超声导波理论研究的不断深入、导波固有的可用于长距离大范围高效检测的性能优势,以及电磁超声技术实现上具有的非接触特点等,共同促进了电磁超声导波技术的研究、发展和应用。梳理管道电磁超声导波技术近些年来在周向导波、轴向导波和螺旋导波方面的理论研究进展及技术应用情况,具体对比了板状和管状结构导波,归纳了不同模态导波换能器的特点,...
钢轨轨头滚动接触疲劳引起钢轨踏面表面及近表面裂纹是目前高速铁路运行的重要威胁之一,铁路部门目前采用的检测技术无法对此类缺陷进行有效监、检测,可采用低频超声表面波对钢轨踏面裂纹进行检测。钢轨轨头异形波导结构使得低频超声表面波传播具有频散特性,这就需要对其传播模式进行有效识别。基于ABAQUS有限元方法建立钢轨踏面简化三维模型,采...
针对轴承等机械设备的性能退化状态识别问题,研究并提出一种基于GG（Gath-Geva）模糊聚类的退化状态识别方法。首先分析轴承性能退化过程中的基本尺度熵演化规律,分析该参数的单调性与敏感性。考虑到退化状态在时间尺度的连续性,构建包括基本尺度熵、有效值以及退化时间的三维退化特征向量,并采用GG模糊聚类方法对轴承性能退化状态的不同阶段进...
由于传感装置失效导致的工业过程数据错误会严重威胁系统的安全平稳运行。虚拟传感技术能够推断、解释和预测系统的真实行为,实现过程变量观测值的冗余输出。为了提高工业系统的安全性,提出了基于虚拟传感技术的工业过程数据错误诊断方法。首先针对系统中的各个观测变量,构建基于高斯过程自回归（GPAR）模型的虚拟传感器,通过监测各虚拟传感器预...
采用表面粘贴碳纤维布（CFS）加固混凝土是最近十几年提出的新型加固技术,其界面粘结质量的检测和评价具有重要的意义。提出采用多模式红外热成像（IRT）对CFS加固混凝土界面粘结缺陷进行检测。采用实验与理论分析相结合的方法,分析了脉冲、锁相、脉冲相位等模式对检测效果的影响,采用了主成分分析（PCA）和独立成分分析（ICA）算法对红外热像图...
为保证分类器间的差异性,同时提高子分类器自身性能,提出一种新的基于边缘样本增长的半监督集成学习方法——边缘协同森林（M-Co-Forest）。当从未标记样本中选取伪标记样本时,不仅考虑未标记样本的标记置信度,同时考虑未标记样本在已标记样本中的位置。只有处于当前分类器训练样本边缘且置信度高于预设阈值的样本才能被赋予伪标签,加入下一轮学...
实现针对深孔类零部件内表面几何参数的准确量化一直是深孔检测领域的研究热点,而内表面凹槽的深度尺寸是其中最重要的参数之一。依托结构光三维检测手段和分量测量原理针对深孔内表面凹槽深度进行定量检测。首先针对深孔类零部件无差别建立其内表面模型和内表面展开模型,并将特定的结构光条纹图案投射到模型内表面;然后借鉴分量测量原理提取采...
针对工况复杂且存在封闭边界的悬臂式掘进机在煤矿井下的受限巷道空间,为实现掘进机在工作空间内的自主纠偏并提高巷道断面截割质量,提出一种区域栅格化的掘进机自主纠偏方法。首先将综掘巷道环境自适应划分为区域栅格,并提出掘进机纠偏影响度作为模型降维与简化的指标,之后结合掘进机自身运动特点与实际工况,建立掘进机在栅格场景中的自主纠偏...
为改善目前多足机器人人机交互技术单一的现状,面向液压驱动六足机器人设计一款融入线控转向技术的遥操作系统。针对传统线控转向因取消机械传动所造成从端的运动信息缺失问题,提出一种基于双向控制的遥操作架构。通过动态跟踪六足机器人转向过程中实际角速度与期望角速度间的差值,并将此差值以触觉力的形式反馈给驾驶员,根据Llewellyn准则对所...
摆线轮齿廓是影响工业机器人核心部件—RV减速器性能的重要因素。为了使RV减速器能够精确传动,需要对摆线轮齿廓进行修形设计,从而补偿各种加工误差因素造成的齿廓误差。为此,提出了基于加工误差参数优化的摆线轮修形模型,以精确补偿实际与设计齿廓之间的误差。模型中的加工误差参数值是通过对实际加工齿廓的精确测量,设计一种回归算法,对误差数...
