进化计算在大规模高维特征选择中的应用综述

随着大数据时代的到来,数据的规模和特征维度呈现爆炸式增长,这给数据处理带来了前所未有的挑战。特征选择作为数据预处理的关键环节,在处理大规模高维数据时显得尤为重要。而进化计算方法因其出色的全局搜索能力和高效的优化性能,越来越多的研究者开始对其进行研究,其在大规模高维特征选择中得到了广泛的应用。本文首先介绍了大规模高维数据处理的重要性;然后简单介绍了部分经典和较新的进化计算方法,并详细介绍了其在大规模高维特征选择中的应用情况;最后对目前进化计算在大规模高维特征选择中存在的问题进行总结,并展望了其未来的发展方向。

城乡建设碳达峰碳中和区域探索与实践——以锡东新城“双碳”先导区为例

本文以锡东新城城乡建设碳达峰碳中和先导区为例,探讨该类片区实现城乡建设碳达峰碳中和发展模式。从介绍国家、省、市碳达峰战略入手,以锡东新城城乡建设碳达峰碳中和先导区2028年碳达峰、2049年碳中和为实施目标,针对其建设发展模式进行论述,探索总结城乡建设碳达峰碳中和先导区发展经验,并指出现存问题及挑战。

振动液柱管中不同尺度水听器灵敏度补偿方法

针对不同尺度的球型和圆管型测量水听器,通过仿真软件COMSOL建立管中声场模型,分析不同尺度水听器对声场的干扰,进而对不同尺度水听器声压灵敏度补偿修正。通过振动液柱校准装置,在校准频段100~1000 Hz对不同尺度水听器灵敏度标定,与补偿后的水听器灵敏度值比对结果表明:水听器的尺寸会扰乱周围声场分布,导致管中声场分布不均匀;当敏感元件尺寸接近声管内径时,圆管型测量水听器甚低频段干扰接近2.28 dB,而高频段干扰最高达5 dB。同尺寸的圆管水听器相较于球型水听器对声场的干扰较大。补偿后的水听器灵敏度不确定度在0.52 dB以内,满足振动液柱法校准的指标要求。

智能车辆转向控制系统设计与仿真

为抑制智能车辆在路径跟踪过程中车辆内部参数变化和外部扰动对控制系统鲁棒性的影响,提出一种递归滑模控制方法。基于二自由度车辆动力学模型,通过引入车辆与期望位置之间的横向误差构造递归滑模面,设计递归滑模控制器。考虑系统不确定性对控制系统鲁棒性的要求,基于径向基函数神经网络设计了估计器,用于反馈回路补偿。与现有控制方法仿真对比,本文中提出的控制方法可以快速跟踪到期望路径且不发生超调,当车辆遭受外部扰动时,可以有效抵抗外部扰动,在跟踪蛇形路径时性能指标提高86.65%,跟踪连续换道路径时提高81.35%,极大改善了系统的鲁棒性和抗干扰性。结果表明,采用该方法可改善无人车辆路径跟踪动态响应性能,能够满足稳定跟踪期望路径要求,具有重要应用前景。

基于n阶S形曲线的SCARA多目标运动规划

为了对SCARA机器人运动过程中产生的振动进行有效抑制,首先,建立了SCARA机器人的简化浮动坐标法动力学模型;然后,利用n阶S形曲线构造了同时对定位时间和SCARA机器人受到的冲击进行优化的多目标优化模型;最后,采用基于Kriging模型的NSGA-Ⅱ算法对优化问题进行求解。得到的多目标优化问题的Pareto前沿表明,四阶S形曲线的定位时间与三阶S形曲线大致相当,但是引起的冲击远小于三阶S形曲线。对优化结果的仿真也表明,以四阶S形曲线驱动的SCARA机器人运行过程更平滑,产生的残余振动也远小于三阶S形曲线。研究表明,四阶S形曲线具备比三阶S形曲线更加优良的振动抑制性能,在工程中具有广泛的应用价值。

中药渣资源化利用探讨

我国是中药生产大国,每年产生的中药渣超过3 000万吨,直接或间接排放处理不仅浪费资源,而且还会导致严重的环境污染问题。中药渣中残留大量的纤维素、蛋白质、脂质及其他多种微量元素,是一种可循环利用的生物质资源,可用于生产有新价值的产品。中药渣的绿色转化可为中药相关企业带来可观的经济效益。本文从中药渣有效成分富集提取分离、生态经济化利用、高附加值化利用3个方面对中药渣的资源化利用进行分析、综述。

