一种面向复杂非平稳工业过程的质量相关分布式故障检测方法

1

作者 董洁 李大业 +2 位作者 尉艳梅 彭开香 杨慧 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期15-24,共10页

由于复杂工业过程通常受到生产条件的变化,未知的外部干扰及其他因素的影响,其过程数据时间序列的统计特征随时间变化,呈现出非平稳特性。而工业过程的故障可能会被过程的非平稳特性所掩盖,这给复杂工业过程的质量相关故障检测带来巨大... 由于复杂工业过程通常受到生产条件的变化,未知的外部干扰及其他因素的影响,其过程数据时间序列的统计特征随时间变化,呈现出非平稳特性。而工业过程的故障可能会被过程的非平稳特性所掩盖,这给复杂工业过程的质量相关故障检测带来巨大挑战。本文提出了一种基于动静特征融合且面向复杂非平稳工业过程的分布式质量相关故障检测方法。首先,利用最小冗余最大相关算法揭示和量化过程变量与质量变量之间的线性和非线性关系,并选择最具代表性的过程变量,消除所选过程变量之间的冗余性。其次,利用增广迪基–富勒检验(ADF)检验方法将所选的过程变量划分为平稳变量和非平稳变量。再次,利用工业过程的机理知识将复杂工业过程划分为多个有物理意义的子块,子块之间的信息交互通过公共变量实现,构建局部子块模型,该模型包括来自其邻居子块的信息。然后,通过偏最小二乘和长短期记忆网络方法分别提取子块中平稳变量及非平稳变量的静态特征和动态特征,并进行特征融合;利用规范变量分析算法来最大化融合后的动静态特征与质量变量之间的相关性,构建局部质量异常检测的统计量和控制限。最后,通过贝叶斯推理将局部检测结果进行融合,实现全局质量相关的故障检测。为了验证所提方法的有效性,采用河北某公司浮法玻璃生产过程的实际数据进行了实验。实验结果表明:本文所提质量相关分布式故障检测方法能够准确检测复杂非平稳过程的故障,故障检测率为100%,误报率为4%,比规范变量分析方法等具有更好的故障检测性能。综上所述,所提方法有效融合了动静特征以充分利用过程信息,在提高故障检测率同时显著降低了误报率,能够为复杂非平稳工业过程提供可靠技术支持。 展开更多

关键词 质量相关 分布式故障检测 特征提取 动静融合 复杂非平稳过程

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面向系统层级的复杂工业过程全息故障诊断 被引量：7

2

作者 彭开香 张传放 +3 位作者 马亮 董洁 焦瑞华 唐鹏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期590-598,共9页

复杂工业过程具有长流程、系统层级多、故障潜在分布空间范围较广的特点,是当前故障诊断领域的热门研究方向。首先,对主流故障诊断技术进行了分类和概述;其次,采用定量与定性相结合思路,提出了面向系统层级的复杂工业过程全息故障诊断框... 复杂工业过程具有长流程、系统层级多、故障潜在分布空间范围较广的特点,是当前故障诊断领域的热门研究方向。首先,对主流故障诊断技术进行了分类和概述;其次,采用定量与定性相结合思路,提出了面向系统层级的复杂工业过程全息故障诊断框架,为复杂工业全流程的过程监测提供一整套技术和解决方案。相比于目前的故障诊断方法,该框架不仅包括故障检测和故障辨识,还包括故障根源诊断、故障传播路径识别、故障的定量诊断与评估,可有效解决复杂工业过程系统的综合故障诊断问题,实用性强,能够有效地减少或避免故障发生、保证产品的质量、提高企业的生产效率与生产安全;最后对故障诊断技术的发展趋势和亟待解决的问题进行了展望。 展开更多

关键词 过程系统 全流程 故障诊断 故障传播 故障评估 生产 安全

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一种面向多工序复杂制造过程的质量软测量方法

3

作者 彭开香 秦昕 +1 位作者 王佳浩 杨慧 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3-14,共12页

