基于结构重参数化的权重嵌套式教师-学生网络

教师-学生网络在知识蒸馏、知识扩展、域自适应以及多任务学习等领域的应用中均已取得显著成果且成为重要的框架或范式。在不同的应用场景中,教师-学生网络拥有不同的优化方向。本文针对半监督应用场景下的知识扩展任务提出了一种权重嵌套式教师-学生网络模型。该模型借鉴结构重参数化方法,将学生网络设计为结构重参数化网络,并进一步以其主干分支作为教师网络,实现教师网络和学生网络的嵌套。由于教师网络和学生网络的主干分支共享权重,因此本文所提出的框架可以大幅地缩减传统教师-学生网络模型的参数量以及对显存的要求。为了验证本文提出的框架在半监督设定下的有效性,我们在Food-101数据集上进行了对比实验。实验结果表明嵌套式的教师-学生网络在模型参数量和显存占用量减少超过40%的条件下,实现了在多种标注比例下均取得略高于传统教师-学生网络模型的性能。

面向鲁棒图结构防御的过参数化图神经网络

图数据在现实应用中普遍存在,图神经网络(GNN)被广泛应用于分析图数据,然而GNN的性能会被图结构上的对抗攻击剧烈影响.应对图结构上的对抗攻击,现有的防御方法一般基于图内聚先验进行低秩图结构重构.但是现有的图结构对抗防御方法无法自适应秩真值进行低秩图结构重构,同时低秩图结构与下游任务语义存在错配.为了解决以上问题,基于过参数化的隐式正则效应提出过参数化图神经网络(OPGNN)方法,并形式化证明所提方法可以自适应求解低秩图结构,同时证明节点深层表征上的过参数化残差链接可以有效解决语义错配.在真实数据集上的实验结果表明,OPGNN方法相对于现有基线方法具有更好的鲁棒性,同时,OPGNN方法框架在不同的图神经网络骨干上如GCN、APPNP和GPRGNN上显著有效.

橡胶衬套力学特性半经验参数化模型

综合考虑模型复杂程度、预测精度以及参数识别工作量因素,合理选择橡胶弹性元件半经验模型是进行整车底盘系统动力学仿真分析重要的基础性课题。针对目前应用的Kelvin-Voigt模型、三参数Maxwell模型、BERG模型和DZIERZEK模型进行模型结构特征、参数识别方法与特性预测精度的对比分析。在此基础上,综合说明四种模型的特点与适用场合。研究表明:Kelvin-Voigt模型与三参数Maxwell模型结构简单,参数识别容易,但仿真误差较大,可用于定性计算;BERG模型的摩擦单元能够实现振幅影响的分析,精度明显提高,参数识别工况适中。DZIERZEK模型同时包含弹性元件与摩擦元件,仿真精度最高,但因模型复杂需要大量参数识别试验。BERG模型和DZIERZEK模型都适用于定量仿真分析。

基于陆面模式Noah-MP的不同参数化方案在半干旱区的适用性

针对陆面模式Noah-MP对兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2009年8月地表热通量模拟值偏差大的问题,通过分析相关物理过程和模拟试验来探究偏差的来源,并确定合适的参数化方案:采用Chen97方案计算感热输送系数可以改善感热通量的模拟;采用Jarvis气孔阻抗方案能增大植被蒸腾,改进模式对潜热通量的模拟效果,同时也使热通量在感热和潜热间的分配比例合理;采用LP92方案可减小土壤蒸发阻抗并有利于土壤蒸发,使得模式对潜热通量的模拟效果变好。不同参数化方案的组合试验表明:同时采用2组或3组新的参数化方案组合可以进一步减小模拟的地表感热和潜热通量的均方根误差,但是土壤湿度和温度的模拟效果并没有同步改善。

液压模块式组合半挂车转向机构优化设计平台的开发

研究开发了液压模块式组合半挂车转向机构的优化设计平台,介绍了平台总体方案设计和优化设计平台具体实现,最后利用该平台对典型车辆转向机构进行参数化优化设计,得到较好结果。

卫星联合定轨的参数化融合模型

针对基于双星定位系统的近地卫星的多星高精度联合定轨问题,首先建立了不同轨道高度的卫星动力学的物理参数模型与基于稀疏参数表示和时间序列分析的数学模型相结合的轨道动力学高精度表示模型,然后建立了基于测量系统误差参数建模和模型误差非参数分量表示相结合的非线性半参数联合观测模型,在此基础上建立了联合定轨的参数化融合模型,设计了联合定轨参数化融合模型的非线性半参数联合估计算法.理论分析和仿真计算结果表明,卫星轨道动力学模型的高精度表示方法能够进一步提高动力学模型的表示精度,非线性半参数联合观测模型优化建模方法能够进一步细化观测模型,而基于此设计的参数化融合模型的联合估计算法能够使最终的卫星联合定轨精度得到较大程度的改善.

