IRS辅助的SWIPT系统中基于能效优先的波束成形设计与优化

以智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统为背景,研究了该系统中基于能效优先的多天线发送端有源波束成形与IRS无源波束成形联合设计与优化方法。以最大化接收端的最小能效为优化目标,构造在发送端功率、接收端能量阈值、IRS相移等多约束下的非线性优化问题,用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。采用Dinkelbach算法转化目标函数,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)得到发送端有源波束成形向量。采用SDR得到IRS相移矩阵与反射波束成形向量。结果表明,该系统显著降低了系统能量收集(energy harvesting,EH)接收端的能量阈值。当系统总电路功耗为?15 dBm时,所提方案的用户能效为300 KB/J。当IRS反射阵源数与发送天线数均为最大值时,系统可达最大能效。     

矿井巷道大断面快速掘进的方法探讨

在矿产资源开采时,巷道掘进是非常重要的生产环节。本文通过朱家河矿13503 切眼大断面掘进的实例,介绍了矿井巷大断面、高强度支护条件下,如何通过施工工艺的细化管理,合理的劳动组织来实现快速高效的掘进,提高单进水平,对矿山生产具有一定的指导意义。     

直流换流阀单元模块蒸发冷却系统的仿真分析与试验

对直流换流阀的发热问题和目前主流的水冷技术存在的缺陷进行研究,提出采用蒸发冷却技术用于直流换流阀单元模块的冷却。针对由5英寸晶闸管集成的直流换流阀单元模块,设计包含贴壁式蒸发器、集气管、回液管和冷凝器等组成的蒸发冷却系统。建立单元模块蒸发冷却的仿真分析模型,得到不同功率工况下晶闸管表面的温度分布情况。试验数据与仿真结果误差在8%以内,验证了计算和试验的准确性。研究表明,蒸发冷却技术的应用使得晶闸管的温度分布更加均匀,冷却余量增大,可保障直流换流阀单元模块的载流能力,这将为直流换流站采用蒸发冷却系统提供分析和设计依据。     

二维搜索与梯度重心相结合的光条提取方法

为了在线结构光三维形貌测量中快速准确提取光条的中心位置,保证测量精度,研究了一种基于二维搜索与梯度重心相结合的光条中心提取方法。首先,分析了图像中光条的几何特征和灰度分布特点,采用二维搜索的方法对光条中心进行初步定位;然后,采用自适应阈值法确定光条边界的精确位置;最后,采用梯度重心法对光条中心进行精确定位,得到光条中心的精确位置。该方法单幅图像光条提取时间控制在0.03 s以内,提取误差(3σ)为0.1 pixel,在60 mm×60 mm的测量范围内,测量精度优于30μm,满足了测量对精确性和实时性的要求,解决了实验中存在的局部过曝的问题,具有较强的适应能力。     

基于FPGA的DC/DC数字PWM控制器研究

提出了一种采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)实现高开关频率高精度DC/DC数字PWM控制器的方案.介绍了以CycloneⅡ系列FPGA为数字控制器的数字PWM控制器各个部分的功能及其具体实现.以12V输入、1V输出Sync-Buck为主电路,实现了全数字、高精度、高开关频率的DC/DC开关电源.     

高精度数字PWM的实现——数字"抖动"

通过研究数字"抖动"的基本原理,以ALTERA公司CycloneⅡ系列FPGA为载体,在基于计数方式的数字PWM上使用数字"抖动"来提高DPWM的精度,精度达到500ps.介绍了基于FPGA的数字"抖动"的实现过程,分析了数字"抖动"对输出纹波的影响以及对控制带宽的限制.并在以12V输入、1V输出Sync-Buck为主电路的样机上得以验证.     

TFDS故障动态图像识别系统的设计

针对货车运行故障动态图像检测主要采用人工检测的效率低、劳动强度大等问题,提出一种基于开源的计算机视觉类库的TFDS故障动态图像检测系统.对该软件系统采用模块化设计,并为之实现了完整的系统软件.经试验验证,该系统适用于多种型号铁路列车的典型故障在线识别,系统可靠性高,稳定性好.     

可重用的机器视觉检测算法库设计

机器视觉技术涉及的软硬件知识多,系统实现困难,制约了该技术的应用.通过对图像算法研究,提出可重用的机器视觉算法库,采取参数化设计,在多个线阵CCD相机应用项目中得到实用,加速了项目进度,有利于机器视觉系统的推广.     

无线多跳网络联合拥塞控制和功率分配的快速二阶算法

针对节点功率受限的无线多跳网络,研究业务流路由确知时的联合功率分配、流量分配和拥塞控制问题,并基于原始对偶内点法设计一种具有二阶收敛性能的算法.该算法利用矩阵分裂方法实现业务流源速率和节点功率的分布式更新,最终优化网络效用.仿真结果表明,算法能有效降低网络中的功率消耗,提高网络的能量效用,同时相较于传统拉格朗日对偶分解法,所提出算法具有非常好的收敛性能.     

认知无线携能通信的关键技术及其研究进展

认知无线电（CR）与无线携能通信（SWIPT）的结合已经成为当今高能效认知无线通信的研究热点之一。首先阐述了SWIPT与认知SWIPT网络,而后介绍了SWIPT网络中两种接收机结构并给出相应的能量收集公式。然后,给出了认知SWIPT系统模型及其与协作中继技术、MIMO技术相结合进行系统建模的研究进展,并对认知SWIPT网络关键技术的未来研究方向进行了展望。最后,总结了近年来对认知SWIPT网络关键技术的研究成果,为高能效的安全认知SWIPT通信理论研究与未来应用提供了一定的借鉴意义。