摘要:为了降低目前的集成电路电磁干扰测试实验成本及风险，提出了一种可以对低阻抗集成电路芯片电源端进行周期性扰动的干扰发生电路。该电路使用低阻抗MOS管作为输出驱动，将多个MOS管连接到不同输出电压值的电源芯片上，使用FPGA控制这些MOS管的开关，能够产生具有一定频率与幅值的周期性扰动波形。以该电路结构制成的干扰器能以板卡的形式插到测试板上，用普通充电器即可供电，相对射频信号源加功率放大器这样的大型装备，其具有体积小、功耗低、操作简单、造价低，安全方便等特点。将干扰器接入用于等效低阻抗待测芯片的负载电路进行电磁干扰实验测试。测试结果表明，干扰器可以对电容值为50pF,电阻值为10Ω的低阻抗负载，在0~30 MHz范围内，产生约1V的电压扰动，在30MHz~80MHz范围内，产生0.5V~1V的电压扰动。

摘要:针对三相并网逆变器入网电流控制中存在的电网不确定扰动、系统在dq坐标系下存在耦合以及传统控制器设计依赖精确数学模型等问题，提出了一种基于两相静止坐标系下的线性自抗扰控制策略，以T型三电平LCL并网逆变器为被控对象，设计了三阶线性自抗扰控制器。通过系统的等效传递函数，详细分析了逆变系统的稳定性以及抗扰性，并通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。结果表明，所设计的控制策略能够提高T型三电平LCL并网逆变器的稳定性和抗扰性，实现了对入网电流的良好控制，其总谐波失真控制在2.2%。同时采用的“带宽化”参数整定方法，物理意义明确，参数调节简便，具有较高的工程应用价值。

摘要:针对石油钻井井下天线工作在井筒钻井液及地层组成的特殊环境中，无线传输信号损耗大、难以可靠传输的问题，通过仿真建模，设计一种新型磁耦极子天线，具备高增益、抗干扰和小型化特点，实现井下无线数据的可靠传输。首先采用HFSS三维仿真软件构建仿真模型，详细将天线的长度、距离钻柱本体位置及天线的蛇形弯折数等关键参数进行计算，得出有效传输的参数组合和频点规律。据此规律，设计了天线实物，仿真结果与实物测试结果相比对，具有高度一致性，回波损耗可达到-7.5dB以下，仿真设计的参数可以满足实际应用需求。该天线设计可应用于石油钻井井下无线传输，可提高信号发射强度，减小天线尺寸，降低系统功耗，实现无线信号可靠传输。

摘要:金刚石中系综氮空位（NV）中心作为高灵敏度磁强计得到了广泛的研究，并且在许多领域得到了应用。为解决传统的测量方式中仅利用了单个轴向的NV色心进行激发与检测使得荧光信号对比度较低以及磁检测灵敏度受限制的问题，本文使用了一种双频微波进行全轴激发的方法，通过特定[111]晶向的偏置磁场使得光探测磁共振谱线呈现出两对共振峰，并将对应的双频微波进行叠加完成同步调控。经过一系列实验验证，得到拉比振荡信号与自旋回波信号的荧光对比度分别比传统方法提高2.83倍和3.81倍，系统的极限磁噪声灵敏度提升了约14.3倍达到了0.76nT/√Hz，最终证明全轴激发对提升系统磁灵敏度的可行性。

摘要:针对中继能量受限的多用户无线窃听场景，提出了一种基于无线携能的协作非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA）安全传输机制并进行了性能分析。该传输机制首先对多天线基站进行最优发射天线选择，引入协作NOMA的全双工技术提高传输可靠性与频谱利用率，采用无线携能技术克服中继节点由于功耗过大引起的能量不足问题。为进一步衡量所提传输机制的系统性能，推导了用户的中断概率和安全中断概率并进行了系统性能分析。数值结果表明，通过合理设置NOMA功率分配比以及无线携能功率分割比有利于提高系统的性能，所提传输机制相对于协作NOMA和传统NOMA传输机制安全中断性能分别提高了33%与59%。

