当期目录

2019年 第32卷 第3期 刊出日期：2019-03-15

  

基于三角面元模型的复杂目标棱边提取

李同,李涵

2019, 32(3):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.001

摘要 ( 458 )   HTML ( 22 )   PDF (840KB) ( 126 )  

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等效边缘电磁流法是计算超电大目标电磁散射特性的有力工具之一。当目标为复杂目标时,目标棱边提取是分析中的重要一环。文中根据目标模型特征提出了一种棱边提取的方法。使用商业软件Hypermesh建模并输出模型三角面元数据,采用穷举法给出所有三角面元及与其相邻的三角面元信息,通过设定角度阀值确定属于目标棱边的三角面元,接着判断该面元所含棱边的凹凸性,完成棱边提取。数值结果表明,该方法可以精准提取复杂目标棱边的数据信息。

高阶加时滞模型的系统频域辨识

单永明,王亚刚,王凯

2019, 32(3):  6-9.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.002

摘要 ( 349 )   HTML ( 4 )   PDF (532KB) ( 130 )  

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针对工业控制系统中带有时滞环节的高阶过程对象,由于设计控制器比较困难,文中采用二阶加纯滞后模型的频域辨识方法,通过采样对象的输入和输出数据,分析其频率响应并确定重要频率段。选取若干个重要频率响应点,利用幅频特性估算出系统模型参数,达到模型降阶目的。MATLAB仿真结果表明,文中方法适用于广泛的高阶时滞对象,并具有较好的准确性和鲁棒性。

基于KPCA-LSSVM的单向阀故障诊断研究

牟竹青

2019, 32(3):  10-15.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.003

摘要 ( 421 )   HTML ( 4 )   PDF (827KB) ( 50 )  

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针对高压隔膜泵单向阀的故障振动信号特征难以提取及诊断的问题,文中采用KPCA和LSSVM相结合的方法进行故障诊断研究。对单向阀各状态信号运用双稳SR方法和DEMD算法进行信号预处理,并利用K-L散度选择分解后的主分量进行时频域特征参数的提取以构建特征向量集。运用KPCA对向量集进行二次特征提取,并将提取的特征向量输入到LSSVM诊断系统中,以完成单向阀故障诊断及分类。经实验验证,该方法的故障诊断率可达到90%,能够较好的诊断出单向阀故障特征。

不同类型引水系统的水轮机调节系统模型仿真

肖宇,陈铁,柯颢云,王鹏

2019, 32(3):  15-20.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.004

摘要 ( 442 )   HTML ( 9 )   PDF (887KB) ( 77 )  

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作为水电站中至关重要的组成部分,水轮机调节系统运行的正常与否直接关系到机组的安全与稳定。引水系统结构的复杂多样,不同类型的引水系统对水轮机调节系统的影响存在差异。文中首先在单压力引水管系统中,通过设置不同水击条件来分析系统相关参数的变化情况,再对单压力引水管系统和引水隧道-调压井-压力引水管系统做空载和小负荷扰动仿真对比。仿真结果表明,由于引水系统结构类型存在差异,在系统改变运行状态的初期,系统相关变化参数差异很大,但最终仍能趋于稳定。

永磁同步电机的双闭环调速系统设计

胡建秋,丁学明

2019, 32(3):  21-25.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.005

摘要 ( 1864 )   HTML ( 48 )   PDF (679KB) ( 246 )  

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永磁同步电机因其优越的性能近年来得到了广泛应用。针对双闭环控制器参数整定困难所导致的控制效果不佳的问题,文中提出了基于极点配置和Ramp函数的改进型双闭环PI控制器。从永磁同步电机矢量控制算法的角度出发,建立了速度、电流双闭环解耦控制的系统模型,并在此模型下论述了速度环、电流环控制器的设计方法,给出改进后双闭环控制器参数的计算结果。对所研究方法分别进行了计算机仿真和实际试验,结果表明优化后的系统减小了系统过冲,缩短了稳定时间,提高了系统动态响应,具有良好的工程意义。

微电网多目标鲁棒优化运行

张晋维,李国平

2019, 32(3):  26-31.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.006

摘要 ( 453 )   HTML ( 6 )   PDF (621KB) ( 135 )  

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解决微电网中新能源出力存在的随机性与波动性是微电网优化运行的前提和关键。文中将鲁棒优化理论引入到微电网的运行优化中,以运行成本和环境成本为目标构建了含有风力发电、微型燃气轮机、配电网和蓄电池的微电网多目标鲁棒优化模型,并采用基于自然选择粒子群算法对模型进行求解。仿真结果表明,与传统确定性优化相比,鲁棒优化虽然牺牲了经济性,但换取微电网运行的可靠性,平衡了成本与风险的关系;同时多目标优化平衡了微电网的经济性和环保性,为微电网的优化运行提供了参考。

