CLNF在人脸识别中的应用研究

针对人脸特征点定位的精确性对人脸识别系统精确性的影响,本文在受约束的局部模型(constrained local models,CLM)基础上,主要研究人脸特征点定位算法——受约束的局部神经域模型(constrained local neural fields,CLNF)算法。考虑每个patch模型(特征点检测器)的可靠性,CLNF结合局部神经域(local neural field,LNF)的patch模型,在拟合过程中,由原来的正则化特征点均值偏移(regularised landmark mean shift,RLMS)改为采用不均匀的正则化特征点均值偏移方法进行人脸拟合,同时,在人脸数据集Multi-PIE上进行实验,并对比分析两种模型。分析结果表明,CLNF定位算法在平均用时、成功率及误差率方面都具有明显优势,证明CLNF的LNF patch模型在人脸特征点拟合的精确性相对于CLM有明显提高。该技术拟合速度更快,拟合准确率更高,能够使人脸识别技术更加精确,具有更大的优势。该研究具有广泛的应用前景。     

基于模式转变蚁群算法的波浪滑翔机路径规划

随着陆地资源短缺,环境恶化等问题的日益严峻,海洋资源的开发成为缓解陆地资源匮乏的重要途径。这时基于海洋观测大尺度长时序以及恶劣环境等特点的波浪滑翔机应运而生,波浪滑翔机在海洋环境中的路径规划也至关重要。具有良好的正反馈机制和环境互动性的蚁群算法作为波浪滑翔机的路径规划算法,让个体在不同时期根据自身位置和环境的不同来执行不同的方案,并在状态转移公式中加入可以模拟实际环境的海洋环境因素及方向记忆因子,通过不同个体的自身情况来筛选出最佳个体并规划出高效合理的最佳航线。结果表明,与传统蚁群算法相比,给出的改进蚁群算法在规划路径方面效率更高、用时更短,而且可以根据海洋环境的不同及时调节并作出最合理的航线规划。     

功率调节与STATCOM输出电压关系的灵敏度分析

为定量分析静止无功补偿器(STATCOM)传递功率与其交流侧输出电压之间的关系,采用了基于灵敏度的分析方法。以基尔霍夫电压定律为基础,列写了STATCOM系统的电压相量方程,并根据实部与虚部得到两个独立等式。通过计算STATCOM交流侧输出电压有效值与相角对有功功率和无功功率的偏导数,求出了相应的灵敏度。灵敏度计算结果表明,当系统侧电压、线路参数均不变时,STATCOM交流侧输出电压有效值和相角均主要受无功功率的影响,受有功功率影响较小。同时用直接求取法计算STATCOM交流侧输出电压,通过与灵敏度法的计算结果进行数值比较,验证灵敏度分析方法的准确性。     

基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路

交错并联Buck电路能够以较低的开关频率实现高频输出,在与传统的Buck电路输出电流相同的情况下,输出的电流纹波减小,支路电流为主电路的1/2,从而减小了开关管和二极管的电流应力,在一定程度上可以提升电路效率。碳化硅(SiC)作为一种新型材料,可以在高压、大功率、高频、高温条件下应用。在大功率条件下把碳化硅和交错并联Buck电路结合起来,与硅(Si)器件进行对比,通过实验进行验证,结果证明SiC交错并联Buck电路的应用优势。     

永磁同步电机驱动系统的反步与无源协调控制

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统中,只利用信号控制器或能量控制器难以兼顾良好的动态特性与较低的能量损耗,提出了基于信号与能量的协调控制策略。首先,利用反步法设计信号控制器,以加快系统的动态响应。然后,从能量的角度出发,利用无源控制中的Euler-Lagrange(EL)模型设计能量控制器,以降低系统稳态运行时的能量损耗。进一步设计协调函数,将信号控制器与能量控制器进行协调,从而构成协调控制器。另外,当负载转矩未知时,设计了负载转矩观测器用来估计负载转矩。在MATLAB/Simulink平台上对所设计的协调控制系统进行了仿真,仿真结果表明,所提出的协调控制策略能够充分结合信号控制器和能量控制器的优点,获得良好的动态和稳态性能,减小PMSM损耗。     

非负局部约束低秩子空间聚类算法

在低秩表示算法的基础上,提出了一个新模型。新模型构建了揭示数据内在特征联系的亲和度图以实现聚类任务。首先,根据矩阵分解原理对原始数据重新生成数据字典,在算法初始输入时筛除部分噪声。其次,利用数据间的稀疏性加强局部约束,为给定的数据向量构建非负低秩亲和度图。亲和度图中边的权重由非负低秩稀疏系数矩阵获得,系数矩阵通过每个数据样本作为其他数据样本的线性组合完成构建,如此获得的亲和度图显示了数据的子空间结构,同时表现局部线性结构。与现存的子空间算法相比,非负局部约束低秩子空间算法在聚类效果上有明显的提升。     

含齿隙双电机伺服系统未知参数的两阶段辨识

针对含齿隙的双电机伺服系统,提出一种两阶段辨识法辨识双电机系统未知参数以及齿隙非线性环节的死区参数.针对电机转动惯量、等效粘性摩擦系数以及齿隙大小未知的情况,运用Legendre多项式将双电机伺服系统中的齿隙模型分段化,根据最小二乘法辨识双电机伺服系统参数.最后,通过仿真验证两阶段辨识法的有效性,验证结果表明,两阶段辨识法能够较准确地辨识电机参数和齿隙参数.     

基于机器视觉的矿车踏面磨耗检测设计

针对矿用轨道车辆传统的人工轮对检测方法的精度低、效率低等问题,设计了一个基于机器视觉的自动检测系统.通过摄像头采集辅助光源照射到轮对上光带的图像,使用Matlab对图像进行处理.算法上根据踏面图像的特征针对细线化方法进行了专门优化,并通过实验确定了轮廓检测的最佳阈值.将处理后的图像与标准图像进行差影比对,使用相机标定的相关参数进行计算得出踏面的磨耗量.实验证明,使用优化后处理算法的系统相比传统算法提高了精度.每个轮对平均检测时间小于2 s,误差小于±0.2 mm,可以快速大量地自动检测轮对踏面的磨损情况,保证了工业现场稳定安全的生产,具有一定的应用意义.     

不确定广义系统鲁棒区域稳定性

本文涉及广义线性系统的D－稳定性及不确定广义系统的鲁棒D－稳定性,其中D是线性矩阵不等式（LMI）来定义的且称为LMI稳定性区域,给出LMI形式的有关判据及用于计算机系统矩阵中不确定参量阵摄动“半径”的凸优化算法。     

三自由度工业机器人动力学分析

以工业用三自由度机器人为模型进行研究。首先通过拉格朗日功能平衡法来建立机器人的本体动力学模型,然后根据机器人的结构原理图和建立的坐标系推导出机器人的雅可比矩阵,再通过运动学逆解求出各个关节的运动角速度和角加速度。机器人的各个关节都采用PMSM来进行控制,通过PMSM的数学模型,得到电机的电磁转矩与负载转矩之间的联系,并用飞轮矩来表示转动惯量,并将转矩和飞轮矩通过减速器减速比折算到电机轴上,得到系统总的转动力矩,将得到的机器人的本体动力学模型与雅可比矩阵以及PMSM折算后的转矩相结合,就可以得到机器人完整的动力学模型,可以直观地看出电机各变变化与机器人位置以及速度之间的关系。