当期目录

2020年 第33卷 第4期 刊出日期：2020-04-15

  

混响室法欠模状态屏蔽体屏蔽效能测试技术研究

彭光辉,周忠元

2020, 33(4):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.001

摘要 ( 412 )   HTML ( 229 )   PDF (1031KB) ( 72 )  

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欠模状态下屏蔽壳体内部场分布不均匀,屏蔽效能测量结果与位置相关,因此需要利用探头或单极子天线进行多位置测量,过程繁琐。文中利用长线天线来测量欠模状态下屏蔽壳体屏蔽效能,并与单极子天线测量结果进行比较。在暗室中测量天线自由空间反射系数S₁₁;在混响室中利用不同天线测量屏蔽壳体的屏蔽效能,并利用S₂₂分析腔体谐振特性。测量结果表明,长线天线宽频带匹配特性优于单极子天线,测量的屏蔽效能能够更好地反映屏蔽体谐振特性,为屏蔽壳体的屏蔽效能测试评估提供了指南,具有工程应用价值。

基于Polys try介质基板微带天线的应用研究

张秋葵,易映萍,赵继然,幸伟

2020, 33(4):  6-12.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.002

摘要 ( 281 )   HTML ( 13 )   PDF (1482KB) ( 48 )  

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针对传统贴片天线检测频率有限(2~35 GHz)且由于增益低导致检测结果不明显的问题,文中提出了以聚苯乙烯作为介质基板构建微带天线的解决方案。在以介电材料玻璃超细纤维为介质基板的理论基础上,采用高分子材料Polysty作为介质基板构建微带天线模型。结合经典天线理论计算辐射贴片以及介质基板尺寸;基于HFSS搭建Polysty作为介质基板的模型并根据微带天线特性将理论设计的微带天线参数进行优化,最终得到在1 GHz时微带天线的最佳尺寸。仿真及实验结果表明,Polysty作为介质基板的微带天线中心频率可以达到1 GHz,增益高并且检测角度范围大。

拒绝服务攻击下的弹性事件触发负荷频率控制

刘希懋,曾阳阳

2020, 33(4):  12-17.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.003

摘要 ( 315 )   HTML ( 9 )   PDF (892KB) ( 42 )  

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针对互联电力系统负荷频率控制通信网络带宽受限及易遭受恶意网络攻击的问题,文中研究了拒绝服务攻击下弹性事件触发机制和负荷频率控制器的联合设计问题。在拒绝服务攻击参数已知的情况下,提出了一种既能缓解通信带宽压力,又可同时消除拒绝服务攻击影响的弹性事件触发机制。文中构建了一种基于弹性事件触发机制及拒绝服务攻击的负荷频率控制时滞切换系统模型。应用分段李亚普洛夫函数对切换系统稳定性进行了分析,并进行了触发参数和控制器的联合设计。最后,通过一个两区域互联电力系统仿真验证了所提方法的有效性。

基于深度学习与特征融合的人脸识别算法

司琴,李菲菲,陈虬

2020, 33(4):  18-22.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.004

摘要 ( 524 )   HTML ( 20 )   PDF (789KB) ( 81 )  

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卷积神经网络在人脸识别研究上有较好的效果,但是其提取的人脸特征忽略了人脸的局部结构特征。针对此问题,文中提出一种基于深度学习与特征融合的人脸识别方法。该算法将局部二值模式信息与原图信息相结合作为SDFVGG网络的输入,使得提取的人脸特征更加丰富且更具表征能力。其中,SDFVGG网络是将VGG网络进行深浅特征相融合后的网络。在CAS-PEAL-R1人脸数据库上的实验表明,将网络深浅特征相融合与在卷积神经网络中加入LBP图像信息与原图信息相融合的特征信息对于提高人脸识别准确率非常有效,可得到优于传统算法和一般卷积神经网络的最高98.58%人脸识别率。

