基于视觉-语言预训练模型的零样本迁移学习方法综述

近年来随着人工智能(AI)技术在计算机视觉与自然语言处理等单模态领域表现出愈发优异的性能,多模态学习的重要性和必要性逐渐展现出来,其中基于视觉-语言预训练模型的零样本迁移(ZST)方法得到了国内外研究者的广泛关注。得益于预训练模型强大的泛化性能,使用视觉-语言预训练模型不仅能提高零样本识别任务的准确率,而且能够解决部分传统方法无法解决的零样本下游任务问题。对基于视觉-语言预训练模型的ZST方法进行概述,首先介绍了零样本学习(FSL)的传统方法,并对其主要形式加以总结;然后阐述了基于视觉-语言预训练模型的ZST和FSL的区别及其可以解决的新任务;其次介绍了基于视觉-语言预训练模型的ZST方法在样本识别、目标检测、语义分割、跨模态生成等下游任务中的应用情况;最后对现有的基于视觉-语言预训练模型的ZST方法存在的问题进行分析并对未来的研究方向进行展望。

三维变形管MVR蒸发器用于纤维素生产末端废水零排放项目

蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维素生产末端废水零排放项目的新型蒸发器。应用实践表明,相对于传统直圆管的MVR蒸发器,基于三维变形管的新型MVR蒸发器节材节能效果显著,其在节省29%换热面积的情形下仍能完全满足工程实际需要。在现场调研期间MVR系统处理每吨废水的压缩机耗电量在18.81~23.78 kW∙h之间,体现出新型蒸发器高能效的技术特性,极具应用推广价值。

基于变频重构S/SP拓扑的无线电能传输系统恒流恒压研究

针对电动汽车无线充电系统耦合系数和负载变化导致系统输出电流和电压剧烈波动的问题,提出一种由交错叠放式线圈结构和变频重构控制策略组成的无线电能传输系统,通过重构补偿拓扑,并切换工作频率,实现了系统的恒流恒压输出。首先,分析了拓扑重构前后系统的恒流、恒压输出特性和零相角特性,对比恒流恒压工作模式下补偿电容的大小,给出了系统参数调整方法。其次,剖析了交错叠放式线圈结构模型,提出基于耦合系数波动最小原则的线圈结构优化策略。所提出的系统补偿元件较少,两个工作频率点符合国际标准。最后,搭建一套500 W的实验样机,验证系统的可行性和有效性。实验结果表明,交错叠放式线圈在X轴方向偏移发射线圈外径的55%(187mm)或Y轴方向偏移120mm时,耦合系数波动率小于5%。系统在恒流模式下电流波动率为3.58%,在恒压模式下电压波动率为4.83%,满足无线充电系统恒流恒压需求。

零样本深度学习驱动的杨树叶片表型检测方法研究

叶片表型检测是感知杨树生长状态的重要手段之一,叶片颜色、姿态、纹理等形态结构表型信息可揭示植株所受胁迫的程度。其中,单个叶片分割是计算、统计其表型参数的基础。当前流行的AI算法已可满足叶片分割任务的性能需求,然而常规深度学习模型训练需要大量人工标签,制约了其发展和应用。本研究提出一种融合零样本学习和迁移学习的杨树叶片实例分割方法:运用视觉大模型GroundingDINO检索杨树苗图像中的叶片,获取对应的边界框;使用Segment Anything 2模型(segment anything model v2,SAM2)分割图像中全部对象,得到对应的掩膜(mask);将GroundingDINO模型生成的边界框作为提示,辅助SAM2过滤出叶片类别的掩膜;利用迁移学习策略,将AI生成的叶片掩膜作为标签信息,训练轻量化的YOLOv8-Segment模型。此外,构建独立测试集用于评估模型分割精度,选择交并比阈值为50%的平均精度(average precision using 50%intersection over union threshold,AP_(50))和平均交并比(mean intersection over union,mIoU)作为性能指标。结果表明,基于“Leaf”这一检索词,GroundingDINO与SAM2的组合(权重约810 MB)可实现高性能的杨树叶片分割,AP_(50)为0.936,mIoU为0.778。通过过滤异常尺寸的提示边界框,AP_(50)提升至0.942。迁移学习得到的YOLOv8-Segment模型权重仅6.5 MB,AP_(50)为0.888,大幅精简模型的同时保障了精度。本研究涉及的叶片分割模型构建过程均无须人工标注,实现了高效率、低成本的杨树叶片实例分割,可为杨树叶片计数和叶面积计算等后续表型分析应用提供技术支持。

