面向自动语音识别系统的对抗样本生成方法

通过对系统进行对抗攻击可以检测系统漏洞,进而提高系统鲁棒性。然而,对抗攻击前往往需要系统的参数信息,这使得攻击条件受限。为此,结合一种新的量子粒子群优化算法,提出一种黑盒有目标对抗攻击方法。该方法通过在原始样本中添加微小噪声,构造差异化粒子群,作为初始对抗样本种群;基于记忆搜索的领域重分布策略得到当前种群的全局最优粒子,从而生成初始对抗样本;融入扩维和自适应权重位置更新,使得种群更接近目标;根据对抗样本与目标语句的编辑距离,继续优化初始对抗样本,生成最终对抗样本。为了验证方法的攻击效果,在GoogleSpeech、LibriSpeech以及CommonVoice数据集上,对语音识别模型DeepSpeech进行实验,将目标语句设置为不同场景中的常见语音指令。实验结果表明,提出的方法在三个数据集上成功率都优于对比方法,其中在Common Voice数据集上的成功率比对比方法提升了10个百分点。同时,召集志愿者对生成的对抗样本噪声强度进行主观评估,其中82.4%的对抗样本被志愿者判断为没有噪声或噪声很小。

重复注气压降法煤层渗透率模型与原位测试研究

煤层渗透率作为衡量瓦斯渗流与抽采难易程度的重要指标,对其进行准确测定具有重要意义。针对现有方法计算渗透率测试周期长、结果不稳定、模型不完善等问题,研究煤层渗透率的快速准确测定方法及相应的计算模型。基于煤层中气体径向不稳定流控制方程,结合不同压差下气体在煤层中的体积流量方程,建立可利用全区间压降数据测定煤层渗透率的注气压降计算模型。应用COMSOL数值模拟软件的达西渗流模块对模型进行求解,针对现场工程设计中可对压降曲线产生影响的测压气室长度进行单变量处理,根据模拟结果分析钻孔的测压气室长度可设计为2.0 m。根据数值模拟结果进行现场布置,搭建井下重复注气压降试验系统,结合煤层瓦斯赋存条件和巷道条件施工两组穿层钻孔,对2个测点分别注入两次高于煤层瓦斯压力的补偿气体进行渗透率原位测试,测试周期分别约为6 d和17 d,第2轮测试的注气压力高于第1轮。结合理论推导验证了注气压降过程中煤层瓦斯的雷诺数均处于线性达西渗流段,瓦斯在煤层中的渗流符合达西定律,满足计算模型的假设。与传统煤层渗透率计算方法进行了比较,结果表明:本方法和径向流量法的计算结果基本一致,可以满足实际工程需要。重复注气压降法的测试结果稳定可靠,具备快速测定的优点。

响应面法优化生防暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵参数

【目的】优化暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵培养基组分配比和发酵条件,以提高其对马铃薯干腐病菌的抑菌活性,为后续相关生防制剂的工业开发及农业应用打下理论基础。【方法】通过单因素试验筛选菌株JZ1-4-10生长的最佳碳源、氮源、无机盐及适宜浓度,通过响应面法获得菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配比,在此基础上优化菌株JZ1-4-10的发酵温度、pH、接种量、装液量和摇床转速等发酵条件。【结果】菌株JZ1-4-10的最佳碳源、氮源和无机盐分别为玉米粉、大豆蛋白胨和KCl。以玉米粉(A)、大豆蛋白胨(B)和KCl(C)为因变量,菌株JZ1-4-10对马铃薯干腐病病原菌茄病镰刀菌的抑菌活性为响应值,拟合得到菌株JZ1-4-10抑菌率(y)的二次多项回归方程为y=64.02+0.4937A+2.31B-2.19C-1.17AB+138AC-1.81BC-4.73A2-4.58B2-3.86C2,其中,玉米粉、大豆蛋白胨和KCl间的交互作用对菌株JZ1-4-10抑菌活性的影响均达显著水平(P<0.05),尤其玉米粉与KCl及大豆蛋白胨与KCl的交互作用对抑菌活性的影响达极显著水平(P<0.01)。响应面分析优化得到菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配方:玉米粉0.94%、大豆蛋白胨1.23%、KCl 0.72%,且该条件下菌株JZ1-4-10的抑菌活性的实际值为65.20%,与试验预测的64.63%非常接近。经单因素优化后菌株JZ1-4-10的最佳发酵条件为装液量90 mL/250 mL、接种量1.5%、摇床转速160 r/min、培养温度30℃、pH 7。【结论】优化后的培养基提高了菌株JZ1-4-10的产孢量和抑菌活性,优化的发酵方案可用于快速、大批量培养菌株JZ1-4-10菌悬液。

