摘要:针对光伏功率单变量预测方法的不足,设计了一种新型光伏功率多变量相空间重构预测方法。 首先,基于相关性分析, 选取实际光伏电站的历史光伏功率和气象因素时间序列组成多变量时间序列;然后,利用 C-C 法和虚假邻近点( false nearest neighbors,FNN)法重构光伏功率预测的多变量相空间,并以小数据法识别其混沌特性;最后,结合径向基函数( radial basis function,RBF)神经网络强大的非线性拟合能力,建立了基于多变量相空间重构和 RBF 神经网络的光伏功率预测模型。 算例分 析表明,相较于单变量预测方法,所提出的多变量相空间重构预测方法性能更加优越。

摘要:针对燃煤锅炉受热面吹灰操作不合理的问题,以吹灰最小费用为目标,提出一种基于 Gamma 加速积灰模型的吹灰优化 方法。 首先分析在锅炉受热面的积灰状态呈连续单调递增的情况下,以一个服从指数分布的连续非负的随机变量来表示锅炉 受热面积灰的速度,建立加速积灰模型;其次,将积灰过程近似成 Gamma 过程,以最小平均费用为目标,建立了锅炉受热面的吹 灰优化模型。 以某 300 MW 燃煤机组省煤器的受热面积灰状态为算例分析,利用粒子群优化算法优化吹灰平均费用率,得到锅 炉受热面最佳的吹灰次数和吹灰阈值,使得锅炉受热面吹灰的平均费用率最小,说明了所提出的吹灰最小费用率优化模型的可 行性。

摘要:针对移动机器人在蚁群算法路径规划中存在陷入局部收敛且无法做到路径最优的问题,提出了改进变步长蚁群算法, 使其能够在收敛迭代次数较少的情况下做到路径最优。 针对蚁群算法应用在路径规划中的相关特性,优化信息素分配,降低局 部信息素含量对算法的影响,避免蚁群在搜索路径时陷入局部最优,在转移概率公式中增加权重因子,提高移动机器人朝着终 点方向移动的概率,有效减少蚁群收敛迭代次数,改变移动机器人移动步长,使其能在 360°内自由无碰撞移动,有效缩短路径 长度。 仿真结果表明,在简单环境下,改进变步长蚁群算法的收敛迭代次数及最优路径长度分别为 2 次及 28. 042 m,传统蚁群 算法的收敛迭代次数及最优路径长度分别为 25 次及 29. 213 m;在复杂环境下,改进变步长蚁群算法的收敛迭代次数及最优路 径长度分别为 2 次及 43. 960 2 m,改进势场蚁群算法的收敛迭代次数及最优路径长度分别为 16 次及 45. 112 7 m。 仿真结果验 证了改进变步长蚁群算法的有效性和优越性。

摘要:针对传统滑模观测器无传感器控制方法反电动势基波中高频谐波含量高、抖振严重以及转子位置估计误差大等问题, 提出了一种锁相环结构(PLL)自适应滑模观测器永磁同步电机无传感器控制方法。 首先,在满足 Lyapunov 稳定性的前提下,推 导并建立了反电动势的自适应律,通过构造自适应滑模观测器,使得反电动势观测误差迅速衰减;同时采用带有消除旋转影响 环节的锁相环得到转子位置,消除了转速变化的影响,进一步提高了观测精度;最后,在一台 2. 9 kW 表贴式永磁同步电机上进 行了实验验证。 实验结果表明,该方法有效地抑制了滑模抖振,降低了反电动势中的高频谐波,提高了转子位置的观测精度。

摘要:自动制造系统初始资源配置优化问题是指在使用最少初始资源成本的前提下,完成预设生产任务。 针对该问题,提出 了一种基于标签 Petri 网和整数线性规划的计算方法。 首先,根据标签 Petri 网的结构化特性给出拟执行任务与初始资源的约 束关系,将初始资源配置优化问题抽象为整数线性规划问题;其次,利用 Lingo 等软件求解该整数线性规划问题;最后,通过实 例对提出方法进行验证。 实验结果表明,提出的方法简单高效,对实际自动制造系统的初始资源配置具有一定借鉴意义。

