提出了多包接收时的信号场强叠加模型，建立了观测场强与传感器位置的映射关系。由于传感器数量相对于网格数量是稀疏的，将传感器定位转化为压缩感知问题求解，以减少观测的信号数量，并提出了NL1-norm算法计算出传感器的位置。通过数值仿真，分析了传感器信号功率、观测信号数量以及传感器个数对定位误差的影响。相同条件下，验证了NL1-norm算...
针对FPGA中计算超越函数时所采用的分段线性逼近法对计算精度及资源占用存在直接影响的问题，提出一种最佳等距分段线性逼近计算方法。该方法通过优化分段方法缩减查找表，可以在可控计算精度条件下减少计算资源消耗。利用XilinxVirtex-5实现IP核设计后，分别采用指数函数、双曲正切函数、对数s型函数的计算进行了实验研究。实验结果表明：相对...
为了实现几何形状误差自动评定，研究了三维空间几何形状判别算法，提出了一种基于判别特征的形状误差评定方法。该方法不依赖被测对象的CAD模型和参数，能够根据测量点集的内在特征判别其形状类型，并以判别结果为基础建立误差评定数学模型，根据判别特征得到评定算法的初始值，进行符合最小区域准则的形状误差评定。以平面、球面、圆柱面为例...
为了实现不同工况下的供水管道泄漏检测，提出采用谱宽参数和近似熵作为特征量进行管道泄漏辨识的方法。根据泄漏声信号与噪声信号在频谱内能量分布的差异，采用谱宽参数作为特征量辨识泄漏信号与宽带噪声、窄带噪声；对于与泄漏信号在频谱内的能量分布相当的固定干扰噪声可能引起的误判，则利用泄漏信号和固定干扰噪声的随机性差异，引进近似熵...
针对SUSAN角点检测算法存在相似比较能力差和无法检测出对称角点的问题，提出了一种基于灰色绝对关联度分析的角点检测算法。该算法首先计算被测图像中各像素点在上下左右4个方向的灰度差分，确定初始角点集；然后采用圆形模板遍历初始角点，在圆形模板内，基于灰色关联度理论和2个3×3窗口内的像素灰度值，建立两窗口之间的相似比较函数，由相似...
目前船舶所使用的超声波风速风向仪只能保证在静态下准确测量。当船舶摇摆时，迎风角改变且改变速度不确定，因而引起测量误差。针对上述问题，根据超声波风速传感器的工作原理分析了动态下产生测量误差的机理，搭建了模拟船舶摇摆和倾斜的测量平台，测量了各种摇摆角度及不同摇摆速度下的风向风速数据，通过对大量实验数据的分析，提出了基于多...
研究并实现了一种基于热光法原理的大气有机碳（OC）／元素碳（EC）在线分析仪。介绍了热光法原理和工作过程，详细描述了分析仪的组成：分析炉系统、气路系统、激光探测系统、控制系统和检测器。采用内标、外标相结合的方法对分析仪定量，并进行性能测试，结果表明分析仪的精密度为1．5％、最低检测浓度为0．37μgC／m^3。深入探讨了影响分析仪...
燃爆辨识是获取物质理化参数及化学品物理危害的关键技术。针对燃爆状态复杂多变、单一传感器辨识效果不佳的问题，引入多传感器联合辨识，并采用粗糙集法对多传感器数据进行融合。首先分析了燃爆参数间内在关联性，设计了多传感器联合燃爆检测装置；从燃爆检测数据形成的决策表出发，运用基于完全简化规则集的粗糙集理论进行属性约简与值约简；...
微电网和电动汽车（EV）各具优点，微电网中接入EV将成为一种新的EV入网模式。微电网系统中，由于可再生能源发电出力的随机性与不可控性，需要使用蓄电池作为储能装置，保证系统稳定运行。对于不同的能源配置系统，需要不同容量的蓄电池与之匹配。电动汽车接入微电网后，在一定条件下能作为一种储能装置补充微电网原有储能单元，有可能减少微电...
复合材料被广泛用于航空航天领域，实现其结构健康监测对提高适航审定的损伤容限探测水平、降低检测成本具有重要意义。针对飞机使用的碳纤维增强复合材料，利用碳纤维的自传感特点及结构损伤的电学敏感特性，提出开放式电阻抗成像无损检测方法，以实现非侵入、无辐射、低成本的快速无损结构健康监测。根据材料结构损伤特点，构建6×6阵列电极及5...
