摘要:塔康系统是近程军用无线电导航系统，针对现有机载塔康设备存在的测距跳变、无效和精度超差问题，分析了问题原因，介绍了塔康测距工作原理,结合综合化架构下的通信导航识别系统，提出了一种综合化机载塔康测距的双天线分集接收设计与实现方案，该方案介绍了综合化架构下的塔康功能方案构成，设计了双天线分集接收工作流程，分析了双天线分集接收的数据选择策略，提出并实现了基于测量结果决策级数据选择策略，采用卡尔曼滤波进行最优估计，通过比较距离预测残差，实时输出最优结果，解决了以往机载塔康天线切换的局限性及其存在的问题，并在实际工程中获得较好的应用。

摘要:针对目前“回南天”天气现象只能通过人工观测的现状设计了一种自动监测方法。该方法的硬件系统由气温、地板温度、湿度传感器和基于STM32的在线标校数据采集器组成，采用了开尔文四线检测设计和差分自校准等方法，精确测量空气温度、相对湿度和地板表面温度，再通过新马格拉斯公式进行露点温度的反算，结合发展趋势综合判断的方法，实时监测“回南天”天气的生消过程。试验结果表明，该方法能够准确判断“回南天”的出现和消失时间，当趋势线夹角A≤15°时发出轻度告警，当15°＜A≤30°时发出中度告警，当A＞30°时发出重度告警，对提前做好防潮防水措施具有参考价值。本设计可以为复杂的和精细化的环境和气象监测提供参考。

摘要:带通滤波器是交会参数毫米波探测器的重要组成单元，其性能直接影响探测信号的检测能力。根据毫米波探测器设计要求，提出了一种基于加载枝节T型谐振器的带通滤波器设计方案，在计算谐振器谐振频率和滤波器的结构尺寸基础上，根据双模阶梯阻抗谐振器模型，通过枝节加载，结合HFSS软件建模仿真优化得到中心频率在36GHz，带宽为1GHz的微带带通滤波器。仿真结果表明：该毫米波窄带滤波器带内插损小于3dB,带内回波损耗大于20dB,阻带衰减大于等于20@35.5GHz且大于等于20@36.5GHz，基本满足毫米波探测器使用要求。

摘要:为了使汽车驾驶模拟器得到更加准确的运动状态参数，首先建立了车辆的7自由度在环动力学模型和计算模型，得到以轮胎滚动角速度和驱动轮转向角为输入，且以横纵向和横摆角度为输出的二阶非线性常微分方程组，然后对二阶非线性常微分方程进行降阶处理，最后通过设定固定步长，并依次解算出车辆的运动状态参数。通过仿真实验表明：利用提出的解算方法得到的结果具有较高的精度，位移最大误差仅为0.0037m，速度最大误差仅为0.02m/s，横摆角速度和横摆角度的最大误差分别仅为0.0057 rad /s和0.0047 rad，运算耗时较扩展卡尔曼滤波估计方法相比降低了43.2%，能够大幅提升模拟驾驶的逼真度。

摘要:针对煤矿钻探设备参数信息收集整理困难的问题，结合钻探装备钻进工艺的要求，构建了钻探装备参数数据库功能框架、数据库的E-R模型和数据库结构，同时以钻进参数实时优化、岩性识别、实时浏览等为重点内容，设计了具有多目标参数优化模型、应用DMP监测、多叉树数据存储及数据分块调数等功能的钻探参数数据库系统。实验测试分析结果表明，基于C/S结构的数据库系统方案运行正常，在钻探装备运行决策和煤矿岩体特性识别方面性能提升效果明显，有助于提高钻探施工管理效率和钻探装备智能化水平。