基于薄金属圆盘近场衍射的固态-原子混合系统

聂之峰,王正岭

2020, 33(4):  23-28.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.005

摘要 ( 325 )   HTML ( 4 )   PDF (1015KB) ( 24 )  

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为实现纳米器件表面冷原子的囚禁,需深入研究圆盘矢量衍射在近场中的传播规律。文中采用有限元方法研究了线偏振平面波经过亚波长薄金属圆盘的衍射问题。研究发现在近场范围内,衍射场中不仅存在原偏振方向的入射场,而且在其它两个垂直方向上也有强度分布(随着传播距离增大很快衰减消失)。在此基础上,文中提出一种薄金属圆盘与原子耦合的混合系统。薄金属圆盘矢量衍射在近场形成的亚波长势阱,可以对100 nm以内单个或少量冷原子进行囚禁。通过改变圆盘参数,可以对混合系统中原子势阱的囚禁距离与势阱体积进行调控。该结果对微纳米光学器件研究及原子物理提供了一种新的混合系统方案。

基于生成对抗网络的轴承失效信号生成研究

佟博,刘韬,刘畅

2020, 33(4):  28-34.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.006

摘要 ( 322 )   HTML ( 9 )   PDF (1374KB) ( 45 )  

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在基于数据驱动的机械系统故障诊断领域中,关于特征提取和诊断模型已经取得了一定的进展。但在整套诊断进程中,失效信号的缺失一直是诊断中不可避免的问题。结合在图像处理领域卓有成效的GAN模型,文中以生成信号和真实信号间的概率分布对比作为部分超参数的选择依据,以轴承正常阶段信号作为模型的输入信号,以轴承仿真信号作为生成的目标,同时结合正常阶段的机械特性和仿真信号的故障特性进行失效信号的生成。通过概分布、包络谱、峭度及裕度特征的全寿命拟合曲线等方法验证了生成的信号比仿真信号更接近真实失效信号。

电压不平衡时基于改进无差拍控制的VSC-HVDC系统

付子义,杜田雨

2020, 33(4):  35-42.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.007

摘要 ( 278 )   HTML ( 6 )   PDF (1486KB) ( 38 )  

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VSC-HVDC在电网电压不平衡情况下,输出功率及直流母线电压会产生二倍频波动,进而影响系统的稳定运行。文中研究了柔性直流输电系统在电压不平衡情况下的改进无差拍控制策略,该策略以瞬时有功功率波动分量为零为约束条件,推导了正负序参考电流表达式。针对传统无差拍控制算法存在的控制延时及对交流侧电感参数变化鲁棒性差的问题,提出了一种改进无差拍控制策略。该控制策略利用拉格朗日插值法预测出下一个采样时刻的参考电流;对电网电压进行了线性预测;对网侧电流进行了非线性预测。最后借助MATLAB/Simulink平台搭建相应的仿真模型,仿真结果证明了该控制策略的正确性和有效性。

5-DOF混联雕刻机速度运动学分析及仿真

张道义,伞红军,陈久朋,李鹏飞,熊彬州

2020, 33(4):  42-49.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.008

摘要 ( 239 )   HTML ( 6 )   PDF (1253KB) ( 26 )  

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五自由度混联机器人因为兼有串联机器人和并联机器人的优点而成为重要的研究方向。在对五自由度并串联雕刻机控制的过程中,求解其输入与末端位置之间的速度及加速度的传递是研究的重点和难点。文中先通过机构拓扑理论对雕刻机的自由度进行分析,再运用矢量法对雕刻机末端运动学进行正向分析,然后采用求导法对雕刻机滑块运动学进行逆向分析,最终通过MATLAB和ADAMS仿真分析验证了雕刻机速度运动学分析的合理性以及算法的有效性。该结果为五自由度混联机器人的实际控制编程提供了参考。

面向多目标透镜的连通域标记检测算法

谢智烜,姚红兵,范宁,陈枫

2020, 33(4):  50-54.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.009

摘要 ( 330 )   HTML ( 5 )   PDF (824KB) ( 56 )  

