智能车辆局部路径规划与跟踪控制算法研究

针对无人驾驶汽车局部路径规划与跟踪控制，提出一种基于改进A^*算法的局部路径动态规划算法及一种基于改进LQR算法控制理论结合模糊控制与PID控制的路径跟踪控制算法。主要包括：搭建无人车辆在Frenet坐标系下利用栅格法构建预行驶区域模型；优化改进节点扩展方向，提出针对无人驾驶的五邻域扩展节点方式；A^*算法一次规划出代价值最小的目标节点，二次A^*算法规划出实时动态最优路径。另外，搭建以路径曲率变化率和横向误差变化率为状态变量的横向路径模糊跟踪控制模型，搭建以纵向误差和纵向误差变化率为状态变量的模糊PID控制模型解决参数难调问题。通过Carsim、Simulink与Perscan联合仿真平台验证设计的路径规划与跟踪控制算法有效性。     

基于单管IGBT的挤塑机电磁加热系统设计与实现

针对传统挤塑机电阻式加热存在效率低、加热慢以及温度稳定性差等问题,设计了基于单管IGBT控制的电磁加热系统,给出了系统主要硬件电路和软件流程。在谐振电路参数L=120μH、C=0.8μF的情况下,分别选取160℃和200℃的挤塑机炉膛加热温度对系统进行了测试,发现加热功率管IGBT的栅极驱动脉冲占空比分别为23%和34%,集电极峰值电压分别为566V和672V,炉膛温度控制误差约为±1℃。测试结果表明,系统设计的电磁加热系统可以安全可靠工作,温度控制精度满足挤塑机加热要求。     

基于Smith预估型模糊PID温度控制系统的设计

针对室内温控系统中响应时延大、稳定性较差以及超调量大等问题,设计一种基于Fuzzy-Smith滞后补偿型PID温度系统,将Smith补偿型控制器加入回路系统中,提前预判对象的性能,反馈到调节器,以此补偿过程误差,并通过Matlab软件设计模型;实验结果可知:传统PID算法和Fuzzy-PID算法的上升速度较快,但稳态品质较差,调节能力较弱; Smith算法的超调量相比其他算法小,能够使系统保持较好的鲁棒性,但曲线上升时间和系统调节时间较慢; Fuzzy-Smith控制的温度上升较快,超调量很小,调节到稳定温度值所花时间较少,明显改善温控系统的性能,能够达到预期的稳态特性;算法能有效地抑制纯滞后的影响,降低系统的超调量,加速响应过程。     

基于CEEMDAN-FastICA算法的非接触心率检测

为了降低照明变化、相机内部等噪声干扰对远程光电容积描记法检测心率的误差,提出基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与快速独立成分分析(FastICA)相结合的去噪方法,实现非接触式心率准确检测.首先对视频图像中人脸68个关键点进行检测,获得感兴趣区域(ROI)并得到源信号;然后通过CEEMDAN对源信号进行分解并选取合适频段内的固有模式函数(IMF)进行重构,对重构信号进行FastICA盲源分离后将RGB各通道信号进行快速傅里叶变换,最终利用频谱峰值对应频率计算得到心率.对10名不同性别和年龄的人员进行了实验测量,并将测量结果与脉搏血氧检测参考仪器进行了对比分析,测量均方根误差和平均绝对误差分别为0.72bpm和0.60bpm.实验结果表明,所提方法能够有效去除心率检测源信号中的噪声,提高心率检测的准确性.     

基于PLC与模糊PID的瓦斯抽排系统的优化

本文首先介绍了PLC控制系统的优点和系统能够实现的功能,进而针对传统瓦斯抽排系统存在的部分缺点,设计出了符合实际情况的瓦斯抽排系统,改善了原有系统,使得瓦斯抽排系统更加精准。     

关于锂离子电池Thevenin模型的仿真研究

针对动力电池组运行时,内部的系统参数会随着环境因素和荷电状态(state-of-charge,SOC)发生动态改变,提出一种参数变化的Thevenin等效电路模型;从荷电状态是影响锂电池各参数特性的主要因素出发,将传统Thevenin模型中模拟各模块使用的不变参数用随着SOC变化的动态变量来表示; HPPC获取模型参数,电池仿真端电压基本上跟实际端电压波形吻合,且趋势大致相同;实验结果表明:在正常工作状态下,建立的模型可以有效地反应电池内部的工作特性,有着良好的精度。     

基于光电子成像技术的碘甲烷多光子电离行为

利用飞秒光电子成像技术研究了碘甲烷在超短激光脉冲场中的多光子电离解离行为.实验获得了碘甲烷分子在400 nm飞秒激光作用下的飞行时间质谱以及电离产生的光电子影像.实验结果表明,在超短脉冲激光场中,分子的电离通常是非共振电离,电离产物主要为母体离子和极少量的碎片离子.从光电子成像中获得的光电子平动能分布可以得到电离产生的电子p_1(2. 03 eV)和p_2(2. 67 eV)分别来源于母体离子的基态和激发态.从光电子成像中获得的角度分布可以推测出,光电子峰p_1和p_2可以分别近似看做单光子电离和双光子电离过程,且光电子散射角度趋于各向同性分布.     

高功率光伏应用的多级Z源/准Z源逆变器拓扑的比较

讨论了2种现代拓扑结构的多电平变换器(或者逆变器),适用于高功率的光电应用,提高了效率,降低了总的谐波失真(THD).相对于传统类型的逆变器而言,多级逆变器表现出以下优点:在使用低开关频率时依然可以提供比较高质量的电能输出,决定了开关损耗、谐波滤波器的大小.通过分析多级Z源/准Z源逆变器拓扑结构,比较它们的效率、THD、所需半导体器件的数量,在相同的条件下使用MATLAB/Simulink对这2种拓扑结构进行模拟仿真,根据结果选择其中更合适的多级拓扑结构.     

应用 RACA 算法快速求解导体目标 RCS

针对矩量法计算量大、耗时长、消耗内存多的问题,提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法。该方法以自适应交叉近似算法为基础,通过奇异值分解对自适应交叉近似算法得到的缩减矩阵进一步压缩,减少了矩阵存储并加速矩阵矢量乘。另外,该方法还采用等效偶极子法加速阻抗矩阵元素的填充。与传统矩量法相比,计算时间和内存消耗都得到了有效缩减。数值结果证明了该方法的精确性和高效性。     

基于SA-GSO的小波加权多模盲均衡算法

为解决传统多模盲均衡算法（MMA）在均衡高阶QAM信号时存在的收敛速度慢、稳态误差大等问题,提出了一种基于模拟退火萤火虫优化的小波加权多模盲均衡算法（SA-GSO-WT-WMMA）。该算法在MMA的基础上增加了加权项,并引入了模拟退火萤火虫优化（SA-GSO）算法和正交小波变换（WT）,利用加权项自适应地调整算法中代价函数的模值,利用SA-GSO算法极强的全局寻优能力来优化均衡器的初始权向量,利用正交小波变换降低信号的自相关性,有效提高了均衡效果。水声信道仿真实验表明,该算法在降低稳态均方误差和加速收敛速度两方面表现卓越。