基于改进DBNet和SVTR算法的连铸板坯号检测与识别

针对钢铁连铸产线板坯号识别字符区域小、光照变化复杂、板坯号图像质量差等问题,提出了一种基于深度学习的连铸板坯号检测与识别两阶段算法。首先,基于采集的连铸产线板坯图像,制备用于板坯号检测与识别的数据集;其次,在板坯号检测阶段,基于DBNet算法设计一种AD-PAN特征融合结构,以增强检测算法的多尺度特征融合能力和扩大感受野,提高板坯号定位精度;再次,在板坯号识别阶段,引入SPIN矫正网络和SVTR板坯号识别网络进行端到端训练,使其能够主动转换输入亮度,并改善字符间以及字符与背景间色彩失真的问题。最后,在自制的板坯号检测与识别数据集上进行了对比实验。实验结果表明,本研究提出的算法能够有效定位辊道上不同位置的板坯,并且在复杂背景下对板坯号进行鲁棒识别。其中,板坯号检测Hmean数值为97.92%,板坯号识别的准确率为97.33%,验证了本文所提算法具有较高的板坯号检测与识别精度。

基于最大似然估计的低轨通信星座分布式时间同步方法研究

随着低轨巨型星座的快速部署和卫星互联网的快速发展,由大规模低地球轨道卫星组成的分布式卫星系统是空天地一体化的重要特点。在卫星网络中,低成本、高精度的时间同步技术是其中的核心技术之一。针对低轨卫星高动态、拓扑结构时变特性因素影响下的低轨通信星座的分布式时间同步问题,考虑低轨卫星场景下的通信时延特性,同时为解决现有方法在动态网络拓扑下同步精度和收敛速度方面的不足,提出了一种基于最大似然估计的低轨卫星时间同步方法,能有效解决分布式动态网络中的通信时延随机不可预测以及星间距离不对称的问题。仿真结果表明,低轨卫星动态场景和拓扑结构变化下,本文提出的基于最大似然估计的时间同步方法同步误差均小于5ns。

小模数直齿轮免参数并行快速测量

小模数齿轮在实际制造中,单条产线多台设备通常同时生产多种不同参数的齿轮,迄今无法用单台齿轮测量仪器在生产线上同时实时全检这些不同参数的齿轮。开发了基于Facet的齿轮亚像素边缘定位算法、基于迭代重加权最小二乘的齿轮中心定位法、圆与齿廓交点快速定位法、正弦函数拟合齿数法和齿廓近似测压力角法等;若结合适当的送料与定位机构,本文方法能够在未知参数时,实现多种不同型号齿轮的混合测量,无需装夹,测量效率高。可以实现齿数、模数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径、全齿高、齿宽、公法线变动量、变位系数、齿廓偏差和形位误差的测量。实验结果表明:该方法测量0.5~1.0 mm模数的直齿轮的重复性精度为4μm。该方法在小模数齿轮柔性化生产线具有重要应用前景。

基于龙伯格观测器的感应电机预设性能位置跟踪优化控制

考虑暂稳态约束、控制参数优化及参数摄动和负载扰动等对感应电机位置跟踪控制性能的影响,本文提出了一种基于龙伯格观测器的预设性能优化控制方法.首先,针对电机转子磁链在实际中不可测的问题,采用龙伯格观测器对其进行了快速准确的估计.其次,基于反步法完成感应电机位置预设性能控制器的设计,基于变增益指数趋近律完成感应电机磁链滑模控制器的设计,通过构造干扰观测器对电机系统中由参数摄动和负载扰动引起的不确定项进行观测,实现了对系统给定值准确的跟踪控制.再次,将遗传算法(GA)与改进的粒子群优化(IPSO)算法相结合,对所设计的控制器参数进行优化整定,进一步提高了系统的收敛速度和稳态精度.基于李雅普诺夫稳定性理论分析表:所设计的控制器能够保证位置跟踪误差一直处于预设边界内,且整个闭环系统是全局一致有界稳定的.最后,通过仿真和模拟实验对比分析验证了本文所提方法的有效性及在实际电机系统中应用的可行性.

