基于遗传算法选优的集成手段与时序卷积网络的涡扇发动机剩余寿命预测

涡扇发动机作为航空航天领域的核心设备之一,其健康状况决定了航空器能否稳定可靠地运行。而对涡扇发动机的剩余寿命（RUL）进行判断,是设备监测与维护的重要一环。针对涡扇发动机监测过程中存在的工况复杂、监测数据多样、时间跨度长等特点,提出了一种遗传算法优选时序卷积网络（TCN）基模型的集成方法（GASEN-TCN）的涡扇发动机剩余寿命预测模型。首先,利用TCN捕获长跨度下的数据内在关系,从而对RUL作出预测;然后,应用GASEN集成多个独立的TCN,以增强模型的泛化性能;最后,在通用的商用模块化航空推进系统模拟模型（C-MAPSS）数据集上,对所提模型与当下流行的机器学习方法和其他的深度神经网络进行了比较。实验结果表明,在多种不同的运行模式和故障条件下,与流行的双向长短期记忆（Bi-LSTM）网络相比,所提模型都有着更高的预测准确率与更低的预测误差。以FD001数据集为例,在该数据集上所提模型的均方根误差（RMSE）相较Bi-LSTM低17.08%,相对准确率（Accuracy）相较Bi-LSTM高12.16%。所提模型在设备的智能检修与维护方面有着较好的应用前景。     

PCA+CHMM在设备性能退化状态识别中的应用研究

为了准确识别机械设备当前所处的退化状态,研究了一种基于PCA（主成分分析）和CHMM（连续型隐马尔可夫模型）结合的性能退化状态识别方法。首先提取设备振动信号全寿命周期的时域、频域、时频域的特征,经过初步筛选后组成新的特征集,使用PCA方法对其进行降维处理;然后利用降维后的数据,训练一个全寿命周期CHMM用来确定退化状态数目,再针对每个退化状态训练一个CHMM,通过比较观测序列处于各个模型下的似然概率值判断设备当前所处的退化状态;最后通过实验对比了PCA+CHMM和PCA+SVM、PCA+KNN、PCA+CART方法的各退化状态识别准确率,结果表明PCA+CHMM的平均识别准确率最高、识别效果较好,适用于设备退化状态的识别。     

基于遗传算法选优的集成手段与时序卷积网络的涡扇发动机剩余寿命预测

涡扇发动机作为航空航天领域的核心设备之一，其健康状况决定了航空器能否稳定可靠地运行。而对涡扇发动机的剩余寿命（RUL）进行判断，是设备监测与维护的重要一环。针对涡扇发动机监测过程中存在的工况复杂、监测数据多样、时间跨度长等特点，提出了一种遗传算法优选时序卷积网络（TCN）基模型的集成方法（GASEN-TCN）的涡扇发动机剩余寿命预测模型。首先，利用TCN捕获长跨度下的数据内在关系，从而对RUL作出预测；然后，应用GASEN集成多个独立的TCN，以增强模型的泛化性能；最后，在通用的商用模块化航空推进系统模拟模型（C-MAPSS）数据集上，对所提模型与当下流行的机器学习方法和其他的深度神经网络进行了比较。实验结果表明，在多种不同的运行模式和故障条件下，与流行的双向长短期记忆（Bi-LSTM）网络相比，所提模型都有着更高的预测准确率与更低的预测误差。以FD001数据集为例，在该数据集上所提模型的均方根误差（RMSE）相较Bi-LSTM低17.08%，相对准确率（Accuracy）相较Bi-LSTM高12.16%。所提模型在设备的智能检修与维护方面有着较好的应用前景。     

基于改进型遗传算法的多无人机任务分配

无人机集群的决策过程中存在个体任务分配问题，如在无人机集群执行侦察任务时存在的任务点分配问题，针对解决该问题时存在的计算时间长，搜索性能差等问题，提出一种针对算法机制和并发方式的改进方法。对无人机任务分配问题建立模型，将其抽象为多旅行商问题，通过遗传算法来解决，并将无人机实际飞行场景中的代价设置为动态和静态两种情况。在此基础上，通过改变计算适应度并行方式和添加缓存命中机制以减少算法冗余计算，提升算法适应度计算效率，采取优化的遗传算法淘汰机制使算法收敛速度提升。仿真结果验证，淘汰机制和并行缓存的优化使遗传算法具有更好的寻优能力和收敛速度，能够在较短的时间内规划出代价较小的航迹。     

基于边界矩的机械零件图像轮廓特征提取技术

为实现机械零件的有效分类,针对零件具有比较明显的轮廓特征的特点,提出了基于边界矩的零件图像轮廓特征提取方法.首先采用轮廓提取算法,提取零件二值图像的轮廓,在进行水平倾斜校正后,以零件的质心为中心,将轮廓图像划分为若干个扇形子区域.利用改进的边界矩计算方法,分别计算出各子区域的边界矩,从而得出零件轮廓图像边界矩的分布特性.最后,采用K均值聚类算法对提取的零件轮廓特征进行分类,实验结果证明了该方法的有效性.     

面向敏捷制造的数字化零件库建模方法

不同企业和企业内部资源共享及资源重用是实施敏捷制造的关键因素。该文基于PLIB标准，分析了网络环境下支持敏捷制造的数字化零件库的信息构成，研究了其体系结构和实施手段。     

基于Diamond的ROAM算法研究

研究了钻石节点的数据结构特点及算法实现原理,综合考虑视点与地形的复杂程度,提出了合理的节点误差计算公式,并应用到实际地形高程数据中,取得了良好的效果。     

虚拟制造中虚拟环境建模技术与方法

以虚拟制造烟基础的敏捷制造是一种全新的面向21世纪的制造系统，文 中探讨虚拟制造中虚拟环境的建立及其相关技术的研究与发展，涉及两个方面，虚拟环境的系统设计方法及计算模型。给出了描述虚拟环境的抽象框架，研究了基于网络的产品虚拟设计协作环境技术。     

基于开源的分布式山洪监测数据系统设计

目前部署在各县的山洪灾害监测系统中地理数据和水雨情数据急剧增多,传统关系型数据库显示出一定的局限性。同时,依靠的商业软件存在不同的开发模式,过于封闭、独立以及垄断和高额费用等,在一定程度上制约了山洪监测系统的扩展与升级。研究了基于开源QGIS和PostgreSQL,在Hadoop平台上设计构建低成本、高扩展性、高可靠性的山洪监测系统。以四川省宜宾县的雨量监测站点和历史雨量数据为例,成功部署开源分布式山洪监测数据系统,为系统的下一步扩展、优化,以及实现海量空间数据分析和数据挖掘奠定基础。     

改进退火遗传算法在SQL数据挖掘参数优化中的应用

针对SQL数据挖掘在复杂动力学系统故障诊断中的模式分类问题,以决策树参数优化为例,开展SQL数据挖掘分类算法参数优化研究。目前数据挖掘中的各类算法参数往往根据经验值设定,预测精度不高;只用遗传算法进行参数优化,分类预测结果容易发生振荡和早熟现象。采用改进的退火遗传算法对SQL数据挖掘中的决策树算法参数进行优化,解决了人工经验设置参数效率低下、精度不高的问题,同时实现了全局搜索,快速收敛到全局最优解。