基于改进ResNet50的表面肌电信号手势识别

为了提高手势动作在类别众多且相似度高的情况下的识别精度,提出了一种基于连续小波变换和残差神经网络Res-Net50的表面肌电信号手势识别方法。首先对Ninapro DB2和DB3的原始表面肌电信号进行预处理和连续小波变换,得到Multi-sEMG Wavelet Map数据集,然后送入改进的ResNet50模型进行识别分类。实验结果表明,改进后的ResNet50网络模型在Multi-sEMG Wavelet Map DB2和DB3中17种手势动作的平均准确率分别达到了96.40%和94.11%,相比ResNet50网络模型方法提升了4.87%和5.83%。实现了手势动作在类别繁多、相似度较高的情况下的精准识别。为基于非侵入式传感器和机器学习控制的假肢手提供了新方案。

基于多混沌映射算法的图像可逆化加密仿真

原图像经过对矩阵元素随机打乱可得到加密图像,加密后的图像可以有效防止已知攻击。可逆映射可以高效地实现像素置乱,但由于离散混沌序列的初始条件较为敏感,因此像素扩散置乱难度较大。为此提出基于多混沌映射算法的图像可逆化加密方法,在图像加密过程中,采用扩散置乱和Arnold变换置乱图像,通过Logistic映射系统和Chen系统生成离散混沌序列,置乱后图像中红、绿、蓝三基色分别执行异或运算,从而输出加密图像。在图像解密过程中,分别对扩散置乱、Arnold变换以及图像加密执行逆映射,输出解密图像,完成图像可逆化加密。实验结果表明,所提方法密钥敏感性和原图与解密图像像素值分布更均匀、相邻像素相关性更低,鲁棒性更强。

基于改进ResNet18的干香菇等级识别

为解决干香菇等级识别技术复杂及识别精度不高的问题,提出了一种基于残差神经网络ResNet18的干香菇等级识别方法。首先将传统的ResNet18中Stem的7×7卷积层替换为3个3×3卷积层串联,保证在感受野保持不变的情况下进一步减小计算量;其次针对残差块中线性变换和非线性变换不足的问题,引入融合非对称卷积和h-swish激活函数,增加了模型的复杂性,使其能够进行更深层次的特征学习;最后在ResNet18骨干网络中引入高效通道注意力机制,加强模型提取特征的能力。实验结果表明,改进后的ResNet18网络模型准确度达97.04%,相比ResNet18网络模型方法提升了4.81%,且性能优于VGG16、MobileNetV2、DenseNet121、ResNet34等网络模型方法,可提高干香菇等级的识别精度,单幅图像的检测时间为5.91 ms,对干香菇智能分拣过程中的等级识别具有借鉴意义。

基于改进PSO-Fuzzy-PID的矿热炉电极升降控制仿真

矿热炉在运行过程中易受电极的影响,导致冶炼时耗电量增加,严重影响了产品的质量和产量,降低了生产效率。因此提出基于改进PSO-Fuzzy-PID的矿热炉电极升降控制方法。将TMR磁传感器安装到矿热炉上,获取外磁场响应信号,确定电极的实时位置。利用罗氏线圈设计二次侧电流检测系统,检测电极在运行过程中产生的二次侧电流。通过PSO算法优化Fuzzy-PID控制器的参数,建立PSO-Fuzzy-PID控制器,将二次侧电流输入PSO-Fuzzy-PID控制器中,通过调节电极二次侧电流完成矿热炉电极的升降控制。实验表明,上述方法可有效控制矿热炉的电压和电流,稳定性高,在控制响应试验中5s内可达到额定值,调节时间控制在0.5s内,所得数据证明了研究方法对矿热炉电极升降控制的效率更高。

基于CEEMDAN-RVM-LSTM模型的锂电池剩余寿命预测

为了提高锂电池长期使用的可靠性和保证系统的安全运行,提出了一种结合自适应噪声完整集合经验模态分解算法(CEEMDAN)、相关向量机(RVM)和长短期记忆神经网络(LSTM)的剩余使用寿命(RUL)的预测方法。使用CEEMDAN将电池容量数据分解为本征模态分量和残差分量,分别由RVM和LSTM进行预测,最后进行有效集成,得到准确的容量和RUL预测结果,并获得RUL的95%置信区间。采用公共数据集进行实验验证,并对比了其他几种模型。实验结果表明该方法不仅拥有较高的预测精度,而且能够提供不确定性表达,具有良好的工程应用意义。