摘要:针对目前商用锁定放大器在太赫兹光谱测量中存在的功能冗余、体积庞大、价格昂贵等问题，设计了一种精简的锁定放大电路。该电路采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32微控制器产生相对相位可编程控制的斩波信号和参考信号，结合平衡调制/解调器AD630实现锁定放大功能。基于诺顿等效定理提出了一种电流输入型锁定放大器测试系统，实现电流输入型锁定放大器的性能评估。经测试，设计的锁定放大电路最大相对误差仅0.56%，动态范围达到84.2dB。测试结果表明，该锁定放大电路满足太赫兹时域光谱系统中的应用需求。该锁定放大电路尺寸仅85×85 mm2，可通过串口指令编程控制参考信号相位、锁定放大增益和积分时间，并完成数据采集，便于系统集成应用。

摘要:针对告警接收机测量结果错误导致电子战相控阵的干扰波束无法对准目标问题，本文提出了一种基于宽波束的电子战相控阵使用方式，利用遗传算法设计了可以覆盖干扰空域的阵列方向图，对宽波束的干扰效能进行了分析。结果表明，在告警接收机出现测向误差大、虚警、型号识别错误等异常情况下，基于宽波束的电子战相控阵仍然可以正常工作，提高了设备可靠性。另外，针对宽波束发射增益下降导致的烧穿距离扩大问题，提出了提高阵列通道功率、根据距离远近切换工作模式等使用建议。

摘要:深海中蕴藏着丰富的矿产资源，掌握深海探测技术有着重要的战略意义。为了探测深海热液喷口附近的海底结核矿物，设计了搭载深海原位实验室的瞬发俘获型中子探测仪的信号测量电路。探测仪基于中子瞬发俘获反应原理，并利用安装在其结构内部的锗酸铋闪烁晶体，接受并分析被测核素经由中子激发后退激所产生的特征γ射线，以实现核素种类的鉴别。针对深海瞬发俘获型中子探测仪对电子学系统的要求，论文使用硅光电倍增管阵列设计了8通道、低功耗的探测信号测量电子学系统原型并在实验室搭建平台对系统的电子学性能和能量分辨率进行了测试。结果表明，论文所设计的电子学系统与该探测仪锗酸铋晶体和硅光电倍增管配套使用时，对1275keV伽玛射线的能量分辨率可以达到9.9%，满足该类探测仪的性能需求。

摘要:为了解决通信电路中“信号反射”的问题，本文提出了一种无反射陷波电路，用于“吸收”通信电路中特定频点处的微波信号。通过级联无反射陷波电路改善了现有吸收式滤波器的阻带抑制与吸收效率。采用砷化镓IPD工艺对电路进行版图设计，最终得到的器件版图尺寸仅有800um*500um*87.71um，1500um*500um*87.71um。版图仿真结果表明，基于砷化镓IPD工艺设计的无反射陷波滤波器能够有效吸收特定频率的微波信号，滤波器回波损耗始终大于12.5dB，平均吸收效率达到90%以上。改进后的无反射低通滤波器，在DC-3.5GHz频段内插入损耗小于2.5dB，在1.4倍截至频率处插入损耗达到20dB，在1.7倍截至频率处插入损耗达到40dB，具有良好的带外抑制性能。在反射信号吸收方面，DC-7.5GHz频率范围内，滤波器的回波损耗始终大于15dB，反射信号吸收效率高达95%以上。

摘要:针对舰船储能系统寿命损耗和经济成本相互制约的问题，本文提出了基于多目标遗传算法的舰船储能系统配置优化的方法。建立以寿命损耗、经济成本为目标函数的多目标优化模型，采用多目标遗传算法求出一组Pareto最优解集，并通过TOPSIS算法在Pareto最优解集中筛选出最优折中解。最后，利用MATLAB平台仿真功能强大、语言简单易用的特点，以双燃料发电机组电力推进舰船微电网系统为研究对象，设计仿真实例。结果表明，在舰船储能系统应用中，经过该算法优化后，经济成本增加了0.97%，但寿命损耗减少了8.7%，能够在控制经济成本几乎不变的情况下，有效地减少寿命损耗，兼顾了舰船储能系统的使用寿命和经济效益。验证了本文的优化配置方法行之有效，对实际生产应用中的储能系统配置优化具有重要参考价值。