考虑传函零点的光电稳定平台抗扰控制设计

针对当前光电稳定平台伺服系统中自抗扰控制设计方法未考虑系统零点的问题,文中提出一种考虑传函零点的光电稳定平台抗扰控制设计方法。该方法通过扰动设计的方法将有零点的传函转换为无零点传函,使用扰动分离状态观测设计技术对设计的扰动进行补偿。仿真实验结果表明:在控制器相同、扰动条件相同的情况下,相比模型辅助的自抗扰算法,文中提出的算法阶跃响应调节时间减少80.72%,超调量减少61.97%;在1V2Hz等效扰动下,系统稳态精度提高36.69%,系统性能提升效果明显。在实物验证实验中,对于1V2Hz等效扰动下,文中提出的算法系统稳态精度提高了27.41%,对于不同频率的等效扰动,稳态精度能够提升20%以上,有效的提高了光电稳定平台的稳态精度。

半桥驱动的恒流恒压可重构的无线电能传输系统

锂电池在充电过程中充电电压变化范围大,其等效阻抗不断增加,会带来恒流过充以及恒压欠充问题,结合锂电池在快速充电过程中的动态特性,提出一种基于半桥驱动的恒流恒压可重构的S/LCC-LCC无线电能传输(WPT)系统。半桥驱动的WPT系统仅用一个切换开关进行拓扑重构即可实现系统输出特性的切换,具有所用元件少,重构拓扑简单等特性。首先,给出了基于S/LCC-LCC的拓扑重构原理;其次,分析了半桥驱动的重构拓扑的恒流恒压以及零相角特性;再次,给出了WPT系统的异常工况以及相应解决办法;最后,搭建了仿真和实验平台。验证性的WPT系统在恒流模式能输出恒定电流3.47 A,在恒压模式能输出恒定电压48.2 V。仿真与实验结果验证了所提方法的正确性。

站城一体视角下的高铁枢纽地区城市规划与设计--以张家口站枢纽地区为例

张家口市高铁规划基于站城一体的理念,构造城市慢行系统,打造站内零距离换乘系统,优化城市景观等,以此营造交通、生活与景观三重功能复合的枢纽,实现“融城于站”,通过对张家口地区的商贸文化、铁路文化、冬奥文化的传承,彰显片区地域特色[2]。在“站城一体”的视角下,构建一个以生态、健康、智慧、体育为特色的链接片区活力的复合高铁新城区。

非线性准零刚度文物隔震系统动力特性分析

为实现地震时浮放文物的安全防护,对一种非线性准零刚度隔震系统进行动力分析。构建隔震系统的刚度模型与运动平衡方程,使用谐波平衡法与牛顿迭代联合法进行理论分析,并使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta,R-K)数值分析法对运动平衡方程在简谐激励和地震动激励作用下进行数值分析。结果表明:非线性准零刚度文物隔震系统在简谐激励作用下,在外激励频率为低频阶段时,系统的响应存在不稳定区域,提高系统的阻尼比和刚度都会降低系统的不稳定区域范围以及系统的振幅响应峰值,使其趋于线性隔震系统的特征;增加系统的阻尼比可以降低隔震系统的有效起始频率,但在隔震有效频带范围内增加系统的阻尼比会使系统的传递系数增大;增加弹簧刚度会增大隔震系统有效初始频率,但可以降低系统在低频阶段的振幅响应,但在隔震系统有效频带范围内会增大系统的传递系数。数值分析表明隔震系统在不稳定区域范围内只存在2个稳定解,系统的响应状态与系统初始状态相关;系统在实际地震动激励作用下能显著降低输入地震动的加速度响应;隔震系统的减震系数对于长周期成分较少的地震动输入峰值变化不敏感,但对于长周期成分较多的地震动输入峰值变化较为敏感,表明系统对于短周期地震动的隔震性能更好,与在简谐激励作用下的理论分析结果一致。

多单元双向IPT系统的效率提升控制方法

为提升多单元双向感应式无线电能传输(IPT)系统在全功率范围内的效率,此处提出了一种效率提升控制方法。首先,分析了系统的基本特性。其次,分别针对子单元和公共单元提出了控制方法。对于各个子单元,通过对激励电压脉冲宽度角与锁相角的控制,在较低环流下实现开关器件零电压开通。对于公共单元,通过对激励电压脉冲宽度角的控制,满足子单元功率需求,实现开关器件零电压开通,并降低等效串联电阻上的总损耗。最后,搭建了最大功率为3 kW的实验平台,验证了所提方法相比于传统方法可显著提升效率。

