摘要：伴随动力机械轻量化的发展,运动部件与机体的质量比增大,将引发明显的机体振动。为研究轻量化条件下的动力机械机体固有频率与内部质量比的关系,设计了模拟动力机械不同质量比的试验台架,在其静态和动态工况下进行振动测试,发现两者固有频率存在差异;建立起内力联接的动力隔振内力拓扑模型,解释固有频率差异的原因;推导关于质量比、频率比的二元动力传递函数并从侧视和俯视两个角度对三维曲面进行分析。结果表明,在轻量化背景下,动力机械机体固有频率存在随着质量比增加而向大值漂移的现象,研究中的二元动力传递函数能够表达内力模型下动力机械固有频率的分布特性,可以为动力机械系统参数辨识及隔振器设计提供理论基础。

摘要：聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计,以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法,结合动态参数更新机制,利用参数化剖面和加噪处理,快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率,加快光栅耦合器优化收敛过程,有效降低计算成本并提高设计效率。设计出无需额外材料层的紧凑型光栅耦合器。光栅区长度为18μm,在100 nm线宽条件下,在1550 nm波长下实现了-0.85 dB的单端口仿真耦合效率和28 nm的3 dB带宽。在10 nm刻蚀深度制备误差的情况下,实验单端口峰值耦合效率达到了-3.62 dB。对比于近期报道的光栅耦合器,在无需额外材料层的情况下,实现了220 nm硅层厚度的SOI平台上目前所知最高的耦合效率。此研究开发出一种高效率、低成本,兼具紧凑结构的光学接口,可为实现硅光芯片间的互联提供有效的解决方案。

摘要：针对公共场所口罩佩戴检测所面临的实时性、多目标多姿态以及面部遮挡等挑战,设计一种基于YOLOv4的口罩佩戴检测方法。该方法一方面通过引入空洞卷积和非对称卷积等思想,结合RFB设计特征加强模块RFB-s,并替换YOLOv4中的空间金字塔结构,扩大了模型感受野,同时降低了网络参数量。另一方面,增加了注意力模块,提升了模型信息处理能力。通过在自建的口罩佩戴检测数据集和开源数据集上的实验,对比不同网络结构和不同算法情况下的mAP值和运行速度,验证了该算法在口罩佩戴检测性能上的提升。

摘要：海洋环境复杂多变,为提升欠驱动无人船(underactuated marine vehicle,UMV)的自主航行与故障应对能力,提出基于有限时间正切漂角视线制导的指令滤波路径跟踪控制策略.在包括内部动力学未知、时变大漂角和执行器故障的复杂情况下,该策略可使UMV在有限时间内遵循所需的路径.首先,构建有限时间漂角观测器,用于快速精准地估计时变大漂角;随后,引入有限时间正切漂角视线制导律,不仅能提升制导性能,还能有效避免因非光滑制导指令产生高频震荡导致UMV失稳;此外,通过采用有限时间指令滤波控制技术降低计算负担,并提出滤波补偿方案减少滤波误差;最后,基于径向基函数神经网络和有限时间理论,设计自适应有限时间容错路径跟踪控制器,使得UMV的纵向速度和艏向角跟踪误差在有限时间内能够收敛到原点附近的小邻域.仿真实验验证了所提出方案的有效性和优越性.

摘要：人工智能(AI)和物联网(IoT)的迅速发展,对能效提出了更高的要求.在后摩尔时代,通过牺牲精度以换取高能效的近似计算成为解决资源开销问题的重要方法,其中近似乘法器在容错应用中发挥了关键作用.为促进近似乘法器的相关研究,本文对相关文献进行了归纳、分析和总结.首先回顾了传统乘法器的发展、近似乘法器常用评估指标和应用测试方法,然后从近似乘法器的架构设计和通用优化两个方面详细阐述乘法器中近似技术的研究和发展.架构设计侧重于在乘法运算的不同阶段进行结构设计,通用优化强调可以在多种架构设计中发挥重要作用的近似优化技术.最后,对未来的研究方向进行展望和总结.

摘要：现有针对智能化露天煤矿建设的研究主要聚焦于智能化露天煤矿总体规划、基本架构、建设内容的完整性评价等方面,关于智能化露天煤矿建设完成后运行效果综合评价的研究很少。提出了露天煤矿智能化能力的概念,即矿山巨系统对内外部环境变化能够自主做出合理响应的综合能力,是评价露天煤矿智能化程度最重要的标志。基于能力成熟度模型,从功能完整性、功能活跃性、系统结构性、数据利用高效性4个维度建立了露天煤矿智能化能力成熟度评价模型。分析了影响露天煤矿智能化能力成熟度的主要因素,发现单纯追加投资、扩建系统不能保障智能化能力的成熟,通过科学的规划,尽量采用少的功能来实现智能化建设目标,智能化建设效益将更加显著。从智能化露天煤矿能力成熟度评价模型出发,提出了露天煤矿智能化建设应遵循的减法逻辑、生态逻辑、重构逻辑与自洽逻辑,并给出了未来露天煤矿智能化发展的总体目标——全面建成“001”模式智能化露天煤矿,即移动设备及固定岗位全无人值守(“0人员”)、场景生态全覆盖(“0盲区”)、业务管控一体化(“1大脑”)。