复杂制造过程关键质量变量的精准感知,是实现系统优化控制和保障系统安全稳定运行的必要前提。考虑复杂制造过程具有生产工序众多、回路互联耦合、工序质量遗传、数据时空分布等复杂特性,使得对过程质量的精准感知面临诸多困难。在此背... 复杂制造过程关键质量变量的精准感知,是实现系统优化控制和保障系统安全稳定运行的必要前提。考虑复杂制造过程具有生产工序众多、回路互联耦合、工序质量遗传、数据时空分布等复杂特性,使得对过程质量的精准感知面临诸多困难。在此背景下,本文提出一种考虑过程时延的基于mRMR–GA–ResNet的多工序复杂制造过程质量软测量建模方法。首先,构建了一种考虑过程变量与质量变量间时延的基于最小冗余最大相关(mRMR)和遗传算法(GA)的多传感器过程变量筛选方法,以确定最优特征子集;其次,基于各工序的最优特征子集,设计了一种3维(特征–时间–工序)样本空间表征方法,工序内部以2维(特征–时间)形式表征,将工序作为通道构建3维(特征–时间–工序)样本,通过残差网络进行时间–空间特征提取,进而通过局部–全局特征融合得到最终的质量预测值;最后,通过一个实际制造过程——浮法玻璃生产过程,进行了实验验证。结果表明:在选择特征数相同的前提下,相较于其他4种基于相关性的特征选择方法(PCC、SCC、MI、MIC),本文所提多传感器过程变量筛选方法对于模型有更好的预测性能。以残差网络作为预测模型,本文所提3维样本构造方法,相较于传统的2维样本构造方法,对于模型的预测精度有了一定的提升,均方根误差ERMS、平均绝对误差EMA、对称平均绝对百分比误差E_(SMAP)分别提升9.2%、10.8%、9.8%,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 多工序软测量 特征选择 残差网络 最小冗余最大相关 遗传算法

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中频真空电器电弧放电过程的多物理场耦合仿真 被引量：1

4

作者 蒋原 武建文 +2 位作者 张茜 雷展 李擎 《真空电子技术》 2023年第5期35-42,共8页

多电飞机中频360~800 Hz电力系统是目前国内外研究热点,本文采用多物理场耦合方法仿真计算了中频真空电弧温度、电流密度、压力、电弧速度等特性。电弧模型建立在二维对称柱坐标系下,求解域包括触头、导电杆和电弧区域,以温度、磁感应... 多电飞机中频360~800 Hz电力系统是目前国内外研究热点,本文采用多物理场耦合方法仿真计算了中频真空电弧温度、电流密度、压力、电弧速度等特性。电弧模型建立在二维对称柱坐标系下,求解域包括触头、导电杆和电弧区域,以温度、磁感应强度、电流密度、速度为求解变量,考虑平衡放电热源、静态电流密度分量、感应电流密度分量、洛伦兹力、非等温流动和平衡放电边界热源等耦合条件,在中频真空灭弧室内建立了传热方程、麦克斯韦方程组和流体方程,利用分离变量法求解偏微分方程。求解得到10 kA电流峰值时,电弧中心温度为25000 K,电流密度为3×10^(7)A/m^(2),电弧压力为6×10^(5)Pa。与实验结果对比,表明本文所建立的中频真空电弧多物理场耦合模型的准确性。 展开更多

关键词 多电飞机 中频真空电器 电弧建模 多物理场耦合

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专刊评述:重大装备信息物理系统异常检测与安全控制

5

作者 苗强 彭开香 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-2,共2页

在国家加快推进质量强国建设、新质生产力发展的关键阶段,聚焦工业与制造领域的重大装备信息物理系统异常检测与安全控制,面向国家战略需求,坚持“安全可靠性优先”的原则,推进重大装备服役异常检测、健康状态评估、早期故障诊断、安全... 在国家加快推进质量强国建设、新质生产力发展的关键阶段,聚焦工业与制造领域的重大装备信息物理系统异常检测与安全控制,面向国家战略需求,坚持“安全可靠性优先”的原则,推进重大装备服役异常检测、健康状态评估、早期故障诊断、安全冗余控制等基础理论和核心技术发展,将有效提升重大装备运行的安全性与可靠性,服务国家在关键装备制造与维护中的创新应用需求,具有重要科学价值和工程意义。为此,四川大学主办的《工程科学与技术》期刊,专门开辟了“重大装备信息物理系统异常检测与安全控制”专栏,为国内外复杂装备可靠性领域学者提供了一流交流平台。 展开更多