基于CAD的半解析参数化几何建模方法

针对目前飞行器多学科设计优化(MDO)在计算机仿真应用中参数化几何建模方法在设计变量可控情况下描述能力不足、适应性差的问题,结合当前几种常见方法的建模思想,引入图形基、曲线乘法修正和加法修正的概念,提出一种适用范围更广的参数化描述方法,并将其应用到CAD几何建模中,衍生出一套基于CAD的半解析混合参数化几何建模方法,该方法结合CAD与解析方法的优势,描述能力强、实现简单。翼型和飞行器参数化建模及弹头形状优化的算例表明,基于CAD的半解析混合参数化方法能兼容传统的参数化方法,将图形基构成的设计空间与传统参数空间合并,可有效提高参数化方法的描述能力和适应能力,可用于丰富MDO几何建模的参数选择,探索新型设计。

半无限规划的一个对偶参数化的SQP算法

基于非单调SQP算法的优点,给出半无限规划问题的一个结合SQP技术的时偶参数化算法,并给出了算法的收敛性证明。

有理参数曲线的近似恰当化

有理参数曲线的恰当性是曲线的基本性质,虽然其在有理系数情况下已经有完备的结果,但在工程和CAGD应用中常常得到带误差浮点系数的有理表示形式.为此,讨论了这类有误差的有理参数曲线,定义了近似非恰当参数形式和近似非恰当指数,并通过半代数系统计算近似非恰当指数;在给出近似非恰当指数的同时,得到近似最大公因子.最后基于最小二乘法给出近似参数有理变换表示,计算出曲线恰当的近似有理参数表示.

基于残差分析测度修正的半参数统计推断模型的新疆发电量实证分析与检验

在参数回归和非参数回归的基础上,通过非参数部分参数化处理的思想得到半参数模型,用半参数回归模型反映可知和未知信息,并建立基本预测模型,利用残差分布测度修正原理对预测模型的误差项进行了改进,最后将改进的半参数回归预测模型应用于新疆发电量预测.仿真结果表明,基于该方法的发电量预测效果显著.

基于ABAQUS有限元的自卸半挂车优化设计

为提高自卸半挂车的燃油经济性,降低整车整备质量,研制开发了一款新型的后翻式自卸半挂车。利用有限元分析技术,建立了以壳单元为主的车架、车箱有限元模型,对最危险工况下的自卸车结构强度进行计算分析,得出车架及车箱各结构部件的应力分布和位移变形图,通过对计算结果的分析,改善了结构不合理之处,为新产品的系列开发提供了理论依据。

基于Pro/E的半自动装卸搬运车参数化设计

为减轻农民在温室大棚中搬运农产品时的劳动强度,设计了一款可半自动装卸的搬运车。搬运车由传动机构、链条升运机构、离合机构、卸载机构、车架五部分组成,可实现对箱框的装载和卸载。基于Pro/E的三维实体建模功能,实现半自动装卸搬运车的参数化设计。搬运车整体体积较小便于在温室大棚中使用,搬运车手柄在不用时可以折叠,减小车体空间,便于放置。

干旱半干旱区农田土壤风蚀特征及参数化研究进展

干旱半干旱地区是中国的农业后备战略基地,然而近年来该地区农田土壤风蚀现象严重,沙/尘释放量显著增大,威胁农业的可持续发展和生态系统平衡。目前绝大部分的天气和气候模式仅考虑了沙漠地表起沙,忽视退化农田的土壤风蚀起沙,导致起沙通量模拟存在很大的不确定性。对20世纪50年代以来干旱半干旱区农田土壤风蚀起沙特征及参数化做了详细的分析总结,回顾并梳理了干旱半干旱区农田土壤风蚀观测和数值模拟的研究脉络以及存在的问题,为提高农田起沙的模拟精度提供了有效参考,对中国干旱半干旱区农田土壤风蚀防治、土地荒漠化治理以及理解未来土地利用改变对大气污染的影响具有重要意义。