摘要：针对随机因素和微弱信号初相位影响的问题,构造了强噪声背景下检测谐波微弱信号频率、相位的方差曲线周期识别法。首先,基于随机Melnikov函数和系统关于相位分岔图的周期特性,初步提出周期识别法;其次,论证分岔图和方差曲线具有一致性,进一步将周期识别法优化为方差曲线周期识别法;然后,基于频谱泄露最小原则,设计自适应离散傅里叶变换数据处理方法来解决由方差曲线不光滑而引起的结果不准确问题;最后,采用二次检测来解决检测系统中策动力信号与被测信号存在频差而导致动力学转迁的不明显问题。仿真结果表明,该方法不受被测信号初相位影响,可识别淹没在强噪声中的微弱信号,被识别信号的信噪比可低达-74.96 dB。列车轴箱轴承故障实验中获得的方差曲线周期现象清晰,也表明了该方法的工程实用性。

摘要：分类问题是数据挖掘、机器学习等领域的基础性问题之一,然而多数分类方法仅关注向量值样本的分类问题,而对于实际中广泛存在的集值型数据样本的分类关注较少。本文提出了一种基于Wasserstein距离的无监督聚类算法(Wk-means),利用熵正则最优传输模型度量集值型数据点之间的距离,并结合聚类的思想设计了一个可用于集值型数据的Wk-means聚类方法。为验证方法的有效性,本文首先在几个公开数据集上进行了实验,结果证实了Wk-means在多样本、多类别、多特征的集值型数据中表现优异,并且通过统计检验表明本文算法与其他算法存在显著差异。随后将本文方法实际应用于滏阳河水质数据集,结果同样表明相比传统的数据聚类算法,Wk-means能够更准确地划分水质类别,且运行效率更高。本文提出的Wk-means算法在集值型水质数据的分类任务中表现出色,能够为环境监测和管理提供有价值的决策支持。Classification is one of the basic problems in data mining, machine learning and other fields. However, most classification methods only focus on the vector-valued samples, while paying less attention to the classification of set-valued data samples that are widely existed in practice. This paper proposes an unsupervised clustering algorithm (Wk-means) based on Wasserstein distance. Combined with the idea of clustering, Wk-means can be used for set-valued samples, in which the entropy-regularized optimal transport model is used to measure the distance between set-valued samples. In order to verify the effectiveness of Wk-means, experiments are conducted firstly on several public data sets. The results confirm the excellent performance of Wk-means in set-valued data with multi-sample, multi-category, and multi-feature. Moreover, the statistical test show that Wk-means is significantly different from other algorithms. Wk-means is then applied to the Fuyang River water quality data set. The results also show that Wk-means can classify water quality categories more accurately and effectively than the traditional data clustering algorithm. The Wk-means algorithm proposed in this paper performs well in the classification task of set-valued water quality data and can provide valuable decision support for environmental monitoring and management.

摘要：农用机器人可以执行农业种植、收割、施肥、喷洒农药、除草和土壤分析等生产活动,能够显著提高农业生产的效率。农用机器人的底盘可以保证在不平坦的地形和复杂的障碍物中自由移动,其稳定性、灵活性和可靠性直接影响机器人的导航能力和任务执行效率。为了进一步促进农用机器人的智能化和高效化,基于CANopen通讯协议与伺服电机驱动通信,设计了一套完整、高效的运动控制算法,保证农业机器人底盘可以在田间灵活、高效地移动,实现了多种运动方式,并保证底盘能在复杂的施工环境中灵活移动。田间测试表明:在不同的农田环境中,底盘能够灵活地适应地形和避开障碍物,实现了多种运动方式的转换,并高效地完成农业生产任务。

摘要：为解决3维变压器磁场有限元仿真计算效率低的问题,提出基于本征正交分解法的磁场降阶模型与基于二次多项式的损耗响应面模型。以1台110 kV变压器为算例,首先建立了考虑绕组涡流损耗的变压器磁场仿真模型,通过仿真分析了其在额定工况下的磁场及损耗分布;其次,通过仿真试验设计获取了多组工况下的磁场与损耗数据,在Twin Builder中训练得到变压器磁场的各降阶模块;最后,搭建面向数字孪生应用的变压器3维磁场降阶模型,实现了变压器磁场损耗的快速计算与云图分布的可视化。与计算单数据相比,仿真结果考虑了涡流效应的绕组损耗在靠近端部时有明显升高,最大值分别出现在高、低压绕组两端,约为绕组中部损耗的1.3~1.65倍。基于该磁场结果建立的降阶模型在计算效率方面较全阶模型有显著提升,将实际仿真时间缩短至0.76s,可满足数字孪生应用场景下的磁场快速计算需求。

