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Wavelet neural network based fault diagnosis in nonlinear analog circuits 被引量:16
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作者 Yin Shirong Chen Guangju Xie Yongle 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2006年第3期521-526,共6页
The theories of diagnosing nonlinear analog circuits by means of the transient response testing are studled. Wavelet analysis is made to extract the transient response signature of nonlinear circuits and compress the ... The theories of diagnosing nonlinear analog circuits by means of the transient response testing are studled. Wavelet analysis is made to extract the transient response signature of nonlinear circuits and compress the signature dada. The best wavelet function is selected based on the between-category total scatter of signature. The fault dictionary of nonlinear circuits is constructed based on improved back-propagation(BP) neural network. Experimental results demonstrate that the method proposed has high diagnostic sensitivity and fast fault identification and deducibility. 展开更多
关键词 fault diagnosis nonlinear analog circuits wavelet analysis neural networks.
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基于WOA-WNN-LSTM算法的红外CO痕量气体压力补偿与时序浓度分析
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作者 田富超 张海龙 +3 位作者 苏嘉豪 梁运涛 王琳 王泽文 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期994-1007,共14页
红外光谱分析是工业环境气体定量分析的重要手段,当前红外气体检测仪的测量精度受环境压力变化影响较大,导致检测数据在不同压力条件下偏离实际气体浓度。为提高红外气体传感器的精度,选择了鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,... 红外光谱分析是工业环境气体定量分析的重要手段,当前红外气体检测仪的测量精度受环境压力变化影响较大,导致检测数据在不同压力条件下偏离实际气体浓度。为提高红外气体传感器的精度,选择了鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)和小波神经网络(wavelet neural network,WNN)相结合的压力补偿算法,并结合长短期记忆法(long short-term memory,LSTM)对补偿后的数据进行预测。通过搭建工业环境气体压力补偿实验平台,使用高精度配气仪配置100~900 ppm标准CO气体,在80~120 kPa范围内进行数百组重复实验,发现CO气体传感器在负压条件下测量值小于标气浓度,正压条件下测量值大于标气浓度,并随压力变化呈线性关系,绝对误差最高为86 ppm。将传感器数据使用小波神经网络进行误差降低,初步补偿后的CO误差降至26 ppm,但由于参数可移植性较差,个别数据误差较大。进一步使用鲸鱼优化算法优化小波神经网络的参数后,补偿效果显著提升,传感器测量值与真值之差保持在0.004%以内且数据稳定。最终结合LSTM进行气体浓度预测,预测值与实际值之间的均方根误差(RMSE)均小于0.1,平均绝对误差(MAE)均小于0.020,实验结果表明,WOA-WNN-LSTM算法能够有效提高红外气体传感器的测量精度,成功消除环境压力对测量结果的影响,为工业环境气体检测提供了更为可靠和精准的解决方案。 展开更多
