略与传统下垂控制相比的有效性。仿真结果表明,该控制策略可以加快荷电状态平衡,同时能够提高系统稳定性,减少母线电压偏移。

页岩气析出过程中的H同位素分馏及地质意义

通过长时间储层温度下页岩气现场解吸实验,揭示页岩气析出过程中气体赋存状态变换与气体组分及甲烷H、C稳定同位素的关联性。结果表明,与解吸气甲烷C同位素(δ^(13)C_(1))早期变化幅度较小、后期持续变重的现象不同,甲烷H同位素(δD(CH_(4)))具有先变轻后变重的规律,且在解吸至40%~50%阶段后与δ^(13)C_(1)变重同步。依据δD(CH_(4))变化规律及页岩含气性、气体渗流特征,可将页岩气析出过程划分为游离气压差渗流、游离气渗流–吸附气解吸扩散共存和吸附气解吸扩散3个阶段:阶段Ⅰ裂隙及基质孔隙中的游离气在压差作用下渗流,产出页岩气的δD(CH_(4))和δ^(13)C_(1)基本不变;阶段Ⅱ游离气渗流与吸附气解吸扩散共存,质量较轻的12CH_(4)优先脱附,吸附气的补给使产出气体的δD(CH_(4))显著变轻(变轻4‰~10‰),而δ^(13)C_(1)变轻的现象不显著;阶段Ⅲ析出的气体主要来自吸附气解吸,受吸附–解吸和扩散作用的共同影响,产出气体的δD(CH_(4))(变重15‰~20‰)和δ^(13)C_(1)(变重21.9‰~32.9‰)显著变重。δD(CH_(4))对页岩气析出过程气体赋存状态变换的响应比δ^(13)C_(1)更敏感和有效,因此有望建立一种基于页岩气析出过程中δD(CH_(4))变化规律预测页岩气产量的定量评价方法。

基于改进YOLOv5的印刷电路板缺陷检测

为解决印刷电路板缺陷检测中缺陷类别易混淆,缺陷目标微小难以检测的问题,提出了一种改进的YOLOv5检测模型。在骨干网络引入Swin-Transformer架构,获取局部和全局信息的多尺度特征。增加一个针对小目标的预测特征层,新的多尺度特征融合和检测结构使模型学习更加全面的特征信息。使用ECIoU_Loss作为损失函数,实现电路板缺陷检测速度和准确率协同优化。实验结果表明,改进后的YOLOv5模型在PCB Defect数据集上的平均准确率为98.7%,达到了99.7%的预测精确率和97.4%的召回率,比当前主流的检测模型性能更优越,改进后的YOLOv5模型能更有效的对电路板缺陷进行分类和定位。

基于ESO的高超声速飞行器姿态鲁棒控制

针对高超声速飞行器快时变、强耦合、非线性的特点,为提高其抗干扰性能和姿态角快速跟踪性能,提出了一种基于扩张状态观测器的三通道姿态角鲁棒控制方法。首先,根据高超声速飞行器动力学模型,给出面向姿态角的控制模型;其次,利用扩张状态观测器对总扰动包括通道间耦合作用、参数不确定性及外部扰动进行估计补偿,并结合神经网络最小参数学习法设计姿态控制律,采用Lyapunov理论完成闭环稳定性分析;最后,仿真结果表明所提控制策略具有更好的控制性能和抗扰能力。

闪蒸气压缩机组故障诊断系统研究

闪蒸气压缩机组作为海洋油气资源开采过程中的重要装置,因存在较高的故障率而受到广泛关注,其实时的故障诊断具有重要意义。为此,通过对机组中存在的常见故障类型和现有的诊断技术进行归纳,设计了一种以LabVIEW为主体框架的闪蒸气压缩机组实时故障诊断系统,其能够有效地用于进行机组内关于洗涤器、压缩机、冷却器和控制阀等设备的全局故障分析识别。该系统基于多数据分析的逻辑树模型建立,其中包含多种数据处理分析方法,适合用来对机组运行的温度、压力和液位数据进行处理分析,从而实现机组内各装置的故障诊断。

基于改进量子遗传算法的光伏智能楼宇负荷优化

针对楼宇用电负荷优化的问题,考虑用电成本、储能折损、用电舒适性和电网侧峰谷差波动的因素,提出一种多目标动态规划的办公楼宇负荷优化模型。结合分时电价建立楼宇净用电成本最小的目标函数,采用改进旋转门动态调整的量子遗传算法进行求解,通过动态调整量子旋转门,改变量子态的概率,提高了量子遗传算法求解的精确度;在保证得到全局最优解的同时完成负荷优化和供给侧的能量调度。实验结果表明,所提算法保证了用电舒适性,有效降低了楼宇用电成本和储能装置的折损费用,具有良好的经济收益;在降低峰谷差方面也起到了较好的效果。