摘要:针对当前座椅耐久性测试系统的可视化效果不佳，无法观测到测试设备的位置状态和座椅的受力状态，设计了基于LabVIEW的座椅可视化测试系统。该系统应用PCIe-6320的NI板卡进行数据采集和脉冲输出。运用LabVIEW建立系统的上位机监控界面，增加了设备的姿态监控界面以及力值可视化界面。通过系统测试的结果表明，该系统能够对测试设备的姿态进行实时监控，无明显卡顿现象，设备横、纵位移的极限值分别为1100mm和250mm，当接近位移极限时，系统自动进行急停并报警。力值可视化界面能够根据采集的力值进行可视化展示，以初次试验位移-力值变化曲线与其损失22%强度后变化曲线作为上下阈值。当位移-力值曲线在其阈值内时，该座椅的耐久性能满足要求。

摘要:5G NR系统中,接收端信道估计过程一般不可忽略噪声的影响,并且采用传统的LMMSE信道估计算法的运算量将会变的巨大,所以提出了滑动相关矩阵的方法来降低算法的复杂度.首先,通过仿真得到最优的滑动相关矩阵以及每次滑动所输出的子载波数,然后通过滑动窗依次输出频域子载波的信道估计值从而完成整个信道估计;在时域,通过混合插值方法进一步提升了系统性能.仿真结果表明,算法相比于LMMSE算法误码率升高小于1dB,但是复杂度降低了99.74%,满足工程需求.

摘要:本文以双经纬仪纯角度测量与定位为研究内容，考虑量测方程的非线性，采用无迹卡尔曼滤波（UKF）进行系统状态估计。同时，设定非合作目标预警跟踪背景，假设目标存在强机动的情况，以当前统计模型（CSM）拟合目标运动状态，建立了双经纬仪对强机动目标的CSM_UKF跟踪模型。在相同条件下，与匀加速模型进行了仿真比对，仿真结果表明，该模型能实现双经纬仪纯角度测量条件下对目标的稳定跟踪，尤其在目标存在强机动条件下，跟踪效果优于匀加速模型。

摘要:针对无人机拥有更宽广拍摄视角和更灵活拍摄姿态的优势，为了实现并定量地评估现有的目标检测算法在无人机俯拍视角下行人检测和轨迹追踪的应用，本文构建了一种四旋翼无人机俯拍视角下的行人检测与行人轨迹追踪算法。该算法采用YOLOv5作为目标检测模型，使用四旋翼无人机实时采集的视频数据作为分析测试数据。检测中首先训练YOLOv5，通过对检测结果的统计，对无人机拍摄时的水平距离、垂直高度、行人运动姿态等参量进行定量分析验证，并在该算法绘制锚框的基础上勾勒出行人运动的轨迹曲线，从而实现了视频画面中行人运动的路径追踪。本文对实际拍摄的视频数据进行行人检测与轨迹追踪的结果表明，该算法在实际应用时对无人机俯拍具有15米至20米的截止高度arctan3至arctan4的截止角度和约20米的截止距离要求，但受行人运动姿态的影响较小。该算法与其它常规目标检测算法相比性能较优，能有望用于对拍摄视角要求更宽广和拍摄姿态要求更灵活的场合。因此，本文基于YOLOv5实现了无人机俯拍视角下的行人检测和运动路径追踪，并定量分析计算出该算法在行人检测时的截止高度和截止距离要求，这对于实际中应用该算法开展无人机侦测或救援工作有指导意义。

摘要:针对麻雀搜索算法种群多样性少，局部搜索能力弱的问题，本文提出了基于正交对立学习的改进型麻雀搜索算法（OOLSSA）。首先，在算法中引入正态变异算子，丰富算法种群多样性；其次，利用对立学习策略，增强算法跳出局部最优的能力；然后，在加入者更新之后引入正交对立学习机制，加快算法的收敛速度；最后，基于15个基准测试函数与6个传统优化算法和2个改进型算法进行仿真实验、非参数Friedman检验以及算法平衡能力进行分析，评估OOLSSA算法寻优性能。仿真结果证明，OOLSSA与其余8种算法相比，算法的探索开发能力以及收敛速度都表现良好。