关键词 红外光谱分析 环境压力补偿 鲸鱼优化算法 小波神经网络 时序浓度预测
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基于离散小波注意力机制的结构光多尺度相位提取网络
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作者 尚建华 王刚 +2 位作者 刘洋 徐海芹 孙嘉曈 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期324-336,共13页
提出了一种基于离散小波注意力机制的结构光多尺度相位提取网络(Wavelet Attention Based Multi-scale Phase Extraction Network,WA-MSPNet),旨在提升结构光相位提取的准确性与效率。基于小波域的混合注意力机制,通过离散小波变换提取... 提出了一种基于离散小波注意力机制的结构光多尺度相位提取网络(Wavelet Attention Based Multi-scale Phase Extraction Network,WA-MSPNet),旨在提升结构光相位提取的准确性与效率。基于小波域的混合注意力机制,通过离散小波变换提取低频分量,并在小波域融合通道信息与空间信息,进而增强了有效特征的表达能力;其次,提出一种改进的多尺度增强预测策略,通过自下而上的多层级特征融合输出,提高了预测的准确性和鲁棒性;并且,优化的网络结构,在提升性能的同时能够显著减少参数量和计算量,与经典UNet相比,参数量减少约58%,计算量减少约32%。最后,借助152组测试数据集进行了对比实验,实验结果表明,文中的相位提取网络WA-MSPNet在平均绝对误差、均方根误差以及峰值信噪比等指标方面均优于经典UNet、加入注意力门控的Att-UNet以及结合Swin Transformer和UNet的混合架构模型Swin-UNet,证明了该网络在相位预测的优越性能和良好的泛化能力。 展开更多
关键词 相位提取 深度神经网络 小波变换 条纹投影 条纹图分析
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调心轴承退化特性WPES提取及FOA-GRNN算法预测分析
4
作者 张海霞 李灿 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期159-162,共4页
目前轴承剩余寿命预测需要采用大量历史经验作为判断依据,导致最终的预测结果相对实际测试情况形成了较大的偏差。这里以小波包能量谱WPES的方法对轴承退化特征进行了提取分析,并利用FOA-GRNN模型使GRNN获得更高精度的预测结果,根据多... 目前轴承剩余寿命预测需要采用大量历史经验作为判断依据,导致最终的预测结果相对实际测试情况形成了较大的偏差。这里以小波包能量谱WPES的方法对轴承退化特征进行了提取分析,并利用FOA-GRNN模型使GRNN获得更高精度的预测结果,根据多种群自适应果蝇优化算法进行数据分析获得GRNN扩展速度,实现了轴承剩余寿命的准确预测。研究结果表明:FOA-GRNN方法预测获得的均方误差为0.0034,形成了0.0532的绝对误差,均方根误差为0.06025,轴承退化特征能够满足轴承剩余寿命精确预测的要求。FOA-GRNN指标参数最小,达到了理想的效果,表现出了最优的收敛性,寻优效率与精度同时获得大幅提升。该研究对提高调心轴承故障诊断和寿命预测具有一定的理论支撑作用,可以拓宽到其它的机械传动故障信号分析领域。 展开更多
关键词 调心轴承 使用寿命 预测精度 小波包能量谱 广义回归神经网络 果蝇优化算法 退化特性 实验分析
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基于小波包分解卷积神经网络的停运输电线路故障识别方法 被引量:1
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作者 王鑫明 王祥宇 +3 位作者 贾晓卜 张飞飞 李少博 胡永强 《电测与仪表》 北大核心 2025年第1期61-67,共7页
当输电线路处于热备用状态时,停运线路上仍可能发生短路故障,准确地判断停运线路的故障状态能有效地避免合闸到故障线路时对电力系统造成冲击并对故障的排除提供便利,因此有必要对停运输电线路进行故障识别。对于双回输电线路提出一种... 当输电线路处于热备用状态时,停运线路上仍可能发生短路故障,准确地判断停运线路的故障状态能有效地避免合闸到故障线路时对电力系统造成冲击并对故障的排除提供便利,因此有必要对停运输电线路进行故障识别。对于双回输电线路提出一种采用小波包分解生成的频谱图作为卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)输入进行特征提取的停运线路故障识别方法。为减少人为提取特征产生的误差,首先对停运输电线路故障时三相电压暂态波形进行测量,采用小波包分解得到三相电压波形时频特性,最终通过CNN提取特征并进行故障分类。为验证该方法的故障识别效果,以河北省3条线路的实际数据为基础,在ATP-EMTP中建立500 kV同塔双回输电线路模型,为模拟现场各因素产生的误差在测得电压波形中加入10 dB高斯白噪声。结果表明,对热备用线路上故障状态识别准确率为99.98%,在一定程度上为停运线路的故障诊断及排除提供了参考。 展开更多