基于霍夫减影的变电站指针仪表读数识别

随着变电站智能化的不断提高,仪表自动读数成为未来的发展趋势。针对仪表图像受光照影响大、表盘背景复杂、对比度低和变电站自身的特点,提出一种基于霍夫减影的变电站指针式仪表读数。利用基于梯度的霍夫圆检测算法提取表盘圆心;利用减影法定位指针;利用模板匹配算法提取表盘特征刻度值;通过判断指针与刻度的相对位置计算读数。实验结果表明,算法受环境背景干扰小,识别精度高。

低应变法与数值模拟在桩基检测中的综合应用

以某集团科研楼工程为背景,利用ABAQUS软件进行实验模拟,并将模拟结果与实际检测结果进行详细对比,主要目的是验证优化的数值模型在桩基完整性检测中的可靠性,并为工程检测提供波形参考。结果表明:建立的完整桩数值模型成功模拟了实际检测的速度时域波形,波形曲线规则且光滑,存在明显的入射波和桩底反射波,入射波与桩底反射波同相,是明显的完整桩反射波形;模拟波速数值与实际检测波速相差低于1%,高度的一致性说明采取的模拟方法贴合工程实际。同理,建立某工程扩径桩的数值模型,结果表明:扩径位置与实际位置相差5.9%,反射波波形较为平滑,有明显的入射波和桩底反射波,缺陷处有清晰的反射信号;入射波与桩底反射波同相,扩径缺陷处反射波与入射波反相,根据整体波形可以判断出缺陷类型与位置。

双基坑开挖对中间既有建筑物的影响

以某基坑开挖工程为研究背景,通过MIDAS/GTS分析双基坑同时开挖和单独依次开挖时对中间建筑物的影响机制。研究结果表明:单独依次开挖相对于同时开挖,基坑围护结构变形最大位移值比同时开挖少了45%左右,建筑物筏板沉降位移值比同时开挖多了50%~111%左右。通过数据模拟分析出两种不同开挖方式对建筑物的最不利位置,比较出两者的差异,优化施工步骤,从而保证建筑物的安全。本双基坑开挖的研究可为此类工程提供参考。

不同加固方式对RC框架抗连续倒塌性能的影响研究

为研究不同加固方式对钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌能力的影响,建立钢筋混凝土框架有限元模型进行对比分析。用五种不同加固方式分别加固,并模拟结构中柱遭遇偶然荷载后失效情况,对其进行非线性静力分析。ABAQUS模拟结果表明:加腋梁有利于节点区塑性铰的转移,使得框架在梁机制阶段的承载能力明显提升;粘贴碳纤维加固法、粘贴玻璃纤维加固法和增大梁截面加固法在悬索阶段对承载能力有所提升;增大柱截面加固法对抗连续倒塌能力提升很小。考虑材料成本及实际施工情况,各加固方式综合效益由高到低依次为:加腋梁加固法、粘贴玻璃纤维布加固法、粘贴碳纤维布加固法、增大梁截面法加固法、增大柱截面法加固法。

不同槽口位置对石材幕墙的影响

以阜阳某大理岩石材幕墙项目为背景,采用Abaqus软件研究风荷载对不同尺寸幕墙石板的影响机理。结果显示:槽口距板边缘距离对槽口处应变影响小,但导致石板位移波动,70~80 mm范围内变形最大,达到3%;槽口距板边缘距离对应力影响大,随着距离增加,应力呈“山峰”型曲线,90 mm处峰值最大;适当增加槽口距离可提高应力值,但超出范围则会导致应力下降,位移平均值接近90 mm。通过数值模拟方法分析了石板的应力应变变化规律,有助于评估石板结构的稳定性和安全性,对类似工程提供了技术参考。

临淮关淮河大桥承台大体积混凝土温度控制与数值分析

裂缝控制是桥梁承台施工中的关键技术,其质量直接关系到整个桥梁的安全运行。然而,在承台浇筑过程中,由于混凝土体积大、温度变化大等因素,容易导致混凝土承台产生温度裂缝,影响承台的使用寿命和安全性。本文以临淮关淮河大桥施工项目为背景,通过MIDAS/FEA建立大体积混凝土承台有限元模型进行混凝土温度场的模拟分析,将仿真计算结果与实测温度进行对比验证模型的合理性,通过布置冷却水管、蓄热法养护等措施可明显降低外部环境温度的直接影响,将大体积混凝土承台浇筑阶段最大温度差控制在合理范围,减少混凝土承台温度裂缝的产生。

