检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2025年第4期37卷 861-874页

作者：张会迈胡晓娅周纯杰华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 华中科技大学网络空间安全学院湖北武汉430074

TSN工控系统多业务流融合的特点使得建立精确的数学模型非常困难。为保证安全策略与系统实时运行的协调,提出一种服务于安全策略生成与优化的“物理层-数据层-孪生层-服务层”四层双闭环数字孪生框架。通过服务层的初步安全策略生成与... 详细信息

TSN工控系统多业务流融合的特点使得建立精确的数学模型非常困难。为保证安全策略与系统实时运行的协调,提出一种服务于安全策略生成与优化的“物理层-数据层-孪生层-服务层”四层双闭环数字孪生框架。通过服务层的初步安全策略生成与孪生层的部署验证间迭代优化构成的内闭环,实现最优安全策略生成;通过物理层与孪生体间构成的外闭环,实现安全策略动态调整。将工业领域控制器和电机间的确定性通信过程作为实验对象,验证了框架的有效性。

关键词：数字孪生框架 TSN工控系统安全策略决策自适应优化建模与仿真

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基于一般性动力学建模的多电机复合同步控制

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中国电机工程学报 2025年第7期45卷 2821-2831,I0033页

作者：谢斌雷力王在相李叶松华中科技大学人工智能与自动化学院湖北省武汉市430074

多电机同步系统广泛应用于精密制造领域,但是多样化系统结构与差异化同步控制需求,为高通用性同步控制策略设计带来了困难。为克服这些问题,该文建立多电机同步系统的一般性动力学模型,以统一形式的数学模型描述多样化同步控制问题;通... 详细信息

多电机同步系统广泛应用于精密制造领域,但是多样化系统结构与差异化同步控制需求,为高通用性同步控制策略设计带来了困难。为克服这些问题,该文建立多电机同步系统的一般性动力学模型,以统一形式的数学模型描述多样化同步控制问题;通过基于运动学的坐标变换,揭示动力学模型内部复杂耦合关系及在耦合效应影响下的同步误差形成机理;通过提出运动解耦设计方法,精确补偿驱动轴与同步轴之间动力学特性差异,并实现系统解耦;基于已解耦系统设计反馈形式的运动跟踪控制器提升系统实时同步性能。仿真与实验结果表明,依据一般性动力学建模分析提出的复合同步控制策略具有明确的可解释性,能够有效提高多电机同步控制性能。

关键词：多电机同步动力学建模耦合系统同步控制解耦控制

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硼烷催化硅氢烷之间的芳基迁移迭代合成硅氢烷

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有机化学 2025年第1期45卷 370-373页

作者：郑先舟袁伟明华中科技大学化学与化工学院武汉430074

硅氢烷(R^(1)SiH_(3),R^(1)R^(2)SiH_(2),R^(1)R^(2)R^(3)SiH)由于毒性低、天然丰度高和化学性质稳定等优点[1-2],常作为现代化学工业的关键试剂被广泛用于合成化学,有机光子学、电子学和材料科学[3-4].尽管硅氢烷应用领域广泛,按需合... 详细信息

硅氢烷(R^(1)SiH_(3),R^(1)R^(2)SiH_(2),R^(1)R^(2)R^(3)SiH)由于毒性低、天然丰度高和化学性质稳定等优点[1-2],常作为现代化学工业的关键试剂被广泛用于合成化学,有机光子学、电子学和材料科学[3-4].尽管硅氢烷应用领域广泛,按需合成具有不同取代基的硅氢烷仍然充满挑战.传统上,硅氢烷是由有机锂、有机镁试剂和氯硅烷或烷氧基硅烷反应,然后经过LiAlH_(4)还原制备的.然而,这种方法官能团耐受性差,还会产生大量的金属盐废弃物.另一种合成硅氢烷的方法是烯烃的硅氢化,但是通常会生成各种硅氢烷或有机硅的混合物,产物难以分离.另外一种有潜在应用价值的方法是硅氢烷的再分配(redistribution)反应,该反应通过C—Si和Si—H键断裂和重构,把一种硅氢烷转变成两种或更多的有机硅化合物.然而,硅氢烷的再分配反应往往以副反应的形式出现.

关键词：硼烷催化毒性低硅氢烷芳基迁移

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千赫兹经皮脊髓电刺激下腰段神经纤维激活的仿真研究

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 300-307页

作者：徐琦李欣茹鲁芷鑫吴永超华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学同济医学院附属协和医院康复科武汉430022

临床试验证实,千赫兹经皮脊髓电刺激(TSCS)可用于促进脊髓损伤后患者的感觉运动功能恢复,但脊髓纤维激活机制尚不明确,刺激参数选择大多依赖于经验。本文采用TSCS有限元模型仿真人体脊髓T_(12)至L_2节段的电场分布,使用神经元双电缆模... 详细信息

