面向天线跟踪系统的ADRC控制器设计及参数优化

针对传统自抗扰控制器存在参数整定困难及控制器效果有待改善的问题,提出了一种基于改进型Fal函数的永磁同步电机位置自抗扰控制器控制策略,旨在优化伺服系统的控制效果。设计了Le_fal函数以解决Fal函数在定义域区间的不连续性问题和拐点处输出增益的抖动问题,减少了控制器待整定参数。针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,采用粒子群算法对控制器参数进行优化。仿真实验结果表明,基于粒子群的改进型自抗扰控制器参数优化算法将超调量从传统自抗扰控制器的3.1016%降低至0.3375%,将调节时间从3.08 s降低到0.47 s,将稳态误差从0.0633降低至0.0162。结果表明,改进后的自抗扰控制器具有更好的快速性和鲁棒性。

电纳滤膜制备与表征的开放实验设计

开放实验课程是基于专业老师的研究课题,以学生为中心设计的研究型综合实验课程。课程实施过程主要包括课题选择、文献调研、实验及方案优化、数据处理及分析、报告撰写五部分。以电纳滤膜制备与表征实验为例:学生选定课题并分工后,通过文献调研确定初步实验方案;探究基膜、热处理温度对膜选择分离性能的影响以确定最优制膜条件;表征最优膜的性能并分析分离机理,结合与商品膜性能对比完善数据分析及实验报告。通过开放实验课程,将实现对学生团队合作能力、实践能力和创新能力等的综合培养。

基于压缩感知CoSaMP算法的精确重构

为有效解决压缩采样匹配追踪(compressive sampling matching pursuit,Co Sa MP)算法对稀疏度K值的依赖问题,提高重构精度,提出了一种根据峰值信噪比增减变化趋势来确定最佳迭代次数的Co Sa MP改进算法。先将PSNR算式进行数学推导演变,将算式中未知的原始信号巧妙转换为已知信号,并证明了此转换式与PSNR算式有相同增减性,在迭代过程中基于此转换式可根据各列稀疏度的不同,自适应地确定不同列的最佳迭代次数,从而保证更高的重构精度。理论分析和实验仿真表明,改进的Co Sa MP算法比原有算法有更理想的重构效果,与其他重构算法相比有更高的重构成功率,并且更具高效性和实用性。

养殖场空气污染监测系统设计——基于电化学气体传感器的应用研究

针对养殖场周围空气污染问题,根据三电极电化学气体传感器的工作原理,设计了养殖场空气污染监测系统。该系统选用嵌入式LPC2148芯片作为终端控制器,VC++6.0创建上位机监控界面,使用串口通信控件MSComm和终端进行通信,并用MSChart图表控件绘制了NH3和H2S气体浓度曲线。为此,详细地介绍了系统终端与上位机界面的设计和原理。实验证明,该系统能准确、灵敏地检测出有毒气体的浓度,在养殖场周围环境保护上具有很好的应用价值。

基于压缩感知OMP改进算法的图像重构

正交匹配追踪(OMP)算法中迭代次数严格依赖信号的稀疏度K值,迭代次数选取适当会重构出高精确的图像,反之则会对图像重构质量造成严重影响。针对这一问题,提出了一种根据残差值的相对极差来确定最佳迭代次数的新方法。该方法要求在同一次迭代中对一幅图像的所有列同时进行迭代计算,根据极差的相对差值与门限值比较来确定最佳迭代次数,从而达到提高重构精度,消除对稀疏度K值依赖的目的。理论分析和仿真结果表明,改进的OMP算法比原有算法有更理想的重构效果,有更高的重构精度。

相位相关算法在条形码识别中的应用

将基于傅立叶变换的相位相关算法应用到条形码的识别中,是一种应用很广泛的图像匹配方法。通过用Matlabe仿真软件对算法进行分析仿真,证明本文提出的算法具有实时性好、性能高等优点。同时为了提高匹配精度和减少计算量,对旋转不变相位相关算法进行了优化和改进。

