当期目录

2020年 第33卷 第2期 刊出日期：2020-02-15

  

新能源充电线缆的高空核电磁脉冲响应

解旭彤,路宏敏,胡宽,宋丙鑫,孟晓姣

2020, 33(2):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.001

摘要 ( 287 )   HTML ( 7 )   PDF (1036KB) ( 47 )  

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随着新能源技术的不断发展,多频器件和高压线束的大量应用使新能源车辆电磁兼容问题日趋复杂,研究特种车辆新能源充电线缆的复杂电磁环境效应与防护问题具有重要工程价值。文中选择一种新能源充电线缆,利用三维电磁场仿真软件(CST)建立电磁干扰源和充电线缆模型。基于场线耦合原理,仿真分析高空核电磁脉冲照射下的混合动力装甲车内部新能源充电线缆电磁响应。仿真结果表明,同一线束同种线缆横截面积越大,线缆端口耦合电流越大;在同一干扰脉冲照射下,不同线缆端口耦合电流达到峰值的时间以及开始衰减的时间不同;以及线缆布局影响线缆端口耦合电流的大小;线缆阻抗匹配时的耦合电流远远大于阻抗失配时的耦合电流;新能源充电线缆与传统车载SYV-50-3同轴线缆的高空核电磁脉冲响应变化规律吻合良好。

基于改进差分阈值算法的心电检测技术研究

张晓军,吴芝路

2020, 33(2):  6-13.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.002

摘要 ( 566 )   HTML ( 22 )   PDF (1222KB) ( 100 )  

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针对差分阈值算法中固定阈值的局限性,文中提出了一种基于自适应波峰阈值和R波间隔阈值的算法。该算法结合心电信号特点自动选择波峰阈值,并选择R波间隔阈值,提高了算法的自适应性和准确率。文中以MIT-BIH心律失常数据库中的心电信号作为实验样本,采用带通滤波与小波阈值滤波相结合的方法完成心电信号去噪,采用改进差分自适应阈值算法对心电信号进行波形检测。实验结果表明,该算法能够将心电信号R波的检测准确率提升到99.57%,有效减少了误检、漏检问题的发生,并可准确完成心率、心率变异性、身体疲劳度、精神疲劳度计算和常见心律失常分类。

内置式永磁同步电机弱磁控制技术的研究

石讯,易映萍,王晓丽

2020, 33(2):  14-19.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.003

摘要 ( 394 )   HTML ( 7 )   PDF (1154KB) ( 59 )  

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针对电动汽车所使用的内置式永磁同步电机在不同工况下的转速与转矩需求,基于内置式永磁同步电机标幺化数学模型,文中设计了在线计算法最大转矩电流比控制与电压反馈法弱磁控制相结合的控制策略,以便对电机进行弱磁控制。以一台2.8 kW永磁同步电机作为研究对象,使用MATLAB/Simulink对所设计控制策略进行了仿真研究,并搭建弱磁控制系统实验平台并进行验证。仿真及实验结果表明,该控制策略具有较好的鲁棒性与较快的转矩响应速度,可以满足电机不同工况下的转速转矩需求。

基于编码—解码模型的D类功率放大器行为建模

赵一鹤,邵杰,程永亮

2020, 33(2):  20-24.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.004

摘要 ( 233 )   HTML ( 1 )   PDF (1012KB) ( 39 )  

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D类功率放大器具有优异的传输效率,属于开关类功放,其输出信号存在较大的非线性失真。对D类功率放大器进行行为建模时要同时考虑其非线性和记忆特性。文中将小波变换引入到编码—解码神经网络模型中,提出了小波编码—解码神经网络模型。使用基于门限循环单元的编码—解码模型和小波编码—解码模型进行D类功率放大器的行为建模。实验结果表明,文中提出的D类功率放大器行为模型相比于传统的Voterra-Laguerre模型而言,在信号的时域和频域都具有更高的精度。

基于视频的人脸检测算法研究

汪欣,吴薇,曾照

2020, 33(2):  25-31.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.005

摘要 ( 278 )   HTML ( 4 )   PDF (1014KB) ( 32 )  

