基于非线性PID的调距桨控制系统仿真研究

船舶调距桨控制系统中采用一般PID控制器往往难以达到最佳控制效果。针对调距桨控制系统过程模型的特点，设计了相应的非线性PID控制器，该非线性PID控制器各增益参数与偏差信号之间呈现非线性关系，调节控制器的各参数可根据对相应参数的非线性函数进行调整来实现，并采用遗传算法来优化此控制器各部分参数。仿真结果表明，该控制器能根据实际情况快速地调整和完善PID参数，具有响应速度快，稳态精度高等优点，控制效果优于传统的PID控制器。     

基于UWB的地铁隧道定位系统设计

超宽带技术因其具有定位精度高、抗多径干扰能力强、传输速率高等优势,成为了当前主流的室内定位技术。由于地铁隧道中环境恶劣,为了保证施工人员的安全,实现对地铁隧道中施工人员的实时定位,设计了基于UWB技术的地铁隧道定位系统。该系统采用对称双向双边测距(SDS-TWR,Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging)算法以有效抑制移动标签和定位基站之间由于晶振漂移导致的测距误差,同时在基于到达时间(TOA,Time of Arrival)的定位方法上采用粒子群算法提高定位精度。实验结果表明基于UWB的地铁隧道定位系统在地铁隧道中能稳定工作且定位精度得到有效的提高,该系统具有功耗低、实现简单、定位精度高的特点,能够满足地铁隧道当中对于人员实时精确定位的需求。     

基于模糊PID算法的隧道照明控制系统的设计

针对隧道照明的耗电量大，且隧道内实时亮度达不到行车安全亮度的问题，设计了一种基于模糊PID算法的隧道照明控制系统。该控制系统以“车进灯亮，车走灯灭”为隧道照明的控制策略，使用亮度探头实时采集隧道内外亮度数据，依据《公路隧道照明设计细则》计算出安全行车的需求亮度，最后使用模糊PID控制隧道照明调光。仿真结果表明，相较于传统PID控制器，模糊PID控制器具有调整迅速、超调量小、稳态时间短、受光衰现象的影响小等优点，且具有良好的鲁棒性和稳定性，更适用于隧道照明控制。     

基于深度可分离卷积的地铁隧道巡检视频分析

地铁隧道安全目前主要依靠地铁轨道巡检员在轨道无车时人工巡轨检查,这种方法速度慢、工作效率低,而且巡检效果完全依赖于轨道巡检员的经验和状态。针对这一问题,提出了一种基于深度可分离卷积的地铁隧道巡检视频异常报警系统,该系统使用提出的SubwayNet卷积神经网络完成对巡检视频图像的分类。利用制作的地铁隧道巡检数据集对构建的卷积神经网络进行训练并保存模型,制作了图形用户界面并加入声音报警的功能,最后将程序文件打包为可执行文件。实验结果表明,该系统的分类准确率能够达到96%,速度能够达到52 fps,满足对视频实时、准确分析的要求。     

利用既有人防隧道改造地铁区间隧道方法探讨

以重庆地铁一号线小什字至燕喜洞3.2 km人防隧道改造为依托,对利用既有人防隧道改造、扩建为区间隧道的方法进行探讨,以期对类似工程有一定借鉴意义。在分析既有人防隧道测量、检测资料基础上,提出了利用既有人防隧道改建为地铁区间隧道时线路、限界的设计原则及方法,研究了毛洞段、衬砌段既有人防隧道的改造方法,重点阐述了利用既有二次衬砌存在的问题。利用既有人防隧道改造为地铁隧道可更有效地利用地下空间、减少工程投资、加快建设工期及终结既有人防隧道安全风险。     

基于线路损失的输电线路安全性监测及主动上报系统

输电线路缺乏安全监测系统，容易因线路老化、阻抗变化等因素压降增大，事故频发。针对此问题，设计基于线路损失的输电线路安全性监测及主动上报系统。分析线路压降和漏电流增大的原因，研究压降和阻抗之间、漏电流和线路绝缘性能之间的关系。基于线损计算原理，通过检测压降和漏电流的大小计算线路电阻、电抗和对地绝缘电阻，根据这些参数变化趋势判定输电线路安全性能。实验结果表明，应用该方法测得的数据误差为3%，可有效检测电路的安全性能并主动上报，保障线路安全运行。     

