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2019,42(10):1-5, DOI:
Abstract:
野外基线是测绘科学技术领域中特殊的长度实物标准，可用来检定全站仪等光电测距仪的加、乘常数，为确保检定结果的真实、准确、可靠，定期进行野外基线的溯源是必不可少的。目前我国主要采用24 m因瓦尺或高精度光电测距仪2种方法实现野外基线的溯源，已有大量实验事实表明，我国野外基线的量值传递与国外仍存在着不一致的问题。随着我国制造业的快速发展和“中国制造2025”的提出，传统的野外基线溯源技术很难满足越来越高的精度要求，迫切地需要实现野外基线精密测距。结合国内外研究现状，对光干涉法、24 m因瓦尺法和高精度光电测距法进行总结，深入分析了3种野外基线溯源方式的优缺点。最后，对我国未来的基线场建设提出了一些思考与建议。
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2019,42(10):6-11, DOI:
Abstract:
电磁超声换能器（EMAT）由于不需要耦合剂、可应用于高温环境而获得广泛关注，但是存在换能效率低、超声回波信号幅值小、容易受到噪声干扰的问题，需要对其进一步研究。根据EMAT的工作机理，通过分析超声兰姆波回波信号的特点确定了接收电路的指标，设计并优化了阻抗匹配电路、前置放大电路以及低通滤波电路，同时设计了数字带通滤波器对信号进一步处理。首先对前置放大电路进行仿真，使其具备小信号接收能力。然后采用的三级负反馈电路结构的低通滤波电路，消除空间耦合噪声。最后搭建了铝板的EMAT探伤测试系统，结果表明设计的接收电路很好地实现了兰姆波的检出，为探伤系统的研制提供了基础。
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2019,42(10):12-15, DOI:
Abstract:
新疆输电线路在线监测装置在极寒环境下无法正常工作，为输电线路运维带来了一定的困难。为些提出了OPGW感应取能的实施方案，基于EMTP仿真平台建立了500 kV交流输电线路模型，仿真计算了地线感应电压和感应电流，并提出了双重保温方式。研究表明：地线感应电压和感应电流与档距、负荷功率正相关，基本不受土壤电阻率的影响；在档距为300 m，负荷功率为500 MW，地线取能装置的输出功率为137.8 W，完全满足输电线路在线监测装置的供电需求;在-45 ℃的长期极寒温度条件下，采用硅质纳米多孔保温层和红外线辐射膜加热的双重保温方式，仍能保证不低于-30 ℃的理想温度条件;供电电源采用保温措施后，在线监测装置平均无故障率由85.9%提高至99.6%，可靠性明显增加。研究结果为极寒地区输电线路在线监测装置提供了稳定供电的设计思路。
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2019,42(10):16-21, DOI:
Abstract:
为了解决多余力矩对电动负载模拟器强干扰，影响加载指令跟踪精度的问题，将基于粒子群优化的模糊PID控制方法用于加载电机控制器的设计。首先在分析加载电机结构以及工作原理的基础上建立了电动加载系统的数学模型，并利用结构不变性原理进行前馈补偿推导；其次针对常规PID控制器无法通过变参数来应对复杂的非线性环境，以及模糊PID量化因子、比例因子难以依靠经验调整问题，提出了一种基于模糊PID和粒子群优化算法的复合控制策略；最后通过仿真验证了该控制策略在对多余力矩消除上要优于常规的模糊PID控制。
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2019,42(10):22-27, DOI:
Abstract:
由于各种分布式能源的大量接入，电网需要加入储能单元以平抑潮流的波动。储能系统中，为了在宽输入、输出电压范围的情况下实现高效双向电能转换，探讨一种基于多模式控制的双向Buck-Boost DC/DC变换器。当输入电压显著高于输出电压时，变换器工作在Buck模式，采用谷值电流控制。当输入电压显著低于输出电压时，变换器工作在Boost模式，采用峰值电流控制。当输入电压接近输出电压时，变换器工作在Buck-Boost组合模式，采用移相控制来实现平滑过渡。为了实现高精度的输出和快速的动态响应，控制环路采用二型补偿器。通过Buck模式和Boost模式小部分重叠工作的方式，消除了传统Buck-Boost变换器在模式切换时存在的断续现象。制作的1 kW实验样机具有97.5%的峰值效率以及Buck模式与Boost模式平滑切换的特点。
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2019,42(10):28-32, DOI:
Abstract:
磁耦合谐振式无线电能传输技术是现代电工技术领域研究与开发的热点，是目前最有可能为便携式电器及植入式医疗器械、智能可穿戴技术，实时无线供电的一种最佳的电能柔性接入与传输手段。为了摆脱传统电源线的束缚，解决供电方式在空间与距离上的限制。以强耦合理论为基础制作了一套高度为20 cm、直径为60 cm、匝数为5.25的空心铜线发射及接收线圈，据此理论谐振频率为7.65 MHz，与实际测量值8 MHz偏差4.5%。通过8 MHz方波信号控制E类功率放大器栅极，在功放的漏极考虑了非线性电容和线性并联电容的非理想因素影响，并对外接电容值进行了优化以获得E类功放的最大效率。对功放的输出端进行阻抗匹配，达到最大功率发射。最后实现了发射线圈几何尺寸直径为60 cm的最大传输距离为6 m。由实验分析可知，本系统在传输距离上有很大的提高。
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2019,42(10):33-37, DOI:
Abstract:
为了提高双足机器人的实时控制能力，提出一种基于强化学习的双足机器人的实时避障位置控制方法。以机器人的双足步行稳定性为控制目标函数，构建双足机器人的实时路径动力学模型，以机器人质心运动的加速度和惯性力矩为被控对象，采用等效碰撞子模型进行双足机器人的实时避障路径规划，采用碰撞子模型和摆动子模型相结合的方法，进行双足机器人行走路径的纠偏参量反馈调节，采用模糊强化学习跟踪方法，进行双足机器人的误差增益控制，实现双足机器人的实时避障位置控制。仿真结果表明，采用该方法进行双足机器人控制的实时避障性能较好，纠偏能力较强，提高了机器人的自适应控制能力。
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2019,42(10):38-42, DOI:
Abstract:
无线电能传输技术是特种机器人实现轻量化可持续工作的关键技术。通过磁耦合谐振式无线充电时，须考虑金属障碍物对无线电能传输系统影响。将金属涡流效应等效互感耦合电路，通过耦合电路理论对传输系统建模。推导出电压增益系数传输方程，以及金属障碍物对传输系统的能量损耗表达式。随着耦合系数的变化传输系统依然存在频率分裂，临界耦合、过耦合和欠耦合情况。在给定传输系统参数下，临界耦合系数Kc=1.54×10-4，当存在存在金属障碍物时，K′c=1.09×10-2。金属障碍物导致无线传输系统电压增益减少，谐振频率偏移，耦合系数增大，耦合性能下降。通过仿真得到该系统存在金属障碍情况下输出电压的变化。
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2019,42(10):43-47, DOI:
Abstract:
以工作电压为70V、输出电流为9A的高压大功率芯片TO-3封装结构为例，首先基于热分析软件Flo THERM建立三维封装模型，并对该封装模型的热特性进行了仿真分析。其次，针对不同基板材料、不同封装外壳材料等情况开展对比分析研究。最后研究封装体的温度随粘结层厚度、功率以及基板厚度的变化，得到一个散热较优的封装方案。仿真验证结果表明，基板材料和封装外壳的热导率越高，其散热效果越好，随着粘结层厚度以及芯片功率的增加，芯片的温度逐渐升高，随着基板厚度的增加，芯片温度降低，当基板材料为铜、封装外壳为BeO，粘结层为AuSn20时，散热效果最佳。
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2019,42(10):48-51, DOI:
Abstract:
发动机悬置系统是汽车发动机的重要组成部分，在车辆行驶过程中发挥着支承发动机、阻隔振动、提高乘坐舒适等作用。通过对汽车发动机的建模和仿真，研究悬置元件刚度与悬置系统固有特性的关系。在Adams软件中建立发动机悬置系统的三维模型，进行仿真分析，并在Vibration振动模块中得到悬置系统的固有频率和振动模态能量解耦分布，分析得出隔振效果不佳，以悬置橡胶垫的刚度为优化参数，得到新的能量解耦分布，在主振方向的解耦率到达了80%以上。对比初始数据，解耦程度有很大的提高，说明优化后的数据对发动机的隔振有明显的效果，验证了优化设计方法的可行性。
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2019,42(10):52-57, DOI:
Abstract:
针对传统黑白色选系统检测速度慢、集成度低等问题，设计了一种基于ZYNQ-7000系列全可编程SoC为核心的新型图像色选系统。采用软硬件协同设计的方法;首先在PL端实现了线阵CCD图像采集、图像预处理等功能，然后使用AXI接口，将补正后灰度值、气阀输出信号和设置参数缓存至DDR3 SDRAM存储器，最后在PS端移植嵌入式Linux操作系统，进行图像特征检测和人机交互。实验结果表明，该系统可有效对待筛选物料的特征值参数进行测量，并进行选别，运行稳定可靠，满足工业应用要求。
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2019,42(10):58-62, DOI:
Abstract:
为了提高并联型H桥有源滤波器的工作效率，当电源电压失真时，更短的时间内计算出更精确的补偿电流，提出了一种自适应谐波检测算法和载波相移正弦脉冲宽度调制技术（CPS-SPWM）相结合的控制策略。首先通过自适应谐波检测算法快速准确地计算出参考补偿电流，为无差拍控制提供精确的补偿指令，然后采用外环电压PI控制实现桥臂电压稳定，并采用内环均压比例控制实现桥臂上子模块电容电压相同，最后通过CPS-SPWM为有源滤波器提供更准确的调制波信号。通过仿真结果，证明了改进的控制策略比传统方法具有更高的稳定性和准确率。
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2019,42(10):63-66, DOI:
Abstract:
大规模MIMO系统需要在有限的空间里采用多副天线，这将不可避免的引入耦合，耦合会影响MIMO系统性能。研究基于S参数的匹配网络MIMO系统注水容量。通过S参数网络模型，在传输端功率分配上引入注水定理，推导分析不同匹配条件下的容量闭合公式，通过Matlab对不同的接收端匹配条件下的容量进行仿真，包括：无耦合、自阻抗匹配和最优匹配几种情况。结果表明引入注水定理最大化传输端功率并且在接收端最佳共轭匹配的情况下，系统性能得到很大的改善和提高。
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2019,42(10):67-72, DOI:
Abstract:
无刷直流电动机（BLDCM）存在转矩脉动的突出缺点，提出了一种基于直流环节电压控制和模糊PID控制器的新型混合控制策略，以抑制无刷直流电机的转矩脉。电路拓扑包含功率因数校正降压转换器和逆变器。降压转换器通过控制直流电路电压来降低换向转矩脉动，使用模糊PID控制器和脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器在导通区域提供适当的电流。 Buck变换器降低了通过控制直流环节电压换向转矩脉动，逆变器使用模糊PID和PWM技术提供导通区域的电流。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动，仿真结果表明，该策略具有功率因数校正功能，可有效抑制转矩脉动，提升电机运行的鲁棒性。
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2019,42(10):73-77, DOI:
Abstract:
针对线性无线传感器网络中存在能量空洞的问题，给出一种线性无线传感器网络能耗均衡的非均匀网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外，剩余子监测区域从远到近使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡，同时需随机部署足够数量的中继传感器节点用于转发数据。经实测数据仿真表明，所提方案能有效地解决能量空洞问题，使得线性无线传感器网络可以实现均衡能耗的目的，且能够大大延长网络的寿命，对于提高实际线性无线传感网络的性能具有重要意义。
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2019,42(10):78-81, DOI:
Abstract:
重新构建得到了一种coflow调度算法-DeepCS，将coflow资源视图看成是需要进行后续处理的图像，根据之前学习策略来达到coflow的最佳调度效果。利用DNN提取特征参数时不必通过人为手动的方法进行设计，通过单独学习过程便可实现，给出深度增强学习系统。训练输入包含了各项网络与任务情景，并以动作概率分布作为输出，EPiSOdE作为单位开展训练过程。仿真结果得到：当coflow到达速率变大后，将会导致所有算法需要更长的coflow完成时间，此时调度算法流时间与的工作压力都会增加，从而形成更长的coflow平均完成时间；在较低的coflow到达速率下，VARYS和DeepCS具有相似的性能，都比PFABRiC的性能更好，并且DeepCS性能提升最快。
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2019,42(10):82-85, DOI:
Abstract:
研制的随钻近钻头工具能够有效地克服常规随钻测量系统测点远的不足，非常适合于在复杂地层或薄油层的情况下使用，具有现场组装方便、作业成本低的优势。其中近钻头方位伽马测量系统是其实现地质导向控制的核心。详细介绍了近钻头方位伽马测量系统的两大重要模块：扇区测量模块及伽马计数处理模块。现场实验证明该系统能够快速指示出工具穿越层位时的方向，满足现场作业要求，具有一定的市场价值。
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2019,42(10):86-89, DOI:
Abstract:
三角形光栅化是图形处理器必不可少的一环，为了提高三角形光栅化的效率，降低GPU硬件设计成本，结合Bresenham算法和基于加法的除法器两者各自的特点，提出了一种改进的Bresenham算法，并将其应用到三角形光栅化中。该算法通过软件仿真验证，并在FPGA的硬件测试平台中进行测试对比验证。结果表明，改进Bresenham算法能够较好的实现三角形光栅化，并且比传统Bresenham算法占用更少的硬件资源，相应降低了GPU硬件设计单位成本，变相提高了GPU中三角形光栅化效率。
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2019,42(10):90-94, DOI:
Abstract:
热控系统是风云三号气象卫星重要的组成部分，直接影响到卫星工作状态和使用寿命。卫星入轨后，在地面对该系统进行长期状态监视、异常检测与分析对于整星及各个有效载荷的安全运行具有重大指示意义。在对风云三号气象卫星热控系统热平衡原理、功能、组成等详细分析的基础上，对其地面健康管理机制及技术进行了系统研究，设计了相应的健康管理综合应用平台。以遥测数据为输入，构建了异常场景定性模型,实现了对风云三号气象卫星热控系统在轨状态的监视和健康管理，对卫星平台及各个载荷不同场景下的状态变化引起的温度波动事件进行关联分析及可视化表达,能够为卫星在轨安全运行提供有效预警和辅助保障，并具有推广价值。
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2019,42(10):95-98, DOI:
Abstract:
影像测量仪在工业测量等领域中，尤其是精密平面类零件的高精度测量方面具有广泛的应用。当测量满台零件时，传统影像测量仪需人工手动控制平台移动达到测量位置，导致测量时间延长、效率低。以通用的影像测量仪为实验平台，采用双目视觉系统进行测量，通过大视野相机将特征物从平台任意位置移动到小视野相机视野范围内，并利用小视野进行位置矫正，以达到精确定位。实验结果表明，该方法能有效地将大视野范围内任一特征点精确移动到小视野图像中心。最后，提出一种影像测量仪薄板类零件自动定位方法，实验证明该方法能有效降低测量时长，特征点粗定位误差在±0.05 mm以内。
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2019,42(10):99-104, DOI:
Abstract:
针对海洋漂流浮标运行时运动轨迹姿态多变影响传感器观测要素可靠性的特点，设计了基于三轴MEMS陀螺仪、加速度计、磁阻传感器的漂流浮标姿态测量系统。介绍了系统硬件组成结构及软件算法流程，采用四元数方法和PI调节算法进行姿态解算以及数据融合，并采用椭球拟合和阀值滤波方法修正补偿系统误差。实验测试表明，系统姿态测量效果良好，静态误差小、动态抗干扰性能较好，满足海洋漂流浮标姿态测量基本需求。
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2019,42(10):105-109, DOI:
Abstract:
软体机器人进行末端位姿调节时受到稳态误差干扰，导致软体机器人刚度独立控制问题性不好，为了提高软体机器人的末端位姿调节的稳定性，提出一种基于末端圆周标定的软体机器人刚度独立控制方法。采用刚体力学分解方法构建软体机器人的动力学分析模型，采用严格反馈控制方法进行软体机器人的末端位姿记忆性控制，利用比例－积分控制器进行软体机器人的末端圆周标定，采用机器人的逆运动学模型进行软体机器人的刚体独立性调节，在关节空间上通过纠偏量与编程轨迹的自适应镇定性调整实现机器人的末端位姿反馈修正，实现软体机器人的优化控制。仿真结果表明，采用该算法进行软体机器人刚度独立控制的稳态性较好，纠偏能力较强。
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2019,42(10):110-114, DOI:
Abstract:
为了对电磁发射系统中枢轨接触界面的接触阻抗进行测量与研究，研制了在低频条件下针对低阻抗的测量系统。通过阻抗变换法分别测量待测阻抗和标准阻抗两端的矢量电压，并通过基于自由轴的相敏检波法将矢量电压的实部和虚部分离开，根据标准阻抗电压和待测阻抗电压的相互关系求解待测阻抗的大小。系统通过STM32控制器作为信号发生器和控制器，采用开尔文四线法减小引线电阻和接触电阻的影响，采用软件补偿方法减小测量误差。测量结果表明，测量系统在10 kHz以内可正常工作，并且在测量100 Ω以内电阻具有较高精度。
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2019,42(10):115-119, DOI:
Abstract:
LNG燃气站作为天然气输配系统的重要工业场所，保障其安全运行、降低安全隐患等问题变得尤为重要。以液化气站实际工程项目为背景，为了提高中小型LNG燃气站控制系统的安全性能，降低生产成本，设计一套基于FIX组态软件及SHCAN现场总线的智能监控系统方案，实现人机交互界面，完成实时数据采集显示、远程监控控制、数据记载，报警等功能，满足LNG燃气站生产监控需求。测试结果表明，可在300 ms内刷新完成数据的实时显示，记录数年的历史数据，实现报警管理，并于2017年1月在辽宁营口大石桥青花集团实际投入使用至今，运行效果证明了该监控系统的设计方案正确有效。
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2019,42(10):120-125, DOI:
Abstract:
基于总线的分布式结构以其结构简单、易于扩展、可维护性强的优点已开始应用于无人机领域。以无人直升机为研究对象，在原有的集中式飞行控制系统的基础上进行技术升级改造，提出了一种基于CAN总线的分布式飞行控制系统设计方案。描述了基于CAN总线的分布式系统总体设计方案、硬件设计、通信机制、软件开发和实现，并进行了半物理仿真验证。测试结果表明，CAN总线实际占用带宽为10.5%，未出现丢帧现象，通信基准时钟同步精度小于150 μs，完全可以满足飞控系统的要求。通过进行全过程飞行半物理仿真，证明基于CAN总线的分布式飞控系统能够满足无人直升机飞控系统的实时性、可靠性等控制需求，设计达到了工程化的要求。
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2019,42(10):126-131, DOI:
Abstract:
近些年，卷积神经网络（CNN）出色地完成了许多机器视觉任务。但现有的软件实施方案无法很好地在便携式设备中实现，为此设计一种基于Xilinx 全可编程SoC的CNN系统，在固定资源的SoC平台下，只需较少资源即可实现快速的检测系统。系统实现多级流水线和输入数据复用的方法提高计算效率。系统硬件部分实现CNN计算，软件实现图片预处理及图片检测后处理，从而提高运行效率，系统可实现多种卷核的卷积操作，平均值池化，非极大值抑制抑制算法，实现图片中多人脸的准确定位。实验结果表明，在100 MHz的工作频率下，系统的平均计算速率为0.19 Gops/s，功耗仅为通用CPU的4.07%。
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2019,42(10):132-136, DOI:
Abstract:
为满足动态目标识别与跟踪系统对实时性、低功耗和小型化的要求，设计了一种以FPGA为核心的电路系统，辅以OV7670视频采集模块和VGA接口显示器，实现对视频图像进行采集、处理、矩形框标识，最终实现对动态的识别、跟踪和显示。其中，对图像的处理部分由FPGA完成，包括缓存、灰度处理、改进的位运算中值滤波、背景前景分离、帧间差分法与背景差分法融合进行运动目标检测与跟踪等，充分利用FPGA的高速并行处理的特点，结合片内RAM高速处理和片外SDRAM大容量特性，实现对视频数据的处理和存储。同时，系统具有抗干扰性较强、小巧、灵活、低功耗、通用性及可扩展性强等特点，既适合工业领域，又适合家居使用。