关键词 国家战略需求 异常检测 安全控制 信息物理系统 质量强国 健康状态评估 四川大学主办 基础理论

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基于自适应增量学习的时间序列模糊聚类算法 被引量：6

6

作者 王玲 徐培培 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期983-991,共9页

针对现存可用于时间序列的增量式模糊聚类算法往往需要设置多个控制参数的问题,本文提出了一种基于自适应增量学习的时间序列模糊聚类算法.该算法首先继承上一次聚类得到的簇结构信息以初始化当前聚类进程,然后在无需设置参数的情况下... 针对现存可用于时间序列的增量式模糊聚类算法往往需要设置多个控制参数的问题,本文提出了一种基于自适应增量学习的时间序列模糊聚类算法.该算法首先继承上一次聚类得到的簇结构信息以初始化当前聚类进程,然后在无需设置参数的情况下自适应地搜索当前数据块中的离群样本,并自动从离群样本创建新簇,最后检查空簇识别标识确定是否需要移除部分簇以保证后续聚类过程的效率.实验结果表明所提算法对等长和不等长时间序列均具有良好的聚类准确性及运行效率. 展开更多

关键词 时间序列 模糊聚类 自适应增量学习 离群样本

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航空发动机的健康指标构建与剩余寿命预测 被引量：25

7

作者 彭开香 皮彦婷 +1 位作者 焦瑞华 唐鹏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期713-720,共8页

预测与健康管理技术能够有效的评估系统健康状态、预测系统剩余使用寿命,是提高复杂系统安全性、经济性的重要保障.为全面评估系统健康状态,本文提出了一种基于深度置信网络(DBN)的无监督健康指标构建方法,并结合隐马尔可夫模型(HMM)进... 预测与健康管理技术能够有效的评估系统健康状态、预测系统剩余使用寿命,是提高复杂系统安全性、经济性的重要保障.为全面评估系统健康状态,本文提出了一种基于深度置信网络(DBN)的无监督健康指标构建方法,并结合隐马尔可夫模型(HMM)进行系统剩余寿命预测.首先,通过无监督训练深度置信网络实现历史数据的特征提取,进而构建健康指标;其次,利用健康指标集训练隐马尔可夫模型,实现设备健康状态的自动识别;最后,通过DBN-HMM混合模型来计算系统剩余寿命.采用商用模块化航空推进系统仿真软件(C-MAPSS)给出的航空发动机数据集,验证了上述方法的有效性. 展开更多

关键词 深度置信网络 隐马尔可夫模型 健康指标 健康状态识别 剩余寿命预测

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基于FastICA和G-G聚类的多元时序自适应分段

8

作者 王玲 李泽中 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1235-1244,共10页

现有多元时间序列的分段方法主要通过检测时序数据统计特性或形状的变化情况,并以此为依据对分段点的位置进行“硬划分”.然而,这些分段方法无法对两个分段之间的过渡区间长度进行准确估计,且普遍需要人为预先设置参数,在高维且噪声较... 现有多元时间序列的分段方法主要通过检测时序数据统计特性或形状的变化情况,并以此为依据对分段点的位置进行“硬划分”.然而,这些分段方法无法对两个分段之间的过渡区间长度进行准确估计,且普遍需要人为预先设置参数,在高维且噪声较强的情况下分段效果较差.本文针对现有分段方法存在的诸多不足,提出一种基于FastICA(Fast Independent Component Analysis)和G-G(Gath-Geva)模糊聚类的多元时序自适应分段方法 .该方法利用FastICA进行特征提取,采用DW(Durbin-Watson)指数自动选取高信噪比的主成分,并根据最小描述长度(Minimum Description Length,MDL)设计基于G-G模糊聚类的自适应分段模型,实现对于多元时间序列的“软划分”.基于多种领域的真实数据集实验结果表明:与现有主流的分段方法相比,本文方法在上述数据集上的平均F1和MAE(Mean Absolute Error)可分别提升8.4%~16.8%和3.06%~6.56%. 展开更多

