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期刊信息/Journal information
华东理工大学学报（自然科学版）
华东理工大学
华东理工大学学报（自然科学版）

华东理工大学

刘洪来

双月刊

1006-3080

ecustxbb@ecust.edu.cn

021-64252666

200237

上海市梅陇路130号

华东理工大学学报（自然科学版）/Journal Journal of East China University of Science and Technology(Natural Science Edition)CSCDCHSSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《华东理工大学学报（自然科学版）》是教育部主管、华东理工大学主办的自然科学和技术科学方面的综合性学术期刊，国内外公开发行。本刊为双月刊，主要刊登化学工程、生物化学、制药、材料、机械、信息与计算机、环境与能源等学科有创新意义的科学论文，并辟有研究简报栏目。本刊为综合性科学技术类核心期刊，被美国《化学文摘》（CA）、俄罗斯《文摘杂志》（РЖ）、美国《剑桥科学文摘社网站》（CSA）等10余种国内外权威数据库和文摘刊物收录。
正式出版
收录年代

    基于自适应深度置信网络的压力变送器温度补偿方法研究

    高彬彬顾幸生王鑫
    238-246页
    查看更多>>摘要：随着压力变送器检测技术和人工智能技术的不断发展,在航空航天、石化、核电等领域人们对压力变送器的稳定性、实时性、测量精度等方面有了更严格的要求.而工作环境的温度会对设备精度造成巨大影响,导致变送器测量值出现偏移.针对此问题,本文提出了基于自适应深度置信网络的高精度压力变送器温度补偿方法.深度置信网络(Deep Belief Networks,DBN)在无监督学习阶段提取数据的特征,然后在有监督阶段使用少量的数据对网络参数进行微调;利用白鲸优化算法(Beluga Whale Optimization,BWO)在全局搜索和局部寻优之间达到平衡,有效地提高DBN网络的优化效果;引入Metropolis准则和适应度平衡因子,进一步提高算法的全局寻优能力以及模型收敛速度.实验拟合后的数据精度可达0.004 8％,远高于现有的最高标准0.05级.经过一系列对比分析,验证了补偿算法的准确性和实用性.

    温度补偿深度置信网络启发式算法压力变送器白鲸优化算法

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    基于注意力机制多尺度卷积神经网络的轴承故障诊断

    孙俊静顾幸生
    247-256页
    查看更多>>摘要：提出了基于注意力机制的多尺度卷积神经网络(Multi-scale and Attentive Convolutional Neural Network,MACNN)进行轴承故障分类,该模型以一维Resnetl8网络结构为主体,卷积模块采用残差模块和空洞卷积并行方式以达到扩大感受野、避免特征信息丢失的目的,同时利用注意力机制可以自动提取有用特征的能力,将模型提取特征作为输入送入注意力机制模块,进一步提高模型故障分类能力.此外,采用边界平衡生成对抗网络(Boundary Equilibrium Generative Adversarial Networks,BEGAN)模型对故障数据增强,改变不平衡数据集的比例,增加数据集样本数量,降低MACNN模型的过拟合,提高诊断的准确率.在帕德博恩轴承数据集(Paderborn University Dataset,PU)上验证MACNN模型,实验结果表明,该模型在特征提取和故障分类方面都表现出了良好的性能,优于当前主流模型.

    故障诊断卷积神经网络注意力机制空洞卷积BEGAN

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    基于动态最小支持度的增量频繁序列挖掘

    贺帆刘漫丹钟超
    257-263页
    查看更多>>摘要：在轨迹数据集有新增数据且最小支持度变更情况下,为了实现频繁轨迹集能够快速更新以及解决轨迹数据库占用大量存储空间的问题,提出基于动态最小支持度的增量频繁序列挖掘算法.该算法能够充分利用频繁轨迹集信息,在有新增轨迹数据加入原始轨迹数据集且最小支持度变更时,通过频繁轨迹序列与频繁1序列相连接生成候选序列,利用非频繁轨迹后缀子序列置信度来估计非频繁轨迹支持度,实现动态更新频繁项集,并且在挖掘频繁轨迹后不再需要保存原始轨迹数据.通过轨迹数据集的挖掘实验,验证了本文算法支持度估计的精度和算法的有效性.