摘要:针对现有的污染物浓度预测方法大多没有兼顾气象数据的时间和空间特征，导致预测精度大打折扣的问题。本文提出一种能够同时提取过程数据时间和空间特征的时空混合预测方法GPR-EN。首先，利用弹性网算法（elastic net, EN）全面分析样本点和目标点的空间关联性，并进行时空数据重构，为预测模型提供最优的变量输入。其次，借助于高斯回归模型（gaussian process regression, GPR）的强泛化能力，能够有效地处理时空数据的复杂非线性特性，更加全面地刻画了历史数据的时空依赖性。最后，在AQI数据集和空气SO2浓度数据集上进行仿真实验，实验结果标明所提方法比对比方法的预测精度提高22%以上。

摘要:针对目标位于阵列天线近场情况下的方向图综合问题，本文提出了一种基于成功父代选择框架下改进差分进化（SPS-JADE）算法的近场方向图综合方法。本文在对近场方向图时延参数表达式以及方向图模型进行推导分析的基础上，以一维直线非均匀阵列天线的阵元位置参数作为优化变量，以波束聚焦和降低旁瓣电平作为优化目标，将近场方向图综合问题转化为了优化问题，并针对该问题给出了改进的智能优化算法——SPS-JADE算法，以提高方向图综合的优化性能。通过仿真实验，对比了该算法与其他智能优化算法的近场方向图综合性能，实验结果表明，SPS-JADE算法表现优于对比算法，在角度维和距离维方向图中分别得到了平均低于-22.1dB和-9.3dB的归一化最高旁瓣电平结果，并成功实现波束聚焦，证明了该算法具有超越传统算法的良好的近场方向图综合能力。

摘要:针对传统蚁群算法的易陷入局部最优、求解精度低的缺点，本文提出了一种改进的粒子群-蚁群算法进行最优路径的求解。该算法采用具有线性递减惯性权重系数的粒子群算法进行路径预规划，由此得到蚁群算法的初始信息素分布；同时，通过在蚁群算法中引入了新的启发函数、线性递减的挥发系数和按路径长度排序的信息素增量系数，使算法的收敛速度得到提高。实验结果表明，该算法在两种环境下路径长度的误差分别为0%和0.9297%，与传统算法相比，本文算法具有更高的求解精度。

摘要:为了是使三维（3D）重建适用于多种目标形状，并提高处理速度，提出一种基于机器学习的3D重建方法，重点解决“下一个最优视点”（NBV）规划问题。首先，给出NBV的定义和计算，建立离散NBV搜索空间；然后，生成NBV，同时对该空间进行迭代式重建。此外，为了处理NBV的学习问题，提出一个基于3D卷积神经网络的分类方法，将可能的传感器位姿考虑为一个分类问题。实验结果表明，所提方法的重建精度优于VoxNet网络方法，能较好地满足约束条件；与高精度信息增益方法相比，所提方法也取得了较优和接近的重建覆盖率，对于不同形状，基本上4次扫描就可以达到较高的覆盖率，且重建速度快约90倍。

摘要:针对网络控制系统存在时延和丢包导致系统性能下降的问题，提出一种新的时延和丢包补偿方法。首先建立具有时延的网络控制系统空间模型，通过线性转换，将有时延的网络控制系统转化为无时延系统，并采用自回归算法对时延进行在线预测，然后给出一种改进趋近律的滑模控制器对时延进行补偿，采用具有逻辑判断功能的零阶保持器改善丢包问题。该方法在预测时延方面具有较好的实时性，在处理丢包问题方面有较好的系统稳定性和鲁棒性。通过Truetime平台仿真结果表明，该方法对网络时延和丢包有较好的补偿作用。