汉语词网络的抗毁性研究

运用复杂网络理论,基于北京大学语言研究所做出的《人民日报》和国家语委现代汉语的语料库,构建了四个汉语词同现网络;并计算了测度指标。由结果绘制出分布曲线,证实了该词同现网络具有小世界效应和无标度特性。对上述词同现网络进行抗毁性分析,用最大连通子图尺寸下降率和整体效能下降率作为衡量复杂网络抗毁性的指标。实验结果表明对于词同现网中度和介数很大的节点的挖除,会使整个网络破裂为若干孤立的网,将使文章变的支离破碎。从侧面反映了汉语词中的核心词汇,对接下来为研究汉语词中的核心词汇提供了方案。

人脸识别中的零范数稀疏编码

为解决人脸识别中运算速度和识别效果之间的矛盾,提出了零范数稀疏编码算法.该算法用零范数捕述稀疏编码模型的稀疏度,通过对模型的间断点连续开拓,有效地提高了算法收敛速度.运用ORL人脸数据库对该算法进行识别率和效率测试,并与非负稀疏编码算法和非负矩阵稀疏分解算法进行对比,表明文中提出的算法调节稀疏度的能力更强,可有效缩短运算时间,并在较短时间内获得较高的识别率.

基于图像处理的棉红枯病染病程度研究

为了有效地对棉红枯病的染病程度进行度量,首先运用综合阈值方法从背景图片中分割出叶面区域,根据棉红枯病的染病特点,在RGB颜色空间上提取叶面区域的红色和绿色分量;然后计算其平均值,将两个平均值相除得出红绿比。采用此方法分别对健壮叶面、染病叶面以及重染病叶面进行处理,得出各染病程度的红绿比取值范围并验证。研究表明,利用此方法进行染病程度的度量是可行的,为有目的地对棉花进行处理提供了理论依据。

鉴定小麦种子纯度的新型光谱技术

介绍了一种用于小麦种子纯度鉴定的新型光谱技术-太赫兹时域光谱技术。基于光学整流原理,设计了太赫兹时域光谱实验装置,并通过测试水蒸汽的频谱,验证了太赫兹时域光谱系统具有很高的频谱分辨率,可达到0.0001THz,可以用在对小麦种子的纯度鉴别领域。

基于图像分块的FDA人脸识别方法

提出了一种基于图像分块的FDA(Fisher linear discriminating analysis)人脸识别方法,该方法首先对原始图像进行分块,再对分块得到的子图像利用FDA进行鉴别分析。其特点是能有效地抽取图像的局部特征,对人脸表情和光照条件变化较大的图像表现尤为突出。在ORL人脸库上用单训练样本取得了90.83%的识别结果。

农产品绿色防鼠类侵害系统的设计与实现

针对玉米和水稻等农产品保存在仓库中经常受到鼠类的偷食和侵害以及目前的防鼠方式功效不高和不够绿色等问题,设计了一种基于ARM的农产品绿色防鼠类侵害系统。系统工作原理是:采用USB红外摄像头对仓库进行视频采集;当有老鼠进入视频采集区时,系统中的MOTION运动图像监控程序则会检测到图像的变化;然后,调用MADPLAY音频播放程序播放1min的猫叫音频。实验证明,系统在农产品绿色预防鼠类中具有很大的实用价值。

飞秒激光光镊横向光学力的理论分析

旨在将飞秒激光脉冲序列视为对连续光的周期抽样结果 ,分析飞秒激光脉冲序列作为光镊光源捕获电介质微粒时产生的横向光学力 ,并给出受光微粒所受横向光学势阱力的理论模型及计算公式 数值计算结果表明 ,飞秒激光脉冲所产生的横向光学力能抵消由于布朗运动引起的微粒中心偏移的影响 。

光纤传感技术在桥梁检测中的应用

介绍了国内外桥梁检测技术的发展与应用现状 ,着重论述光纤传感技术在国内外桥梁检测中的研究与应用 ;并以应变检测为例介绍光纤传感技术在检测桥梁中的检测原理、方法与最新研究成果 。

