摘要:随着开关频率的提高，LLC谐振变换器中开关损耗会随之增加。将具有高频特性的氮化镓（GaN）器件结合平面变压器和同步整流技术应用于LLC谐振变换器中，实现开关频率和效率的双重提高。首先分析了LLC谐振变换器的工作原理，之后以减小损耗为目标，对谐振元件参数进行设计。在此基础上建立了两套对照实验，计算了两个实验中功率管、变压器和整流管中的损耗，最后搭建两个实验样机平台。相关实验表明：效率提高11.25%，验证了所设计方案的合理性。

摘要:论文首先对动力锂电池组的常见均衡方式进行了对比分析。然后定量分析了基于串联的电池-电池均衡拓扑、基于模块的电池-电池均衡拓扑、基于分层的电池-电池均衡拓扑、基于串联的电池-电池组均衡拓扑、基于模块的电池-电池组均衡拓扑等五种类型均衡拓扑的能量流动。最后以基于模块的电池-电池均衡拓扑为例搭建了8节串联锂电池的仿真模型，实验结果表明经过3.2秒的时间电池组完成了模块内的均衡，经过6.1秒的时间电池组完成了模块间的均衡，经过66.5秒的时间电池组中的8节电池全部均衡完成，荷电状态SOC都达到了100%，验证了基于模块的电池-电池均衡拓扑的均衡速度快且均衡效率高。

摘要:针对台风灾害极易造成配电线路发生故障，进而影响配电网安全可靠运行水平的问题，提出了一种台风灾害下配电网脆弱线路的辨识方法。首先从配电网结构层面和设备层面出发，充分考虑局部及全局的网络拓扑、潮流分布、设备参数、外部环境和故障损失等影响因素，提出了度数、介数、失效率、损失度这4项线路脆弱度的多角度评价指标，然后对指标数据进行归一化处理，最后通过层次分析法和熵权法求得综合评价指标，构建了台风灾害下配电网脆弱线路多角度辨识体系。IEEE RBTS BUS6 F4馈线系统的仿真结果表明：在系统中排第10位的脆弱线路，其度数、介数、失效率、损失度及综合脆弱度归一化数值分别为0.4733、0.0860、0.7970、0.4207、0.4889。排在前10位的线路的指标值分别大于上述数值，其脆弱度相对较高；排在第10位之后的线路的指标值分别小于上述数值，其脆弱度相对较低。脆弱度较高的线路的特点是位于配电网的上游位置、主干线、分支处或长度较长。

摘要:为解决现有锂电池SOH在线估计方法精度不高的问题，本文提出利用改进粒子群算法（IPSO）优化支持向量回归（SVR）模型的方法。首先对所提取的健康指标进行关联分析，在利用启发式算法寻优SVR超参数的同时，对提取的多个健康指标融合的权值系数寻优，得到以最优数据序列训练的最优参数的SVR模型。采用美国国家航空航天局PCoE研究中心的B5、B6、B7三组电池数据集对所提方法进行试验分析，结果表明，经算法优化后三组电池平均绝对百分误差（MAPE）和均方根误差（RMSE）分别降低了62.3%、65.5%。最后通过与现有的预测模型进行对比，证明了所提方法具有更高的在线估计精度。

摘要:针对燃料电池发电系统输出电压低和输入电流纹波大的问题，本文设计了一种新型带耦合电感的双向DC-DC变换器。该变换器利用超级电容器减少电流纹波对燃料电池的冲击从而提高燃料电池的发电效率，同时通过改变占空比和耦合电感的匝数比来提高输出电压增益。在Matlab/Simulink软件中创建仿真模型，采用平均电流模式搭建控制电路，并详细地分析升压和降压模式下变换器的开关状态与工作特性。仿真结果为：变换器的输入电流纹波约为1%，在耦合电感变比为1时升压电压增益最高为16。结果表明本文所提变换器可以在满足燃料电池发电系统对低频电流纹波的要求同时实现高电压增益，验证了所提出拓扑的可行性。

摘要:针对城市停车位共享难的问题，设计了一种基于智能硬件与手机微信小程序相结合的共享自动感应车位锁系统。系统由共享车位锁、手机微信小程序和服务器端停车信息管理系统等三部分组成。给出了系统的主要工作流程和功能模块设计。车位锁系统，以STM32f103为主控芯片，采用RC522技术、GPS定位、无线通信、显示器等模块，实现了共享车位锁的定位导航，预定车位卡开锁，报警等功能。微信小程序采用MySQL数据库存储信息，使用微信开发者工具完成了车位选择、车位预约和进入车位和车位费用结算等基本功能。车位锁实物通过读取车辆IC卡进行测试，测试结果表明车位锁实现了设计功能。微信APP经过测试也完成设计功能。整个系统能完成对停车位的自动感知、出入库管理和费用结算功能，完成对停车位的无人化管理，进而提高停车位的利用效率。