关键词 同塔双回输电线路 感应电压 小波包分解 时频分析 卷积神经网络 故障识别
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小波分解和BDLTM-GRU混合模型相融合的桥梁耦合极值应力高精度预测
6
作者 杨渡 樊学平 刘月飞 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期1026-1035,共10页
为实现桥梁耦合极值应力的高精度预测,采用小波多分辨率分析法对监测极值应力进行分解,取分解后的低频数据为趋势项信息,高频数据为车辆荷载效应信息,趋势项减去其均值为温度荷载效应信息,通过以上步骤实现桥梁极值应力的解耦。建立双变... 为实现桥梁耦合极值应力的高精度预测,采用小波多分辨率分析法对监测极值应力进行分解,取分解后的低频数据为趋势项信息,高频数据为车辆荷载效应信息,趋势项减去其均值为温度荷载效应信息,通过以上步骤实现桥梁极值应力的解耦。建立双变量(引入随时间变化的趋势项)贝叶斯动态线性趋势性模型(BDLTM)对低频极值应力进行预测分析;采用GRU神经网络模型对高频极值应力进行预测分析;实现耦合极值应力的叠加预测。利用天津富民桥的监测耦合数据验证BDLTM-GRU模型的可行性,同时与耦合极值应力的单BDLTM和单GRU模型进行精度比较,验证BDLTM-GRU模型预测的高精度。 展开更多
关键词 耦合极值应力 小波多分辨率分析法 BDLTM-GRU模型 BDLTM GRU神经网络
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基于PCA和自联想神经网络的核环境冷挤压切割刀具状态监测
7
作者 袁沛 蒋君侠 +2 位作者 马飞 金杰峰 来建良 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期606-615,共10页
在高放射性环境中,传感器部署受限,传动链噪声干扰,冷挤压切割刀具一致性差.为此提出基于外置电机旋转轴与进给轴电机扭矩信号的时频域统计、主成分分析(PCA)与自联想神经网络(AANN)相结合的刀具状态监测模型.基于旋转电机及进给电机扭... 在高放射性环境中,传感器部署受限,传动链噪声干扰,冷挤压切割刀具一致性差.为此提出基于外置电机旋转轴与进给轴电机扭矩信号的时频域统计、主成分分析(PCA)与自联想神经网络(AANN)相结合的刀具状态监测模型.基于旋转电机及进给电机扭矩波形提取时域统计特征及小波包能量特征形成原始训练集,利用原始训练集初步训练AANN模型,使用PCA重构原始训练集用于优化AANN模型局部结构参数,形成PCA-AANN刀具状态监测模型.基于实际样机的切割试验采集扭矩数据,对提出的PCA-AANN和现有AANN模型进行分析对比,结果表明PCA的引入有助于提高AANN模型鲁棒性,能有效降低刀具工作状态误报率,实现放射性环境下刀具状态的准确监测.所提方法为放射性环境中类似长传动链设备的状态监测提供了借鉴. 展开更多
关键词 放射性 刀具状态监测 时域统计 小波包分解 主成分分析 自联想神经网络
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改进KPCA结合多目标蜻蜓算法优化BP神经网络的联合收割机故障诊断
8
作者 孟桐 雷鸣 +2 位作者 宋文广 王丹丹 黄梦可 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1258-1267,共10页
针对联合收割机数据维度高、诊断效果不理想的问题,提出了一种改进核主成分分析(KPCA)结合多目标蜻蜓算法(MTDA)优化反向传播(BP)神经网络的联合收割机故障诊断方法。首先,采用Morlet小波作为KPCA的核函数,其融合了高斯包络与正弦波特性... 针对联合收割机数据维度高、诊断效果不理想的问题,提出了一种改进核主成分分析(KPCA)结合多目标蜻蜓算法(MTDA)优化反向传播(BP)神经网络的联合收割机故障诊断方法。首先,采用Morlet小波作为KPCA的核函数,其融合了高斯包络与正弦波特性,能够有效捕捉收割机的瞬态变化与局部异常,从而提取出了不同工况下的主要成分,降低了数据维度,减少了冗余信息;其次,针对传统蜻蜓算法的局限性,引入了自适应变异策略、非线性惯性权重及动态收敛因子,构建了多目标蜻蜓算法,对Schaffer、Michalewicz和Rastrigin函数进行了求解,验证了MTDA能显著提升全局与局部搜索平衡能力;最后,利用MTDA对BP神经网络的权值和阈值进行了优化,构建了MTDA-BP综合故障诊断模型,将模型应用于联合收割机的故障诊断中,通过实验验证了其有效性。