摘要：为解决针织圆机高速工作时纱线张力波动较大问题,提出了一种基于超级基(HBF)神经网络区间观测器的反演非奇异滑模纱线恒张力控制方法。通过构建运动纱线系统的数学模型,运用神经网络逼近系统参数(输纱器与编织机构转动惯量)变动所导致的不确定性响应,将HBF神经网络与区间观测器相结合设计了一个区间状态观测器,估算出系统转速及纱线张力的边界范围,提高了状态识别的准确性。基于纱线张力估算值,构建反演非奇异终极滑模控制器,确保了张力跟踪误差能够在短时间内迅速收敛,从而增强了系统的鲁棒性与动态响应能力。仿真和实验结果表明:所提控制方法成功地使运动纱线张力在1.6 s内达到并维持在预设值,调节时间相较于标准滑模控制及现有文献中的滑模控制器分别缩短了57%和33%,验证了该控制算法的高效性与可靠性。

摘要：针对传统花朵授粉算法在求解一些复杂优化问题时存在着开采能力不足的缺点,提出了一种适应性引导的花朵授粉算法(AGFPA)。所提算法设计了环优策略和向优策略相结合的适应性引导机制,适应性地控制最优个体对种群演化的引导作用,既增强算法的开采能力,又尽可能维持种群的多样性。适应性引导机制中的环优策略在最优个体的周围执行导向开采,使得种群集中搜索最优个体的邻域;而向优策略利用最优个体的引导进行定向搜索,使得搜索有向地覆盖较广的未知区域。此外,设计了适应性参数控制策略,根据不同演化阶段的需求,调整全局授粉转换概率和最优引导的步长因子,从而维持开采能力和勘探能力的平衡。为检验所提算法的性能,在群智能研究领域中常用的18个基准测试函数上进行了策略有效性分析,并将AGFPA分别与几种改进的FPA和PSO算法进行比较;同时,应用AGFPA估计发酵动力学参数。实验结果表明,在求解大多数单峰、多峰和复杂函数时,AGFPA均具有较为优秀的寻优能力;在发酵动力学参数估计应用中,AGFPA也具有一定的优势。

摘要：针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风险进行评估、对海上员工进行操作监控培训等;同时引入Optidrill数据采集分析系统等国外成熟商业钻井监控软件去解决海洋钻井参数实时监控难的问题。上述技术体系应用后,中国渤海海域部分区块单井复杂工况时间降低30%以上,复杂事故处理时间减少20%以上,钻井周期减少20%以上,培训效率提升40%,最终形成了钻井工程设计可视化模拟评估技术、钻井实时监测与控制优化技术、复杂工况多方决策技术和钻井工程仿真模拟培训技术等四大关键技术。本项研究的海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术体系取得了良好的应用效果,可为实现海上安全高效钻井作业目标提供理论和技术支撑。

摘要：【目的】步行空间作为城市公共空间的重要组成部分,其安全品质是构建宜步行城市的重要基础,直接影响居民出行意愿和步行体验。【方法】以Web of Science和CNKI数据库1975—2022年步行安全相关文献为研究对象,通过计量分析与人工检阅相结合的方式,分析当前与步行安全及其环境影响要素研究相关文献的分布特征,梳理研究脉络,分析研究热点。【结果】1)步行环境安全性与行人安全感知主导步行安全研究发展方向,建成环境对行人安全事故以及行人安全感知的影响成为研究者关注的重点,新数据和新技术为分析步行安全环境核心影响要素提供支持。2)在城市建成环境中,街区、街道和交叉口等不同层级的环境要素,从活动安全、交通安全和防卫安全3个维度,对行人步行安全产生重要影响。3)研究对象从客观的建成环境拓展到主观的心理感知,研究内容从个案的安全事故分析拓展到综合的城市环境建设,研究方法方面多维度集成研究逐步替代单专业技术分析。【结论】揭示了步行安全与环境影响要素研究的发展方向、主要脉络以及关注重点,凸显多层级建成环境要素对步行安全事故和行人安全感知的重要影响,为开展步行安全环境实证研究提供理论支持。未来研究中,需对步行安全性和行人安全感知进行协同思考,推进相关研究技术的适用性,关注新兴交通技术发展对步行环境安全品质的影响。