基于SolidWorks Simulation的电主轴单元实验平台回转结合部有限元分析

在建立电主轴实验平台虚拟样机模型的基础上,通过SolidWorks、Simulation软件对电主轴单元实验平台回转结合部进行有限元分析,为电主轴单元实验平台的优化设计分析提供参考。

基于差分进化的图像自适应增强方法

图像增强是图像处理中重要的步骤之一,基于非完全Beta函数变换的图像增强办法能够获得较为理想的增强效果.然而合理的Beta函数参数选取一直没有得到很好的解决,常需要人工干预或者计算非常耗时.差分进化算法是一种新型的进化计算方法,具有自适应、自组织等智能特性和强大的寻找优化解的能力.这里将差分进化算法用于Beta函数参数的自适应选取,实现了基于差分进化算法的非完全Beta函数图像增强方法,实际图像增强实验结果表明了该方法的有效性和可行性.

一种基于杜鹃搜索算法的图像自适应增强方法

图像增强是图像处理中关键步骤,基于归一化的非完全Beta函数变换的图像增强具有理想的增强效果。然而合理选取归一化的非完全Beta函数的参数是算法的关键和难点,常需要人工干预或是计算非常耗时。杜鹃搜索算法是一种新型的仿生智能算法,具有自适应、自组织等智能特性,具有强大的寻找优化解的能力。这里将杜鹃搜索算法用于归一化的非完全Beta函数参数的自适应选取,实现了基于杜鹃搜索算法的归一化的非完全Beta函数图像增强方法,实际图像增强实验结果表明了该方法的有效性和可行性。

基于混合杜鹃搜索算法的图像二维熵阈值方法

二维最大熵阈值法利用了图像的空间位置信息具有较好的分割结果,然而大量运算降低了它的效率。提出一种混合杜鹃搜索算法和局部搜索的二维最大熵阈值分割方法。仿真结果表明与基于遗传算法、粒子群算法、差分进化算法优化的二维最大熵阈值方法相比,提出的方法可以快速的获得图像二维最优分割阈值并且能够避免局部最优阈值的情况,显著的降低了基本二维最大熵阈值的执行时间,是一种快速且性能鲁棒的图像阈值分割方法,能够满足图像分割的实时性要求。

一种基于杜鹃搜索算法的聚类分析方法

受初始类中心的影响K-Means算法聚类结果容易陷入局部最优.基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)的改进K-Means一定程度上改善了基本K-Means的性能,然而GA和PSO本身也容易陷入局部最优解.针对上述问题,提出一种新的聚类方法—基于杜鹃搜索算法(Cuckoo search algorithm,CS)的K-Means聚类方法,并将此算法与现有的基于GA的K-Means和基于PSO的KMeans进行比较.实验结果表明:该方法能有效地改善基本K-Means算法易陷入局部极值的缺点,而且全局寻优能力优于基于GA的K-Means和基于PSO的K-Means,是一种性能鲁棒的聚类方法.

高速电主轴单元动态性能试验平台的研发

高速电主轴作为高速机床的核心部件,其动态性能影响着机床的加工精度。为充分了解电主轴单元运转过程中的动态性能及其对主轴加工精度的影响,开发了一套电主轴单元动态性能试验平台。利用该试验平台和LMS数据采集系统,对HMC80加工中心电主轴单元的回转精度、振动、温升进行空载在线实时监测,为高速电主轴单元的动态性能研究和制造安装提供可靠的实验数据参考。

电主轴单元实验平台螺栓结合部动力学模型解析

针对电主轴单元实验平台系统,在铅垂方向上建立其螺栓结合部动力学模型,利用结合面积积分法计算出结合部的特性参数,对螺栓结合部动力学模型进行理论解析,提出减小振幅的措施。

基于传递矩阵法的电主轴动态性能分析

利用传递矩阵法对电主轴进行了简化,并分段建模。对轴系中典型单元的状态进行了数学描述,分析了刀具组件对主轴动力学性能的影响。并以额定转速为15000r/min的立式加工中心电主轴为例进行了动力学分析和计算。

