基于ATR-FTIR光谱测量结晶过程溶液浓度的变量稳定加权混合收缩方法

针对衰减全反射-傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱仪用于测量结晶过程溶液浓度时,因光谱谱线维度高、无关变量多,导致的标定模型预测精度低、可解释性差等问题,提出了一种变量稳定加权混合收缩的新方法。首先提出对光谱变量进行随机二进采样,将建立的优秀子模型中变量被选频率与所有子模型中变量回归系数的稳定性指标进行加权评价的稳定加权变量种群分析法(SWVCPA)。通过对变量的重要性进行排序,采用指数递减函数在迭代过程中逐渐强制滤除重要性低的变量,实现了对光谱变量空间的初步收缩,并大幅提高了收缩的稳定性。然后在收缩后的子空间继续使用一种新的动态麻雀算法(DSSA),以最小化训练预测均方根误差(RMSEC)为适应度函数进一步优化变量组合。这种混合优化方式融合了两类变量选择算法的优点,通过子模型竞争的方法确保了前期变量收缩的稳定性,防止算法陷入局部最优;通过智能优化算法避免了对剩余变量组合的遍历寻优,允许保留更多的变量进行精准选择。为了验证新方法的性能,使用L-谷氨酸溶液冷却结晶过程中6种不同浓度下采集到的ATR-FTIR光谱数据进行测试。结果表明,新方法将光谱变量数从613个减少到46个,与原始光谱相比,使用选择后变量建立的偏最小二乘法(PLSR)模型其预测均方根误差(RMSEP)为从1.727 9降低到0.165 4,预测决定系数(R^(2))从0.973 7提高到0.999 7。另外相比于特征谱段、遗传算法(GA)以及变量种群组合分析法(VCPA)选择变量建立的模型,使用新方法建立的溶液浓度预测模型具有更高的准确性和稳定性,说明该方法对提高使用ATR-FTIR光谱法测量冷却结晶过程溶液浓度准确性和可靠性具有一定的实际应用价值。

基于模型种群分析变量选择的红外光谱建模方法

变量选择方法可以实现对高维数据的降维,降低标定模型的复杂度以及提高模型的预测能力和可解释性,对建立高效可靠的预测模型具有重要意义。本文将模型种群分析(Model Population Analysis,MPA)用于近红外光谱标定建模过程的变量选择,结合MPA在同一空间反复抽取子集的特点,提出一种子集索引重用核-偏最小二乘(Subset Index Reuse Kernel-Partial Least Squares,SIRK-PLS)融合建模方法。该方法通过对预先计算的协方差矩阵进行索引,从本质上避免MPA框架下变量选择子集交叉验证和回归系数求解过程中的冗余计算,提高建模效率。此外,SIRK-PLS建模方法可以根据样本数和变量数的比例,实现建模算法的自动最优切换。通过标称近红外光谱玉米数据集对算法性能进行验证。结果表明,本文提出的SIRK-PLS建模方法收敛速度快、精度高,适用于移动红外光谱设备的自动快速降维建模,具有一定的应用前景。

串行A/D在电子称上的应用

介绍了16位串行A/D转换器的工作原理和硬件接口设计方法,并给出了以它为基础设计的电子称重仪表的应用实例。由它组成的称重仪表具有电路简单可靠、精度高、体积小、成本低等特点。

智能婴儿车目标跟踪系统的研究

设计了一种智能婴儿车的跟踪系统,它是在普通婴儿车的基础上设计了嵌入式控制系统。通过对目标跟踪技术及跟踪方法的分析研究,将压缩感知代替TLD(tracking-learning-detection)跟踪算法中的级联检测器,并应用到该控制系统中,能够很好地改善TLD跟踪算法的实时性能。介绍了该控制系统的设计方案,详细讨论了对TLD跟踪算法的改进,最终介绍了该系统中目标跟踪的具体实现方法。实验结果表明所设计的智能婴儿车目标跟踪系统能够自主稳定地跟踪目标。

ADS1100 A/D转换器在称重仪表上的应用

介绍了ADS110016位A/D转换器的工作原理和硬件接口设计方法,并给出了以它为基础设计的称重仪表的应用实例.