大跨度下基坑支护结构体系受力及变形分析

以中国科学院临床研究医院为工程背景,采用排桩与斜支撑相结合的支护体系,运用ABAQUS有限元软件建立本构模型,重点分析医院基坑施工过程中桩顶水平位移与斜支撑轴力的变化规律,并改变其斜支撑间距,分析对其造成的影响。首先模拟得到桩顶水平位移与斜支撑轴力,发现桩顶水平位移与斜支撑轴力均随着基坑开挖深度的增大而增大,最大值均发生在基坑开挖深度10 m处,桩顶水平位移的最大值为24.13 mm,斜支撑轴力最大值为600.85 kN,均未超过预警值;再对比现场监测数据,发现两者变化规律基本一致,验证了数值分析的有效性;最后改变其斜支撑间距,分别设置为6、8、10 m,并与原斜支撑间距进行对比,通过分析,发现原工程方案斜支撑间距设置最为合理。

带有偏移角的型钢混凝土梁-柱节点抗震性能研究

为了研究带有偏移角型钢混凝土梁-柱节点的抗震性能,采用数值模拟方法,以6°为步长,建立了从0°到30°的6个边节点模型,进行了低周往复荷载下的拟静力试验,对各边节点的破坏形态、承载能力、滞回性能等进行了分析。结果表明:在往复荷载作用下,各边节点的梁端都形成了塑性铰并发生了破坏,但等效塑性应变区域向偏移侧转移;边节点偏移角的增加对滞回曲线的形状没有明显影响,但会提高节点的承载能力和耗能能力,导致骨架曲线外扩。

腹腔镜脾切除术在外伤性脾破裂中的应用价值

目的探讨在外科临床中极其常见的脾破裂患者中使用腔镜技术进行脾脏切除的优缺性。方法回顾分析云南省保山市第二人民医院在2012年5月至2022年10月期间普外科收治的外伤性脾破裂患者61例。所收集的资料中有25例患者行腹腔镜脾切除术(LS),将其纳入观察组;有36例患者行开腹手术(OS),将其纳入对照组。利用倾向性评分按1:1比例匹配,最终LS和OS各纳入25例。观察组(LS组)中男性患者16例,女性患者9例,年龄(43.92±21.24)岁,年龄范围在16~75岁;对照组(OS组)中男性患者19例,女性患者6例,年龄(35.20±16.28)岁,年龄范围在14~65岁。比较2组手术全期各项指标(出血量、术后镇痛时间、手术时间等)以及住院费用、术后并发症等。结果经过倾向性平分后2组基线资料满足可比性要求。LS组手术时间(157.16±43.47)min、腹腔积液98.00(50.00,100.00)mL、术中出血量800.00(500.00,1000.00)mL、术中输血量450.00(400.00,601.25)mL、术后首次排气(40.32±13.36)h、术后首次下床时间48.00(48.00,72.00)h、引流管拔除时间(72.96±21.33)h、术后镇痛时间24.00(24.00,48.00)h、住院时间12.00(10.00,14.00)d,优于OS组手术时间(184.20±63.14)min、积液量100.00 mL(100.00,200.00)、术中出血量1000.00(800.00,1750.00)mL、术中输血量1200.00(461.00,1200.00)mL、术后首次排气(58.56±18.43)h、术后首次下床时间72.00(48.00,120.00)h、引流管拔除时间(102.72±43.00)h、术后镇痛时间48.00(36.00,96.00)h、住院时间14(11.50,17.00)d,数据差异均有统计学意义(P<0.05)。LS组住院费用2.18(1.68,2.58)万元略高于OS组住院费用1.77(1.51,2.18)万元,但整体差距不大。结论LS在手术时间、术中控制出血量、术中输血量、术后排气、术后下床时间、镇痛药使用时间、腹腔积液、术后并发症等方面均相对于OS有优势,更加有利于患者恢复并且提升预后生存品质,更符合现代医学发展。

页岩气储层可压裂性评价技术

从页岩气储层岩石的脆性指数、断裂韧性、岩石力学特性3个方面,对中国页岩气储层可压裂性评价技术进行了研究。根据弹性模量与泊松比的分布范围,建立了适用于四川盆地下志留统龙马溪组页岩的脆性指数预测模型;总结了室内实验测定和利用测井数据计算页岩储层Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性的计算方法;初步建立了以弹性模量E、泊松比μ、单轴抗拉强度St三项岩石力学参数为自变量,可压裂指数Frac为因变量的可压裂性评价方法;绘制了可压裂指数立体图版,据此评价页岩气储层压裂的难易程度,弹性模量值越高,泊松比和抗拉强度值越低,则Frac值越高,反映储层越容易被压裂。根据地震测井和垂直地震剖面(VSP)等资料,结合室内实验校正,获取整个储层的岩石力学参数后,可以计算任意处的可压裂指数,建立储层可压裂性立体分布图。