摘要:巡检机器人在人员视觉检测中，人员位置呈现高动态特点。针对近距离下机器人只能捕捉到人体的局部信息导致被动视觉检测效率低下的情况，提出了一种基于深度强化学习的主动视觉方法。该方法使用深度卷积网络提取图像特征，利用强化学习策略训练动作决策网络控制云台相机转动。实验结果表明，该算法可使机器人根据图像中出现的人体局部信息转动云台相机实现人脸主动搜索，突破了传统方法被动式检测的局限性，提高了视觉检测算法在机器人应用中的适应性。

摘要:利用遥感图像对海面上舰船进行监控已成为目前研究的热点，为了解决传统舰船检测需人工选择特征、耗时耗力、原始YOLO算法对密集分布小目标检测精度不高的缺陷，本文提出了一种基于YOLOv5的遥感图像舰船检测方法，使用Kaggle平台提供的遥感数据集，在Pytorch框架上训练，损失函数设计为CIOU_LOSS，目标框的选择使用DIOU_NMS算法，使被遮挡、重叠的目标检测效果增强。经实验对比，此目标检测模型对被遮挡、排列密集的舰船的检测精度优于其他模型，其平均检测精度由原始的88.75%提升到91.27%。

摘要:脑核磁共振图像经常存在较多噪声，并且边缘不清晰，使得传统的模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)聚类算法无法获得准确的脑肿瘤分割结果，为此提出一种基于马尔科夫随机场(Markov Random Field,MRF)和混合核函数聚类的脑肿瘤图像分割方法。首先采用粒子群算法初始化聚类中心；然后将传统核模糊聚类算法(KFCM)中的单一高斯核函数替换为混合高斯核函数；最后引入马尔科夫随机场的先验概率，修正算法的目标函数，增强算法的抗噪性。实验结果表明，所提出的算法在脑肿瘤图像分割中具有良好的抗噪性，并且分割精度明显高于传统算法，Dice指标和Jaccard指标的平均值分别达到0.9501和0.9051。

摘要:针对传统相关滤波算法进行改进,以提高算法在目标发生尺度变化、遮挡形变等复杂场景时的跟踪性能,本文提出一种融合尺度自适应和重检测机制的鲁棒性能的跟踪算法。该算法在融合FHOG和CN两种互补特征基础上,引入一种尺度自适应策略解决了尺度变化的问题,此外还进一步优化了模型更新策略并加入重检测机制,增强算法鲁棒性能。通过OTB100数据集测试结果表明,本文算法相对于KCF算法精确度和成功率分别提升4.9%和17%,平均跟踪速度为45帧/s,且在遮挡、尺度变化和光照变化等场景下表现优异,能有效实现长期跟踪目标。

摘要:在传统区域生长算法中，由于生长判定规则具有局限性，所以在分割医学图片时很容易产生过分割现象。为了解决过分割问题，本文提出了一种基于距离约束、多种子点加权的区域生长法对颞骨MR图像中的耳蜗区域进行分割。首先在区域生长法中添加一个距离约束条件，用于解决原始算法中存在的过分割问题；接着本文又进一步引入动态多种子加权生长规则，降低了因种子点选取不适造成的误差。经过在多组数据上进行实验，本文提出改进算法的Dice系数和交并比的平均值分别达到90.13%和88.59%，面积重叠误差和相对面积差平均值仅有11.64%和9.89%，较好于其他算法。

摘要:在带钢表面缺陷自动化检测过程中，由于摄像机本身以及摄像环境的影响，会导致获取的图像出现不均匀的亮度，这对后续的缺陷图像分割和识别有较大的影响。基于此，本文提出了一种基于改进同态滤波的亮度不均匀校正方法，结合带钢表面缺陷特点对滤波器的截止频率进行重新选择，针对带钢图像的高低频分量采用不同的滤波函数分别进行处理，再用处理后的高低频分量重构得到亮度校正后的图像。实验结果表明，本文改进同态滤波亮度校正后的图像质量更高，用亮度校正后的图像质量参数Q值对其进行评价，本文方法的平均Q值达到0.9014，相比其它方法的参数值更高。