基于拓扑切换的三线圈恒流恒压无线充电系统研究

与传统的插拔式充电系统相比,无线功率传输WPT(wireless power transfer)系统因具有更加安全、高效、稳定、便捷的特点,受到越来越多的关注。基于此,提出1种基于拓扑切换的三线圈恒流CC(constant current)恒压CV(constant voltage)无线充电系统,实现与负载无关的CC和CV充电输出功能。首先,通过设置2个交流开关实现系统CC与CV模式之间的切换,并且能保证系统在CC和CV模式下均能运行在零相位角ZPA(zero phase angle)状态。然后,将交流开关设置于系统接收侧,则该系统不需要额外的无线通信模块辅助,可在一定程度上减少系统的开发成本并避免无线通信可能受到干扰而造成系统的不稳定性。最后,搭建了1台验证性实验样机,设置其充电电流和充电电压分别为3 A和60 V,其最大系统功率传输效率可达到92.9%。实验结果与理论分析基本一致,验证了所提系统的正确性和可行性。

超重力技术强化工业废水脱碳研究

采用超重力设备RPB代替脱碳塔对实际工业废水进行脱碳。结果表明,使用RPB进行脱碳的效果、加药量和设备体积均优于常规脱碳塔。但是,RPB的运行费用高出常规脱碳塔15%。通过阐述RPB设备在工业废水脱碳过程中的优劣,为未来工业废水零排放项目脱碳工艺的选取提供参考。

基于拓扑重构实现恒流恒压输出的WPT系统

提出一种基于拓扑重构的具备恒流(CC)和恒压(CV)输出特性的无线电能传输(WPT)系统。该系统可从能实现CC输出的SS拓扑切换到能实现CV输出的S/LCC拓扑。相比于现存的采用拓扑重构方法实现CC和CV输出的WPT系统,所提系统仅需要一个交流开关并且无需引入多个无源元件。除此之外,该系统在整个充电过程中操作频率固定不变,这避免了频率分岔现象。同时,该系统可以实现零相位角(ZPA)运行,保证了系统的高传输效率。最后搭建一台87 W的实验样机,实验结果和理论分析保持一致,验证了所提系统的合理性。

基于对比学习的零样本对象谣言检测

现有的谣言检测模型通常依赖大规模人工标注的谣言数据集,标注成本高且谣言特征来源于已被辟谣的谣言.为了提高模型对未知谣言的检测能力,提出面向不同对象的谣言检测方法.基于零样本学习,将谣言数据集按照不同的对象划分为样本与内容互不重叠的多个数据集,从而实现零样本对象谣言检测任务;为了表征对象之间的关系构建通义掩码特征,从而设计区分通义掩码特征的代理任务;为了减少数据增强带来的噪声,引入面向对象的信息辅助文本作为特征,并将其与原语义向量进行线性变换.在此基础上,提出面向零样本对象谣言检测的基于代理任务的分层对比学习模型(ZPTHCL),可以通过迁移学习进行谣言检测.在一个基于对象的零样本谣言数据集和Ma-Weibo、Weibo20、Twitter15、Twitter16这4个公开数据集上进行实验,结果表明所提出的对比学习零样本对象谣言检测模型性能更优.

液压弹簧式准零刚度隔振系统特性分析

针对车载精密仪器低频隔振,文章将两个液压弹簧作为负刚度元件,并与竖直弹簧并联构造了一种新型准零刚度隔振系统。通过对系统进行静力学分析,得到了实现准零刚度特性的参数条件;利用平均法求解了系统在简谐力激励下的幅频响应;采用马蒂厄方程判别法对系统的稳定性进行了分析;又分析了线性刚度参数和非线性刚度参数对力传递率的影响。研究结果表明,相较于线性系统,准零刚度系统的起始隔振频率降低了54%左右。该研究使得车载精密仪器在低频乃至超低频工况下也不会轻易损坏,具有广泛的应用前景。

基于抽象语法树特征迁移的软件漏洞检测方法(AST-FMVD)

深度学习在漏洞检测的应用取得了显著的进展。现有漏洞检测算法需要大量的标记数据,通过有监督的方法构建检测模型,在多语言环境中,由于语言的多样性和标记训练样本的缺乏,检测模型可能存在泛化性问题,特别是在小样本领域中可能表现不佳。为了解决这一困境,迁移学习可以作为一种解决方案,迁移学习的核心思想是以“举一反三”为核心的算法框架,将某个领域的知识迁移到另一个领域的学习中,从而打破样本数据的制约。该文提出了一种基于特征迁移的漏洞检测方法。通过语义相似性对代码的语法树节点信息进行聚类,可以快速并准确地构建好不同语言之间的节点映射关系,同时在语法树的映射过程中引入上下文感知技术帮助解决歧义或模糊的语法结构,提高解析性能。该方法实现检测样本从未知领域变换到已知领域,利用在原有领域构建的深度学习模型,可以将新领域任务迁移到已知领域,最终解决跨域的知识迁移的应用,并将该方法取名为AST-FMVD。最后通过Java的漏洞检测模型对含有特定漏洞文件的进行检测,实现模型在Python领域中的迁移应用,证明了AST-FMVD的可行性,并通过实验证明AST-FMVD可以实现源域中的训练模型在目标领域仍可以保证原模型良好的检测水平。

