光纤传感电流监测中光纤套筒周围的电磁场分布研究

介绍了一种用COMSOL软件模拟大电流磁场的方法,并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据,本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律,通过COMSOL软件,建立了大电流直导线模型,利用所建立的模型,分别用理论和实验模拟了大电流周围磁场分布。由光纤传感器中不同套筒材质导线周围的磁场分布情况对比表明:磁场对材料镍制作的套筒的置入不敏感。     

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究

为解决传统蚁群算法收敛速度慢、极易陷入局部最优解的问题,文中提出了一种改进蚁群算法,并将其应用于移动机器人路径规划问题。蚁群算法的路径规划采用栅格法建立环境模型,并对障碍物进行扩大处理,从而有效降低了移动机器人在运动过程中与障碍物相碰撞的可能性;构造启发函数以降低蚁群搜索路径的长度;引入信息素扩散算法,并提高算法在初期的全局搜索能力,从而加快了算法的后期收敛速度。仿真结果表明,所提出的算法在收敛速度上比传统蚁群算法提高近一倍,可以规划出最优路径。     

基于Dropout的改进卷积神经网络模型平均方法

针对深度卷积神经网络（CNN）中的过拟合问题，提出一种基于Dropout改进CNN的模型预测平均方法。首先，训练阶段在池化层引入Dropout，使得池化层单元值具有稀疏性；然后，在测试阶段将训练时池化层Dropout选择单元值的概率与池化区域各单元值所占概率相乘作为双重概率；最后，将提出的双重概率加权的模型平均方法应用于测试阶段，使得训练阶段池化层Dropout的稀疏效果能够更好地反映到测试阶段池化层上，从而使测试错误率达到与训练的较低错误率相近的结果。在给定大小的网络中所提方法在MNIST和CIFAR-10数据集上的测试错误率分别为0.31%和11.23%。实验结果表明：仅考虑池化层对结果的影响，所提方法与Prob.weighted pooling和Stochastic Pooling方法相比具有更低的错误率，表明池化层Dropout使得模型更具泛化性，并且池化单元值对于模型泛化具有一定帮助，能够更有效避免过拟合。     

基于改进渐进最优的双向快速扩展随机树的移动机器人路径规划算法

针对带启发式的快速扩展随机树（RRT-Connect）算法路径生成的随机性以及渐进最优的双向快速扩展随机树（B-RRT^*）算法收敛速度的缓慢性，提出了一种基于B-RRT^*改进的高效路径规划算法（EB-RRT^*）。首先引入一种智能采样函数，使随机树的扩展更具方向性，从而减少寻路时间，并提高路径的平滑性；其次在B-RRT^*算法的基础上，在EB-RRT^*算法中加入了一种快速扩展策略，使改进后的算法在自由空间中使用RRT-Connect算法的扩展方式进行快速扩展，而在障碍物空间则使用改进的渐进最优的快速扩展随机树（RRT^*）算法进行扩展，在提高扩展效率的同时避免算法陷入局部最优。将EB-RRT^*算法分别与快速扩展随机树（RRT）、RRT-Connect、RRT^*和B-RRT^*算法进行仿真对比，仿真结果表明，改进后的算法在路径规划效率及路径平滑性方面均明显优于其他算法；且相对于B-RRT^*算法，其在路径规划时间上降低了68.3%，在迭代次数上减少了48.6%。     

基于声表面波传感技术的微液滴检测方法

为了提高声表面波(SAW)技术用于微液滴体积测量的精度,提出了一种差分面积拟合法.根据声表面波信号的特点分析了差分面积拟合法的合理性,在自行研制的声表面波液滴体积检测系统上对该方法的应用进行了验证.采用两种黏性不同的微液滴,分别为5～9μL的微水滴和微油滴进行了测量.对测得的信号分别采用曲线峰值法和差分面积拟合法与微液滴大小进行回归.实验结果表明,采用差分面积拟合法进行回归得到的模型的相关系数相比采用峰值法提高了4%以上,同时对两种微液滴的预测均方根误差(RMSEP)减小了37%以上,从而证明了该方法的有效性.     

基于单片机的激光共聚焦扫描系统的研究

作为一种具有较高横向分辨率和纵向分辨率的显微仪器,激光共聚焦扫描显微镜在各个领域有较大发展。文中介绍了激光共聚焦光学扫描的非线性问题,通过选取合适的振镜以及驱动控制系统消除非线性,最后完成扫描驱动系统的软件设计。     

马尔可夫跳变系统基于观测器的有限时间容错控制

针对具有一般不确定转移速率的单边Lipschitz Markovian跳变系统,设计了有限时间故障估计观测器和容错控制器.首先,提出一种自适应的有限时间故障估计观测器,它对未知输入具有鲁棒性,能够同时估计出系统的状态、执行器故障和传感器故障,并确保了误差系统的H_∞有限时间有界.然后,基于所估计的状态和执行器故障,提出一种有限时间故障容错控制方法确保闭环系统H_∞有限时间有界.通过线性矩阵不等式的形式,给出了所设计的有限时间观测器和控制器存在的充分条件.最后,通过一个仿真实例,验证了所提方法的有效性.