摘要：质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理基础上,首先搭建耦合热管理子系统的PEMFC非线性仿真模型,进一步将其简化处理得到用于控制的线性模型;在此基础上,设计基于卡尔曼滤波的状态观测器,以实现对状态和不可测量扰动的估计,从而消除模型稳态误差;随后设计目标计算器,以净输出功率跟踪误差最小化和系统效率最大化为目标,对PEMFC系统工作状态进行优化;进而基于线性控制模型,设计无偏显式模型预测控制(offset-free explicit model predictive control,offset-free EMPC),对优化工作状态进行跟踪控制;最后,搭建一个软件在环(softwareintheloop,Si L)测试平台,通过与传统MPC控制策略的仿真结果对比可得,无偏EMPC控制策略可以显著将净输出功率的平均跟踪误差绝对值从344.29W减小到82.19W,系统效率从40.32%提升到46.56%,算法平均单步计算耗时从26ms降低到11.8ms,并且可以约束PEMFC系统运行在稳定和安全的工况。

摘要：针对传统人工设计的特征描述符在面对几何差异和辐射差异较大、地物变化明显的多时相遥感影像时,容易造成大量误匹配问题,提出一种适用于遥感影像的双筛选双约束的卷积神经网络匹配算法,通过CNN提取影像深层语义特征图,在特征图中筛选同时满足优先最大原则和精确极值原则的关键点,并在对应位置提取512维描述符。在特征匹配阶段,通过由粗到精的反向匹配约束和RANSAC约束相结合的策略,保证了误匹配点有效剔除的同时保留一定数量的正确匹配点对,提高了匹配的精度。实验结果表明:该方法的匹配数量适中,正确匹配率较实验选取的其他算法相比有所提高,影像配准误差减小2个像素左右,匹配运行时间提升明显,匹配效果良好并且具有一定的适应性和鲁棒性。

摘要：大数据时代的发展使得聚类算法的应用越来越广泛,但是当前大多数聚类算法对噪声数据比较敏感,并且不能识别非凸形状等复杂结构的数据集。针对该问题,提出一种反向近邻构造连通图的聚类算法。首先,设计一种密度计算方式得到数据点的密度,并构建一种动态的噪声判别器对数据进行去噪,从而削弱噪点对聚类过程的影响;其次,考虑到反向邻居更能体现数据点与周围各点之间的联系,设计一种对去噪后数据构造反向近邻连通图来识别簇内数据结构信息的聚类方法,并利用给定的聚类数合并聚类;最后,对噪点划分聚类时,考虑到仅仅将其划分到距离最近的簇可能导致划分结果不准确,设计一种噪点划分方式,将密度信息考虑到噪点划分聚类中,得到最终的聚类结果。为验证提出方法的有效性,将该方法与其他五种聚类算法的聚类结果进行对比,采用外部评价指标Acc和NMI进行聚类结果的评价。实验结果表明,该算法在非凸形状等复杂结构的含噪数据集上的聚类效果优于对比算法。

摘要：工厂生产线上的商品包装外箱文本印刷存在残缺,无法及时检出会影响流通销售。制作工业商品外观信息数据集,提出基于深度学习的工业视觉箱体字符识别与匹配判断方法。合并YOLOv3中的卷积层和批量归一化层,引入GIoU作为边界框损失函数并设计自适应调整定位坐标的方法,优化在原始图像上进行文本检测定位的速度与精度。同时,训练并对比CRNN和Tesseract两种识别引擎在已裁剪文本图片上的识别性能,设计字符匹配方法判断字符识别正确与否并输出结果,从而减少误判。对基于该方法的系统进行生产线实测,实验结果表明,其识别准确率可达99.5%,单件商品的外观拍照、检测识别、输出结果耗时仅3 s左右,表明所提方法能够实现实时监测。

摘要：资源受限环境下图像数据如何高效传输并保证图像的安全性和鲁棒性具有挑战性.本文设计了一种基于置乱块压缩感知的图像鲁棒加密算法,实现了兼顾高效、安全的图像鲁棒传输.该算法使用小波变换(DWT)对图像进行稀疏表示,采用置乱的块压缩感知进行测量,有效减少数据传输量同时作为第一层加密;设计量化器对测量值量化为有限精度;由Logistic-Tent混沌映射产生的密钥对量化值采用混淆-扩散机制来进一步增强安全性.解密过程包括逆混淆-扩散的解密操作,采用GRSR重构算法获得图像高性能重建并保证传输鲁棒性.通过实验仿真结果以及对比分析表明,原始图像在0.05的采样率下其重构图像的PSNR值为20.4 dB;在90%的丢包率下重构图像PSNR值也达到22.24 d B;在256×256的剪切攻击下重构图像仍保留主要信息且视觉可接受.本文算法具有较高的压缩性能,且能够抵抗蛮力攻击、统计攻击、丢包攻击、剪切攻击、噪声攻击等常见攻击并具有较好鲁棒性.

