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期刊信息/Journal information
上海交通大学学报
上海交通大学学报

叶必丰

月刊

1008-7095

xuebao.ejtu.edu.cn

021-62933373/2534,62932306

200030

上海市华山路1954号

上海交通大学学报/Journal Journal of Shanghai Jiaotong UniversityCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由上海交通大学主办的自然科学综合性学术期刊。它以马列主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导。以促进科学技术发展、培育科技人才、为社会主义现代化建设服务为宗旨。本刊主要刊载船舶与海洋工程、动力、机械、能源、材料、电气、电子、计算机、化工、生物工程、管理科学，以及数学、物理、工程力学等方面的最新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一。
正式出版
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    复杂环境下基于改进Informed RRT*的无人机路径规划算法

    刘文倩单梁张伟龙刘成林...
    511-524页
    查看更多>>摘要：针对无人机在复杂环境中进行路径规划时,快速搜索随机树(RRT)算法易出现规划时间长、路径冗余、狭窄空间中易陷入局部约束导致规划失败的问题,提出一种改进的Informed RRT*算法.首先,引入人工势场法使采样点按照势场下降的方式向目标点移动,以提高RRT树扩展的目的性和方向性.然后,考虑随机树在扩展过程中全局环境的复杂度,引入自适应步长调整策略以增加随机树在无障碍环境下的扩展速度,并在随机树扩展的过程中加入相关约束条件以确保生成路径的可行性.在找到第一条可达路径后,采用变化的椭圆或椭球采样域限制采样点选取和自适应步长的扩展范围,加快算法收敛到渐进最优的速度.最后,在复杂二维和三维环境下进行传统算法和改进算法的对比实验,仿真分析表明:改进算法可以在很少的迭代次数下找到更优的初始路径,更快地锁定椭圆或椭球采样域,从而给路径优化留出更多时间,算法规划效果更好.

    路径规划InformedRRT*人工势场法自适应步长椭圆采样域

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    基于增量式等距映射同双重局部密度方法的工业过程故障检测

    冯立伟孙立文顾欢李元...
    525-533页
    查看更多>>摘要：针对工业过程的非线性和动态性问题,提出一种基于流形学习下的增量式等距映射(IISOMAP)与双重局部密度(DLD)相结合的故障检测方法(IISOMAP-DLD).利用IISOMAP将原始数据映射到低维流形特征子空间和剩余子空间;然后,在两个子空间中分别引入双重局部密度方法构建统计量对过程进行监控;最后,将IISOMAP-DLD方法应用到田纳西-伊斯曼(TE)过程.实验结果表明,IISOMAP-DLD对比其他方法有更高的故障检测率.IISOMAP在保留数据内在特征的同时,解决了过程的非线性问题,而双重局部密度方法可消除过程的动态性.

    流形学习等距映射局部密度故障检测动态性

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    不完备数据下的聚酯熔体特性黏度预测方法

    毕金茂张朋张洁赵春财...
    534-544页
    查看更多>>摘要：特性黏度是衡量聚酯熔体质量的关键指标,对其进行精准预测有利于提前发现聚酯熔体潜在的质量问题,及时调整工艺参数,减少企业损失.考虑到聚酯熔体生产过程的数据不完备性、数据时序性以及高维冗余性,提出了不完备数据下聚酯熔体的特性黏度预测方法.针对聚酯熔体极端生产环境造成的数据不完备问题,设计了以卷积神经网络判别器和注意力长短期记忆神经网络生成器为架构的缺失数据生成对抗网络(MDGAN),通过对抗生成机制实现了缺失数据的填充.针对聚酯熔体生产过程中高维冗余和时序双向因果特性,设计了基于极端梯度提升双向门控循环单元(XGBoost-BiGRU)的特性黏度预测模型,通过极端梯度提升算法进行特征筛选,获取预测模型输入变量,再利用双向门控循环单元捕捉数据的时序双向因果关系,实现特性黏度的精准预测.浙江某聚酯纤维生产企业的实际数据测试结果表明,MDGAN算法在不同缺失率数据集下的填充精度均优于KNN、RF、MICE、GAIN数据填充算法,XGBoost-BiGRU特性黏度预测方法较STL-GPR、CAGRU、BiGRU算法优势显著,结合MDGAN的特性黏度预测方法能有效解决数据不完备下的聚酯熔体特性黏度预测问题.