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2019,42(10):137-140, DOI:
Abstract:
近年来Nakagami-m衰落信道仿真模型的研究成为热点。为了得到最佳的衰落信道仿真模型，首先介绍了3种Nakagami-m(m<1)衰落信道仿真方法，分别是基于Beta函数仿真方法、基于近似逆累积分布函数仿真方法以及基于正弦求和仿真方法，通过Matlab仿真软件得到3种方法的幅度、相位以及包络自相关函数仿真图，比较分析得出基于近似逆累积分布函数变换的仿真方法最好，其次是基于Beta函数仿真方法，基于正弦求和方法效果最不理想。
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2019,42(10):141-146, DOI:
Abstract:
随着城市基础设施建设的发展，目前城市井盖管理普遍存在数量多、难于实现统一管理、不能及时发现井盖损坏和被盗的问题。本文提出了基于窄带物联网（NB-IOT）的智能井盖通信报警系统，采用传感器实时监测井盖信息，NB-IOT终端模块将状态信息发送到基站，基站再与NB-IOT的核心网连接，将状态数据发送到云平台，后台管理系统可以实时获取井盖的故障信息。通过大量的实验测试证明，提出的智能井盖通信机制是满足低功耗要求的，能够准确地检测井盖故障信息。
2019年第42卷第10期
2019年第42卷第10期
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基于多尺度通道注意力机制的行为识别方法
Abstract:
深度学习技术在基于可穿戴设备的行为识别任务中取得了较好的效果。然而,由于人体行为持续时间差异较大,传感器通道数较多,在使用卷积神经网络时,小尺度的感受野难以提取长序列关联,大尺度感受野会导致特征压缩降低网络对信号特征的分辨率。针对该问题,本文提出了一种基于多尺度通道注意力机制的行为识别方法(Multi Scale Channel Attention Human Activity Recognition, MSCA-HAR)。首先,从多个感受野提取时间特征和传感器通道特征,在保证信号具有低语义特征的同时提取信号的高语义特征；其次,在多尺度特征图之间建立跨通道关联,保证低语义特征和高语义特征之间的交互。MSCA机制能够充分融合多尺度特征和多个特征图的关联信息,增强对微弱信号和剧烈信号的识别能力。在UCIHAR、DSADS、PAMAP2和UniMib-SHAR数据集上进行的对比实验表明,MSCA-HAR方法相比SOTA方法在四个数据集上的分类准确率分别提升0.43%,0.75%,2.90%和0.83%。
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基于三维正交磁场的AFPMMM铁耗计算与分析
Abstract:
轴向磁场永磁记忆电机(AFPMMM)是一种新型结构的电机，铁耗的准确计算对电机性能分析有着重要意义。为了获得准确的AFPMMM铁耗，首先建立铁心多环分层模型并分析铁心典型位置处的磁场；其次，在经典损耗分离模型的基础上引入柱坐标系分解磁密以构建铁耗计算模型，该模型不仅考虑了高次谐波的影响，还通过磁滞损耗修正系数和涡流矫正函数来提高铁耗计算精度；最后对样机进行实验测试，将改进后的模型和几种计算方法的结果值同时与实测值进行对比。研究结果表明：改进后铁耗模型在各转速下的计算精度得到明显的提升，相比实验结果平均偏差3.45%，更加贴近实测值。
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基于四元数的两轮自平衡车控制系统研究
Abstract:
为了提高两轮自平衡控制系统的实时性和稳定性，提出了一种将四元数与PID相结合的两轮自平衡车控制机制。该机制基于四元数实现姿态角度的解算，基于PID算法实现平衡车的运动控制。该系统使用MPU-6050对平衡车的角速度和角加速度进行测量，使用编码器对电机转动速度进行测量，将这些测量数据作为平衡车控制系统的反馈，完成平衡车的控制，并可通过手机APP进行人机交互。在本文设计的控制算法下，平衡车在自平衡、载高度自平衡和载重自平衡三种场景下均可以保持良好的平衡性。采集了三种场景下平衡车俯仰角数据20000组，方差分别为0.013、0.084、0.065。在静置状态下与卡尔曼滤波算法和互补滤波算法进行了对比，在5000组的自平衡数据中平衡车的俯仰角方差为0.000239，相较于其他两种算法更小。上述实验结果表明了本研究提出的控制机制能够在满足平衡车控制实时性的同时实现平衡车的稳定控制。
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基于GA-BP模型的微带贴片天线设计和优化
Abstract:
传统的天线设计方法存在周期长、效率低等缺点，本文提出了一种结合机器学习的微带贴片天线自动设计和优化方法。首先，本文收集了1000组天线的几何参数及其对应的电磁响应结果作为数据集来训练神经网络模型，同时利用遗传算法来寻优该模型的初始权值和阈值，通过优化后的GA-BP模型预测120组天线在谐振点处的|S11|、-10 dB以下的有效区域及相应奖励值，然后将预测结果与实际仿真结果进行比较，验证了此方法预测的准确性。该模型还可以解决天线设计的逆向问题，通过给定的目标天线的电磁响应，来反向预测天线的几何参数。本文的实验结果表明，通过GA-BP模型进行回归预测所得到的天线电磁参数与其真实值的相关系数R2高达0.994，其预测能力显著优于BP神经网络模型。
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基于P&O的恒流变脉冲充电方案研究
Abstract:
针对无人机电池充电极化反应导致的耐用性问题，同时为了提高激光无线传能系统对无人机电池的充电速率，提出了一种P&O的恒流变脉冲充电方案。该方案首先使用P&O实现了对GaAs薄膜光电池最大功率点的跟踪，能够快速精准的追踪到最大功率点的电流电压，确保无人机在进行能量传输时的供能稳定性；之后结合P&O以及无人机锂电池的输出特性建立了基于P&O的恒流变脉冲充电方案，实现了对无人机锂电池极化反应的改善，从而提升无人机锂电池的耐用性和整体的充电速率。仿真结果表明，基于P&O的恒流变脉冲充电方案不仅可以提高无人机锂电池的耐用性，而且较常规的恒流、恒流恒压充电方法能够减少289s的充电时间，充电效率提升9.45%。
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BW-Net：用于视网膜血管图像分割的W-Net扩展框架
Abstract:
为了更准确地分割视网膜血管图像中的目标区域，提出了一种基于改进W-Net的网络BW-Net。该网络采用菱形结构融合的方式进行语义特征聚合，通过将含有菱形结构的部分逐层堆叠形成U型拓宽框架，并引入嵌套的密集跳跃连接形成最终模型。融合方案提高了特征图组合的灵活性，设计的跳跃连接减少了特征图之间的语义差距，从而减轻了优化器的学习压力，实现了更好的图像分割性能。使用DRIVE数据集验证了拟议网络的有效性。BW-Net在分割任务中获得的Dice相似性系数值、敏感性、特异性和准确性分别是76.86%、73.66%、99.12%和94.55%，比目前大部分的先进网络框架的输出表现较好，并且网络参数却得到了减少。结果证明了该扩展结构在视网膜血管图像分割性能上的改进。