创新型工程师培养模式的探索与实践

为了培养创新型工程师,我校在现有的工程教育基础上,引进了基于CDIO的人才培养模式,在培养方案、项目设计和师资队伍建设等方面进行了初步探索,并取得了一定成果。

桥梁检测中光纤传感技术的研究综述

本文论述了光纤传感技术在国内外桥梁检测中的研究与应用;并以应变检测为例介绍光纤传感技术在检测桥梁中的检测原理、方法与最新研究成果,文章最后指出桥梁检测中光纤传感技术的发展方向。

连续波太赫兹成像系统的单幅图像超分辨重建

针对现有的太赫兹成像系统所需硬件设备复杂且昂贵的问题,设计了基于单幅图像超分辨重建的连续波太赫兹成像系统,降低设备复杂度和硬件成本。通过对该成像系统生成的太赫兹图像进行双维度预处理,降低图像处理的占用内存,提高后续处理速度。引入限制对比度自适应直方图均衡方法对太赫兹图像进行分区域对比度提升,有效解决太赫兹图像对比度低的问题。利用稀疏表示和字典学习实现太赫兹图像的超分辨重建,提出了反余割拟牛顿平滑零范数的算法解决零范数优化问题,提高了重建精度。通过对该成像系统采集的单幅太赫兹图像进行超分辨重建,在边缘强度上提高了3.232,在平均梯度对比中提高了0.300,验证了对单幅太赫兹图像超分辨重建的有效性与优越性。

光纤Fabry-Perot干涉式温度的测量

介绍了一种新型的光纤温度传感器,它基于Fabry-Perot自光干涉原理,可对温度进行绝对测量。它除了具有普通光纤温度传感器的优点以外,还具有稳定性高、抗干扰能力强的特点,并可实现商品化、实用化。

基于ARM的人脸识别门禁系统设计

针对现有门禁系统因采用IC卡、射频卡等考勤方法存在"认卡不认人",采用指纹虹膜等生物识别技术存在指纹容易损伤等问题,设计了一套基于ARM的人脸识别门禁系统。该系统采用S3C2440B芯片为处理器、USB摄像头作为视频采集设备,自动搜索人脸进行拍照;采用基于PCA的人脸识别算法对采集的人脸图像进行识别,若为非法入侵人员则发出报警声,并通过GPRS技术发短信通告系统管理员采取安全防范措施。测试结果表明,该系统在严格的测试环境下能够准确高效地识别出人脸,平均识别率达95%以上。

基于双策略差分进化算法的太赫兹MIMO阵列雷达优化

太赫兹波由于其高分辨率、高穿透性和高安全性等特点,太赫兹MIMO阵列雷达结合了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)阵列技术,能够实现实时高分辨率成像,在人体安检等领域得到了广泛应用。然而,由于太赫兹波波长更短以及稀疏布阵使阵元间距远大于发射信号半波长,使阵列雷达波束方向图中出现高栅旁瓣电平问题,影响成像质量。针对该问题,文中在差分进化算法的基础上提出了一种双策略自适应差分进化算法(Dual Strategy Adaptive Differential Evolution,DSADE)用于阵列优化:首先,改进种群初始化方法,使用Kent混沌序列生成初始种群,该方法能够使初始个体基因在解空间中分布更加均匀;其次,提出了一种双变异策略,使算法能够根据迭代次数和个体适应度值选择合适的变异策略;最后,对参数进行了自适应改进,使参数能够根据个体进化情况进行自主调整。为验证DSADE算法收敛性选取了8组标准函数对算法进行了测试,DSADE算法在所有测试函数上均能取得最好的收敛效果。此外,使用DSADE算法对太赫兹MIMO雷达进行了仿真优化实验,该算法比优化效果最好的人工蜂群算法的归一化峰值旁瓣电平比值降低了1.21 dB。实验结果表明:文中提出的DSADE算法能够有效抑制太赫兹MIMO阵列雷达的峰值旁瓣电平,优化后的阵列雷达具有更低的旁瓣电平水平。