基于残差网络与迁移学习的柑橘类型识别模型研究

传统的柑橘分类依靠人工辨识再手动完成分拣,整个过程耗时长且成本高昂。对此,本文提出了一种基于残差网络与迁移学习的柑橘类型识别模型。对20738张共8类柑橘的图像按7∶3的比例划分训练集和测试集得到数据集,在此数据集上对不同模型的柑橘分类性能以及迁移学习对经典卷积模型在图像分类任务中的性能提升效果进行了探究,试验以损失值、精准率、召回率等作为性能评价指标。结果表明:在多种模型中,ResNet34准确率更高;使用迁移学习能显著提高柑橘分类的准确度,实现对8类柑橘的准确识别分类,最终分类准确率达到99.97%。该识别模型对柑橘分类具有指导意义。

基于区块链的粮食防伪溯源系统的设计与实现

针对粮食溯源系统的安全问题,传统的中心化存储数据在各企业之间存在着信任问题,消费者在进行溯源查询时同时存在着安全问题。以大米为研究对象,构建粮食供应链溯源模型,搭建基于Hyperledger Fabric的防伪溯源系统,设计数据上链以及查询的智能合约。组织节点添加作物生成编号并关联溯源ID,将二维码、溯源ID与区块链相结合实现防伪溯源,设计本地及链上双存储方式并进行数据校验后返回信息。为保障二维码的安全性,应用改进RSA加密算法生成密钥对,使用公钥加密,私钥解密的形式对溯源ID生成加密二维码,消费者解密时从链上获取私钥对密文解密获取溯源ID。设计小程序并验证改进RSA算法的有效性,将小程序运用在区块链溯源并进行测试应用。测试结果表明:具有防篡改功能的区块链网络与小程序结合可以满足消费者溯源查询的基本需求,可以实现更安全快捷的溯源模式,保障了粮食信息的安全性。

风光储微电网综合能源管控与电力通信网需求

本文基于智能电力系统和电力物联网建设背景下,对风光储微电网综合能源管控系统与电力通信网需求开展研究探讨。首先介绍风光储微电网综合能源管控系统基本结构与物联网网络架构下通信网需求,重点分析了风光储微电网中交流、直流、交直混合微电网结构、功能、存在的控制问题与研究方向。

基于TW-TOF的UWB室内定位技术与优化算法研究

近年来随着互联网的发展,人们对基于位置的服务LBS(location based service)需求不断增加,而目前像北斗、GPS等导航系统却无法对室内目标进行准确定位。作为室内定位技术之一,超宽带UWB技术由于有着精度高、功耗低、抗多径能力强等优点,目前被广泛应用于高精度室内定位。该文基于DWM1000模块构建了一种UWB定位系统,基于飞行时间的双向测距方法TW-TOF进行测距,采用三边定位法设计实现对移动人员的实时室内定位。针对定位观测数据的误差噪声问题,采用交互多模型IMM卡尔曼滤波方法对定位观测数据进行处理。试验结果显示IMM卡尔曼滤波能有效降低定位数据的噪声干扰,并且有效克服了传统卡尔曼滤波在定位目标做直角转弯等机动时估计误差较大的问题。

基于PXI总线和LabVIEW的压缩机状态监测系统设计

介绍了一种基于PXI总线和LabVIEW的多功能、监测多状态参量的压缩机实时在线监测系统。通过在压缩机不同位置分布NI PXI机箱和信号调理、采集模块,LabVIEW为软件开发平台,实现了多通道数据采集、信号分析,以及数据存储、历史数据复现等监测功能。该系统具有人机界面友好、操作方便、易于功能扩展等优点。系统已成功运行在压缩机行业。

螺杆压缩机噪声分析与控制

针对某型号螺杆压缩机噪声超标的问题,在压缩机多种工况下进行噪声测试,对测试结果采用1/3倍频程分析等方法分析出噪声超标的主要原因,采用结构改进和吸声材料特性修正两项措施来控制螺杆压缩机噪声。试验结果表明,此方法降低噪声的声压级,有效地控制螺杆压缩机的噪声,使产品符合要求。

基于改进VGG16卷积神经网络的烟丝类型识别

为改善人工分拣烟丝效率低下,分类效果差导致香烟品质难以得到保证的现象,提出一种将机器视觉和深度学习相结合的烟丝类型识别方法。实验采集了4种烟丝图像并经过预处理以后送入以VGG16为基础改进的Light-VGG网络模型中进行分类,改进包括减少VGG16中卷积核个数以优化网络结构;增加残差模块以提升模型学习能力;使用全局池化代替全连接层,大幅减少网络参数量,应对网络过拟合。Light-VGG相比VGG16参数量减少96.5%,预测时间减少20.3%,在自建烟丝数据集中准确率达到95.5%,也明显高于其他神经网络(AlexNet、VGG13、GoogLeNet),实现了快速、准确识别烟丝类型的目标。