    频繁轨迹动态数据最小支持度PrefixSpan内存开销

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    基于卸载策略的物联网边缘计算任务调度优化

    黄如宋国梁
    264-273页
    查看更多>>摘要：移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)通过将计算任务卸载到边缘服务器,为用户提供了低延时、低能耗的服务,解决了传统云计算的不足.在移动边缘计算中,如何进行卸载决策是提供低延时、低能耗服务的关键技术之一.除此之外,由于无线信道的带宽资源有限,不合理的带宽分配会使用户设备的能耗和延时增加,因此如何进行合理的资源分配也是边缘计算实现的关键.为联合优化时延、能耗与计算资源,本文提出了一个基于蒙特卡洛树搜索的多通道探索算法(Multi-Channel Search Algorithm based on Monte Carlo Tree Search,MCS-MCTS).首先,以延时和能耗的成本为优化目标,将计算资源分配决策及传输功率建模决策建模为凸优化问题,采用梯度下降法求解最优传输功率分配问题,通过拉格朗日乘子法及卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件求解最优计算资源分配问题.随后,通过MCS-MCTS算法处理二进制卸载决策问题,为避免搜索结果陷入局部最优,引入模拟退火算法.数值结果表明,MCS-MCTS算法能在线性相干时间内得到接近最优的卸载决策与资源分配决策,与现有的启发式搜索算法相比,该算法可以在减少时间复杂度和提高系统能量有效性的同时,达到接近最优的性能.

    物联网移动边缘计算深度学习任务卸载资源分配

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    基于NOMA增强的D2D系统联合资源分配算法

    孙叔欢袁伟娜
    274-281页
    查看更多>>摘要：非正交多 址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术与设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信技术相结合在实现高效频谱利用率和大规模接入上有着突出的优势.针对现有的NOMA-D2D系统存在的信道分配模式单一和D2D组内功率分配难以获得最优解的问题,构建了以D2D组和速率为优化目标的联合资源分配算法的方案:首先,在子信道分配上,将问题转换为双边匹配问题,提出了一种基于多对一场景下的D2D组信道分配算法;然后运用基于逐次凸逼近的凸差分(Difference of two Convex functions,DC)编程方法求出接近最优的功率分配值.仿真结果表明,提出的多对一场景下信道匹配算法在和速率上明显优于一对一场景下的信道匹配算法,提出的功率分配算法相比起对偶迭代算法更接近最优功率分配.

    非正交多址设备到设备通信信道分配算法功率分配算法和速率

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    基于外部存档更新及截断的NSGA-Ⅱ改进算法

    崔恒薇丁炜超魏鹏顾春华...
    282-292页
    查看更多>>摘要：传统的 NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ)算法使用拥挤度作为精英选择的第二指标,该方法在处理高维多 目标优化问题时,常常由于选择压力不足,以及不同 目标间优化冲突加剧等原因,很难维持种群收敛性和多样性的平衡.针对上述问题,提出一种基于外部存档更新及截断机制的NSGA-Ⅱ改进算法NSGA-Ⅱ-UTEA(NSGA-Ⅱ algorithm based on Update and Truncation of External Archive).该算法首先在精英选择中引入基于权重向量分解的外部存档机制,然后根据个体与所在权重向量及超平面距离之和更新外部存档,并基于个体间角度计算实现外部存档截断,进一步提升了算法在高维多 目标优化问题中种群的收敛性和多样性.与 NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅲ、MOEA/D(Multi-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition)、NSGA-Ⅱ-ARSBX(NSGA-Ⅱ with Adaptive Rotation based Simulated Binary crossover)和 RPD-NSGA-Ⅱ(Reference Point Dominance-based NSGA-Ⅱ)这5种先进的进化算法的对比实验结果表明,NSGA-Ⅱ-UTEA算法在10目标以上的高维DTLZ(Deb Thiele Laumanns Zitzler)和 WFG(Walking Fish Group)系列测试函数上,各项性能指标整体优于其他算法,在解集的分布性和多样性方面具有显著优势.特别是在大部分高维WFG4～WFG7凹问题上都能取得最佳的性能指标值.与传统的NSGA-Ⅱ算法相比,NSGA-Ⅱ-UTEA 算法在10目标以上的高维DTLZ系列测试函数上,反世代距离(IGD)性能平均提升了50.6％;在15目标以上的高维WFG系列测试函数上,超体积(HV)性能平均提升了 60.7％.实验结果验证了 NSGA-Ⅱ-UTEA算法改进的有效性.