基于SHEPWM调制的电力机车全速度运行策略及切换方法研究

电力机车功率大、直流侧电压高、开关频率低、运行速度快,针对牵引状态下电机电流谐波含量大、转矩脉动大、定子发热等问题,研究了电力机车在整个运行速度范围内的调制策略。提出了电力机车调制方式由异步调制切换至同步SHEPWM调制然后再到最大电压利用区(方波调制)的策略。理论上分析推导了减小切换电流畸变的方案,针对该策略和方案进行了仿真研究并在异步电机小功率实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果表明,所提出的调制策略可以作为电力机车全速度范围调制策略,切换方案能够减小电流谐波含量,提高电压利用率,使电力机车在全速度范围内平稳运行。

塑性成形中的六面体网格划分与重划分技术

基于材料成形中三维单元数值模拟分析的重要性 ,对四面体网格划分存在的弊端 ,提出了有效的六面体网格划分与重划分方法 ,以及划分与重划分的判据。最后以有限元模拟软件MSC SuperForm为平台 ,应用六面体离散法对铝材挤压变形进行模拟分析 。

天然气膨胀预冷混合制冷剂液化流程操作条件优化

为获得液化流程最优性能,确定液化流程能耗水平,探究将其应用于城市天然气调压站调峰型液化天然气装置的可行性,对天然气膨胀预冷混合制冷剂（NGE-MR）天然气液化流程的操作条件进行了优化.建立了NGE-MR液化流程模拟及优化模型,分析了混合制冷剂组成、混合制冷剂循环高压压力等主要操作条件对流程性能的影响,在此基础上以比功耗最低为优化目标,采用定压比优化方法,对NGE-MR液化流程的操作条件进行了优化.结果表明：3种压比（10、9、8）下NGE-MR天然气液化流程的最优混合制冷剂组成基本相同,各组分摩尔分数分别为2％（N2）、32％（CH4）、60％（C2H6）、6％（C3H8）,最优混合制冷剂组成与压比相关性不大;NGE-MR液化流程的最优比功耗随压比的降低而逐渐降低,但幅度很小,基本维持在0.225～0.230 kW·h/kg,较C3-MR及级联式天然气液化流程分别降低23.9％和34.4％.NGE-MR液化流程节能优势明显,适用于城市天然气调压站的调峰型LNG装置,可高效节能地生产LNG并用于城市天然气调峰.

高分辨率傅里叶变换红外光谱反演环境大气中CO_2浓度的质量优化方法

高质量的CO_2反演结果有助于准确认知其源汇信息、预测未来气候变化趋势及提升全球碳循环的理解。基于非线性最小二乘光谱拟合技术,研究地基高分辨率傅里叶变换红外光谱反演环境大气中CO_2浓度的反演产品质量优化方法。借助O_2窗口的反演结果,将CO_2柱浓度转化为柱平均干空气摩尔分数(column-averaged dry air mole fraction,XCO_2),能有效修正系统共有误差;采用一种经验修正模型,能有效修正与大气质量因子相关的虚假日变化;通过建立一定的红外光谱筛选法则,能有效控制XCO_2反演产品质量。以一天的典型观测结果为例,对产品质量优化前后的反演结果进行了对比,优化后反演误差减小了60%,以正午为中心两边各取一小时计算了XCO_2的反演精度,为0.071%(相当于0.28ppm),符合TCCON(total carbon column observing network)规定的<0.1%精度范围。

预条件GMRES(m)算法在大型浮体水动力边界元分析中的应用

针对大型浮体水动力边界元分析产生的复系数线性方程组结构复杂,直接方法难以求解或者求解费时的问题,提出一种带有预条件技术的重启动型GMRES算法.选取2种不同的预条件处理技术对方程组系数矩阵进行预处理,通过具体算例给出2种预条件方法的数值比较.数值试验表明,对于大型浮体水动力边界元分析产生的复系数线性方程组,带有不完全LU分解预条件处理技术的GMRES(m)算法求解效率最高,优于直接解法.

