基于非插值卷积自编码器的湍流降阶模型

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作者 武频 张波 +1 位作者 宋超 周铸 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第1期149-153,共5页

降阶模型通过代理数值模拟,有效降低了大规模流体动力学问题的计算成本。其中,降维和重构方法是降阶模型的关键组成部分。传统的本征正交分解基于线性映射,常常在处理流场时损失大量非线性流动信息。全连接结构的自编码器在处理较大规... 降阶模型通过代理数值模拟,有效降低了大规模流体动力学问题的计算成本。其中,降维和重构方法是降阶模型的关键组成部分。传统的本征正交分解基于线性映射,常常在处理流场时损失大量非线性流动信息。全连接结构的自编码器在处理较大规模流场网格时会导致模型参数爆炸,难以有效训练。为了获得均匀流场快照,卷积自编码器一般需要在流场上进行均匀插值,这通常伴随着插值误差和不必要的时间成本。为解决这些问题,提出了一种创新的非插值卷积自编码器,该模型可以提取流场的非线性特征,降低参数量,避免插值误差和额外的计算成本。在二维圆柱绕流算例上,降维重构的均方根误差均约为1×10^(-3),速度云图和绝对误差云图展示了非插值卷积自编码器在重构方面的卓越性能。 展开更多

关键词 降阶模型 非插值卷积自编码器 降维重构

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一种仿蝗虫腿空间缓冲吸附机构缓冲参数研究 被引量：6

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作者 李龙 葛泽宇 +1 位作者 田应仲 张泉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1090-1098,共9页

针对空间机器人在太空高速工况下,难以平稳地着陆且黏附在目标航天器表面的问题,提出了一种仿蝗虫腿非合作空间缓冲吸附机构。为了得到机构最优的缓冲参数,使得其与目标航天器碰撞时不发生回弹且减小碰撞力以保护自身,提出了空间缓冲吸... 针对空间机器人在太空高速工况下,难以平稳地着陆且黏附在目标航天器表面的问题,提出了一种仿蝗虫腿非合作空间缓冲吸附机构。为了得到机构最优的缓冲参数,使得其与目标航天器碰撞时不发生回弹且减小碰撞力以保护自身,提出了空间缓冲吸附机构碰撞缓冲的动力学模型,该模型研究方法基于连续碰撞力方程。通过对空间缓冲吸附机构的腿部胫节、股节以及整机的受力分析,求得其不同受力工况下的动力学方程。采用线性弹簧阻尼结构等效空间缓冲吸附机构碰撞缓冲过程,建立空间缓冲吸附机构碰撞动力学模型,并结合实际碰撞缓冲参数设计出空间缓冲吸附机构碰撞过程的刚度系数和阻尼系数。最后利用动力学仿真进行校验,结果表明用此方法,机构所受碰撞力大幅减小且不发生回弹,证明了方法的合理性。 展开更多

关键词 仿蝗虫腿 空间缓冲吸附机构 缓冲参数 碰撞动力学 着陆缓冲

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基于误差监测机制的船舶操纵运动自适应在线建模

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作者 余耀辉 刘溯扬 +2 位作者 王子豪 谢文博 彭艳 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期58-64,共7页

[目的]针对实际航行中船舶动态特性变化所导致的模型失准问题,提出一种基于误差监测机制的船舶操纵运动自适应在线建模方法。[方法]通过模型预测误差监测机制判断模型更新时机,结合滑动窗口技术和支持向量机,基于航行数据实现模型的自... [目的]针对实际航行中船舶动态特性变化所导致的模型失准问题,提出一种基于误差监测机制的船舶操纵运动自适应在线建模方法。[方法]通过模型预测误差监测机制判断模型更新时机,结合滑动窗口技术和支持向量机,基于航行数据实现模型的自适应重训练更新。以KCS集装箱船为研究对象,在变航速的Z形和回转运动场景下对所提方法进行测试验证,并分析误差监测机制中的超参数选取对在线建模的影响。[结果]仿真结果表明,误差检测机制能够降低模型在线更新频率,节约计算资源。相较于离线方法,所提方法在船舶动态特性变化时能够及时更新模型,保障预测精度。[结论]所提方法适用于船舶自身属性、环境变化等引发的动力学特性变化场景,可为船舶运动在线建模与预报提供技术方法,具有实际的工程意义。 展开更多

关键词 船舶 操纵性 人工智能 运动控制 运动预测 在线建模 系统辨识 时变系统

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基于生成对抗模仿学习的无人艇缠斗博弈方法

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作者 石钊翔 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期135-138,143,共5页