陶瓷抛光粉改性沥青的制备与性能研究

文中研究了陶瓷抛光粉作为改性剂对基质沥青性能的影响,通过常规性能试验测试了不同配方改性沥青的性能。结果表明,掺入陶瓷抛光粉和矿粉后,基质沥青针入度均有小幅度降低,软化点略微升高。

同步磁阻电动机新型位置估计与电感参数辨识

针对同步磁阻电动机电流导数和基本脉宽调制励磁(FPE)的方法数据处理量大的问题,研究了当前广泛使用的主流无传感器估计技术,从而提出了一种改进的估计方法并将其应用在同步磁阻电机的控制系统中。所提方法在每个脉宽调制(PWM)周期内仅需对两个有功电压矢量和一个零电压矢量作用下的单相电流进行采样、求导并计算,相比于传统方法中需要对两个有功电压矢量和两个零电压矢量作用下的三相电流进行采样、求导并计算而言,该创新估计算法不仅可以节约硬件成本,同时也大大降低了数据处理量。并且创新的估计算法在不降低精度和增加算法复杂程度的基础上,同时对电感参数实现精准辨识,使得该估计算法辨识的参数变多。使用仿真平台对同步磁阻电动机无传感器控制系统进行了仿真搭建。最后搭建了系统相应的硬件实验平台,通过实验验证了所提估计算法的优越性。

姜黄素通过抑制α-突触核蛋白对脂多糖诱导的帕金森病模型的神经保护作用

目的 探究姜黄素(Cur)对帕金森病模型的神经保护作用及其机制。方法 SD大鼠随机分为对照(CON)组、模型(PD)组和姜黄素(Cur)低、中、高剂量组,每组10只。脂多糖注射至大鼠黑质建立帕金森病模型,Cur各组每天腹腔注射姜黄素20、40、60 mg/kg,共21d。采用免疫组织化学(IHC)法检测大鼠脑组织α-突触核蛋白(α-syn)、核转录因子κB蛋白(NF-κB、IKBα、p-NF-κB、p-IKBα)和星形胶质细胞的活化水平。通过实时定量PCR(qRT-PCR)测定促炎因子(TNF-α、IL-β、IFN-γ、IL-6)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、环氧化酶(COX-2)、NADPH氧化酶复合物(gp47phox、gp91phox、gp67phox)及凋亡因子(Bax、Bcl-2、Caspase-3和Caspase-9)mRNA水平。采用滚轴实验和爬杆实验评估大鼠运动协调性。结果 与CON组相比,PD大鼠α-syn、p-NF-κB、p-IKBα水平、星形胶质细胞活化、TNF-α、IL-β、IFN-γ、IL-6、iNOS、COX-2、Bax、Caspase-3、Caspase-9、gp47phox、gp91phox、gp67phox的mRNA表达水平显著升高(P <0.05);而Bcl-2水平显著降低(P <0.05)。中、高剂量Cur组在抑制α-syn蛋白的聚集、减少NF-κB通路的激活、降低炎症和凋亡因子的表达方面均比PD组显著(P <0.05)。中、高剂量的Cur处理显著改善了大鼠的运动协调性,与PD组相比,滚轴实验和爬杆实验的表现有显著提高(P<0.05)。结论 Cur可通过抑制神经炎症和氧化应激反应抑制α-syn的聚集,改善帕金森病大鼠的运动协调能力,发挥神经保护作用。

神经元型一氧化氮合酶在脑功能性疾病中的研究进展

神经元型一氧化氮合酶(nNOS)是神经系统中一种新近被认识的关键调控酶,与多种脑功能性疾病密切相关,其自身活性的平衡在脑功能性疾病的发生发展过程中起到了重要作用。因此,外源性nNOS的干预治疗可以在一定程度上改善某些脑功能性疾病。未来的研究将基于新的化合物,深入研究nNOS选择性抑制剂,以期改善脑功能性疾病的治疗效果。本文重点综述了nNOS在神经系统中的作用及最新进展。