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文中提出了一种适合FPGA实现的多目标连通域标记算法。该算法通过初次扫描时在图像的边框处做特殊的标记值,提取出环形具有内外双层轮廓的目标内部区域,进而将紧挨在一起的目标分离开以实现多目标的检测。该方案采用单次逐像素扫描的方法,对图像进行一次逐像素扫描即可完成连通域的标记和等价表的整理。实验结果表明,对一幅大小为M×N的图像,在不计算等价表递归时间的情况下,经过M×N×2个时钟周期后可识别出多个目标,且得到了每个目标对应区域的面积和外接矩形等参数。

两相旋流分离器矿浆内部流场及分离特性研究

杨艳斌,何伟,郭彦军,赵浩,慕亚亚

2020, 33(4):  55-60.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.010

摘要 ( 233 )   HTML ( 2 )   PDF (1284KB) ( 26 )  

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利用两相旋流分离器可以实现矿浆的浓缩和液体澄清。为探索两相旋流分离器内部流场及分离特性,文中通过CFD软件Fluent,采用RNG k-ε湍流模型,对两相旋流分离器内部的三维流场进行数值模拟,得出了压力、速度、体积分布、湍流动能和湍流耗散率等参数的分布情况。结果表明,两相分离旋流器内部径向速度由中心沿径向外逐渐增大,离近分离器壁时又逐渐降低,呈现出“M”型驼峰分布。轴向速度呈对称分布,最大值出现在顶部溢流口和底流口。从矿粒和水在旋流器内部的流动轨迹可以看出,矿浆浑浊液从切向进口进入旋流分离器后,矿粒和水在旋流分离器内部作高速旋转运动,形成外旋流和内旋流。密度较重的矿粒从下部底流口流出,密度较轻的水从上部溢流口流出,模拟两相分离效率可达到86.93% 。

基于暗原色优化算法的去雾研究

陆欢

2020, 33(4):  61-65.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.011

摘要 ( 265 )   HTML ( 3 )   PDF (837KB) ( 32 )  

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针对基于传统的暗原色先验去雾算法中,由于某些场景下的雾天图像存在大面积明亮区域无法满足暗原色先验的假设,导致去雾效果不佳。文中就此问题提出了一种改进的去雾算法,基于McCartnet的理论建立大气散射模型,根据暗通道理论粗略估计透射率,之后引入容差参数并设置阈值,重新计算明亮区域的透射率,从而实现对明亮区域透射率的自校正。针对于复原图像色彩较暗的问题,采用改进的线性亮度调整方法来调节图像的亮度。实验结果显示,相较于原算法而言,改进算法可以有效的对大气光值进行估计,降低明亮区域的色彩失真,复原的图像可以保持足够的亮度,同时不丢失图像的细节,视觉效果显著提高。

气动比例位置系统速度反馈与不完全微分PID控制

孙瑞芳,张晓龙,梁文凯,谢晓全

2020, 33(4):  65-70.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.04.012

摘要 ( 298 )   HTML ( 2 )   PDF (1029KB) ( 41 )  

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随着气动技术在各个领域的应用日渐广泛,气动比例位置控制系统优化已成为发展的必然趋势。文中建立了气动比例位置系统的数学模型,绘制系统Bode图并验证了其稳定性。通过引入速度反馈,并结合不完全微分型PID对气动比例位置系统的响应时间、精度和稳定性进行分析。仿真结果表明,引入速度反馈的不完全微分型PID校正的系统阶跃响应曲线,对比无校正、普通PID和不完全微分型PID对于阶跃信号的响应,其时间降低2.1 s,稳态误差下降0.22 mm,响应时间和稳态误差皆依次递减,响应过程更加平稳。引入速度反馈的不完全微分型PID校正的正弦追踪误差更小、稳定性更强、追踪效果更佳。该校正方法使系统响应速度大幅度提升的同时,显著增大了系统的精度并改善了系统的动静态特性。