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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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单向CFRP表面缺陷的涡流检测与有限元仿真研究*
Abstract:
针对目前钢制拉索耐腐蚀性差，寿命周期短，同时无法满足当前工程应用中超大跨距的要求，碳纤维复合材料因具有优异的机械性能和稳定的化学性能，为寻找替代钢拉索的新材料拉索提供了新的研究方向。本研究利用实验与数值仿真相结合的方法，开展CFRP裂纹损伤结构的涡流场分析与检测。结果表明，当激励频率为1250 kHz时，线圈对碳纤维板索裂纹损伤检测最为敏感。裂纹处信号幅值随裂纹深度的增加而增加；随裂纹宽度的增加呈现先增加后减小的趋势，在裂纹宽度为1.5 mm时幅值达到最大值。通过CFRP涡流场有限元仿真，能够有效地验证实验结果。涡流检测技术可以有效应用在CFRP的损伤缺陷检测当中，为今后利用电磁涡流技术实现CFRP拉索的在役缺陷检测提供参考依据。
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基于改进YOLOv5的轨道交通障碍物检测算法
Abstract:
针对复杂的轨道交通背景下障碍物检测精度低和检测速度慢的问题，提出了一种改进YOLOv5的目标检测网络模型。首先，采用基于注意力机制的轻量级Transformer主干EMO来替换YOLOv5原有backbone中的部分模块，保证轻量化的同时，还能够提高模型的准确性和稳定性；其次，使用Focal-EIoU来替换YOLOv5中的CIoU损失函数，以解决CIoU引起的训练效率低、收敛速度慢等问题；最后使用轻量化上采样算子CARAFE来替换YOLOv5算法中原有的上采样层，在没有引入过多参数和计算量的情况下具有更大的感受野，提高了检测精度和检测速度。实验结果表明，该方法相较于原始的YOLOv5网络模型平均精确度提升了11.1%，准确率提升了13%，召回率提升了11.4%，检测速度达到了60.7帧/秒。所提出的方法在目标检测任务中表现出了较好的性能，有效增强了轨道交通背景下目标检测模型的检测性能。
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可级联组网的无线时间比对系统设计
Abstract:
随着科技的发展,越来越多的场合需要实现多个终端间的纳秒量级高精度时间比对,例如现代化军事靶场、战场、雷达观测基地等。现阶段常用的纳秒量级多终端间的时间比对方法是导航卫星共视法,该方法需要搭建数据交换链路,应用的灵活性受限。本文基于无线伪随机码测距原理、双向时间比对原理和码分多址技术,设计出一套可以自适应组网的高精度时间比对系统,不需要额外搭建数据交互通路即可实现级联节点之间的纳秒量级时间比对。其次,分析了利用该系统实现纳秒量级时间比对的技术难点,并提出了相应的解决方法。最后,搭建实验平台对设计的时间比对系统进行验证。实验结果表明,在500米的无线比对基线下,可以实现优于0.5ns的静态时间比对精度。
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基于改进鲸鱼算法优化模糊控制的开关电源
Abstract:
针对反激式开关电源的控制策略问题，传统的模糊PID控制下的电源输出稳定性低，同时出现负载突变时的控制效果较差。利用鲸鱼优化算法对模糊PID控制系统进行优化，并且使用Tent映射对鲸鱼算法中初始种群进行混沌化，通过混沌鲸鱼优化算法对模糊PID控制系统中的论域进行优化，使得该控制系统下的反激式开关电源输出稳定度和抗干扰能力得到提升。基于Matlab软件完成反激式开关电源建模进行仿真研究。仿真结果表明，CWOA-FPID下的反激式开关电源的稳定性优于鲸鱼算法和粒子群算法优化下的控制器，当负载从10?变到5?时，本文下的控制策略相比较其它两个算法在电压恢复时间和电压输出突变都有显著优势。验证了改进鲸鱼算法优化的模糊PID控制器能够更好的满足反激式开关电源的控制要求。
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基于象限分割的迟滞软切换VLC-WiFi接入选择算法
Abstract:
针对解决无线网络频谱匮乏、用户频繁切换问题，本文提出一种基于象限分割的VLC-WiFi异构接入与迟滞软切换算法。依照三维坐标系将室内分割为四部分建立用户速率模型，获取用户速率，建立遮挡模型模拟VLC链路被遮挡情景。用户依据所在位置、象限、遮挡及速率等参数执行接入操作；切换依据迟滞思想将向内切换与向外切换阈值差异化，使切换存在弹性空间从而抑制乒乓效应。在5m×5m×5m室内空间内经过多次实验表明：本文提出的室内VLC-WiFi异构组网方案水平切换次数降低43.8%，遮挡及垂直切换数降低45.3%，乒乓次数降低52.27%，吞吐量比传统算法提升约5.84%。该算法可以显著降低切换与乒乓次数。因此本文为室内异构网络通信研究提供理论依据。
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井下NFC天线的研究及仿真分析
Abstract:
为实现井下复杂环境中的近场通讯,首先用三维有限元电磁仿真软件对铁氧体天线结构进行建模仿真,结果表明,线圈半径、导线半径、天线间距对天线正向传输系数的影响较大,铁氧体相对磁导率的影响较小。其次,为探究井下环境对天线传输性能的影响,用阻抗匹配工具对天线进行阻抗匹配,并建立带钻井液介质的金属钻具模型,结果表明：井下金属环境导致正向传输系数衰减3.3 dB；钻井液电导率从0 S/m增加到2 S/m后,正向传输系数衰减8.2 dB。将天线仿真模型与相同参数的实物模型进行对比,结果表明基本模型正向传输系数误差小于0.3 dB,扩展模型正向传输系数误差小于5.5 dB,仿真结果与实物测试结果具有一致性,可指导井下NFC天线设计。
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基于改进DBO优化BiLSTM的IGBT老化预测模型
Abstract:
为了表征逆变器故障中IGBT模块的老化趋势，提高老化过程的预测精度，本文提出一种基于改进蜣螂搜索算法（IDBO）优化双向长短期神经网络（BiLSTM）超参数的IGBT老化预测模型。首先提取老化过程中Vce.on的时频域特征，利用核主成分分析进行降维构建归一化综合指标。其次，针对蜣螂搜索算法（DBO）的不足，通过引入改进Circle混沌映射、Levy飞行和自适应权重因子提升了DBO寻优能力和收敛性能，利用IDBO对BiLSTM预测模型超参数实现全局寻优。最后，通过实际IGBT退化数据验证了基于IDBO优化BiLSTM老化预测模型的有效性和优越性。结果表明，所构建的IDBO-BiLSTM模型与BiLSTM模型相比RMSE平均下降36.42%、MAE平均下降31.77%、MAPE平均下降41.03%。
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飞机机载线槽结构对电磁防护性能的影响研究
Abstract:
针对雷击环境下，飞机机载平台内的线束易受到连接设备及外部辐射源的复杂电磁干扰问题，考虑线槽不同结构对线槽防护性能的影响，基于三同轴法，结合Van Helvoort形状系数，推导出线槽转移阻抗从低频到高频状态下的理论表达式。进而建立含不同高宽比线槽防护仿真模型，研究不同形状、尺寸的线槽防护性能。最后建立复合材料机身内线槽的雷击电磁防护仿真模型，分析机身不同位置、不同形状线槽的防护作用，进一步验证了不同结构线槽防护性能的差异性。结果表明：高宽比每增加1/2，线槽屏蔽效能约增加5dB，且有效保护区域逐渐扩大；随着与机身蒙皮间距增大，机身内部线缆感应电流线性减小；线槽密封性与防护性能成正比。
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面向特征选择任务的改进蜣螂优化算法
Abstract:
蜣螂优化算法是一种基于蜣螂不同行为模式的新型启发式算法,与其他算法相比的收敛速度更快,逃脱局部最优的能力更强。针对蜣螂优化算法不能进行特征选择的问题,本文在蜣螂优化算法的基础上提出了蜣螂灰狼融合算法。该算法基于三种改进策略：精英初始化种群策略、灰狼蜣螂融合策略、运行加速策略,进一步提高蜣螂优化算法在特征选择任务上的性能,并给出了算法整体的伪代码。实验结果表明,比较其他改进型启发式算法,蜣螂灰狼融合优化算法在12个分类数据集中能够得到更高精度、更低维度的特征子集,同时兼备收敛速度、运行速度更快的优点。
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基于改进KNN边缘滤波算法的陶瓷绝缘子表面检测研究
Abstract:
高压线上陶瓷绝缘子全表面检测是保证其质量的重要一环,由于其表面复杂,目前主流是人工检测,漏检、错检无法避免。用带有机器视觉的自动化装置来检测陶瓷绝缘子是近年来的趋势,本文针对绝缘子的气泡、裂纹等主要缺陷进行识别,提出最优滤波器方法加大气泡缺陷对比度,对气泡ROI进行定位和提取,通过改进KNN边缘滤波来预处理图片,对裂纹进行定位识别,最后通过特征进行筛选。该方法能够快速、准确地识别陶瓷表面缺陷特征,识别效率在200ms以内 ,识别率达到了98.2%,满足高压线陶瓷行业的精度需求。
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高光谱图像去噪的稀疏空谱Transformer模型
Abstract:
高光谱图像(Hyperspectral Image)是由光谱仪捕获的一种三维图像数据,然而高光谱成像过程中常常会受到在多种类型噪声的干扰与污染,不利于高光谱图像的后续分析与应用,对高光谱图像的去噪处理具有重要的应用需求。尽管Transformer的应用有效提升了高光谱图像去噪的性能,但原始的Transformer模型对高光谱图像空间-光谱耦合关联性的利用仍存在不足,对空间特征的处理存在过于平滑现象,容易丢失小尺度结构,且在光谱维度上也过于关注全部通道特征,缺乏对不同光谱波段间差异性的利用。为了解决这些问题,本文提出了一种新的稀疏空谱Transformer模型,在空间维度,引入局部卷积模块增强空间特征细节,应对过于平滑问题；同时在光谱维度上提出了Top-k稀疏自注意力机制,自适应选择最相关的光谱通道信息进行特征交互,从而能够有效捕获空谱特征。通过稀疏空谱Transformer的层级残差连接实现高光谱图像的去噪。实验结果表明,本文提出的方法在高斯噪声和复杂混合噪声条件下都优于当前的先进方法,消融实验也验证了本文稀疏空谱Transformer模型的有效性。
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融合实体与关系交互信息的知识感知推荐模型
