Fault diagnosis of nonlinear and large-scale processes using novel modified kernel Fisher discriminant analysis approach

It is pretty significant for fault diagnosis timely and accurately to improve the dependability of industrial processes. In this study, fault diagnosis of nonlinear and large-scale processes by variable-weighted kernel Fisher discriminant analysis (KFDA) based on improved biogeography-based optimisation (IBBO) is proposed, referred to as IBBO-KFDA, where IBBO is used to determine the parameters of variable-weighted KFDA, and variable-weighted KFDA is used to solve the multi-classification overlapping problem. The main contributions of this work are four-fold to further improve the performance of KFDA for fault diagnosis. First, a nonlinear fault diagnosis approach with variable-weighted KFDA is developed for maximising separation between the overlapping fault samples. Second, kernel parameters and features selection of variable-weighted KFDA are simultaneously optimised using IBBO. Finally, a single fitness function that combines erroneous diagnosis rate with feature cost is created, a novel mixed kernel function is introduced to improve the classification capability in the feature space and diagnosis accuracy of the IBBO-KFDA, and serves as the target function in the optimisation problem. Moreover, an IBBO approach is developed to obtain the better quality of solution and faster convergence speed. On the one hand, the proposed IBBO-KFDA method is first used on Tennessee Eastman process benchmark data sets to validate the feasibility and efficiency. On the other hand, IBBO-KFDA is applied to diagnose faults of automation gauge control system. Simulation results demonstrate that IBBO-KFDA can obtain better kernel parameters and feature vectors with a lower computing cost, higher diagnosis accuracy and a better real-time capacity.     

改进果蝇算法在净化除钴过程锌粉量优化设定中的应用

本文提出一种基于细菌迁徙的自适应果蝇算法(CAFOABM),用于求解净化除钴过程锌粉添加量优化设定问题.首先从净化除钴的反应机理出发,通过引入除钴率建立锌粉添加量与氧化还原电位值、出口钴离子浓度间带约束的非线性优化设定模型;为了避免果蝇算法在迭代寻优过程中出现停滞现象,CAFOABM引入多种群并行搜索策略和改进搜索算子对搜索状态的转移规则进行改进;并采用区分可行解与不可行解法进行约束处理,保留一定比例的不可行解个体,有效避免了有用解信息的丢失.实际生产数据验证结果表明,CAFOABM算法优化设定的锌粉添加量与人工操作的经验数据相比减少7.83%,出口钴离子浓度满足实际生产要求且趋于平稳.     

基于HodgeRank的人脸美貌度预测

随着计算机技术的迅速发展以及人脸识别技术的成熟,人脸美貌度受到越来越多的关注和研究.针对目前的研究方法中存在的对训练数据集的评分过多依赖人工操作,以及对人脸美貌度的预测结果不够详细等问题,本文提出基于HodgeRank的人脸美貌度预测系统,利用数据挖掘方法学习女性人脸的美貌度特征,构造一个模拟预测人脸美貌度的系统.明显区别于之前的研究,该系统训练和测试时采用的人脸数据集放宽了对姿态、光照以及所处环境等条件的限制,评分所需的人工操作大大减少,无需进行大量的人工标定,使用图像的原始像素或纹理特征作为输入,分别采用聚类和改进的BP网络的方法,得到更符合人类特征的美貌度预测结果.     

多人在线网络游戏服务器的设计与开发

服务器的效率是网络游戏能否提供高质量的网络服务的重要因素之一.本文针对这一问题,提出了模板化回调策略改良现有的网络游戏的会话信息交互.文中基于VisualStudio与C++,重点剖析服务器架设过程中的关键技术和策略,设计开发了经典网络人物扮演游戏服务器,分别由“数据库”、“账号服务器”、“网络服务”和“副本”组成.实验结果表明,采用模板化回调技术,有效降低服务器信息交互的延迟.实践证明,本文所讨论的关键技术可应用于场景漫游、游戏开发等多个领域,具有一定的实际应用价值.     