摘要:应对超导托卡马克核聚变实验装置中等离子体的垂直位移快控电源大电流快速响应的要求,使用多组逆变单元并联运 行方式。 为克服电压模式下各支路参数不同导致各支路输出电流的不一致性,提出基于灰色预测模型的均流控制策略,用其预 测下一刻电流上升率,实时动态调整各支路脉冲宽度调制(PWM)占空比,实现快控电源的均流控制。 仿真与实验结果表明,基 于灰色预测模型的均流控制策略使得各支路输出电流具有较好的一致性,验证了该算法在 EAST 快控电源上应用的可行性和 有效性。

摘要:为了解决不规则区域内多无人清洁车区域覆盖路径的全局规划问题,提出一种基于分步遗传算法的区域覆盖方法。 首 先,将目标区域依据清洁车大小进行栅格化,将多车辆区域覆盖路径规划问题转化为多旅行商(MTSP)问题。 然后,使用分步 遗传算法求解多旅行商问题:第 1 步采用模糊 c 均值聚类方法将求解多旅行商问题转化为求解多个单旅行商(TSP)问题;第 2 步使用了分步遗传算法对每个单旅行商问题进行求解,并使用杂草入侵算法中子父代共存的思想对遗传算法的选择机制进行 改进。 最后,分别在模拟的校园场景和小区场景中进行仿真实验。 实验结果表明,在两个场景中提出的方法能够实现多无人清 洁车完成区域路径覆盖,提出的分步遗传算法比分组遗传算法收敛速度更快;在校园场景中,提出的分步遗传算法相比于分组 遗传算耗时减少 54%,最优解路径长度减少 38%;在小区场景中,提出的分步遗传算法相比于分组遗传算耗时减少 55%,最优 解路径长度减少 44%。

摘要:电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统的参数不确定性以及逆变器非线性,将引起电机转速鲁棒性降低,导致电动 汽车速度剧烈波动。 为了提升电动汽车永磁同步电机驱动系统的快速响应性能和鲁棒性,提出了基于无模型的自适应反步控 制(MF-ABC)。 根据无模型控制的代数估计方法,建立超局部模型干扰估计器,再基于自适应反步控制框架,组建适合 PMSM 驱动系统高可靠性运行的 MF-ABC 控制。 研究结果表明,所提出的控制器能够观测、估计和消除各种不确定性,包括系统未建 模动态和外部干扰。 MF-ABC 估计出的干扰值可以用来描述干扰和分析误差。 所提出的方案实时的提升算法计算效益,实现 矢量控制的 PMSM 驱动系统 MTPA 模式高性能稳健运行的研究目标。 通过 dSPACE 台架测试,证实提出的 MF-ABC 和传统反 步控制相比实现了 PMSM 抗转矩干扰能力提升 22%,阶跃响应的快速性提升 0. 02 s。 实验结果证明,MF-ABC 具有强抗干扰性 和响应快速性。

摘要:针对光纤陀螺可靠性评估中需考虑多性能退化量间相关性的问题,提出一种基于 Copula 函数的光纤陀螺贮存可靠性 评估方法。 首先,采用加速应力退化试验的方式获取光纤陀螺的性能退化数据,并利用 Wiener 过程对各性能退化数据进行建 模,得到它们的退化模型和寿命分布;然后,利用 Copula 函数融合各性能参数的寿命数据,得到可靠性指标;最后,结合光纤陀 螺性能退化数据对该方法进行了验证,贮存条件为 55 ℃ ,考虑各参数间相关性时,光纤陀螺贮存寿命为 38 795 h,而假定性能 参数相互独立时,光纤陀螺贮存寿命为 17 485 h。 结果表明,考虑性能参数相关性时得到的可靠性指标更加合理,同时该方法 有效解决了产品多参数可靠性评估困难的问题,具有较好的实用性和推广性。

摘要:针对小流量计量问题,阐述了一种导流管差分式设计的小口径科氏流量计,两根导流管内流体相向流动,科氏流量计测 量值为两管流量之差;详细论述流量信号频率估计、相位差估计的相频匹配方法,以及对估计结果的平滑方法;在 3 种不同基础 流量下开展实验研究,分析了流量计的零点稳定性、测量线性度和测量误差。 实验结果表明,差分式流量计的零点与基础流量 有较大关系,零点不稳定度估计为 0. 539 g / min,时间差与质量流量的线性度较好,满量程精度在 0. 5%以内。

