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考虑摩擦与间隙的空间机械臂轨迹跟踪控制
1
作者 高娟娟 曹志琼 刘福才 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第8期864-874,共11页
以空间机械臂在轨服务的高精度要求为背景,研究不同重力环境下考虑摩擦与间隙的空间机械臂轨迹跟踪控制。以二连杆空间机械臂为研究对象,建立基于轻杆模型的含间隙等效模型,使用Kane方程、力矩平衡原理建立摩擦模型,并运用拉格朗日方程... 以空间机械臂在轨服务的高精度要求为背景,研究不同重力环境下考虑摩擦与间隙的空间机械臂轨迹跟踪控制。以二连杆空间机械臂为研究对象,建立基于轻杆模型的含间隙等效模型,使用Kane方程、力矩平衡原理建立摩擦模型,并运用拉格朗日方程建立机械臂动力学方程,设计无模型控制器。在此基础上分析不同重力环境下摩擦与间隙对机械臂关节驱动力、机械臂末端轨迹跟踪精度的影响,并与比例微分(PD)算法控制的机械臂末端轨迹跟踪效果相比较,验证在不改变控制器参数与结构的条件下,在不同重力环境下无模型控制算法的优越性。 展开更多
关键词 空间机械臂 重力 关节摩擦 关节间隙 无模型控制
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网络攻击下考虑状态受限的微电网安全运行与控制
2
作者 吴忠强 程洪强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3240-3250,共11页
攻击、干扰、不确定性通常存在于微电网中危害系统的安全运行.为了解决此问题,设计了一种带攻击补偿的电压控制器,以减小或抵消攻击对系统稳定性的影响.设计攻击观测器对微电网中受到的攻击进行观测;利用多智能体一致性协议,考虑全状态... 攻击、干扰、不确定性通常存在于微电网中危害系统的安全运行.为了解决此问题,设计了一种带攻击补偿的电压控制器,以减小或抵消攻击对系统稳定性的影响.设计攻击观测器对微电网中受到的攻击进行观测;利用多智能体一致性协议,考虑全状态约束问题,采用正切型障碍Lyapunov函数约束所设计的状态量,使系统状态约束在预设范围内,并实现无功功率分配.采用自适应模糊系统对系统中一些参变量的变化进行估计,提高控制器的自适应能力.仿真验证了控制器的有效性. 展开更多
关键词 微电网 多智能体系统 攻击 障碍Lyapunov函数 自适应模糊系统
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基于动态基准的低复杂度特种车辆行驶调平控制方法
3
作者 张聪 刘爽 +2 位作者 赵丁选 姜思远 刘世纪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期276-286,共11页
针对特种车辆行驶调平问题,提出基于动态基准的低复杂度控制方法。整车被分解为由作动器驱动的带有相互耦合特性的悬架节点。建立悬架节点动力学模型,将基于整车行驶动力学模型的位姿混合控制问题,转换为基于全驱型悬架节点动力学模型... 针对特种车辆行驶调平问题,提出基于动态基准的低复杂度控制方法。整车被分解为由作动器驱动的带有相互耦合特性的悬架节点。建立悬架节点动力学模型,将基于整车行驶动力学模型的位姿混合控制问题,转换为基于全驱型悬架节点动力学模型的单纯位移控制问题。提出并构建动态基准和基准误差,解决现有方法对车身铅垂高依赖和限制的技术瓶颈,同时提高车辆的通过性能。建立基于基准误差的扩张状态观测器,实现动态解耦,并提出一种低复杂度行驶调平控制方法。借助汽车系统仿真软件Carsim验证该方法的有效性。结果表明:与经典基于常值基准的整车型控制方法对比,在所提出方法作用下,车辆的行驶调平精度提高了一个数量级;特别是在路面激励幅度超过作动器行程的工况下,车辆的舒适性和安全性尤为改善。 展开更多
关键词 特种装备车辆 主动悬架 行驶调平 动态基准 低复杂度 扩张状态观测器
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考虑重力影响的柔性空间机械臂输出约束自适应PID容错控制
4
作者 王苏杭 刘福才 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第9期960-971,共12页
针对存在执行器故障的柔性空间机械臂轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于奇异摄动的输出约束自适应比例积分微分(PID)容错控制策略。利用奇异摄动的方法和原理,将柔性空间机械臂控制系统解耦为快、慢子系统。慢子系统控制策略将执行器故... 针对存在执行器故障的柔性空间机械臂轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于奇异摄动的输出约束自适应比例积分微分(PID)容错控制策略。利用奇异摄动的方法和原理,将柔性空间机械臂控制系统解耦为快、慢子系统。慢子系统控制策略将执行器故障处理为符号固定但大小不固定的未知控制方向问题,并采用努斯鲍姆函数处理此问题,同时利用障碍李雅普诺夫函数(BLF)约束输出;快子系统中加入阻尼项抑制震荡。利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数和相关定理证明了控制策略的稳定性。仿真结果表明,当系统受到执行器故障和变化的重力加速度影响时,控制策略可以使柔性空间机械臂精确地跟踪目标轨迹。 展开更多