摘要:针对超宽带(UWB)在室内复杂环境中定位导航精度低，受非视距(NLOS)误差影响严重，且无法提供目标姿态信息的问题，提出一种基于UWB和惯性测量单元(IMU)紧组合的室内定位导航算法。以位置、速度、四元数、加速度计偏差和陀螺仪偏差为状态向量，通过扩展卡尔曼滤波算法融合UWB和IMU测量信息，加速度计偏差校正速度和位置，陀螺仪偏差校正四元数；用测量残差计算量测噪声因子，组成残差矩阵，动态调整量测噪声协方差矩阵，抑制NLOS误差对定位导航的影响。结果表明，在室内复杂环境下，基于UWB和IMU紧组合的定位导航算法比仅使用UWB定位时LS-Taylor算法精度提高了88.6%，增强了系统抗NLOS误差的能力，提高了动态定位精度，并能得到较准确的姿态信息，具有良好的实用性和鲁棒性。

摘要:针对传统蚁群算法在自主式水下机器人的三维路径规划中收敛速度慢、搜索效率低、求解质量差等问题，提出一种基于改进帝国竞争算法的三维路径规划方法。该方法以传统帝国竞争算法为框架，首先，在国家初始化部分引入蚁群思想来搜索初始路径，提高可行解的质量；其次，为确保算法在提高种群多样性的同时不会丢失优秀个体，在殖民地革命部分加入差分进化思想；最后，在三个不同规模的地图上进行仿真比对。仿真结果表明，改进后的帝国竞争算法充分利用传统帝国竞争算法收敛速度快、收敛精度高、具有较强的全局搜索能力的特点，提高了寻优过程的精度，加强了全局的寻优性，有效解决了传统帝国竞争算法容易陷入局部最优解的问题，最优路径的长度缩短了11%。

摘要:合理的时隙分配可保证数据链战术消息的时效性，提升数据链网络运行效率。现有单一优化的时隙分配算法全局寻优能力低、运算量大、运行效率低。本文基于最小均匀时隙方差模型，提出了一种遗传禁忌搜索的时隙分配算法。该算法充分利用遗传和禁忌搜索两种典型智能优化算法的优势，采用遗传变异操作构造多样性的邻域，使获得全局最优时隙解的概率增强；使用禁忌搜索算法在局部进行搜索，加快收敛速度。采用精度提升率、稳定性和时间开销等指标对算法的精度、稳定性和运行效率进行了验证，结果表明：算法相比单一的遗传和禁忌算法，在保持较高稳定性和运行效率的同时，时隙分配精度有明显提升。当空闲时隙数量为500和1000时，相对遗传时隙分配算法，精度分别提升了6%和9%。

摘要:飞行轨迹是由大量时间序列数据组成，遵循一定的运动规则。对敌方巡逻机飞行轨迹进行预测，能有效的提高战斗机生存率。本文针对现有单一预测模型对飞行轨迹预测精度不高，提出一种基于复合门控循环单元飞行轨迹预测方法。使用飞行仿真模拟获取多组飞行轨迹坐标点数据，用于复合门控循环单元网络模型参数训练，实现飞行轨迹预测。通过仿真结果分析，复合门控循环单元网络模型在X、Y、Z轴上的多组预测数据平均绝对误差在4.5m内，且网络模型预测平均时间开销约为4.1ms；使用平均绝对误差变化较大与较小的轨迹数据进行对比，其Y与Z轴的两组均方根误差相近。同时与门控循环单元、长短期记忆网络模型对比，其误差最小，在平均耗时接近的情况下预测的结果更加准确。所以本文提出的模型适用于不同的飞行轨迹，而且预测结果具有较高的可信度。

摘要:针对电子元器件装配过程中由于元器件体积小、外观相似，导致工人在长期高强度的工作下极易误识别、误装配元器件的问题，提出了一种基于深度学习的检测算法ETS-Net实现电子元器件的快速准确检测。算法引入深度可分离卷积，减少模型参数量和运算量，降低了模型的复杂度。提出一个轻量化高性能卷积神经网络提取具有分辨力的抽象特征，采用k-means聚类并微调得到适合本场景的锚框，使用高效率的区域提议网络获取高质量的预选框。其次利用两个并联的全连接层预测类别并再次调整预选框，采用非极大抑制排除冗余检测结果。实验结果表明，该算法在电子元器件装配机器人视觉检测任务上具有较高的鲁棒性和实时性。