基于m×2正则化交叉验证的神经网络超参数调优方法

超参数调优是神经网络建模的关键问题。针对传统的超参数调优方法存在的问题,该文提出了一种基于m×2正则化交叉验证的超参数调优方法。目的是给出一种适用于复杂模型、大数据集背景下的计算开销较小且稳健的超参数调优方法。该方法的思想是从完整的数据集上选取少部分数据进行调优,避免模型在数据集较大时非常耗时的超参数调优难题;在m×2交叉验证的基础上设置正则化条件均衡训练集与验证集之间的分布差异,从而减少分布不一致带来的性能波动;使用信噪比作为调优的优化目标,从而可以综合考虑模型性能评价指标的均值和方差;并采用正交设计选择相关性较低的超参数组合以提高调优效率。以命名实体任务为例进行实验,在CoNLL 2003数据集上的实验结果显示,提出的调优方法能够选到和网格搜索性能上没有显著差异的超参数组合,且调优时间可显著降低约66%。     

基于ZigBee的隧道结构安全实时监测系统设计

为避免隧道在施工过程中发生事故，针对隧道结构安全监测设计了一套完整的监测方案。该方案基于ZigBee无线通信方式，结合施工隧道特定的场景，设计了隧道结构安全监测的传感器节点、中继节点以及网关节点，并提出一种新的隧道监测数据传输策略。该系统在实验室环境下进行测试，实验结果显示，设计的监测方案各项指标能够适应在建隧道结构安全监测的需求。     

基于模糊PID的无人水面艇直线路径跟踪

针对固定参数PID方法在无人水面艇直线路径跟踪控制中出现的大迴转问题,提出一种基于模糊PID的直线路径跟踪方法。在系统中增加模糊推理模块,利用航向与跟踪直线之间的偏差角以及无人艇位置与跟踪直线之间的距离误差,根据模糊推理的方法动态地调整PID参数。通过PID控制器实时调整左右两侧推进电机的输入电压,实现对给定直线路径的自主跟踪。仿真结果表明,在初始航向偏差角较大时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。     

基于参数化技术的隧道三维建模方法

针对已有隧道三维建模方法缺少交互性和多样性的不足,提出了基于参数化建模技术的隧道三维建模与景观仿真方法。试验表明,该方法能够快速和有效的建立多种景观隧道三维模型,能将隧道三维设计与三维场景形象直观的表现出来,满足隧道三维建模快速、多样性和交互性的要求。     

基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法

针对某亚跨超声速风洞复杂的安全关车工况,设计了一种基于组态方式的风洞安全关车控制方法,通过灵活组态调压阀压力调节、模型迎角回零以及调压阀关闭功能模块,形成5种运行工况对应的安全关车控制策略;经调试运行:各功能模块能够实现设计功能,稳定段总压控制精度为0.2％,满足压力控制精度要求;安全关车控制策略可以在异常报警情况下实现压力调节,模型迎角回零以及调压阀关闭,完成安全关车,保证风洞安全.     

基于主动实时数据库技术的地铁隧道通风系统模式选择设计

针对传统地铁隧道通风系统模式选择与访问数据库存在实时性和执行效率较低的问题,设计一种基于主动实时数据库技术的方法.并应用于广州地铁1号线地铁隧道通风系统改造.     

基于激光测距技术的隧道断面形变检测系统

地铁隧道经过长时间的运营,受多种内外部应力的影响将会产生断面形变。针对这一问题,设计了车载激光测距装置,对隧道内壁进行连续测量以检测其形变状态。介绍了隧道断面的形变测量方法、轮廓拟合原理和误差分析。该检测系统的设计实现了隧道断面的结构安全性检测和对可能发生的形变灾害的及时预警,为地铁隧道的安全运营提供了有效的保障。     

遗传算法在跨超声速风洞总压控制中的应用

总压作为风洞控制中的重要流场参数,其调节性能是风洞控制系统能否满足试验要求的重要指标,为提高跨超声速风洞的总压控制水平,需对总压控制策略进行设计。针对某跨超声速风洞对总压控制系统提出的快速性和精确性要求,提出串级控制、智能PID控制和总压分段控制等方法,并利用MATLAB系统辨识工具箱对流场调节阶段的总压系统模型进行了辨识。提出将遗传算法应用于风洞流场调节阶段的PID控制器参数整定中,重点对基于遗传算法的PID控制原理和参数整定步骤进行介绍,并针对遗传算法的遗传算子进行了设计。系统仿真和风洞实际运行情况表明：该方法较常规PID参数整定与优化方法,具有更好的控制性能指标,满足总压控制系统精确性、快速性、鲁棒性等要求,为后续风洞建设和设备改造提供了新方法。     

