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基于改进SMOTE算法和Ensemble模型的学习结果预测方法 被引量：1
1
作者 王晓勇 胡胜利 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期257-264,共8页
为解决不同领域的数据分类和预测任务中单个机器学习算法适用性较差的问题,以及缓解数据集严重不平衡对预测性能的影响,提出了基于合成少数类过采样(SMOTE)和Ensemble集成模型的数据分类方法。传统SMOTE算法通过对少数类样本进行插值来... 为解决不同领域的数据分类和预测任务中单个机器学习算法适用性较差的问题,以及缓解数据集严重不平衡对预测性能的影响,提出了基于合成少数类过采样(SMOTE)和Ensemble集成模型的数据分类方法。传统SMOTE算法通过对少数类样本进行插值来生成新的合成样本,合成样本中存在噪声和样本间相似性较高的问题。为此,提出了改进的SMOTE算法,通过距离计算移除噪声样本和易混淆样本,得到高区分度的纯净合成样本。然后,利用Ensemble方法调整样本和分类器权重,并组成分类效果更好的强分类器。在公开在线学习数据集Kalboard360上的实验结果表明,使用极限随机树(ERT)分类器时,结合改进SMOTE和Ensemble模型后实现了97.9%的预测准确度,比单个ERT分类器提升了5.5%,证明所提改进SMOTE算法能够生成高质量的均衡化数据,且集成学习模型的性能显著优于单个机器学习算法。 展开更多
关键词 机器学习 神经网络 数据挖掘 集成学习 数据均衡化 学习结果预测
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应变和极化协同作用下裂纹尖端阳极溶解行为 被引量：1
2
作者 王斯琰 张利涛 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期247-256,共10页
金属材料在服役过程中,其表面裂纹的尖端会因受到应力作用而优先发生局部塑性变形;加之极化的共同作用,其与裂纹以外区域在腐蚀行为和腐蚀速率方面存在明显差异。本文使用自主设计的原位加载台,与扫描振动电极技术(SVET)和电化学工作站... 金属材料在服役过程中,其表面裂纹的尖端会因受到应力作用而优先发生局部塑性变形;加之极化的共同作用,其与裂纹以外区域在腐蚀行为和腐蚀速率方面存在明显差异。本文使用自主设计的原位加载台,与扫描振动电极技术(SVET)和电化学工作站相结合,深入研究了酸性NaCl溶液中316L不锈钢裂纹尖端在应变和极化协同作用下的阳极溶解行为。结果表明:裂纹尖端是应力集中区,应变会导致裂纹尖端的钝化膜破裂及金属局部的快速阳极溶解。当金属处于开路电位或较低阳极极化电位下时,裂纹尖端新暴露的金属表面能快速钝化,导致总电流短暂上升然后迅速下降。在较高的阳极极化电位下,即使该电位处于316L不锈钢的钝化区,新暴露的金属表面也不能再次钝化,导致裂纹尖端局部位置持续的阳极溶解。在点蚀电位以上,316L表面会发生点蚀,由于应变新暴露的金属表面也不能再次钝化,导致裂纹尖端局部位置和点蚀处均为样品表面持续的阳极溶解区。 展开更多
关键词 扫描振动电极技术 裂纹尖端 阳极溶解
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复合材料热压罐成型模具结构参数对温度场的影响
3
作者 刘洋 马贵春 +2 位作者 张化斌 王磊 郭思博 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期583-591,共9页
固化过程中热压罐内温度场分布的均匀性对于复合材料的结构性能、强度等方面具有重要影响。本文以目前航天制造业中广泛使用的用于制作复杂大型结构件的框架式模具作为研究对象,在COMSOL中建立了热压罐框架式模具在固化过程中的非定常... 固化过程中热压罐内温度场分布的均匀性对于复合材料的结构性能、强度等方面具有重要影响。本文以目前航天制造业中广泛使用的用于制作复杂大型结构件的框架式模具作为研究对象,在COMSOL中建立了热压罐框架式模具在固化过程中的非定常三维温度场,研究了模具的不同筋板厚度和通风孔尺寸的情况以及型面下方半圆形散热孔存在与否的情况对模具型面温度场均匀性的影响。对比支撑筋板厚度分别为10,8,6和4 mm模具的温度标准差曲线发现:减小支撑筋板厚度可增加型面温度场均匀性,但模具整体稳定性随着筋板厚度变薄而迅速降低,更易发生受压失稳现象;对比纵向通风孔尺寸为130 mm×220 mm、150 mm×220 mm、170 mm×220 mm和190 mm×220 mm模具的温度标准差曲线发现:适当加宽筋板通风孔尺寸可提高型面温度场的均匀性,但宽度170 mm与190 mm的曲线基本重合,影响已不明显;同样型面下方散热孔的存在可以提高型面温度场的均匀性。 展开更多
