摘要:针对非常热门的机器人技术，依托实验室现有资源搭建一款小型的六自由度机械臂系统。该六自由度机械臂系统包含有电源及调理模块、单片机控制模块、六自由度机械臂机械结构、姿态控制蓝牙手柄、720P高清晰摄像头模块等五个模块构成。后续通过对机械臂系统进行基于D-H模型的正运动学和逆运动学分析，进一步加强对机械臂姿态控制。最终通过SP2蓝牙手柄与Zide_Mini(v1.33)上位机控制软件，实现了对该六自由度机械臂系统进行精准控制。上述研究对机械臂系统进行后续更深层次研究奠定了最重要的基础。

摘要:为解决城市群数据网络布局成本最优化的问题，本文利用城市互联网产业规模和人口结构数据构建城市网路接入价值评估模型，提出基于网络接入价值的城市群网络布线优化方法。模型根据互联网使用场景得到城市产业和消费者数据网络需求指标，评估出不同城市网络接入价值指数，结合网络拓扑结构、城市区域和K-means聚类对最小生成树算法进行改进。以广东省21个城市人口和产业数据为例，验证本文提出的方法，布线决策结果有效减少了66.59%的成本投入，适用于不同地区不同发展层次的城市群之间进行数据网络布线决策，保证城市发展的同时实现整体布局成本最低，具有较高的可靠性和应用价值。

摘要:针对电网运行中设备所作无用功较大的问题，为改善这种情况，增加系统有功输出，本研究在电网中设计了微控制(MCU)校正电路和智能功率模块(IPM)校正电路对比方案。结果为MCU采用的是微控制单元和PWM联合控制技术；IPM采用大功率晶体管进行电路核准校正。对两种电路进行幅频特性和电源畸变校正效果进行对比；之后对两种电路的参数变化进行对比。分析出两种校正电路的优缺点和各自适用范围。结果表明通过Proteus仿真，发现MCU校正电路和IPM校正电路测试功率临界点为3.5KW；应用MATLAB对两种校正方法稳定性进行分析，发现MCU临界稳定校正功率为3.0KW，IPM临界稳定校正功率为2.8KW。经过对比研究分析两种校正方法的优缺点，明确了两种校正电路的适用条件。

摘要:设计了一款兼具小型化、超级宽带（Super-Wideband, SWB）和定向辐射性能的新型单极子天线。该天线通过对辐射板等分切角设计,提高了高频阻抗带宽的同时缩小天线尺寸；采用短路片加载技术，通过在辐射板和金属地之间增加两只短路片拓展了低频带宽，进一步实现天线小型化，结合等分切角设计获得了超级宽带；通过角反射器和倾斜辐射板实现定向辐射。设计并加工制作了天线样品，仿真和测试表明，不包括/包括反射面的天线尺寸分别为0.18λ×0.15λ×0.13λ和0.18λ×0.26λ×0.31λ，其中λ为天线工作频段低端对应波长；其|S11|<-10dB的阻抗带宽比达到25.7：1（0.97～25GHz）；具有良好定向辐射方向图，在工作频段内实际增益约1.6～11.3dBi。天线结构简单，其良好性能使其在宽带无线通信等领域有重大应用前景。

摘要:针对中央空调体系庞大，难以进行远程控制，分摊计费等问题，本文基于嵌入式平台，使用B/S架构，设计并实现了具备分摊计费功能的中央空调控制管理系统。从硬件的接口设计，软件的通信流程剖析，到计费算法的改良等方向详细地阐述了该系统的设计思想。该系统使用B/S架构，在满足跨平台设备使用的同时降低了部署复杂度；搭配FPGA，在保证通信速率的同时，将可接入设备拓展到4096台；采用SQLite数据库配合改良后的计费算法，完成分摊计费存储显示等功能。实际运行表明，该系统远程控制功能高效稳定，分摊计费功能合理精准，很好的解决了当前中央空调管理系统所面临的问题。