基于视频检测技术的智能隧道交通安全监控系统设计

隧道实时交通安全监控系统是确保隧道安全运营的重要手段.针对隧道环境的特殊性,提出基于差异深度积累的目标检测算法和基于卡尔曼滤波的目标跟踪算法,实现了多运动目标的检测与跟踪,并综合运用图像处理、计算机视觉、模式识别和软件工程等技术设计了基于视频检测技术的智能隧道交通安全监控系统.该系统能准确地检测出各种交通运行参数和交通事件,为隧道交通安全提供了有力保障.     

模糊控制和GSM在水监测系统中的研究与应用

针对水监测系统中流量控制具有非线性、时变性以及不确定性，采用普通PID难以实现其良好的控制作用。设计了一种基于PLC的模糊自整定PID控制器，根据偏差和偏差变化率来实时调整参数，明显改善了系统的动态性能和静态性能，并且采用先进的GSM组网技术，满足了系统数据传输实时、高速与高可靠性要求，以及水量测量与闸位开度信息收集与传输的需要。     

Generation of optimal schedules for metro lines using model predictive control

This paper presents a new methodology for computation of optimal train schedules in metro lines using a linear-programming-based model predictive control formulation. The train traffic model is comprised of dynamic equations describing the evolution of train headways and train passenger loads along the metro line, considering the time variation of the passenger demand and all relevant safety and operational constraints for practical use of the generated schedule. The performance index is a weighted sum of convex piecewise-linear functions for directly or indirectly modelling the waiting time of passengers at stations, onboard passenger comfort, train trip duration and number of trains in service. The proposed methodology is computationally very efficient and can generate optimal schedules for a whole day operation as well as schedules for transition between two separate time periods with known schedules. The use and performance of the proposed methodology is illustrated by an application to a metro line similar to the North-South line of São Paulo Underground.     

自适应多阶段线性重构表示分类的人脸识别

针对以往基于表示的分类(RBC)方法在类别数较多的数据集上性能不佳的问题,提出了一种自适应多阶段线性重构表示的分类(MPRBC)方法。在每一阶段,首先得到L₁范数或L₂范数正则化的重构表示系数,然后将表示系数按类求和,根据和的大小来选取相似类,并保留相似类中的全部样本作为下一阶段的训练样本。该策略最终产生具有高分类置信度的稀疏类概率分布,根据类系数的大小自适应选择相似的类,提高了分类计算的效率。实验结果表明,该方法分类性能优于其他RBC方法,特别是在类别数较多的数据集上性能提升明显,并且CPU时间保持相对较低水平。     

列车间多频段直接通信系统设计及性能分析

列车间直接通信对减少铁路交通事故的发生具有重大意义,但是目前只设计出了平原环境下列车间直接通信的通信系统。设计了既适用于平原环境也适用于隧道环境下列车间直接通信的多频段通信系统下并在隧道环境下分析了该通信系统的通信性能。确定了适合隧道环境中通信的毫米波工作频段和通信范围;设计了既可适用于平原环境也可适用于隧道环境下的多频段接收机和多频段发射机,并计算了接收机的灵敏度;最后通过分析电磁波在隧道内的传播方式、隧道壁粗糙度以及不同隧道类型对电磁波的损耗模型、帐篷定律以及隧道环境下电磁波传播的多径效应,分别建立了单线和双线铁路隧道中列车间直接通信信道的确定性模型和统计模型。通过仿真分析得出,所提出的隧道中列车间8?mm波直接通信方案是可行的。     

大型风洞PIV试验的关键技术

从粒子产生及投放技术、图像拼接技术、反光处理技术、时序调整技术、设备标定技术五个方面深入探讨了大型风洞PIV试验的关键问题及处理方法;提出了在大型风洞试验中开展粒子投放,应选择经济实用的材料,研制足量可控且可持续供应的粒子发生装置,同时要在适当的位置进行投放;在进行大视场图像拼接时,应选择先分别计算再进行速度场结果进行拼接的方法,并在图像采集前做拼接标定,以获得拼接参数;在反光处理时,应根据实际情况选择最佳的反光处理方法,如选择移动相机的方法,应在图像处理时进行变形修正;在大型风洞中,应掌握快速高效的时序调整及设备标定方法,提高试验效率。