作为使用最广泛的金属管弯曲方法之一,旋转拉动弯曲(RDB)过程可实现可靠和高精度的金属管弯曲(MTBF)。形成准确性受到回避和其他潜在形成缺陷的严重影响,其机制分析很难处理。同时,现有方法主要是在离线空间中进行的,忽略了物理世界中的实时信息,这是不可靠且效率低下的。为了解决这个问题,提出了基于多源输入多任务学习(MTL)的数字增强(DT增强)金属管弯曲弯曲的实时预测方法。新方法可以实现全面的MTBF实时预测。通过共享多关闭域的共同特征并在功能共享和接受层上采用组正规化策略,可以保证多源输入MTL的准确性和效率。通过DT增强,物理实时变形数据通过改进的格莱美角度场(GAF)转换在图像维度中对齐,从而实现了实际处理的反射。与传统的离线预测方法不同,新方法集成了虚拟和物理数据,以实现更有效,更准确的实时预测结果。可以实现虚拟系统和物理系统之间的DT映射连接。为了排除设备误差的影响,在物理实验验证的FE模拟方案上验证了所提出的方法的有效性。同时,将通用的预训练网络与提出的方法进行比较。结果表明,所提出的DT增强预测方法更准确和有效。
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双层金属管(BMT)在工程应用中起着极其至关重要的作用,旋转弯曲弯曲(RDB)可以实现高精度弯曲处理,但是,该产品将进一步弹回。由于BMT的复杂结构和数据集获取的高成本,基于机制研究和机器学习的现有方法无法满足Spresback预测的工程要求。根据初步机制分析,提出了物理逻辑增强网络(PE-NET)。该体系结构包括ES-NET等效BMT与单层管等效,SP-NET用于带有足够的单层管样品的浮回本的最终预测。具体而言,在第一阶段,通过理论驱动的预探测和数据驱动的预处理,ES-NET和SP-NET分别构建。在第二阶段,在物理逻辑下,PE-NET由ES-NET和SP-NET组装,然后与小样本BMT数据集和复合损耗函数进行微调。 FE模拟数据集,小样本数据集BMT BMT弹回角预测验证了所提出方法的有效性和稳定性,并证明了跨性别和工程应用程序的潜在方法。
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热应力和变形的快速分析在热控制措施和卫星结构设计的优化中起着关键作用。为了实现卫星主板的实时热应力和热变形分析,本文提出了一种新型的多任务注意UNET(MTA-UNET)神经网络,将多任务学习(MTL)和U-NET的优势结合在一起注意机制。此外,在训练过程中使用了物理知识的策略,其中部分微分方程(PDE)被整合到损失函数中作为残留项。最后,将基于不确定性的损失平衡方法应用于重量的多个培训任务的不同损失功能。实验结果表明,与单任务学习(STL)模型相比,提出的MTA-UNET有效提高了多个物理任务的预测准确性。此外,物理信息的方法在每个任务的预测中的错误较小,尤其是在小型数据集上。代码可以在:\ url {https://github.com/komorebitso/mta-unet}下载。
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大量的数据和创新算法使数据驱动的建模成为现代行业的流行技术。在各种数据驱动方法中,潜在变量模型(LVM)及其对应物占主要份额,并在许多工业建模领域中起着至关重要的作用。 LVM通常可以分为基于统计学习的经典LVM和基于神经网络的深层LVM(DLVM)。我们首先讨论经典LVM的定义,理论和应用,该定义和应用既是综合教程,又是对经典LVM的简短申请调查。然后,我们对当前主流DLVM进行了彻底的介绍,重点是其理论和模型体系结构,此后不久就提供了有关DLVM的工业应用的详细调查。上述两种类型的LVM具有明显的优势和缺点。具体而言,经典的LVM具有简洁的原理和良好的解释性,但是它们的模型能力无法解决复杂的任务。基于神经网络的DLVM具有足够的模型能力,可以在复杂的场景中实现令人满意的性能,但它以模型的解释性和效率为例。旨在结合美德并减轻这两种类型的LVM的缺点,并探索非神经网络的举止以建立深层模型,我们提出了一个新颖的概念,称为“轻量级Deep LVM(LDLVM)”。在提出了这个新想法之后,该文章首先阐述了LDLVM的动机和内涵,然后提供了两个新颖的LDLVM,并详尽地描述了其原理,建筑和优点。最后,讨论了前景和机会,包括重要的开放问题和可能的研究方向。
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当前的融合定位系统主要基于过滤算法,例如卡尔曼过滤或粒子过滤。但是,实际应用方案的系统复杂性通常很高,例如行人惯性导航系统中的噪声建模或指纹匹配和定位算法中的环境噪声建模。为了解决这个问题,本文提出了一个基于深度学习的融合定位系统,并提出了一种转移学习策略,以改善具有不同分布的样本的神经网络模型的性能。结果表明,在整个地板方案中,融合网络的平均定位精度为0.506米。转移学习的实验结果表明,惯性导航定位步骤大小和不同行人的旋转角的估计精度可以平均提高53.3%,可以将不同设备的蓝牙定位精度提高33.4%,并且融合可以提高。可以提高31.6%。
