基于云模型和余弦跳跃权重的改进蛙跳算法

标准蛙跳优化算法(SFLA)有寻优精度低和易陷入局部收敛区域的缺点, 为提高其性能, 提出一种基于云模型局部搜索和余弦跳跃权重更新位置的改进蛙跳算法(CSFLA). 首先通过Tent混沌映射和反向学习生成种群, 使种群的分布更均匀, 利用云模型的正态特性对子群中的优秀个体的所在区域进行探索. 同时, 对种群中其他个体引入基于余弦函数的跳跃步长权重, 使该权重在整个迭代过程中由高以不同的速率下降, 提高种群的全局搜索能力. 最后, 将CSFLA与多个优化算法在不同类型的测试函数上进行了比较. 结果表明, CSFLA具有更好的收敛速度和精度, 能有效找出全局最优解. 并且将改进算法应用至旅行商问题, 该算法可以找到总路程更短的路线.     

基于ATLG混合模型的股票价格预测

股市是金融市场的重要组成部分,对股票价格预测有着重要的意义.同时,深度学习具有强大的数据处理能力,可以解决金融时间序列的复杂性所带来的问题.对此,本文提出一种结合自注意力机制的混合神经网络模型(ATLG).该模型由长短期记忆网络(LSTM)、门控递归单元(GRU)、自注意力机制构建而成,用于对股票价格的预测.实验结果表明:(1)与LSTM、GRU、RNN-LSTM、RNN-GRU等模型相比, ATLG模型的准确率更高;(2)引入自注意力机制使模型更能聚焦于重要时间点的股票特征信息;(3)通过对比,双层神经网络起到的效果更为明显.(4)通过MACD (moving average convergence and divergence)指标进行回测检验,获得了53%的收益,高于同期沪深300的收益.结果证明了该模型在股票价格预测中的有效性和实用性.     

基于改进YOLOv3的智慧足球场行人检测

由于足球比赛场景中密集人群、移动小目标居多, YOLOv3算法存在检测精确度较低且模型参数量较大等问题, 使其无法部署在资源算力有限的移动设备上, 本文提出了一种基于改进YOLOv3的行人检测方法, 将Darknet-53主干特征提取网络替换为更加高效且轻量化的GhostNet网络; 同时选取了4个尺度的检测分支层并采用K-means++算法改善anchor box的聚类效果; 添加空间金字塔池化对输入图像实现相同大小的输出; 提出CIoU损失函数来计算目标定位损失值; 添加heatmap热力图可视化并在训练中使用Mosaic数据增强. 实验结果表明, YOLOv3-GhostNet在VOC融合数据集上mAP达到90.97%的同时相比YOLOv3算法提高了1.75%, 参数量减少了约81.4%且实时检测速率提高了约1.5倍, 在小型移动设备上表现出不错的检测效果.     

基于改进YOLOX-s的安全帽检测

在施工现场中, 发生过许多高空坠落事故, 因此在施工现场佩戴安全帽是十分有必要的. 针对安全帽佩戴状况检测中遇到的小目标样本缺检、漏检的情况, 提出一种基于YOLOX-s的改进算法. 首先, 在Neck层引入主干特征提取网络中的160×160特征层进行特征融合, 并且增加了一个针对小目标的检测头; 其次, 采用SIoU损失函数计算损失值, 使得网络在训练过程中考虑的损失项更加全面; 并且采用varifocal loss函数来计算置信度损失值, 进一步改善训练过程中存在的正样本与困难样本不均衡的问题, 最后, 采用CA (coordinate attention)注意力机制来增强模型的特征表达能力. 实验结果表明, 通过对Neck层与检测层、损失函数的优化以及引入CA注意力机制, 使得网络在训练过程中收敛与回归性能更佳. 改进后的算法的mAP值为95.57%, 相较于YOLOv3及原YOLOX-s算法在mAP值上分别提高了17.11%、3.59%. 改进后的算法检测速度为54.73帧/s, 符合实时检测速度要求.     

基于混合阈值事件触发机制的船舶自适应神经滑模控制

针对存在时变干扰和通信受限的船舶艏向保持控制问题, 本文设计了一种基于混合阈值事件触发机制的船舶自适应神经滑模控制算法. 首先, 采用径向基函数神经网络(RBF-NNs)对控制系统的模型不确定部分进行在线逼近. 其次, 构造了一种比例积分滑模面和基于混合阈值参数的事件触发规则来降低时变干扰引起的系统抖振和减少传输信道的通信资源占用. 并且在理论上分析了事件触发技术能够增强闭环控制系统对低频扰动的抗扰性. 最后, 通过Lyapunov理论证明了所提控制算法能够保证所有误差信号满足半全局一致最终有界稳定(SGUUB). 在时变干扰条件下进行数值仿真, 并且与现有控制技术进行对比, 仿真结果表明, 所提控制算法能够明显减少系统抖振和控制输入频率.     