摘要:为了加强对古建筑的保护，避免对古建筑造成“二次破坏”，采用GLS-2000三维激光扫描仪采集古建筑的信息，应用改进的ICP算法实现古建筑点云数据拼接，Geomagic软件实现点云数据去噪与精简，Revit软件提取古建筑特征线并进行3D建模。最后以古建筑的屋顶构件、廊桥构件为例，对BIM技术的应用效果进行分析，并测试了改进的ICP算法的应用效果。结果表明：通过BIM扫描技术可以准确确定古建筑的尺寸信息，建立古建筑3D模型，有效保存古建筑的信息。改进ICP算法的配准耗时为5.623秒，配准精度为4.21λ/mm，点云三维模型的误差均值为0.113m，中误差为0.154m，应用效果好。

摘要:针对快衰落环境下OFDM系统的导频辅助信道估计，受到信道状态波动影响较大的问题，提出了一种基于人工神经网络的OFDM系统信道辨识与补偿方法。首先，对传统判决反馈信道估计方法进行了分析，说明了其在快衰落环境下存在的问题。其次，利用判决反馈信道估计以恒定间隔获得部分信道状态信息，从而仅用少量估计的信道状态信息来训练人工神经网络。然后，采用Levenberg-Marquardt算法进行神经网络训练。最后，在人工神经网络训练后，所有数据符号索引被串行输入到人工神经网络，以便对信道状态信息的整体转移进行插值，从而有效地补偿信道变化。快衰落环境下的OFDM通信系统测试结果表明：在多普勒频率为700 Hz的高移动性环境下，相比于传统估计方法，该方法表现出更好的误码率性能，可以消除错误平层，误码率达到10-4以下。

摘要:针对智能电表在应用过程中出现的数据异常问题，通过定义为超出各负荷正常使用模式的任何异常用电实例或趋势，设计了基于负载、上下文和环境等不同类型的特征来构建数据驱动模型，评估了基于回归、基于神经网络、基于聚类和基于投影的四种不同的无监督学习方法在实际智能电表数据异常检测中的性能。结果表明，不同的异常检测方法对不同类型的异常具有不同的检测能力，其性能取决于用于训练该方法的特征集。因此，对于每种异常检测方法，都要仔细检查不同类型的特征。

摘要:针对基于开关霍尔初始位置检测的永磁直线伺服系统启动时初始定位误差大（+/-30°电角度）的问题，设计了一种降脉振高频电压信号注入和正反向电压脉冲矢量注入相结合的新方法。通过对高频电流响应信号进行解调、闭环位置解算及相位补偿，实现了动子初始位置快速高精度检测。仿真结果表明，该方法可实现动子初始位置快速检测，误差不超过+/3°电角度，相比基于开关霍尔初始位置检测的方案降低了90%，极大提高了永磁直线伺服系统启动初始位置检测的精度，可进一步提高电机启动平稳性。

摘要:针对现代化大棚种植技术的需要，设计一种能够实时监控大棚温湿度变化，并将结果实时显示到电脑上，以便用户能够时刻了解大棚内部温湿度变化。系统采用DS18B20采集温度数据；采用HR202L采集湿度数据，以XC7Z020为逻辑控制核心对采集的温湿度数据进行编帧处理，通过串口总线将处理的数据发送到Qt上位机上，Qt将接受到的数据进行可视化处理，以界面的形式实时显示大棚内部温湿度变化，并根据提前设置好的阈值对大棚内温湿度进行相应的调整。实验表明，与传统的人力劳动相比，该系统可以有效的减少成本，提高大棚内农作物的产量，增加人们的经济效益。