基于双远心镜头的虹膜图像采集方法

信息完整的虹膜图像可以提高不同虹膜间的差异性,有助于提升识别系统的准确性,也有利于分析虹膜纹理的细节特征。但是由于设备、环境和人为等因素的影响,采集到的虹膜图像不可避免地会出现光斑,这些光斑会造成部分虹膜信息缺失。因此,高质量的虹膜图像对整个虹膜识别系统至关重要。文中研究了完整的虹膜图像采集方法,利用双远心镜头其特殊的光学结构和较宽的景深,消除视差和畸变等由镜头带来的影响,并结合图像拼接、融合的方法得到信息完整的虹膜图像。最后将经过该系统得到的虹膜图像与未进行拼接的虹膜图像进行识别匹配的比较实验。结果表明,文中方法得到的虹膜图像有较高的匹配率,并且纹理丰富、信息完整,可以提升识别系统的有效率。

微波治疗耳鼻喉科疾病52例分析

为探讨微波技术在耳鼻喉科的应用范围、程度及前景 ,对微波治疗耳鼻喉科疾病 5 2例的治疗方法、效果进行分析。结果 ,微波在治疗慢性肥厚性鼻炎、过敏性鼻炎、鼻出血、慢性扁桃体炎、会厌囊肿、舌扁桃体肥大等疾病方面效果良好 ,可取代部分传统手术方法。认为微波技术在耳鼻喉科的诸多疾病治疗上具有非常独到的价值 ,且安全、方便。

SMA-摩擦阻尼器对索穹顶结构减震性能分析及设计方法

针对大跨空间结构减震控制问题,采用了一种适用于大跨空间结构的SMA-摩擦阻尼器,该阻尼器将形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)的超弹性特性与摩擦阻尼器的高耗能特性相结合.以天津理工大学体育馆的索穹顶结构为研究对象,通过计算附加模态阻尼比,得到了阻尼器的优先布置位置.基于多尺度有限元模型,研究了索穹顶结构的减震性能及SMA-摩擦阻尼器在地震中的力学性能.结果表明:在天津理工大学体育馆索穹顶结构中,阻尼器应优先替换内圈撑杆.随着地震动强度由0.07g增至0.40g,阻尼器滑动位移提升,减震性能增强,跨中节点竖向峰值加速度减震率平均值由11.97%增至30.35%,跨中节点竖向峰值位移减震率平均值由27.46%增至37.10%,杆件峰值应力减震率平均值由8.29%增至11.55%.该索穹顶结构一阶自振频率较低,与长周期地震动的傅里叶幅值集中区域接近,在长周期地震动下会有更大的动力响应,导致阻尼器滑动位移变大,耗能能力增强,结构竖向峰值加速度减震率和杆件峰值应力减震率平均值可达36.85%和15.13%,减震效果优于普通地震动.最后,对影响阻尼器滞回性能的力学参数高强螺栓预紧力和合金丝数量进行参数化分析,并结合阻尼器在结构中的受力,得到了阻尼器的力学参数设计方法,可供实际设计时参考.

热应激对母猪繁殖性能的影响及其作用机制

热应激可对母猪繁殖性能造成负面影响,这种影响在子代猪生长发育的特定时间仍能显现出来。热应激对母猪妊娠不同阶段的影响是不一样的,其中妊娠早期母猪对热应激敏感。这其中涉及的作用机制包括热应激导致的内毒素(LPS)直接和间接性作用于卵巢,使得促黄体素、促卵泡素以及雌激素等激素的分泌紊乱阻滞了胚胎形成;而机体内高浓度的胰岛素则激活了磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)信号通路,介导了卵母细胞的凋亡,在热应激状态下自噬和细胞凋亡则帮助了机体对有限的能量和物质的重新利用,同时对有毒物质进行清除。本文综述了热应激对母猪繁殖性能的影响以及其中的作用机制,可为热应激的防控提供一些理论上的指导。

基于差分进化的二维熵图像分割

二维熵图像分割方法利用图像的局部空间信息,分割结果优于一维熵分割法,但计算效率较低.遗传算法和粒子群算法等最优化算法能提高二维熵图像分割方法的效率,却不能保证获得全局最优阈值.为此,提出一种基于差分进化算法的二维熵图像阈值分割法,用局部搜索策略提高搜索最优阈值的精度.实验表明,所提出的方法有良好的鲁棒性,能保证获得最优阈值.与基本的二维熵图像分割法相比,分割速度有很大的提高.