关键词 热压罐成型 模具 复合材料 温度场
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TiO_(2)@H^(+)/g⁃C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢性能及机理分析
4
作者 徐宏妍 陈书航 +2 位作者 郝亚超 赵阳灿 王斯琰 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期239-246,共8页
本文研究了TiO_(2)含量对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H^(+)/g-C_(3)N_(4)),然后通过煅烧法在H^(+)/g-C_(3)N_(4)表面负载TiO_(2)得到TiO_(2)... 本文研究了TiO_(2)含量对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H^(+)/g-C_(3)N_(4)),然后通过煅烧法在H^(+)/g-C_(3)N_(4)表面负载TiO_(2)得到TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料,利用透射电镜、X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪和比表面仪对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料进行了表征,研究了其在可见光下的光催化产氢性能,探讨了TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料光催化产氢机理。实验结果表明:1)煅烧法可以成功制备TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料,且TiO_(2)的负载显著地提升了H^(+)/g-C_(3)N_(4)的光催化产氢性能,这主要归功于TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)异质结的形成降低了光生电子空穴的复合速率,加快了电子的转移速率;2)实验结果还表明TiO_(2)的负载量对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢性能有很大影响,当TiO_(2)含量为25%时,所制备的25-TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢性能最好,其光催化产氢速率为3.47 mmol·g^(−1)·h^(−1),是H^(+)/g-C_(3)N_(4)产氢速率的4.05倍,这主要归功于25-TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)大的比表面积和高的光吸收度;3)所制备的25-TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料还表现出良好的稳定性。 展开更多
关键词 g-C_(3)N_(4) TiO_(2) 光催化产氢 异质结 煅烧
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超重力⁃水热法制备形貌可控的钛酸锶钡粉体
5
作者 马瑶 袁志国 +4 位作者 李宇龙 付艺婷 张雅倩 贾正娜 孔哲 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期647-653,共7页
