关键词： 拓扑优化   深度学习   人工神经网络   代理模型  

摘要： 本文综合论述了近年来结构拓扑优化领域与深度学习技术交叉融合发展的相关研究进展.围绕结构拓扑优化设计的核心方法与关键环节,从深度学习赋能的角度系统性梳理了两大类赋能方法.研究指出,基于深度学习技术的结构优化设计全局代理模型构建方法作为一种直接映射式结构设计方法,因其简单而典型的设计思想目前已被广泛研究,然而全局代理模型在计算性和泛化性上的局限与不足也尤为明显;融合深度学习技术的结构优化设计局部子环节加速与替代方法是一种更加灵活与多样的局部赋能形式,具有较好的普适性和独特的优越性.文章对智能赋能结构优化未来的发展进行了展望,研究重点在于深度学习与结构设计的有机结合方式,以及数据和知识的混合驱动设计范式.

关键词： 支持向量机   遗传算法   小波分析   沉降预测   地铁基坑  

摘要： 为了提高地铁基坑沉降预测精度,准确把握地铁基坑沉降变形趋势,本文在支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型基础上引入小波分析与遗传算法(Genetic Algorithm,GA),提出了一种基于小波分析的GASVM预测模型。首先利用小波分析良好的去噪性能对原始观测数据进行去噪处理;其次使用遗传算法优化的SVM模型对去噪后数据进行建模与预测。以某地铁沉降监测数据为例进行相关实验,结果表明,在使用小波分析去噪时,在分解层数为1、Sym4小波基函数、阈值准则为rigrsure、scal=sln时的去噪效果最好。同时,相较于单一的SVM模型与基于小波分析的SVM模型,本文提出的基于小波分析的GASVM模型的预测精度更高,且预测精度不会随着预测期数的增加有较为明显的降低,具有较高的实际应用价值。

关键词： 超级微波消解   电感耦合等离子体质谱法   重金属   空白   食品  

摘要： 建立超级微波消解结合电感耦合等离子体质谱仪测定食品中铅、镉、铬、砷的检测方法,收集特氟龙消解罐消解的30次空白值建立空白值控制图,并分析石英、玻璃消解罐对空白值的影响。结果表明4种重金属元素线性关系良好(r>0.9999),检出限为0.0001 mg/kg~0.03 mg/kg,质控样品符合证书参考值和GB/T 27404-2008准确度要求。建立的空白值控制图可用于监控日常空白稳定状况,采用石英消解罐消解时系统表现出良好的稳定性,采用玻璃消解罐消解时铅、砷空白值超出上行动限。本方法准确、可靠、快速,且石英消解罐可作为特氟龙消解罐的替代品。

关键词： 压气机叶片   加工误差   自适应带宽核密度估计   灵敏因子   遗传算法  

摘要： 针对压气机叶片的加工误差统计分析建模问题,本文提出了一种自适应带宽的非参数核密度估计方法,实现了压气机叶片加工误差的概率密度建模。首先,基于拇指法则求解固定带宽核密度估计中的固定最优带宽作为起始带宽。然后,在固定最优带宽的基础上引入灵敏因子构建了自适应带宽函数,并通过自适应带宽函数对核密度估计进行调控。在此基础上,以核密度估计的精度均方差(MSE)与灵敏度S为目标函数,采用精英策略遗传算法对灵敏因子进行优化获得最优灵敏因子。进而计算出不同数据样本点对应的最优带宽,使得带宽能够根据数据样本疏密程度进行自适应调整。最后,对134组机械加工叶片的叶型截面的6种叶型误差进行统计建模,并采用交叉检验法验证了自适应带宽核密度估计的泛化性能。实验结果表明该方法的适用性好精度高,且拟合优度均在0.9以上,同时避免了传统固定带宽核密度估计的局部适应性问题。本文所提出的统计分析方法能够准确获得现有工艺能力下压气机叶片加工误差的分布特性,为叶片气动设计优化改进提供了一种有效手段。

关键词： 老年群体   短视频沉迷   应对策略   社会共治  

摘要： 移动互联网的发展促使老年群体加速融入数字化网络社会,短视频以其独特的优势深受老年用户的喜爱。然而,短视频在为老年用户带来丰富的娱乐体验和便捷的信息获取途径的同时,也引发了老年用户对于短视频的沉迷,进而对该群体的身心健康以及社交关系造成了负面影响。因此,本文针对老年人沉迷短视频这一现象进行探讨,分析短视频对老年用户的影响,讨论老年用户沉迷短视频的发生机制并提出应对策略,有利于老年群体掌握数字技术、提高自身媒介素养,为塑造护老、和谐、健康的信息化社会作出贡献。

关键词： 自媒体时代   西方经典   消解   认识和思考   如何看待   权威   发言人  

摘要： 文题 阅读下面的文字,根据要求作文。随着自媒体时代的到来,人人都是发言人,个个都可表达自己的思想观点,权威似乎被消解了。但我们在公共写作或者说服他人时,不引用中西方经典,不列举古今名人、专家的言论,不说大多数人的意见,不称“老话说得好”,似乎就会觉得底气不足…你如何看待上述现象?请写一篇不少于800字的文章,说说你的认识和思考。