摘要:毫米波带线网络相位一致性受到加工精度、铜箔粗糙程度、板材厚度不一致的影响，导致等相位设计的走线输出端口存在相位差。传统调相方法增加电路复杂度，成本高且不便于后期调节。本文提出了一种利用矩形缺陷地结构精确调节相位的方法，采用电磁仿真软件进行建模仿真分析、参数扫描，结果表明加载矩形缺陷地结构的带状线端口电压驻波比<1.3，插入损耗<0.7dB，在30~34GHz内利用两条矩形缺陷地结构将存在14.5°相位差的两条传输线相位精确调节至相位差<0.1°，且该结构可根据实际加工结果对不同相位进行精确调节，简化电路结构，降低成本。

摘要:本文针对对传统RBPF-SLAM算法构建地图存在重影，粒子出现衰退等问题，设计了阈值重采样函数进行优化采用。并使用移动机器人实验平台，该移动机器人SLAM建图采用Arduino作为核心控制器，采用的是2D激光雷达传感器作为外部环境探测器。采集到的信号经过Arduino处理，通过wifi传递给ROS操作系统，通过上位机处理，构建环境地图。在ROS机器人操作系统下通过移动机器人测试平台在两个不同环境下进行地图构建，比较算法优化前后的构图效果来比较两种算法的性能。本文对其中一种实验环境进行测量，通过比较两种算法构建地图的尺度精度，对优化前后的算法性能量化。通过直观建图效果和建图精度两种方法论证，结果表明优化算法建图效果更好，建图误差从0.459%降到0.299%，该优化算法实验结果与理论推导一致。

摘要:液体透镜具有许多传统玻璃透镜所不能比拟的优点，其成像质量一直是研究的重点。本文提出一种通过削弱像差提升成像质量的液体透镜设计方法，该液体透镜由PDMA薄膜层、纯水、二甲基硅油液体层和F2玻璃层组成，通过ZEMAX软件进行仿真，得到该液体透镜的几何像差、球差等，并使用COMSOL软件对不同形状薄膜的受力情况进行分析，选出合适的薄膜作为液体透镜的首选材料。结果表明边缘厚中间较薄的薄膜更适合用于制作液体透镜，且该液体透镜与传统透镜相比，可以较好的削弱像差，展现出良好的成像质量。

摘要:为了分析汽车排气系统全转速范围（0-6000r/min）的动态特性，设计动态特性实验台架，建立排气系统有限元数值模型。通过仿真及实验，得到对应转速频率范围内的排气系统约束边界条件下固有频率和振型。仿真与实验结果的固有频率误差小于10%，振型基本一致，说明动态特性分析有限元数值模型建立准确。然后，建立包含动力总成有限元数值模型计算动力总成启动至怠速稳定运转，排气系统传递至车身的动态力，对比理论计算的动力总成激励频率与系统固有频率。结果表明，动力总成起动至怠速后，吊耳向车身传递的动态力小于5N，系统固有频率与动力总成激励频率错开，避免共振，满足设计要求。

摘要:根据当今模拟电路高集成度、非线性以及易受环境影响等特点，提出一种基于经验模态分解(EMD)结合复合多尺度熵（CMSE）的故障特征提取新方法。首先通过仿真获得电路的输出信号，然后使用经验模态分解，将原始信号分解为有限个固有模态分量以及一个残余分量。再利用复合多尺度熵算法，分别计算出这些固有模态分量在不同时间尺度下的样本熵值，并据此构造能反映电路故障的特征向量。最后，构造BP神经网络，输入这些故障特征向量进行训练和测试，诊断出电路的故障类别。实验结果表明，该方法能将电路中表征故障的特征参数有效的提取出来，对电路的单故障识别有着较高的正确率。