设计了一种新型全向驱动旋翼机械臂系统,研究了其建模方法并提出了基于动态补偿PID的旋翼平台全向驱动控制方法。首先设计并分析了新型全向驱动旋翼机械臂机构;然后采用Craig参数法与递归Newton-Euler方程建立系统运动学与动力学模型,得出了旋翼平台与机械臂间动力学关系;针对旋翼平台全向驱动控制问题提出了动态补偿PID控制方法,最后推导出统一...
为了满足先进制造工艺的对检测技术越来越高的要求,对材料表面的测量既有高精度的要求,同时也有快速检测的需求。彩色共聚焦测量技术从原理上避免了轴向扫描过程,与传统的激光共聚焦技术相比,具有明显的测量速度优势,可针对大尺寸的被测物表面形貌进行快速化检测。通常情况下,针对不同测量需求的被测对象,需要设计不同的彩色共聚焦系统核心部件-...
立体测绘相机的结构力学分析和热分析是与有效载荷设计、制造和工程阶段状态确定密切相关的关键技术,基于CAE技术,对天绘一号立体测绘相机的结构进行了静力学、动力学性能分析、热光学性能分析和动力学载荷响应分析,研究了相机在微重力作用下抵抗变形的能力,相机抗外界干扰能力以及在发射、动力试验过程中的抗破坏能力。针对测绘相机正弦扫描Y向...
提出一种基于内点法的关节式坐标测量机参数自标定方法。首先,基于D-H方法,建立关节式坐标测量机的运动学模型,在此基础上建立参数误差模型。利用自制标定块,采用多位姿测量多点的方法获得标定用数据,从而使该标定方法能够在现场应用;以测量机的长度测量精度为基础建立目标函数,利用内点法进行参数辨识,该算法对迭代初值无要求,可有效提高参数标...
极端、特殊应用场合中工作的嵌入式时栅,受恶劣工作环境影响,其安装状态、电气参数等容易发生非预期的变化,进而导致其测量精度下降。在这些应用场合,通常缺乏高效安装比对标准器的条件,难以频繁在线标定以保持其测量精度。针对这一问题,提出一种单个时栅读数头即可实现的自标定方法,该方法利用冗余采样序列中提取的具有固定初始位置差的多组采...
针对所研发的智能球铰链测量分辨率及测量精度较低的问题,从永磁体选型、传感器匹配以及模型算法方面进行改进和优化。通过仿真分析和计算,确立了圆柱形永磁体的结构参数、重新设计了传感器水平放置与永磁体进行位置匹配的方案,更新了角度反解算法的函数初值选择方法,研制了新的智能球铰链样机和标定装置。测试数据表明,该样机测量范围、精度都...
远程拉曼系统已经开始用于深空物质检测,要求远程拉曼系统具有小型化,抗辐射和低功耗等特点。为了解决通过降低激光脉冲能量来实现低功耗情况下,拉曼信号信噪比降低的问题,提出了一种新的拉曼光谱寻峰算法,根据远程拉曼特点,采用统计学中Kolmogorov-Smirnov检验作为寻峰方法,以此提高拉曼光谱的信噪比。为此建立了一个远程拉曼系统,实验中使用的...
针对高分辨率小模数齿轮图像中边缘灰度梯度呈双峰或多峰分布的问题,提出一种基于邻域特性分析的小模数齿轮图像亚像素边缘检测算法。算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度、灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向;通过阈值化、非极大值抑制和边缘细化等获取初始边缘;在初始边缘的基础上将求取的灰度变化方向划分为八个区域,构建一维灰度矩...
黑客在状态节点上恶意注入的虚假数据可以误导电力系统状态估计,对电力系统的安全可靠性运行产生巨大的威胁。现阶段检测数据注入攻击的研究通常采用的是残差阈值法,该检测方法对于攻击者精心构造的隐蔽数据注入攻击失效。因此,建立了一种网络攻击节点可信度模型并提出了节点可信度的更新算法。为消除攻击者所注入虚假数据对电力系统状态估计的...
研究了一类不确定离散互联系统的故障诊断问题。将改进的快速自适应估计（FAFE）算法应用到了离散互联系统的故障估计中,设计了分布式故障观测器。由于采用了改进的FAFE算法,在设计过程中可以避免计算原来FAFE算法需要的约束条件,从而解决了系统中带有不确定参数时这种约束条件难以计算的问题。同时改进的FAFE算法可以保持原来算法的精度。基于H...