摘要:能够准确检测出电解质溶液中存在的金属颗粒，对于食品、药品安全具有重要意义。在食品、药品领域，金属检测技术主要基于电磁感应原理。应用电磁法进行金属检测时，自由导电离子在金属检测系统下的输出与金属颗粒类似。当金属颗粒处于电解质溶液中时，自由导电离子会对金属颗粒的检测产生巨大的影响。本文针对处于电解质溶液中微小金属颗粒的检测问题进行研究，采用平衡式双线圈金属检测结构，研制了一种用于食品、药品生产过程中微小金属颗粒检测的金属检测系统，并利用该系统进行了电解质溶液环境下标准金属试样检测实验。通过实验发现了：“在电解质溶液与金属颗粒同时通过检测系统后输出信号的相位分量波形中，金属颗粒对相位分量波形的影响明显且稳定，但该影响的强弱随金属颗粒尺寸的减小而逐渐变小，并与金属颗粒在电解质溶液中的位置有关；依据相位分量波形的变化，存在由电解质溶液中区分出金属颗粒的可能性”。 由于相位分量波形形状相对复杂，且微小体积金属的影响较弱，因此采用了曲线长度积分法和双侧累计面积法等实时检测算法对相位分量中金属颗粒的影响进行检测，并在上述金属检测系统上实现。

摘要:针对传统检测方法无法适用特定空间狭小、难以精确定位应用场景的研究现状，结合乙二醇冷却液挥发性并可被紫外灯电离的特点，研制了基于光离子化的紫外传感器，提出了阵列传感方法，通过在易泄漏部位营造密闭空间，将多阵元传感器放入密闭空间检测，搭配后端的数据处理模块与上位机模块，构建了冷却液泄漏阵列检测平台。在模拟泄漏测试环境中取得了良好的测试效果。试验结果表明，该系统突破了狭小空间冷却液渗漏实时在线监测关键技术，整个系统对微小泄漏的反应灵敏，在用0.1ml乙二醇冷却液模拟微泄漏试验中，设置报警浓度为3ppm后，报警时间保持在10s以内，反应及时，处理快速，可扩展性强，为复杂的冷却环境下及时排除冷却液故障提供实用化检测手段。

摘要:为了合理科学的选择误差最小的智能电表供给用电客户，设计了基于高斯混合模型的智能电表误差数据挖掘与分析方法。首先，分析了高斯混合模型与EM算法的基本思路，其次对智能电表误差数据求三次标准差作为建模数据，建立了以高斯混合算法为基础的智能电表误差数据模型，最后与传统的Kmeans聚类算法模型进行对比测试。实验结果表明，相对于其他聚类算法，所设计的方法轮廓系数值更大，性能更优。能够用于在大量的数据中寻找误差最小的智能电表，并能够给智能电表厂家反馈产品意见，同时还具有产品市场划分等功能。

摘要:针对远洋航天测量船逐步地部署自主可控设备后，在海上执行任务期间,卫星通信带宽资源有限，无法满足海上测控任务、科学研究和随行试验等对开源软件需求增大的问题，设计了一种基于云计算平台的开源操作系统软件仓库，python软件仓库和git分布式管理仓库。通过构建OpenStack平台，使用apt-mirror构建了Debian/Ubuntu操作系统软件仓库，使用yum-utils构建了Fedora/CentOS软件仓库，通过pip2pi设计了Python软件仓库，并使用gitlab搭建了git分布式管理服务，结果为各操作系统数据量均在55GB以上，Python数据量达150GB，gitlab共享数据量也达到了50GB，海上离线模式传输速率大于8MB/s，在远航期间开源软件仓库得到了可观的访问量，其中gitlab达到了最高的8次/日的日均访问量。结果表明，通过模块化云平台搭建的开源软件仓库，操作简单，灵活性强，扩展性好，可满足测量船长期出海期间对开源软件的下载需求与协同工作。

摘要:为了应对卫星双轴驱动帆板太阳电池阵老化、受空间微小碎片碰撞等情况造成的能源风险，本文通过横纵向比较的方法分别将同一卫星双轴驱动帆板太阳电池阵的历史状态、同系列不同卫星太阳电池阵的状态进行对比分析，对太阳电池阵受损进行初步判断。确定异常后，通过分阵联合计算的方法分析太阳电池阵实际输出和理论输出的差别，对受损情况进行具体定位定量，最后对帆板受损卫星的太阳电池阵输出是否满足平台和载荷需求，以及蓄电池组充放电要求进行分析。可以快速、详细进行太阳电池阵受损状态分析和能源评估，是卫星太阳电池阵受损后能源管理的重要依据。

