山东大学学报 (工学版)

基于鉴别流形的不相关稀疏投影非负矩阵分解

李新玉, 徐桂云,任世锦,杨茂云

2015, 45(5): 1-12. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2014.155

摘要 ( 1352 )

PDF (4510KB) ( 1051 )

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基于流形学习、稀疏表示和鉴别分析理论,提出一种基于鉴别流形的统计不相关稀疏投影非负矩阵分解(discriminative manifold—based uncorrelated sparse projective NMF, DMUPNMF)算法。该方法继承了线性投影NMF优点,充分利用了数据集的局部和非局部几何鉴别信息,能够从数据集中抽取不相关鉴别特征,且分解结果具有良好的数据局部表示和稀疏性;给出多乘更新规则求解优化算法并证明其收敛性,还给出投影梯度优化算法以提高收敛速度。为解决大规模数据处理中计算量和存储空间过大问题,提出一种从训练集选取少量代表性样本学习DMUPNMF方法。大量的实验表明,该算法优于现有的改进NMF算法。

基于概率密度分布一致约束的最小最大概率机图像分类算法

王晓初,王士同,包芳

2015, 45(5): 13-21. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.168

摘要 ( 960 )

PDF (6221KB) ( 336 )

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为了解决含有大量未标记样本的图像分类问题,提出了基于概率密度分布一致约束的最小最大概率机图像分类算法(image classification algorithm based on minimax probability machine regularized by probability density concensus, PDMPM)。用概率密度估计函数对标记图像样本和未标记图像样本在超平面所在空间的分布进行估计,最小化标记图像样本和未标记图像样本在超平面所在空间的分布差异,得到概率密度估计约束项。把概率密度估计约束项融入到非线性最小最大概率机并用于图像分类。在耶鲁大学人脸数据库、加利福尼亚理工学院101类图像数据库的5类和15场景数据库中的10类分类准确率的试验中,该算法较非线性最小最大概率机大约平均提高了3.99%,从而表明该方法充分利用了未标记图像样本包含的分布信息来约束标记图像样本的分布,使得图像分类超平面更加准确。

不确定性传播算法的MapReduce并行化实现

何东之,张吉沣,赵鹏飞

2015, 45(5): 22-28. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.367

摘要 ( 811 )

PDF (981KB) ( 444 )

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为了克服单机串行不确定性传播算法处理大规模数据集的局限,采用MapReduce编程模型对算法进行并行化实现。将单机算法按照算法流程进行拆分,每一步对应一个MapReduce程序。每一步的输入及输出数据都存储在Hadoop分布式文件系统上。用命中率对比并行化的不确定性传播算法与全局排名算法的性能。对比不同数据量、不同节点数时并行化的不确定性传播算法的加速比。试验结果表明,不确定性传播算法MapReduce并行化后部署在Hadoop集群上运行,命中率显著高于全局排名算法,且有着较好的并行性,扩大了单机算法所能处理的数据规模且提高了算法的运算速度。

基于多通道Gabor滤波模糊融合的遥感图像舰船检测

肖乔,裴继红,王荔霞,龚志成

2015, 45(5): 29-35. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.3.2014.033

摘要 ( 866 )

PDF (2735KB) ( 494 )

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针对海水背景对舰船目标检测的干扰问题,提出了1种基于多通道Gabor滤波模糊综合评价融合方法来抑制海水背景,增强舰船目标区域,并实现舰船目标的检测和提取。首先对图像进行多通道Gabor滤波,得到多幅滤波增强输出图像;其次,定义了3种滤波图像增强效果评价指标,并为输出图像建立模糊评价矩阵;再次,根据模糊评价矩阵计算出各输出图像的模糊综合评价值,并选出各通道滤波增强效果最优的输出图像,作为该通道的滤波输出显著图像;最后,通过各显著图像的模糊评价值,计算对应的融合权重,并对这些输出显著图像进行加权叠加融合,得到舰船目标融合增强图像并进行检测。实验结果表明,本研究提出的方法能够自适应选取具有较好背景抑制效果和舰船目标区域增强效果的Gabor滤波输出图像进行融合,融合后的图像能够有效增强舰船目标的显著性。与现有的基于多通道Gabor滤波的舰船目标检测方法相比较,本研究提出的舰船目标检测算法能够有效减少目标检测的虚警率,提高检测的正确率。

分级式代价敏感决策树及其在手机换机预测中的应用

熊冰妍,王国胤,邓维斌

2015, 45(5): 36-42. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.190

摘要 ( 786 )

PDF (986KB) ( 283 )

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在手机用户数据集中,非换机用户和换机用户存在着严重的不平衡,传统的数据挖掘方法在处理不平衡数据时追求整体正确率,导致换机用户的预测精度较低。针对这一问题,提出一种基于分级式代价敏感决策树的换机预测方法。首先利用粗糙集对原始数据集进行属性约简并计算各属性的重要度,然后根据属性重要度对属性分块建立分级结构,最后以基尼系数和误分代价为分裂标准构建代价敏感决策树,作为每一级的基分类器。对某电信运营商客户数据进行3个仿真试验,结果表明:分级式代价敏感决策树在原始的不平衡用户数据集及欠抽样处理后的平衡用户数据集上都有较好的结果。

串级时滞过程的二自由度Smith预估控制

张井岗,马文廷,赵志诚

2015, 45(5): 43-50. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.355

摘要 ( 971 )

PDF (1170KB) ( 207 )

