当期目录

2023年 第36卷 第1期 刊出日期：2023-01-15

  

基于压缩感知理论的高能闪光照相密度反演方法

芦存博,盛云霄

2023, 36(1):  1-6.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.001

摘要 ( 633 )   HTML ( 87 )   PDF (1333KB) ( 31 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

高能闪光照相中需要研究少数投影数据条件下的非轴对称客体的的密度反演问题。现有利用压缩感知思想的全变差TV类算法虽然考虑了图像的局部相似性,但没有考虑图像的非局部相似性。针对上述问题,文中提出了一种基于组稀疏正则化的全变分重建技术TV-GSR。该技术将组稀疏模型集成于TV框架之下,同时考虑了客体图像的局部相似性和非局部自相似性,充分利用了图像的先验稀疏信息,并利用客体的上、下、左、右4点对称性来降低图像重建的规模,重构精度有所增加,重建速度也更快。仿真实验表明,文中提出的TV-GSR算法提升了图像在无噪声和有噪声情况下的重建精度,对于高能闪光图像和纹理细节丰富的CT图像都有较好的效果,具有普适性。

基于图像处理与数值仿真辅助的电弧增材成形研究

刘美红,洪恩航,黎振华,滕宝仁

2023, 36(1):  7-14.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.002

摘要 ( 292 )   HTML ( 73 )   PDF (2182KB) ( 38 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为解决Fronius CMT TPS3200焊接电源提供的焊接模式(CMT或CMT+Pulse)与增材策略(单向或往复路径)的选择问题,在相同线能量密度条件下,基于不同模式的单道单层优质焊道成形,探索了单道多层的层宽、层高变化规律,并结合图像处理与数值仿真评价单道10层的增材试验。研究发现,针对焊道成形,CMT+Pulse模式与CMT模式分别从第4层和第3层开始趋于稳定。为优选扫描策略,通过顶层焊道成形和数值仿真结果对比,确定了往复路径优于单向路径。在往复路径下,CMT模式的焊道成形均优于CMT+Pulse模式。研究结果表明,CMT模式率先达到散热稳定条件,结合优选往复路径,在焊道成形方面具有优势,为后续电弧增材奠定了基础。

基于改进鲸鱼算法的含DG配电网故障区段定位

徐立立,杨超,曾浩然

2023, 36(1):  15-20.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.003

摘要 ( 177 )   HTML ( 83 )   PDF (897KB) ( 28 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对鲸鱼优化算法存在收敛速度较慢、定位精度不够高等问题,文中提出了一种基于改进鲸鱼算法的含分布式电源配电网故障区段定位方法。构建了一种适用于多电源配电网故障定位的数学模型,采用自适应惯性权重策略来优化鲸鱼算法,并利用改进后的鲸鱼算法对构建的定位模型进行求解。在33节点含分布式电源的配电网上进行算例仿真,仿真结果表明在配电网发生单重、多重故障的情况下,改进后的鲸鱼算法能快速准确地定位出故障区段,且具有良好的容错性能。相较于传统鲸鱼算法,改进鲸鱼算法收敛速度更快,定位准确性更高,定位的可靠性也更高。

分布式异构集群系统PI编队跟踪控制

唐凯,章伟,王为科,胡陟

2023, 36(1):  21-27.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.004

摘要 ( 203 )   HTML ( 74 )   PDF (765KB) ( 29 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

同构集群系统因其组成个体的单一性而存在功能上的局限性。异构集群系统的个体组成具有多样性,因此可以扩展同构集群系统的功能。针对异构集群系统的编队跟踪控制问题,文中基于领导者-跟随者模型,在有向通信拓扑结构下设计了一种分布式PI编队跟踪控制协议。设计了期望的时变编队队形,跟随者在跟踪领导者的同时可保持期望的编队队形,使系统中的所有智能体均能够达到期望位置。考虑到真实系统会受到外部未知有界扰动和一些不确定因素的影响,因此基于李雅普诺夫稳定性理论给出了保证系统跟踪误差一致有界的充分条件,并进行了鲁棒性分析。根据设计的控制协议及控制条件进行了仿真验证,结果表明所设计的PI编队跟踪控制策略能够有效解决异构集群系统的编队跟踪控制问题。