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近年来,在运输电气化方面取得了重大进展。作为主要的储能设备,锂离子电池(LIB)已受到广泛关注。准确地预测健康状况(SOH)不仅可以缓解用户对电池寿命的焦虑,而且还可以为电池管理提供重要信息。本文提出了一种基于视觉变压器(VIT)模型的SOH的预测方法。首先,预定义电压范围的离散充电数据用作输入数据矩阵。然后,电池的循环特征是由VIT捕获的,可以获得可以获得全局特征,并且通过将循环特征与完整连接(FC)层相结合来获得SOH。同时,引入了转移学习(TL),并根据目标任务电池的早期周期数据进一步微调基于源任务电池训练的预测模型,以提供准确的预测。实验表明,与现有的深度学习方法相比,我们的方法可以获得更好的特征表达,从而可以实现更好的预测效果和传递效果。
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作为行业4.0时代的一项新兴技术,数字双胞胎因其承诺进一步优化流程设计,质量控制,健康监测,决策和政策制定等,通过全面对物理世界进行建模,以进一步优化流程设计,质量控制,健康监测,决策和政策,因此获得了前所未有的关注。互连的数字模型。在一系列两部分的论文中,我们研究了不同建模技术,孪生启用技术以及数字双胞胎常用的不确定性量化和优化方法的基本作用。第二篇论文介绍了数字双胞胎的关键启示技术的文献综述,重点是不确定性量化,优化方法,开源数据集和工具,主要发现,挑战和未来方向。讨论的重点是当前的不确定性量化和优化方法,以及如何在数字双胞胎的不同维度中应用它们。此外,本文介绍了一个案例研究,其中构建和测试了电池数字双胞胎,以说明在这两部分评论中回顾的一些建模和孪生方法。 GITHUB上可以找到用于生成案例研究中所有结果和数字的代码和预处理数据。
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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件,具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据,图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能,数据驱动,信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述,旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题,从基础到工业研究,以简明的主题部分组织,反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外,它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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我们研究机器学习(ML)和深度学习(DL)算法的能力,基于地下温度观察推断表面/地面交换通量。观察和助势是由代表哥伦比亚河附近的高分辨率数值模型,位于华盛顿州东南部的能源部汉福德遗址附近。随机测量误差,不同幅度的加入合成温度观察。结果表明,两个ML和DL方法可用于推断表面/地面交换通量。 DL方法,尤其是卷积神经网络,当用于用施加的平滑滤波器解释噪声温度数据时越高。然而,ML方法也表现良好,它们可以更好地识别减少数量的重要观察,这对于测量网络优化也是有用的。令人惊讶的是,M1和DL方法比向下通量更好地推断出向上的助焊剂。这与使用数值模型从温度观测推断出来的先前发现与先前的发现与先前的发现相反,并且可能表明将ML或DL推断的组合使用与数值推断相结合可以改善河流系统下方的助焊剂估计。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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随着Terahertz(THZ)信号产生和辐射方法的最新进展,关节通信和传感应用正在塑造无线系统的未来。为此,预计将在用户设备设备上携带THZ光谱,以识别感兴趣的材料和气态组件。 THZ特异性的信号处理技术应补充这种对THZ感应的重新兴趣,以有效利用THZ频带。在本文中,我们介绍了这些技术的概述,重点是信号预处理(标准的正常差异归一化,最小值 - 最大归一化和Savitzky-Golay滤波),功能提取(主成分分析,部分最小二乘,t,T,T部分,t部分,t部分正方形,T - 分布的随机邻居嵌入和非负矩阵分解)和分类技术(支持向量机器,k-nearest邻居,判别分析和天真的贝叶斯)。我们还通过探索他们在THZ频段的有希望的传感能力来解决深度学习技术的有效性。最后,我们研究了在联合通信和传感的背景下,研究方法的性能和复杂性权衡;我们激励相应的用例,并在该领域提供未来的研究方向。
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通过深度学习(DL)大大扩展了数据驱动故障诊断模型的范围。然而,经典卷积和反复化结构具有计算效率和特征表示的缺陷,而基于注意机制的最新变压器架构尚未应用于该字段。为了解决这些问题,我们提出了一种新颖的时变电片(TFT)模型,其灵感来自序列加工的香草变压器大规模成功。特别是,我们设计了一个新的笨蛋和编码器模块,以从振动信号的时频表示(TFR)中提取有效抽象。在此基础上,本文提出了一种基于时变电片的新的端到端故障诊断框架。通过轴承实验数据集的案例研究,我们构建了最佳变压器结构并验证了其故障诊断性能。与基准模型和其他最先进的方法相比,证明了所提出的方法的优越性。