永磁同步电动机转速自适应模糊Backstepping控制

针对永磁同步电动机(PMSM)参数摄动和负载干扰情况下的转速跟踪控制系统,采用自适应算法估计负载扰动、粘性摩擦系数和转动惯量,利用自适应模糊系统逼近定子电阻和电枢电感等参数摄动造成的总的不确定性,并设计一种基于Backstepping的自适应模糊控制器。通过Lya-punov稳定性理论验证所设计系统的稳定性。对PMSM转速控制系统进行仿真,结果表明,与常规PI控制相比,该控制方法能够在参数摄动和负载干扰下更好地跟踪转速给定值,系统具有良好的动静态性能和很强的鲁棒性。

轧机液压伺服位置系统的自适应反步滑模控制

针对轧机液压伺服位置系统存在非线性特性、参数不确定性以及控制输入前具有不确定系数的问题,提出了一种自适应反步滑模控制方法。通过对系统非线性模型的等价变换和选择合适的Lyapunov函数,有效解决了由于控制输入前具有不确定系数导致的所设计的控制量与自适应律互相嵌套的难题。把自适应反步法和滑模控制方法相结合,有效克服了系统非线性与参数不确定性的影响,提高了系统的鲁棒性。在自适应反步滑模控制器设计时,给出了不确定参数的自适应律,并对系统跟踪误差的收敛性进行了证明。仿真研究结果表明,所设计的自适应反步滑模控制器能实现快速准确的跟踪,并且对参数变化具有较强的鲁棒性,与PID控制器相比,系统跟踪误差小,响应速度快,跟踪性能好。

基于等效负载扰动观测器的直流电机转速鲁棒控制

针对直流电机速度控制系统负载的未知时变特性和被控对象参数的不确定性,设计了一种等效负载扰动观测器;并通过构造速度误差的Lyapunov函数,设计了一种新的基于等效负载扰动观测器的变结构鲁棒控制器。仿真研究结果表明,所设计的速度控制系统对负载扰动的变化和参数的时变性具有较好的控制效果和鲁棒性,对不同形式的速度给定信号具有较好的跟踪性能。

具有电枢反应非线性不确定性的直流电机速度鲁棒跟踪控制研究

该文针对电枢反应引起的非线性不确定性及具有参数变化和负载扰动的直流电机速度跟踪控制问题,构造了一个适当的增广被控对象,将其转化为一标准设计问题,设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器,进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明,该文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统,不仅对于电机的非线性不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。

液压伺服位置系统的神经网络backstepping控制

针对液压伺服位置系统存在的参数不确定性、外部干扰和输入饱和的问题,提出了一种神经网络backstepping控制算法。设计了神经网络辅助状态观测系统,并根据辅助状态观测误差来调节神经网络的权值,进而实现对系统复合干扰的在线观测。把该复合干扰的观测值引入到backstepping控制设计中,使得控制器能够对系统的复合干扰进行有效补偿;在backstepping设计过程中采用二阶滑模滤波器以避免微分项爆炸问题,简化了控制器的设计。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有信号一致最终有界。仿真结果表明,所设计的控制器能够有效地削弱参数不确定性、外部干扰和输入饱和对系统的影响,增强了系统的鲁棒性,实现了系统输出对期望位置的准确跟踪。

具有输入饱和的电液伺服位置系统自适应动态面控制

针对具有非线性、参数不确定性及输入饱和问题的电液伺服位置系统,提出了一种自适应动态面控制器的设计方法.该方法充分考虑饱和特性,利用双曲正切函数和辅助控制信号对系统非线性模型进行等价变换,进而采用动态面方法设计抗饱和控制器.设计过程中引入Nussbaum函数,以补偿输入饱和引起的非线性项.通过构造合适的Lyapunov函数,证明闭环系统的所有信号一致最终有界.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪效果,并有效地削弱了输入饱和对系统造成的不良影响.

基于改进灰狼算法和多核极限学习机的铁水硅含量预测建模

针对高炉铁水硅含量难以在线检测的问题,本文提出一种基于改进灰狼算法(IGWO)优化的多核极限学习机(MKELM)高炉铁水硅含量预测建模方法.首先,针对灰狼算法(GWO)寻优能力的不足,将最优-最差正交反向学习(OWOOBL)策略应用于灰狼算法的位置更新,得到一种改进灰狼优化算法.通过10种标准函数对所提算法进行仿真测试,结果表明此算法具有更好的寻优能力.其次,针对单核极限学习机(KELM)回归能力不足,将不同种类的核函数加权组合,并采用改进灰狼算法对多核极限学习机中的加权系数等参数进行优化.最后,基于某钢厂的实测数据对高炉铁水硅含量进行预测建模,仿真结果表明,本文所提方法的预测效果优于反向传播神经网络(BP-NN)、极限学习机(ELM)、KELM和GWO-MKELM,对高炉炼铁具有较好的指导意义.