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基于MTACNet网络的运动想象脑电分类
Abstract:
为了更好地利用到脑电信号中的相关特征，改善运动想象脑电的分类性能，构建了一种基于混合特征和并行多尺度TCN模块的多层卷积网络（MTACNet）。首先，搭建基于混合特征的多层卷积神经网络，并在其中嵌入高效通道注意力机制，选取PReLU作为激活函数，以提取脑电信号中的时域和空域信息；然后对TCN模块进行改进，构建并行多尺度时域特征提取模块，接入多层卷积网络，进一步挖掘不同时间尺度的特征信息。在公开数据集BCI_IV_2a和自采数据集SCU_MI_EEG上进行测试，平均分类准确率分别为86.15%、77.10%，标准差分别为9.17%、13.58%。并且针对自采数据集，设计了一种融合多频域脑电信号进行三通道输入的预处理方法，经过预处理后使平均分类准确率提升了3.29%。实验结果表明：与其他方法相比，本文所构建的分类网络取得了较为不错的分类效果，所设计的预处理方法能够降低复杂环境和无关干扰因素对分类结果的影响。
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融合注意力机制的轻量化道路交通标志检测方法
Abstract:
深度学习在自动驾驶环境感知领域发展逐渐成熟，但在城市道路上存在遮挡、重叠、残缺、小目标等情况下的多目标交通标志检测研究仍是目前关注重点。针对道路上的交通标志检测问题提出改进的YOLOv3目标检测方法：首先在YOLOv3的主干网络中引入深度可分离卷积层，优化卷积神经网络中的计算参数以减少计算量；其次在主干网络中的残差模块后引入CBAM空间通道注意力机制，增强网络对弱小特征信息的提取能力，提高对小目标交通标志的检测精度；最后改进原网络中的IOU交并比函数，引入CIOU交并比函数，减少候选框筛选不准的问题，提高目标检测准确率。实验基于CSTSDB开源交通标志数据集和部分自建数据集进行，实验结果表明，改进后的YOLOv3网络相比原YOLOv3检测算法对道路多目标交通标志的平均检测准确率（mAP）提高了约7%，并且对重叠、遮挡、小目标等交通标志漏检率更低，速度更快，有一定实际意义。
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改进的S曲线时间最优点到点多轴同步算法
Abstract:
针对传统S曲线模型存在的加加速度值不连续从而影响设备精度和使用寿命的问题，提出了一种新的轨迹规划及多轴同步算法。首先，采用分段三角函数构造了一种无限可微的15段加加速度模型，在此基础上插补出满足运动学约束的点到点时间最优轨迹，最终推导得到最小速度下的点到点多轴同步算法的参数化表达。该方法计算简单且能够得到解析解，同时可以保证生成的曲线平滑无冲击。仿真实验表明，所提出的方法与传统S曲线相比，总规划时间增加不超过5%的同时可生成连续平滑的轨迹，验证了所提出方法的正确性和有效性。
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基于FPGA的LEO卫星通信大频偏时钟恢复算法设计
Abstract:
在卫星高速数传通信系统中，多普勒效应等因素会导致收发符号定时偏差加大，采用Gardner时钟恢复算法可以有效地消除其影响。然而现有时钟恢复算法实现结构存在着采样速率和实现复杂度较高的问题，由于实际系统中采样率和硬件资源有限，使其难以满足更高速率以及更高定时偏差容忍度的需求。本文基于Gardner时钟恢复算法，提出了一种新的并行实现结构，通过引入增删状态机、样值调整模块以及符号抽取模块使其能够在两倍符号率采样时实现快速符号定时计算。仿真及FPGA板级测试表明，该结构适应QPSK/8PSK/16APSK多种调制格式，能够容忍高达±400*10^(-6)的定时频率偏差，且长期测试误码率稳定。另外，在实现625M Baud符号率的实时接收机系统时，本文所提出的并行实现结构相对传统结构节省了约37%的LUT资源以及一半以上的Register和DSP资源，在资源受限的实时通信系统中具有很大的应用价值。
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基于DSP的四声道超声气体流量测量技术研究
Abstract:
针对超声波流量计在低流速流体测量中准确性低、可靠性低、误差大的缺陷，提出一种基于数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）的四声道气体超声流量测量技术，首先，基于超声波流量计的测量原理选择时差法作为流量测量算法，并确定超声波流量计的声道布置方案；其次，采用数学积分法求取瞬时流量的加权系数，选取TI公司的TMS320F28335型DSP芯片，完成系统硬件的设计；最后，对接收信号进行滤波处理，模拟检测管道内静态和定量状态下流量情况。实验结果表明，在管道静态流量测量中各声道的平均测量误差为0.142%、0.214%、0.278%、0.365%，误差低于±0.4%，符合标准要求。而在低流速定量测量中，样机与标准表平均误差为0.945%，实验数据表明样机检测误差随气体流速的增大而减小，满足设计要求。
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面向北斗短报文的渐进式传输图像恢复算法研究
Abstract:
北斗三代卫星技术在电力方面的短报文通信和定位技术应用日趋成熟，但利用北斗短报文进行电力应急通信图像传输的相关研究尚不完善，尤其是图像经北斗短报文传输后的失真问题解决不够理想。本文提出了一种面向北斗短报文的渐进式传输图像恢复算法，首先以JPEG2000图像压缩算法为例，分析了渐进式图像传输技术与北斗短报文的特点，然后提出了JPEGRE图像恢复算法，利用峰值信噪比与结构相似性参数反映算法性能，最后通过实验方法证明JPEGRE图像恢复算法与其它流行算法相比具有更好的恢复能力。本文研究旨在提高有损压缩后图像恢复程度，辅助电力应急时做出更优的应急方案。
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基于EMD-GAF和改进的SERE-DenseNet的滚动轴承故障诊断方法
Abstract:
为了解决滚动轴承一维振动信号中故障特征微弱难以提取的问题；为了解决深度学习模型层数加深容易导致梯度消失或梯度爆炸从而引起模型恶化，导致故障诊断准确率低和鲁棒性差的问题，本文提出一种基于EMD-GAF和改进的SERE-DenseNet的滚动轴承故障诊断方法。将滚动轴承一维振动信号通过滚动采样后利用EMD对其进行分解并重构，再使用GAF将重构的一维信号转换为二维图像作为模型输入，模型方面选取DenseNet121为主干，引入了SERE模块，并将2层卷积的Dense Layer改进为3层稀疏的、基数为8的模块；将二维图像作为输入通过该模型进行特征提取和故障分类。采用凯斯西储大学的轴承数据集进行仿真实验，实验结果表明，本文方法能够准确地完成滚动轴承故障诊断，故障诊断最大准确率100%，10次实验平均准确率99.91%，与常见的深度学习模型进行比较，本文方法具有较大的优越性；在信噪比为10dB的环境下故障诊断准确率为96.48%，本文方法具有较强的鲁棒性。