关键词 空间机械臂 奇异摄动 自适应 努斯鲍姆函数 障碍李雅普诺夫函数(BLF) 容错控制
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基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制
5
作者 刘梅桢 王立新 刘福才 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第5期515-524,共10页
针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后... 针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后结合电液伺服系统状态空间模型分别设计理想参考模型和扰动观测器,实现参考模型输出可以精确跟踪给定输入信号和对系统总扰动的观测;最后设计控制律实现对总扰动的有效补偿和实际系统的输出对参考模型输出的精确跟踪。仿真与实验结果表明,基于参考模型的扰动观测器在电液伺服位置跟踪控制方面相比比例积分微分(PID)控制,可以有效地提高系统控制精度并减小系统动态控制误差,实现对给定输入信号准确的跟踪。 展开更多
关键词 电液伺服系统 跟踪控制 扰动观测器 参考模型
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基于差分进化算法的太阳自动跟踪控制方法 被引量:8
6
作者 呼忠权 王洪瑞 +1 位作者 贺晙华 王洪斌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1016-1021,共6页
为在浮空器平台上实现对太阳的准确跟踪,分析目前太阳能光伏发电系统中常用的跟踪方法和浮空器上太阳跟踪装置的特点,阐述被动式太阳跟踪方法和差分进化算法的原理。由于浮空器平台的不稳定性,在ZieglerNichols(Z-N)法整定PID参数的基础... 为在浮空器平台上实现对太阳的准确跟踪,分析目前太阳能光伏发电系统中常用的跟踪方法和浮空器上太阳跟踪装置的特点,阐述被动式太阳跟踪方法和差分进化算法的原理。由于浮空器平台的不稳定性,在ZieglerNichols(Z-N)法整定PID参数的基础上,运用差分进化算法对PID参数做进一步优化,可实现太阳能的充分利用,减少动态跟踪时驱动电机的能量损耗。仿真结果表明:该控制方法可改善系统的动态特性,使系统的鲁棒性更强,为工程应用提供可靠的理论依据。 展开更多
关键词 差分进化算法 PID控制 Z-N法 太阳跟踪 太阳轨迹
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基于T-S云推理网络的板形智能控制对比研究 被引量:3
7
作者 张秀玲 赵文保 +1 位作者 徐腾 赵亮 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期4461-4467,共7页
将具有处理数据不确定性的云模型和T-S模糊神经网络相结合,设计T-S云推理网络,基于此网络,建立板形识别模型和轧机板形预测模型。针对900HC可逆冷轧机,设计板形控制系统,研发一种简捷的控制器;基于900HC的实测数据先离线训练确定控制器... 将具有处理数据不确定性的云模型和T-S模糊神经网络相结合,设计T-S云推理网络,基于此网络,建立板形识别模型和轧机板形预测模型。针对900HC可逆冷轧机,设计板形控制系统,研发一种简捷的控制器;基于900HC的实测数据先离线训练确定控制器的初始参数,再在线调整控制器的参数,调整方法使用误差反传算法,并与具有相同结构的T-S模糊控制器进行对比。研究结果表明:此系统具有有效性和较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 云模型 T—S云推理网络 板形识别模型 轧机预测模型 板形控制
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PID神经网络混沌优化及其在机械臂轨迹跟踪控制中的应用 被引量:3
8
作者 张秀玲 李晓辉 +3 位作者 徐腾 赵亮 樊红敏 臧佳音 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第5期84-89,95,共7页
针对BP优化PID神经网络(BP-PDNN)易陷入局部极小的不足,提出了一种变尺度混沌优化PID神经网络设计方法,即MSCOA-PIDNN,将其应用于机械臂轨迹跟踪控制中。利用混沌运动的遍历性优化网络权值,通过压缩优化变量取值区间提高搜索效率。采用M... 针对BP优化PID神经网络(BP-PDNN)易陷入局部极小的不足,提出了一种变尺度混沌优化PID神经网络设计方法,即MSCOA-PIDNN,将其应用于机械臂轨迹跟踪控制中。利用混沌运动的遍历性优化网络权值,通过压缩优化变量取值区间提高搜索效率。采用MSCOA-PIDNN建立机械臂系统的预测模型,以多步预测性能指标为目标函数,优化PID神经网络控制器,从而实现机械臂系统轨迹跟踪的有效控制。仿真结果表明,MSCOAPIDNN在机械臂轨迹跟踪控制中性能优于BP-PIDNN。 展开更多