磁耦合无线电能传输系统宽范围零电压开关实现方法

在磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统中,由于磁性材料和金属材料的存在,气隙变化会导致线圈自感和互感发生变化,这在小气隙应用中尤为明显。该文提出一种考虑线圈参数和负载变化的宽耦合范围零电压软开关(ZVS)实现方法。该方法使用移相调制(PSM)实现了系统的恒流/恒压(CC/CV)输出。通过优化线圈结构和补偿参数,自感变化转变为有利的可变输入阻抗,从而显著地拓宽了ZVS运行范围。同时,系统无功电流降到最小。为了验证所提方法的有效性,搭建一套250 W的实验装置,实验结果表明,在气隙变化范围10~60 mm,最大自感变化范围32.88~23.84μH,最大互感变化范围19.13~6.05μH内,系统实现了最小无功电流下的宽耦合范围ZVS运行,且具备CC/CV输出特性,峰值效率达到92.5%。

无线电能传输零电压开关角跟踪和动态电容补偿矩阵复合控制策略

为了保证动态无线电能传输(DWPT)系统工作于较高的电能传输效率和传输功率,减小由于系统参数变化导致的传输功率和传输效率的下降。该文提出一种零电压开关角(ZVSA)跟踪和动态电容补偿矩阵(DCCM)相结合的无线电能传输系统频率跟踪控制策略。采用电流传感器来获取谐振电流的相位,并利用处理器产生的参考信号来测量谐振电流的相位。微控制根据频率漂移的程度计算补偿电容的大小,粗略地将自然谐振频率调至85 kHz,然后系统自动跟踪谐振电流相位,对谐振频率精确跟踪。该方法通过直接对相位检测电路输出的直流信号进行采样,轻松地获取高频电流的相位,大大降低了对微控制器的占用。该文提出的控制策略和系统结构结合了模拟电路和数字控制的优点,不仅对系统参数变化有高动态响应,而且极大地节省了处理器资源。

竖向可调式准零刚度隔振系统设计与特性分析

将3对线性弹簧装置并联组合,建立一类准零刚度隔振系统的分段非线性动力学模型。对隔振系统模型进行一系列静态分析,确保了隔振系统模型产生准零刚度特性的条件,并考虑外界误差对隔振系统的影响,给定系统参数范围。利用谐波平衡法求解动力学方程,确定系统动态特性,从而分析出系统受阻尼与幅频响应等影响,对参数控制变量,并与传统线性隔振的力传递率对比。结果表明:该准零刚度隔振系统模型在低频隔振性能上优于线性系统。

S/S/S拓扑三线圈WPT系统非完全补偿效率优化方法

三线圈结构能够有效提升无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统传输距离.S/S/S拓扑因简单实用而广泛应用于三线圈WPT系统,但传统的完全补偿方法令各线圈自感与补偿电容形成串联谐振,受线圈耦合及负载条件影响,系统无法在不同工况下均达到最佳传输效率.针对这一问题,提出一种非完全补偿的S/S/S拓扑参数配置方法 .首先,通过对传统补偿方法分析,阐明了完全补偿时系统效率不佳的原因.然后,以线圈传导损耗最小为目标,采用非线性规划方法对中继和接收线圈补偿参数进行优化,同时匹配发射线圈最佳补偿参数以减小功率器件开关损耗.最后,通过仿真分析得到采用非完全补偿方法时的系统特性,揭示系统效率提升的内在机理,并以输出功率为1 kW的三线圈WPT系统为例开展实验研究.结果表明:与完全补偿方法相比,采用所提非完全补偿方法的系统AC-AC效率提高5.183%、输入电压降低85.3%;与中继线圈切换方法相比,AC-AC效率提高4.214%;所提方法能够实现逆变器功率器件的软开关和系统最优效率,增强三线圈WPT系统的实用性.

一种感应耦合能量传输系统的软启动控制方法

为解决目前感应耦合能量传输系统启动阶段电流冲击大、启动可靠性较差等问题,提出一种新型软启动控制方法。分析了基于串-串型补偿电路的感应耦合能量传输系统的数学模型,对比分析高频逆变器不同调制占空比与启动特性之间的关系,对系统软启动调节时间长度、占空比调制载波频率等关键参数进行了选取。所提软启动控制方法可较好地抑制启动冲击电流以及软启动调节时间过后的电流振荡现象,并实现高频逆变器在全时间范围内的零电压开关,降低了高频逆变器的开关损耗,进一步提高了系统的安全性和可靠性。基于研制的感应耦合能量传输系统实验样机进行实验,实验结果证明了所提软启动控制方法的有效性。