零维和多维结构的钛酸锶钡(Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3),BST)粉体分别具有高比表面积和高长径比的优势,为提升材料性能并扩大电子元件中原材料的工业化应用,改善粉体制备过程中分布不均、耗时长的问题,采用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)结合水... 零维和多维结构的钛酸锶钡(Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3),BST)粉体分别具有高比表面积和高长径比的优势,为提升材料性能并扩大电子元件中原材料的工业化应用,改善粉体制备过程中分布不均、耗时长的问题,采用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)结合水热法制备了添加丙三醇的BST粉体,考察了水热温度、水热时间及丙三醇添加量等因素对BST粉体形貌的影响规律。结合X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对BST粉体的形貌、晶相及组成进行了表征分析。结果表明:在超重力因子为40、撞击初速度10.61m/s、水热温度180℃、水热时间12h的条件下,当添加少量丙三醇时,其充当分散剂的作用,所制得的BST粉体为均匀性与分散性良好的纳米球形颗粒;当添加较多丙三醇时,其充当溶剂的作用,在水热条件下沿单元晶面生长得到了片状及花状形貌。本文提出的超重力-水热法及丙三醇的添加对于工业化形貌可控制备BST粉体探索提供了一种方便快捷的途径。 展开更多
关键词 水热法 撞击流-旋转填料床 钛酸锶钡 丙三醇 形貌调控
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智能视觉与图像处理前沿应用专栏
6
作者 李华锋 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第6期I0002-I0002,共1页
得益于深度学习与优化算法的持续革新,智能视觉与图像处理技术正以前所未有的速度蓬勃发展,使这一领域在诸多应用场景中彰显出巨大潜力。本专栏聚焦于人脸识别、图像隐写、图像重建及点云配准四大核心方向,遴选了4篇代表性研究成果。这... 得益于深度学习与优化算法的持续革新,智能视觉与图像处理技术正以前所未有的速度蓬勃发展,使这一领域在诸多应用场景中彰显出巨大潜力。本专栏聚焦于人脸识别、图像隐写、图像重建及点云配准四大核心方向,遴选了4篇代表性研究成果。这些成果不仅提出了新算法,还通过深度模型的精细化调优,有效提升了识别、隐写、重建及配准的精确度与效率,为信息安全、安全监控、工业生产等多个领域注入了技术动力。本专栏旨在引领读者探索这些技术进步如何不断拓展图像处理的边界,精准响应各行业对高性能解决方案的迫切需求。 展开更多
关键词 图像重建 信息安全 图像处理 人脸识别 智能视觉 图像隐写 深度学习 点云配准
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计算机视觉与图像处理专栏
7
作者 元辉 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期I0002-I0002,共1页
视觉是人类感知世界的最重要方式。视觉信息已成为人们生产、生活不可或缺的要素。据不完全统计,视觉信息已占据互联网信息的80%以上,并仍在快速增长。通过人工智能方法对视觉信号进行处理,进而获取视觉信号中的有效信息,对人们的生产... 视觉是人类感知世界的最重要方式。视觉信息已成为人们生产、生活不可或缺的要素。据不完全统计,视觉信息已占据互联网信息的80%以上,并仍在快速增长。通过人工智能方法对视觉信号进行处理,进而获取视觉信号中的有效信息,对人们的生产、生活具有重要意义。然而,实际应用中,很难实现适配所有应用场景的通用视觉处理算法。因此,视觉处理算法需要依据具体的问题进行设计优化。 展开更多
关键词 计算机视觉 图像处理 人工智能方法 视觉信号 视觉信息 人类感知 互联网信息 视觉处理算法
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新型三嗪基Gemini表面活性剂的合成与表面活性研究 被引量：2
8
作者 王德华 原梦颖 +5 位作者 卢烨驰 耿涛 冯丽 马雪梅 胡志勇 朱海林 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期513-521,共9页