关键词： 生物医学工程   深度学习   遗传算法   材料仿生   调幅分解   可生产性   打印质量   骨组织  

摘要： 目的随着骨病和创伤的增加,骨支架被广泛应用于骨科领域的骨组织修复和再生。受到设计与制造的限制,大多骨支架都会产生植入后应力集中、应力遮挡等问题。因此,如何设计出与天然骨组织性能相似的骨支架以完美解决骨缺损修复问题仍具有一定的挑战性。方法本文结合深度学习和遗传算法反向设计出了仿调幅分解(spinodoid)超材料仿生骨支架。采用数值均一化方法计算出spinodoid超材料刚度矩阵以生成深度学习所需要的数据集。利用神经网络建立结构设计参数与刚度矩阵参数的映射关系。训练好的神经网络和遗传算法结合进行骨支架的反向设计。结果Spinodoid超材料骨支架具有良好的各向异性力学性能,其弹性模量与人体骨组织非常相似,骨支架刚度参数与目标骨组织相比的最大误差仅为4.57%,这能有效减少植入后的应力遮挡等问题;新型骨支架具有良好的可生产性,采用选择性激光熔融技术制造出来的样品在扫描电子显微镜下呈现出了较高的打印质量。结论通过结合深度学习和遗传算法反向设计出的新型结构具有良好的力学性能和可生产性,能促进骨细胞的生长和再生,可在医疗植入物和骨修复等生物医学工程领域发挥重要作用。因此,本研究可为骨支架设计开辟一条新的道路。

关键词： 可容忍时间窗   车辆路径规划问题   自适应大邻域搜索算法   遗传算法   模拟退火接受准则  

摘要： 针对带可容忍时间窗的车辆路径规划问题建立最小化配送总成本的规划模型,结合遗传算法构造改进自适应大邻域搜索算法对该问题求解。利用遗传算法构建高质量解开始自适应大邻域搜索寻优,减小算法计算时间成本;加入3种破坏算子和3种修复算子,以增加种群多样性;嵌入模拟退火接受准则以一定概率接受较差解,自适应更新破坏和修复算子权重,避免算法陷入局部最优。选取Solomon标准测试集进行3组实验,与已知最优解比较距离成本验证算法可行性;在单边容忍度时间窗模型下,与基础ALNS算法对比验证算法改进效果;在双边可容忍时间窗模型下,与相关文献的最优结果对比。实验结果表明,提出的GA-ALNS算法改进效果较为显著,求得的最优解同其他算法相比优化率较好,计算得到的最优方案能实现更低的车辆配送总成本,具有一定的可行性和有效性。

关键词： 农电负荷   遗传算法   频率加权因子   负荷识别   混合特征  

摘要： 对农电负荷进行非侵入式负荷辨识,有助于掌握用户负荷信息,合理开展电网经济调度,达到降低网损、调节峰谷差等目的。本文针对农电多类型负荷同时运行时的负荷特征,以混合特征和智能优化算法为基础,提出1种基于频率加权因子遗传算法(Frequency Weighting Factor Genetic Algorithm,FWF-GA)的异种负荷同时识别方法。该方法以时域信号的有功功率、无功功率以及频域信号的幅频特性建立混合特征模型,以有功功率和无功功率构建同时识别的优化模型,并以混合特征模型构建遗传算法异种负荷同时识别的适应度函数。通过农村居民5种用电设备的负荷识别对所提方法进行验证。采用本文所提方法对5000组混合负荷进行识别,识别结果表明5种电器的单个识别准确率以及整体识别的平均准确率均在90%以上;采用3种不同适应度函数的识别方法对8组混合负荷进行识别,识别结果表明本文所提方法的识别效率最高。实例分析的结果表明,基于FWF-GA的异种负荷同时识别方法具有较好的识别效率和精度。

关键词： 遗传算法   低轨卫星物联网星座   任务规划   在轨服务时长   冲突弧段  

摘要： 针对无星间链路的低轨卫星物联网星座,设计一种基于遗传算法的任务规划算法,旨在通过多地面站实现数据实时通信的同时,最大化卫星和地面站的资源配置。首先设计最大化卫星在轨服务时长的目标函数和限制冲突弧段的约束条件,构建低轨卫星物联网星座任务规划模型;然后以遗传算法为基础,引入冲突弧段和早停机制,设计低轨卫星物联网星座任务规划算法。在此基础上,使用由18颗无星间链路的低轨通信卫星构成的卫星星座和4个地面站进行实验。同时为了验证算法性能,使用先来先服务算法对实验数据进行任务规划。实验结果表明,设计的低轨卫星物联网星座任务规划算法可以显著提高地面站接收通信卫星数据的调度能力,解决卫星数量众多而地面站不足的矛盾。