关键词 多元时间序列 自适应分段 快速独立主成分分析 Gath-Geva聚类 最小描述长度

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纵向磁场下中频真空电弧的重燃现象分析 被引量：11

9

作者 蒋原 李擎 +2 位作者 崔家瑞 武建文 贾博文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期3860-3868,共9页

中频供电系统已在航空电源中得到广泛应用。根据实验结果,电流开断能力从360Hz时的22.4kA下降至850Hz时的14.0kA。该文研究纵向磁场下360~850Hz真空电弧开断失败时的重燃现象。由Mayr模型的最小二乘法解可知,发生击穿时电弧能量衰减的... 中频供电系统已在航空电源中得到广泛应用。根据实验结果,电流开断能力从360Hz时的22.4kA下降至850Hz时的14.0kA。该文研究纵向磁场下360~850Hz真空电弧开断失败时的重燃现象。由Mayr模型的最小二乘法解可知,发生击穿时电弧能量衰减的时间加长,这是不利于电流开断的。一方面,随着电流频率的增加,相对小的电流值就会使电流过零时的变化率di/dt达到开断阈值;另一方面,频率提高会增强涡流效应,导致纵向磁场过零后的剩余磁感应强度和滞后相位增加,阻碍过零后等离子体扩散。实验中发现,电弧重燃点总出现在触头边缘处,计算表明触头边缘处的电场强度集中、电流密度高,进而导致场致发射的概率增大。此外利用帧差法分析电弧图像,估算得到金属液滴的运动喷射速度为10~20m/s。电流过零后金属液滴的消失时间大于中频电流半个周波时间,金属液滴的存在是引起电弧重燃的因素。 展开更多

关键词 中频真空电弧 纵向磁场 电弧重燃 涡流效应 场致发射

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基于BP神经网络的直流电网故障定位与保护方法 被引量：37

10

作者 蒋原 李擎 +3 位作者 冯茜 郭琳 崔家瑞 沙广林 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期23-28,共6页

灵活的交直流混合电网将成为未来电网中的重要环节,其故障定位方法和保护方法是保障电网安全、稳定、可靠运行的基础。但是,目前直流电网的故障辨识方法不易判断故障发生时间、位置,导致难以形成稳健的保护策略。文中首先分析了直流电... 灵活的交直流混合电网将成为未来电网中的重要环节,其故障定位方法和保护方法是保障电网安全、稳定、可靠运行的基础。但是,目前直流电网的故障辨识方法不易判断故障发生时间、位置,导致难以形成稳健的保护策略。文中首先分析了直流电网中广泛存在的多类故障影响,提出了基于电流、电流变化率等特征的神经网络模型的实时故障诊断方法;然后,在混合式双极性直流断路器上利用反时限过流保护策略,隔离故障区域;最后,通过MATLAB/Simulink仿真,验证了该保护方案可以有效、准确、快速地定位、隔离故障区域,有利于提高直流电网运行的可靠性。 展开更多

关键词 直流配电网 故障保护 神经网络 故障定位

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一种新颖的深度因果图建模及其故障诊断方法 被引量：9

11

作者 唐鹏 彭开香 董洁 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1616-1624,共9页

为了实现复杂工业过程故障检测和诊断一体化建模,提出了一种新颖的深度因果图建模方法.首先,利用循环神经网络建立深度因果图模型,将Group Lasso稀疏惩罚项引入到模型训练中,自动地检测过程变量间的因果关系.其次,利用模型学习到的条件... 为了实现复杂工业过程故障检测和诊断一体化建模,提出了一种新颖的深度因果图建模方法.首先,利用循环神经网络建立深度因果图模型,将Group Lasso稀疏惩罚项引入到模型训练中,自动地检测过程变量间的因果关系.其次,利用模型学习到的条件概率预测模型对每个变量建立监测指标,并融合得到综合指标进行整体工业过程故障检测.一旦检测到故障,对故障样本构建变量贡献度指标,隔离故障相关变量,并通过深度因果图模型的局部因果有向图诊断故障根源,辨识故障传播路径.最后,通过田纳西-伊斯曼过程进行仿真验证,实验结果验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 深度因果图模型 故障检测 根源诊断 传播路径辨识 Group Lasso