    特性黏度预测不完备数据生成对抗网络循环神经网络

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    基于交互式设计超材料建模与分析的MCR-WPT效率提升研究

    范兴明张浩楠张鑫
    545-554页
    查看更多>>摘要：超材料具有特殊的磁场调控能力,被广泛关注并应用于磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)领域,但寻求针对特定领域目标需求的超材料设计具有挑战性.目前,超材料的一般设计方法为S参数反演法和等效电路法,设计流程通常需要多次建模仿真得到 目标参数,该过程较为繁琐耗时.对此,深入分析上述两种设计方法的特性并将二者结合,采用HFSS与MATLAB软件交互设计和优化用于MCR-WPT特性提升的超材料,有效简化了超材料的设计过程.以无线电能传输效率优化为 目标设计方形和Koch两种超材料单元,分析对比两种单元的电磁特性.搭建工作频率为6.78 MHz的MCR-WPT系统实验平台,探究两种超材料对传输效率的影响.实验结果表明,方形超材料和Koch超材料分别实现了 28.4％和24.6％的最大传输效率提升,证明了交互设计可以更简便地设计超材料并且用于无线电能传输系统传输效率的提升.

    无线电能传输超材料分析和设计交互式仿真传输效率

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    基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化算法

    李博群孙志锋
    555-564页
    查看更多>>摘要：针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更新中加入差分变异与漫反射变异策略,分别用来增强全局寻优个体之间的交流与群体多样性,从而提高算法的全局搜索能力.对于局部寻优个体,在其位置更新中引入一种自适应快速收敛策略:基于增量法进行精英预测,并加入一种自适应收敛系数使局部寻优个体能快速收敛至精英解,以提升算法的局部搜索能力.数值实验表明:SD-CHIO能够有效提高原算法的收敛速度与精度,并表现出明显优于其他元启发式算法的全局与局部搜索能力以及一定的工程价值.

    冠状病毒群体免疫优化算法群体划分自适应快速收敛差分变异漫反射变异

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    智能行车记录仪图像去雾系统的FPGA设计

    黄鹤胡凯益杨澜王浩...
    565-578页
    查看更多>>摘要：雾霾天气下,交通道路能见度低,导致所采集到的视频画面退化、图像信息模糊,同时考虑传统系统处理实时性不高等问题,基于ZYNQ平台设计了一种图像去雾系统,并应用于智能行车记录仪系统中.首先,针对传统暗通道去雾算法在天空区域存在失真等问题,提出了 一种分割天空区域的策略来修正图像复原参数;然后,针对计算全局大气光值时,需对整幅图像的像素排序消耗大量资源的问题,利用现场可编程门阵列(FPGA)并行运算的优势,提出一种帧迭代方法优化求取大气光值,同时优化了引导滤波的硬件设计;最后,将双路高清多媒体接口(HDMI)资源中,一路作为视频输入,另一路作为视频处理输出,搭建实时交通图像视频处理试验平台.试验结果表明,系统针对雾霾天气下的交通视频具有较好的去雾效果,尤其是可以解决天空区域去雾的失真问题.在对分辨率为1 280像素× 720像素的交通视频去雾时,可以达到30帧/s的处理速度,满足实时性要求.

    交通视频图像去雾ZYNQ平台实时处理

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    一种纠删码条带化数据的一致性检查方法

    许亮业石连星单蓉胜
    579-584页
    查看更多>>摘要：纠删码冗余策略常用于分布式存储系统.在纠删码数据中,条带是一致性检查的基本单元,每个条带包含多份原始数据单元和校验数据单元.为了减少纠删码条带化数据一致性检查的读取开销,提高纠删码数据一致性检查和读后写的效率,在执行纠删码条带化数据写入时,为每个条带单元加入自修正数据标签(SCDT),后续对每个条带的一致性检查基于SCDT完成.该方法不需要读取每个条带中所有数据单元即可完成该条带的一致性检查,将一致性检查效率提升了 1.7～2.6倍,并且当写入数据更新的条带单元数小于临界值时,可以有效减少写入的输入输出(IO)交互次数.本文方法可以更好地应对条带化数据组的部分更新,同时提高一致性检查效率.

    分布式存储系统条带化数据一致性检查数据标签纠删码

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