摘要:多传感器信息融合技术可以有效提高雷达对目标的发现和探测能力，而多传感器信息融合成功的先决条件在于系统误差配准。过大的雷达系统误差会给航迹相关和融合带来模糊和困难，使得融合系统监视性能严重下降。本文中针对多传感器误差配准问题，给出了时间误差配准和空间误差配准的解决方法，并通过将空间误差配准问题转换为非线性优化问题，利用遗传算法搜索获得问题的近似最优解。通过真实采集的雷达观测数据和Matlab仿真实验，验证了遗传算法在解决多传感器误差配准问题中的有效性。

摘要:大截面导线输变电作为一项自主开发特高压输电技术被得到广泛应用，但是输电线路导线压接完成后，压接管内部缺陷不易发现，并且内部铝绞线表面划伤、断股等内部缺陷严重降低了输电线路载流量和机械强度。为解决存在的问题，现提出一种大截面导线钢芯铝绞线压接拉断仿真方法。以JL/G1A-400/35导线为例，对压接后铝绞线损伤情况进行了建模、计算，重点分析了铝绞线在断股、表面受损以及在铝绞线未损情况下拉断时所受应力情况。仿真结果表明，当铝绞线存在断股现象时，拉断铝绞线的最大应力达到802.6Mpa；当铝绞线存在受损现象时，拉断铝绞线的最大应力达到829.3Mpa；当铝绞线未损时，拉断铝绞线最大拉断应力865.2Mpa，为三种情况的最大值。在铝绞线采取先压接后拉断的仿真计算中，在加载1010Mpa压强时，铝绞线压接后所能承受的拉断力最大。以上仿真分析结果可为大截面导线钢芯铝绞线压接工艺优化提供参考！

摘要:超宽带（ultra-wideband, UWB）雷达作为一种新兴的生命体征探测方式，可对人体呼吸体征进行非接触式实时监测，在医学上具有重大意义。针对在复杂场景下雷达回波信号的距离门无法被准确自动提取的问题，提出了一种使用神经网络对雷达回波信号中快时域距离门的滤波方法，分析并设计了全连接神经网络的网络结构，提高人体呼吸体征实时检测的精度。用PulsON-440 UWB雷达模块采集数据，在实际场景中，完成了实验对比分析，结果表明，本方法可有效去除非呼吸的距离门信号，并可进一步提高呼吸信号的质量和探测的鲁棒性。

摘要:超宽带室内定位系统常用的测距方法是TDOA和SDS-TWR，针对TDOA测距在硬件上难以实现时钟精确同步和SDS-TWR测距速度慢，提出了一种基于超宽带信号的TDOA和SDS-TWR联合的新的测距方法。该方法将已知锚节点分为通信主节点和辅助节点，可直接测得定位所需的主节点到目标节点的通信时间和目标节点到辅助节点的时间差信息，并可以此计算出该定位区域内所有锚节点与目标节点的距离。通过误差分析发现，所提方法在室内定位中足够准确，且仿真结果表明，其定位精度在25cm内，比TDOA测距的误差更小并改善了SDS-TWR测距速度慢的问题。

摘要:当海上采油设施燃气透平主机余热回收时，烟气流量是确定余热锅炉容量的重要参数之一。文章通过在烟道管上钻孔，在给定气体燃料成分、燃料特性系数的基础上采用烟气分析仪测量气体燃料的燃烧产物（如O2， RO2等）来计算过量空气系数α，进而计算燃气轮机的烟气流量。结果表明，在不同负荷下，燃气轮机的α值在3-7之间变化，明显大于锅炉的α值，该测量方式对于海上采油设施回收燃气轮机烟气余热的工程应用具有重要的参考价值。

摘要:针对不同解码显示机制的跨整十年过程时间显示异常问题，文章分析研究了IRIG-B时间码编码规则和时间解析机制。重点通过跨整十年的时间段时间跳变试验对问题剖析，结合不同解码显示机制原理，使用比对方法，得出年信息显示跳变现象，是解码显示机制与现有时间信息编码机制不协调的结论。通过多组时间跳变试验验证了分析的正确性。结果表明，根据不同终端对时间解析显示需求的不同，研究并选择最佳的时间解析显示机制，对判读时间信息显示是否正确具有重要意义。