球类运动中人体姿态估计研究进展

张漫秸,杨芳艳,季云峰

2023, 36(1):  28-37.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.005

摘要 ( 300 )   HTML ( 83 )   PDF (1676KB) ( 39 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对单个RGB图像,人体姿态估计通过对人体关键点定位来估计人体的位置和关节点位置。球类比赛是一种快速的运动,用主观观察对运动员的技术合法性进行判决无法避免错误。因此,文中利用基于人体姿态估计的运动员姿态分析技术进行辅助训练和辅助判罚,有效避免了传统系统中由于人的主观判断对运动员姿态的错误定位。目前,针对人体姿态估计的研究被分为基于传统算法和基于深度学习算法两种主要方式。在基于深度学习算法的基础上又分为单人人体姿态检测和多人人体姿态检测。基于深度学习算法的人体姿态估计通过构建神经网络,运用机器学习的方法提取图片特征读取图片信息,并在用于人体姿态估计的主流数据集上进行性能对比和分析。将人体姿态估计应用到球类运动中,为运动员的日常训练提供了一定的科学参考,同时也最大程度上保证了运动员比赛中的公平与公正。

融入注意力网络的深度分解机推荐算法

邬彤,于莲芝

2023, 36(1):  38-43.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.006

摘要 ( 181 )   HTML ( 79 )   PDF (1891KB) ( 27 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

推荐系统能够在海量的信息中找到满足用户个性化需求的信息。随着深度学习的发展,深度学习也开始广泛被推荐系统所应用。CTR预估在推荐系统中起着重要作用,已被应用在个性化推荐、信息检索、在线广告等多个领域。针对推荐系统数据量大且稀疏的问题,文中将注意力网络和xDeepFM模型融合,提出了一种新的基于深度学习的CTR预估模型,即Atte-xDeepFM模型。该模型能够解决特征稀疏问题,有效学习特征之间的交互关系,且不需要手动提取特征工程中的有用信息。在Avazu数据集和Criteo数据集上进行的对比实验证明了文中提出的模型的有效性。与推荐系统CTR预估常用的算法模型对比,文中所提出的模型具有更好的推荐效果。

一种3D眼镜虚拟试戴系统的实现

王晓锋,付东翔

2023, 36(1):  44-50.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.007

摘要 ( 351 )   HTML ( 85 )   PDF (2433KB) ( 38 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对人脸图像试戴3D眼镜过程中存在的镜腿遮挡人脸问题,文中提出一种基于人脸图像的3D眼镜虚拟试戴技术。利用构建的人脸形状的三维模型,使其在虚拟试戴中对镜腿起到消隐作用,解决镜腿的遮挡问题。文中对输入的人脸图像进行关键点检测,结合Graham扫描法求得人脸形状的凸多边形,利用平移扫描构建人脸形状的三维模型。此外,文中根据定位人脸图像上的关键点以及姿态估计后对三维眼镜模型的变换,将眼镜模型佩戴到人脸图像上。实验结果表明,该方法对于多视角的人脸图像实现了虚拟试戴效果,解决了多种视角下人脸图像试戴过程中镜腿的遮挡问题,虚拟试戴中镜腿遮挡平均准确率为94.5%,遮挡精度较高。

基于北斗和边缘计算的车联网导航技术研究

周启平,何伟,贾蕾,郭俊凯,赵建国

2023, 36(1):  51-59.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.008

摘要 ( 368 )   HTML ( 77 )   PDF (2021KB) ( 42 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着车辆保有量的不断增长和车联网应用的普及,车辆终端会产生大量需要实时处理的数据消息。在车辆高速移动场景下,传统的车联网导航系统由于车辆差分定位数据存在传输时延,导致车辆定位结果存在一定的偏差,无法及时获得高精度定位结果。基于此,文中提出了一种基于北斗定位和边缘计算的车联网导航技术方案,采用改进的遗传算法进行终端定位请求的资源分配,有效降低整个边缘网络的服务时延,并利用基于边缘节点的优化无损卡尔曼滤波算法来提高车联网节点的定位精度。实验表明,文中所提出的方法能够为大规模车联网终端提供实时精准、低延迟和高精度的定位服务,具有较高的实际应用价值。

基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术

王玉梅,郑义

2023, 36(1):  60-66.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.009

摘要 ( 133 )   HTML ( 74 )   PDF (1262KB) ( 19 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对电网环境噪声导致自适应噪声的CEEMDAN谐波检测精度低的问题,文中提出了一种基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术。利用修正因子T_j自适应调整阈值,通过可调参数τ调节阈值函数软、硬特性,并将改进的小波阈值去噪方法应用于谐波信号的预处理。经预处理的信号再进行CEEMDAN分解,可有效抑制模态混叠束缚。运用相关度判据去除虚假分量,并利用Hilbert变换解调包含谐波特征的分量,准确提取其幅频信息。经MATLAB仿真可知,改进小波阈值去噪与CEEMDAN-HT的融合算法可将稳态谐波检测平均误差被控制在1%以下,暂态谐波检测平均误差被控制在2.1%以下,呈现出良好的抗噪性能。