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基于USARSim和ROS的无人平台编队仿真系统 被引量：8

12

作者 张浩杰 苏治宝 杨甜甜 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1390-1400,共11页

针对越野非结构化环境下的地面无人平台(Unmanned ground vehicle,UGV)编队仿真系统存在功能模块不完善及算法集成测试困难等问题,为便于有效测试地面无人平台编队协同控制方法性能及其适用的任务场景,降低编队协同系统的开发成本,本文... 针对越野非结构化环境下的地面无人平台(Unmanned ground vehicle,UGV)编队仿真系统存在功能模块不完善及算法集成测试困难等问题,为便于有效测试地面无人平台编队协同控制方法性能及其适用的任务场景,降低编队协同系统的开发成本,本文提出了一种基于USARSim(Unified System for Automation and Robotics Simulator)和ROS(Robot Operating System)的地面无人平台编队协同仿真系统.该仿真系统由人机交互界面、基于ROS架构的地面无人平台控制系统和基于USARSim的虚拟仿真场景三个部分组成,其测试对象为地面无人平台编队协同控制算法.通过充分利用ROS中集成的开源导航算法和USARSim中丰富的机器人及环境模型,该系统为研究地面无人平台编队协同控制算法提供了新的思路和快速验证工具.以领航者−跟随者编队控制方法为例进行该仿真系统的性能测试,实验结果表明,该仿真系统能够在外界条件一致的情况下完成对编队协同控制方法的性能测试,系统稳定可靠. 展开更多

关键词 地面无人平台 编队协同 USARSim ROS 仿真系统

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基于数字孪生的小卫星健康预测技术 被引量：4

13

作者 曹雪蕊 张学艺 +1 位作者 彭开香 崔玉福 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期35-42,共8页

健康预测和数字孪生技术是实现小卫星数字化设计与在轨卫星健康管理的重要手段,它可以为小卫星数字化设计提供必要的支持,保证其安全、可靠地在轨服役运行。针对小卫星数字化程度低、各阶段数据流动少、运行环境复杂多变等特点,本文提... 健康预测和数字孪生技术是实现小卫星数字化设计与在轨卫星健康管理的重要手段,它可以为小卫星数字化设计提供必要的支持,保证其安全、可靠地在轨服役运行。针对小卫星数字化程度低、各阶段数据流动少、运行环境复杂多变等特点,本文提出了基于数字孪生的小卫星全生命周期智能诊断与健康预测框架。首先,对健康预测、数字孪生和数字主线等技术及其在卫星领域的应用做了概述。其次,充分利用小卫星在轨和地面等各类数据,构建了面向小卫星健康预测的数字孪生模型,以及小卫星全生命周期的数字主线。最后,结合机理知识和性能数据,提出了基于信息融合的薄弱环节识别、智能诊断、健康评估和在轨剩余寿命预测方法。所提出框架可以有效地实现物理和虚拟数据融合、虚实互连和数据处理,为小卫星数字化设计与健康预测提供必要支撑。 展开更多

关键词 数字孪生 数字主线 智能诊断 健康预测

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改进A^(*)算法的机器人能耗最优路径规划方法 被引量：14

14

作者 张浩杰 张玉东 +1 位作者 梁荣敏 杨甜甜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期513-520,共8页

为了降低移动机器人在运动过程中的能耗,提高在能源补给有限时的任务执行率,提出了一种改进A算法的机器人能耗最优路径规划方法。首先,根据四轮差速驱动移动机器人的运动学约束,建立了其运动的能耗模型。然后,根据起始状态和目标状态约... 为了降低移动机器人在运动过程中的能耗,提高在能源补给有限时的任务执行率,提出了一种改进A算法的机器人能耗最优路径规划方法。首先,根据四轮差速驱动移动机器人的运动学约束,建立了其运动的能耗模型。然后,根据起始状态和目标状态约束求解生成运动基元,采用能耗模型计算运动基元的能耗值,构建了能耗运动基元集。其次,基于传统A^(*)算法,改进提出了一种能耗最优路径规划方法,该方法在规划进程中以能耗运动基元集中定义的节点之间的连接关系进行节点扩展,而以能耗值作为节点之间的通行成本,从而保证获得一条全局能耗最优路径。最后,离线地图仿真测试和机器人实验结果表明所生成的路径总能耗可降低约28.24%,从而验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 路径规划 改进A^(*)算法 能耗模型 能耗运动基元