随机多孔碳纤维纸的非线性面外压缩本构模型

多孔碳纤维纸由随机分布的碳纤维构成,常用于燃料电池、发热材料等先进结构,其主要服役状态为面外压缩。碳纤维纸的压缩应变对其力学、热学、电学性能均有显著影响,因此迫切需要揭示其面外压缩本构关系。该文针对碳纤维纸微结构随机多孔的特点,提出了2种非线性面外压缩本构模型,分别是考虑赫兹接触影响的对数型模型和考虑孔隙率和单胞尺寸的幂函数型模型。基于3种商品化碳纤维纸的应力-应变实验数据,将该文提出的两种模型与传统的线性模型进行分析对比,并讨论了有、无额外有机物对碳纤维纸力学性能的影响。结果表明：碳纤维纸中的额外有机物对其应力-应变关系有比较明显的影响,全面考虑接触变形、弯曲变形与孔隙率变化的对数型本构模型具有较好的鲁棒性,适用范围较广;幂函数型本构模型能够较准确地预测有机物含量较低的碳纤维纸的应力-应变关系;传统的线性本构模型对各种碳纤维纸的预测均有较大的误差,该文提出的两种非线性本构模型对碳纤维纸具有较好的适用性,可以反映碳纤维纸的非线性应力-应变关系。     

高校校园网故障分析与网络维护

本文基于我校的校园网整体构架和认证计费策略,提出了在各类网络故障维护过程中,本着先软件后硬件、先本机后网络的原则,从软件类故障和硬件类故障两个大的方面进行分析和排查,确定各类故障的定位和解决办法。     

基于改进式电容充放电的纳秒级时间测量技术

提出一种基于改进式电容充放电原理实现纳秒级时间精度测量的方法.该方法仅对电容充放电一次,从而有效地延长了电容的使用寿命,消除了误差累计,同时提高了系统的稳定性和测量的准确性.     

A generalized Hill’s lemma and micromechanically based macroscopic constitutive model for heterogeneous granular materials

Based on the Hill’s lemma for classical Cauchy continuum, a generalized Hill’s lemma for micro–macro homogenization modeling of gradient-enhanced Cosserat continuum is presented in the frame of the average-field theory. In this context not only the strain and stress tensors defined in classical Cosserat continuum but also their gradients are attributed to assigned micro-structural representative volume element (RVE), that leads to a higher-order macroscopic Cosserat continuum modeling and enables to incorporate the micro-structural size effects. The enhanced Hill–Mandel condition for gradient-enhanced Cosserat continuum is extracted as a corollary of the presented generalized Hill’s lemma. The derived admissible boundary conditions for the modeling are deduced to direct the proper presentation of boundary conditions to be prescribed on the RVE in order to ensure the satisfaction of the Hill–Mandel energy condition.With the link between the discrete particle assembly and its effective Cosserat continuum in an individual RVE, the boundary conditions prescribed on the RVE modeled as Cosserat continuum are transformed into those prescribed to the peripheral particles of the RVE modeled as the discrete particle assembly. The micromechanically based macroscopic constitutive model and corresponding rate forms of the macroscopic stress–strain relations taking into account the local microstructure and its evolution are formulated with neither need of specifying the macroscopic constitutive relation nor need of providing macroscopic material parameters.     

Size-dependent optimal microstructure design based on couple-stress theory

The purpose of this paper is to propose a size-dependent topology optimization formulation of periodic cellular material microstructures, based on the effective couple-stress continuum model. The present formulation consists of finding the optimal layout of material that minimizes the mean compliance of the macrostructure subject to the constraint of permitted material volume fraction. We determine the effective macroscopic couple-stress constitutive constants by analyzing a unit cell with specified boundary conditions with the representative volume element (RVE) method, based on equivalence of strain energy. The computational model is established by the finite element (FE) method, and the design density and FE stiffness of the RVE are related by the solid isotropic material with penalization power (SIMP) law. The required sensitivity formulation for gradient-based optimization algorithm is also derived. Numerical examples demonstrate that this present formulation can express the size effect during the optimization procedure and provide precise topologies without increase in computational cost.