研究结果表明:故障诊断平均精度达到96.7%,通过与当前主流方法的实验对比分析,采用Micro-average ROC进行了模型评价,结果显示该模型的曲线下面积(AUC)为0.967。实验结果充分证明了该模型在检测精确度与泛化性方面均具有显著优势,该研究也为解决智能农业机械中的诊断提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 核主成分分析 MORLET小波 多目标蜻蜓算法 反向传播神经网络 联合收割机 故障诊断
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基于机器学习的水库溶解氧预测模型比较研究 被引量:1
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作者 张鹏 梅书浩 +3 位作者 石成春 卓越 李佳昊 宋刚福 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期87-95,共9页
快速精准预测低氧发生对维持水生生态系统的健康有着重要意义,利用皮尔逊相关性分析和最大信息系数两种方法,依据闽江上游水口水库典型渔业养殖区G1、G2和Z1点位2021年3月至2022年3月的数据,从多个水质、气象和水文参数中筛选出影响溶... 快速精准预测低氧发生对维持水生生态系统的健康有着重要意义,利用皮尔逊相关性分析和最大信息系数两种方法,依据闽江上游水口水库典型渔业养殖区G1、G2和Z1点位2021年3月至2022年3月的数据,从多个水质、气象和水文参数中筛选出影响溶解氧的关键驱动因子。基于机器学习算法,构建了独立BP、皮尔逊相关性-BP、MIC-BP和MIC-SVR等溶解氧预测模型,对比分析了各模型的预测结果。结果表明:电导率、水温、pH、叶绿素a和水位是影响溶解氧的5个主要因素;经过相关性分析筛选后,构建的预测模型性能得到提升,其中最大信息系数(MIC)法的筛选效率优于皮尔逊相关性法的;MIC-SVR模型是最优的溶解氧预测模型,其R 2均大于0.98,RMSE均小于0.56,MAE均小于0.28,可以将溶解氧的预测误差控制在±0.30 mg/L以内。该研究成果可为湖库低氧预测预警提供借鉴。 展开更多
关键词 水库溶解氧 相关性分析 最大信息系数 BP神经网络 支持向量回归
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重载货车常用制动工况下制动缸压力预测与拟合
10
作者 王鼎 熊芯 马忠 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期71-80,88,共11页
在重载列车纵向动力学系统中,制动系统的制动及缓解特性关键参数对车钩力仿真的影响至关重要。基于线路试验实测数据,建立小波神经网络模型,对制动缸升压时间进行预测;采用拟合的方法,获取整个制动缓解过程中各阶段的制动缸压力值;通过... 在重载列车纵向动力学系统中,制动系统的制动及缓解特性关键参数对车钩力仿真的影响至关重要。基于线路试验实测数据,建立小波神经网络模型,对制动缸升压时间进行预测;采用拟合的方法,获取整个制动缓解过程中各阶段的制动缸压力值;通过残差分析和检验,拟合模型的结果得以验证。通过给出的计算模型,可在已知主控机车列车管减压量以及任何1位制动缸压力值的条件下,对列车制动缓解过程中各个位置制动缸压力进行计算,为纵向动力学车钩力仿真提供参数基础。 展开更多
关键词 重载货车 常用制动 制动缸压力 小波神经网络模型 拟合残差分析
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基于两维WAVELET分解的纹理图像分割方法 被引量:3
11
作者 王庆元 赵昕 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期52-58,共7页
提出了一种纹理图像的分割方法,主要利用WAVELET变换的多分辨率分析的特性,通过两维分解抽取图像的纹理特征,并对图像小窗口区域的特征进行聚类,该聚类结果可作为多层BP(Backpropagation)网权值学习的训... 提出了一种纹理图像的分割方法,主要利用WAVELET变换的多分辨率分析的特性,通过两维分解抽取图像的纹理特征,并对图像小窗口区域的特征进行聚类,该聚类结果可作为多层BP(Backpropagation)网权值学习的训练样本,进而利用BP网对各小窗口的特征进行分类以实现纹理图像的分割,实验证明,该方法对于纹理图像具有较好的分割效果。 展开更多
关键词 小波分析 图像分割 纹理分析 神经网络