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作为自然现象的地震,历史上不断造成伤害和人类生活的损失。地震预测是任何社会计划的重要方面,可以增加公共准备,并在很大程度上减少损坏。然而,由于地震的随机特征以及实现了地震预测的有效和可靠模型的挑战,迄今为止努力一直不足,需要新的方法来解决这个问题。本文意识到​​这些问题,提出了一种基于注意机制(AM),卷积神经网络(CNN)和双向长短期存储器(BILSTM)模型的新型预测方法,其可以预测数量和最大幅度中国大陆各地区的地震为基于该地区的地震目录。该模型利用LSTM和CNN具有注意机制,以更好地关注有效的地震特性并产生更准确的预测。首先,将零阶保持技术应用于地震数据上的预处理,使得模型的输入数据更适当。其次,为了有效地使用空间信息并减少输入数据的维度,CNN用于捕获地震数据之间的空间依赖性。第三,使用Bi-LSTM层来捕获时间依赖性。第四,引入了AM层以突出其重要的特征来实现更好的预测性能。结果表明,该方法具有比其他预测方法更好的性能和概括能力。
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探讨了使用深神经网络(DNN)模型作为线性和非线性结构动力系统的代理。目标是开发基于DNN的代理,以预测给定输入(谐波)激发的结构响应,即位移和加速度。特别是,重点是使用完全连接,稀疏连接和卷积网络层的有效网络架构的开发,以及相应的培训策略,可以在目标数据用品中的整体网络复杂性和预测准确性之间提供平衡。对于线性动力学,网络层中重量矩阵的稀疏模式用于构建具有稀疏层的卷积DNN。对于非线性动力学,显示网络层中的稀疏性丢失,并探讨了具有完全连接和卷积网络层的高效DNN架构。还介绍了转移学习策略以成功培训所提出的DNN,研究了影响网络架构的各种装载因素。结果表明,所提出的DNN可以用作在谐波载荷下预测线性和非线性动态响应的有效和准确的代理。
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多源机电耦合使燃料电池电动汽车(FCEV)的能源管理相对非线性和复杂,尤其是在4轮驱动(4WD)FCEV的类型中。复杂的非线性系统的准确观察状态是FCEV中出色的能源管理的基础。为了释放FCEV的节能潜力,为4WD FCEV提出了一种基于学习的新型鲁棒模型预测控制(LRMPC)策略,从而有助于多个能源之间的合适功率分布。基于机器学习(ML)的精心设计的策略将非线性系统的知识转化为具有出色稳健性能的显式控制方案。首先,具有高回归准确性和出色概括能力的ML方法是离线训练的,以建立SOC的精确状态观察者。然后,使用国家观察者生成的SOC的显式数据表用于抓住准确的状态更改,其输入功能包括车辆状态和车辆组件状态。具体来说,提供未来速度参考的车辆速度估计是由深森林构建的。接下来,将包括显式数据表和车辆速度估计的组件与模型预测控制(MPC)结合使用,以释放FCEV中多释放系统的最新能源节能能力,其名称是LRMPC。最后,在模拟测试中进行详细评估以验证LRMPC的进步性能。相应的结果突出了LRMPC的最佳控制效应和强大的实时应用能力。
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在过去的十年中,数字双胞胎的概念在受欢迎程度上爆发了,但围绕其多个定义,其新颖性作为新技术的新颖性以及其实际适用性仍然存在,尽管进行了许多评论,调查和新闻稿,但其实际适用性仍然存在。探索了数字双胞胎一词的历史,以及其在产品生命周期管理,资产维护和设备车队管理,运营和计划领域的初始背景。还基于七个基本要素提供了一个最小可行的框架来利用数字双胞胎的定义。还概述了采用DT方法的DT应用程序和行业的简短旅行。预测维护领域突出了数字双胞胎框架的应用,并使用基于机器学习和基于物理的建模的扩展。采用机器学习和基于物理的建模的组合形成混合数字双胞胎框架,可以协同减轻隔离使用时每种方法的缺点。还讨论了实践实施数字双胞胎模型的关键挑战。随着数字双技术的快速增长及其成熟,预计将实现实质性增强工具和解决方案的巨大希望,以实现智能设备的智能维护。
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可变形线性对象(DLOS)的机器人操纵在许多领域都具有广泛的应用前景。但是,一个关键问题是获得确切的变形模型(即机器人运动如何影响DLO变形),这些模型在不同的DLOS之间很难计算和变化。因此,DLOS的形状控制具有挑战性,尤其是对于需要全球和更准确模型的大型变形控制。在本文中,我们提出了一种离线和在线数据驱动的方法,用于有效地学习全球变形模型,从而可以通过离线学习进行准确的建模,并通过在线适应进行新的DLOS进行进一步更新。具体而言,由神经网络近似的模型首先是在随机数据的离线训练中,然后无缝迁移到在线阶段,并在实际操纵过程中进一步在线更新。引入了几种策略,以提高模型的效率和泛化能力。我们提出了一个基于凸优化的控制器,并使用Lyapunov方法分析系统的稳定性。详细的仿真和现实世界实验表明,我们的方法可以有效,精确地估计变形模型,并在2D和3D双臂操纵任务中对未经训练的DLO进行大型变形控制,而不是现有方法。它仅使用仿真数据进行离线学习来完成所有24个任务,并在现实世界中不同的DLO上具有不同的所需形状。