摘要:针对裂缝检测现有方法精度低、噪声多和细节丢失等问题，设计了一种基于并行提取和注意力融合网络的裂缝检测算法。首先，利用不同深度的多尺度卷积并联神经网络提取裂缝场景的高、低级特征；然后，为了提高检测精度，针对裂缝场景的特征，结合像素注意力机制对裂缝场景的高、低级特征进行有效融合，得到用于裂缝检测的有效融合特征；最后，利用非线性映射进行裂缝检测结果输出。实验结果表明，所提算法能够获得高精度检测结果的有效特征，裂缝检测结果细节更加清晰，且有监督学习方式在很大程度上消除了检测结果的噪声干扰，得到了视觉效果更佳的检测结果；所提算法在精确率和召回率等定量指标评价中同样具有良好的表现，裂缝检测精确率达到85%。

摘要:针对当前佩戴口罩数据集样本数量较少、硬件条件受限的情况下，本文提出了一种基于迁移学习的轻量化YOLOv2口罩佩戴检测方法。该方法以YOLOv2目标检测方法为基础，利用参数迁移学习的MobileNetV2作为特征提取网络，简化了网络模型并提高了训练速度。预训练的MobileNetV2特征提取网络与YOLOv2目标检测网络结合构成口罩佩戴检测网络模型。本文收集并建立了1000张人脸佩戴口罩图片数据集对网络模型进行训练和测试。实验结果表明，与YOLOv2、SSD300模型相比，MobileNetV2-YOLOv2模型口罩佩戴检测平均准确率提高3.8%、2.7%，检测速度提升2.5倍和2.4倍。并且在光线不足和密集检测条件下，MobileNetV2-YOLOv2依然可以有效进行口罩佩戴检测，相较于R-CNN和Faster-RCNN具有更好的检测效果，体现了更强的鲁棒性。

摘要:针对传统体外凝血动态检测传感器弹性支撑易疲劳而引起传感器精度降低的关键问题，设计一种基于磁悬浮方式的体外凝血检测新型传感器。根据体外凝血检测传感器工作原理及结构特点，建立传感器内部磁悬浮空间状态数学模型，通过不同相位角的排布对传感器内部结构进行电磁结构仿真，采用有限元数值分析法对相位角与磁感应强度的关系进行分析，优化分析结果并搭建实验测试装置。利用本装置对传感器进行参数标定，验证传感器磁悬浮排布结构设计结果，并通过与标准粘度溶液配套测试与进口仪器进行数据比对。结果表明，本文设计的磁悬浮式体外凝血功能动态检测传感器相位角在20°时产生的内部磁感应强度为1.46e·10-3Wb/m，与仿真数据基本吻合，此时传感器的振幅为2.03μm，振动频率为150Hz，测试数据重复性与相关性分别为0.003、0.994，经过计算传感器精度为0.002MPa·s。本文设计的凝血功能动态检测传感器精度可以满足体外凝血检测的要求，为改善产品性能方面提供核心技术保障，在提升临床凝血快速检测技术中发挥重要的作用。

摘要:对于当前存在电机滚动轴承多种类型故障分类准确率不高的现象，提出一种改进天鹰优化算法（IAO）优化支持向量机（SVM）的电机滚动轴承故障诊断方法。首先，介绍了基本天鹰优化算法，然后引入Tent混沌映射和自适应权重对其改进，提高收敛速度，防止陷入局部最优；其次，对10种状态下的滚动轴承故障时域信号样本进行VMD分解，得到不同状态的时频域特征组成特征样本集。最后，利用IAO算法对支持向量机的惩罚参数(c)和核参数(g)进行优化，从而构建IAO-SVM滚动轴承故障诊断模型。最终结果表明，IAO-SVM诊断模型对电机滚动轴承10种状态下的故障诊断准确率最高达100%。

摘要:针对地铁车轮轴承的声学法故障诊断中背景噪音大、难以提取出有效故障特征的问题，提出了一种在强噪声背景下故障特征提取的方法。对声音信号进行短时傅里叶变换（short-time Fourier transform，STFT）得到时频图，时频图中的条纹就是故障特征；沿条纹方向将图像各个点的信号强度相加，得到时频图对应的信号强度叠加折线图来展示故障特征，并且提出一种基于峰值高度的自适应循环降噪算法对信号强度叠加折线图进行降噪，得到该折线图的评价指标为有效峰值数目；最后提出一种自适应滑动窗口检测法来截取时频图中条纹分布的区域，以此来得到最优的故障特征展现效果。实验结果表明，所提出的方法可以从采集的音频信号中提取出来明显有效的故障特征。

