一种基于S波段缝隙贴片的双频涡旋波天线北大核心CSCD

随着5G等新一代通信技术的迅速发展,对信道容量和频谱利用效率的需求越来越高。以双频天线为阵元进行组阵,将同时在两个谐振频率处产生OAM波束,大大提高了频谱的利用率。本文提出一种基于S波段缝隙贴片的双频涡旋波天线。其由八个阵元以60mm为半径均匀排列,阵元为切角U型槽天线,采用同轴馈电。通过调节该双频涡旋波天线各阵元的馈电相位,实现了在2.7 GHz和3.7 GHz处同时产生七种不同模态的OAM波束。仿真结果显示：其在低频处|S11|<-10dB的回波损耗带宽为0.24 GHz(2.57～2.81 GHz),高频处为0.25 GHz(3.57～3.82 GHz)。双频带内隔离度均大于23dB。本天线可以进一步提高雷达系统的分辨率。     

基于特征增强的光学遥感图像建筑物变化检测

遥感图像变化检测是识别同一区域前后时段两张图像之间像素级变化,能够精确判断目标区域状态变化。现有的遥感图像变化检测方法是在不同时间流中引入注意力机制来强化变化区域图像特征,并将其叠加以实现特征融合,不能有效地挖掘与应用不同时间流特征之间的关系。基于特征提取网络,提出一种在时间维度上基于像素位置偏移的图像特征差异增强方法。该方法可学习不同时相图像特征之间对应区域的像素变化偏移量,增强单时相特征图中发生变化区域和无关区域之间的特征差异。在此基础上,构建一个针对光学遥感图像中建筑物变化的检测框架,以ResNet18网络和多层感知机结构分别作为编码器、解码器,在LEVIR-CD、LEVIR-CD+和S2Looking 3个公开数据集上进行实验,结果表明,基于特征增强的图像变化检测方法的F1值分别为90.74%、86.11%和62.25%,相比目前最优的BIT方法分别提高了1.43、3.31和0.4个百分点。     

基于自适应Kriging模型的不确定可靠性功能优化算法研究

产品研发中功能失效是一个复杂的系统性工程,失效过程包含大量不确定性因素。为此,构建了自适应Kriging的不确定可靠性功能优化算法,进行产品总体功能失效分析、认知集合可信任度、样本点的生成、自适应Kriging计算及优选功能组合,获取在指定的概率约束下的最优解。以大数定律及极限定理为基础,保证了样本点在重要区域及Kriging模型的收敛条件。以工程机械储能系统为例,说明算法的迭代性、收敛性、准确性及稳定性。结果表明,该算法能够得出准确的敏感度,节省计算时间,提高计算效率。     

基于特征建模的连续体机械臂自适应鲁棒控制技术研究

针对连续体机械臂动力学建模困难,控制难度大的问题,使用特征建模的方法,用简化等价的特征模型设计了自适应鲁棒控制器。首先,通过对机械臂系统进行分析,使用特征建模得到等价的动力学模型,然后采用递推最小二乘法进行参数辨识,得到该特征模型的特征参数,最后,利用模型与辨识得到的参数设计了一种结合滑模控制的自适应控制器。通过仿真实验对本文方法与传统PID方法进行对比,仿真结果表明,本文的方法对于末端角度控制的跟踪精度高,同时对于末端扰动有着良好的自适应能力和鲁棒性。     

基于深度学习的害虫图像识别与分类方法研究

害虫侵扰一直是农业生产中回避不了的问题,每年都会造成巨大的经济损失。为了能够有效地预防和控制病虫害问题,需要实现对农田害虫的快速、准确识别,对此提出了一种基于深度学习的农田害虫识别方法,可按照害虫特征区分二化螟、白背飞虱、褐飞虱属、八点灰灯蛾、蟋蟀等多种害虫类别。一阶段对害虫数据集进行分析校正,加入图像整理、剪切等操作,合理划分数据集,添加一系列数据增强处理,进行农田害虫的训练检测。二阶段为增加数据集规模,使用EfficientNet网络对未标注图片进行识别分类,得到伪标签后继续半监督学习。最后,将分类的验证集和训练集合并,做进一步训练加强。实验结果表明,该模型对相关害虫识别效率高,识别效果好,可移植性强,可为农作物害虫的高效快速检测提供参考。     

