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基于可见/近红外光谱和数据驱动的机器学习方法测量土壤有机质和总氮 被引量：1
1
作者 章海亮 谢潮勇 +4 位作者 田彭 詹白勺 陈再良 罗微 刘雪梅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2226-2231,共6页
土壤养分直接关系到作物产量与品质状况,然而传统化学方法检测存在化学试剂消耗大、耗时费力等问题,不能满足精细农业的需求。快速获取土壤养分信息是发展精细农业、绿色农业的关键,想要了解土壤肥力状况,必须先了解有机质和总氮的含量... 土壤养分直接关系到作物产量与品质状况,然而传统化学方法检测存在化学试剂消耗大、耗时费力等问题,不能满足精细农业的需求。快速获取土壤养分信息是发展精细农业、绿色农业的关键,想要了解土壤肥力状况,必须先了解有机质和总氮的含量状况。许多研究表明,长波近红外光谱被广泛应用于土壤检测领域,然而短波可见/近红外光谱在土壤有机质和总氮的研究上却非常罕见。以江西省吉安市安福县和南昌市新建区的四个村庄作为研究区,根据2×2网格法采集了深度为10~30 cm的棕壤、红壤和水稻土三种最为典型的土壤样品共180份。经过研磨、风干等处理后用四分法均匀划分为两份,用于测定样品光谱信息和理化信息。将土壤样品按照2∶1(120∶60)划分为建模集和预测集。考虑到首尾端波段噪声较大,故去除325~349和1051~1075 nm波段,将350~1050 nm波段用于光谱分析。通过连续投影算法(SPA)筛选出有机质12个特征波长点,总氮11个特征波长点,考虑到土壤光谱信息与土壤理化性质之间可能存在非线性联系,建立全波段与特征波长的线性偏最小二乘回归(PLSR)模型和非线性最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型对土壤有机质和总氮进行研究,LS-SVM模型采用两步网格搜索法优化了两个超参数γ和σ^(2)。研究结果表明:(1)土壤的光谱反射率随波长增加反射率升高,反射率曲线中460、550、580、740和900 nm处有较为明显的吸收特征。(2)从PLSR模型和LS-SVM模型结果分析可知,非线性模型LS-SVM具有更好的预测精度,分析认为土壤光谱信息与土壤理化性质之间存在一些非线性关系。(3)通过连续投影算法筛选的特征波长提高了模型精度,优化了模型运行效率。SPA-LS-SVM模型是所有模型中最优的预测模型,其中有机质模型的R_(pre)^(2)为0.8847,RMSE_(p)为0.1048,RPD为2.9450,总氮模型的R_(pre)^(2)为0.9018,RMSE_(p)为0. 展开更多
关键词 土壤有机质 总氮 连续投影算法 偏最小二乘回归 最小二乘支持向量机
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基于改进YOLOv3算法的刀具表面缺陷检测 被引量：5
2
作者 刘浩 陈再良 王善翔 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第11期87-90,共4页
目前,刀具的缺陷检测大都依赖人工完成,效率低、误检率高而且对工人视力有一定的损害。为此,开发自动化视觉检测平台和算法。针对刀具表面的缺陷检测任务,对相机、镜头和光源进行选型,设计了视觉检测实验平台。同时对图像降噪、增强等... 目前,刀具的缺陷检测大都依赖人工完成,效率低、误检率高而且对工人视力有一定的损害。为此,开发自动化视觉检测平台和算法。针对刀具表面的缺陷检测任务,对相机、镜头和光源进行选型,设计了视觉检测实验平台。同时对图像降噪、增强等预处理算法进行研究。使用标准YOLOv3算法存在一定的漏检和检测框定位不准问题,从特征层、聚类算法和损失函数三方面对YOLOv3算法进行改进。实验表明,改进后的算法将AvgIoU从0.76提升到0.85。mAP从79.47%提升到84.02%,检测速度达到22FPS。搭建视觉检测平台、开发视觉检测算法,能够代替现有的人工来进行刀具的缺陷检测。 展开更多
关键词 切削刀具 缺陷检测 图像处理 YOLOv3 k-means++聚类
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比较用可见/短波近红外光谱结合机器学习算法测量土壤性质的不同多元校准方法分析
3
作者 黄招娣 陈再良 +4 位作者 王琛 田彭 章海亮 谢潮勇 刘雪梅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3535-3540,共6页
土壤肥力通常由有机质、总氮、速效磷、速效钾等含量决定。这些物质的含量通常采用可见/长波近红外光谱(visible/near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:350~2500 nm)进行研究,可见/短波近红外区域(visible/shortwave near-infrared spec... 土壤肥力通常由有机质、总氮、速效磷、速效钾等含量决定。这些物质的含量通常采用可见/长波近红外光谱(visible/near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:350~2500 nm)进行研究,可见/短波近红外区域(visible/shortwave near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:325~1075 nm)的研究却非常罕见,将可见/短波近红外光谱结合机器学习算法来测量土壤养分具有巨大潜力。选取了南昌市新建区和吉安市安福县的四个村庄作为样品获取地点,通过2×2网格法选取对角区的10~30 cm深度的土壤样本,其中水稻土120份(水稻土1和水稻土2),棕壤60份、红壤60份。样品经过研磨、风干等处理后用四分法均匀划分为两份,用于测定样品光谱信息和理化信息。将获取的光谱数据去除325~349和1073~1075 nm的噪声波段,然后采用S-G卷积平滑结合一阶导数进行预处理。将预处理后的光谱数据进行主成分分析(PCA),根据主成分分析得到的得分图(PC1:98.44%,PC2:3.5%,PC3:0.14%)显示出样品存在明显聚类现象且在二维空间内相互可分,样品存在明显聚类现象,PCA可以在一定程度上合理解释不同土壤样品的光谱特征差异。