摘要:针对在复杂屉式结构中，由于其构造不规则、可供安装传感模块的区域狭小、监测节点较多等原因可能造成的漏警、虚警等问题，本文设计了一种精准定位泄露点的浓度梯度算法。通过实验测试，证明整个监测系统在-15℃至55℃的环境下能够正常工作，系统的的虚警率低于3%、漏警率低于1%，验证了整个系统的稳定性和实用性。在其他存在气体或者液体泄漏风险的类似复杂屉式环境中，例如化工、农业、医药、军事、环境保护等具体场景，这一技术满足较为广泛的通用性测试需要。

摘要:本研究由对超晶格随机数发生器的信号随机性检测为出发点展开。通过使用人工智能方法对发生器产生的随机信号进行检测和评估。针对这种新随机信号采用了几种常见的机器学习方法，来预处理一部分信号并试图训练聚类或网络模型，然后对随机数其他部分进行测试并判断随机性优劣。将此方法运用于比较正态分布随机数与超晶格发生器随机数，结论为超晶格随机数具有更好更明显的随机性，且各类机器学习方法在随机数性能检验中有价值，可以展望使用机器学习方法研究随机数及其相关的密码安全性的可能前景。

摘要:为解决步进电机控制精度和速度曲线的实时实现问题，对其速度控制方法进行研究。以两相混合式步进电机工作原理和数学模型为基础，在Simulink中构建了其开环控制系统模型，设计了一种可实时实现的抛物线形速度给定曲线算法，并与典型的梯形、指数型速度给定曲线算法进行了仿真比较。仿真结果表明，在单位控制周期内，抛物线型加减速曲线的最大无失步转动角度为990°，较其余两种算法至少提高了22%；驱动步进电机无失步转动360°的最小控制周期达到了42ms，较指数型提高了22.2%。论证了该加减速算法响应速度更快，控制精度更高，降低了失步、过冲现象的发生率，避免了机械柔性冲击，延长系统寿命。

摘要:无人机搭载固态激光雷达传感器施测水深和水下地形技术是近年来新发展的一种测量手段。本文综述和介绍固态激光雷达传感器技术，以及在近海、岛礁和内陆江河湖库的水深测量及水下-陆地一体化地形测绘的应用现状和发展前景。首先介绍水体中光波传播特性、水面光波反射特性，介绍无人机载双频激光雷达测深原理；然后，综述目前典型的机载海洋测深ALB系统和无人机挂载固态激光雷达测深系统及其应用情况；最后，总结分析无人机挂载激光雷达测深系统在施测应用中的技术难点问题，并结合固态激光雷达测深技术和应用现状对其发展前景进行了展望。

摘要:设计了应用于锁相环系统的鉴频鉴相器和电荷泵模块，通过将采样周期分为奇偶两组，避免了复位延迟信号过大带来的交叠问题。通过数据选择器将鉴频鉴相器分为奇偶周期，电荷泵的设计采用源极开关电荷泵结构，并加入运算放大器提高电荷泵的匹配特性和输出电压范围。基于TSMC N28 nm CMOS工艺，用Spectre对电路进行仿真。仿真结果表明，电荷泵电路在输出电压为0~0.9 V时充放电电流失配度小于0.4%，在输出电压为0.45 V时充放电电流失配度仅为0.028%；鉴频鉴相器和电荷泵级联仿真的动态特性曲线具有良好的线性度，且鉴频鉴相器输入两信号同相时，电荷泵输出平均电流仅为-4.159 nA，有良好的动态匹配特性。

摘要:由于水下环境复杂，采集的水下图像通常是退化的低质图像。因此本文提出一种多注意力机制引导的双目图像超分辨率重建算法，选择性挖掘学习图像特征信息，实现高质量图像重建。针对水下图像分辨率低问题，引入双层注意力机制来加强重要细节特征的学习；然后针对双目图像的视差特性，提出一种视差注意力机制来充分学习左右目图像的先验信息，有效提高了图像质量。在Middlebury数据集2倍和4倍重建图像的信噪比分别为33.3dB和28.39dB，表明本文算法可以在提高图像空间分辨率的同时保留图像细节信息；同时该算法在拍摄的真实水下图像上的重建效果优于其他算法，表明其能实现更高质量的水下图像超分辨率重建。