柔性接地补偿电流离散域矢量控制策略研究

柔性接地通过电力电子变流器补偿单相接地故障电流的有功和谐波分量,实现对故障电流的全补偿,从而有利于接地点电弧的快速熄灭,因此柔性接地在配电网具有重要的应用前景。针对柔性接地有功与谐波电流控制,通过建立电力电子变流器的离散模型,直接考虑数字控制的一拍延时,设计了离散矢量电流控制器,在静止坐标系实现了对交流信号的无静差调节。针对所提电流控制器,通过离散域根轨迹分析,提出了临界阻尼参数设计方法,优化暂态响应避免了过补偿。仿真结果验证了所提控制器与设计方法的有效性。     

考虑三维旋转和动态失速的风力机气动力建模

由于叶片流动分离和失速机理较为复杂,且缺乏深入理解,风力机非定常、非线性气动载荷难以准确预测。针对动态失速和三维旋转效应,基于Leishman-Beddoes模型和Bak模型,预测偏航条件下NREL Phase VI叶片的气动响应,并与实验值和二维数值模拟结果对比。考虑动态失速和三维旋转效应,有效提高叶片剖面升力的预测精度。但是,非线性段气动力的模型预测值与实验值偏差较大,表明三维旋转效应和动态失速耦合作用显著。从叶尖到叶根,局部入流迎角的平均值和幅值显著增加,气动力的非定常程度逐渐升高,因此耦合作用主要存在与叶根处。耦合作用改变了动态失速特性,使得30%剖面气动力迟滞环从二维的顺时针变为逆时针。二维和三维气动力的差别主要体现在下风侧,表明下风侧耦合作用大于上风侧。     

基于FPGA的变流器并行多速率电磁暂态实时仿真方法

随着电力电子器件越来越多地融入现代电力系统,对微秒级步长实时化电磁暂态仿真的需求不断增加,通过现场可编程门阵列（FPGA）提高仿真系统的计算能力是实现变流器实时化仿真的重要途径。引入FPGA作为硬件加速设备优化仿真系统的实时性能,提出一种变流器多速率实时仿真方法。针对控制系统多速率解耦和并行计算时序产生的误差进行分析,采用结合拉格朗日插值的改进线性插值算法有效降低了控制系统解耦后多速率并行仿真时序下的延迟误差。仿真结果证明,所提出的仿真方法与无插值算法的并行计算相比精度更高。性能分析验证了基于该算法所建立的仿真平台相比于单独基于中央处理器（CPU）或FPGA实现的仿真平台,在实时性能和资源占用率方面具有一定优势。     

基于视觉里程计的室内位姿测量技术研究

随着人口老龄化程度的不断加深,独居老人也在不断增多。 在解决独居老人养老问题的应用上,室内定位是最基本和 关键的问题。 针对室内定位的需求,提出了双目视觉里程计定位算法,从相机成像模型、特征提取、特征匹配以及运动估计 4 个 方面展开了研究。 首先,采用双目摄像头作为传感器进行图像采集;然后通过提取 ORB 特征点来完成相邻图像之间的匹配关 系,根据基于 BRIEF 描述子的立体匹配算法得到左右图像对应特征点的匹配关系;最后对相机的运动进行估计。 设计了硬件 和软件平台对提出的方法进行实验。 实验证明,基于视觉里程计的室内定位技术能够准确地定位老人在室内的位置,能够实时 地对老人进行安全监护。     

主动偏振成像对皮肤状态诊断影响的研究

偏振成像相比于普通成像包含更丰富的物体表面反射和散射信息。采用偏振成像的方法在不同光源照明下获得皮肤表面偏振度图像,研究同一波段光源激光和LED以及不同波段的激光和LED光源对偏振成像的影响,探索适合特殊病症的偏振成像照明光源的种类和波段。结果表明：同一波段光源照明下,激光的偏振度图像信息熵和平均梯度都高于LED的偏振度图像;对于皮肤上红斑与黑斑的局部成像,绿光波段照明的图像细节表现力均优于红光波段光源照明时的图像,为激光偏振成像提高皮肤状态诊断的准确性提供更多信息。