本文以三聚氯氰、十二胺、乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同连接基长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(12)-m-C_(12)(m=2,4,6)。通过FT-IR、1H NMR、ESI-MS对其结构进行了表征。利用表... 本文以三聚氯氰、十二胺、乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同连接基长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(12)-m-C_(12)(m=2,4,6)。通过FT-IR、1H NMR、ESI-MS对其结构进行了表征。利用表面张力法、稳态荧光法、动态光散射法测定了所合成的三嗪基Gemini表面活性剂的表面活性。表面张力测试结果表明,随着连接基亚甲基数从2增加到6,C_(12)-m-C_(12)的临界胶束浓度(CMC)从0.013 mmol/L增加到0.050 mmol/L;动态光散射法测试结果表明,C_(12)-m-C_(12)的粒径随着连接基长度的增加而增加;稳态荧光法研究结果表明,随着连接基长度的增加,表面活性剂越容易形成较大的胶束,C_(12)-2-C_(12),C_(12)-4-C_(12),C_(12)-6-C_(12)在水溶液中的临界胶束聚集数分别为105,76和68。 展开更多
关键词 三嗪基Gemini表面活性剂 连接基 临界胶束浓度 胶束尺寸及分布 胶束聚集数
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CO和H_(2)协同非催化还原NO反应特性研究 被引量：1
9
作者 谢亚宁 曹国强 +5 位作者 贾广信 胡东海 王永斌 聂伟 李春玉 赵建涛 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期383-390,共8页
研究氮氧化物(NOx)的非催化还原反应行为对控制其排放具有重大意义。在反应温度为800~1400℃、气氛条件为VCO∶VH_(2)=3∶1~1∶3的体积比、还原气体的体积比为VNO∶VCO+H_(2)=1∶1~1∶6、停留时间为2.7~7.2 s条件下,在高温固定床反应器... 研究氮氧化物(NOx)的非催化还原反应行为对控制其排放具有重大意义。在反应温度为800~1400℃、气氛条件为VCO∶VH_(2)=3∶1~1∶3的体积比、还原气体的体积比为VNO∶VCO+H_(2)=1∶1~1∶6、停留时间为2.7~7.2 s条件下,在高温固定床反应器中考察了氮氧化物非催化还原反应行为,并使用Chemkin软件进行了动力学模拟。研究表明,在800~1400℃温度范围内,NO还原率随着温度的升高而提高,尤其在1300~1400℃提升率更为明显;增加还原气体的用量,有利于提高NO还原率;延长还原气的停留时间,亦可提升NO的还原率;通过对照CO和H_(2)各自还原NO反应可知,H_(2)较CO的还原能力更强。在混合气体中增加H_(2)浓度有助于提高NO还原率。通过对动力学计算中单独CO、H_(2)气氛以及CO和H_(2)混合气氛还原效果的比较,发现CO和H_(2)具有协同还原NO的效果,混合气氛可提升NO的还原率约6%。通过对NO还原过程的基元反应进行动力学分析确定了CO和H_(2)的还原NO的反应路径。结果证明H_(2)的还原能力比CO更强的原因在于其参与所有基元反应的速率均高。经过进一步路径分析可知,CO和H_(2)协同还原NO的关键反应步骤在于HONO中间产物的生成。 展开更多
关键词 氮氧化物 固定床反应器 非催化还原 协同效应
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基于改进VisionTransformer模型的团队体育视频多目标跟踪深度学习框架 被引量：1
10
作者 曹伟 王晓勇 刘咸祥 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第6期832-842,共11页
多目标跟踪(MOT)技术为团队体育视频监测和分析提供了全新的可能性,能够实时跟踪多个运动员并支持对比赛动态的多维度分析与理解。然而,在复杂的团队运动场景下,诸如运动员之间的相互遮挡、快速移动以及目标身份的频繁变换等问题,都可... 多目标跟踪(MOT)技术为团队体育视频监测和分析提供了全新的可能性,能够实时跟踪多个运动员并支持对比赛动态的多维度分析与理解。然而,在复杂的团队运动场景下,诸如运动员之间的相互遮挡、快速移动以及目标身份的频繁变换等问题,都可能降低跟踪性能。为此,本文提出了基于VisionTransformer的端到端深度学习MOT框架,主要包括检测网络和记忆网络两个部分。