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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于扰动观测器的输入饱和非线性系统运行优化控制

    郑德红殷利平
    15082-15089页
    查看更多>>摘要：为了提高连续工业生产过程中的效率、质量和资源利用率,针对一类具有输入饱和约束的非线性系统,提出一种具有两层结构的运行优化控制方法.在两层结构的底层,即回路控制层,利用凸包表示法处理饱和非线性并设计PI(proportion integration)控制器保证系统对目标值的跟踪性能.在上层运行控制层,通过扰动观测器对系统所受到的干扰进行估计,并在此基础上设计动态调整设定值的算法,对干扰进行抑制,从而优化系统控制性能,使系统的输出仍能跟踪设定值.最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性,在干扰下系统的输出能够有效地跟踪到设定值.

    运行优化控制扰动观测器输入饱和PI控制器

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    基于改进人工鱼群算法求解旅行商问题及多点路径规划

    王璞刘宏杰周永录
    15090-15097页
    查看更多>>摘要：为了解决传统人工鱼群算法在求解旅行商问题时遇到寻优精度低、算法收敛慢、易于落入局部最优解等问题,提出了一种融合交叉变异的改进人工鱼群算法.首先,通过在鱼群迭代求解过程中加入交叉变异操作,增强种群的多样性方式,提高算法在全局搜索中寻找更优解的能力;其次,引入自适应的人工鱼群策略,动态调整视野距离与拥挤度因子,从而改善算法的局部探索能力与收敛速度;最后,在MATLAB环境下使用TSPLIB数据集进行仿真验证.结果表明,改进后的人工鱼群算法在收敛速度和寻优精度方面较传统方法有显著提升,跳出局部最优解的能力得到增强,路径规划结果更接近最优解;最后,进一步对经典旅行商问题模型的地图维度和路径进行改进,最终实现本文改进算法在三维多点覆盖路径规划上的应用.

    人工鱼群算法旅行商问题交叉变异视野距离自适应路径规划

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    多节点空中作业平台位置同步控制

    申林杰韩志刚周豪
    15098-15107页
    查看更多>>摘要：针对多节点结构的爬架在运行中同步控制精度易受外部扰动的问题,提出一种基于滑模变结构的偏差耦合控制方法.首先,对爬架位置测量方法进行研究和分析,建立爬架动力学模型;其次,运用模糊PID(proportion integral differential)控制算法来提高偏差耦合的控制精度,并将模糊控制与滑模控制结合,设计一种模糊滑模位移控制器来消除抖动,以此来提高各节点之间的同步控制性能;最后,通过MATLAB/Simulink进行仿真和实验进行验证.仿真和实验结果表明:与传统偏差耦合结构相比,所提方法在受到干扰的情况下各节点之间的误差分别降低68.2％、73.5％、78.2％,具有更佳的同步精度,而且具有良好的鲁棒性.

    多节点偏差耦合模糊滑模位移控制器滑膜变结构同步控制

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    基于图像矩理论和迁移学习的水下混凝土结构裂缝识别方法

    罗创涟周佛保刘爱荣陈炳聪...
    15108-15117页
    查看更多>>摘要：针对水下混凝土结构裂缝数据获取成本高、噪声干扰多且识别精度低的问题,提出一种基于图像矩理论和迁移学习的矩特征迁移(moment feature transfer network,MTNet)裂缝识别模型.为减小由数据不足引起的过拟合以及提高水下混凝土结构裂缝的识别精度,首先,提出多尺度矩特征算法提取裂缝的形状和纹理信息,降低背景噪声对裂缝识别的影响;其次,提出矩特征嵌入模块,该模块能有效地将多尺度矩特征算法融合到神经网络模型中;然后,提出MTNet模型用于裂缝识别,该模型融合了特征的矩信息和注意力模块,不仅可以提取裂缝特征的语义信息还能抑制背景噪声,从而提升水下混凝土结构裂缝分割质量;最后,建立水下混凝土裂缝数据集作为迁移学习的目标域数据集,以此降低样本不足对裂缝识别性能的影响.实验结果表明,本文所提出的裂缝识别MTNet模型具有较高的识别精度和泛化性能,能够准确识别复杂背景下水下混凝土的裂缝.

    水下混凝土裂缝识别图像矩理论迁移学习

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    基于残差和多尺度注意力机制的Retinex低光图像增强算法

    户子睿丁建伟田博文
    15118-15125页
    查看更多>>摘要：针对传统Retinex算法存在的增强图像纹理不清晰、适用光线强度单一等问题,提出了一种基于残差和多尺度注意力机制的Retinex低光图像增强算法.首先使用引入残差模块和跳跃连接的U-Net结构确保模型能完整地提取特征信息,以及将原始图像分解为准确的光照分量和反射分量;然后采用结合多尺度注意力机制的恢复网络对反射分量进行处理,提高网络对退化信息的感知能力和对细节纹理信息的抓取能力;接着使用调整网络增强光照分量的光线强度;最后融合处理后的反射分量与照度分量,得到最终的输出图像.将所提算法与7种同类型算法进行比较,主观结果和客观评价均表明经过所提算法的增强结果在对比度增强、噪声处理、色彩自然度方面取得了优异的表现.实验结果表明,本文中所提方法能有效提高图像对比度、抑制噪声,具有符合人眼观感的视觉表现,且能有效作用于各种光照环境,为下一步的图像处理提供了可靠的信息源.