基于TMR磁传感器的黄曲霉毒素B1定量检测方法研究

针对现有黄曲霉毒素B 1(AFB 1)定量检测操作复杂、用时较长等问题,提出一种基于TMR磁传感器和磁性层析试纸的AFB 1定量检测方法。在垂直匀强磁场中,使用TMR磁传感器检测磁性层析试纸测试线(T线)与质控线(C线)上超顺纳米磁珠的响应信号,分析T/C值随AFB 1质量浓度变化的趋势,绘制标准曲线,最终实现AFB 1定量检测。结果表明:磁珠响应信号检测结果与线磁偶极子模型仿真结果基本一致,在毒素含量0.01~10 ng/mL范围内线性相关性良好,测量一次时间为40 s,可用于即时现场检测。

袋装产品包装输送线监控系统设计

针对目前袋装产品包装输送线存在故障率高、自动化程度低等问题,设计了一种基于PLC的输送线监控系统。文中详细介绍了系统的工艺流程和功能,及软、硬件设计实现。现场实际应用表明,该系统实现了袋装产品包装输送线的本、异地控制,对输送线运行过程实时监测和故障诊断功能,提高了系统运行的安全性和可靠性。

压缩机性能测试与参数计算的虚拟仪器实现

依据容积式压缩机验收试验的国家标准,在对压缩机各项参数的测试计算方法研究的基础上,采用LabVIEW虚拟仪器技术平台实现了一种高效的压缩机性能参数测试计算方法,重点介绍了方法的原理和计算流程,现场运行测试表明,该方法计算准确、高速、高精度,适用于压缩机参数测试计算。依此方法实现的压缩机测试系统效率高、性能可靠、使用方便。

便携式BCI设备快速自动去眼电伪迹算法的研究

针对多通道的去眼电伪迹研究目前已较为成熟,但是在便携式单通道脑电信号领域,尚未有一种十分有效快速去除眼电伪迹的方法。经验小波变换EWT是一种新型的自适应信号处理算法,相较于经验模态分解EMD算法存在模态混跌问题和集合经验模态分解EEMD算法实时性不足的缺点,EWT将小波变换和EMD相结合克服了前者的缺点。基于此提出将EWT、典型相关分析CCA以及瑞利熵RE相结合的自动去眼电伪迹算法。试验表明,该方法可有效去除单通道脑电中的眼电伪迹,且快速自动,能满足便携式单通道脑机接口BCI的需求。

基于模糊自适应PID控制的矿热炉电极调节系统设计

矿热炉系统是一个非线性、强耦合、多变量的复杂系统。该文针对矿热炉电极控制这个随机干扰十分严重的非线性时变系统,设计了模糊自适应PID控制器。给出了Matlab仿真框图及阶跃响应的仿真曲线。试验结果表明,该控制器可以有效地调节电极的升降,将电弧的弧长控制在期望值,系统响应快、抗干扰能力强,可以有效地降低矿热炉的能耗。

基于虚拟仪器的火焰尺寸测量系统设计

针对可燃物燃烧过程中难以实时测量火焰尺寸的实际难题,本文基于虚拟仪器平台开发实现了一种实时测量火焰尺寸的非接触测试系统。该系统采用USB1080P高清摄像头实时采集火焰图像,对火焰图像进行目标区域划定及图像处理、边缘点检测。基于圆点基准图建立像素距离与实际尺寸关系,实时获取火焰的真实尺寸。实验结果表明,该系统具有快速实现对火焰尺寸的测量、图形化显示、数据存储,实时观察火焰尺寸变化及WEB发布等功能。

通用型BCM自动在线功能测试系统设计

针对目前传统BCM功能测试方法速度慢、错误率高、通用性差等问题,设计开发了一套基于黑箱理论和伪穷举测试法相结合的通用型BCM自动在线功能测试系统。详细介绍了系统软硬件设计实现,通过机械结构优化以及软件设置,将4种型号的BCM测试系统集于一体,极大地缩短了测试周期,降低了投入成本。现场实际应用表明这套测试系统在保证测试准确性的同时,大幅提高了测试速度,取得了理想的控制效果。

基于ARM9的粮食在线计量智能控制系统

设计了一种基于ARM9的粮食在线计量智能控制系统。详细介绍了该仪器的硬件组成、软件结构、计量误差自修正算法等功能模块设计流程。该仪器采用S3C2410作为粮食在线计量智能控制系统的核心,应用高速工业以太网将系统与监控站组网,采用神经网络模型实现计量误差自修正算法,实现了本地精确计量、远程计量过程监控、数据存储等功能。该系统具有体积小、计量精度高、可靠、稳定性好等优点。该仪器还可应用于工业过程中需要在线精确计量的众多场合。