生成对抗模仿学习(GAIL)旨在使无人艇从专家演示中学习到最佳的缠斗策略。然而,其应用主要集中在无人艇的转弯等部分控制,且很少应用于对抗和缠斗的动作学习。现有的GAIL模型很难训练出更为复杂的无人艇控制,且模型本身的判别器输出可... 生成对抗模仿学习(GAIL)旨在使无人艇从专家演示中学习到最佳的缠斗策略。然而,其应用主要集中在无人艇的转弯等部分控制,且很少应用于对抗和缠斗的动作学习。现有的GAIL模型很难训练出更为复杂的无人艇控制,且模型本身的判别器输出可能会限制GAIL的性能。因此,提出了一种新的动作学习方法--GAIL-RLRR,该方法基于GAIL,旨在实现类机器人的奖励重塑,使无人艇有效地学习类机器人行为。通过将奖励重塑机制植入到判别器和利用近端策略优化(PPO)算法增强生成器来提高模型性能。新的模型进行了两艘无人艇追击和拦截实验,说明本模型能够学习到最佳的策略。 展开更多

关键词 无人艇 模仿学习 类机器人 生成对抗 奖励重塑

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基于遗传算法的船舶减摇陀螺控制系统参数优化

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作者 郄彤彤 郑建勇 +2 位作者 张磊 雷之楮 何旭涛 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期223-231,共9页

[目的]为了提高船载减摇陀螺的工作性能,提出一种基于遗传算法的减摇陀螺被动控制参数优化方法。[方法]首先,基于船舶耐波性和陀螺动力学理论,对船载减摇陀螺的被动控制系统进行精细化建模,并引入进动阻尼电机的电磁转矩模型;然后,针对... [目的]为了提高船载减摇陀螺的工作性能,提出一种基于遗传算法的减摇陀螺被动控制参数优化方法。[方法]首先,基于船舶耐波性和陀螺动力学理论,对船载减摇陀螺的被动控制系统进行精细化建模,并引入进动阻尼电机的电磁转矩模型;然后,针对船载减摇系统减摇效率与进动阻尼系统抖振之间的平衡问题,提出基于遗传算法的船载减摇陀螺控制系统的参数优化方法,并采用Matlab/Simulink平台对四级典型海况下的减摇系统性能进行仿真验证。[结果]仿真结果表明,优化后的船载减摇陀螺控制系统具有更优异的性能,其减摇效率最高可达97.44%,且进动阻尼系统无明显抖振。[结论]研究成果可为船载减摇陀螺控制系统的设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 减摇陀螺 动力学建模 参数优化 遗传算法

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一种多模态知识图谱实体对齐方法 被引量：1

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作者 刘炜 徐辉 李卫民 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1040-1051,共12页

多模态知识图谱的融合需要解决知识融合过程中的实体对齐问题。在多模态知识图谱中,多模态属性可以提供关键对齐信息来提升实体对齐的能力。本文提出一种基于多模态属性嵌入和图注意力网络的多模态知识图谱实体对齐方法。首先,根据多模... 多模态知识图谱的融合需要解决知识融合过程中的实体对齐问题。在多模态知识图谱中,多模态属性可以提供关键对齐信息来提升实体对齐的能力。本文提出一种基于多模态属性嵌入和图注意力网络的多模态知识图谱实体对齐方法。首先,根据多模态知识图谱中图像、文本和图谱结构信息,将多模态知识图谱划分成子图;其次,利用图注意力网络提取文本和图结构信息,利用视觉几何组(visual geometry group, VGG)网络提取图像特征信息;然后,将文本、图像和图结构特征生成嵌入表示到向量空间;最后,综合子图的多模态特征和图结构特征用于对齐。实验结果表明,在对齐任务中该模型相比于4种基线模型性能有明显提升(Hits@1、Hits@10和MRR提升了10.64%、5.60%和0.227)。 展开更多

关键词 多模态知识图谱 实体对齐 多模态属性嵌入 图注意力网络

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多模态知识图谱表示学习综述 被引量：15

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作者 王春雷 王肖 刘凯 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-15,共15页