为改善L1范数广义逆波束形成性能，提出了一种光滑L0范数广义逆波束形成算法。该算法充分利用L0范数能充分反映单极子噪声源信号稀疏本质的特性，结合光滑L0范数方法通过少数几次迭代即得到噪声源信号的稀疏解。首先，基于数值模拟的声源识别成像图以及声学半径曲线探究其结果随声源频率、阵列形式的变化规律，结果表明光滑L0范数广义逆波束形成...
针对双目视觉引导下的航天器近距离自主交会接近，提出了一种经济有效、合理可行的半物理仿真系统，来验证其中的特征识别、位姿解算、导航制导与控制等关键算法。该系统利用计算机图形学技术建立了航天器交会接近的三维场景，并通过透视投影生成了双目交会相机的模拟图像。采用真实的物理相机对景物模拟器显示的图像进行拍摄，从而将真实的成像...
针对柔性薄膜表面形貌检测问题，提出一种以阵列圆点结构光标记被测表面，实现对无明显特征表面形貌的视觉检测方法，无需昂贵的设备与复杂的操作过程，能快速完成检测。标记圆在成像过程中具有较小的成像误差，通过椭圆拟合算法，可获得高准确性的圆斑中心。圆阵列可对目标表面同时标记多特征点，一次快速成像，无扫描过程，检测效率高。针对检...
为了提高电阻层析成像正问题计算精度，提出一种新型拓扑结构有限元模型：模型内部区域采取非均匀分布形式，模型外部区域模拟敏感场均匀分布时电流线的分布形式与分布密度，并以模型外部区域的起始层数和模型各层半径为变量（最外层除外），利用改进遗传算法优化新型拓扑结构有限元模型。实验结果表明：敏感场均匀分布时，优化后新型拓扑结构有...
基于三极法研制了分层土壤电阻率在线监测系统，系统主要包括客户端软件、土壤电阻率监测仪和接地极3部分。分层土壤电阻率在线监测系统不但可以单机测量而且还可以形成一个多站点的土壤电阻率监测网络。该系统实现了4个功能：第一，同时测量5个以内不同深度层次的土壤电阻率和接地电阻值；第二，利用GPRS无线传输或串口有线传输实现了长期自动...
针对现有湿式全血分析仪在环境适用性方面存在的不足以及干式分析仪在信号提取方式上的缺点，提出一种全新的基于毛细管离心和细胞染色技术的干式血液分析系统设计，以满足复杂环境下血液的快速分析，主要阐述了新型干式全血分析系统信号提取的光路设计和自适应处理算法的原理。所设计分析系统在红、蓝光源照射下采用彩色线阵CCD（电荷耦合器件...
在传统双门限能量检测的基础上，对处于双门限之间的认知用户采用差分能量检测方法，提出了一种基于差分能量检测的双门限协作频谱感知（简称差分双门限能量检测）算法。该算法不仅考虑了噪声的不确定性对系统性能的影响，而且有效克服了传统双门限检测算法中的感知失败问题。仿真结果表明，差分双门限能量检测可以有效提高系统的频谱感知性能。...
为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度，提出一种数据延拓式相关的相位差测量方法。通过分析相关法相位差测量存在误差的根本原因，得出抑制相位差测量误差的方法：首先，对采样信号作周期预估计；然后，对数据长度是否整周期进行判断，对非整周期的数据长度作整周期数据延拓处理，使相关计算的长度恰好或者近似为整周期，从而达到...
过程成像（PT）技术以两相／多相流为主要测量对象。ECT／CT双模融合可拓宽过程层析成像技术的测量范围，实现信息的互补与融合。设计了ECT／CT双模态传感器，提出测量数据融合方法及其成像数学模型。针对融合后数据采集量增大，影响系统响应速度的问题，基于压缩感知原理，对测量数据随机采样，并运用L1正则化算法重建图像，在不影响成像质量的...
Grouplet变换是一种基于图像几何流最佳稀疏表示的正交变换，可以最大限度地利用图像的几何特征。关联向量机具有很好的泛化能力，能对类别的归属给出一种概率度量。结合Grouplet变换和关联向量机的各自优点，提出了一种基于Grouplet—RVM识别方法，提出的方法以Grouplet平均能量、Grouplet调和熵和Grouplet峭度为特征量，RVM为识别器，并成功地...