摘要:本文研究了红外遥感路温的干扰来源，分析了晴、多云和阴雨天气条件下路面红外遥感温度与行车干扰样本的特点，拟合干扰信号并分类，提出了一种基于均值－标准差作初始中心加速K-means聚类分离干扰信号，利用路面与车辆的温差、车辆信号的标准差和干扰信号的持续时间，识别车辆干扰、低速障碍物和环境突变的三种特征并保留环境突变数据，提高路面红外测温精度的方法。结果表明，该方法在晴天和多云天算对干扰信号的总体识分别为95.6%和90.9%，阴雨天的识别率为78.2%，能有效提高路面红外测温的准确度。

摘要:针对传感器使用寿命短，抗电磁干扰能力低的问题，文中设计了一种电感电容分离式传感器，此结构既延长了读取线圈的寿命，又减少了电感器的寄生电容和读取线圈的电阻对敏感信号的干扰，同时也提高了传感器的灵敏度。在温度范围为100℃⁓1300℃对传感器性能进行测试，结果表明传感器与线圈天线的耦合距离在10mm内，传感器谐振频率随温度的上升规律性向左偏移，测量灵敏度最低为2kHz/℃，高达7kHz/℃。由测试结果可知，该传感器可应用于恶劣环境下的温度监测且测试结果可靠。

摘要:在油气钻井领域中，由于钻杆柱长细比极大、地层非均质、作业参数不稳定等因素影响，钻头在井下存在多主频、多维度、多振幅复合的六自由度复杂振动，严重制约了油气钻井的安全高效进行。基于刚体运动理论，常规平面阵列方案存在方程欠定问题，难以进行角速度推算；常规空间阵列方案则需要在Z轴安装阵列传感器，无法满足钻井领域钻具内部中空预留流体通道的要求。文章设计了一种六棱柱框架的空间加速度传感器阵列，以同心圆形式预留中央流体通道，基于无约束最小二乘与神经网络推算，通过冗余配置实现了钻具三轴振动(加速度)与扭转（角速度、角加速度）的求解，载体等效坐标系振动参数推算误差小于5×10-3，符合油气钻井领域应用标准，为油气钻井领域振动调制创造了数据基础，并对常规领域传感器振动测试技术的工程实现具有一定的借鉴意义。

摘要:针对现有电阻式传感器转换电路的设计多采用桥式电路，其电路结构复杂的问题，提出了在一定应用场景中可以用极简化电路替代桥式电路的设计思想。通过对这两类电路比较仿真，指出在微处理器性能、模数转换电路分辨率不断提高的情况下，极简化电路也可以满足大多数场景的应用，从而使原材料成本在满足功能性能经济需求的情况下，向更低极限推进。在此基础上，提出了极简化电路定值电阻的最优器件选型方法。最后，以实际蓝牙体温计项目进行开发设计。经测试数据表明，测温误差小于等于0.1℃，满足国家标准的要求。

摘要:分布反馈半导体激光器的调谐特性是制约TDLAS（可调谐半导体激光吸收光谱）技术测量性能的因素之一。针对目前DFB激光器存在固有的波长调谐非线性问题，提出了基于多项式拟合电流预校准算法的调谐非线性校准方法。首先，搭建了激光器电流波长测量系统，实测了电流波长关系并对线性度进行分析，基于多项式拟合算法推导注入电流预校准数学模型。其次，分析了多项式拟合算法拟合效果，通过比较各阶拟合多项式的MSE值（均方误差）和收敛特性，选择了二次多项式作为校准函数。实验结果表明，相比未校准状态，基于多项式拟合电流预校准算法使校准后的MSE值有大幅度降低。其中，对较优的二次多项式拟合算法进行激光器调谐非线性误差分析，相比校准前15.39%，校准后降低至2.27%，验证了该校准方法能够大幅提高DFB半导体激光器电流波长调谐的线性度。