关键词 混沌优化 PID神经网络 机械臂 轨迹跟踪 预测控制
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基于GA-PIDNN的液压弯辊控制系统设计 被引量:2
9
作者 张秀玲 徐腾 +2 位作者 赵亮 樊红敏 臧佳音 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3800-3804,共5页
针对液压弯辊控制系统的时变性、非线性和不确定性等特点,设计利用G A(遗传算法)优化的P I D神经网络(P I D N N)液压弯辊控制系统。P I D N N控制器不仅具有不依赖被控对象数学模型的优点,而且有很好的动态性能,结构简单易于设计。利用... 针对液压弯辊控制系统的时变性、非线性和不确定性等特点,设计利用G A(遗传算法)优化的P I D神经网络(P I D N N)液压弯辊控制系统。P I D N N控制器不仅具有不依赖被控对象数学模型的优点,而且有很好的动态性能,结构简单易于设计。利用G A代替B P算法对P I D N N权值进行优化,克服了B P算法易陷于局部极小的不足。2种优化方法的仿真结果对比表明:G A-P I D N N控制器能够使液压弯辊力快速达到目标值,并且具有较强的抗干扰能力。 展开更多
关键词 液压弯辊 PID神经网络(PIDNN) 遗传算法 BP算法
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基于PSO-SA的二级倒立摆前馈补偿模糊神经网络控制 被引量:1
10
作者 张秀玲 田力勇 李晓辉 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第2期81-85,92,共6页
以模糊神经网络为基础,结合误差前馈补偿完成了二级倒立摆系统的稳定控制,并采用模拟退火粒子群算法对控制参数进行全局寻优。与基于状态变量合成的模糊神经网络控制器相比,该控制方法不仅解决了多变量系统模糊控制器的"规则爆炸&q... 以模糊神经网络为基础,结合误差前馈补偿完成了二级倒立摆系统的稳定控制,并采用模拟退火粒子群算法对控制参数进行全局寻优。与基于状态变量合成的模糊神经网络控制器相比,该控制方法不仅解决了多变量系统模糊控制器的"规则爆炸"问题,并且,由于所有状态变量直接参与控制输出,控制精度亦有所提高。仿真结果表明,该控制方案所需规则数目少,响应速度快,有良好的鲁棒性和非线性适应能力。 展开更多
关键词 二级倒立摆 模糊神经网络 前馈补偿 模拟退火粒子群算法
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CGA优化改进型T-S模糊神经网络的三级倒立摆控制 被引量:1
11
作者 张秀玲 郝爽 +2 位作者 齐晴 程艳涛 侯代标 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第3期206-211,218,共7页
针对三级倒立摆这一典型控制对象,建立了基于CGA优化的改进型T-S模糊神经网络控制器,完成了三级倒立摆的稳摆控制,将CGA与GA优化结果进行了对比,给出MATLAB仿真结果.结果表明:设计的控制器对于三级倒立摆的稳摆控制是有效的,而且CGA算... 针对三级倒立摆这一典型控制对象,建立了基于CGA优化的改进型T-S模糊神经网络控制器,完成了三级倒立摆的稳摆控制,将CGA与GA优化结果进行了对比,给出MATLAB仿真结果.结果表明:设计的控制器对于三级倒立摆的稳摆控制是有效的,而且CGA算法优于GA算法. 展开更多
关键词 三级倒立摆 CGA 改进型TS模糊神经网络 控制
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气动变载荷加载系统的分数阶PID改进型自抗扰控制 被引量:1
12
作者 刘福才 郭根旺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期116-121,129,共7页
为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压... 为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压力加载系统的跟踪精度,设计了一种分数阶PID(proportion integration differentiation)改进型自抗扰控制器应用于气动变载荷压力加载控制之中,该控制器利用分数阶PID取代常规自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈器,因此结合了分数阶PID控制器良好的动态性能和自抗扰控制器良好的抗干扰能力。和常规自抗扰控制进行了仿真和试验比较,结果表明,该控制算法响应速度快,跟踪精度高,抗干扰能力强。 展开更多