检测网络由卷积神经网络(CNN)骨干网、VisionTransformer编码器和解码器组成,采用ResNet50作为特征提取器,并引入局部注意力(LA)模块替代传统前馈神经网络(FFN)层。通过全局注意力和局部卷积的结合,得到更全面的特征表示。记忆网络由记忆编码模块和时空记忆解码器组成。记忆编码模块负责聚合目标嵌入信息,其中,短时互注意力(CA)模块关注即时状态,而长时记忆CA模块则挖掘了记忆涵盖的时间跨度内的显著特征,捕捉长时间间隔内的依赖关系和关联,从而有效保留了跟踪对象的时间上下文信息。时空记忆解码器在嵌入融合过程中综合考虑了编码帧、候选嵌入和轨迹嵌入信息,解决了MOT中的多目标检测和身份关联。时空记忆机制能够有效地保留目标历史状态的观察结果,并结合注意力机制对目标状态进行准确预测。实验结果表明,所提框架在团队体育视频公开数据集SportsMOT上实现了75.7%的HOTA和98.5%的MOTA结果,优于其他先进的MOT方法。此外,所提框架在通用公开数据集MOT17和MOT20上的多个指标取得了最优或次优性能,进一步验证了所提方法的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 多目标跟踪 深度学习 团队体育视频 VisionTransformer 时空记忆 注意力机制
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基于可视图特征与CatBoost的转辙机故障诊断 被引量：1
11
作者 杨喜旺 王智超 +2 位作者 黄晋英 荆丽澄 王宇轩 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期58-65,共8页
针对道岔转辙机转换油压信号难以提取有效的故障特征且传统的故障诊断方式效果差的问题,本文提出一种基于可视图特征与CatBoost的道岔转辙机故障诊断方法。首先,采用可视图算法将时域信号转换为复杂网络图。然后,提取复杂网络图的5种统... 针对道岔转辙机转换油压信号难以提取有效的故障特征且传统的故障诊断方式效果差的问题,本文提出一种基于可视图特征与CatBoost的道岔转辙机故障诊断方法。首先,采用可视图算法将时域信号转换为复杂网络图。然后,提取复杂网络图的5种统计特征,即网络平均度、全局聚类系数、平均路径长度、传递性特征与网络图密度。最后,通过CatBoost算法实现道岔转辙机故障诊断。将该方法分别与其它特征提取方法、故障分类算法进行比较。实验结果表明:可视图特征能够更有效表征道岔转辙机的工作状态,CatBoost算法对道岔转辙机4种工作状态的诊断准确率达到97.5%,验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 可视图特征 道岔转辙机 CatBoost算法 故障诊断
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碳纤维复合材料层合板的动态力学性能及失效机制 被引量：1
12
作者 林作泓 高玉波 卢涛 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期550-556,共7页
为了进一步明确碳纤维增强复合材料(CFRP)在冲击加载下的动态力学行为,采用电子万能试验机和霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了铺层方式为[-45°/90°/45°/0°]的CFRP在厚度和面内方向的静/动态力学性能。结果表明,C... 为了进一步明确碳纤维增强复合材料(CFRP)在冲击加载下的动态力学行为,采用电子万能试验机和霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了铺层方式为[-45°/90°/45°/0°]的CFRP在厚度和面内方向的静/动态力学性能。结果表明,CFRP复合材料主要发生脆性破坏,在不同方向纤维铺层之间相互纠缠,有效支撑基体,可避免材料发生瞬间坍塌失效。受微裂纹扩展和加载速率关系的影响,复合材料呈现出明显的正相关应变率效应,虽然加入了不同铺层纤维,但材料失效破坏仍主要由基体决定。沿厚度方向加载,裂纹主要以沿45°角扩展的剪切破坏为主,断面在剪应力作用下出现了大量纤维的拔出和断裂。沿面内加载方向,纤维间的粘结层发生脆性断裂,与加载方向一致的纤维发生了屈曲失稳,裂纹穿透纤维层导致脱层。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料层合板 力学性能 失效机理 应变率效应