摘要:针对数据链无人机受起降方式与场地、续航时间、影像精度等限制的问题，设计了基于5G网联技术的网联无人机。该无人机利用机载专业航天设备依托5G网联技术，实现了超视距远程测控与周期性、大面积自动巡航功能。地质灾害应急分析实验中，该无人机实现了对于目标区域进行数据采集、分析、预处理、空计算、高程提取、正摄影像制作、建模、成果输出的全流程作业。相较于数据链无人机，5G网联无人机具有传输数据速率高、延时低、传输数据量大、安全可靠的技术特点。结果表明，5G网联无人机在灾害调查中能够实时掌握目标区域情况，为灾情提供第一手资料，助力灾情的精准评估，提高管理效率，健全巡检手段，辅助指挥部们进行决策指挥。

摘要:植株高度数据的获取主要依靠人工测量的方式，这种方式不仅费时费力，而且具有一定的主观性。为了解决这一问题，构建了一个植株高度测量系统，设计了一种能够俯仰扫描的激光雷达扫描装置，通过控制二维激光雷达旋转，实现植株的三维重现，进而得到其高度信息。使用该系统，对绿萝和万年青这种单株植株采用侧面整体轮廓扫描的方式，得到侧面投影，计算得到高度；对小叶黄杨绿篱和金叶女贞绿篱多株植株采用随机抽样一致性算法（RANSAC）拟合修正，再使用曲线检测—正态核密度检测方法滤除冠层部分的离群点，从而计算得到高度。实验结果表明，利用该系统获取的植株高度与人工测量值的相对偏差最大不超过6%。该系统在植株高度测量方面，具有良好的实用价值。

摘要:由于测井数据标签的连续性特点，数据样本间具有较强的上下文关联性。针对现有岩性识别方法所构造基本识别单元无法充分利用测井信号曲线连续性提供的上下文信息的问题，提出了一种基于层次聚类元对象表征的岩性识别方法。该方法依据基于区域生长的分层聚类方法，综合利用多条常规测井曲线进行目标储层自动分层，然后从统计特征和形态特征双视角度实现元对象的完备表征，在提取特征后形成的丰富的特征空间上进行岩性识别。通过大庆油田实际测井数据岩性识别的对比实验，采用所提方法的实验组各类岩性识别性能均得到显著提高。

摘要:变压器作为牵引供变电系统的核心设备，变压器故障将影响轨道交通运行的安全稳定，因此及时发现潜在故障有利于降低故障成本，提高系统的可靠性。当前对变压器早期故障诊断的研究较多并主要集中在对监测量的应用，诊断与识别结果模糊。本文梳理了变压器故障诊断的技术方法，以及故障诊断过程用到的监测参量；针对变压器故障诊断模型方法和监测状态的不同，总结了变压器故障诊断技术的发展；最有讨论了变压器故障诊断技术存在的不足以及未来的发展方向与挑战，为实现故障预测提供一定的参考价值。

摘要:针对传统电磁检测技术对金属内部缺陷检测能力不足问题，文中提出一种基于深度学习与电磁检测的金属板材表面和内部缺陷识别方法。实验建立了不同深度、位置、数量的九类表面与内部典型气隙缺陷模型，验证了多频检测可行性，考虑阵列传感器激励电压与感应电压关系，引入保持平衡性的数据采集方法扩充数据集并预处理；构建DNN与CNN深度学习网络对各类检测数据特征训练，并由实验效果选取合适参数的网络。实验结果表明：应用DNN或CNN的电磁检测，可实现9类金属板材表面与内部缺陷识别，准确率为90%以上，解决电磁检测数据分类困难问题；对比DNN、CNN效果，DNN分类训练速度更快且更高效。