关键词 压力加载 气动加载系统 分数阶PID改进型自抗扰控制 波形跟踪
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磁阻型线圈发射器电路拓扑优化与性能提升
13
作者 王振春 胡言 张玉婷 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期103-110,共8页
为提高线圈发射器的发射速度及能量利用率,研究了磁阻型电磁线圈发射器不同放电电路结构对发射性能的影响。对晶闸管式(SCR)、半桥式、阻容(RCD)吸收式、Boost-Buck式四种不同结构放电电路进行分析,使用有限元方法研究了四种电路对发射... 为提高线圈发射器的发射速度及能量利用率,研究了磁阻型电磁线圈发射器不同放电电路结构对发射性能的影响。对晶闸管式(SCR)、半桥式、阻容(RCD)吸收式、Boost-Buck式四种不同结构放电电路进行分析,使用有限元方法研究了四种电路对发射性能的影响。结果表明,相同条件下,相比SCR式电路,三种可关断电路中,Boost-Buck式电路下电枢出口速度提升最少,为78.77%;RCD式电路下系统能量利用率提升最少,为220.66%。可关断电路中电流的衰减速率会影响电枢的加速度,存在最优电流衰减速率曲线;单级可关断电路中出口速度与系统能量利用率搭配最均衡的为半桥式放电电路;Boost-Buck式放电电路更具灵活性,更适合应用于多级线圈发射器中。 展开更多
关键词 电磁发射 放电电路 能量回收 有限元模拟仿真
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基于CBAMTL-MobileNet V3的车载网络入侵检测
14
作者 吴忠强 李孟亭 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1407-1415,共9页
提出了一种基于CBAMTL-MobileNet V3的车载网络入侵检测方法。该方法使用轻量级模型MobileNet V3,减少其层数加快模型的训练和检测速度;将模型中的SE模块置换为注意力模块(CBAM)使模型更聚焦于特定特征,提高特征提取能力,进而提高检测... 提出了一种基于CBAMTL-MobileNet V3的车载网络入侵检测方法。该方法使用轻量级模型MobileNet V3,减少其层数加快模型的训练和检测速度;将模型中的SE模块置换为注意力模块(CBAM)使模型更聚焦于特定特征,提高特征提取能力,进而提高检测攻击的精确度;引入迁移学习对模型权重进行微调,减少参数和内存资源的消耗,缩短了训练时间,使模型表现出更快的运算速度。仿真结果表明:所提模型的各项检测指标都优于MobileNet V3模型。与其他模型相比,所提模型既具备轻量级模型的高效性,同时又高于其他复杂模型的检测精度,识别各类别攻击的性能最优。 展开更多
关键词 无线电计量 机器视觉 入侵检测 深度学习 轻量级模型 车载网络
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基于改进TS云推理网络的板形模式识别方法 被引量:7
15
作者 张秀玲 赵文保 +1 位作者 张少宇 徐腾 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期580-586,共7页
将云模型与T S模糊神经网络相结合,利用正态云代替模糊神经网络的隶属度函数,构成T S云推理网络。该网络综合考虑了模糊逻辑的快速性和云模型处理数据的不确定性,增强了网络处理数据的能力,同时分析了T S云推理网络的结构和稳定性。在... 将云模型与T S模糊神经网络相结合,利用正态云代替模糊神经网络的隶属度函数,构成T S云推理网络。该网络综合考虑了模糊逻辑的快速性和云模型处理数据的不确定性,增强了网络处理数据的能力,同时分析了T S云推理网络的结构和稳定性。在超熵确定的情况下,使用最速下降法辨识了T S云推理网络的参数,将该网络应用于板形模式识别,并与T S模糊神经网络作了对比。仿真结果表明:T S云推理网络抗干扰能力较强,能够识别出常见的板形缺陷,并且识别精度较高。 展开更多
关键词 云模型 TS模糊神经网络 最速下降法 板形 模式识别
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分块特征匹配与局部差分结合的运动目标检测 被引量:9
16
作者 王洪斌 于菲 +1 位作者 李一骏 王跃灵 《计量学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期352-355,共4页
针对摄像机在运动情况下运动目标检测问题的研究,提出了一种尺度不变特征变换图像分块特征匹配和局部差分算法相结合的运动目标检测方法。该方法不仅可以减少图像配准参数求解所需要的时间,弥补全局运动补偿对图像完整性的影响,并且... 针对摄像机在运动情况下运动目标检测问题的研究,提出了一种尺度不变特征变换图像分块特征匹配和局部差分算法相结合的运动目标检测方法。该方法不仅可以减少图像配准参数求解所需要的时间,弥补全局运动补偿对图像完整性的影响,并且可以在摄像机运动的情况下准确地检测出运动目标。实验证明了该方案的有效性。 展开更多