基于包簇概念的云资源分配成本优化模型

吕腾飞,陈世平,王磊

2019, 32(3):  31-36.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.007

摘要 ( 399 )   HTML ( 5 )   PDF (584KB) ( 36 )  

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针对云数据中心因传统资源管理方式造成云服务成本过高问题,文中提出一种基于包、簇概念的资源集中管理分配优化模型。将用户的具体需求抽象为一个个独立的需求包,将数据中心的各类资源整合成一个个资源簇,并将CPU、RAM、带宽作为指标,建立成本评估模型,利用基于包簇概念下的改进粒子群算法,实现需求包到资源簇的部署映射。仿真实验结果表明,该优化模型可以有效降低资源分配过程中的营运成本,稳定提高资源平均利用率。

基于互相关的实时煤粉流量监测系统

朱政飞,韦张跃昊,原旭东

2019, 32(3):  36-41.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.008

摘要 ( 792 )   HTML ( 5 )   PDF (1169KB) ( 89 )  

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工业高炉煤粉喷吹过程中的煤粉传输流量难以监测,容易产生锅炉煤粉输入不均匀及堵塞的问题。为了实时监测煤粉传输管道中的准确流量,文中提出一种基于互相关和电容检测的高精度煤粉流量监测系统。该系统主要包括微弱电容检测电路和电容传感器两部分,设计两层屏蔽的电容传感器,并搭建了高精度、低噪声的数模混合电容检测电路。使用保留互相关特征的滤波算法对电路输出的信号进行滤波,滤去干扰信号的同时保留互相关算法需要的特征波动。结合互相关算法给出的流速和电容检测系统输出转换的浓度值即可获得准确流量,再通过CAN总线实现多管道煤粉流量监测。实验结果表明,该系统实际应用中的煤粉传输重量误差能够控制在约5%,具有良好的精度,能适应复杂工程环境的需求。

基于规则推理的输电网络故障诊断方法

杨丝琪,陈维,张晴晴,谢烨

2019, 32(3):  42-46.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.009

摘要 ( 417 )   HTML ( 3 )   PDF (736KB) ( 53 )  

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当输电网络有故障发生,如果处理不当,或者报警信息错误,就会产生难以预计的损失和后果,故电网故障诊断成了重要的研究对象?针对上述问题,文中提出了一种基于规则推理的输电网络故障诊断方法,通过建立电力网络的Petri网模型,分析故障变迁的可诊断子网结构信息和内部托肯的流动形式,经过相关故障规则推理来定位故障元件位置,并运用IEEE-14局部电路图进行了故障仿真运算。仿真结果表明,规则推理故障诊断方法能够对输电网络故障进行精确迅速的故障定位与分析,是一种有效可行的故障诊断方法?

空心电抗器投切下的电场和电动力分析

汪洋,李英娜,李川

2019, 32(3):  47-52.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.010

摘要 ( 297 )   HTML ( 2 )   PDF (1045KB) ( 27 )  

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针对频繁投切操作对干式空心电抗器绝缘产生的影响,为保障电力系统的安全稳定运行,文中采用仿真和实验分析的方法,对空心电抗器稳态和投切暂态下的电场和电动力进行分析。通过建立基于Maxwell的空心电抗器仿真模型,进一步比较两种状态下电场和电动力的分布特性及数值变化。研究结果表明,投切下的电场强度和电动力较稳态运行下均有明显增大,绝缘厚度需要达到0.032 5 mm才能约束投切过程中产生的径向电动力。投切暂态过程对电抗器绝缘厚度提出了更高的要求,为空心电抗器的工业设计提供了一定的理论依据。

一种改进的LeNet网络

胡德敏,程普芳

2019, 32(3):  53-57.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.011

摘要 ( 685 )   HTML ( 20 )   PDF (573KB) ( 114 )  

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针对卷积神经网络中存在的学习效率低、收敛速度慢、训练时间长等问题,文中提出一种改进的LeNet卷积神经网络模型。该模型使用卷积核大小为3,步幅为2的卷积层代替原有的池化层,并在每层激活函数之前添加批量归一化层。在Mnist和Cifar-10数据集上放入实验证明,相比于传统的LeNet网络,所提出的卷积神经网络提高了分类准确率,并且具有更快的收敛速度及更短的训练时间。

基于Pcap01的MEMS电容压力传感器测量电路设计

鲍丙豪,陈亮

2019, 32(3):  57-60.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.012

摘要 ( 760 )   HTML ( 22 )   PDF (758KB) ( 158 )  