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针对传统AdaBoost算法在视频中检测人脸误检率较高的问题,文中提出了一种结合运动分析和肤色检验的改进型人脸检测算法。该方法通过运动检测来提取运动前景,并选择肤色模型对人脸肤色进行相似度求取,利用几何特征进一步缩小检测范围;采用增加新Haar特征和改进权重更新方式的改进型AdaBoost算法对人脸候选区域进行实时检测。实验结果表明,与传统AdaBoost方法和增加肤色检验的AdaBoost方法相比,该方法的误检率分别降低了18.68%和8.79%,检测时间则分别缩短约800 ms和250 ms。

电动汽车锂离子电池模型参数辨识和荷电状态估算

蒋芹,张轩雄

2020, 33(2):  32-36.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.006

摘要 ( 362 )   HTML ( 1 )   PDF (920KB) ( 53 )  

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针对电动汽车锂离子电池荷电状态在线估算准确率低、实时性差等问题,文中建立一种精确在线估算荷电状态的有效方法,采用MAFF-RLS和EKF对荷电状态进行估算。建立锂离子电池的等效电路模型,将MAFF-RLS应用在电池等效电路模型的参数辨识上,可以有效在线辨识模型参数。在模型参数辨识的基础上,将辨识出的模型参数作为荷电状态估算的输入,采用EKF估算动力电池实时荷电状态。经过实验仿真发现,采用MAFF-RLS和EKF联合估算荷电状态能够提高估算精确度,估算误差仅在2%以内。

基于图像噪声残差的数字图像来源取证

黄明瑛

2020, 33(2):  37-42.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.007

摘要 ( 286 )   HTML ( 6 )   PDF (841KB) ( 56 )  

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针对使用支持向量机的图像来源取证算法中存在的,例如所需训练集较大(数千幅)、特征维数较高等问题。文中提出了一种取证算法,该算法仅需要少量(约为10幅)训练图像,且只提取图像噪声的残差作为图像的唯一特征。该算法首先使用小波滤波器提取图像噪声,然后借助回归模型提取噪声的残差,最后为噪声的残差建立高斯分布模型,根据不同类型图像噪声的残差模型参数进行来源取证。实验结果表明,在误报率为1.2% 的条件下,该取证算法对自然图像的准确率为95.33%,对计算机生成图像的准确率为96.44%。

基于图像检测的硬币面值识别方法

马旭东,袁锐波

2020, 33(2):  43-47.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.008

摘要 ( 1026 )   HTML ( 67 )   PDF (929KB) ( 170 )  

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为了实现同时对多个硬币面值的准确识别,文中提出一种基于图像检测的硬币面值识别方法。首先逐步采用中值滤波、阈值分割以及形态学操作对灰度图像中的硬币进行ROI提取,实现硬币的粗定位;然后以ROI的外接最小矩形作为研究区域从原图提取图像,并由RGB颜色空间转化到HSV颜色空间,通过颜色特征的不同识别出5角硬币;最后采用SSIM图像质量评价的方法将剩余ROI中的1角硬币与1元硬币检测识别。结果表明,该硬币面值识别方法在不需要精确获得硬币大小尺寸的情况下,可以同时对多个硬币进行准确识别。

血糖近红外定量分析方法研究

胡杰,王凯,王亚刚,李文帅

2020, 33(2):  48-53.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.009

摘要 ( 390 )   HTML ( 3 )   PDF (1061KB) ( 30 )  

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为解决传统有创检测血糖的问题,文中对近红外光谱无创血糖检测技术进行了研究。使用ABB公司的TALYS ASP531近红外光谱仪测得葡萄糖溶液的光谱,建模波段选取5 500~6 500 cm ^-1,使用偏最小二乘法建立光谱数据与对应浓度之间的校正模型。实验结果表明,校正模型的决定系数达到了0.983 99,校正均方根偏差为1.023 26 mmol·L ^-1,误差分布为-1.3~1.7 mmol·L ^-1,证明了近红外无创检测人体血糖浓度的可行性,为近红外血糖检测的研究提供了可靠的依据。

一种改进相似度的协同过滤算法实现

许凤翔

2020, 33(2):  54-59.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.010

摘要 ( 224 )   HTML ( 2 )   PDF (867KB) ( 31 )  