针对智能电网中通过精心构造虚假数据注入攻击策略篡改量测数据,进而诱导状态估计错误以破坏电力系统安全经济运行问题,不同于目前采用现存优化算法求解攻击优化模型而无法直接清晰揭示攻击策略构造过程的设计方法,提出一种新的基于快速回归算法（FRA）虚假数据注入攻击构造方法。首先将攻击向量设计转化为线性回归模型子集选择问题,然后采用FRA...
针对传统可靠性分析方法难以描述冗余系统共因失效的问题,从两个角度提出了基于动态贝叶斯网络的共因失效建模方法：将冗余系统单一元件失效过程分解为独立失效过程和共因失效过程,构建了基于失效过程的共因失效分析模型;将冗余系统作为基本事件,根据状态转移关系构建了多元件失效动态贝叶斯网络模型。以某控制单元为例,以元件独立失效率、共因...
为了解决小波域多尺度数据融合算法在处理微机电系统（MEMS）陀螺仪动态数据尤其是含有跳变数据时融合结果相比较原始数据有时延等问题,提出一种将小波域多尺度数据融合和最优加权递归最小二乘融合相结合的融合方法切换方案。方案利用累积和控制图算法和预设阈值来判断陀螺信号是否跳变作为融合方法的切换条件,并且利用多MEMS陀螺数据融合处理系...
探索下肢运动想象（MI）和运动执行（ME）的神经机制以便能用于指导脑卒中患者神经康复,设计同一视频引导的下肢MI和ME比较实验,采集10名被试（6男4女）脑电数据,通过时频图、能量频域变化曲线图及ERD量化的方法对采集脑电（EEG）的节律特性进行对比分析。结果表明,在alpha和beta频段下肢MI和ME均产生ERD现象,其能量曲线变化趋势相近。下肢MI与M...
为快捷、准确地校准高带宽电子设备的上升时间,提出了一种基于动态测量的皮秒级上升时间校准方法。与根据带宽估计上升时间、使用方和根法修正测得结果的传统方法不同,提出了基于最短区间估计的上升时间计算方法,用以计算标准设备测得波形的上升时间,并使用基于动态测量的有限带宽效应的修正算法对测得上升时间进行修正。在以上研究基础上,给出...
为了缩短磁共振成像的扫描时间、提高成像质量,提出一种在压缩感知框架下的非均匀磁共振压缩图像交替方向乘子算法。该方法联合考虑磁共振成像（MRI）图像在变换域和梯度域下的稀疏性,并使用非均匀傅里叶变换实现插值处理,在此基础上构建出MRI图像重构模型,然后采用交替方向乘子法求解该模型。该算法引入辅助变量,将原始模型中的优化问题分解为...
提出一种基于单阵元垂向变深的目标被动定位方法,为提升潜航器被动声纳的水下探测能力提供了一种新思路。针对线谱目标,通过单阵元的垂直变深采样,获得垂向空间目标声场的非时间同步数据,利用给出的补偿矩阵,对数据的相位进行补偿,进而等效为以单阵元不同变深点为阵元的垂直阵列数据,然后将补偿后数据的测量场与合成阵元位置处计算的拷贝场求匹...
随着基于位置的服务不断发展,室内定位逐渐成为研究的关键问题,Wi Fi设备的不断普及也为室内定位的研究提供了新的思路。由于室内环境的复杂性以及信号强度信息的不稳定性,传统的定位技术存在着较大的实验误差。利用奇异值分解（SVD）方法对子信道信息进行融合,将原始的信道信息转变为子信道信息的非线性叠加,将能够显著描述指纹的主要信息成分...
核学习方法是一类广泛用于高光谱图像处理的机器学习方法。提出了一种用于高光谱图像分类的马氏距离多核学习方法。首先将马氏距离度量学习与高斯核函数相结合,利用马氏距离在去除特征之间耦合关系、与量纲无关等方面的优势,构造出马氏基本核,进而将马氏基本核按照线性加权组合成马氏距离多核。该方法利用样本特征和类别信息,通过马氏距离的作用...
基于磁异常检测（MAD）的磁性运动目标识别在军事中极具应用价值。针对目标产生的磁异常信号存在探测距离有限和特征量不易表征的问题,采用高精度隧道磁电阻传感器（HPTMR）对目标的磁异常分量进行探测方法研究,通过特征量的提取实现目标速度、方向、距离等信息的表征,最终实现目标运动状态的识别。首先对磁性物体的磁异常特征展开分析,确定探测...
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