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基于TDC原理文中提出了一种用于MEMS电容式压力传感器的微弱电容测量电路。该电路以微处理器STM32F103为控制核心,通过SPI总线对Pcap01芯片进行时序控制,完成电容数据的采集、分析、处理和显示。该电路具有体积小、抗干扰性强、分辨率高和刷新频率高的特点。通过对10 pF以下的固定电容和MEMS电容式压力传感器测量验证新电路的性能。实验结果表明,电路在10 Hz刷新频率下有效精度位为16位,分辨率可达61 aF。

基于包簇框架的云计算能耗优化算法

陆乐,陈世平

2019, 32(3):  61-66.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.013

摘要 ( 350 )   HTML ( 9 )   PDF (774KB) ( 34 )  

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文中针对以虚拟机为中心的云计算分配模式中结构复杂、分配困难等问题,采用了一种基于包簇结构的分配框架。在此基础上提出了一个有效的能耗模型,并将二进制粒子群算法进行改进,通过调节自适应的权重,提高了包簇分配算法的速度和准确性。实验表明,改进的二进制粒子群算法在收敛速度和寻优能力方面更加优于传统的二进制粒子群算法。相较于以虚拟机为中心的分配算法,基于包簇框架下的改进二进制粒子群分配算法提升了CPU使用率,有效降低了能耗,更加绿色节能。

一种新的BLDCM无传感器梯形控制方法

王行芳,金施群,邢金玉,侯少阳,王喆

2019, 32(3):  67-71.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.014

摘要 ( 708 )   HTML ( 5 )   PDF (694KB) ( 48 )  

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无传感器无刷直流电机主要采用反电动势法进行控制,但该控制方法中的各种干扰会引起无传感器BLDCM的反电动势波形产生毛刺和纹波,这将导致对反电动势过零点的错误判断。文中提出了一种无传感器BLDCM的控制方法,使用提出的优选函数对反电动势过零检测结果进行滤波。通过分析反电动势波形并使用优选函数对反电动势过零点附近的毛刺脉冲和纹波进行数字滤波,避免了对反电动势过零点产生误判,得到了电机驱动电压的换相时刻,提高了对电机的精确控制。实验结果证明了新BLDCM无传感器梯形控制方法的正确性和可行性。

对大功率LED车灯芯片结温部分关键影响因素的研究

肖原彬,杨平

2019, 32(3):  72-76.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.015

摘要 ( 555 )   HTML ( 4 )   PDF (847KB) ( 35 )  

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针对LED车灯芯片照明过程中结温过高的问题,文中对影响芯片结温高低的两种关键因素:LED车灯芯片内部发光源间距和芯片排布间距进行研究,以求有效降低芯片结温。通过ANSYS Workbench16.0软件进行芯片热仿真模拟,随后利用恒温测试平台对仿真结果可靠性进行了验证。验证结果表明,合理设置LED车灯芯片内部发光源之间的间距能有效降低芯片结温,最高可降低8.249 ℃;同时,适当增加LED车灯芯片之间排布间距亦可有效降低结温0.5 ℃。

树与单圈图优雅标号算法的新型图形密码研究

黄泽

2019, 32(3):  77-81.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.016

摘要 ( 452 )   HTML ( 2 )   PDF (743KB) ( 80 )  

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为解决传统身份验证方法中密码易记忆性与安全性问题,文中提出了一种针对树图与单圈图的优雅标号算法,并将其应用于构建基于优雅标号的新型图形密码。该算法把图结构和数论相结合,递归遍历指定优雅解空间,直到对应邻接矩阵满足优雅目标函数或对应优雅空间遍历完成时结束。文中给出了算法设计步骤,并进行了算法测试分析。结果表明,16个点范围内所有树图与单圈图几乎都是优雅的,只有个别图是非优雅的。据此得到2个定理和一个猜想,为构建基于优雅标号的新型图形密码提供了基础数据。

基于修正最小二乘法的测控设备同站引导算法

庞岳峰,马占顺,张佳宁,张骞

2019, 32(3):  82-86.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.03.017

摘要 ( 367 )   HTML ( 4 )   PDF (570KB) ( 36 )  

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测控设备对飞行目标进行跟踪及测量时,高跟踪精度测控设备捕获目标较为困难,一般采用低跟踪精度设备引导天线接近目标,然后再转入自跟踪模式,因此同站测控设备互引导是目标捕获的一个重要手段。针对低跟踪精度测控设备引导高跟踪精度设备的技术需求,文中提出了一种在两套测控设备共视目标时,利用高精度设备跟踪信息来对低精度设备跟踪数据进行实时修正的算法。该算法实现了跟踪残差的实时估计和外推,提高了同站引导精度。最后采用遥测设备引导光电经纬仪进行实验,验证后发现修正后的遥测设备跟踪数据能够引导光电经纬仪有效的捕获目标。