临床试验证实,千赫兹经皮脊髓电刺激(TSCS)可用于促进脊髓损伤后患者的感觉运动功能恢复,但脊髓纤维激活机制尚不明确,刺激参数选择大多依赖于经验。本文采用TSCS有限元模型仿真人体脊髓T_(12)至L_2节段的电场分布,使用神经元双电缆模型计算得到脊髓纤维的激活阈值,改变载波波形、相间延迟、调制波频率、脉宽等刺激参数,得到脊髓纤维激活阈值的变化规律。与正弦载波相比,采用方波载波可显著降低背根纤维的激活阈值;改变调制波频率所引起的背根纤维激活阈值变化不超过1V,背根纤维的激活阈值随调制波脉宽增加而降低。采用矩形脉冲(频率50Hz、脉宽1ms)调制10kHz方波的刺激波形,背根和背柱纤维的激活阈值最低(分别为27.6V和55.8V);添加载波相间延迟(5μs)可将背根纤维激活阈值降至20.1V。该仿真结果可为临床刺激参数选择提供理论依据。

关键词：千赫兹频率经皮脊髓电刺激神经元模型脊髓神经纤维

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基于跨域因果图的FCC分馏系统攻击故障辨识方法

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计算机应用研究 2025年第1期42卷 269-275页

作者：杨晓雨周纯杰杜鑫华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074

针对催化裂化(fluid catalytic cracking,FCC)分馏系统在网络攻击和系统故障具有相似特征情况下难以辨识的问题,提出了一种基于跨域因果图的攻击故障辨识方法。首先,将数据驱动和拓扑知识融合以构建跨域因果图,涵盖物理层和信息层的变... 详细信息

针对催化裂化(fluid catalytic cracking,FCC)分馏系统在网络攻击和系统故障具有相似特征情况下难以辨识的问题,提出了一种基于跨域因果图的攻击故障辨识方法。首先,将数据驱动和拓扑知识融合以构建跨域因果图,涵盖物理层和信息层的变量节点和设备节点;其次,结合多源异常证据集,设计了基于弗洛伊德的异常因果传播路径搜索算法,得到异常节点间的因果传播路径;最后根据必经点约束、单点异常约束、必经点最大数量约束等条件,结合异常发生时间,得到异常传播路径的最小树型图,根据根节点位置判断系统异常类型。该方法在FCC分馏仿真系统上验证了有效性,结果表明其辨识准确率为94.84%,对正常工况、故障工况和攻击工况的检测召回率分别为97.11%、93.25%、95.30%,相比同类方案,该方法不仅解决了相似特征带来的辨识难题,还能在保证较高的辨识准确率的同时,给出异常传播路径,为安全防护提供报警信息。

关键词：跨域因果图路径搜索最小树型图攻击故障辨识催化裂化

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基于姿态约束特征增强的人脸关键点检测算法

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第5期 58-64页

作者：谢佳邹腊梅钟胜华中科技大学多谱信息智能处理技术全国重点实验室华中科技大学人工智能与自动化学院

为了解决人脸关键点检测中的大姿态问题，并获得精度和计算量的平衡，提出一种基于姿态约束特征增强的三阶段轻量级网络．第一阶段采用轻量级骨干网络；第二阶段提出了基于空间通道感知模块的特征金字塔，帮助模型感知面部几何关系；第... 详细信息

为了解决人脸关键点检测中的大姿态问题，并获得精度和计算量的平衡，提出一种基于姿态约束特征增强的三阶段轻量级网络．第一阶段采用轻量级骨干网络；第二阶段提出了基于空间通道感知模块的特征金字塔，帮助模型感知面部几何关系；第三阶段使用特征加强网络进行特征增强并保持高分辨率表示，有利于提高热图回归的精度．检测头结合坐标回归与热图回归，同时预测热图分数和坐标偏移，帮助提高模型精度．提出融合数据平衡姿态因子和偏航因子的损失函数进行姿态约束．针对数据平衡姿态因子，首先通过普氏分析法和主成分分析法将样本投影到一维得到姿态系数，然后利用区间占比率和姿态系数即可得到；针对偏航因子，设计了偏航程度计算公式进行计算．实验结果表明：本研究算法达到了精度与计算量的平衡，并有效提升了大姿态下的检测精度．

关键词：人脸关键点检测轻量级网络空间通道感知模块特征增强姿态约束

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切换基因调控网络事件触发动态输出反馈控制

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第5期 18-23页

作者：王后能程子舟李自成刘智伟武汉工程大学电气信息学院华中科技大学人工智能与自动化学院

针对基因调控网络结构可能随时间变化的问题，通过引入平均驻留时间切换机制，建立了切换型基因调控网络模型，并研究了切换系统的动态输出反馈控制问题；同时，为节约通信资源，引入了事件触发机制．在系统状态不完全可测的情况下，利... 详细信息

针对基因调控网络结构可能随时间变化的问题，通过引入平均驻留时间切换机制，建立了切换型基因调控网络模型，并研究了切换系统的动态输出反馈控制问题；同时，为节约通信资源，引入了事件触发机制．在系统状态不完全可测的情况下，利用多李雅普诺夫函数法和线性矩阵不等式技术将动态输出反馈控制器设计问题转化为求解一组线性矩阵不等式，建立了闭环系统稳定的充分条件，控制器参数由线性矩阵不等式的解导出．根据线性矩阵不等式得到的条件，设计了事件触发条件．最后，通过一个数值算例验证了所提方法的正确性和有效性．