Abstract:
由于知识图谱包含了丰富的项目属性及其关联信息,因此将知识图谱引入推荐系统能在一定程度上解决数据稀疏和冷启动问题。如基于传播的推荐系统就利用了知识图谱的图结构学习用户及项目表示等相关特征。但在传播过程中,往往忽略了实体与关系之间的交互信息对特征表示的贡献,由此提出一种融合实体与关系交互信息的知识感知推荐模型。首先,将协同信息和知识关联整合,采用异构传播方式传播并扩展用户和项目的表示。其次,在传播过程中用注意力机制强化实体与关系之间的交互信息,增强语义关联,保证用户和项目基于知识的高阶交互的有效性。然后采用知识感知注意力机制来区分每层中实体邻居的重要性,更精确地生成用户和项目的表示。最后通过聚合器将多个表示结合得到用户和项目的最终表示,从而预测用户与项目进行交互的概率。通过添加KL散度损失函数对模型进行优化,以对齐模型的预测分布和真实分布之间的差异。在Last.FM、Book-Crossing和MovieLens-20M三个数据集上进行的实验结果表明该模型在CTR预测性能中比其他基线模型有较大提升。
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基于应力分布的直升机传动齿轮故障辨识与仿真实验
Abstract:
直升机设计定型试飞过程中,减速器作为直升机传动系统中非常重要的部件,其性能的优劣对于直升机的安全性有很大的影响。减速器的齿轮传动系统通常是工作在高速、高温、重载等恶劣环境,同时由于传动齿轮本身结构复杂性,易导致轮齿结构会出现断齿、剥落等故障,严重影响直升机传动系统的稳定性和可靠性。本文通过对减速器传动齿轮典型故障辨识,结合有限元分析、齿轮啮合等理论,建立直升机中减速器齿轮传动有限元模型,分析传动齿轮典型故障下应力分布和变化,为直升机传动系统故障监控测试技术提供一种新思路。
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基于多尺度特征融合的跨视角步态识别
Abstract:
在跨视角步态识别中，针对衣着遮挡情况下难以提取具有可辨别性和多样性的步态特征，导致识别准确率下降的问题，提出了一种基于多尺度特征融合网络的跨视角步态识别方法。该方法能够有效利用步态特征间的互补性，获得具有可辨别性和多样性的步态特征，从而解决因衣着遮挡造成可辨别性差以及单一性的问题，进而提升跨视角步态识别的准确性。为验证所提方法的有效性，在公共数据集CASIA-B上进行了验证，实验结果表明所提方法在处理具有遮挡条件下的跨视角步态识别问题的识别性能达到了73.4%，同时在正常和背包两种行走条件下的识别性能分别达到了95.5%和88.0%。此外，我们的方法在处理遮挡条件下的识别性能优于同类典型的步态识别方法。
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基于改进SAC的倒立摆控制算法研究
Abstract:
针对倒立摆系统控制过程中易受外界干扰和自然不稳定的特点，以及深度强化学习SAC算法采样数据利用率较低和随机离线策略网络收敛较慢的问题，提出了一种结合近端经验采样和优化策略网络结构的改进算法PRER_SAC。构建神经网络拟合函数，策略网络使用性能更优的Mish函数作为激活函数,设置自调节温度系数以增强智能体的探索能力；设计远、近两个经验池，及一种改变数据存放频率的训练策略，提高数据样本的利用率。通过仿真实验对比，所提方法在同等训练次数下所得回报值和算法收敛速度优于DDPG和 SAC 算法，同传统控制方法PID和LQR相比，有更好的控制效果。最后，对训练好的智能体加入角度扰动，可在2 s内被消除抑制，证明提出的算法具有较强的适用性。
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基于精英差分变异的改进蜜獾算法
Abstract:
摘 要：针对标准蜜獾算法(HBA)易陷入局部最优、搜索精度低、收敛速度较慢等问题，提出基于精英差分变异的蜜獾算法(EDVHBA)。将标准HBA中的两种寻优策略所搜寻到的精英解，进行组合差分变异以产生新的精英解，利用三个精英解协同指导种群下一轮迭代，可以增加算法解的多样性，防止算法陷入过早收敛；同时改进非线性密度因子和引入新的位置更新策略，提升算法的收敛速度和寻优精度。为验证算法的改进效果和性能，对8个经典测试函数进行仿真实验，实验结果表明：与其它群智能算法和改进的HBA相比，EDVHBA在单峰函数中都能搜寻到最优值0，在多峰函数中迭代50次左右就可以收敛到理想最优值，验证了EDVHBA具有更好的寻优性能。
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基于残差网络的地基云图识别方法研究
Abstract:
地基云的精细化识别对气候预测和气象研究具有重要的意义。针对目前地基云识别准确率低、泛化性差、不利于边缘化部署的问题，提出了基于残差网络的地基云图识别模型，命名为GBcNet。设计的模型由1个卷积层、2个池化层、5个残差块以及1个全连接层构成，利用第1个卷积层和第1个池化层初步提取特征信息并降低特征图大小，通过残差块提取更多的特征信息，同时抑制网络的过拟合和梯度消失，最后利用另1个池化层降低特征图的大小，并通过全连接层输出识别结果。利用数据集对模型进行训练和测试，实验结果表明，GBcNet模型对数据集的综合平均准确率达到了96.02%， 11种类别地基云的识别精确率均在93%到99%之间，且具有更好的泛化性，单个类别和整体识别性能均优于其他模型。进一步采用SWIMCAT数据集对模型进行实验，综合识别准确率达99.7%，证明模型对地基云图识别具有普适性。模型结构简单，相较于其他模型，更有利于边缘化部署。
