基于STM32和酶膜传感器的谷氨酸分析仪设计

针对传统谷氨酸检测仪器测量效率低、范围窄以及成本高等问题,设计出了用于工业发酵环境下的谷氨酸分析仪,仪器以STM32F407芯片为控制核心,给出了数据采集、液晶显示、温度控制、实时钟、RS-485通信等模块硬件电路设计方案,同时完成了基于实时操作系统FreeRTOS的软件框架搭建和多线程设计,通过实验分析,测量结果与HPLC法相比误差在2％以内,且最佳测量范围在0ｇ/Ｌ~12ｇ/Ｌ之内。结果表明,仪器测量精度高、范围广、检测周期短、成本低,能够更好地用于工业发酵等环境下的谷氨酸含量检测分析。     

一种固态变压器隔离级DAB变换器控制策略研究

固态变压器是一种将电力电子技术运用到电力变压器中的新型电气设备,固态变压器隔离级采用DAB变换器?适 用于大功率场合,易于实现零电压关联ZVS(Zero Voltage Switching),基于移相控制,通过改变移相占空比来调节传输功率和能量的流动方向,通过在闭环控制中引入补偿环节,消除了系统的静态误差,提高了动态响应速度,搭建仿真模型,验证了移相控制下DAB变换器的工作状态,通过基于 TMS320F28335的实验平台验证了DAB变换器能够实现直流变压功能,并且输出电压能够稳定在设定值,最终经逆变级产生了工频交流电压,验证了控制策略的有效性。     

基于新型BP神经网络的沼气生产预测

为了提高BP神经网络预测模型对沼气生产预测的准确性,提出了一种基于新型BP神经网络建模的沼气生产预测方法。在原有方法中引入一种新的功能函数,它优化了传统算法,不仅克服数据量少的问题,而且,与传统BP神经网络相比,拟合精度有了一定的提高。混合配比的原料相较于单一原料产气速率高,但是配比的不同也会相对应的影响产气量,目前甲烷生产企业原料的盲目配比导致了低效益生产。仿真结果表明,本文所述方法对沼气生产过程的预测具有精度高、非线性拟和能力强等优点,克服了低效益生产,可实现相同原料种类下不同配比的沼气企业效益提前精确预测,可广泛应用。     

基于HDH的沼液浓缩过程的厂级动态控制设计

针对基于加湿除湿(HDH)原理的沼液循环蒸发浓缩处理过程,开展厂级动态协同控制方案设计。影响浓缩效率和成本的主要变量是蒸发塔沼液进料量、空气进料量和加热蒸汽流量,通过动态特性分析计算每个操作变量的可行域,在可行域内进行稳态实验获取最佳稳态操作工况。以蒸发量200 kg/h、SSC(每kg消耗蒸汽/每kg蒸发水)低于0.4为控制目标,设计了蒸发量-SSC协同控制方案和循环浓缩切换控制等厂级动态控制系统,将控制系统在农村沼液处理中试装置调试运行。将实际实验结果和文献相比较,实际蒸发量为201.22 kg/h,SSC为0.346,系统运行稳定控制效果满足设计要求,可进一步运用在农村沼液处理。     

基于解析法的变风量空调解耦优化控制

为了解决变风量空调中变量众多、耦合严重、延迟时间大、易出现不确定摄动等问题,提出了一种基于解析法的PID解耦控制策略。通过建立送风温度与室内温度两支耦合回路模型,并构建合适的期望闭环传函阵,推导出解耦控制器矩阵的理想表述形式。利用劳斯降阶与一阶帕德近似将其转换成PID形式,通过改变唯一的调节变量并根据谱半径幅频曲线来满足稳定性与鲁棒稳定性等要求,从而获得各参数的具体数值。结果表明,相比于前馈补偿PID法,基于解析法的解耦策略不仅能够完全消除两支回路间的耦合效应,还具有更平稳的跟踪性能,受不确定摄动的影响更小。     