摘要:针对光伏电池组因位置偏差而无法进行电致发光成像的问题，对电池组位置偏差的机器视觉检测法进行了研究。通过图像预处理获取电池组的边缘特征，并利用亚像素检测法对边缘进行细分从而获得精确的边缘点坐标。再对所得的亚像素边缘点使用迭代重加权最小二乘法（IRLS）进行拟合得到边缘直线的方程。通过对比基本最小二乘法的拟合结果，证明了该算法针对边缘上的离群点具有较强的鲁棒性。而后通过位置偏差的检测实验评估了算法的性能，结果表明此算法的检测误差约1.792%，且平均检测耗时仅为224.7ms，因此能够满足实际应用的需求。最后通过对比实验，验证了该算法相比于传统方法有着更高的精度。

摘要:贴片元件AOI自动复判可提高检测的直通率和精度，降低人工目检带来的时间与经济成本。Chip元件作为PCB电路贴片元件中的最常用元件，其错误类型繁多，包括焊接的少锡、多锡、缺焊、水平与垂直偏移，以及本体的缺件、错件等问题。针对Chip元件，本文提出了一种基于AI的AOI复判检测方法，包括了本体与焊盘的定位、本体颜色或丝印的检测和元件焊接检测等三个步骤，每个步骤根据需求不同设计了相应的网络模型，并对上述模型分别进行了训练和测试。测试结果表明，本体与焊盘检测网络在IOU阈值为0.7，置信度阈值0.6的条件下，mAP为0.93，检测准确率94.94%；颜色判断网络平均准确率为99.41%；丝印字符检测网络检测准确率为97.6%；焊接问题检测网络准确率为92.27%。最后，跟据收集到233幅NG数据以及3万幅OK数据对整体流程进行测试，在保证233幅NG数据不出现漏判的前提下，该方法整体的误判率为11.2%，平均每幅运行耗时97.5ms。目前，该方法已在生产线上进行了试用，初步结果表明，该方法能够有效降低生产线上元件的误报率，降低人工成本，具有较好的应用前景。

摘要:针对公共场合、拥挤或者背景复杂的情况下，传统的行人检测与跟踪算法效果不佳以及出现误检的问题，本文提出了一种基于孪生网络的NMS算法，可提高拥挤人群下行人检测跟踪的准确率。该方法利用较少遮挡的可见部分，去除多余的检测框，为了获取可见部分，本文提出了一种双盒模型（DBM）来同时预测行人的全身部分和可见部分，确保整个检测网络中两者之间的对应关系，以便在行人检测任务上实现更好的性能。本文在CrowdHuman数据集上进行了实验验证，实验结果表明，在拥挤情况下对行人检测具有较好的鲁棒性和检测精度且优于其他模型5%左右。

摘要:大规模多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）技术作为5G移动通信中的关键技术，极大提高了通信容量，是轨道交通通信的重要发展方向。本文在真实的地铁隧道环境中针对3.5 GHz与5.6 GHz频段，对32x32的大规模MIMO系统进行了信道测量。根据测量数据，分析了地铁隧道中大规模MIMO信道特性。发现5.6 GHz频段的路径损耗指数略低于3.5 GHz频段。通过对比极化交叉率，发现拱形隧道内对+45°极化与水平极化有更强的去极化特性。隧道内信号的均方根时延扩展（root mean square delay spread, RMS-DS）普遍分布在10 ns以内。此外，发现信道容量随收发距离的增大逐渐减小， 3.5 GHz频段时32x32的MIMO信道容量为54.64 bit/s/Hz，略高于5.6 GHz频段时的53.35 bit/s/Hz。并且发现当天线阵元的极化方式与信道极化特性相匹配或阵元数目增加时，均会引起信道容量的增加。这些发现可以对未来地铁隧道中大规模MIMO技术的应用提供依据。

摘要:埋地输油管道发生泄露会造成周围土壤和地下水污染，严重威胁人民财产甚至是生命安全。文章首先研究了埋地输油管道泄露对其周围土壤孔隙度、水饱和度的影响，进而得到污染土壤的介电常数，然后利用计算机模拟不同泄漏情况下管道及其周围土壤的雷达回波，并对管道泄漏对雷达回波的影响进行分析，为提高埋地管道及其状况雷达探测数据解释有效性及探测精度提供支撑。