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基于小波分析和BP神经网络的农业机械化作业水平预测 被引量:1
12
作者 夏晶晶 吕恩利 +1 位作者 邬锡权 陈明林 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第12期312-318,共7页
为提高我国农业机械化作业水平的预测精度,针对农业机械化作业水平非线性和非平稳性的特点,基于小波分析和BP神经网络的基本原理,建立小波-BP神经网络的预测模型。首先,系统地分析并提取农业机械化作业水平主要影响因素,采用主成分分析... 为提高我国农业机械化作业水平的预测精度,针对农业机械化作业水平非线性和非平稳性的特点,基于小波分析和BP神经网络的基本原理,建立小波-BP神经网络的预测模型。首先,系统地分析并提取农业机械化作业水平主要影响因素,采用主成分分析的方法进行降维处理;然后,对我国农业机械化作业水平时间序列和影响因素主成分序列进行小波分解获取低频分量和高频分量,进而对低频分量与高频分量分别建立BP神经网络预测模型;最后,将预测得到的低频分量和高频分量通过线性叠加得到最终预测结果。以我国农业机械化作业水平预测为例对该方法进行验证,结果表明:小波-BP神经网络预测模型具有较好的预测效果,模型评价指标平均相对误差、均方根误差、希尔不等系数、一致性指标、有效系数和优秀率分别为0.44%、0.293、0.002 4、0.90、0.972 7和100%,各评价指标均优于其他模型。 展开更多
关键词 农业机械化作业水平 主成分分析 小波分析 BP神经网络
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蜣螂算法优化概率神经网络的变压器故障诊断 被引量:12
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作者 宗琳 周晓华 +3 位作者 罗文广 刘胜永 张银 吴雪颖 《智慧电力》 北大核心 2024年第5期98-104,共7页
针对仅靠人工经验选取平滑因子的概率神经网络(PNN)变压器故障诊断模型存在诊断正确率偏低的问题,提出1种采用蜣螂算法(DBO)优化PNN平滑因子的变压器故障诊断模型。选取测试函数对DBO算法进行寻优测试,并与粒子群算法(PSO)、人工蜂群算... 针对仅靠人工经验选取平滑因子的概率神经网络(PNN)变压器故障诊断模型存在诊断正确率偏低的问题,提出1种采用蜣螂算法(DBO)优化PNN平滑因子的变压器故障诊断模型。选取测试函数对DBO算法进行寻优测试,并与粒子群算法(PSO)、人工蜂群算法(ABC)、灰狼优化算法(GWO)对比,DBO在寻优精度、收敛速度和避免局部最优方面更具优势;采用DBO对PNN平滑因子寻优以建立DBO-PNN诊断模型,并与PSO-PNN、ABC-PNN和GWO-PNN模型进行诊断对比,结果表明DBO-PNN模型的诊断效果更好,正确率达96%。 展开更多
关键词 变压器故障诊断 蜣螂算法 概率神经网络 油中溶解气体分析
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三维荧光光谱融合小波包分解融合Fisher判别分析及支持向量机识别紫苏 被引量:6
14
作者 任永杰 殷勇 +1 位作者 于慧春 袁云霞 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期198-203,共6页
为实现紫苏品种的快速鉴别,避免以次充好,选取4个品种的紫苏采集三维荧光数据,提出了一种基于小波包分解融合Fisher判别分析(Fisher discriminant analysis,FDA)的荧光数据特征选择策略,并实施了4种紫苏的有效鉴别。首先,对三维荧光数... 为实现紫苏品种的快速鉴别,避免以次充好,选取4个品种的紫苏采集三维荧光数据,提出了一种基于小波包分解融合Fisher判别分析(Fisher discriminant analysis,FDA)的荧光数据特征选择策略,并实施了4种紫苏的有效鉴别。首先,对三维荧光数据进行预处理,采用Delaunay三角形内插值法去除瑞利散射和拉曼散射,以消除它们的不利影响;运用Savitzky-Golar卷积平滑对数据进行平滑处理,以减少噪声的干扰。同时,对三维荧光数据进行初步筛选,去除了荧光强度小于0.01的发射波长。然后,对各激发波长对应的发射光谱进行3层sym4小波包分解,计算得到最低频段的小波包能量值,作为各激发波长光谱数据表征量。接着,再利用FDA对小波包能量进行判别分析,将其所包含的差异性信息进行融合,得到FDA生成的新变量,并选取累计判别能力达到99%的前3个FD变量作为不同品种差异性信息的表征变量,提出三维荧光数据的表征策略。最后,利用BP神经网络(backpropagation neural network,BPNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)两种模式识别算法对表征变量进行分析,得到FDA+BPNN和FDA+SVM两种鉴别结果。FDA+BPNN的训练集正确率为97.5%,测试集正确率为95%;FDA+SVM的训练集和测试集的正确率均达到98.33%。结果表明,三维荧光光谱技术结合小波包分解、FDA和SVM算法基本上能够实现紫苏品种的鉴别。这为后续有关紫苏的进一步检测研究(如某些有效成分的定量检测)提供了研究基础。 展开更多
