摘要:为了实现无人机视轴稳定系统的准确测量与跟踪，设计了经典PID和模糊控制为基础的视轴稳定控制器。在实际工程中PID参数整定过程存在大量不确定性，为了实现PID参数的在线整定，将模糊控制算法与经典PID控制相结合，构造了参数自整定模糊PID控制器，实现了对PID控制器的修正。在MATLAB中的Fuzzy Toolbox和Simulink中，将PID和参数自整定模糊PID进行对比，参数自整定模糊PID控制器在无扰动和10 Hz的正弦扰动的阶跃响应曲线表明，模糊PID相对于模糊控制和PID控制有更短的响应时间和更小的隔离度；在输入为1~10 Hz的系统正弦响应曲线，模糊PID误差最小，控制效果最好。由此可得参数自整定模糊PID在视轴稳定系统中有良好的鲁棒性和控制性能。

摘要:为满足实时监控电池组状态、优化控制策略、延长电池组寿命和保证使用安全等要求，提出并实现了一种采用优化的剩余电量（SoC）估计的电池组云管理系统。在传统的SoC估计策略——电荷累计法和开路电压法的基础上，融合了扩展卡尔曼滤波算法，提高了电池组的剩余电量估计的精度，并建立了电池电压与SoC之间的数学模型。同时，在此基础上加入了云服务器系统，实现了电池组的实时检测。此外，设计并实现了一款容量为22.2 V的电池组管理装置。实验结果表明，该电池组云管理装置的SoC估计精度高、测量误差低于1%、系统稳定性好，满足实时检测电池组状态的要求。

摘要:传统道路检测方法一般只是检测道路表面的裂缝、凹陷等。为检测道路内部的状况，采用自供电无线传感网络采集道路内部温湿度数据。将整个无线传感模块用环氧树脂封装保护后埋入路内，通过自供电模块收集路面负载能量并为无线传感节点供电，收集到足够能量后传感器开始采集数据，并通过无线传感网络将采集到的数据传输到外部数据处理中心。实验结果表明，经过4个月的数据采集，埋入沥青路内的无线传感系统可以长期有效地发送数据，并通过收集到的道路温湿度数据，可以分析出当前道路结构健康状况。

摘要:为了更好的实现对温室环境系统的智能控制，针对温室环境系统存在非线性、强耦合、大滞后、强时变等问题，在分析BP神经网络技术的基础上，提出并设计出一种基于遗传粒子群优化的BP神经网络PID控制器，该控制器结合遗传算法强全局搜索能力以及粒子群算法强局部搜索能力和收敛速度快的特点，对神经网络的权值进行优化，对温室环境系统起到了有效的控制。最后对常规和改进后的BP神经网络PID控制器进行仿真对比研究。仿真结果表明，经过改进后的BP神经网络PID控制有更好的稳定性和鲁棒性。

摘要:进入21世纪以来利用机器人代替人工作业的理念已经在全世界范围内得到了广泛认可，机器人技术的发展水平已成为一个国家高新技术产业的代表，而智能安防机器人作为众多机器人中的一员更是受到了广泛的关注。针对智能安防机器人设计了一套功能强大、性能稳定的控制系统，首先采用模块化的设计思路，对智能安防机器人控制系统的总体架构进行了设计；其次对机器人控制系统主控器进行了设计研发，并对机器人运动控制子系统、传感器子系统以及摄像头控制子系统进行了研究设计；最后利用机器人平台对控制系统进行了实验测试，并对实验结果进行了分析总结。可以预见，安防机器人在降低人工操作危险性、减少企业成本等方面具有重要意义。

摘要:针对框架伺服系统中应用的传统机械式角度测量传感器存在增加系统尺寸、重量和成本以及安装传感器会引起系统误差和降低系统可靠性等问题，基于TMS320F28335主控制器和A3PE3000从控制器设计硬件电路进行电信号采集和运算，并提出滑模观测器进行角度估算以替代机械式传感器，角度估算依据硬件电路测得电机绕组中有关精确的电信号，采用建立滑模观测器和基于锁相环算法实现转子位置和速度估算。在Simulink中搭建仿真模型，仿真结果表明，通过滑模观测器估计得到的位置值和速度值在系统运行0.2 s后能够稳定的跟踪上实际值。

摘要:针对三维集成电路中基板层间信号垂直互联问题，基于厚薄膜基板的优良特性，设计了一种超宽带的同轴到带状线再到微带线的过渡结构，能够工作到80 GHz。这种垂直结构采用LTCC为基板，旋涂BCB膜层，适用于系统级封装。该结构利用“水滴”匹配的方法，并嵌入空气腔抑制寄生电容，有效地改善了互联结构的射频传输性能。仿真结果表明，其背靠背（同轴-带状线-微带线-带状线-同轴）结构在0～80 GHz频段范围内，回波损耗均低于-17 dB，插入损耗均优于-0.5 dB，驻波比均低于1.35，具有良好的超宽带传输特性。