关键词：基因调控网络平均驻留时间切换动态输出反馈事件触发线性矩阵不等式

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基于ODE-PDE的大规模多智能体系统有限时间编队

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自动化学报 2025年第3期51卷 631-642页

作者：满景涛曾志刚盛银来金钢华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074

现有基于偏微分方程(Partial differential equation,PDE)的多智能体系统(Multi-agent system,MAS)编队控制方法要求智能体必须是密集分布的,为打破这一限制,提出一种新的基于常微分−偏微分方程(Ordinary differential equation-partial differential equation,ODE-PDE)的分析方法,以解决稀疏−密集混合分布的大规模异构MAS编队问题.首先,通过设计特定的通信协议,并基于空间离散系统部分连续化方法,将原始大量的异构MAS的ODE动力学模型转化为由一个PDE和少数几个ODE耦合而成的ODE-PDE模型.为更符合实际复杂场景,将拓扑权值规定为半马尔科夫切换的,且稀疏分布和密集分布智能体遵循不一致的切换规则.其次,针对无时滞和有时滞两种情形,设计两种异步边界控制策略,利用Lyapunov方法得到保证误差系统实际有限时间稳定的充分条件,并得到停息时间和稳定阈值的计算规则.最后,两个广义的数值仿真进一步验证了所提方法的有效性.

关键词：大规模异构多智能体系统常微分−偏微分方程实际有限时间编队半马尔科夫切换拓扑异步边界控制

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基于改进ResNet50和迁移学习的竹片表面缺陷检测方法

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控制与决策 2025年第2期40卷 432-440页

作者：常青郑世祺邓宇书唐小琦中国地质大学(武汉)自动化学院武汉430074 邵阳先进制造技术研究院湖南邵阳422100 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

在竹片表面缺陷检测中,竹片表面缺陷形状各异,成像环境脏乱,现有基于卷积神经网络(CNN)的目标检测方法面对这样特定的数据时检测准确率较低;竹片来源复杂且有其他条件限制,例如不同季节成色各异等限制,无法采集所有类型的数据,导致竹片... 详细信息

在竹片表面缺陷检测中,竹片表面缺陷形状各异,成像环境脏乱,现有基于卷积神经网络(CNN)的目标检测方法面对这样特定的数据时检测准确率较低;竹片来源复杂且有其他条件限制,例如不同季节成色各异等限制,无法采集所有类型的数据,导致竹片表面缺陷数据量少,以至于CNN不能充分学习.针对以上问题,提出一种改进的ResNet50网络与迁移学习结合的竹片缺陷识别方法.首先,将获得的正负样本数据按照一定比例分为训练集、验证集和测试集;其次,利用OTSU算法和LBP算法对竹片图像进行二值化处理和特征提取,以减少噪音影响;最后,将ResNet50作为骨干网络加入L_(2)正则化和标签平滑与迁移学习结合,得到适应于竹片缺陷检测识别的优化模型.将所提检测网络与VGG16、DenseNet121、ResNet50以及目前常用于工业检测的YOLOv3分别在相同比例训练测试集上进行训练和测试.实验结果表明,在竹片数据集上所提检测网络的平均精度均值(mAP)比VGG16、DenseNet121、YOLOv3和ResNet50分别提高了23.45%、18.6%、19.51%和2.76%.所提方法能够针对形状各异的竹片表面缺陷进行有效检测,且降低时间消耗,在实际工业运用中具有很好的效果.

关键词：缺陷检测竹片 OTSU算法 LBP算法 ResNet50 迁移学习

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OBE-CDIO管理控念实的训可项逆目固教体学氧设化计物电池智能

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实验室研究与探索 2025年

作者：吴肖龙胡建功曹晔万晓凤曾明如李曦南昌大学信息工程学院华中科技大学人工智能与自动化学院

采用成果导向教育（OBE）和构思、设计、实现和运作（CDIO）理念，通过能力导向反向驱动思路设计教学项目，构建了面向自动化本科专业学生的毕业能力分解模型。提出了可逆固体氧化物电池（RSOC）智能管控实训项目的教学过程框架，采用... 详细信息

采用成果导向教育（OBE）和构思、设计、实现和运作（CDIO）理念，通过能力导向反向驱动思路设计教学项目，构建了面向自动化本科专业学生的毕业能力分解模型。提出了可逆固体氧化物电池（RSOC）智能管控实训项目的教学过程框架，采用“实物联想”和“半实物仿真”方法设计了从系统设计到仿真实施的全闭环实训内容，包括教学目标、内容、方法和评估体系。开发了全闭环实训项目；制定了多维度的教学效果评估方法。结果表明：结合OBE和CDIO理念所设计的实训项目有助于全方位培养学生的综合实践能力和创新思维；采用的教学方法有助提升实训教学效果。

关键词：可逆固体氧化物电池智能管控实训教学成果导向教育

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