摘要:针对三维点云拼接需借助点云信息几何特征的问题,采用 DAISY 描述符和 LBP 描述符结合的方法提取相邻测量站位 重叠区域图像特征,解算出相邻测量站位坐标系之间的位置变换矩阵,从而将多测量站位的三维点云数据初步转换至同一坐标 系中。 首先,介绍了边缘检测和 DAISY 描述符的构建;然后,通过欧氏距离对相邻图片特征点进行匹配,根据匹配点之间的关 系解算出不同站位下的坐标转换关系。 实验结果表明,该方法在不使用其他辅助工具的前提下可以较好实现三维点云数据粗 拼接,为点云拼接技术在三维重建和逆向工程等领域的应用提供了理论依据。

摘要:宽带网络测试是获取微波毫米波器件电学特性的重要手段,而 TRM 校准方法被广泛应用于宽带网络测试系统的校准 中。 为了有效地评估测试数据的准确性,需要对 TRM 校准与测试进行误差不确定度度分析。 对基于 8 项误差的在片测试的小 信号校准与误差修正原理进行了阐述,以此为基础推到了 TRM 校准方法的不确定度传播公式,能够有效地评估各项校准件的 非理想性对校准结果的影响。 通过采用参数已知的传输线作为非理想直通校准件进行验证实验。 实验结果表明,不确定度传 播公式能够准确地评估测试数据的误差,最大差值不超过 0. 02 dB。

摘要:为了及时准确的估计室内人数,进而了解建筑物不同区域内人员分布情况,设计了一种使用 IP 地址为标识的可编址主 动红外入侵探测器。 与传统红外探测器是主机附属装置不同,该探测器使用 TCP 套接字与上位机通信,一个主机可通过网络 配置与多个探测器装置进行连接。 可编址主动红外入侵探测器主要由主动红外入侵探测器、微处理器以及无线通信模块组成: 主动红外入侵探测器完成人员进出过程的感知;微处理器实现对感知信号的获取和处理;数据采用无线通信方式上传至上位 机。 基于该探测器装置,设计并实现了基于红外的进出人数计数程序。 实验表明,探测器装置能及时准确感知人员的变化并将 信号上传给上位机,而且进出人数计数程序能准确统计通过人数。

摘要:针对高功率密度的轮毂式永磁同步电机涡流损耗大的问题,设计了一种新型偏心磁极结构的表贴式永磁同步电机,该 电机磁极外圆弧偏心且内外圆弧具有不同的弧度。 采用解析法分析了新型偏心磁极结构对气隙磁通密度和涡流损耗的影响。 在有限元软件中对建立的 10 极 12 槽三维电机模型进行电磁及稳态温度场仿真分析。 结果表明,在电机采用新型偏心磁极结 构后,1 cm 3 的永磁体涡流损耗降低了 17. 20%,永磁体稳态温度降低了 3 ℃ ,改善了轮毂式永磁同步电机的运行性能。

摘要:为增大钢轨中接收端超声导波信号幅度并提高超声导波辨识度,提出将编码激励技术应用到超声导波断轨检测系统 中。 系统在发射端采用持续时间较长的 13 位 Barker 编码信号激励超声换能器产生超声导波,在接收端采用匹配滤波方法对回 波信号进行脉冲压缩。 针对 1 m 长 60 型钢轨分别进行了仿真分析和实验验证,结果表明,实验结果与仿真结果具有很好的一 致性,Barker 码激励经匹配滤波脉冲压缩后的信号幅度远远大于单脉冲激励接收信号幅度,前者是后者的 3 倍多;归一化后两 者信号在时域上波形几乎完全重合,两者的信号相似度仿真与实验结果分别达到 99. 39%和 99. 29%。 研究结果表明,利用 Barker 码作为激励产生超声导波信号是可行的,并可应用于断轨检测中。

摘要:针对超声波检测的储罐缺陷的面积量化问题,提出一种改进的储罐腐蚀缺陷面积量化模型。 该模型利用 XGBoost 的特 征重要度对人工神经网络(ANN)的参数进行先验初始化实现 ANN 模型的改进。 该模型可以更快的收敛,并且提高准确率。 按 照国家标准设计实验平台,获取实验信号,并提取信号的统计特征得到特征数据集,利用数据集训练和测试改进的模型,并与传 统模型进行对比。 通过实验验证得出,改进的 ANN 模型能够更快的收敛,并且准确量化缺陷面积,相比于 ANN 量化模型,在训 练集上准确率提高了 17. 9%,达到了 98. 3%,在测试集上提高了 16. 6%,达到了 92. 2%。