关键词 计量学 目标检测 图像分块 尺度不变特征变换 图像配准 局部差分
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液压有源测试在锻造机液压故障诊断中的应用 被引量:7
17
作者 杨成刚 赵静一 +2 位作者 姚成玉 张瑞鑫 孙浩 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期380-386,共7页
随着液压技术的快速发展,大型锻造机液压系统越来越复杂,由于液压系统内泄漏引发的故障停机造成的经济损失越来越巨大,急需一种快速、准确的在线内泄漏的检测方法,本文提出了基于液压有源测试技术锻造机故障诊断方法研究。建立了开式液... 随着液压技术的快速发展,大型锻造机液压系统越来越复杂,由于液压系统内泄漏引发的故障停机造成的经济损失越来越巨大,急需一种快速、准确的在线内泄漏的检测方法,本文提出了基于液压有源测试技术锻造机故障诊断方法研究。建立了开式液压系统泄漏模型和开式液压系统的液压有源在线测试泄漏模型,对开式液压系统的总泄漏进行了分析,得到总泄漏为主油路所有控制元件的泄漏量和某一支路元件的泄漏之和,并对主油路控制元件、支路元件泄漏的测试方法进行了分析。通过某1 250 t锻造机液压系统压力不足的故障进行了应用研究,验证了所提方法对于检测复杂液压系统的内泄故障的有效性。 展开更多
关键词 液压有源测试 锻造机 液压故障 在线检测 泄漏检测 故障诊断 液压系统 内泄故障
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改进的万有引力搜索算法 被引量:8
18
作者 张秀玲 臧佳音 +1 位作者 樊红敏 赵亮 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2014年第6期468-472,共5页
针对万有引力搜索算法对一些优化问题的搜索精度不高,容易出现早熟的问题,提出了改进的万有引力搜索算法.该算法借鉴生物界中雁群的飞行特征和加权平均法,扩大了搜索范围,加强了粒子间的合作与竞争.通过对6个基准函数的仿真测试,MATLAB... 针对万有引力搜索算法对一些优化问题的搜索精度不高,容易出现早熟的问题,提出了改进的万有引力搜索算法.该算法借鉴生物界中雁群的飞行特征和加权平均法,扩大了搜索范围,加强了粒子间的合作与竞争.通过对6个基准函数的仿真测试,MATLAB仿真结果表明新算法能更有效地提高全局搜索能力. 展开更多
关键词 万有引力搜索算法 雁群飞行特征 加权平均法 数值函数优化
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基于人工蜂群算法的Elman网络板形预测 被引量:5
19
作者 张秀玲 赵文保 +1 位作者 李少清 徐腾 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第3期38-42,共5页
针对常规Elman网络泛化能力差的缺点,以及工业生产中对高精度板形预测模型的需要,用人工蜂群算法(ABC)代替误差反传算法训练Elman网络,建立了一个基于Elman网络的板形预测模型.神经网络的隐层节点数通过经验公式和仿真试验来确定.通过... 针对常规Elman网络泛化能力差的缺点,以及工业生产中对高精度板形预测模型的需要,用人工蜂群算法(ABC)代替误差反传算法训练Elman网络,建立了一个基于Elman网络的板形预测模型.神经网络的隐层节点数通过经验公式和仿真试验来确定.通过仿真验证,用人工蜂群算法训练的Elman网络在同等条件下比常规Elman网络具有更强的泛化能力,其板形预测精度更高. 展开更多
关键词 人工蜂群算法 ELMAN网络 板形预测模型 泛化能力
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基于改进LeNet-5网络的车牌字符识别 被引量:12
20
作者 张秀玲 魏其珺 +2 位作者 周凯旋 董逍鹏 马锴 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第4期312-317,共6页
引入了Inception-SE卷积模块组来提升LeNet-5网络的广度与深度,运用SE模块增强了有用的特征并抑制了对当前任务用处不大的特征;使用BN层和Dropout优化网络,防止梯度弥散,提升精度;使用全局池化层(global average pooling,GAP)代替全连... 引入了Inception-SE卷积模块组来提升LeNet-5网络的广度与深度,运用SE模块增强了有用的特征并抑制了对当前任务用处不大的特征;使用BN层和Dropout优化网络,防止梯度弥散,提升精度;使用全局池化层(global average pooling,GAP)代替全连接层来减少网络计算参数.研究结果表明:改进后网络的识别精度达到了99.88%,比传统的LeNet-5网络提高了1.71%. 展开更多
关键词 卷积神经网络 车牌字符识别 LeNet-5网络 Inception-SE卷积模块 识别精度
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