将预处理后的光谱数据建立全波段主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLSR)模型,通过PCA和PLSR对光谱数据降维,提取出3个主成分因子(PCs)和9个潜在变量(LVs),建立非线性反向传播神经网络(BPNN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型。通过比较PCR、PLSR、BPNN和LS-SVM方法对Vis/SW-NIRS及对OM、TN、P、K的预测精度,得出以下结论:(1)LS-SVM-LVs模型在所有土壤性能方面都优于PCR、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs和LS-SVM-PCs模型;(2)LS-SVM-LVs模型对OM和N的预测精度最高,这是在NIR区域具有光谱响应的特性;(3)采用Vis/SW-NIRS测定土壤矿质养分P和钾,具有不同的准确性,这是由于光谱活性成分的共变。根据本研究取得的结果,建议采用LS-SVM-LVs分析作为预测土壤性质(OM、TN、P和K 展开更多
关键词 可见/短波近红外光谱 土壤 主成分分析 最小二乘支持向量机 反向传播神经网络
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面板型材缺口冲模设计与分析
4
作者 钱亚娜 陈再良 杜祥哲 《模具工业》 2018年第8期25-27,共3页
通过对面板型材结构的分析以及对其加工方式的探讨,设计一种既能有效加工面板型材缺口,又能减少毛刺的冲裁模,通过仿真分析对凹模镶件的形状进行了改进,试验证明,该模具达到加工要求,不仅运行平稳,而且加工效率高。
关键词 模具 结构 凹模镶件 试验 面板型材
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基于MPI的引擎盖模流分析及工艺优化
5
作者 刘浩 陈再良 +1 位作者 杨振 王昌儒 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期52-55,共4页
运用模流分析软件(MPI)对某引擎盖零件进行模流分析,得到了两浇口方案和三浇口方案的充填时间、气穴分布、V/P值、熔接线等参数或数值,两浇口方案的气穴数量、熔接线数量和变相量小于三浇口方案。进一步对其工艺进行优化,最终确定热流... 运用模流分析软件(MPI)对某引擎盖零件进行模流分析,得到了两浇口方案和三浇口方案的充填时间、气穴分布、V/P值、熔接线等参数或数值,两浇口方案的气穴数量、熔接线数量和变相量小于三浇口方案。进一步对其工艺进行优化,最终确定热流道两浇口方案。两浇口方案对于该引擎盖零件的模具设计和制造具有重要意义。 展开更多
关键词 引擎盖零件 模流分析软件 模流分析 工艺优化
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基于改进粒子群算法的车间物料配送方法研究 被引量：3
6
作者 杨倩 陈再良 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第8期238-241,共4页
针对含多种物料搬运设备的车间物料配送问题,考虑搬运设备运量约束、物料需求和线边缓存约束以及时间约束,构建了以搬运成本和线边库存成本最小化、装载率最大化为优化目标的多种物料搬运设备协同调度物料配送模型;设计改进粒子群算法... 针对含多种物料搬运设备的车间物料配送问题,考虑搬运设备运量约束、物料需求和线边缓存约束以及时间约束,构建了以搬运成本和线边库存成本最小化、装载率最大化为优化目标的多种物料搬运设备协同调度物料配送模型;设计改进粒子群算法并给出使用此算法求解模型的具体实现过程。以助力器装配车间为例,验证了模型和算法的有效性,并将其与自适应粒子群算法进行对比,实验结果表明,改进粒子群算法的解优于自适应粒子群算法且运行时间短。 展开更多
关键词 物料配送 多种物料搬运设备 协同调度 改进粒子群算法
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塑料旋钮注射成型工艺优化 被引量：3
7
作者 陈任寰 陈再良 +1 位作者 沈坚 严杰 《塑料工业》 CSCD 北大核心 2017年第10期47-50,共4页
研究对象为塑料旋钮,以翘曲变形量和体积收缩率为优化目标并设计正交实验,选取模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间为影响因素。运用Moldflow软件进行仿真,得到翘曲优化的最佳组合。针对正交实验优化对体积收缩不敏感的情... 研究对象为塑料旋钮,以翘曲变形量和体积收缩率为优化目标并设计正交实验,选取模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间为影响因素。运用Moldflow软件进行仿真,得到翘曲优化的最佳组合。针对正交实验优化对体积收缩不敏感的情况,采用BP神经网络训练后进行二次寻优。对比Moldflow仿真结果满足工程精度,得到同时满足最佳翘曲和最小体积收缩率的最佳优化组合参数。结合正交实验和BP神经网络预测的方法减少了运算时间提高了分析效率。 展开更多
关键词 翘曲变形 正交实验 工艺优化 BP神经网络
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镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究 被引量：2
8
作者 王传洋 姜宁 +1 位作者 邱德义 陈再良 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第7期194-197,共4页
对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果... 对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。 展开更多
关键词 镗铣加工中心 温度场 主轴箱
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