摘要:为了有效监测滚动轴承性能退化趋势及其指标异常波动,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的相对能量熵和自回 归滑动平均(ARMA)模型的滚动轴承性能退化趋势动态预警方法。 方法利用 VMD 对滚动轴承寿命数据进行分解,得到有限带 宽固有模态函数(BLIMFs);对该 BLIMFs 分量的能量进行相对熵分析,提取滚动轴承性能退化特征,得到 VMD 相对能量熵的轴 承性能退化评估指标;该相对能量熵值作为输入供 ARMA 模型进行动态回归预测。 试验结果表明,该方法能有效监测滚动轴 承性能退化趋势、指标的异常波动,验证了所提方法的有效性。

摘要:为了提高滚动轴承故障诊断率,充分利用时域、频域及时频域特征对轴承运行状态的识别能力的差异性,并考虑到特征 之间易出现不相关、冗余干扰等问题以及实际工程对简单、快速、有效的特征评估方法的需求,在构建轴承混合域特征集的基础 上,提出了一种位置优化 Fisher 测度(POFM)方法并将其应用于轴承故障特征选择。 该方法基于 Fisher 准则,引入中值法通过 多类样本的位置关系修正特征对状态分离聚合敏感程度的评估系数,从而筛选出能抑制状态间重合度的特征。 此外,针对智能 诊断模型确定最优特征集效率低的问题,提出了多维空间测度-Fisher 的特征集评估方法,通过计算不同维数候选特征集在多维 空间中的距离测度指标,基于极大值原则筛选出最优特征集。 最后,通过轴承故障实验对所提算法进行验证,实验结果表明,提 出方法得到的最优低维特征集可以有效诊断轴承故障,在特征组合数为 3 时支持向量机分类器诊断正确率达到了 99. 17%。

摘要:针对传统粒子群算法求解云计算多目标任务调度的收敛速度慢、精度低的缺陷,提出一种优化多目标任务调度粒子群 算法(MOTS-PSO)。 首先,引入非线性自适应惯性权重,改变粒子的寻优能力,避免算法陷入局部最优;其次引入花朵授粉算法 概率更新机制,平衡粒子的全局搜索和局部寻优,并对粒子的全局搜索位置更新公式进行改进;最后引入萤火虫算法,产生“精 英解”对局部搜索位置更新公式进行改进;同时利用“精英解”对粒子的位置进行扰动,跳出局部最优状态。 实验表明,MOTSPSO 算法在收敛速度和收敛精度上,比 PSO 算法提高了 27. 1%、19. 9%,比 FA 算法提高了 22. 09%、5. 2%。 进一步实验表明, MOTS-PSO 算法在解决不同规模数量的任务调度时,比 PSO、FA 算法效果更优。

摘要:针对光电容积法采集的脉搏波信号容易受到干扰出现基线漂移的现象,提出了一种改进变分模态分解消除基线漂移噪 声算法。 算法先利用变分模态分解(VMD)将脉搏波信号分解成多模态分量,然后筛选出含有基线漂移的分量进行经验模态分 解(EMD),并消除经验模态分解的余项,最后将全部模态重构。 实验结果表明:该算法可以有效去除基线漂移,减少失真。 与 单纯使用 EMD 算法相比,改进 VMD 算法的含噪信号功率与降噪后信号功率比为 0. 26,均方误差为 1. 73,有效提高了信号的 质量。

摘要:针对车载微电网中电流频率成分丰富和电磁环境复杂的环境特征,为了实现车载微电网电流测试的问题,利用隧道磁 阻传感器低频特性好和罗氏线圈中高频特性好的优点,研究了罗氏线圈与隧道磁阻复合的全封闭式电流测试方法。 采用 Ansoft Maxwell 对屏蔽壳体的屏蔽效能进行了仿真分析,利用罗氏线圈和隧道磁阻传感器进行工频测试实验,并以钳形电流探 头作为基准完成标定,将标定后的传感器及测试系统进行微电网储能并/ 离网过程中的尖峰脉冲电流测试实验,进行了数据复 合处理。 实验结果表明,复合后的电流测试信号与钳形电流探头测量信号一致性好,特别是尖峰处误差减小,复合后脉冲电流 峰值相对误差减少到 3. 67%。 罗氏线圈与隧道磁阻两种传感器数据复合的电流测试方法对于装备的电气化测试具有重要 意义。