在综合对比传统知识图谱表示学习模型优缺点以及适用任务后,发现传统的单一模态知识图谱无法很好地表示知识。因此,如何利用文本、图片、视频、音频等多模态数据进行知识图谱表示学习成为一个重要的研究方向。同时,详细分析了常用的多... 在综合对比传统知识图谱表示学习模型优缺点以及适用任务后,发现传统的单一模态知识图谱无法很好地表示知识。因此,如何利用文本、图片、视频、音频等多模态数据进行知识图谱表示学习成为一个重要的研究方向。同时,详细分析了常用的多模态知识图谱数据集,为相关研究人员提供数据支持。在此基础上,进一步讨论了文本、图片、视频、音频等多模态融合下的知识图谱表示学习模型,并对其中各种模型进行了总结和比较。最后,总结了多模态知识图谱表示学习如何改善经典应用,包括知识图谱补全、问答系统、多模态生成和推荐系统在实际应用中的效果,并对未来的研究工作进行了展望。 展开更多

关键词 多模态知识图谱 表示学习 多模态融合 知识图谱补全 多模态生成

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多机器人系统PTCWA指标与布局优化

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作者 李龙 季波 田应仲 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第6期357-361,366,共6页

机器人协作系统是提高机械制造加工自动化与灵活性的有效方式,提出了一种基于协作工作空间与公共工作空间乘积(PTCWA)性能指标的机器人系统布局优化模型与方法。该方法采用解析法对多机械臂系统的公共工作空间和协同工作空间进行分析,... 机器人协作系统是提高机械制造加工自动化与灵活性的有效方式,提出了一种基于协作工作空间与公共工作空间乘积(PTCWA)性能指标的机器人系统布局优化模型与方法。该方法采用解析法对多机械臂系统的公共工作空间和协同工作空间进行分析,研究系统布局与两种操作空间之间的耦合关系。基于机械臂D-H参数与机器人数量,对系统布局的极限位置进行分析。基于PTCWA性能指标与布局极限位置参数构建多臂系统布局优化模型,以系统性能指标最优为目标对优化模型进行优化求解。最后以由三个工业机器人组成的典型协作系统为实例进行仿真验证,结果表明以该优化模型进行优化求解可以得到机器人系统的最优系统布局参数。 展开更多

关键词 多机器人系统 布局优化 PTCWA 协作空间

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亚临界雷诺数下椭圆柱绕流特性

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作者 吴泳熹 张翔宇 +2 位作者 吴昊 张丹 毛方赛 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期532-544,共13页

研究了亚临界雷诺数下不同长短轴比(axial ratio,AR)下的圆柱绕流特性.通过数值模拟研究了亚临界雷诺数Re=3.9×10^(3)、5.0×10^(3)、6.0×10^(3)、8.0×10^(3)、10.0×10^(3),AR=0.1-1.6的二维椭圆柱绕流的升力... 研究了亚临界雷诺数下不同长短轴比(axial ratio,AR)下的圆柱绕流特性.通过数值模拟研究了亚临界雷诺数Re=3.9×10^(3)、5.0×10^(3)、6.0×10^(3)、8.0×10^(3)、10.0×10^(3),AR=0.1-1.6的二维椭圆柱绕流的升力系数、阻力系数以及St数的变化趋势,并结合涡量云图及压力系数分布特征分析了流动特性变化的原因.分析结果表明,在亚临界雷诺数下,不同雷诺数的最大升力系数CL.m均呈现随着AR增大而先增大后减小的趋势,并在AR=0.7时达到最大值.不同雷诺数的St数变化趋势基本一致,总体呈现上升趋势.平均阻力系数以AR=0.7的情况为临界,呈现出两种不同的变化趋势.研究结果可为基于压电构型的流致振动俘能装置的优化设计提供指导. 展开更多

关键词 圆柱绕流 长短轴比 亚临界雷诺数 圆柱绕流特性

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基于SWA-IMM的水面无人艇目标跟踪方法

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作者 王屹辉 王庆立 王名洺 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第8期112-117,共6页

针对标准交互式多模型(Interacting Multiple Model,IMM)算法采用固定运动模型集导致运动目标跟踪精度下降的问题,本文提出一种基于滑动窗口的多模型自适应滤波(SWA-IMM)算法。通过计算运动目标与不同模型的匹配概率,利用滑动窗口判定... 针对标准交互式多模型(Interacting Multiple Model,IMM)算法采用固定运动模型集导致运动目标跟踪精度下降的问题,本文提出一种基于滑动窗口的多模型自适应滤波(SWA-IMM)算法。通过计算运动目标与不同模型的匹配概率,利用滑动窗口判定法确定最佳匹配模型,改变模型集中最佳匹配模型的权重以达到模型集自适应的过程。结果表明,基于滑动窗口的多模型自适应滤波算法,在一定程度上提升了无人艇运动目标跟踪的准确性。 展开更多