摘要:为了有效地监测煤矿井口低压电缆的电气火灾，研究设计了“多元化”的监测方案：1）继电保护（包括选择性漏电保护和过流保护），防止电气故障造成电缆发热而引发的内因火灾事故；2）感温火灾探测报警和感烟火灾探测报警或红外火灾探测报警，用于探测外部高温引发的初期火灾，并作为继电保护的后备保护；3）视频监控，作为值班人员用肉眼识别和确认火灾的直观手段。将3种方案有机的结合，通过试验样机的运行监测能够实现低压电缆电气火灾的有效监测，最后给出了实际的工程应用。

摘要:针对双馈式风电机组经出口逆变器并网时缺乏惯性和阻尼会导致电网稳定性受到冲击的问题，首先简述了基于虚拟同步控制的双馈式风机整体控制策略；然后分别介绍了整体控制策略中的转子侧和网侧逆变器的控制策略，并搭建了含网侧虚拟同步控制的双馈式风机组模型；最终针对电网的故障工况及不同运行风速，通过MATLAB/Simulink对该模型进行仿真分析，与原始的双馈式风机模型仿真结果进行对比。验证了含网侧虚拟同步控制的双馈式风机比采用传统控制策略的双馈式风机组具有更优异的调节特性。

摘要:自动化检定线状态影响电能表等计量装置的检测效果，通过自动化检定线的各类检定设备和众多传感器（如温度、湿度、震动、压力、噪声等）搭建的设备生产运行状态全感知网络，进行生产工况数据实时采集和生产过程全景监控。基于自动化检定线的历史状态和当前状态数据，提出一种基于设备故障预测与健康分析的智能化运维方案。解决传统运维因信息互联互通不充分、数据应用不足、技术支撑手段缺乏等造成过度运维或运维不足等问题。

摘要:针对S变换的窗函数固定，以及在检测扰动信号的起止时刻、幅值变化、相位变化时的检测精度不高的问题，在S变换中引入两个调谐因子，得到一种改进的S变换，并对改进的S变换进行傅里叶反变换得到TT变换，将改进的S变换与TT变换相结合应用到主要引起电压暂降的3种暂降源中，并在MATLAB软件上对这3种暂降扰动源信号进行了仿真分析。仿真结果表明，所提的方法比使用S变换方法在检测电压暂降信号上具有更高的检测精度和更好的效果,为更好地提取暂降特征信息以及暂降源的识别打下基础。

摘要:针对于背景差分法与帧间差分法在运动目标中存在的不知足，为提高运动物体检测的实时性和准确性，提出了一种结合背景差分和帧间差分的运动物体检测方法，该方法模拟人眼对运动目标的检测方式，分为整体感知与精确感知两部分。首先将图像分为多个区域并使用较少的像素点建立背景模型，通过背景模型确定运动物体所在的区域，并将其他区域的图像作为背景图像进行存储。然后使用变化区域的当前图像与存储的该区域的背景图像进行差分运算，以获取清晰的运动目标。该方法使用较少的像素点进行背景模型的构建，减少了背景模型建立和更新的运算量，提高了运算的速度。通过存储的背景图像与当前图像进行差分，可以获得完整的运动目标，避免“空洞”的出现。

摘要:虽然基于深度学习的图像风格转换方法已经取得了很大的进展，但是这些方法都没有考虑到生成图像的线条扭曲现象，为此提出直方图损失和转换Gramian矩阵相结合的方法。图像的直方图信息可以判断出图像质量的好坏，在图像风格转换中使用直方图损失，不仅可以增强图像，还可以使生成的图像更加稳定。转换Gramian矩阵类似于Gram矩阵，但是前者提取出图像纹理信息更加完整，还考虑到了图像的空间排列信息。实验结果表明，这两种方法的结合不仅能使生成的图像没有线条扭曲，还能减少图像生成的迭代次数。

摘要:针对目标检测中背景的相对运动、检测物体相似性、外界光线变化等因素的影响，提出了一种基于改进的Gabor滤波和区域生长的目标检测方法。首先将输入的视频图像的相邻两帧做差，然后将得到差值图像中的Lab模型L分量进行Gabor滤波处理，根据不同的场景选择合适的参数，以提取目标的显著区域。为了兼顾运行速度和目标的显著特性，所以选取图像以某一灰度值的像素点为种子点，将灰度值差值在某一范围内的点进行区域生长操作，得到更为准确的目标。接着，为了去除干扰，进行腐蚀膨胀等一系列操作。最后将8个方向的滤波合并在一起，用外接矩形将符合要求的目标区域标出，达到目标检测的目的。通过参数调整和实验验证，相比传统检测算法的低准确率，此方法的目标检测率提高至90.89%，并且在光照、背景等外界因素干扰的情况下能具有良好的鲁棒性。