提出了一种采用伪随机编码原理生成彩色编码图案的结构光系统标定方法。首先，结构光系统向带有棋盘格图案的标定板投射白光，拍摄棋盘格图像，随后将棋盘格图案用白纸完全遮盖，投射彩色编码图案，并拍摄彩色编码图像。其次，采用一种基于K-均值聚类的角点自动提取方法提取伪随机编码图像的角点信息，利用彩色角点信息和射影变换原理建立摄像机...
高炉冶炼过程属于大惯性的非线性系统，针对生产数据的非高斯和动态特性，提出一种基于概率分布测度的高炉故障检测方法。首先利用子空间方法对在线采集的正常数据进行辨识，处理高炉数据的动态性，获取模型参数、滤波后的数据和模型残差序列。再利用所得到的模型参数，计算待测样本的估计值及残差。采用基于核函数的密度比估计法改进KL距离计算...
立足铁路总公司制定的6C系统标准，基于Harris角点与谱聚类实现了绝缘子的抗旋转匹配和故障检测。首先对选取的模板图像及待检测图像分别进行Harris角点检测，使用序贯相似性检测算法（SSDA）算法匹配角点；然后对匹配后的角点进行模糊聚类并提取聚类中心，利用CV（Chan—Vese）模型提取绝缘子轮廓；接着利用离散余弦变换对绝缘子图像故障信息增...
对机床导轨直线度误差的检测，提出一种集成无线射频识别与传感器技术，利用传感标签实现直线度误差测量及信号无线传输的新方法。基于激光准直测量原理，采用改进表面分流型二维光电位置传感器获取直线度误差测量数据，具有测量精度高、线性度好、暗电流小及加反偏容易的特点；分布在机床上的位敏传感标签可将3个方向的直线度误差测量数据与标...
针对测量不确定度评定中存在相关性分量以及蒙特卡罗法收敛速度和精度较低的问题，提出能处理不确定度源相关且兼顾均匀性和随机性的复杂系统测量不确定度拟蒙特卡罗评定方法。该方法通过产生均匀分布的独立随机化Sobol序列，并基于Cholesky因子线性-非线性变换产生具有任意边缘分布和相关系数的多维随机抽样序列，建立测量模型进行概率分布传播...
针对参数不确定时滞系统容易出现预测模型失效和不确定信息无法精确描述的问题，提出一种快速循环坐标下降支持向量回归（FCCDSVR）预测模型。以环模制粒机作为实验对象，利用循环坐标下降法（CCD）求解支持向量回归模型的目标函数，快速优化制粒机温度预测模型。利用环模制粒机喂料量和温度的耦合关系，提出并设计独立双通道输入模糊专家温度控...
钢包精炼炉（LF）钢水硫含量的终点预报对于精确控制精炼成品钢水的成分，稳定钢材质量具有重要意义。针对脱硫过程的机理难建模问题，研究了一种混合模型结构的钢水硫含量终点预报模型，首先基于脱硫反应涉及的物理化学原理建立机理行为已知部分的模型，随后利用正则化网络学习机的自学习能力对机理关系不明确部分进行建模，从而实现了机理方法...
传统MKPLS是对数据矩阵的协方差矩阵进行分解，没有利用数据的高阶统计量等有用信息，在进行特征提取时会造成数据有用信息的丢失，导致故障识别效果差。为了解决此问题，提出了统计量模式分析（SPA）与多向核偏最小二乘（MKPLS）相结合的多向统计量模式分析的核偏最小二乘方法（MSPAKPLS）。该方法首先引入滑动窗技术构造样本的不同阶次统计量...
由于数字微流控生物芯片的应用安全要求苛刻，为保证系统的可靠性，需要不断地对芯片进行全面和严格的测试。针对芯片的结构故障，提出一种基于蚁群算法的测试路径优化方案，实现对数字微流控芯片的在线测试，且能够兼容规则和非规则形状的芯片。该方案先用Floyd算法将芯片阵列转化为起点与终点确定的动态TSP问题模型，在不影响实验液滴正常工作...
针对传统的无差拍谐波电流跟踪控制受信号采样、处理和执行等过程时延影响，实际上是差一拍控制的问题，提出了一种基于复合预测的无差拍控制。该算法提前2个采样周期预测出谐波补偿参考电流，提前一个采样周期预测出逆变器输出电流，从而实现“真正意义上”的无差拍控制。为此，又提出了一种综合地考虑了负载谐波电流稳态和动态过程的复合预测...
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