关键词 无人艇 跟踪 交互多模型 CKF

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面向嵌入式系统的复杂场景红外目标实时检测算法 被引量：5

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作者 张鹏辉 刘志 +2 位作者 郑建勇 何博侠 裴雨浩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期193-202,共10页

为了解决复杂背景条件下,红外目标检测存在的准确率低、召回率低、以及网络模型在嵌入式计算平台上推理速度慢的问题,以轻量化网络YOLOv4-Tiny作为算法的基本架构,结合视觉注意力机制和空间金字塔池化思想,提出两种面向嵌入式系统的红... 为了解决复杂背景条件下,红外目标检测存在的准确率低、召回率低、以及网络模型在嵌入式计算平台上推理速度慢的问题,以轻量化网络YOLOv4-Tiny作为算法的基本架构,结合视觉注意力机制和空间金字塔池化思想,提出两种面向嵌入式系统的红外目标检测网络,利用迁移学习策略进行训练,在以昇腾310 AI芯片为核心的Atlas 200 DK嵌入式计算平台进行部署。实验结果表明,在该嵌入式计算平台上推理分辨率为640 pixel×512 pixel的红外图像,相较于原始网络YOLOv4-Tiny,所提网络YOLOv4-Tiny+SE+SPP的平均准确率和召回率分别提升12.36%和18.6%,推理速度达到78 fps;所提网络YOLOv4-Tiny+CBAM+SPP的平均准确率和召回率分别提升15.94%和22.89%,推理速度达到71 fps,可兼顾准确率和实时性,能够满足军事和安防领域对红外目标进行实时检测和跟踪的需要。 展开更多

关键词 红外图像 注意力机制 迁移学习 目标检测 嵌入式平台

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未知区域中四旋翼无人机集群协同搜索与围捕算法 被引量：5

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作者 过劲劲 齐俊桐 +2 位作者 王明明 吴冲 徐士博 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2001-2010,共10页

四旋翼无人机集群可以被用来进行区域侦察,以建立对环境与兴趣目标的认知。为四旋翼无人机集群提出一种分布式协同搜索算法和动态目标包围技术,以解决在未探测区域定位和监测目标中所遇到的挑战。为降低所提算法的复杂度,通过栅格划分... 四旋翼无人机集群可以被用来进行区域侦察,以建立对环境与兴趣目标的认知。为四旋翼无人机集群提出一种分布式协同搜索算法和动态目标包围技术,以解决在未探测区域定位和监测目标中所遇到的挑战。为降低所提算法的复杂度,通过栅格划分方法将任务区域划分为2级栅格子区域。考虑到动态目标的随机性,设计一种数字信息素来引导多无人机对任务区域进行2次搜索,并以快速搜索到目标为奖励函数,通过滚动优化决策得到最优解作为无人机的输入。然后,基于一致性协议设计一种多无人机协同跟踪与围捕协议,以获取动态目标的实时信息。数个仿真结果与室外飞行实验验证了所提算法能够使四旋翼无人机对未知区域中动态目标进行有效搜索与动态监视。 展开更多

关键词 未知区域 四旋翼无人机集群 协同搜索 协同围捕 数字信息素 实验验证

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通信受限情况下的无人水面艇集群复合任务分配算法

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作者 程顺才 杨萌 宋锐 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第24期81-86,共6页

远海环境通信条件受限,造成无人水面艇(USV)集群协同作业时面临局部失联所带来的执行任务失败风险。针对USV集群动态协同探测打击场景下的任务分配网络通信问题,本文研究在任务完成规则明确的各种合作约束下,将异构复合任务分配给具有... 远海环境通信条件受限,造成无人水面艇(USV)集群协同作业时面临局部失联所带来的执行任务失败风险。针对USV集群动态协同探测打击场景下的任务分配网络通信问题,本文研究在任务完成规则明确的各种合作约束下,将异构复合任务分配给具有不同能力无人艇的分布式任务分配方法,提出一种基于局部子网络的复合任务分配算法(BLSA),对本地复合任务进行分解,并通过网络消息传递步数,限制网络通信,形成局部子网络,在子网络中对本地复合子任务进行分配。仿真实验表明,基于局部子网络的复合任务分配算法在保持共识捆绑算法的稳健收敛特性前提下,拓展了任务类型,并且限制网络通信的情况下,仍然可以产生与完全通信近似等同的解决方案,同时还能提高收敛的速度,减少整个网络的通信需求。 展开更多

关键词 无人艇 异构集群 通信受限 局部子网络 复合任务分配

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