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计算相似度时,协同过滤算法会赋予所有用户或物品一致的相似度权重,进而导致相似度计算出现偏差。针对这一问题,文中提出一种改进相似度的协同过滤算法。该算法首先在计算用户间相似度时根据用户活跃量增加活跃用户惩罚因子,然后在计算物品间相似度时根据物品流行度增加热门物品惩罚因子,再对相似度做最大值归一化,最后根据相似度矩阵进行电影评分预测。实验结果表明,改进的相似度算法在评分预测时更加准确,平均绝对误差稳定在0.72左右。

基于卷积神经网络的PCB板通用分拣算法

王正军,姚一鸣,陈龙

2020, 33(2):  60-65.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.011

摘要 ( 330 )   HTML ( 4 )   PDF (1037KB) ( 31 )  

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传统PCB板分拣算法特征点由人工提取,位姿计算方法单一,且存在预处理步骤繁琐、样本要求高、位姿精度低、适用性低等缺点。为解决上述问题,文中提出一种基于卷积神经网络的PCB板通用分拣算法。改进的CaffeNet网络模型自动学习大量图片数据中PCB板的深层特征,并完成PCB板自动识别分类。运用改良RANSACS算法提高ORB算法特征点匹配正确率,采用最小二乘法计算模板图片与待匹配图片间角度差,以实现各类PCB板快速定位。实验证明,算法分拣正确率达到99.35%,具有良好的准确率和分拣效率。

基于RPRG+ICCD与RANSAC的多分量多项式相位信号参数估计

程永亮,邵杰,赵一鹤

2020, 33(2):  66-70.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.012

摘要 ( 291 )   HTML ( 0 )   PDF (673KB) ( 37 )  

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多分量多项式相位信号的检测和参数估计是多项式相位信号处理的一大难点。时频分析方法能够通过时频分布表征多项式相位信号的瞬时频率,通过对提取的瞬时频率进行多项式拟合得到其系数,经过简单的变换即可获得多项式相位信号的参数。文中利用RPRG+ICCD分离多分量多项式相位信号得到各个分量的瞬时频率,再使用RANSAC进行多项式拟合,最终实现了多项式相位信号的参数估计。实验结果表明,文中提出的方法能够实现在时频域部分重叠的多分量多项式相位信号的分离和参数估计。

基于GIS技术的变电站智能运检管理系统

朱亮,周勇,陈佳,吴晔阳,张靖

2020, 33(2):  71-74.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.013

摘要 ( 251 )   HTML ( 2 )   PDF (669KB) ( 30 )  

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针对变电站智能化运检管理的需求,开发了基于GIS技术的变电站智能运检管理系统。该系统采用WebGIS技术作用运检管理平台的基本架构,在此基础上完成了数据层、服务层和平台层三层系统平台的搭建。采用Web服务器和FlexRIA控件,实现了智能运检管理系统与GIS技术的全面整合以及变电站运检管理信息的全方位感知。在物理硬件上,采用分布式部署服务器的方式,利用DCN网络实现了Web服务器和Agent服务器的有效互联,融合了电力系统信息资源和GIS地图信息,通过全面协作的方式提高了硬件资源的利用效率及系统的响应速度。该研究对于实现变电站智能运检管理,完成泛在电力物联网的假设具有重要意义。

多层铁磁二维材料电场效应研究

陈晶

2020, 33(2):  75-78.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.02.014

摘要 ( 200 )   HTML ( 0 )   PDF (901KB) ( 26 )  

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二维(2D)材料的出现由于其良好的物理特性及对未来纳米电子设备的潜在应用,而引起了研究者的关注。Cr₂Ge₂Te₆(CGT)中的二维铁磁性已得到证明,然而对于二维CGT,一直缺乏电子输运特性与电场效应的研究。文中制备并鉴定了厚度仅为几nm的CGT铁磁薄片,这为由各种2D材料组成的范德华结构提供了前提条件,并进一步的展示了通过电场效应对2D CGT设备通道电阻进行的大幅度调制。实验结果证明了2D CGT栅极电压的可调性,同时也证明了铁磁2D材料CGT作为新型功能量子材料的潜力。