    多目标优化精英选择NSGA-Ⅱ权重向量外部存档

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    一种针对BERT模型的多教师蒸馏方案

    石佳来郭卫斌
    293-300页
    查看更多>>摘要：在传统的知识蒸馏中,若教师、学生模型的参数规模差距过大,则会出现学生模型无法学习较大教师模型的负面结果.为了获得在不同任务上均拥有较好表现的学生模型,深入研究了现有的模型蒸馏方法、不同教师模型的优缺点,提出了一种新型的来自Transformers的双向编码器表示(Bidrectional Enoceder Respresentations from Transformers,BERT)模型的多教师蒸馏方案,即使用BERT、鲁棒优化的BERT方法(Robustly optimized BERT approach,RoBERTa)、语言理解的广义自回归预训练模型(XLNET)等多个拥有BERT结构的教师模型对其进行蒸馏,同时修改了对教师模型中间层知识表征的蒸馏方案,加入了对Transformer层的蒸馏.该蒸馏方案在通用语言理解评估(General Language Understanding Evaluation,GLUE)中的多个数据集上的实验结果表明,最终蒸馏实验的结果较为理想,可以保留教师模型95.1％的准确率.

    BERT知识蒸馏多教师蒸馏Transformer蒸馏自然语言理解

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    多采样率双通道有源噪声反馈控制系统的研究

    杨丽民周邵萍李锦良邢改兰...
    301-309页
    查看更多>>摘要：传统有源噪声控制系统中的音频编解码器只能使用高速率的单一采样率,因此系统中的建模滤波器和自适应滤波器需要的长度较长,而且预留给每次迭代计算的时间很短,这导致了计算量大、难以实现实时在线计算的问题.针对以上困难,首先提出一种多采样率的方法,即采用抽取和插值的方法为有源噪声控制系统提供更低的采样率,从而在减少计算量的同时增加可用于迭代计算的时间,并基于最小均方算法对次级声通道进行建模,推演多采样率双通道反馈有源噪声控制系统模型;其次搭建基于座椅头靠和数字信号处理器的实验平台,对多采样率的双通道有源噪声反馈控制系统的有效性进行实验验证.验证结果表明,针对低频噪声,在相应的频段上本文降噪系统可以达到约15 dB的降噪量,降噪效果明显.

    有源噪声控制多采样率双通道反馈控制低频噪声

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    长石质陶瓷磨损研究及有限元数值模拟

    王萍萍孟令磊朱亚陈建钧...
    310-318页
    查看更多>>摘要：利用高速环-块摩擦磨损实验机在10、20、30、40 N载荷下对Sirona CEREC Blocks长石质瓷块进行3.5×105周次磨损实验,得到磨损质量、磨损速率等参数与载荷、磨损周次的变化关系,根据所得变化关系将长石质陶瓷的磨损过程分为3个阶段,观察了各阶段的磨损表面形貌.对Archard磨损模型进行修正改进并通过ABAQUS中UMESHMOTION子程序开展有限元仿真研究.在ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)自适应网格区域选取两种节点路径,于3.0×105周次磨损工况下对4种不同载荷下的磨损深度进行仿真分析,并与实验值对比验证,结果表明10 N载荷工况下磨损深度的最大误差为12.18％,30 N载荷工况下磨损深度的最小误差为8.64％.

    牙齿修复长石质陶瓷磨损实验磨损模型有限元分析

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