自然计算的研究综述

 自然计算是一种有效模仿自然界各类运行机制的优化理念与全新的计算智能思维范型.从自然辩证的视角思考并探讨自然计算的统一性与多样性的关系,首先提出一种自然计算研究框架模型;然后对启发源到研究分支,从计算模式到应用领域,从软硬件实现到计算机研制等方面进行系统性的综述,最后给出自然计算模式的统一性理念,提出自然计算的统一性计算分析框架.     

基于群体智能框架理念的遗传算法总体模式描述

在各类群体智能算法中，不同的智能体群往往具有不同的外在表现形式，但他们所表现出来的智能计算模式具有相对的统一性．为了验证这一理念并从宏观的视角来研究群体智能理论，对群体智能中各类智能计算模式进行总结提炼，提出了群体智能计算的一种内在统一的总体框架模型，并以遗传算法为例加以具体论述与验证，给出了基于群体智能框架理念的遗传算法总体模式描述．     

异相差分滤波效应的航空相机图像检焦方法

针对航空相机焦面检测的问题,提出了一种基于异相差分滤波器的航空相机焦面检测方法。首先对空间滤波效应自动检焦原理进行介绍;其次使用异相差分检波算法设计异相差分滤波器消除空间滤波信号中的基频成分,增大信号信噪比与振幅,提高检焦精度,并对异相差分滤波器输出信号的频谱进行分析;最后设计成像实验,在5~53.2 mm/s之间根据典型速高比设置导轨移速,进行25次像面检测并选用传统图像检焦算子与差分滤波法的检焦效果进行比较。结果表明:差分滤波检焦法的场景适应性强、灵敏度高,且检焦系统最大误差为45.18 μm,小于光学系统的允许误差76.8 μm,满足工程需求。     

面向生产系统的残次品主次成因的群体智能分析

残次品成因的主次分析与优化是生产质量控制的一个重要环节.以焊球回流工序为例,提出了一种基于群体智能的优化计算理念的残次品主次成因智能分析方法,利用微粒群启发式信息来引导对大量生产数据的分析计算,降低了计算复杂度.通过实际生产数据仿真验证了该方法的有效性.     

运用遗传算法进行智能音乐作曲研究

采用遗传算法进行算法作曲,主要利用遗传算法的全局最优性,并且相对简单有效的特点.利用简洁的编码方式对基因进行编码,有效地表达了乐曲的主要信息,方便了适应度函数的计算和相关遗传操作的进行.针对音乐质量评估问题,提出了将相关音乐知识的规则和人机交互相结合的模式,共同对所创作音乐进行合理评价.不仅提高了评价的准确性,而且大大降低了人的工作量,产生了良好的音乐工程效果.     

溶菌酶晶体形貌的原子力显微成像观测

为研究蛋白质晶体的生长机理,采用气相扩散法制备溶菌酶晶体,使用原子力显微成像技术观测了溶菌酶晶体(101)生长面的形貌.发现溶菌酶晶体(101)面生长呈现螺旋住错的特征,其台阶平均高度为2.9 nm,相当于单分子层的厚度.而以前在高过饱和度条件下得到的溶菌酶晶体的AFM图像显示为二维成核生长机理,其台阶高度为双分子层的厚度5.6 nm.这说明气相扩散法制备蛋白质晶体时,由于溶液的过饱和度较小,溶菌酶在溶液中可能不形成多聚物而是以单个分子的形式结合到晶体上,即(101)面的主要生长单元并非具有43螺旋结构的四聚体,而是溶菌酶单分子.这一结果为蛋白质晶体生长机理的探索提供了实验依据,是对溶菌酶晶体生长单元认识的补充.     

考虑沸腾传热和流固耦合的缸盖热-机动态应力场研究

为详细研究气缸盖的动态热机耦合应力场,进行了一系列沸腾传热实验,并提出提出一种修正后的RPI模型,在该模型的基础上建立了冷却液缸盖的流固耦合计算模型,同时建立了柴油机的工作过程计算模型。以上述模型为基础,对某重型柴油机缸盖的温度场,热应力场,热机耦合应力场以及动态热机耦合应力场进行了分析,结果显示螺栓预紧力对缸盖的热机耦合应力影响最大,缸盖底部排气门鼻梁区的热负荷较重,应该引起足够的重视。     

两种方法测定地表水中叶绿素a的比较

比较了分光光度法和高效液相色谱(HPLC)法测定地表水中叶绿素a的结果。研究表明:两种方法的精密度无显著差异;叶绿素a标准样品测定结果也无显著差异;在测定地表水样品时,分光光度法测定结果高于HPLC法,差异主要由664 nm波长下有较强吸收的物质造成。分光光度法测定结果偏高但操作简单,HPLC法测定结果精准但操作复杂,分光光度法在水质监测工作中更加具有优势。     

基于序列模型的音乐词曲匹配度智能评估算法

情感匹配模型是一种常用于评价词曲匹配程度的方法;然而,单纯地依靠情感匹配模型无法对评价词曲匹配度进行准确的评价。为改善此问题,提出了基于序列模型的词曲匹配度智能评估算法,其综合考虑词曲情感和词曲间节奏关系以给出一个更加准确的词曲评估方法。基于公开词曲同步数据集,构建了音乐情感和节奏正反例模型,并基于此模型将音乐切分成片段;进一步,将歌词和旋律片段分别通过歌词编码器和旋律编码器进行编码,并将编码后具有上下语境的歌词特征和旋律特征输入词曲匹配解码器,解析词曲间特征关系,判断词曲片段匹配程度。仿真结果表明:基于序列模型的词曲匹配度智能评估算法,相对于单纯的情感匹配模型,能够更精确地评价词曲匹配程度,验证了本文提出算法的有效性。     

基于多元最优信息规划的微粒群优化算法

在改进型微粒群优化算法的基础上，考虑到运算初期避免陷入局部寻优的需要，将多元最优信息分布状态知识引入对微粒群的总体运动规划，构造了适于求解高维多峰函数寻优问题的微粒群算法．仿真结果显示，该方法比改进型微粒群算法具有更好的总体寻优特性．