基于投影与KMP简约算法的一维快速模板匹配算法

传统的模板匹配算法(如NC和SSDA)虽然具有匹配精度高的优点,但由于其计算量大,使得匹配时间过长。本研究提出了一种新的基于投影与KMP简约算法的一维快速模板匹配算法,首先将图像进行降维处理,得到特征字符串,通过对特征字符串的匹配,实现粗匹配,可大幅度地减少图像匹配时间;然后利用NC匹配算法,对粗匹配的结果进行验证,以达到快速匹配的目的。通过实验证明了本算法的快速性和准确性。

基于改进人工势场法的机器人路径规划研究

传统人工势场法在机器人路径规划中存在障碍物附近目标不可达(GNRON)和局部极小值问题,针对目标不可达问题,使用改进斥力场函数的方法。针对局部极小值问题,在改进人工势场法的基础上,利用随机逃离和沿等势线逃离的方法,并且对此方法进行分析和改进,改进后的方法优化处理了机器人的避障路径。仿真结果证明了此方法的有效性。

基于机器视觉的疫苗制备中胚蛋成活性检测

将机器视觉技术引入疫苗制备的胚蛋孵化中期成活性检测环节中。针对其不可漏检坏死胚蛋的特殊需求,提出了首先以多尺度形态学滤波增强图像、检测图像谷带特征,然后以基于直方图WFCM的局部自适应二值化方法提取血丝,最后通过血丝数量来判定成活性的算法。以150幅图像进行实验,实验结果显示,本算法检测速度快、对胚蛋活性无影响。判定正确率、漏判率和误判率分别为99.33%、0和0.67%,可满足疫苗制备的特殊需求。

基于EIB总线协议的应用模块的设计与实现

本文简要阐述了EIB总线协议,选用Philips公司的P89C668HFA为BCU的通信控制器,Siemens的TP桿ART桰C为收发器,设计了总线耦合单元BCU硬件电路。根据EIS1标准开发了开关模块硬件电路,分析了此开关模块的应用程序并给出了主程序代码。设计的应用模块在实际应用中能准确地实现通信。

一种结合ORB算法的SIFT图像配准算法

在基于SIFT算法的图像配准过程中有两个重要的环节:特征提取和特征匹配。针对算法在特征提取时存在的计算量大、复杂度高、速度慢等问题,该文提出了结合ORB算法的思想,对SIFT算法进行特征提取的优化,从而实现快速地提取图像的局部特征。在特征匹配阶段采用K最近邻的BBF搜索策略并结合RANSAC算法进行提纯,消除误配点。实验结果表明,改进后的算法降低了配准时间,提高了配准精度,适用于一些对实时性要求较高的场合。

基于S7-1200的电动机附加损耗测试系统设计

根据EH-star法电动机附加损耗的测试原理,设计了一套以S7-1200为控制核心和以Wincc为组态软件的电机附加损耗测试系统。该系统采用S7-1200控制设备运行和数据的采集,利用OPC技术建立了S7-1200与Wincc的通讯,通过组态软件Wincc对数据进行处理,实现了电动机附加损耗的自动测试。该系统解决了在人工测试时,数据处理速度慢、误差大等问题,提高了测试效率和测试结果的准确度。

基于改进PSO优化ELM的高炉喷煤量预测研究

高炉炼铁过程中喷煤量的设定值通常由炉长经验得出,具有一定的盲目性和模糊性,为了增加喷煤量设定的合理性,提出了一种基于改进粒子群算法优化极限学习机的高炉喷煤量预测模型。基于某高炉实际运行数据,采用混沌惯性权重和自适应学习因子来改进粒子群优化(PSO)算法的收敛性,并通过引入遗传算法的交叉变异操作提高算法的全局最优性,然后利用改进的粒子群算法优化极限学习机(ELM)构建基于改进粒子群算法的极限学习机预测模型(IPSO-ELM)。最后,基于某高炉运行数据将所提出的IPSO-ELM预测模型与传统粒子群优化极限学习机预测模型(PSO-ELM),以及极限学习机预测模型进行比较。结果表明,该IPSO-ELM预测模型具有更高的预测精度,能够实现对高炉喷煤量变化的准确预测,有较高的工业应用价值。