摘要：基于均匀设计法,考虑围岩和衬砌的不确定性,提出了一种高效计算山岭隧道地震易损性的模型。基于该模型,得到了计算岩石山岭隧道结构的易损性计算曲线。根据计算结果得出:(1)均匀设计法能够考虑多种不确定性并为计算生成好的样本参数;(2)根据计算所得的地震结构易损性曲线与经验易损性曲线相对比,得出所提出的计算模型有较好的适用性。当交通隧道穿越地震带时,所提出的地震易损性曲线分析可为隧道线路规划以及设计参考。

摘要：针对经典Verhulst模型背景值建模机理的不严密和初始值设定的不科学性,该文给出了灰导数改进模型及模型参数的最优估计式。采用原始数据一次累加与其拟合值的残差平方和最小作为约束准则,推导出虚拟初始值的计算公式,建立了无须设定初始值约束的优化模型。以南水北调工程沉降监测实例,比较了在3种背景值构造方法和两种初始值约束条件下的预测精度。结果表明,该文提出的初始值优化模型与灰导数法构造背景值,所得残差的平方和最小,从而验证了优化模型的可行性,为沉降监测中长期预报建模提供了合理的解决方案。

摘要：工程中双螺母防松是一种常见的螺栓连接防松形式,不同的拧紧力矩配比对其松动过程及防松效果产生的影响不同。通过横向振动试验对比了单、双螺母节点的耗能能力,通过实验对比不同拧紧力矩配比下双螺母螺栓预紧力的实验结果与理论结果,针对横向载荷作用下双螺母螺栓连接节点,建立了考虑螺纹的精细化有限元模型,得到不同拧紧力矩配比下连接节点的螺栓夹紧力变化、滞回曲线、刚度退化系数、耗能能力、螺纹接触状态以及螺栓塑性变形,多方面分析拧紧力矩配比对螺栓连接节点松动过程的影响,综合对比给出其影响规律,并给出最佳拧紧力矩配比,有助于优化双螺母螺栓的设计,提升双螺母螺栓的防松效果,为后续的研究与应用奠定基础。

摘要：为保证调流调压阀运行安全稳定,从阀门水力设计、安装高程确定及运行调度等方面提出阀门水力特性的优化措施。分析调流调压阀临界汽蚀系数及汽蚀装置系数确定方法,借鉴水轮机汽蚀力学判据的概念,推导出阀门安装高程的计算公式。采集在线调流调压阀运行数据,绘制真机流量系数与开度特性曲线,对阀门水力设计进行验证和校核。结果表明:阀门开度大于45.3%时流量系数实测值与设计曲线基本一致,但在小开度段偏差稍大;现场试验过程中阀门运行平稳,噪声在90 dB(A)以下,振动幅度也在较小范围内,进一步验证了调流调压阀水力特性优化设计及安装高程确定方法的合理性。

摘要：采用AA5052铝合金挤压管作内层基管、Q235碳素结构钢卷焊管作外层覆管的钢铝复合管对复合管颗粒介质胀形行为进行研究。通过塑性理论分析胀形过程中管间切向摩擦力及法向压力对基管应力大小的影响;利用数值模拟分析管间摩擦因数和覆管各向异性对基管的应变成形极限的综合影响,并给出单管、复合管胀形时的壁厚减薄情况和基管的应力、应变分布;通过管材颗粒介质内高压胀形试验,对比单管和复合管胀形条件下铝合金管的极限胀形比,分析复合管的变形协调性。结果表明:通过施加Q235碳素结构钢覆管,减小了AA5052基管胀形区中间截面处的双向拉应力,基管胀形区壁厚减薄变小,胀形比提高了22%,复合管下基管最大减薄率为17.5%,成形性能显著提高。

摘要：针对目前高校实验室建设资源配置不均衡,网络实验平台建设不完整,且平台互联及集成性差等问题,提出基于WCF和Flash技术的覆盖工业工程(Industrial Engineering,IE)专业主干课程的开放式的虚拟实验教学平台解决方案,实现了IE专业实验教学的网络化和信息化。从系统架构、技术路线及数据库设计等方面论述了虚拟实验教学平台的设计方案,详细阐述了虚拟实验教学平台的三层分布式体系结构和功能结构,重点介绍了Flash技术和WCF技术在系统集成中的关键技术和实现机制。