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近年来,多任务学习在各种应用程序中都取得了巨大的成功。尽管这些年来,单个模型培训已承诺取得出色的成果,但它忽略了有价值的信息,这些信息可能有助于我们更好地估计一个指标。在与学习相关的任务下,多任务学习能够更好地概括模型。我们试图通过在相关任务和归纳转移学习之间共享功能来增强多任务模型的功能映射。此外,我们的兴趣是学习各种任务之间的任务关系,以从多任务学习中获得更好的收益。在本章中,我们的目标是可视化现有的多任务模型,比较其性能,用于评估多任务模型性能的方法,讨论在各个领域的设计和实施过程中所面临的问题,以及他们实现的优势和里程碑
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Visual perception plays an important role in autonomous driving. One of the primary tasks is object detection and identification. Since the vision sensor is rich in color and texture information, it can quickly and accurately identify various road information. The commonly used technique is based on extracting and calculating various features of the image. The recent development of deep learning-based method has better reliability and processing speed and has a greater advantage in recognizing complex elements. For depth estimation, vision sensor is also used for ranging due to their small size and low cost. Monocular camera uses image data from a single viewpoint as input to estimate object depth. In contrast, stereo vision is based on parallax and matching feature points of different views, and the application of deep learning also further improves the accuracy. In addition, Simultaneous Location and Mapping (SLAM) can establish a model of the road environment, thus helping the vehicle perceive the surrounding environment and complete the tasks. In this paper, we introduce and compare various methods of object detection and identification, then explain the development of depth estimation and compare various methods based on monocular, stereo, and RDBG sensors, next review and compare various methods of SLAM, and finally summarize the current problems and present the future development trends of vision technologies.
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物理信息的神经网络(PINN)是神经网络(NNS),它们作为神经网络本身的组成部分编码模型方程,例如部分微分方程(PDE)。如今,PINN是用于求解PDE,分数方程,积分分化方程和随机PDE的。这种新颖的方法已成为一个多任务学习框架,在该框架中,NN必须在减少PDE残差的同时拟合观察到的数据。本文对PINNS的文献进行了全面的综述:虽然该研究的主要目标是表征这些网络及其相关的优势和缺点。该综述还试图将出版物纳入更广泛的基于搭配的物理知识的神经网络,这些神经网络构成了香草·皮恩(Vanilla Pinn)以及许多其他变体,例如物理受限的神经网络(PCNN),各种HP-VPINN,变量HP-VPINN,VPINN,VPINN,变体。和保守的Pinn(CPINN)。该研究表明,大多数研究都集中在通过不同的激活功能,梯度优化技术,神经网络结构和损耗功能结构来定制PINN。尽管使用PINN的应用范围广泛,但通过证明其在某些情况下比有限元方法(FEM)等经典数值技术更可行的能力,但仍有可能的进步,最著名的是尚未解决的理论问题。
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