关键词 紫苏 三维荧光 小波包分解 FISHER判别分析 BP神经网络 支持向量机
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极端气象条件下基于深度学习网络特征的变压器故障预测 被引量:4
15
作者 龙玉江 姜超颖 +1 位作者 钟掖 田月炜 《现代电子技术》 北大核心 2024年第4期91-96,共6页
根据极端气象条件下变压器产生故障时的环境参数,结合变压器故障预测中常用的油中溶解气体的含量,提出一种基于深度学习网络的故障预测方法。针对已有的变压器故障诊断方法泛化能力弱、时效性低、精度低等缺点,引入极端气象参数,并通过... 根据极端气象条件下变压器产生故障时的环境参数,结合变压器故障预测中常用的油中溶解气体的含量,提出一种基于深度学习网络的故障预测方法。针对已有的变压器故障诊断方法泛化能力弱、时效性低、精度低等缺点,引入极端气象参数,并通过对多组数据序列进行时因分析,提取数据随着时间的变化关系;其次,设计一种新型的神经网络,将油气参数与极端气象参数的时间特征融合,并通过深度学习网络进行故障分类与预测。仿真实验结果表明,相比于其他传统故障预测方法,所提出的极端气象条件下基于深度学习网络的变压器故障预测方法准确率有显著提高。 展开更多
关键词 输变电变压器 故障预测 深度学习 卷积神经网络 极端气象 故障分类 溶解气体分析
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电力变压器油中溶解气体在线监测数据修复方法 被引量:1
16
作者 何宁辉 吴旭涛 +5 位作者 沙伟燕 李秀广 周秀 田禄 李金鑫 程养春 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期37-48,共12页
变压器油中溶解气体分析已广泛应用于变电站中。但是一些在线监测装置常常出现数据异常或缺失,影响对变压器状态的实时准确判断,因此亟需对在线监测数据中被剔除的“脏数据”和缺失数据进行修复。在总结现场变压器油中溶解气体在线监测... 变压器油中溶解气体分析已广泛应用于变电站中。但是一些在线监测装置常常出现数据异常或缺失,影响对变压器状态的实时准确判断,因此亟需对在线监测数据中被剔除的“脏数据”和缺失数据进行修复。在总结现场变压器油中溶解气体在线监测数据特点的基础上,综合考虑数据修复的时效性和准确度要求,提出了由滑动平均、径向基函数神经网络和多项式拟合3种缺失数据修复算法组成的修复策略;利用现场典型数据,分析了这3种方法的修复效果、最佳参数、优缺点和相互配合方式,实现了对油中溶解气体在线监测数据的快速准确修复。 展开更多
关键词 变压器 油中溶解气体分析 神经网络 数据修复 多项式拟合
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基于卷积神经网络的肌电信号人体运动模式识别技术 被引量:1
17
作者 刘亚丽 鲁妍池 +1 位作者 马勋举 宋遒志 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2144-2158,共15页
随着外骨骼机器人等肌电控制设备的快速发展,表面肌电信号此类非平稳、非周期信号在高性能运动识别系统中的应用已成为相关研究领域的重点。为实现肌电信号跨域特征融合,提出一种基于肌电信号的双卷积链神经网络模型,采集7块关键肌肉的... 随着外骨骼机器人等肌电控制设备的快速发展,表面肌电信号此类非平稳、非周期信号在高性能运动识别系统中的应用已成为相关研究领域的重点。为实现肌电信号跨域特征融合,提出一种基于肌电信号的双卷积链神经网络模型,采集7块关键肌肉的原始肌电信号,经特征提取,转化为能量核相图和离散小波变换系数特征图,分别输入双卷积链神经网络的卷积神经网络分支和MobileNetV2分支,利用融合模块提取高层隐藏特征并进行充分交互。制备包括以上两种特征图像和传统肌电信号图谱在内的3种数据集。3组交叉实验结果表明:所提方法对6种自测下肢运动的平均识别准确率达94.19%,显著优于其他特征组合与网络架构;在ENABL3S开源数据集识别7种下肢运动中取得98.32%的稳态识别准确率,进一步验证了所提方法优良的肌电特征捕捉能力和模式识别准确性。 展开更多
关键词 外骨骼机器人 表面肌电信号 运动模式识别 双卷积链神经网络 能量核 小波变换分析
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基于优化小波神经网络的作物温室环境温度预测模型 被引量:1