摘要:火箭飞行过程中的状态数据是评估其飞行性能的重要内容，针对火箭飞行时的各项传感器数据的采集存储问题,设计了一套采集系统。在系统硬件设计方面，采用模块化设计，以ARM Cortex-M系列的STM32H753芯片作为控制核心,采用16位高速ADC芯片AD7606保证系统的效率、采用开关采样控制芯片ADG1206提升了系统的同步性能，最后采用NANDFLASH芯片MTFC32GAKAECN-4M保证了系统的存储。软件设计方面，采用A/D转换、DMA传输的方案，确保了数据的正确采集、有效传输和稳定储存。最后，在系统测试中，输入模拟电压信号来模拟火箭飞行时各项传感器数据，进行采集和存储实验，计算分析了系统的采集精度、稳定性和存储性能，验证了系统的可靠性和正确性。

摘要:为了解决NAND FLASH存储器数据读写过程中产生误码的问题,提出了一种基于FPGA的NAND FLASH纠错编码方案。方案采用Micron公司的MT29F64G08ABAAA存储芯片并由FPGA控制器控制进行数据存储，每64Bytes产生18bits汉明码校验码，将写入FLASH中的汉明码校验码和读取数据时生成的汉明码校验码比较便可确定误码发生的位置，对该数据位进行取反便可对误码进行纠错。测试结果表明，写入和读取8GBytes数据若不采用纠错编码方案则在高低温和常温下测试均存在误码，采用纠错编码方案在20℃、60℃和-40℃环境温度下测试均无误码，实现了对NAND FLASH纠错的功能，提高了数据存储的准确度和稳定性。

摘要:网络流量分析系统是保障网络空间安全的重要技术手段之一，但传统的分析处理系统难以应对海量的网络数据，亟需特定设备对网络数据包进行预过滤处理，以减轻分析处理系统的负担。针对现有需求，本文设计了一种基于FPGA的160 Gbit/s网络数据包过滤系统。系统首先对16通道输入的网络数据包进行解析，在提取关键字段后，采用哈希表的方式和轮询仲裁机制实现多通道查询，最终过滤输出符合规则的数据包。仿真与板级测试结果表明，系统平均处理延迟为1.5us，有效过滤比达99.5%以上，满足16通道、单通道10 Gbit/s线速过滤要求。在XC7VX485T芯片上满足40960条关键字段查询时，存储资源占用不到80%，具有高吞吐、低延迟和高可靠性的特点，在主干网、数据中心等网络安全领域具有一定的实际应用价值。

摘要:针对高低不平复杂路面普通车辆难以跨越的情况，设计研发了一种新型牛魔王仿生机器人。对构成该机器人的机械结构和控制系统进行了研发设计。并对设计好的机器人采用Solidworks软件进行模拟仿真测试。仿真结果表明：所设计的牛魔王机器人实现了稳定步行，步行速度快，步行速度可达50cm／s；并实现了稳定快速转弯，转弯速度约为45cm／s，运行灵活，机动性强。将设计仿真测试良好的机器人采用优质材料加工组装调试出来，应用于2019的全国大学生机器人比赛中，该机器人可以迅速攀爬40cm高的台阶，比赛测试效果良好，取得了优异成绩。

摘要:地铁列车司机控制器是车辆的核心控制设备，是地铁列车牵引与控制的主令电器。针对现有司控器结构复杂，数字化水平较低，无法与地铁列车控制和诊断系统进行数据交互的问题，提出一种基于STM32的数字式司机控制器设计方案，并研制了样机。新方案采用2路9通道编码器检测牵引手柄位置，12路光电隔离器检测司机控制器IO节点的开关状态，测得的手柄位置信息和节点状态信息互为印证，满足误差方为有效；同时，设计了符合TRDP通信协议的工业以太网接口，可实时输出司机控制器状态；最后，为了验证系统的可行性进行了型式试验、网络一致性试验和实际装车调试。结果表明，所设计的数字式司机控制器结构紧凑、可靠性高、功能性强，基本满足了实际装车需要。该设计提高了地铁列车司机控制器的数字化水平，可实现多种类型故障自诊断和记录，提高了系统可靠性。

摘要:本文针对大功率移相全桥变换器进行研究，设计了该电路拓扑基于FPGA的数字控制方法。给出了开关电源系统控制策略，阐明了基于FPGA的数字PI算法、数字控制系统程序架构、及浮点运算的处理方法等电源数字控制系统多项关键技术。搭建了额定功率6kW的数字控制电源样机，进行了多项功能性能试验，实现了开关电源预期设计指标。试验结果表明，基于FPGA的数字控制系统，不仅能够保证开关电源的稳定运行，在运算速度、事件并行处理等方面具有良好的性能。该技术不仅局限于移相全桥电路拓扑，通过适当调整调制及控制策略可应用于其他开关电源拓扑电路。