基于hp自适应伪谱法的变后掠翼导弹弹道优化设计

为了提高变后掠翼导弹的终端速度,对其末端弹道优化问题进行了研究。基于终端速度最大,采用后掠角和攻角双变量优化方案,建立了在动压、过载及边界条件等多约束条件下的弹道优化模型。鉴于全局伪谱法在解决复杂多约束条件下最优控制问题存在的局限性,采用将全局伪谱法与hp型有限元法融合的hp自适应伪谱法,将弹道优化问题转化为非线性规划问题,并将仿真结果与已有的粒子群算法的最优弹道对比,验证了模型和方法的正确性。结果表明,采用hp自适应伪谱法得到的最优弹道在保证了较高的命中精度的前提下,能够以更高的终端速度和更佳的弹体姿态攻击目标。

基于多尺度融合和轻量化网络的无人机目标检测算法

针对在游乐场、公园等公共安全区域因无人机的尺度变化实时检测困难和计算资源有限的问题,提出一种网络动态实时检测无人机方法YOLO-Ads,以增加网络对无人机尺度变化的鲁棒性.首先自主构建了无人机数据集;其次将轻量化网络作为主干建立一个新的MDDRDNet网络,减小模型计算的复杂度,并且引入协调注意力机制模块,加强网络对空间和通道的关注度;然后采用均值聚类算法,重新生成先验框,在先验框的选择上结合多探测头和多数据集的寻优办法,使重新生成的先验框与无人机更加匹配;然后基于特征融合和残差思想建立一个新的探测头以适应更小尺度无人机的检测;最后,在检测模块中引入类激活映射模块生成热力图,以观察网络对无人机尺度变化的敏感程度,同时与当前主流网络SSD、CenterNet、YOLOv5、YOLOx等和不同主干网络ResNet、EfficientNet、VGGNet等进行对比实验.实验结果表明,新提出的算法在尺度变化的无人机检测上平均精度达到96.62%,相较YOLOv4算法提高了1.88%;检测速度为每秒47帧,相较YOLOv4算法提高了19帧;模型所占内存大约为10.844 M,约为原内存的六分之一,体现了该方法的有效性和鲁棒性.

钢结构焊缝连接腐蚀后性能研究

采用湿热法加速腐蚀方法获得对焊腐蚀试件,借助显微法检测出腐蚀后焊缝表面蚀坑深度,利用腐蚀损伤度和局部腐蚀深度解决了焊缝表面蚀坑的表征问题.通过对接焊缝连接性能的试验,建立了腐蚀损伤度、局部腐蚀深度与连接性能之间的关系.

变压器绝缘老化的智能化诊断

详细介绍了油浸式变压器绝缘老化智能化诊断的分析模型,进一步阐述了专家系统在变压器绝缘老化诊断方面的应用,并以实例论证了该专家系统的可行性和有效性.

优化牛乳制品中黄曲霉毒素M1检测方法的研究

本研究建立了可替代现有黄曲霉毒素M1免疫亲和柱的液液萃取方法，优选了合适萃取液以及萃取条件，使操作方法简单易行。具体步骤为：选择优化高效液相色谱仪测定条件，包括流动相类型、流速等条件，然后用优化的检测方法对加标后的黄曲霉毒素M1及其加标回收率、相对标准偏差、相关系数进行测定。结果显示，待测组分线性关系良好，加标回收率分别在91．2％-105．5％，相对标准偏差在1．90％-2．84％之间，纯牛奶和乳粉的线性相关系数分别为0．9979、0．9951。表明本方法结果准确、重复性好，可用于牛乳制品中黄曲霉毒素M1含量的测定。

大型集装箱船拖曳水池敞开式风场中风阻试验与数值计算

就拖曳水池开展了风场研究,对敞开式风场风阻试验进行了可行性验证.在此基础上,对一缩尺比为1.0∶87.5的3 100箱集装箱船模进行了风阻测试与集装箱布置优化分析,结合一系列布置方案试验结果以及计算流体力学CFD数值模拟计算,讨论了集装箱布置对船舶风阻的影响.结果表明:敞开式风场中风阻试验是一种简单有效的新式测量方法;试验结果与CFD及ITTC推荐公式进行了交叉验证,具有一定可靠性,CFD在精度与细节模拟上效果更佳;布置优化可以有效减少大型集装箱船风阻.