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少样本下基于元学习的柱塞泵故障诊断方法 被引量：1
13
作者 胡宏俊 杨喜旺 黄晋英 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期592-600,共9页
针对柱塞泵故障样本少、在噪声干扰下故障信号微弱及传统深度学习依赖大量训练样本的问题,提出了一种基于模型不可知元学习(MAML)的少样本柱塞泵故障诊断方法。首先,利用改进的带自适应噪声的完全集成经验模态分解(ICEEMDAN)方法来分解... 针对柱塞泵故障样本少、在噪声干扰下故障信号微弱及传统深度学习依赖大量训练样本的问题,提出了一种基于模型不可知元学习(MAML)的少样本柱塞泵故障诊断方法。首先,利用改进的带自适应噪声的完全集成经验模态分解(ICEEMDAN)方法来分解采集到的一维振动信号,得到本征模态函数的IMF分量,并筛选故障信息丰富的敏感分量以增强振动信号中的特征信息。其次,建立了多通道一维卷积模型,该模型构建了一个具有高效通道注意力机制的通道交互特征编码器,旨在关注不同通道间的交互故障信息,进而有效地提取多个诊断元任务的通用诊断知识。最后,将一维卷积模型作为基模型,并通过MAML方法训练获得了最优的模型初始化参数;最优的初始化模型能够快速适应新工况下的少量柱塞泵故障样本,从而实现了少样本下的柱塞泵故障诊断。利用柱塞泵实验数据验证了模型的性能,结果表明,所提方法在少样本条件下对于各种诊断任务的诊断准确率都达到90%以上。 展开更多
关键词 模型不可知元学习 少样本 注意力机制 柱塞泵
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基于近红外漫射光谱的离体血氧测量技术研究 被引量：1
14
作者 刘培俊 李为龙 +3 位作者 张睿芝 高国雅 桂志国 尚禹 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期348-356,共9页
基于近红外漫射光谱技术(Near-Infrared Diffuse Optical Spectroscopy,NIRS)和修正的比尔朗伯定律(Modified Beer-LambertLaw,MBLL)提出了一种适用于离体血液的新型氧含量测量方法,同时开发了血氧实时监测系统以实现体外循环血氧参数... 基于近红外漫射光谱技术(Near-Infrared Diffuse Optical Spectroscopy,NIRS)和修正的比尔朗伯定律(Modified Beer-LambertLaw,MBLL)提出了一种适用于离体血液的新型氧含量测量方法,同时开发了血氧实时监测系统以实现体外循环血氧参数的连续监测。NIRS利用脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白对两种波长近红外光吸收率的差异来计算组织的吸收和散射系数,朗伯-比尔定律是表征光强衰减与光子传输路径关系的数学表达式,将二者结合可估算血红蛋白的吸收系数;与传统的测量方式不同,本文所提出的透射式测量方法,通过双波长(660~904 nm)光源探头交替切换可获取多参数的光学信号,信号实时上传至采集界面(LabVIEW),经过对数化处理,并结合创新的血氧算法得到血液吸收系数、血氧饱和度与光信号的线性模型。为了验证本文研究方案的可行性,开展了液态仿体实验和离体血溶液实验,以滴入溶液墨水体积(仿体实验)和酵母溶液体积(血溶液实验)为变量,通过调控溶液浓度改变光密度变化幅度,证实二者均与光密度(DO)具有良好的线性关系(r^(2)>0.95,p<0.01)。本研究所提出的新型血氧测量方法和血氧实时监测系统适合于离体血液的血氧测量,数据准确可靠、重复稳定性好。 展开更多
关键词 近红外漫射光谱技术 修正的比尔朗伯定律 体外循环 血氧饱和度
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两图运算后Sombor指数的上界 被引量：1
15
作者 符惠芬 梅银珍 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期44-49,共6页
