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关键词： 有源电力滤波器   直流侧电压控制   粒子群优化算法   自抗扰控制  

摘要： 优化有源电力滤波器(active power filter,APF)直流侧电压自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)参数的粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSOA)优化参数的精度低、粒子易陷入局部最优。针对其缺点,提出了一种优化APF直流侧电压ADRC参数的自适应粒子群优化算法(adaptive PSOA,APSOA)。在PSOA的基础上,APSOA自适应调节惯性权重和学习因子,并引入正弦分段混沌映射和混合变异因子,以避免粒子陷入局部最优,加快算法优化速度,提高算法优化参数的精度。仿真结果证实,相对于使用PSOA优化参数的APF直流侧电压ADRC,使用APSOA优化参数的APF直流侧电压ADRC的直流侧电压的响应速度更快,稳态误差更小,电网电流的总谐波畸变率更小。因此,相对于优化APF直流侧电压ADRC参数的PSOA,提出的优化APF直流侧电压ADRC参数的APSOA优化参数的精度更高。

关键词： 数字音频   数字水印   数字取证   鲁棒性  

摘要： 数字音频水印技术是一种利用特定标识信息嵌入到数字音频内容中的技术手段,它能够实现版权保护和内容取证的功能。为了同时满足版权保护和内容取证的需求,给出了一种基于保密特征的水印嵌入量化方法,并构造了一种基于该保密特征的数字音频双水印算法。将水印嵌入在保密特征中,有效提高了水印系统的安全性。同时,该算法能够实现版权保护和音频内容取证,提高了其实用性。实验结果表明,该算法具有良好的不可听性、鲁棒性、安全性及对恶意攻击的检测能力。

关键词： 社区微网   深度学习算法   遗传算法   家庭用电模式  

摘要： 随着能源消费的升级以及控制系统的进步,微网系统逐渐步入了人们的视野,改变了传统的电力供应模式。本文从社区微网入手,首先结合小波分解和CNN-Attention-BiLSTM深度学习算法模型,对光伏发电功率进行了预测;接着使用了遗传算法的优化手段,对电器的启停时段进行了优化;最后提出了三种典型的家庭用电模式,并进行建模与仿真,为后续进行社区微网家庭的用电研究提供了理论基础。

关键词： 制孔   磁定位   WKNN   DK-MC-WKNN  

摘要： 由于翼肋刚度差易变形,飞机装配过程中尾翼翼肋上预制孔的实际装配位置与理论位置存在偏差。尾翼蒙皮遮挡翼肋,且尾翼内部空间狭窄,难以准确获取预制孔在工件坐标系下的实际位置,影响连接孔的精确定位。针对上述现象,提出了一种基于改进指纹定位算法的磁引导制孔方法。在预制孔内嵌入磁源后,通过霍尔传感器从飞机蒙皮外侧检测磁源的磁感应强度,应用指纹定位算法确定磁源的中心位置。为了提高定位精度和定位效率,引入了一种融合最小值分类和动态K值优化的DK-MC-WKNN算法。改进策略为对信号最小特征来源进行分类,并通过欧式距离比例阈值自动调整K值,从而减少噪声,提高算法的精度和效率。实验结果表明,与传统WKNN算法相比,DK-MC-WKNN算法的平均误差降低了12.52%,均方根误差降低了10.8%,定位效率提高了160%,最大定位误差为0.3 mm,达到了连接孔位置精度要求。

关键词： 油页岩   循环流化床   ASME PTC 4   锅炉效率  

摘要： 油页岩属于非常规油气资源,作为常规能源的补充,对改变我国能源结构具有非常重要的战略意义,同时以资源丰富性和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。与常规电厂的燃煤相比,油页岩具有热值低、灰量大且灰分中含有大量CaCO_(3)等特点。虽然我国油页岩蕴藏量十分丰富,居世界第四位且储量仅次于煤炭,但是我国油页岩却几乎未被很好地利用,尤其是在燃烧发电技术方面。针对国外某油页岩循环流化床锅炉,基于ASME PTC 4(LHV)标准,提出了油页岩循环流化床锅炉效率的改进算法,并通过现场试验对该算法进行应用,为后续国内油页岩在发电方面的应用提供参考。结果表明:与同类型燃煤机组相比,油页岩在燃烧过程中灰渣的显热损失明显偏高,达到11.134%;油页岩的灰分质量分数较大、热值较低造成燃料消耗量明显偏高,达到637.56 t/h;灰渣中CaCO_(3)未完全煅烧少吸收的热量作为外来热量进入锅炉,导致计算效率时的外来热量值明显偏高,达到6.008%,锅炉效率达到91.97%的同时产生的大量灰渣可进行综合回收利用,加之油页岩本身资源丰富性和开发可行性,因而在燃烧发电方面具有较高的商业应用价值。

关键词： 计算几何   路径规划   巡逻   空闲时间   移动机器人  

摘要： 对已知环境进行巡逻,是机器人的基本任务之一,在现实中有着广泛应用。相关问题在计算几何学和机器人学的研究中得到了广泛关注。机器人巡逻问题要求对规定区域长时间连续地进行覆盖,以空闲时间判断机器人巡逻效率,空闲时间越短,巡逻效率越高。针对变速机器人需同时巡逻区域边界和内部的情况,设计了可穿越圆模型,即机器人需要对圆边界和内部一条直径进行巡逻。针对该模型首先提出使用两个变速机器人的巡逻算法。在对模型几何特征分析的基础上,分析了最优算法应具备的一般要求,证明了所提算法的最优性。在研究两个变速机器人巡逻算法的基础上,提出了三个变速机器人相互配合巡逻可穿越圆的算法,并证明了在最好情况下空闲时间为分区算法的19/25。最后,通过实验仿真验证了理论分析的正确性。