结合PCNN和自适应DGA算法的视网膜血管分割

为辅助诊断眼底疾病,提出一种眼底图像血管自动分割方法。首先利用对比度受限制的自适应直方图均衡化（CLAHE）技术与二维高斯匹配滤波器增强血管与背景对比度;然后利用自适应分布式遗传算法（ADGA）对PCNN参数设置自动寻优,将寻优得到的参数用于PCNN血管分割;最后采用面积滤波和区域连通性方法对分割结果进行后处理,得到优化后的血管检测结果。通过在国际上公认的彩色眼底图像库STARE中的实验结果表明,相比于利用传统的DGA算法对PCNN参数寻优,所提方法将分割的平均准确度从0.929?3提高到0.945?4,具有更高的鲁棒性、有效性和可靠性。     

fMRI动态功能网络构建及其在脑部疾病识别中的应用

如何从复杂的fMRI数据中提取 丰富的大脑信息是提高脑部疾病识别精度的关键。传统的静息态功能磁共振成像分析中,功能连接网络被认为是稳定不变的。提出一种基于成组独立成分分析的构建动态功能连接网络的方法,并通过该网络来获取功能网络本身的动态特性。首先,利用成组独立成分分析法提取fMRI数据的空间独立成分作为网络节点,并通过滑动时间窗的方法获取窗口时间序列,构建动态功能连接网络。以动态功能网络作为特征,对精神分裂症患者和正常被试数据进行分类识别。实验结果表明,该方法能够获取fMRI数据的时间维度信息,提高识别效果,在一定程度上能为临床诊断提供客观参照。     

考虑购售风险的虚拟电厂双层竞标策略

虚拟电厂（virtual power plant，VPP）是聚合优化“源网荷储”协调发展的新一代智能控制技术和互动商业模式。针对虚拟电厂内部资源和外部市场对竞标策略的互动影响，提出了考虑购售风险的虚拟电厂双层竞标策略。首先，考虑虚拟电厂对内对外的双侧互动特性，构建了虚拟电厂双层竞标框架；其次，考虑用户效用，建立了用户侧资源对虚拟电厂的下层竞标模型；然后，考虑外部市场的价格不确定性，采用条件风险价值（conditional value at risk，CVaR）量化虚拟电厂购售环节的风险，建立了考虑购售风险的虚拟电厂上层多目标竞标模型；最后，通过算例验证了竞标策略的有效性。     

基于逆向投影的全景泊车系统设计与实现

全景泊车系统利用安装在车身前后左右的4个广角摄像头实时采集周围的图像,并传送给图像处理设备进行校正、俯视变换和图像合成,最后在显示屏上形成一幅360°的全景俯视图。系统以处理器HI3520D和视频解码器NVP1918C为硬件核心,以鱼眼校正、投影变换和逆向投影算法为软件核心,最终实现实时显示无缝和清晰画面的360°全景泊车影像系统。     

分批补料反应过程的非固定终端经济优化控制

针对批次生产周期不确定问题,提出一种非固定终端的经济优化控制方法。首先采用经济模型预测控制方法,用收益最大化的经济型目标函数代替终端约束,并将批次生产周期纳入被优化变量,建立动态经济优化问题,并通过对每个控制变量进行有差异的参数化,将动态优化问题转化为非线性规划（NLP）问题;然后使用内点罚函数法求解含非线性约束的优化问题,得到的最优控制序列和最佳批次生产周期,可将不确定扰动带来的损失降低到最小。其次采用非固定预测时域的滚动时域控制方法,不仅提高多变量系统的协同控制能力,而且根据实时预测终端产品产量不断优化更新关键操纵变量的控制分段函数的分割数及控制序列,从而可灵活优化操纵变量和操作时间的轨迹。最后在苯胺加氢过程上进行了批次优化控制性能测试,测试结果表明,非固定终端的经济优化控制从批次的总生产效益角度来优化每个批次生产的操作条件,实现批次反应过程生产时间与经济效益的最优化管理。