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二等铂电阻温度计标准装置校准结果的验证
Abstract:
针对气象用温度计量标准，量值传递的准确性与可靠性偏低问题。设计了二等铂电阻计量标准装置的校准结果的验证方案。该方案以某省级二等铂电阻计量标准装置的校准结果为例，通过传递比较法和同级比对法对进行了验证。结果显示，该装置与高等级计量标准装置，对应校准结果的绝对偏差值均小于0.019℃，满足传递比较法的要求；该装置与参与比对的4项计量标准装置，对应校准结果的加权算数平均值的绝对偏差均小于0.007℃，也满足同级比对法的要求。因此，两种方法均验证通过。结果表明，该二等铂电阻计量标准装置能获取准确的量值传递数据，该方案能确保气象用温度计量标准，量值传递的准确性与可靠性。
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基于NB-IoT的燃气流量监测系统设计
Abstract:
针对传统燃气表存在测量精度低、功能单一、安全性能差等问题，搭建了一种基于NB-IoT的燃气流量监测系统。该系统硬件方面采用STM32作为主控芯片，通过设计一款热式气体流量计，实现了气体流量的准确测量，并结合多传感器对燃气环境中温湿度、燃气浓度、压强等信息进行实时监测；软件方面使用FreeRTOS操作系统进行设计。借助NB-IoT技术将监测数据上传至OneNET云平台，用户可通过App实时查看燃气使用情况。实验结果表明，该系统可实现0.016~6m3/h的气体流量测量，测量误差在±1%以内，重复性小于2%，且系统数据无线传输稳定，有效确保了燃气监测的精确性和安全性。
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基于模板匹配及粗糙度纹理指标的液位检测算法
Abstract:
针对发酵液生产过程中发酵罐内液位检测的实际需求，提出一种基于模板匹配及粗糙度纹理指标的液位检测算法。首先，系统通过工业相机采集实时液位图像，并针对环境因素影响，进行图像预处理来提高采集图像质量；其次，对图像进行透视变换达到矫正目的；然后，对灰度化图像中的感兴趣区域进行模板匹配，粗范围寻找液位位置；最后，通过计算粗糙度纹理指标精确查找液位位置，从而得到准确的液位高度数据，并将数据滤波后输出。实验结果表明，基于模板匹配及粗糙度纹理指标的液位检测算法在实际应用中检测结果准确度达到98.2%以上，且具有抗干扰效果好、实时性强等优点。
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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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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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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):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):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):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):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):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):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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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):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):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):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):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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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):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。