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融合小波与非局部均值滤波的DSPI相位图去噪
Abstract:
数字散斑干涉技术在测量过程中引入的散斑噪声,会严重干扰相位的解调精度,降低了测量精度甚至可靠性,因此需要在解调之前对相位图进行去噪。尽管以正余弦均值滤波和窗口傅立叶变换滤波为代表的现有方法已经得到了广泛的应用,但是在许多场合,这些方法的相位保真、自适应降噪等能力尚不能完全满足测试要求,因此本文提出了一种新的具有自适应性的相位图去噪方法。该方法首先估计原始相位图的噪声方差,之后对图像分别进行正弦与余弦变换得到两幅图像,再对两幅图像分别进行若干层的小波阈值去噪与非局部均值滤波,最后对处理后的两幅相位图进行反正切运算并且再次估计其噪声方差,根据图像噪声方差这一判据迭代进行上述去噪操作,实现相位图的自适应降噪。实验结果表明：针对同一张含噪相位图与传统正余弦均值滤波相比,本文方法噪声方差减少了0.38、L算子和减少了0.2、SSIM提高了0.16,同时,图像信息熵仅相差0.1。该方法能够有效抑制相位图中的相干噪声,充分保留相位边缘信息,同时能够有效避免因不适当的迭代滤波次数所导致的相位失真或噪声残留。
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压阻式微差压传感器倾角误差分析与研究
Abstract:
针对压阻式微差压传感器在不同姿态位置下倾角误差大的问题，本文设计了符合灵敏度要求的四种量程的微差压传感器，结果发现，单岛膜结构在硅岛边缘形成了应力集中，双岛膜结构在两岛之间中心位置形成了应力集中，均有助于提高灵敏度。通过单隔离膜片微量充油封装设计减少对倾角误差的影响，结果表明，传感器零点输出与倾角角度近似线性关系。差压量程越小，倾角误差越大。其中，2kPa时倾角误差不超过0.94%。本文研究为微差压传感器设计及其倾角误差分析提供了依据。
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无人机辅助无线通信位置和波束联合优化方法
Abstract:
无人机辅助无线通信具有部署灵活，覆盖范围大等优势，但仍存在路径损耗大，吞吐量和传输能力低的缺点。将波束赋形技术引入无人机辅助无线通信中，可以有效补偿通信路径损耗，缓解小区内或小区间干扰。因此，本文面向无人机辅助无线通信系统，在地面基站和无人机上配备均匀平面阵列来实现波束赋形，以最大化系统容量。针对优化变量高维且高度耦合的非凸问题，提出了一种高效迭代算法来联合优化中继无人机位置和波束赋形向量，首先通过块坐标下降法将原问题转化为中继无人机位置优化和波束赋形向量优化两个子问题，然后利用连续凸逼近算法将两个子问题转化为凸优化问题进行求解。仿真结果表明，算法具有较好的收敛性能，并且能够切实提高系统容量。
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基于加权效用函数的LoRa扩频因子和码率分配
Abstract:
针对大规模LoRa网络数据包到达率（Packet Delivery Rate，PDR）下降、能耗急剧增加的问题，提出了基于加权效用函数的LoRa扩频因子和码率分配方法。首先，建立扩频因子和码率对PDR和能耗的耦合影响关系；然后，基于赏罚机制建立PDR和能耗的效用函数，并以它们的加权值为目标函数，利用贪心算法进行扩频因子和码率联合分配；最后，通过遍历搜索的方法确定最优的权重系数。仿真结果表明，相比目前最新的CA-ADR算法，所提算法的网络平均PDR提高了21.2%，网络平均能效提高165%。本文算法有效提高了LoRa网络的通信可靠性和终端设备的生命周期，在智慧城市、智慧农业等众多场景具有较高的应用价值。
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基于卷积神经网络的局部放电声音识别研究
汪志成, 王泽旺, 朱梦帆, 周书民, 纪荣焕, 张斌, 嵇志腾, 裴梦新
Abstract:
针对变压器与中压开关柜传统绝缘状态检测方法依赖人工的问题，本文基于可听声声音识别方法，通过将电力设备放电故障声音与正常工况声音、环境噪声进行混叠制作样本集，以模拟真实电力设备运行环境；对故障声音进行预处理后，使用声谱图提取声音的短时频率、能量分布等特征，构建声谱图数据集，结合改进的卷积神经网络实现对放电故障的检测；通过加入注意力机制，调节指数衰减学习率、数据集样本数量、音频采样率等方式进一步提升网络的精度，最终设计的网络模型识别准确率最高可达99.2%，相比其他检测方法优势明显，可实现对放电故障的在线检测。
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面向抗干扰跳频通信的混合改进DQN决策算法
Abstract:
针对复杂电磁环境下的跳频抗干扰通信决策问题，本文提出了一种新的混合深度循环Q网络（Mixed Deep Recurrent Q-learning Network，MixDRQN）决策算法。该深度决策算法有效集成了双深度Q网络（Double Deep Q-learning Network，DoubleDQN）和对决深度Q网络（Dueling Deep Q-learning Network，DuelingDQN）两种决策机理的优点，并在信号处理前端引入长短时记忆（Long Short-Term Memory，LSTM）层，以增强决策网络对输入频谱瀑布信号的时间相关特征提取能力。研究表明：所提出的混合决策算法通过引入DoubleDQN解决了基于\varepsilon-greedy算法导致的Q值估计偏高的问题，同时通过DuelingDQN和前端增加的LSTM层，能有效学习输入频谱瀑布信号的时间相关特征。实验结果显示：所提方法在多种干扰信号下的收敛速度及抗干扰性能均显著提升，收敛速度较已有算法提升8倍以上。
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2016,39(11):183-186, DOI:
Abstract:
针对矿井胶带运输系统中温度传感器运行情况不能进行实时现场检测的问题，设计了一种基于Smith预估补偿控制的便携式井下运输机温度传感器检测装置。详细介绍了该装置的工作原理，阐述了恒温箱、本安电源电路的硬件设计及基于Smith预估控制的驱动系统的设计，并给出了装置的软件主程序流程图。实验结果和现场运行结果表明该装置具有携带方便、测量准确、实时现场检测等特点。
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2019,42(10):1-5, DOI:
Abstract:
野外基线是测绘科学技术领域中特殊的长度实物标准，可用来检定全站仪等光电测距仪的加、乘常数，为确保检定结果的真实、准确、可靠，定期进行野外基线的溯源是必不可少的。目前我国主要采用24 m因瓦尺或高精度光电测距仪2种方法实现野外基线的溯源，已有大量实验事实表明，我国野外基线的量值传递与国外仍存在着不一致的问题。随着我国制造业的快速发展和“中国制造2025”的提出，传统的野外基线溯源技术很难满足越来越高的精度要求，迫切地需要实现野外基线精密测距。结合国内外研究现状，对光干涉法、24 m因瓦尺法和高精度光电测距法进行总结，深入分析了3种野外基线溯源方式的优缺点。最后，对我国未来的基线场建设提出了一些思考与建议。
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2016,39(11):126-130, DOI:
Abstract:
针对车内空气质量远程实时监测，设计了一种基于卡尔曼滤波的车内空气远程实时监测系统。系统以Exynos 4412微处理器为控制与信号处理核心，通过多个气体传感器采集PM2.5、PM10、甲醛浓度以及温度、湿度数据，在均值滤波消除数据的脉冲噪声后，利用卡尔曼滤波递归估计出气体最优数值，降低车辆不同状态下对传感器采集数值的精度影响，提高车辆空气质量监测的精度。监测数据在安卓开发板上绘图显示，并发送至移动终端，实现远程实时监测。当超过空气正常阈值，移动端可反向对车内进行声光报警与通风控制。实验表明，该系统能够有效提高污染气体监测的准确性与移动性。
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2019,42(10):6-11, DOI:
Abstract:
电磁超声换能器（EMAT）由于不需要耦合剂、可应用于高温环境而获得广泛关注，但是存在换能效率低、超声回波信号幅值小、容易受到噪声干扰的问题，需要对其进一步研究。根据EMAT的工作机理，通过分析超声兰姆波回波信号的特点确定了接收电路的指标，设计并优化了阻抗匹配电路、前置放大电路以及低通滤波电路，同时设计了数字带通滤波器对信号进一步处理。首先对前置放大电路进行仿真，使其具备小信号接收能力。然后采用的三级负反馈电路结构的低通滤波电路，消除空间耦合噪声。最后搭建了铝板的EMAT探伤测试系统，结果表明设计的接收电路很好地实现了兰姆波的检出，为探伤系统的研制提供了基础。
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2019,42(10):12-15, DOI:
Abstract:
新疆输电线路在线监测装置在极寒环境下无法正常工作，为输电线路运维带来了一定的困难。为些提出了OPGW感应取能的实施方案，基于EMTP仿真平台建立了500 kV交流输电线路模型，仿真计算了地线感应电压和感应电流，并提出了双重保温方式。研究表明：地线感应电压和感应电流与档距、负荷功率正相关，基本不受土壤电阻率的影响；在档距为300 m，负荷功率为500 MW，地线取能装置的输出功率为137.8 W，完全满足输电线路在线监测装置的供电需求;在-45 ℃的长期极寒温度条件下，采用硅质纳米多孔保温层和红外线辐射膜加热的双重保温方式，仍能保证不低于-30 ℃的理想温度条件;供电电源采用保温措施后，在线监测装置平均无故障率由85.9%提高至99.6%，可靠性明显增加。研究结果为极寒地区输电线路在线监测装置提供了稳定供电的设计思路。
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2019,42(10):16-21, DOI:
Abstract:
为了解决多余力矩对电动负载模拟器强干扰，影响加载指令跟踪精度的问题，将基于粒子群优化的模糊PID控制方法用于加载电机控制器的设计。首先在分析加载电机结构以及工作原理的基础上建立了电动加载系统的数学模型，并利用结构不变性原理进行前馈补偿推导；其次针对常规PID控制器无法通过变参数来应对复杂的非线性环境，以及模糊PID量化因子、比例因子难以依靠经验调整问题，提出了一种基于模糊PID和粒子群优化算法的复合控制策略；最后通过仿真验证了该控制策略在对多余力矩消除上要优于常规的模糊PID控制。
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2019,42(10):33-37, DOI:
Abstract:
为了提高双足机器人的实时控制能力，提出一种基于强化学习的双足机器人的实时避障位置控制方法。以机器人的双足步行稳定性为控制目标函数，构建双足机器人的实时路径动力学模型，以机器人质心运动的加速度和惯性力矩为被控对象，采用等效碰撞子模型进行双足机器人的实时避障路径规划，采用碰撞子模型和摆动子模型相结合的方法，进行双足机器人行走路径的纠偏参量反馈调节，采用模糊强化学习跟踪方法，进行双足机器人的误差增益控制，实现双足机器人的实时避障位置控制。仿真结果表明，采用该方法进行双足机器人控制的实时避障性能较好，纠偏能力较强，提高了机器人的自适应控制能力。
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2019,42(10):22-27, DOI:
Abstract:
由于各种分布式能源的大量接入，电网需要加入储能单元以平抑潮流的波动。储能系统中，为了在宽输入、输出电压范围的情况下实现高效双向电能转换，探讨一种基于多模式控制的双向Buck-Boost DC/DC变换器。当输入电压显著高于输出电压时，变换器工作在Buck模式，采用谷值电流控制。当输入电压显著低于输出电压时，变换器工作在Boost模式，采用峰值电流控制。当输入电压接近输出电压时，变换器工作在Buck-Boost组合模式，采用移相控制来实现平滑过渡。为了实现高精度的输出和快速的动态响应，控制环路采用二型补偿器。通过Buck模式和Boost模式小部分重叠工作的方式，消除了传统Buck-Boost变换器在模式切换时存在的断续现象。制作的1 kW实验样机具有97.5%的峰值效率以及Buck模式与Boost模式平滑切换的特点。
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2019,42(10):43-47, DOI:
Abstract:
以工作电压为70V、输出电流为9A的高压大功率芯片TO-3封装结构为例，首先基于热分析软件Flo THERM建立三维封装模型，并对该封装模型的热特性进行了仿真分析。其次，针对不同基板材料、不同封装外壳材料等情况开展对比分析研究。最后研究封装体的温度随粘结层厚度、功率以及基板厚度的变化，得到一个散热较优的封装方案。仿真验证结果表明，基板材料和封装外壳的热导率越高，其散热效果越好，随着粘结层厚度以及芯片功率的增加，芯片的温度逐渐升高，随着基板厚度的增加，芯片温度降低，当基板材料为铜、封装外壳为BeO，粘结层为AuSn20时，散热效果最佳。
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2019,42(10):28-32, DOI:
Abstract:
磁耦合谐振式无线电能传输技术是现代电工技术领域研究与开发的热点，是目前最有可能为便携式电器及植入式医疗器械、智能可穿戴技术，实时无线供电的一种最佳的电能柔性接入与传输手段。为了摆脱传统电源线的束缚，解决供电方式在空间与距离上的限制。以强耦合理论为基础制作了一套高度为20 cm、直径为60 cm、匝数为5.25的空心铜线发射及接收线圈，据此理论谐振频率为7.65 MHz，与实际测量值8 MHz偏差4.5%。通过8 MHz方波信号控制E类功率放大器栅极，在功放的漏极考虑了非线性电容和线性并联电容的非理想因素影响，并对外接电容值进行了优化以获得E类功放的最大效率。对功放的输出端进行阻抗匹配，达到最大功率发射。最后实现了发射线圈几何尺寸直径为60 cm的最大传输距离为6 m。由实验分析可知，本系统在传输距离上有很大的提高。
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2017,40(6):1-4, DOI:
Abstract:
为了避免人影地面作业发射的弹丸，在空中未爆而落地时造成地面人员或重要设施损伤，利用遥感、全球定位系统和地理信息技术，设计研发了分析人影高炮、火箭安全射界的技术系统。系统从Spot高分辨率遥感影像解译图上提取地物信息，通过系统数据库的高炮作业点经纬度信息和人影作业终端系统(手持终端)的GPS定位信息，获取作业点精确位置信息，结合不同类型火箭、高炮的弹道参数，分析了高炮、火箭安全射界，射界分析结果直观、可靠，操作方便快捷，为人影地面作业安全提供了科学依据。
