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因果启发的深度域泛化旋转机械故障诊断
1
作者 郭畅 赵志斌 +2 位作者 张兴武 刘一龙 陈雪峰 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期154-160,206,共8页
针对设备工况变化导致基于深度学习(deep learning,简称DL)的故障诊断性能退化的问题,提出采用因果表示网络(causal representation net,简称CRNet)用于在变工况下实现高性能故障诊断,即域泛化(domain generalization,简称DG)故障诊断... 针对设备工况变化导致基于深度学习(deep learning,简称DL)的故障诊断性能退化的问题,提出采用因果表示网络(causal representation net,简称CRNet)用于在变工况下实现高性能故障诊断,即域泛化(domain generalization,简称DG)故障诊断。首先,假设DG的结构因果模型,并基于此模型和独立因果机制(independent causal model,简称ICM)原理,得到因果驱动的诊断需求来消除特征间的关联;其次,利用随机傅里叶特征(random Fourier features,简称RFF)将模型提取的特征映射到高维空间,再利用高维空间中的特征构造衡量特征间关联的协方差矩阵,以矩阵非对角值为目标,学习一组权重对样本加权,消除特征间的广义关联;最后,以梯度为引导,屏蔽部分高梯度特征,增强特征包含的诊断信息。锥齿轮传动实验台的实验结果表明,CRNet具备最优的DG性能。 展开更多
关键词 智能诊断 深度学习 因果表示 域泛化
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基于Archard模型的悬索桥短吊杆连接件自润滑轴承磨损评估方法
2
作者 刘一力 张亚妮 +4 位作者 陈一馨 刘豪 肖广成 董忠红 周勇军 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3737-3747,共11页
为确保悬索桥短吊杆连接件自润滑关节轴承的安全服役性能,准确评估聚四氟乙烯(PTFE)织物衬垫的磨损寿命,本文建立了一种适用于此类关节轴承的磨损寿命评估方法。首先,基于Archard磨损理论,构建了关节轴承的磨损仿真模型,表征了PTFE织物... 为确保悬索桥短吊杆连接件自润滑关节轴承的安全服役性能,准确评估聚四氟乙烯(PTFE)织物衬垫的磨损寿命,本文建立了一种适用于此类关节轴承的磨损寿命评估方法。首先,基于Archard磨损理论,构建了关节轴承的磨损仿真模型,表征了PTFE织物衬垫在载荷作用下的磨损行为;其次,建立了关节轴承的刚柔耦合动力学模型,完成了恒定载荷下关节轴承磨损寿命的仿真;第三,整合桥梁结构在运营期间实测获得的交变载荷以及吊索连接件与桥身之间的相对位移,构建了作用于轴承的载荷谱与关键偏转角随时间的变化历程;最后,以某实际悬索桥工程为依托,通过实时追踪轴承中心偏移量动态表征PTFE织物衬垫的局部磨损深度,定量评估悬索桥在交变载荷与运动耦合作用下自润滑关节轴承磨损寿命。研究结果表明:在1 000 kN恒定载荷下,仿真计算的轴承磨损寿命与依据标准JB/T 8565-2010计算的额定寿命的相对误差仅为3.7%,验证了所建立磨损仿真模型和评估方法的适用性与可靠性。基于实测载荷的评估结果显示,悬索桥自润滑关节轴承PTFE织物衬垫的使用寿命评估值约为9.68 a。 展开更多
关键词 短吊杆连接件 自润滑轴承 磨损演化 寿命评估
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致密气藏产量时变递减模型改进及其应用:以苏南气田为例
3
作者 张丹 刘明华 +2 位作者 刘鑫 李相颖 屈文涛 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期11969-11977,共9页
致密气藏气井实际生产过程中产量和压力的变化情况复杂,工作制度变动频繁,产量预测难度大。通过分析苏南气田井丛历史生产数据,明确不同生产阶段产量下降的递减规律,基于双曲递减模型,提出适用于井丛整体分析的时变递减模型,弥补单井数... 致密气藏气井实际生产过程中产量和压力的变化情况复杂,工作制度变动频繁,产量预测难度大。通过分析苏南气田井丛历史生产数据,明确不同生产阶段产量下降的递减规律,基于双曲递减模型,提出适用于井丛整体分析的时变递减模型,弥补单井数据波动带来的误差,并引入非线性调节参数α,增强模型对不同生产阶段的适应性。结果表明:在井丛产量预测过程中,时变递减模型能够准确捕捉初始高产气量和随后的快速递减趋势,预测日产气量相关系数0.95以上,累计产气量平均误差在2.5%以下,显著优于其他3种递减模型,为苏南气田致密气藏气井产量预测提供了新方法。 展开更多
关键词 产量预测 Arps模型 时变递减模型 相关系数
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基于膜式空气弹簧性能退化机理的有效面积预测方法
4