18
作者 倪美玉 杜子涛 曹为刚 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第12期73-80,共8页
温室环境温度是影响大棚农作物生长的关键因素,其演变受多重因素的综合影响,具有明显的非线性复杂特征,预测难度较大。基于此,提出一种改进黏菌算法优化小波神经网络的作物温室环境温度预测模型CASMA-WNN。利用改进黏菌算法对小波神经... 温室环境温度是影响大棚农作物生长的关键因素,其演变受多重因素的综合影响,具有明显的非线性复杂特征,预测难度较大。基于此,提出一种改进黏菌算法优化小波神经网络的作物温室环境温度预测模型CASMA-WNN。利用改进黏菌算法对小波神经网络的关键参数初值调优,在传统黏菌算法中引入PWLCM混沌映射优化初始种群多样性,设计自适应混合变异机制提高算法的搜索精度。同时,利用主成分分析法提取与作物温室环境温度相关性最高的主成分特征因子,实现数据降维。并将主成分因子输入优化调参后的小波神经网络模型,对作物温室环境温度进行预测。结果表明,与BP神经网络和标准小波神经网络相比,CASMA-WNN模型的平均绝对误差分别可以降低34.23%和26.56%,其数据拟合度更高,预测误差更小,可以为适宜的温室内作物生长温度调控提供决策支撑。 展开更多
关键词 温室温度 小波神经网络 主成分分析法 黏菌算法
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基于遗传优化小波网络的随机载况下裂纹扩展预报
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作者 张明宇 孙力 黄小平 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1430-1440,共11页
疲劳问题作为工程领域常见的破坏形式受到了广泛关注。基于断裂力学的疲劳分析方法可以获取可无损检测的疲劳损伤-裂纹尺寸,但计算较为复杂。针对海洋工程结构物疲劳分析中的谱分析法,本文通过遗传优化的小波神经网络建立一种同一热点... 疲劳问题作为工程领域常见的破坏形式受到了广泛关注。基于断裂力学的疲劳分析方法可以获取可无损检测的疲劳损伤-裂纹尺寸,但计算较为复杂。针对海洋工程结构物疲劳分析中的谱分析法,本文通过遗传优化的小波神经网络建立一种同一热点下各随机载况的应力强度因子谱,结合有限元分析获取的应力强度因子进行网络训练。结果表明,该模型可对各随机载况下的SIF谱进行较好的预测。本文所提出的方法可大幅减少重复性有限元计算,为裂纹扩展方法应用于随机载况下工程结构的疲劳寿命预报提供一种思路。最后,结合裂纹扩展单一曲线模型实现随机载况下裂纹扩展量的快速预报。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 随机载况 应力强度因子谱 小波神经网络 有限元分析
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基于CNN-GRU深度学习的模块化多电平矩阵变换器故障诊断 被引量:1
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作者 朱晋 程启明 程尹曼 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期13-22,共10页
模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)是一种用于海上风力发电的低频电力传输AC-AC变换器。为了提高M3C工作的可靠性和稳定性,对其子模块中IGBT(insulated gate bipolar transistor)的开路故障需要有高效... 模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)是一种用于海上风力发电的低频电力传输AC-AC变换器。为了提高M3C工作的可靠性和稳定性,对其子模块中IGBT(insulated gate bipolar transistor)的开路故障需要有高效准确的诊断方法,为此提出了基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和门控循环单元(gated loop unit,GRU)相结合的深度学习故障诊断方法。在对M3C子模块运行工况分析基础上对原始故障数据进行小波包分析,并通过时序图像转换将其中高频分量转化为二维故障图片作为深度学习的训练及验证数据集,经过CNN对高维数据的特征提取,再通过GRU对数据进行优化训练,实现了对M3C故障类别的诊断识别。所提方法相比传统方法具有更加准确、快速的故障诊断能力。 展开更多
关键词 模块化多电平矩阵变换器 小波包分析 卷积神经网络 门控循环单元 故障诊断
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