摘要:井架和底座作为石油钻机系统中的重要设备，其承载能力直接影响着油田钻井生产的安全和效益。由于恶劣环境影响， 钻机井架和底座会出现腐蚀、磨损以及载荷增加等问题，因此有必要将井架、底座承载能力与安全评估技术联系起来，以保证钻机生产作业的安全性。因此，本文重点对钻机井架及底座的承载能力开展安全评估技术研究。首先采用有限元仿真找出井架和底座的起升工况下的最大应力监测位置，进而利用光纤光栅监测技术，对钻机关键结构件井架和底座的起升、下放和作业工况的关键受力截面进行应变监测，防止超设计能力作业和意外情况出现。试验结果证明，钻机井架和底座的应变测量值与外力载荷呈线性关系，拟合程度分别是99.48%和99.85%,本系统可以对井架和底座的应变进行监测，实现了钻井装备的承载力监测事前预警、事后支持，更安全地保障油气资源勘探开发。

摘要:测试序列优化问题是故障诊断过程中的关键性问题；针对多值属性系统的测试序列优化问题，采用自适应差分进化算法，结合多值属性系统的特点，分析变异算子在算法中的作用，并设计了个体的编码策略以及两种不同的诊断方式，提出一种将高斯，柯西变异算子与多差分策略进行融合的差分进化算法；通过实验对比分析，结果表明该算法不仅可以很好的应用于多值属性系统，而且在处理二值属性系统的测试序列优化问题时，与已有算法相比，该算法得到的测试点数目更少，期望测试代价更低，可用于多值属性系统求解诊断策略问题。

摘要:时频分析是提取轴承故障诊断的重要方法，在强背景噪声下难以提取瞬态故障特征。针对这一问题，提出一种基于Teager-Kaiser能量算子(TKEO)和同步提取变换(SET)的轴承故障诊断方法，提高SET的时频分析能量的集中度。该方法首先对采集的轴承振动信号进行提取TKEO处理，凸显轴承故障振动信号的冲击分量；然后，对处理后信号进行SET时频分析，通过同步提取算子（SEO）提取时频脊线的时频系数，实现对瞬态故障特征提取；最后通过仿真信号和实测信号进行分析，验证该方法的可行性。实验结果表明：该方法可以有效提取轴承的故障特征，且与先前的时频分析方法相比分析结果具有一定的优越性。

摘要:海雾探测雷达由于架设高度低、观测仰角低，会受到众多来源的杂波干扰，这些杂波的分析是改善海雾探测效果的基础。本文针对毫米波海雾探测雷达数据中的舰船杂波，统计了舰船所造成杂波的时域及频域特性，提出了舰船杂波提取算法，实现了舰船信号和气象回波的分离。在此基础上，通过剔除舰船信号后的功率谱二次识别，实现了海雾观测数据中舰船信息的抑制，提升了毫米波雷达测雾数据的质量。更进一步，通过挖掘杂波中蕴含的信息，成功提取出舰船的长度、航速、航向等多重信息。初步探究了气象雷达在舰船监测方面的应用潜力。

摘要:波浪测量系统能够在固定海域、全天候、全天时地自动监测海洋的波高、周期和波向。设计了基于STM32F429处理器和MTI-3-8A7G6T惯性传感器的波浪测量系统。完成波浪测量系统的算法及软件设计，其中波高和波周期的测量采用在频域内对加速度进行二次积分，可以有效避免直流分量对积分结果的影响，同时在频域内进行数字滤波，滤除加速度计零偏误差和低频随机噪声；波向的测量是利用水平合成加速度与磁航向的夹角获得。通过软件设计将测波算法成功移植到STM32F429处理器中，实现波浪测量功能。经实验验证，针对不同波高和波周期的波浪，波浪测量系统的测量误差都在规定范围内。系统对波浪特征值解算准确，长时间运行稳定，满足高精度和高可靠性的测量要求。