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提出了串级时滞过程的二自由度Smith预估控制方法。主回路采用由设定值跟随控制器和干扰抑制控制器组成的二自由度Smith预估控制结构,副回路采用内模控制结构。主回路两个控制器运用解析设计方法设计,使系统设定值跟随性和干扰抑制特性解耦。理论分析和仿真结果表明,该方法结构简单,控制器参数调整方便,系统具备良好的设定值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性。

离散时间线性脉冲奇异系统的有限时间滤波

仝云旭, 李桂花, 刘婷婷, 朱玉清

2015, 45(5): 51-57. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.021

摘要 ( 910 )

PDF (854KB) ( 184 )

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研究了离散时间线性脉冲奇异系统的有限时间滤波问题。利用线性矩阵不等式方法, 首先给出了滤波误差系统有限时间稳定和满足性能要求的充分条件, 然后给出了脉冲奇异系统有限时间滤波问题可解的充分条件, 并且给出了滤波器的设计方法,推广了脉冲系统有限时间滤波理论结果。最后通过数值算例表明了结论的可行性。

直流调速系统模糊自整定分数阶内模控制

赵志涛,赵志诚,王惠芳

2015, 45(5): 58-62. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.004

摘要 ( 853 )

PDF (1854KB) ( 187 )

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针对直流调速系统,设计了一种模糊自整定的分数阶内模控制器。首先将分数阶理论与内模控制(internal model control, IMC)相结合设计分数阶内模控制器,其参数可根据系统的相角裕度和穿越频率进行解析整定;然后在分析了相角裕度和穿越频率对系统性能影响的基础上,设计出模糊控制器,实现了系统根据转速偏差和偏差变化对控制器参数的在线自整定,克服了系统性能对相角裕度和穿越频率选择的依赖。仿真和试验结果表明模糊自整定分数阶内模控制器可使系统具有良好的动态响应、干扰抑制特性以及克服参数摄动的鲁棒性。

高效高精度定量配煤控制系统设计与实现

张稳,宋洪军,李天华,刘彦芬

2015, 45(5): 63-69. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.223

摘要 ( 701 )

PDF (6992KB) ( 292 )

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根据火车定量配煤装车特点,利用高可靠性AB PLC系统及Anybus Communicator串行网关设计定量配煤装车自动控制系统硬件,基于卡尔曼滤波(Kalman filtering)算法对落煤产生的冲击数据进行去噪处理,研制出一套集配煤逻辑控制,信息数据采集、处理与传递,运行监控为一体的定量配煤装车控制系统。现场测试和数据分析表明:该系统单车厢配煤误差小于0.1%、整列车配煤误差小于0.01%,装卸煤能力1万t/h,具有较高控制精度和工作效率。

高速公路改扩建工程对高铁隧道的近接施工影响

孙克国,仇文革,王中平,高笑雁,龚伦,孔超

2015, 45(5): 70-76. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.369

摘要 ( 809 )

PDF (4185KB) ( 145 )

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依托连霍高速洛三段改扩建工程通过郑西高铁阌乡隧道上方这一工程案例,针对梁板式防护方案,在考虑围岩和衬砌劣化的基础上,采用强度折减法对高速公路改扩建工程中的最大挖方和超载运营两个状态的安全性分别进行了研究。结果表明隧道上方大体量挖方为控制性环节,梁板式防护方案能够保证阌乡隧道和改扩建工程的安全,所得结论为该近接工程的顺利施工提供了依据。在衬砌质量检测和无线监控手段的辅助下,顺利完成改扩建工程,证明了该研究成果的可靠性,可为类似近接工程的设计与施工提供技术参考。

考虑剪切变形历史影响的节理峰值剪切强度准则

张建明,刘泉声,唐志成,占婷,蒋亚龙

2015, 45(5): 77-81. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.072

摘要 ( 977 )

PDF (971KB) ( 275 )

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采用人工模拟材料制备节理试件,分别在0.5、1.0、2.0、3.0 MPa法向应力下进行直剪试验,每级法向应力下剪切4次,模拟剪切变形历史对剪切强度的影响。试验结果表明:峰值强度随剪切次数的增加逐步减少,第1次直剪试验得到的峰值剪切强度与第2次直剪试验得到的峰值剪切强度差异最明显,之后随剪切次数的增加,峰值剪切强度变化较少。通过分析不同法向应力下节理的剪胀特征及峰值剪切强度的变化,建立了考虑剪切变形历史(以剪切次序表达)影响的峰值剪切强度准则。

轮式装载机典型作业工况构建与分析

马相明,孙霞,张强

2015, 45(5): 82-87. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.095

摘要 ( 911 )

PDF (1288KB) ( 326 )

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为了获取更准确的循环作业参数,模拟循环燃油消耗量,提出了基于运动学片段和作业特点的轮式装载机典型作业工况构建方法。定义转速扭矩面积等13个特征参数表征循环作业过程参数变化,并采用主成分分析法和模糊C均值聚类法将运动学片段聚为5类,选取每类中欧式距离最小的片段组合构成典型作业工况。结果表明:试验工况和典型工况的加速度、速度等行驶特征参数区间分布相似;基于典型工况的循环仿真油耗为0.176 L,误差为4.7%,在工程误差允许的范围内。该方法可以有效地实现轮式装载机试验数据的处理、分析以及典型作业工况的构建,对于研究装载机循环作业经济性具有一定的指导作用。

双循环湿法烟气脱硫流动传质模拟

秦明臣,董勇,崔琳,睢辉,刘景龙

2015, 45(5): 88-94. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.159

摘要 ( 719 )

PDF (2336KB) ( 257 )

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