X射线单晶衍射仪远程控制系统消息通信系统

为突破现有的X射线单晶衍射仪操作与控制系统上位机直接控制下位机模式,采用RabbitMQ企业级消息队列服务器作为控制通信服务器,并以此为基础搭建X射线单晶衍射仪远程控制系统的消息通信平台,实现对分布式各个子系统的远程操作与控制.本文介绍了针对远程控制系统的消息通信系统进行设计,初步测试表明在此通信系统上能够实现稳定精准的消息通信.     

基于收益率门槛限制考虑的网格资源拍卖问题

基于收益率门槛限制的视角,通过建立效用函数模型并结合动态博弈理论,对网格资源的拍卖问题进行了探讨.在对网格资源提供者与竞标网格资源使用者的动态博弈过程进行分析时发现,网格资源提供者的最优策略选择决定于其对货币收益与非货币收益的偏好程度,以及网格资源使用者的最高报价.在收益率门槛给定的条件下,当参与竞标的网格资源使用者具有较低的生产利润或付出较高的努力成本时,网格资源使用者将会选择价格较低的投标策略.研究结果表明收益率门槛机制的引入,在一定程度上可以使得参与双方的效用达到最大化.     

基于改进SLIC与区域邻接图的高分辨率遥感影像建筑物提取

针对传统SLIC超像素算法在高分辨率遥感影像上分割质量差的问题,提出一种基于降维的改进SLIC与区域合并的方法对建筑物进行分割.首先,对传统SLIC的五维计算进行降维简化,采用灰度特征信息替换色彩信息,减少LAB颜色空间五维特征向量表征的冗余;其次,采用区域邻接图对过分割图像进行合并;最后,对改进SLIC中的主要参数即超像素数目k、紧凑度m和迭代次数p对分割结果的影响做了分析与比较.实验表明：该方法不仅分割出了大部分的建筑物信息,还提高了算法的运行效率与空间效率.运行时间效率比传统SLIC提高了25.5%;对建筑物的提取精度能达到97.6%.     

改进十字链表的存储方法在短路电流计算中的应用

节点导纳矩阵是一个稀疏矩阵,短路电流计算需要对导纳矩阵数据进行查询。为了既能保持快速按行列查询元素数值,又进一步提高按数值查询其所在行列的效率,以便于存储调用及后续矩阵的处理,提出构建高度平衡二叉树的改进十字链表方法,即在十字链表存储的基础上,拓展存储数据结点指针域,形成平衡二叉树,将高度维持在(O(log2n)),平均查找长度也可维持在(O(log2n)),大大降低操作时间复杂度,提高数值查询效率。同时,为保证测试结果的公平性,把构建高度平衡二叉树的时间计入总时间,以进行对比。通过相应算例,验证了该改进方法的高效性。     

基于改进型统一调度算法改善任务集的可调度性

实时系统要求任务在最差情况下能在其截止时间前获得结果,若超过了其截止时间,也会认为是错误的行为,所以改进任务可调度性分析、提高任务集可调度性尤其重要。统一调度能结合固定优先级调度的优点,防止不必要的抢占,降低资源额外销耗,能够提高任务集合的可调度性;但其任务的可调度性分析方法过于粗糙,影响任务最差响应时间分析的结果,降低了任务集的可调度性。针对存在的问题,基于统一调度,增加任务运行阶段数,重新建立任务模型,并提出通过分配任务抢占阈值、调整运行阶段的抢占阈值与长度,优化任务可容忍阻塞,改善任务集可调度性的算法。最后,实验表明,与统一调度算法及其他算法相比,所提出的调度算法能够有效改善任务集的可调度性。     

基于旋转SURF算子的图像配准新方法

针对SURF算法中快速Hessian矩阵行列式检测出的特征点的不连续现象,从而造成的旋转,模糊和光照变化适应性较差的不足,提出一种旋转SURF检测算子的图像配准新方法;该算法通过将SURF算法的积分图像盒子滤波模板逆时针旋转45度,引入一种可以检测角度旋转的滤波核提升检测算子对不同图像变换的匹配性能,保证新的检测算子与原算法较好的结合,同时利用改进的单纯形算法依据输入图像进行参数优化;仿真结果表明,该方法不仅保留了算法的速度优势,缩短了配准时间,而且在图像模糊变换,光照变换和JPEG压缩变换方面性能有明显的提升,此外对视角变换以及小尺度变换性能也有提高。