Gd2O3掺杂量对Ce1-xGdxO2-δ电解质导电性能的影响

在500~700℃时,Gd2O3掺杂CeO2具有较高的离子电导率,从而被广泛应用于中温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)中.但在SOFC运行时,在电池的阳极侧Ce4+会被还原成Ce^3+,产生电子泄露现象,从而造成SOFC电池性能的衰减.采用溶胶-凝胶法成功制备Ce1-xGdxO2-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,摩尔分数)固体电解质,研究不同Gd3+掺杂量对GDC电解质总电导率和电子电导率的影响,同时对总电导率、电子电导率与温度、氧分压之间的关系进行分析.结果表明:测试温度为750℃、Gd^3+掺杂量为0.20时,GDC电解质的总电导率最大,达到8.59×10^-2 S·cm^-1;电子电导率随着Gd^3+掺杂量的增大而降低,当Gd3+掺杂量为0.10、测试温度为750℃时,GDC电解质的电子电导率最大,为6.47×10^-4 S·cm^-1.Gd2O3掺杂量为0.20的GDC电解质具有最高的总电导率和较小的电子电导率,从而突显出最高的离子电导率.

沉积岩磁倾角浅化校正方法

在沉积岩的古地磁数据统计中,记录的磁倾角数据普遍存在浅化现象。通过综合分析E/I法、非滞后剩磁各向异性法和等温剩磁各向异性法原理及其研究实例,总结沉积岩磁倾角校正浅化的一般流程。

课本习题二次开发 培养学生科学素养

对教材习题进行合理开发与利用,通过一题多解不仅使知识融会贯通,而且提升了思维品质,有利于学生形成良好的科学素养.大胆地假设理想数据,揭示了误差的根源,在实验无误差的理想情况下,各种方法都是等价的.规律方法无过错,都是测量惹的祸.

一种新型圆极化可重构天线

本文利用最大功率传输效率法(MMPTE),通过4个相同左旋圆极化贴片单元作为子阵来实现阵列天线圆极化可重构。通过在被设计阵列(作为发射阵列)远场区引入极化控制接收天线,可以将整个收发系统看作一个无线功率传输系统,这样就可以把阵列天线的设计问题转换为一个天线之间的传输效率最优化的问题。通过调节接收天线的极化方式和接收位置,可控制被设计阵列的极化方式和扫描角度。与传统做法不同的是,被设计阵列单元的极化方式确定时,通过改变接收天线的极化方式,阵列还能产生与单元极化相反的极化方式,同时两种极化方式所得的增益差距在1 dBi以内。本文以中心频率在2.45 GHz的左旋圆极化单元组成的十六单元阵列为例,说明如何实现阵列左右旋极化的可重构以及+/-60°的扫描功能。

有界导数法在多时间尺度问题中的应用

本文综述了有界导数法在多时间尺度问题中的应用，Ｋｒｅｉｓｓ等提出的有界导数法及其在大气和海洋运动方程的初始化和推导简化系统等方面很有实用价值，它可以使方程的初始化过程扩展到适用于赤道和局部区域模式；各种简化系统可克服原始方程的不对称性所造成的精度限制，并可形成适定的初边值问题，此外还同其他方法作了比较，也给出了部分数值结果。

电动汽车用双层永磁体IPMSM解析与优化设计

为准确快速地获取气隙磁密波形,采用等效磁路法对双层永磁体结构内置式永磁同步电机(IPMSM)气隙磁场进行了解析计算。考虑到定子开槽效应的影响,利用改进的卡特系数修正气隙长度。为降低气隙磁通密度波形畸变率和转矩脉动,引入了一种Taguchi方法对电机铁心进行多目标快速优化设计分析。利用有限元仿真分析与数值计算,阐述了双层永磁体IPMSM多变量和多目标优化设计过程。分析表明,优化后的双层永磁体IPMSM输出转矩提升2%,转矩脉动减少2.77%,空载气隙磁密谐波畸变率降低4.28%。试制样机验证了有限元的可靠性和理论分析的有效性。