摘要:针对点阵字符因错误分割导致识别准确率较低的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNNs)识别反馈的点阵字符检 测方法。 首先采用多尺度窗口获取多个候选区域并建立 CNNs 对其进行识别,利用投票机制对多个识别结果进行综合决策,然 后根据决策结果反向定位点阵字符并完成字符分割,最后提出一种滑动翻转窗口对所有字符进行分割与识别。 实验结果表明, 该方法在点阵字符的定位准确率和识别率方面都优于传统字符识别方法,分别达到了 97. 53%和 97. 50%。

摘要:为了研究电动汽车白车身的动态特性,提出了一种基于自然激励的结构模态参数识别方法。 利用此方法对某电动汽车 白车身进行了结构模态参数识别,得到了其前三阶结构模态参数。 并将利用该方法识别的结果和传统方法识别结果进行了对 比,发现固有频率最大误差为 1. 8%,阻尼比最大误差为 13%,振型基本一致,进而验证了方法的正确性。 之后利用识别的模态 参数结合电动汽车工作特性,对该白车身的动态特性进行了评价。 提出的方法不需要专用的激励设备,可应用于不易激励的大 型、重型结构模态参数识别。 模态参数识别的结果对电动汽车白车身动态特性设计具有一定的指导意义。

摘要:仪表着陆系统(ILS)为飞机安全着陆提供重要的保障。 针对现如今日益递增的航班数量,如何确保 ILS 高效、安全的运 行已成为民航部门面临的重要问题。 通过对调制深度差(DDM)的理论分析、研究,得出了影响 DDM 的主要因素是调制度因子 m90 ,在此基础上,采用控制变量法和最小二乘法分别建立了航道和调制度因子和载波负值的数学模型。 基于 NM7000 设备搭 建了可动态模拟航道调整过程的仿真系统。 最后将所建立系统与实际情况进行对比分析,验证所建立模型的准确性,数据表 明,仿真相对误差小于 1%,说明所提模型精度较高,可以为空中管制人员的参考依据提供理论支持。

摘要:维间耦合是影响三维力传感器测量精度的重要因素。 针对存在耦合的现象,介绍了三维力传感器维间耦合的基本原 理,分析了基于克拉默法,求解矩阵广义逆解耦算法,并对传统基于耦合误差建模的静态解耦算法进行改进,对耦合方向的数据 采用牛顿三次插值法进行处理。 以自主研制的三维力传感器进行标定实验,采用 3 种解耦方法进行计算。 实验结果表明改进 后的基于耦合误差建模解耦算法与传统解耦方法和改进前的方法相比,具有更高的解耦精度。

摘要:复杂背景下红外多目标图像及视频的检测是目标检测的热点也是难点,为了更准确地检测出复杂背景下的红外目标, 将 YOLOv3 算法进行改进,首先通过在算法的原有基础上增加特征尺度,提高对距离远且背景复杂的待测图像的识别精度,并 将 BN 网络层与卷积神经网络层融合计算得到最后的检测结果,将原来的 YOLOv3 算法与改进后的算法的结果进行分析对比 可得,改进后的算法能够将平均识别精度从 64%提高到 88%,将 mAP 从 51. 73 提高到 59. 28,验证了改进后的 YOLOv3 算法在 红外目标检测下具有更好的性能,更明显的优势。

摘要:在北斗导航定位领域,为获得准确的载波相位观测数据,必须对载波相位观测中出现的周跳现象进行有效探测和修复。 首先构造了单差、双差检测量,利用小波变换对单差、双差检测序列进行三尺度分解,同时提取高频系数和低频系数,从高频系 数奇异值可以观察出明显的周跳,然后通过 Lagrange 线性插值法对高频系数奇异值进行替换,将替换后的高频系数和低频系数 进行重构。 最后将重构信号与原始信号相减,可以获得周跳差值,利用该值对周跳进行一层一层的修复。 实验选择了 200 个无 周跳历元,在 100 历元处加入不同周跳,仿真结果发现该方法可以对 0. 5 周以上的周跳进行有效地探测和修复。