摘要:为了解决滚动轴承故障诊断中人工选择卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）网络结构具有不确定性从而导致诊断准确率低的问题，以CNN为基础，本文提出一种应用遗传算法（Genetic Algorithm, GA）自适应选择CNN网络结构的滚动轴承故障诊断新方法GA-CNN。本文首先对滚动轴承故障信号进行特征提取，然后将故障特征分别输入经GA改进的CNN和三组人工随机选择网络结构的CNN进行特征识别，最后将实验结果进行对比得出结论。GA自动选择CNN网络最佳结构，避免了人工选择CNN网络结构具有的不确定性，从而减少参数选择所需时间并提高滚动轴承故障诊断准确率。实验验证表明本文提出的基于GA-CNN的滚动轴承故障诊断方法与人工随机选择CNN网络结构相比极大提高了故障诊断效率并具有更高的准确性。

摘要:视频暴力行为检测通过分析视频场景中运动目标的行为，判断目标的行为是否属于袭击、骚乱、打架等暴力行为。针对视频中的暴力行为检测问题，本文提出一种基于光流灰度共生矩阵的视频暴力行为检测算法。光流灰度共生矩阵获取场景中运动的空间共生分布信息，并能够计算出重要特征用于描述场景中的行为。首先，计算视频中连续帧之间的光流场；然后，提取光流场灰度图像的灰度共生矩阵，计算灰度共生矩阵的二阶矩、对比度、熵等特征，并组成特征向量；最后，使用支持向量机将所提取的视频特征分类为暴力行为或非暴力行为。该方法在Hockey、Movies和Violent Flow 三个公共数据集上的进行了5折交叉验证，分别取得了96.7%，95.8%，92.5%的准确率。实验结果分析与对比显示，提出的方法的性能优于同类对比方法。

摘要:电成像测井可直观分析碳酸盐岩、砂砾岩等复杂储层中的裂缝分布、地层层理及砾岩颗粒。本文提出一种基于U-Net的全卷积深度神经网络模型结构，在没有大量学习样本的情况下，通过逐步优化神经网络模型参数，捕获图像上的大量底层先验统计特征，从而实现大井眼情况下电成像图像的空白条带充填，形成全井眼覆盖图像。相比于常规的编码器-解码器网络模型，本文模型采用skip模式，将编码器层输出接入对应解码器层，有助于恢复图像局部细节信息；同时采用空洞卷积，捕获多尺度上下文信息。实验结果表明，本文方法相比于主流的充填算法，平均像素灰度误差减少了约12%，对于复杂岩性的图像充填效果更好。

摘要:为了解决移动机器人在目标识别过程中捕获的图像存在多目标干扰和单一视角下目标特征有限，进而导致识别准确率低的问题，本文提出一种基于分组特征赋权的动态视角图像特征融合方法，该方法通过递进式K均值聚类，对多目标特征进行赋权分组，并且利用LSTM网络实现动态视角下连续图像特征的融合，从而达到提高目标识别的准确率的目的。验证结果表明：在Market-1501数据集上的首位识别率达到了93.80%，平均准确率达到了89.13%，具有较好的实验效果。

摘要:玻璃钢以优越的材料特性被广泛应用于油田地面工程的油气集输、原油存储及污水处理中。由于制造工艺复杂、质量控制难度大及现场工况恶劣等因素，油田玻璃钢构件中易存在渗水、破裂、脱粘等各类缺陷，造成油气生产安全隐患。为实现对油田玻璃钢构件高效准确无损检测，本文设计了阵列电容成像探头，构建了具备软件锁相与通道修正功能的阵列电容成像无损检测系统，利用含人工预制缺陷玻璃钢试块对系统进行了多通道测量值的修正，并对修正后的检测系统进行了玻璃钢试块缺陷成像测试。测试结果表明阵列检测系统适配阵列电容探头且运行稳定，可实现玻璃钢构件缺陷的快速精确成像检测。

摘要:报道一种FBG F-P磁敏感结构结合光相干检测的光纤磁场传感器，应用于套损检测技术领域。光纤FBG F-P干涉仪设计为弱反射的长腔长结构，以提高磁传感器相移灵敏度；基于差动抗干扰探测结构消除磁场与温度的交叉敏感性，采用双层封装结构，可适应与恶劣环境。搭建套损检测试验平台，制定试验方案，实验结果表明磁传感器测量结果与实际模型缺陷基本一致。光纤磁传感器为全光纤结构，进行耐压与防水封装后，能满足实际井下测量工作环境的应用。