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2019,42(10):48-51, DOI:
Abstract:
发动机悬置系统是汽车发动机的重要组成部分，在车辆行驶过程中发挥着支承发动机、阻隔振动、提高乘坐舒适等作用。通过对汽车发动机的建模和仿真，研究悬置元件刚度与悬置系统固有特性的关系。在Adams软件中建立发动机悬置系统的三维模型，进行仿真分析，并在Vibration振动模块中得到悬置系统的固有频率和振动模态能量解耦分布，分析得出隔振效果不佳，以悬置橡胶垫的刚度为优化参数，得到新的能量解耦分布，在主振方向的解耦率到达了80%以上。对比初始数据，解耦程度有很大的提高，说明优化后的数据对发动机的隔振有明显的效果，验证了优化设计方法的可行性。
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2019,42(10):52-57, DOI:
Abstract:
针对传统黑白色选系统检测速度慢、集成度低等问题，设计了一种基于ZYNQ-7000系列全可编程SoC为核心的新型图像色选系统。采用软硬件协同设计的方法;首先在PL端实现了线阵CCD图像采集、图像预处理等功能，然后使用AXI接口，将补正后灰度值、气阀输出信号和设置参数缓存至DDR3 SDRAM存储器，最后在PS端移植嵌入式Linux操作系统，进行图像特征检测和人机交互。实验结果表明，该系统可有效对待筛选物料的特征值参数进行测量，并进行选别，运行稳定可靠，满足工业应用要求。
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2019,42(10):38-42, DOI:
Abstract:
无线电能传输技术是特种机器人实现轻量化可持续工作的关键技术。通过磁耦合谐振式无线充电时，须考虑金属障碍物对无线电能传输系统影响。将金属涡流效应等效互感耦合电路，通过耦合电路理论对传输系统建模。推导出电压增益系数传输方程，以及金属障碍物对传输系统的能量损耗表达式。随着耦合系数的变化传输系统依然存在频率分裂，临界耦合、过耦合和欠耦合情况。在给定传输系统参数下，临界耦合系数Kc=1.54×10-4，当存在存在金属障碍物时，K′c=1.09×10-2。金属障碍物导致无线传输系统电压增益减少，谐振频率偏移，耦合系数增大，耦合性能下降。通过仿真得到该系统存在金属障碍情况下输出电压的变化。
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2019,42(10):63-66, DOI:
Abstract:
大规模MIMO系统需要在有限的空间里采用多副天线，这将不可避免的引入耦合，耦合会影响MIMO系统性能。研究基于S参数的匹配网络MIMO系统注水容量。通过S参数网络模型，在传输端功率分配上引入注水定理，推导分析不同匹配条件下的容量闭合公式，通过Matlab对不同的接收端匹配条件下的容量进行仿真，包括：无耦合、自阻抗匹配和最优匹配几种情况。结果表明引入注水定理最大化传输端功率并且在接收端最佳共轭匹配的情况下，系统性能得到很大的改善和提高。
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2019,42(10):58-62, DOI:
Abstract:
为了提高并联型H桥有源滤波器的工作效率，当电源电压失真时，更短的时间内计算出更精确的补偿电流，提出了一种自适应谐波检测算法和载波相移正弦脉冲宽度调制技术（CPS-SPWM）相结合的控制策略。首先通过自适应谐波检测算法快速准确地计算出参考补偿电流，为无差拍控制提供精确的补偿指令，然后采用外环电压PI控制实现桥臂电压稳定，并采用内环均压比例控制实现桥臂上子模块电容电压相同，最后通过CPS-SPWM为有源滤波器提供更准确的调制波信号。通过仿真结果，证明了改进的控制策略比传统方法具有更高的稳定性和准确率。
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2019,42(10):78-81, DOI:
Abstract:
重新构建得到了一种coflow调度算法-DeepCS，将coflow资源视图看成是需要进行后续处理的图像，根据之前学习策略来达到coflow的最佳调度效果。利用DNN提取特征参数时不必通过人为手动的方法进行设计，通过单独学习过程便可实现，给出深度增强学习系统。训练输入包含了各项网络与任务情景，并以动作概率分布作为输出，EPiSOdE作为单位开展训练过程。仿真结果得到：当coflow到达速率变大后，将会导致所有算法需要更长的coflow完成时间，此时调度算法流时间与的工作压力都会增加，从而形成更长的coflow平均完成时间；在较低的coflow到达速率下，VARYS和DeepCS具有相似的性能，都比PFABRiC的性能更好，并且DeepCS性能提升最快。
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2019,42(10):67-72, DOI:
Abstract:
无刷直流电动机（BLDCM）存在转矩脉动的突出缺点，提出了一种基于直流环节电压控制和模糊PID控制器的新型混合控制策略，以抑制无刷直流电机的转矩脉。电路拓扑包含功率因数校正降压转换器和逆变器。降压转换器通过控制直流电路电压来降低换向转矩脉动，使用模糊PID控制器和脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器在导通区域提供适当的电流。 Buck变换器降低了通过控制直流环节电压换向转矩脉动，逆变器使用模糊PID和PWM技术提供导通区域的电流。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动，仿真结果表明，该策略具有功率因数校正功能，可有效抑制转矩脉动，提升电机运行的鲁棒性。
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2019,42(10):82-85, DOI:
Abstract:
研制的随钻近钻头工具能够有效地克服常规随钻测量系统测点远的不足，非常适合于在复杂地层或薄油层的情况下使用，具有现场组装方便、作业成本低的优势。其中近钻头方位伽马测量系统是其实现地质导向控制的核心。详细介绍了近钻头方位伽马测量系统的两大重要模块：扇区测量模块及伽马计数处理模块。现场实验证明该系统能够快速指示出工具穿越层位时的方向，满足现场作业要求，具有一定的市场价值。
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2019,42(10):73-77, DOI:
Abstract:
针对线性无线传感器网络中存在能量空洞的问题，给出一种线性无线传感器网络能耗均衡的非均匀网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外，剩余子监测区域从远到近使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡，同时需随机部署足够数量的中继传感器节点用于转发数据。经实测数据仿真表明，所提方案能有效地解决能量空洞问题，使得线性无线传感器网络可以实现均衡能耗的目的，且能够大大延长网络的寿命，对于提高实际线性无线传感网络的性能具有重要意义。