测控专业综合实验教学改革和实践

针对测控专业综合实验传统教学模式中存在的问题,同时借助于专业认证的理念和实验设备的更新,本文对综合实验教学提出了新的教学模式。文中重点从综合实验的教学目标、教学内容,组织实施方式和考核过程等方面进行了探索实践,解决了以往的一些问题。通过改革使测控专业的综合实验更加规范化,同时结果也证明此种模式大大激发了学生的学习兴趣,提高了综合应用专业知识的能力和动手实践能力,效果良好。

基于摄像头的直立行走智能车控制系统设计

针对以往靠中心线提取速度较慢导致车模方向控制不稳,容易跑出赛道等问题,设计以K60微控制器为核心控制单元,利用CMOS摄像头对路径信息进行采集,在提取赛道边界和控制车体方向时创新性的使用了"窗口检测法"和"双比例"PD控制方法。"窗口检测法"能够缩短赛道边界的提取时间,提高搜索效率。双比例PD控制能够对比例参数P进行实时调整,进而更及时、准确地控制车模的运行方向。

基于变径-变压塔的甲醇/氯仿二元共沸物精馏分离过程热集成与动态控制

研究了基于变径-变压塔(VDC-PSD)联合处理二元共沸物甲醇-氯仿分离过程的热集成,基于Aspen dynamics对动态控制方案进行了仿真验证,并通过改进控制结构实现了对进料流量和进料组成在±20%扰动下的自动控制;在没有增加控制难度的情况下,带有热集成的VDC-PSD可以实现热量的综合利用,提高PSD的经济性。

加速度差与多速度差模型的数值模拟

对加速度与多速度差模型进行了详细的数值分析。通过数值模拟发现,加速度与多速度差模型能够更快地吸收外界的扰动,并能迅速地使系统达到稳定状态;在相同的敏感系数下,该模型的能量消耗也是最小的,有利于提高能源利用率,减少能量消耗。

基于局部不变特征的直方图相关匹配方法

将一种基于局部不变的特征描述符ARPIH(Angular Radial Partitioning Inten-sity Histogram)与直方图相关性判断结合起来,提出了一种新的图像匹配算法。本方法保留了ARPIH描述的优点,在匹配旋转、亮度变化、透视等畸变图像时显示出了鲁棒性。通过求取模板图像和目标图像的两个描述直方图间的相似点的个数进行相似性匹配,提高了匹配精度。

环形线圈车辆检测器的设计与实现

利用单片机SST89C58实现了环形线圈车辆检测器的设计。由MM74HC4046M构成的锁相环电路与环形检测线圈一起构成LC震荡电路,并将LC震荡波形转换为单片机可使用的方波;由XC9536XL-7VQ44C构成的EPLD电路对各路检测信号进行循环检测,并送入SST89C58单片机进行处理,处理后的信息由MAX488EESA构成串口输出。

交通流加速度与多速度差模型及稳定性分析

在多速度差模型(Multiple Velocity Difference Model,MVDD)的基础上,给出了一个扩展交通流模型———加速度差与多速度差模型(Multiple Velocity and Acceleration Difference Model,MVADM)。在MVADM中,尝试利用前车的加速度差以提高交通流的稳定性。通过线性稳定性分析,发现与MVDM相比,MAVDM模型中自由流稳定的敏感系数临界值变小,稳定区域有明显增加。

基于MapX组件的GIS系统开发与应用

应用MapX控件实现了地理信息系统(GIS)的基本功能,介绍了MapX控件的特点,论述了开发中的数据绑定、客户定义工具、双向查询及缓冲区分析等几项关键技术,并用Delphi进行了编程实现。在此基础上设计的排水管网管理系统取得了良好的效果。