    低光增强Retinex理论残差模块注意力机制

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    一种用于低分辨率小目标的水下垃圾检测算法

    韩丽马春海林志浩刘岩...
    15126-15136页
    查看更多>>摘要：水下垃圾检测是水下机器人处理水下垃圾的关键技术.然而,水下环境的复杂多变和光照条件的不佳,以及传统卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型中步长卷积导致的细节信息丢失和低分辨率图像表现不佳等问题,限制了现有模型的准确度和速度.为了解决这些问题,提出了一种新型的水下垃圾检测算法SPDC-YOLOv8(small proposal detec-tion convolution-YOLOv8).该算法在YOLOv8的主干网络中采用了基于自适应空间分解的CNN模块SPD-Conv(space-to-depth convolution),替换了步长卷积,从而提高了模型对低分辨率图像和小物体检测的精确性.同时,在模型的上采样过程中使用了 CARAFE(content-aware reassembly of features)算子,增强了水下垃圾的语义信息和特征表达能力,进而提高了目标检测的鲁棒性.实验结果表明,提出的方法在trash_ICRA19数据集和TrashCan数据集上分别获得了 98.6％和91.2％的准确率,相比原始YOLOv8模型分别提高了 0.3％和0.8％,计算时间均为2.6 ms.本文中所提出的改进后的YOLOv8算法更适应水下复杂环境的检测任务.

    水下垃圾检测SPD卷积上采样算子YOLOv8

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    基于多通道卷积和注意力网络的DNS隐蔽信道检测算法

    李晓冬张映敏李育强刘仁婷...
    15137-15144页
    查看更多>>摘要：域名系统(domain name system,DNS)隐蔽信道是一种利用DNS协议实现数据泄露的网络攻击手段,受到诸多高级持续性威胁(advanced persistent threat,APT)组织的青睐,给网络空间安全带来了严重威胁.针对传统机器学习方法对特征依赖性强、误报率高的问题,提出一种融合多通道卷积和注意力网络的DNS隐蔽信道检测算法.该算法基于DNS请求与响应双向流,首先将残差结构和并行卷积相结合,采用不同大小的卷积核提取并融合多尺度特征信息,实现不同感受野特征的捕获;其次引入通道注意力机制增加卷积通道关键信息的提取能力,丰富网络模型的表达能力;最后采用softmax函数实现DNS隐蔽信道的检测.实验结果表明,所提模型能有效检测DNS隐蔽信道,平均准确率、精确率和召回率分别为96.42％、97.82％和96.16％,优于传统方法.

    DNS隐蔽信道流量检测卷积神经网络注意力机制

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    基于多通信半径与改进阿基米德算法的DV-Hop定位算法

    黄自晨张烈平尹亚梦谭铭扬...
    15145-15151页
    查看更多>>摘要：针对距离向量-跳距(distance vector-hop,DV-Hop)定位算法中未知节点估计位置与实际位置偏差较大的问题,提出了基于多通信半径与改进阿基米德算法的DV-Hop定位算法.首先,采用锚节点通信半径多级数分层的方法,减小未知节点最小跳数选取的误差;然后,对阿基米德算法中三个步骤进行改进,提高了算法的性能;最后,通过改进的阿基米德算法计算未知节点坐标.实验结果表明,相同环境下,提出的改进算法具有更好的定位效果.

    DV-Hop定位算法多通信半径分层阿基米德算法

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    OpenTDR:一种网络流量控制方案

    周淑怡赵成安王灏茗陈文龙...
    15152-15162页
    查看更多>>摘要：为解决传统网络路由转发体系缺乏灵活性的问题,提出了 OpenTDR开放式架构方案.该方案通过集成二维路由和软件定义网络(software defined network,SDN)技术,可在不同时间段实施不同的流量均衡和节能机制.实验结果表明,由一维升级至二维的路由转发方式,配合SDN的集中式网络规划,可明显增强网络(尤其是广域网)的流量调度与服务质量控制的灵活性,达到流量均衡与节约能耗的目的.另外,二维路由机制兼容传统路由,为基于传统网络的SDN改造提供了可行的过渡方案.

    二维路由协议二维转发流量工程流量均衡开放式二维路由

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    含叠氮增塑剂发射药的材料优选和配方特性

    任家桐崔鹏腾张衡贾永杰...
    15163-15173页
    查看更多>>摘要：为评估新型叠氮增塑剂在低烧蚀发射药配方中的应用价值,通过增塑剂性能对比和发射药配方特性计算的方法,开展了含新型叠氮增塑剂发射药的材料优选和配方特性研究.结果表明:2-硝基-2-叠氮甲基-1,3-双叠氮基丙烷(NIBTA)、2-叠氮乙酸-3-叠氮基-2,2-双(叠氮甲基)丙酯(ABAMPA)和1,5-二叠氮基-3-氧杂戊烷(AZDEGDN)是三种综合性能优越的新型叠氮增塑剂,其中NIBTA在含氮量和氧平衡方面优于1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(DIANP),ABAMPA在生成焓方面优于DIANP,AZDEGDN在生成焓和玻璃化温度方面优于DIANP;增塑剂含量、溶棉比、高能固体添加剂含量和配比等因素对含新型叠氮增塑剂发射药配方的能量特性均具有显著影响;在只有增塑剂种类不同的情况下,含ABAMPA发射药的火药力最高,爆温却略低于含DIANP发射药,而含AZDEGDN发射药的火药力明显高于含NIBTA发射药,爆温显著低于含DIANP发射药;以硝基胍和1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯为高能固体添加剂,可设计出火药力和爆温满足要求的含新型叠氮增塑剂发射药配方,实现在传统低烧蚀发射药配方的基础上降低爆温200 K以上.可见某些新型叠氮增塑剂在低烧蚀发射药配方中具有一定应用前景,应开展进一步应用研究.

    发射药叠氮增塑剂烧蚀配方特性

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