多分量地震监测系统AETA的感应式磁传感器磁棒研制

根据多分量地震监测系统AETA的技术需求, 完成一种感应式磁传感器的研制和工业化实现。通过分析电磁扰动的监测需求, 确定感应式磁传感器磁棒的各项设计参数, 并提出较优材料选取以及结构设计方案。磁棒的设计指标为0.1 Hz~10 kHz, 工作温度范围为40~130℃, 监测的磁场强度范围为1~1000 nT, 灵敏度大于20 mV/nT@(0.1 Hz~10 kHz)。测试结果表明, 研制的磁传感器满足AETA的性能要求。该传感器已成功地投入应用, 正在大区域规模化布设。     

MLD模型下逆变电路改进型直接功率预测控制

建立了新型逆变电路精确的混合逻辑动态(MLD)模型,并将其作为预测模型,研究了新型逆变电路基于预测直接功率控制(P-DPC)的模型预测控制方法。为了达到航空电源电压输出要求和降低开关损耗,在原来的3+3电压矢量控制序列法的基础上扩充了零矢量进行了改进,形成了一种新的对称的4+4电压矢量序列法,通过对下一时刻输出电压有功和无功分量的预测,在最小化目标函数值的基础上求出每一个电压矢量的作用时间,完成电路的控制。该方法减小了输出电压THD,具有良好动静态特性有一个较为稳定的开关频率,仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于粒子群优化算法的井下目标定位方法

针对矿井结构复杂,井下未知节点定位存在信标节点布置冗余、定位精度低等问题,提出了一种基于粒子群优化算法的井下目标定位方法。根据矿井环境特点区块化布置信标节点,通过引入线性递减权重的粒子群算法对未知节点与信标节点的测量距离和估计距离的误差进行优化,降低定位误差。与四边测量法、加权最小二乘法和RSSI加权质心算法进行Matlab仿真对比实验。仿真结果显示:信标节点为5个,节点总数为15时,平均定位误差为0.877 m。高斯白噪声标准差取值范围从5递增到20,平均定位误差由1.21 m增长到4.65 m,增长幅度最小,抗噪性最好。信标节点密度由10%增加到40%,平均定位误差从2.82 m下降到0.76 m,定位精度明显好于其他三种算法,稳定性好于RSSI加权质心算法。定位精度更高,抗噪性更好,可靠稳定,在井下巷道环境中适应性更强。     

贝叶斯预测蜂群算法在无线传感器网络优化中的应用

针对无线传感器网络(WSN,wireless sensor network)节点分布不合理,存在较多的监测盲区等不足,提出了利用贝叶斯预测人工蜂群算法(BPABC,Bayesian predictive artificial bee colony algorithm)制定节点分布方案。BPABC算法借鉴贝叶斯预测算法的思想对蜂群算法中各蜜源存在最优解的概率进行预测,并以此为依据指导跟随蜂寻优工作。采用BPABC算法对WSN中的节点分布进行优化,与人工蜂群算法、全局人工蜂群算法制定的优化方案进行比较。结果表明,BPABC在平均覆盖率、最差覆盖率等方面均优于其他两种算法,并且BPABC算法在迭代收敛速度方面也有明显的优势。为了进一步验证改进算法的实用性,采用BPABC制定不同监测区域的WSN节点分布方案。WSN的覆盖率均在97%左右,并且标准差不超过0.005%。由此可见,基于BPABC的WSN节点分布优化方案具有较高的覆盖率、良好的适应性和稳定性。     

高电压与绝缘技术课程实验教学改革与实践

高电压与绝缘技术课程是电气工程及其自动化专业核心基础课程之一.但该门课程在本科教学过程中存在实验课程结构分配不合理、教学内容体系不健全、教学方式多样性缺乏等核心问题.研究试从教学内容改革、教学设备系统化及教学方式改革等方面入手,完善该课程教育体系,提升本科生的实验动手能力、团队协作能力以及在研究领域的适应能力,提高该课程的实验教学质量,培养新型高素质人才.     

基于ICA变量分组的集成软测量方法研究

提出了一种基于独立主成分分析（independent component analysis,ICA）变量分组和集成学习的软测量建模方法.该方法首先运用ICA对输入过程变量进行分组,建立多个变量组子空间.然后在各变量组子空间内提取子样本集,降低变量和变量组之间的耦合性,并基于核偏最小二乘法（KPLS）建立预测子模型.最后,采用贝叶斯方法对子模型的输出进行集成,给出最终预测结果.运用该方法对工业橡胶密炼过程的数据进行了预测,并与其它软测量方法的结果进行比较分析,实验结果表明,本文提出的方法具有更好的预测性能.      

基于视觉相关性的无线多媒体传感器网络节能策略

针对资源受限的纯相机无线多媒体传感器网络的能量消耗问题,改进了视觉相关性算法,并提出了一种新颖的基于视觉相关性的完全分布式节能策略.首先,根据视觉相关性系数算法计算相机的视觉相关性系数向量;其次,利用视觉相关性系数向量得到相机的竞争筹码并以此确定相机的角色;然后,运行两个并行且相互交互的操作:簇头相机根据簇头权重向量确定下一跳并完成路由建立;非簇头相机计算亲密度向量并且得到自己的簇ID.最后,实验结果表明本文提出的节能策略能有效地延长资源受限无线多媒体传感器网络的生命周期.     

A New Algorithm for the Establishing Data Association Between a Camera and a 2-D LIDAR

In this paper,we propose a new algorithm to establish the data association between a camera and a 2-D Light Detection And Ranging sensor （LIDAR）.In contrast to the previous works,where data association is established by calibrating the intrinsic parameters of the camera and the extrinsic parameters of the camera and the LIDAR,we formulate the map between laser points and pixels as a 2-D homography.The line-point correspondence is employed to construct geometric constraint on the homography matrix.This enables checkerboard to be not essential and any object with straight boundary can be an effective target.The calculation of the 2-D homography matrix consists of a linear least-squares solution of a homogeneous system followed by a nonlinear minimization of the geometric error in the image plane.Since the measurement quality impacts on the accuracy of the result,we investigate the equivalent constraint and show that placing the calibration target nearby the 2-D LIDAR will provide sufficient constraints to calculate the 2-D homography matrix.Simulation and experimental results validate that the proposed algorithm is robust and accurate.Compared with the previous works,which require two calibration processes and special calibration targets such as checkerboard,our method is more flexible and easier to perform.     

Ground demonstration system based on in-orbit assembly oriented manipulator flexible force control

To eliminate the load weight limit of carrier rockets and reduce the burden on support struc-tures,in-orbit assembly is a key technology to make design of scattering a large diameter telescope into submirror modules, which requires smooth operation of assembly robots, and flexible force con-trol technology is necessary.A ground demonstration system is presented for in-orbit assembly focu-sing on flexible force control.A six-dimensional force/torque sensor and its data acquisition system are used to compensate for gravity.For translation and rotation, an algorithm for flexible control is proposed.A ground transportation demonstration verifies accuracy and smoothness of flexible force control, and the transportation and assembly task is completed automatically.The proposed system is suitable for the development of in-orbit assembly robots.     

“无线传感网络”课程教学研究

针对目前高等院校物联网工程专业＂无线传感网络＂课程教学存在的主要问题,考虑学生因素,从课程设置、教学方法、综合素质培养等三个方面提出了合理的解决办法,以便有效提高学生的理论知识和专业技能.