关键词： 图像匹配   优化SIFT算法   边缘响应   RANSAC算法  

摘要： 无人机(UAV)影像匹配过程中常规的尺度不变特征变换(SIFT)算法在处理UAV影像时会受边缘响应影响,导致特征点匹配的准确度与精度降低。为了进一步提高UAV影像匹配的准确度与精度,提出了一种优化的SIFT图像匹配算法。以云南省禄丰市恐龙谷为研究区,选择两组研究区无人机影像以及一组公开无人机影像作为实验数据。首先,基于尺度不变性构建高斯差分金字塔,并进行空间极值检测实现特征点的定位。其次,使用Canny算法对图像进行边缘检测,在边缘检测的基础上对图像进行边缘响应点去除,对去除边缘响应后的特征点使用FLANN匹配器进行特征点匹配。然后,在图像匹配的基础上使用最佳近似比进行匹配点的第一次筛选,随后,利用随机抽样一致性(RANSAC)算法对匹配点进行第二次筛选,确定最佳比值阈值,并计算出RANSAC筛选后的均方根误差(RMSE)与准确率。最后,将优化SIFT算法与SIFT、ORB、SURF算法进行对比分析。结果表明,优化的SIFT算法不仅特征点匹配耗时小于其他3种算法,在匹配精度、准确度上以及物方精度上也优于其他3种算法。优化后的SIFT算法在A、B、C 3组数据匹配的精度分别是93.13%、84.09%、92.73%,RMSE值分别是0.6490、1.1805、0.7726。因此优化的SIFT算法能够降低边缘响应对传统SIFT算法带来的影响,提高了图像匹配的精度和准确度。

关键词： 落石冲击   减振棚洞   发泡橡胶   SPH-FEM耦合   模型试验  

摘要： 为探究更为安全、有效的边坡落石防护结构,本研究基于光滑粒子流体动力学—有限元(SPH-FEM)耦合动力学数值计算及1∶10几何相似室内模型试验,针对“砂土-发泡橡胶”复合垫层棚洞的减振机制展开研究。结果表明:落石以20 m/s速度冲击时,顶板腹部正中单元峰值应力可达2.89 MPa,超过C30砼极限抗拉强度2.01 MPa;添加0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 m发泡橡胶垫层后,正中单元峰值应力依次为2.36、1.12、0.79、0.65、0.58 MPa,相较于纯砂土垫层,降幅依次可达18.34%、61.25%、72.66%、77.51%、79.93%;针对试验期间棚洞顶板腹部纵向测点P1,添加2、4、6 cm厚橡胶垫层,其峰值应变由50.57με依次降至27.17、15.22、10.36με,降幅为46.27%、69.90%、79.51%;针对顶板腹部横向测试位置T1,复合垫层工况下应变峰值由48.47με降至26.54、17.29、13.59με;复合垫层可大幅降低落石冲击能量与顶板应力水平,模型试验与数值计算结果基本相吻合,本文工况下发泡橡胶现场设置厚度以0.4~0.6 m为宜。研究成果可为相关防护工程设计提供借鉴与参考。

关键词： 弹道重规划   连续凸近似   定制化内点算法  

摘要： 运载火箭弹道重规划问题是航天工程中至关重要的问题之一。目前运载火箭弹道重规划方法尚未对特定的多阶段弹道优化模型的特殊结构进行深入挖掘,计算效率有待进一步提升。通过建立多阶段弹道重规划问题模型,开展模型结构特性分析,最终在连续凸优化近似框架下构建了高效的定制化内点算法,以实现高精度、高鲁棒性的多阶段弹道重规划问题在线求解。仿真实验的结果表明,对典型火箭发射的SSO和GTO弹道,定制化内点算法的运行时间与传统算法相比分别减少了37.41%和47.86%,大幅提升了计算效率。

关键词： CORDIC优化算法   Hybrid CORDIC架构   两步分支   三角函数   现场可编程门阵列  

摘要： CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法是一种用于计算三角函数和其他数学运算的算法,被广泛应用于数字信号处理、计算机图形学等领域。CORDIC算法仅需要加减和移位运算,特别适合布署在硬件平台。传统CORDIC算法的局限在于迭代次数过多,虽然不少研究对此进行了优化,但也增加了硬件开销且易造成精度丢失。为此,基于Hybrid CORDIC算法和Double step branching CORDIC算法,给出了一种CORDIC优化算法——高精度两步分支混合CORDIC(HD CORDIC)算法。该算法在迭代次数上减少到N/4+“1”(N为微旋转角度个数及位宽),并给出了新的混合角度集的划分公式,以达到ε<2-(N-2)的高精度,与基本CORDIC算法(ε<2-(N-1))相近,且不用计算缩放因子K。HD CORDIC算法采用流水线结构,流水线级数仅为N/4+3(不含缩放因子补偿操作的基本CORDIC算法为N+2)。采用Verilog对所提算法进行了硬件实现,并在XILINX Zynq-7000 xc7z100ffv900-2 FPGA平台上进行了综合,实验评估显示,当输入角度位宽为16时,工作频率为315.66 MHz,完成1次正余弦函数运算仅需6个时钟周期。相比于XILINX CORDIC IP,HD CORDIC算法处理时间减少了59.13%,LUT开销减少了55.74%,Register开销减少了80.24%,功耗降低了35.99%。