Sombor指数是基于顶点度引入的一种新的化学拓扑指数。本文研究了两个有限简单的连通图经过连接运算、笛卡尔积运算、冠运算、字典序积运算、对称差运算后的Sombor指数,并且刻画了其极图。首先,对每种运算后表达式的边进行了分类。然后... Sombor指数是基于顶点度引入的一种新的化学拓扑指数。本文研究了两个有限简单的连通图经过连接运算、笛卡尔积运算、冠运算、字典序积运算、对称差运算后的Sombor指数,并且刻画了其极图。首先,对每种运算后表达式的边进行了分类。然后,利用顶点的最大度并结合不等式放缩,给出了各运算图Sombor指数上界的估值不等式。最后,证明了取得Sombor指数上界的条件为两图都是正则图。 展开更多
关键词 Sombor指数的上界 连接运算 笛卡尔积运算 冠运算 字典序积运算 对称差运算
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安全高效毁伤旋翼手榴弹的结构设计 被引量：1
16
作者 韩泽瑜 张会锁 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期178-184,共7页
针对提高手榴弹使用安全性与高效毁伤能力的工程应用要求,设计了一种采用旋翼装置控制保险解除与弹道姿态的新型手榴弹结构。在分析握片式手榴弹与弹跳式空炸手榴弹的基础上,提出了旋翼手榴弹的设计思路。通过作用机理分析,采用理论计... 针对提高手榴弹使用安全性与高效毁伤能力的工程应用要求,设计了一种采用旋翼装置控制保险解除与弹道姿态的新型手榴弹结构。在分析握片式手榴弹与弹跳式空炸手榴弹的基础上,提出了旋翼手榴弹的设计思路。通过作用机理分析,采用理论计算与动力学仿真相结合的方法完成了旋翼手榴弹的结构设计,并采用ADAMS分析软件对结构安全解保和实现高效毁伤的功能可行性进行了仿真验证。仿真结果表明:旋翼手榴弹以45°方向和30 m/s的速度投掷时,其旋转圈数14.5圈大于所需圈数9.5圈;以45°方向进行投掷时,旋翼手榴弹的最低投掷速度为25.95 m/s;旋翼手榴弹在弹道垂直下降段的平衡速度为8.7 m/s。该结构可以实现空中安全解保,旋翼装置可以调整手榴弹的弹道姿态,为定高空炸创造弹道条件,可为相关工程应用设计提供参考。 展开更多
关键词 手榴弹 旋翼 保险装置 弹药 高效毁伤
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基于迁移学习的肌电信号手势识别方法研究 被引量：1
17
作者 游昌欣 韩晶 +3 位作者 常皓 任兵 李玉菡 韩衍 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期531-538,共8页
在利用肌电信号进行手势识别的过程中,受行为习惯、肌肉组织以及佩戴方式不同等影响,往往存在手势训练时间长、数据量大、识别准确度低、实时性差等难题。为此,本文运用迁移学习理论对LSTM算法模型进行改进,选取不同状态的手势组成源任... 在利用肌电信号进行手势识别的过程中,受行为习惯、肌肉组织以及佩戴方式不同等影响,往往存在手势训练时间长、数据量大、识别准确度低、实时性差等难题。为此,本文运用迁移学习理论对LSTM算法模型进行改进,选取不同状态的手势组成源任务,以训练好的LSTM网络作为源网络模型,对设定的6种手势完成两种迁移策略与非迁移策略下的手势识别对比实验。结果表明:采用预训练方式的迁移学习策略识别效果优于固定值方式的迁移策略。当采用预训练迁移策略的方式改进LSTM手势识别算法时,其训练时间仅为使用LSTM识别算法所需训练时间的1/16,当每个动作仅重复20次时,准确率就可以达到80.2%,比仅使用源网络中的LSTM手势识别方法平均高出22%。因此,采用迁移学习方法在减轻训练量的同时,也可以提高手势识别的准确率。 展开更多
关键词 肌电传感技术 迁移学习 神经网络 无人系统 手势识别
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改进沙猫群优化算法的2D-OTSU多阈值图像分割 被引量：1
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作者 陈昳 潘广贞 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期411-419,共9页