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基于预测控制的DFIG电网无功补偿优化方案 被引量：10

15

作者 杨晨星 童朝南 《电测与仪表》 北大核心 2019年第7期61-68,共8页

提出一种基于预测控制的DFIG功率调节控制方案,增强DFIG调节电网电能质量的能力,提高DFIG系统的无功输出能力。首先比较了DFIG系统和统一电能质量调节器的控制方法。针对DFIG功率分配动态多变量的过程,设计三输入三输出的广义预测控制方... 提出一种基于预测控制的DFIG功率调节控制方案,增强DFIG调节电网电能质量的能力,提高DFIG系统的无功输出能力。首先比较了DFIG系统和统一电能质量调节器的控制方法。针对DFIG功率分配动态多变量的过程,设计三输入三输出的广义预测控制方案,通过模型预测、滚动优化和反馈校正,提高了DFIG的无功补偿能力。仿真对比了多种情况下最大功率点跟踪控制和广义预测控制下的DFIG的无功输出,证明了使用广义预测控制可以有效的提高DFIG的无功补偿总量,增强DFIG系统调节电网电能质量的能力。 展开更多

关键词 风力发电 双馈异步发电 电能质量调节 预测控制

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基于在线加权慢特征分析的故障检测算法 被引量：5

16

作者 黄健 杨旭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1142-1150,共9页

在工业过程监测中,传统的过程监测方法无法提取过程的动态信息,且进行特征选择时没有突出在线故障特征.针对此问题,提出基于在线加权慢特征分析(OWSFA)的故障检测算法.采用慢特征分析(SFA)算法提取过程的本质动态特征;基于正常数据估计... 在工业过程监测中,传统的过程监测方法无法提取过程的动态信息,且进行特征选择时没有突出在线故障特征.针对此问题,提出基于在线加权慢特征分析(OWSFA)的故障检测算法.采用慢特征分析(SFA)算法提取过程的本质动态特征;基于正常数据估计出特征阈值,根据松弛系数挑选出在线特征中超过阈值的嫌疑故障特征;引入权重系数,进一步构造基于在线加权的嫌疑故障特征统计量.将提出的OWSFA算法在数值系统和Tennessee Eastman过程进行仿真验证,证实了所提算法的故障检测效果优于主成分分析和SFA算法.OWSFA算法根据故障信息,在线构造加权统计量,加强了动态故障特征在监测模型中的表达. 展开更多

关键词 慢特征分析 故障检测 特征加权 动态过程 化工过程

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非光滑聚合博弈纳什均衡的分布式连续时间算法 被引量：3

17

作者 梁银山 梁舒 洪奕光 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期593-600,共8页

本文研究多智能体聚合博弈的分布式算法设计.其中,个体的成本函数具有非光滑性.提出一个连续时间分布式算法,使得每个个体仅利用本地数据及局部的信息交互就能达到纳什均衡.利用李雅普诺夫方法,证明了算法的收敛性.在此基础上,进一步研... 本文研究多智能体聚合博弈的分布式算法设计.其中,个体的成本函数具有非光滑性.提出一个连续时间分布式算法,使得每个个体仅利用本地数据及局部的信息交互就能达到纳什均衡.利用李雅普诺夫方法,证明了算法的收敛性.在此基础上,进一步研究了带有耦合不等式约束博弈的广义纳什均衡求解.仿真结果验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 博弈论 纳什均衡 分布式算法 连续时间算法 非光滑