基于终端滑模负载观测器的永磁同步电机位置系统反步控制

针对永磁同步电机位置控制系统存在负载扰动情况下的控制精度低,响应速度慢的问题,提出了一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法。设计了基于非奇异终端滑模的负载观测器,使观测误差在有限时间内收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精度;基于非奇异终端滑模和反步法设计位置控制器,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性,通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性。仿真结果表明,设计的终端滑模负载观测器能够快速、准确地估计出负载转矩,位置控制器能有效实现系统位置的渐近跟踪。

轧机液压伺服位置系统多模型切换滑模变结构控制

针对轧机液压伺服系统随工况变化而引起的弹性负载刚度系数发生跳变的问题,建立了轧机液压伺服位置系统在不同工况下的非线性多模型集。通过选择系统共同的稳定滑模面,设计了各子模型对应的自适应滑模变结构控制器,并应用Lyapunov稳定性理论证明了整个系统可从任意初始状态趋向于系统的共同滑模面,进而保证了整个变结构切换控制系统的渐近稳定性。为有效削弱系统参数跳变的不良影响,采用模型最佳匹配性能指标作为各子模型切换控制的依据,实现了各子模型控制器之间的切换。仿真研究结果表明:所设计的多模型切换自适应滑模变结构控制器能够保证轧机液压伺服系统具有良好的动静态性能,对系统参数跳变具有良好的鲁棒性。

伺服电机驱动连铸结晶器振动系统建模与分析

伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结晶器振动的平稳性和铸坯质量,建立系统较精确的数学模型是关键。因此,本文首先通过实验研究辨识得到伺服电机转速闭环模型,并推导了机械传动部分的机理模型,从而建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的数学模型,并给出了一种状态空间表达式;其次,对所建立的模型进行验证,通过相同输入作用下所建模型的仿真输出与实际系统的实测输出的比对,结果表明该模型能较好地反映系统的性能,从而验证了本文所建立模型的有效性;最后对建模误差进行了定量分析,结果表明:模型拟合精度可达94%以上,进一步确认了模型的准确性。所建系统的模型及其误差分析为下一步连铸结晶器位移系统跟踪控制器的设计奠定了良好基础。

基于指令滤波的电液伺服系统自适应反步控制

针对电液伺服位置系统存在参数不确定性、外部扰动和输入饱和的问题,提出一种基于指令滤波的自适应反步控制方法。该方法通过引入辅助系统,解决了输入饱和的问题;在自适应反步控制器设计过程中,利用指令滤波器避免了传统反步控制的计算膨胀问题;采用模糊自适应方法来处理系统中的未知非线性部分。理论分析结果表明,所设计的控制器能够保证闭环系统有界稳定,跟踪误差满足H_∞性能。最后对某650 mm轧机电液伺服位置系统进行仿真研究,仿真结果验证了所提方法的有效性。

永磁同步电机的自适应模糊终端滑模速度控制

针对永磁同步电机驱动的连铸结晶器振动系统对电机速度的高精度要求,提出一种自适应模糊终端滑模速度跟踪控制方法。采用非奇异终端滑模,并结合趋近律设计速度控制器,不仅提高系统的收敛速度,而且避免传统终端滑模存在的奇异与抖振问题;考虑到负载转矩时变的情况,为增强系统抗负载扰动的能力,同时为消除控制律中的二阶导数项,运用自适应模糊算法对二阶导数项和含有负载转矩的未知函数进行估计。通过Lyapunov稳定性理论证明系统的稳定性。最后的仿真结果表明:该控制方法能够在负载干扰下实现快速准确的速度跟踪控制,控制量的抖振也得到抑制,系统对负载扰动具有较强的鲁棒性。