RTEthernet中改进的FTA时钟同步算法研究

张宇辉,张凤登,张海涛

2023, 36(1):  67-74.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.010

摘要 ( 128 )   HTML ( 67 )   PDF (2211KB) ( 13 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对以太网存在节点时钟漂移、网络链路延迟、同步能力差等问题,文中基于RTEthernet协议的通信原理,构建了时钟同步系统的模型。文中研究了RTEthernet的组成、工作原理,考虑了影响实时以太网时钟同步精密度的三大因素:漂移率、网络传输延迟和时钟拜占庭故障,并基于此分析了原始的FTA时钟同步算法,发现它在拜占庭故障增多的情况下容错性能明显降低,进而引入“容错中值”的思想进行改进并提出了RTE-FTM算法。通过CANoe仿真平台,对系统(7个节点)中存在2个拜占庭故障与不存在拜占庭故障进行对比分析。结果表明系统的精密度损失率降低了3.1%,并由此验证了该算法的收敛性和有效性。

基于改进CNN的轴承声学故障诊断

黄雅静,廖爱华,于淼,李晓龙,胡定玉

2023, 36(1):  75-80.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.011

摘要 ( 247 )   HTML ( 81 )   PDF (2648KB) ( 39 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对轴承振动信号在复杂机械中难采集和跨转速域工况下传统故障诊断方法精度低的问题,文中提出了一种基于Teager 能量算子和卷积神经网络的滚动轴承声学故障诊断方法,即TEO-CNN。将轴承声学信号的Teager 能量算子作为模型的输入,使用卷积神经网络学习输入的抽象特征,并结合全局平均池化层和全连接层实现轴承健康状态识别。模型验证基于轴承声学实验数据,并通过构建不同的轴承声学数据集模拟跨转速域工况。试验结果表明,与传统卷积神经网络和机器学习模型相比,TEO-CNN表现出明显的优势,并且在跨转速域工况下的预测精度始终高于95%。

改进的扰动LPV系统输出反馈预测控制

王平,赵敏

2023, 36(1):  81-87.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.012

摘要 ( 175 )   HTML ( 78 )   PDF (1128KB) ( 31 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对一类带有有界状态干扰的多胞描述LPV系统,文中提出了一种鲁棒预测控制改进方法,并设计了保证系统渐近稳定的输出反馈控制器。为抵消有界状态干扰,该控制器考虑无扰动LPV系统,基于离线状态观测器,采用线性矩阵不等式求解预测控制无穷时域最小-最大优化问题。随后利用离线状态观测器获得扰动LPV系统与无扰动LPV系统状态的估计值之差,以确定保性能的反馈增益,从而得到使扰动LPV系统渐近稳定的最优偏移量,并将其与无扰动系统控制律组合作为最优控制律施加于实际系统。实验结果表明,运用改进的鲁棒预测控制方法能获得较好地控制性能,同时提高了系统的稳定性和解决优化问题的效率,仿真试验也验证了该算法的有效性。

耦合电感型Zeta变换器的参数优化方法

徐邦贤,刘晓波,韩祥民,邱知,唐辉,范津玮

2023, 36(1):  88-94.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.01.013

摘要 ( 210 )   HTML ( 74 )   PDF (914KB) ( 21 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对耦合电感型Zeta变换器的开环频率特性复杂导致的控制器设计困难的问题,文中提出了变换器参数的优化方法。该方法通过调整变换器的电路参数,进而调整变换器幅频特性中的高频谐振峰与谐振谷的位置,使得峰谷之间相互削弱,把相频特性曲线上超过180°部分最大程度减小到180°以内,消除了输出电压响应中的高频振荡成分,降低了变换器从控制变量到输出电压之间的频率特性的复杂程度。测试结果表明,通过该方法进行参数优化后,控制变量到输出电压之间的幅频特性接近二阶系统的幅频特性,相频特性上的相位滞后小于180 °。在采用相同控制器的条件下,与优化前相比较,利用文中方法提高了控制器的带宽,改善了系统的输出电压的动态响应,增强了闭环系统的稳定性,验证了所提方法的有效性。