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分布式一致性最优化的梯度算法与收敛分析 被引量：1

18

作者 梁舒 彭开香 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期434-440,共7页

研究了多智能体网络中受集合约束的一致性最优化问题,提出了基于原始–对偶梯度的定步长分布式算法.算法中包括步长在内的参数会影响收敛性,需要先进行收敛分析,再根据收敛条件设置合适的参数.本文首先针对一般的定步长迭代格式,提出一... 研究了多智能体网络中受集合约束的一致性最优化问题,提出了基于原始–对偶梯度的定步长分布式算法.算法中包括步长在内的参数会影响收敛性,需要先进行收敛分析,再根据收敛条件设置合适的参数.本文首先针对一般的定步长迭代格式,提出一种基于李雅普诺夫函数的收敛分析范式,它类似于一般微分方程关于李雅普诺夫稳定的分析方法.然后,针对所考虑的分布式梯度算法,构造了合适的李雅普诺夫函数,并根据收敛条件得到了算法参数设定范围,避免了繁冗复杂的分析论证.本文提出的理论与方法也为其他类型的分布式算法提供了一个框架性、系统性的论证方法. 展开更多

关键词 分布式优化 原始–对偶 收敛分析 李雅普诺夫函数 一致性

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基于多目标支持向量机的ADHD分类 被引量：10

19

作者 杜海鹏 邵立珍 张冬辉 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期441-447,共7页

注意力缺陷多动障碍(ADHD)是儿童期最常见的精神疾病之一,在大多数情况下持续到成年期.近年来,基于功能磁共振数据的ADHD分类成为了研究热点.文献中已有的大多数分类算法均假设样本是均衡的,然而事实上,ADHD数据集通常是不平衡的.传统... 注意力缺陷多动障碍(ADHD)是儿童期最常见的精神疾病之一,在大多数情况下持续到成年期.近年来,基于功能磁共振数据的ADHD分类成为了研究热点.文献中已有的大多数分类算法均假设样本是均衡的,然而事实上,ADHD数据集通常是不平衡的.传统的学习算法会使得分类器倾向于多数类样本,从而导致性能下降.本文研究了基于不平衡神经影像数据的ADHD分类问题,即基于静息状态功能磁共振数据对ADHD进行分类.采用功能连接矩阵作为分类特征,提出了一种基于多目标支持向量机的ADHD数据分类方案.该方案将不均衡数据分类问题建模为具有三个目标的支持向量机模型,其中三个目标分别为最大化分类间隔、最小化正样本误差和最小化负样本误差,进而正负样本经验误差可以被分开处理.然后采用多目标优化的法向量边界交叉法对模型进行求解,并给出一组代表性的分类器供决策者进行选择.该方案在ADHD-200竞赛的五个数据集上进行测试评估,并与传统分类方法进行对比.实验结果表明本文提出的三个目标支持向量机分类方案比传统的分类方法效果好,可以有效的从算法层面解决数据不平衡问题.该方案不仅可用于辅助ADHD诊断,还可用于阿尔茨海默病和自闭症等疾病的辅助诊断. 展开更多

关键词 多目标优化 功能磁共振数据 注意力缺陷多动障碍 支持向量机 不平衡数据集

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基于网络演算的时间敏感网络时延上界分析模型研究 被引量：3

20

作者 胡文学 孙雷 +2 位作者 王健全 朱渊 毕紫航 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2297-2310,共14页

时间敏感网络(Time-sensitive networking,TSN)作为一种新兴工业通信技术,能够为工业控制业务提供高可靠及确定性时延保障.针对时间敏感网络在工业场景中广泛采用的时间感知整形(Time-aware shaper,TAS)机制,提出一种基于网络演算的时... 时间敏感网络(Time-sensitive networking,TSN)作为一种新兴工业通信技术,能够为工业控制业务提供高可靠及确定性时延保障.针对时间敏感网络在工业场景中广泛采用的时间感知整形(Time-aware shaper,TAS)机制,提出一种基于网络演算的时延上界分析模型,对多节点组网下端到端时延上界进行定量分析,用以评估门控(Gate control list,GCL)设置是否满足业务服务质量(Quality of service,QoS)需求,有助于简化多节点组网场景下门控设置复杂度.模型仿真部分对影响端到端时延的主要因素进行了对比分析,并通过OMNeT++实时仿真验证了所提出时延上界分析模型的有效性. 展开更多

关键词 时间敏感网络 网络演算 时延上界分析模型 门控设置

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