摘要：准确的息肉分割对结直肠癌的诊断和治疗具有重要意义。由于标注准确的像素级掩码成本很高,现在的息肉分割方法严重受到像素标注短缺的影响,而粗略的边界框标注更易获得。因此提出一个通用性高、即插即用的弱监督组件PolypBox,其可以将现有全监督的息肉分割方法转换成仅使用边界框标注的息肉分割方法。该模块由掩码投影损失、像素表示模块、前背景搜索损失和邻域像素一致性损失组成。首先设计像素表示模块从特征图中学习每个像素的特征表示(embedding),根据边界框的位置信息,使用K-Means分别聚类属于前背景的多个原型;然后提出前背景搜索损失将边框内的像素点与前背景的原型进行搜索匹配建立约束;在边界框内部设计掩码投影损失约束模型预测息肉的位置,最后提出邻域像素一致性损失,令具有邻域相似的像素点对的息肉预测结果保持一致。为验证算法的有效性,在CVC-300和Kvasir等4个具有挑战性的数据集和mean Dice等6个指标上与主流息肉分割网络进行对比,其mean Dice达到0.810,有着不输于目前主流全监督息肉分割方法的分割性能,同时验证了该方法的通用性。

摘要：为了研究海底沉管隧道管节接头的防火构造与防火性能,采用自主设计建造的燃气式高温试验炉,以国际RABT标准温升曲线作为火灾边界输入,进行了多工况1∶1全尺寸构件明火试验,分析了管节接头在2种防火构造下的防火性能与温度分布。结果表明:作为一种包含钢剪力键的复合材料构件,管节接头的防火性能最终受制于耐温极限仅为100℃的Ω橡胶止水带;管节接头的防火效果取决于防火隔断的设计,采用外挂防火板与内置防火隔断的双层防护方案,即2cm厚外挂防火板+防火隔断(1cm厚防火板+1cm厚防火棉+3cm厚防火板+轻钢龙骨),可确保管节内Ω橡胶止水带的火灾历时温度低于其防火极限;当双层防护构造采用分离式铆固时,受明火火灾动力冲击影响大,外挂防火板首先开始破坏,进而导致管节接头整体防火失效。通过试验,推荐海底沉管隧道管节接头采用双层防护整体式铆固防火构造方案。

摘要：在M×N用户MIMO X网络中,发射端信道状态信息(CSIT)类型会影响系统总自由度(sum-Do F).为逼近系统总自由度外界,设计MIMO X网络对称天线配置下的多阶段分布式空时干扰对齐(DSTIA)方案;推导具有分布式特性的基于混合CSIT—过期(outdated)和当前(current)CSIT的预编码矩阵闭式解;分析CSI反馈时延、网络节点数和配置天线数对MIMO X网络总自由度的影响.理论和数值分析表明,在分布式混合CSIT条件下,DSTIA方案能充分消除用户间干扰,获得更高的自由度,缩小可达界与外界的差距,提高系统可达速率.

摘要：针对微耕机作业时振动剧烈、操控舒适性差等缺陷开展研究。以南方丘陵地区常用的某型自走式微耕机为对象,依据结构分析及非作业状态下微耕机振动测试结果,结合多体动力学方法,考虑保险杠、发动机托架和扶手架(手柄)为空间柔性体,建立了基于约束的微耕机刚柔耦合动力学模型,并进行了整机系统动力学仿真。同时,开展了微耕机作业工况下振动特性的土槽测试试验。对比分析结果表明:仿真所得到的该型微耕机典型转速工况下手柄处的振动特性曲线与试验曲线吻合,加速度有效值误差小于5. 4%,频谱成分接近,这说明所建立的微耕机刚柔耦合动力学模型是有效的,运用多体系统刚柔耦合动力学建模理论与有限元相结合的方法研究微耕机整机振动特性是可行的。研究结论对于微耕机振动特性研究有一定的参考价值。

摘要：采用传统的关联规则用于岩土工程监测预警领域的知识发现,在数据庞大情形下单机机器学习实时性差,无法获得多因素综合作用的规则。由于未对前后部项进行约束,得到的关联规则冗余度高,含有大量不符因果逻辑的规则。基于此,提出一种前后部项约束关联规则并行化FRPFP (fore-part and rear-part parallel FP-growth)算法,并在大数据分布式处理平台Spark下进行实现。通过对三峡库区奉节至江津库段滑坡的孕灾因子统计分类,采用7个滑坡发育基础因子和4个滑坡诱导因子作为前部集合,滑坡前缘、中部、后缘监测点位移参数为后部集合,采集研究区25个滑坡11年监测数据。以FRPFP算法为模型架构基于关联规则的滑坡监测预警大数据系统,设计区域滑坡危险性规则挖掘、典型滑坡危险性规则挖掘、滑坡发生原因分析挖掘3个功能,用于库岸滑坡稳定性预测和分析,为认清库岸滑坡的破坏机制和提升其预报水平提供新的思路。