摘要:为了提高大型信息管理系统的数据检索和挖掘能力，提出了一种基于语义关联特征提取的大型信息管理系统数据挖掘技术。构建云存储模型进行大型信息管理系统中大数据分布式存储设计，结合大数据信息流的特征重组方法进行信息管理系统的优化结构重组，在重组的信息管理系统拓扑结构中提取信息管理分布数据的语义关联维特征量，以语义关联特征量为训练样本集进行信息管理系统的集成调度和数据挖掘，采用模糊C均值算法进行大型信息管理系统中分布数据语义关联特征的自适应融合和聚类处理，采用特征压缩器进行大型信息管理系统的存储空间降维处理，提高目标数据挖掘能力和信息管理系统的自适应调度能力。仿真结果表明，采用该方法进行大型信息管理系统数据挖掘的准确性较好，语义关联聚类性较强，提高了对信息管理系统目标数据的检索和调度能力。

摘要:针对编码孔径成像在图像复原过程中产生的振铃效应，提出了一种改进梯度平滑边界算法。首先对模糊图像进行均值滤波，计算出梯度平滑图像；然后对该图像进行反射插值延拓，延拓的图像经最优窗处理得到预处理图像；最后经改进维纳滤波算法恢复出原图像。实验表明，改进算法能有效抑制振铃同时保留图像细节信息，与梯度平滑边界算法相比复原图像的结构相似度提高了27%，图像质量指数提高了19%。

摘要:对噪声图像进行噪声类型识别，是对噪声图像进行有针对性去噪的关键技术之一。支持向量机（SVM）是一种基于统计学习理论适用于有限样本情况的分类方法,而且它的分类能力很大程度上取决其相关参数。提出一种基于灰狼优化算法(GWO)的SVM分类方法，将GWO应用在SVM的参数寻优中，从而获得最优的分类模型;同时将该方法应用于噪声图像的噪声类型识别实验，针对高斯、椒盐、斑点这3类噪声在目标图像上形成的噪声干扰图像，分别用90个和60个干扰图像数据作为训练集和测试集，提取Zernike矩、小波高频不显著系数子带能量比这两类特征值，利用GWASVM分类器对干扰图像特征进行分类。实验结果表明，与传统的SVM分类器相比，GWA-SVM方法具有更好的分类准确率。

摘要:边缘检测是图像处理中的重要步骤，为了有效抑制噪点并保留边缘信息，分析了高斯滤波不具有自适应性的缺陷，根据噪声灰度值不连续的特性，在改进传统均值滤波的基础上，提出了一种加权系数自适应的均值滤波，并通过与LoG算子相结合，得出一种基于LoG算子的双滤波边缘检测算法。通过实验对比发现，该算法可有效的消除噪点的干扰，又能保证获取边缘的准确性，并且与LoG算子、Canny算子等算法相比较，在保持检测速度基本不变的情况下具有更好的检测精度。

摘要:近年来通过在生成对抗网络中加入条件标签，控制生成图像的类别或属性已经取得很大进展，但是生成图像的类别或属性的准确性有待提高。为此，在生成对抗网络的判别器中加入了强化学习，通过上一次的分类结果去指导当前的分类。另外为了让生成的细粒度图像更加逼真，使用注意力机制在只增加少量的计算损失下让图像有全局感受野，将多属性的星型生成对抗网络与自注意力生成对抗网络组合后的生成图像的质量较高。 强化组合式生成对抗网络的最大均差达到0.036 93，最近邻指标效果较优，能自动化较准确地生成指定了某些属性的艺术图像，实验生成的图片也能用来解决缺乏数据的问题。

摘要:针对最大边界准则和边界Fisher分析在人脸特征提取过程中的不足，提出一种边界判别投影降维算法，利用类样本均值与其同类边界样本定义类内离散度，利用类样本均值与其异类边界样本定义类间离散度。同时结合最大边界准则解决类内离散度矩阵奇异的问题。与经典的最大边界准则和边界Fisher分析算法相比，可以同时考虑样本的全局结构和局部结构，避免小样本问题。在人脸数据集上的实验表明，边界判别投影是一种有效的特征提取算法，提高了人脸识别准确率。

摘要:反射镜表面疵病散射直接影响光学测试系统的性能、精度等多项重要指标。反射镜表面疵病的散射量可借助激光散射显微镜进行检测，为了保证整个系统的检测效率及精度要求，在硬件系统的设计上，设计显微物镜镜头、计算光斑的大小及CCD的功率谱响应；在软件系统的设计上，利用软件编写激光散射显微成像测试系统软件，能利用步进电机对反射镜表面进行扫描，同时控制图像采集卡采集图像并保存，重点研究如何快速有效地对采集到的子孔径图像进行精确配准，为后续图像的拼接处理奠定基础。通过分析整个测试系统的精度，×20倍率下能够分辨5~10 μm疵病。