针对传统多级阈值图像分割方法精度低、收敛速度慢的问题,提出一种改进的沙猫群优化算法(Improved Sand Cat Swarm Optimization, ISCSO)用于全局优化,并应用于2D-OTSU多阈值图像分割任务。通过使用Henon混沌映射和反向折射机制初始化种... 针对传统多级阈值图像分割方法精度低、收敛速度慢的问题,提出一种改进的沙猫群优化算法(Improved Sand Cat Swarm Optimization, ISCSO)用于全局优化,并应用于2D-OTSU多阈值图像分割任务。通过使用Henon混沌映射和反向折射机制初始化种群,使得种群的分布更加均匀,提高搜索的起始状态,从而增加算法的全局搜索能力;采用非线性灵敏度更新公式来平衡搜索多样性和收敛精度;引入可变螺旋搜索策略改进位置更新算法,以确保算法具有较好的搜索多样性和跳出局部最优解的能力。选取6张测试图像对ISCSO算法进行2DOTSU多阈值图像分割实验,采用峰值信噪比(PSNR)、特征相似性指数(FSIM)和结构相似性指数(SSIM)对实验结果进行评价。实验结果表明,基于ISCSO算法的2D-OSTU多阈值图像分割方法在图像分割任务中85.2%的结果优于对比算法,具有较强的搜索精度和收敛速度,这证明了ISCSO算法在图像分割领域的有效性和潜力。 展开更多
关键词 沙猫群优化算法 多阈值图像分割 2D-OTSU 群智能优化算法
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基于运动模式划分的工业机器人健康监测方法 被引量：1
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作者 张中伟 王传刚 +3 位作者 韩炎序 张超 李乃鹏 张帅 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期12-21,共10页
由于工业机器人存在多运动模式耦合的问题,传统的健康监测方案需要在每个关节处单独安装传感器,难以满足实际工业现场需求。本文以6关节工业机器人为研究对象,基于振动信号研究了多运动模式切换场景下工业机器人的健康监测方法。首先,... 由于工业机器人存在多运动模式耦合的问题,传统的健康监测方案需要在每个关节处单独安装传感器,难以满足实际工业现场需求。本文以6关节工业机器人为研究对象,基于振动信号研究了多运动模式切换场景下工业机器人的健康监测方法。首先,通过跳变点算法实现机器人运动模式划分,获取不同运动模式对应的信号区间。其次,对不同运动模式的信号分别提取监测指标。最后,基于控制图法实现工业机器人不同关节的健康监测。在工业机器人退化实验数据中验证了本文所提方法,表明本文所提方法能够在仅使用两个振动传感器的条件下实现机器人6个关节的健康状态监测。本文所提运动模式划分算法在对大量历史退化数据进行分析时,所需运行时间更短、单次精度更高且重复性更好。本文提出的方法能够在使用少量传感器的条件下,有效避免运动模式耦合和采样信号的差异可能导致的监测结果误判,使得监测结果更加精准可靠,适用于实际工业现场的工业机器人健康状态监测。 展开更多
关键词 工业机器人 健康监测 运动模式划分 控制图法
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基于PVDF薄膜的冲击波压电传感器基底构型优化 被引量：1
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作者 常瀚林 谢林 +1 位作者 杨晓鹏 范志强 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期557-564,共8页
根据柔性压电薄膜的压电原理,设计了复合压电效应传感器来用于冲击波信号测量。为研究传感器基底构型对其测量性能的影响规律,分别制备了不同孔径变形区的基底,调整压电薄膜的变形模态以调控其冲击波测量性能。实验结果表明:通过增大聚... 根据柔性压电薄膜的压电原理,设计了复合压电效应传感器来用于冲击波信号测量。为研究传感器基底构型对其测量性能的影响规律,分别制备了不同孔径变形区的基底,调整压电薄膜的变形模态以调控其冲击波测量性能。实验结果表明:通过增大聚氯乙烯(PVC)基底的孔径,可以大幅度增加聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜传感器的灵敏度系数,并且随着变形区直径的增加,信号的脉宽也随之增大。最后通过爆炸实验,研究了PVC基底对PVDF薄膜传感器信号的影响,验证了变形区直径8 mm基底的PVDF传感器在爆炸冲击波测量中的准确性。这为今后PVDF薄膜传感器PVC基底变形区的选择提供了参考。 展开更多
关键词 PVC基底 PVDF传感器 灵敏度系数 复合压电效应
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