作者 邬明宇 王亚飞 +5 位作者 陈俊杰 钟弘 李耀超 危银涛 刘向 张翼飞 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第5期679-687,共9页
构建了一种膜式空气弹簧的有效面积预测模型,以便研究膜式空气弹簧的退化机理,预测在全生命周期内膜式空气弹簧的动态响应。引入了帘线和橡胶材料疲劳特性的演化机制,建立了空气弹簧有效面积随疲劳加载周期与受力形变的激励振幅的多物... 构建了一种膜式空气弹簧的有效面积预测模型,以便研究膜式空气弹簧的退化机理,预测在全生命周期内膜式空气弹簧的动态响应。引入了帘线和橡胶材料疲劳特性的演化机制,建立了空气弹簧有效面积随疲劳加载周期与受力形变的激励振幅的多物理耦合映射关系;在不同疲劳周期和形变的激励振幅下,进行了动态试验验证。结果表明:在不同退化阶段下,本模型的有效面积计算误差在1%以内;空气弹簧有效面积与疲劳加载次数、形变的激励振幅均呈正相关关系,而与帘线和橡胶材料的弹性模量呈负相关关系;在50℃时有效面积的增长趋势加快,呈现非线性特征。 展开更多
关键词 汽车工程 车辆悬架系统 膜式空气弹簧 性能退化 有效面积 橡胶气囊
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融合语义与三维信息的路面图像逆透视变换
5
作者 夏晓华 高霄飞 +1 位作者 段智威 冯鑫淼 《光学精密工程》 北大核心 2025年第12期1929-1939,共11页
路面图像逆透视变换是实现基于图像的车距感知和路面病害测量的前提条件。传统静态逆透视变换方法具有变换参数无法动态调整的问题,而现有动态逆透视变换方法对路面车道线及纹理等信息依赖性较强,容易造成图像透视失真校正效果不佳。针... 路面图像逆透视变换是实现基于图像的车距感知和路面病害测量的前提条件。传统静态逆透视变换方法具有变换参数无法动态调整的问题,而现有动态逆透视变换方法对路面车道线及纹理等信息依赖性较强,容易造成图像透视失真校正效果不佳。针对这些问题,提出了基于深度相机语义分割与三维平面拟合的路面图像动态逆透视变换方法。首先,通过RGB图像语义分割模型提取路面区域,在路面区域对应的点云数据中实现三维平面拟合,剔除非路面点云对路面拟合的干扰;在此基础上,利用路面信息和相机与路面的空间位置关系,通过建立的相机位姿估计方法计算相机相对路面位姿;最后,基于路面在相机不同位姿下的成像关系,利用构建的路面图像逆透视变换模型实现原图到任意基准点的透视失真校正。仿真实验结果表明,提出方法在常见的相机位姿变化情况下透视失真校正误差稳定在10-2mm级,优于目前先进的逆透视变换方法,能够有效提高路面图像的逆透视变换质量。实际实验结果进一步验证了提出方法的有效性。 展开更多
关键词 机器视觉 路面图像 动态逆透视变换 语义分割 位姿估计
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多分辨率特征融合的人体下肢关键点检测
6
作者 夏晓华 向浩鸣 +3 位作者 陈坚 冯鑫淼 邱法博 王耀耀 《光学精密工程》 北大核心 2025年第14期2291-2302,共12页
现有的人体关键点检测模型缺乏对高分辨率特征的关注,训练中使用的数据集分辨率较低且标注误差较大,导致其在步态分析等任务中检测结果不稳定,定位精度较差。针对上述问题,提出一种基于多分辨率特征融合的人体下肢关键点检测模型,以高... 现有的人体关键点检测模型缺乏对高分辨率特征的关注,训练中使用的数据集分辨率较低且标注误差较大,导致其在步态分析等任务中检测结果不稳定,定位精度较差。针对上述问题,提出一种基于多分辨率特征融合的人体下肢关键点检测模型,以高分辨率图像作为网络输入,利用微调的MobiliNet v1网络结合注意力机制提取全局低分辨率特征,初步预测关键点位置,通过与之并行的浅层网络提取局部高分辨率特征,然后采用连续残差结构与注意力机制将不同分辨率特征融合,提升预测关键点的准确性,并有效缓解高分辨率图像带来的高计算量问题。通过预标记的方式制作高分辨率、高精度的人体下肢关键点数据集以确保模型训练的准确性。以模型复杂度、检测速度、检测精确率以及检测误差为评价指标,与其他经典和先进的方法进行实验对比。结果表明,所提模型的测试检测率达到95.2%,均优于Light⁃weight-OpenPose,HRNet-W32,HRNet-W48,YOLO-Pose,RTMPose和SimCC模型,检测精确率提升了4.1%~83.6%,FPS提升了7.6~13.9。证明了提出的模型在高精度人体下肢关键点检测中的有效性。 展开更多
关键词 人体下肢关键点检测 多分辨率特征融合 注意力机制 预标记
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移动机械臂的层级聚合建模方法研究 被引量：2
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作者 董方方 杨超 +1 位作者 韩江 张新荣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第12期1473-1490,共18页