摘要:行人特征提取是行人识别中关键步骤之一。传统的做法是分别从彩色图像的每个颜色通道（即R、G、B通道）中提取特征描述子（如方向梯度直方图（HOG）、局部二值模式（LBP）等），最后合并成一个特征向量。传统方法不足之处在于难以兼顾不同颜色通道之间的关联信息。为此，采用四元局部排序二值模式(QLRBP)运算方法从彩色图像中提取局部特征描述子。与传统方法不同的是，该方法是一种整体的方法，是在彩色图像的四元数表示空间而非3个颜色通道中分别提取LBP特征。首先，将从车载摄像头中采集的彩色图像通过四元数转换获得其四元数表示；然后，对四元数空间中图像进行CTQ变换，并计算变换后的图像相位；最后，在每个四元数相位上进行LBP运算，并生成行人彩色图像的局部特征描述子。QLRBP能够同时处理所有的颜色通道，因此能够同时包含三通道之间的关系。在行人判定方法上，本文首先提取所有正负样本的QLRBP特征，并使用K-最近邻(K-NN)算法训练分类器。在INRIA数据库上测试表明，QLRBP描述子对于彩色行人的检测比其他常用的特征描述子（如HOG特征，LBP特征）具有更高的精确度，性能接近当前先进的行人识别方法。

摘要:紧凑型视觉描述子（CDVS）的目标是针对移动端的图像检索以及匹配应用提供一套标准化的比特流语法。CDVS标准算法对于光照条件良好的图像具有很好的匹配效果，但是对于昏暗条件下拍摄的图像，匹配的准确度表现不足。因此提出一种基于直方图均衡化的CDVS匹配算法，对昏暗条件下的图像通过直方图均衡算法进行质量提升，增加关键点匹配数，然后再利用CDVS标准算法对图像进行匹配。另一方面，提出一种基于同态滤波的CDVS匹配算法，对昏暗图像进行频域变换，突出高频信号，抑制低频信号，增加图像对比度。实验对比了昏暗条件下图像匹配结果与处理之后图像匹配结果，验证了本算法的有效性。

摘要:随着输油管道在国民经济中的地位提高及不可避免的老化盗油等原因，管道泄漏监测日益成为管道运行安全的关键和重要保证。为了及时准确的报告泄漏点的位置，基于虚拟仪器构建了对管道的泄漏点进行监测和定位系统，并搭建管道泄漏检测实物模型，通过对压力梯度法的改进，设计出与之对应的软件系统模型。该模型基于LabVIEW平台，能够精准的对管道泄漏进行监测，通过组内组间比较可以准确的定位泄漏点位置，从而提升了压力梯度法定位精度低的问题，降低了误报的频率，实现了对管道泄漏的实时监测与定位的功能。

摘要:近年来，随着城市不同等级地下多回路电缆线路敷设的增多，其多回路造成的电缆金属护套环流损耗问题也趋于严重。基于电磁感应原理，计算了10、110 kV单芯电缆线路金属护套交叉互联时护套感应电压，并通过建立电缆线路阻抗模型推导环流矩阵方程，获得了不同电压等级线路中金属护套环流及相互影响。结果表明，混合敷设会造成10 kV线路环流增加和110 kV线路环流的减小；10、110 kV线路相间距增大会增加自身环流但相互影响却不同，110 kV线路相间距增大200 mm，10 kV线路环流增加48.99%，10 kV线路相间距增大200 mm，110 kV线路环流几乎不会发生变化；10、110 kV线路交叉互联单元内三段电缆段长改变会影响自身环流，但不会影响临近线路；负载电流增加均会极大影响环流；不同电压等级回路垂直距离越大，环流越小；环流最大相序组合为BAC-CAB（10~110 kV），最小环流相序为CBA-ACB（10~110 kV）。以上分析结果对电缆线路规划和设计提供了理论支持和数据支撑。

摘要:在农田灌溉中土壤的温度和湿度是影响农作物生长发育的关键参数，因此获取土壤温湿度信息以制定人工干预调节措施是稳固生产的重要保证，也是实现智能灌溉的前提。以AT89S52单片机为主控芯片，结合温湿度传感器和计算机，搭建了一套农田土壤温湿度监测硬件平台；以美国国家仪器公司的LabVIEW为软件开发平台，设计并编写了基于状态机程序架构的上位机软件，实现了友好的用户交互界面，完成了对土壤温度、湿度的实时测量、显示与记录等功能，并利用前面板网络发布功能实现了实时监测系统的局域网远程控制。经测试，本系统工作可靠、测量精度高、结构简单、运行稳定、易于调试和扩展，可以准确而且高精度地测量出土壤的温湿度。