摘要:针对传统的枪弹存储环境监测装置存在监测实时性差及功耗较高和检测精度不高、无预测或者预测不准确等问题，设计了一款能够实时监测和预测枪弹存储各位置温湿度的系统。利用无线传输、低功耗等技术，实现了各测量节点的环境信息的实时采集，通过最大相似日算法实现环境信息预测，并在数据后台显示。装置在运行过程中功耗较低，一节2700mAH电池理论使用时间可达6年，测量结果精度达到±0.5℃及±2RH%，预测精度则达到±1℃及±5RH%。实验结果表明，该监测装置可实时监测枪弹存储位置的环境温湿度并信息进行有效的温湿度预测，具备实时性好，测量精度高，预测准确等优势，有效解决了枪弹存储中的环境下信息监测难、预测精度不高的问题。

摘要:针对风电机组高强度螺栓在复杂的载荷作用下轴向应力监测的需求，基于声弹性效应和嵌入式技术，设计并实现了一种适用于风电机组螺栓轴向应力在线监测的系统。系统由超声波换能器、基于ZYNQ的嵌入式设备和远程监控计算机等3部分构成。采用电平比较法和最大峰值过零点法相结合的方法求取超声波渡越时间，并基于TCP/IP协议建立稳定可靠的网络通信协议，保证监测数据安全、可靠的传输至远程监控计算机。试验结果表明，系统能够实现多螺栓超声波渡越时间和应力的实时监测，并 发现螺栓松动的问题，对于保障风电机组的安全运行、防范于未然具有重要作用和意义。

摘要:良好的BIT（Built in Test，机内测试）设计和合理的故障诊断方法选择能够有效提升相控阵雷达系统的故障检测和诊断能力。本文阐述了雷达系统BIT设计的基本思路，针对某多功能相控阵雷达的基本组成和功能特点，设计了集中控制和分级检测相结合的分布式BIT结构以及相应的BIT工作流程，并且介绍了不同故障诊断方法的选择依据。通过基于故障注入的实验验证，该雷达BIT系统的故障检测率≥95%，故障隔离率≥90%（隔离到3个LRU），≥85%（隔离到1个LRU），故障虚警率≤5%，满足雷达总体的要求，结果证明了该雷达BIT设计的有效性。最后本文展望了未来相控阵雷达系统故障检测与诊断技术发展的重点方向。

摘要:堆叠式微型数据采集系统广泛应用于航空航天试验分析、汽车安全测试、生物力学研究、车载黑匣子等，这些应用场景要求采集系统具有抗高冲击、质量轻等特点。本文针对该需求设计了一种新型的堆叠式抗高冲击结构。首先通过有限元建模对铝合金、炮钢、碳纤维新型复合材料下的抗高冲击结构进行了对比分析，然后针对不同壁厚下由碳纤维新型复合材料构成的结构的抗冲击能力进行了仿真，最终通过冲击实验证明了其抗冲击能力不低于4000G，实验结果表明该结构具备质量轻、可随意增减堆叠数量、易安装等优点。

摘要:随着毫米波雷达在自动驾驶、机场异物探测等领域的应用，（92~96）GHz频段（W波段）功率放大器的性能评价备受关注。为解决该频段功率放大器的测试问题，本文给出了一种基于功放集成型大功率网分扩频的测试方案。该方案采用专用网分扩频模块，该模块具备网分扩频和信号功率放大两项功能，可实现在一套测量系统中完成全部功率参数和小信号S参数的测量。与传统测量方式相比较，具有系统集成度高、测量连接方式简单、测试效率高、测量重复性好等特点。通过试验验证，本方法可有效解决W频段功率放大器的测试任务，并显著提高功率放大器的测试效率。