移动机械臂因机械臂在动态作业过程中的耦合效应会影响移动平台的运动特性,增加了整个系统的复杂度和非线性,给系统建模带来了极大挑战.为此提出了一种新的层级聚合建模方法.该方法依据分析力学中Udwadia-Kalaba(U-K)理论的层级属性,首... 移动机械臂因机械臂在动态作业过程中的耦合效应会影响移动平台的运动特性,增加了整个系统的复杂度和非线性,给系统建模带来了极大挑战.为此提出了一种新的层级聚合建模方法.该方法依据分析力学中Udwadia-Kalaba(U-K)理论的层级属性,首先将移动机械臂划分为3个子系统,并分别利用Lagrange方程建立各自的无约束动力学模型,然后基于移动机械臂机械结构上的约束利用Udwadia-Kalaba基本方程(UKE)建立整体系统模型.此外,针对系统存在初始条件偏差的情况,利用基于Lyapunov稳定性理论来补偿初始条件偏差,以达到收敛理想轨迹的目的.仿真结果验证了该文所提出的建模方法的可行性. 展开更多
关键词 Udwadia-Kalaba方法 层级聚合建模方法 移动机械臂 动力学建模
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超声导波相控阵脉冲压缩全聚焦缺陷成像方法 被引量：1
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作者 许才彬 左浩 陈一馨 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期50-57,82,共9页
针对超声导波缺陷成像中存在的入射信号能量低、缺陷成像分辨率不足等成像质量不高的问题,提出了一种超声导波相控阵脉冲压缩全聚焦缺陷成像方法。首先在长时宽、大带宽线性调频信号激励下,基于超声导波相控阵列逐元激励模式,获取被测... 针对超声导波缺陷成像中存在的入射信号能量低、缺陷成像分辨率不足等成像质量不高的问题,提出了一种超声导波相控阵脉冲压缩全聚焦缺陷成像方法。首先在长时宽、大带宽线性调频信号激励下,基于超声导波相控阵列逐元激励模式,获取被测结构的全矩阵捕获数据;然后对各响应信号做匹配滤波,对长时宽响应信号波包进行脉冲压缩;接着采用虚拟时间反转法,对脉冲压缩后所得信号进行频散和幅值补偿,以消除大带宽导致的信号相位畸变和因波扩散传播而导致的幅值下降,从而获得无相位畸变的窄时宽信号波包;最后设计了同时包含信号相位和幅值信息的成像指标,进行加权全聚焦成像。在含裂纹、表面缺陷的碳钢板中进行了超声导波缺陷成像试验,结果表明,该方法可以实现单缺陷/双缺陷的高质量成像。 展开更多
关键词 超声导波 缺陷成像 相控阵 全聚焦 脉冲压缩
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基于多感受野特征增强的改进EfficientDet遥感目标检测算法 被引量：6
9
作者 张润梅 贾振楠 +3 位作者 李佳祥 吴路路 徐信芯 袁彬 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第7期53-60,96,共9页
针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构... 针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构,充分利用不同尺度信息,提高多尺度目标检测精度;同时在BiFPN中加入融合空洞卷积和快速归一化融合方法的特征增强模块,补强因特征图缩放所丢失的特征信息,进一步提高检测精度;另外,采用参数动态的Dynamic ReLU激活函数对原始网络中的参数静态的Swish激活函数进行改进。改进EfficientDet算法在不影响轻量化特点的前提下,对公开数据集Pascal VOC的目标检测平均精度均值(mAP)相较于原始算法提升11.9个百分点,亦优于其他目标检测算法。针对遥感图像数据集RSOD,通过Imgaug数据增强库对已有的936幅遥感图像数据集进行数据增广,利用改进模型进行迁移学习,未进行数据增广和增广后的目标检测结果分别为88.38%和96.78%,证明所提算法可以满足实际应用中对遥感图像目标的检测要求。 展开更多
关键词 深度学习 遥感图像 目标检测 EfficientDet 多尺度特征融合 特征增强模块 Dynamic ReLU
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IPMC柔性驱动材料研究进展 被引量：1
10
作者 田爱芬 孙悦 +3 位作者 王茜茜 李佳华 张新荣 王洪彦 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期48-52,共5页
详细介绍了IPMC作为柔性驱动材料的研究进展,描述了IPMC的研究背景及驱动机理,对不同的制备工艺方法进行了详细的分析与对比,对改善IPMC性能的方法进行分类描述,总结了提高IPMC驱动性能的方法,最后对IPMC的应用做了全面的总结,并展望了I... 详细介绍了IPMC作为柔性驱动材料的研究进展,描述了IPMC的研究背景及驱动机理,对不同的制备工艺方法进行了详细的分析与对比,对改善IPMC性能的方法进行分类描述,总结了提高IPMC驱动性能的方法,最后对IPMC的应用做了全面的总结,并展望了IPMC的研究趋势。 展开更多
关键词 离子聚合物金属复合材料 智能材料 柔性驱动
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