无线传感器网络覆盖的部署及调度算法

针对无线传感器网络覆盖存在传感盲区、传感节点间连通度较差问题,提出一种基于适应度函数和零容忍覆盖的节点部署及调度算法。将网络覆盖范围看作一个二维平面,分析节点传感的最大覆盖范围和距离值之间的关系,求得存在热点分布和重叠覆盖目标点的属性值。然后根据无线传感目标点覆盖率、连通度和候选位置等部署指标,采用适应度函数计算指标最佳部署关系,并获取节点的冗余参数。在同一传感范围内查找冗余互补节点,实现替换调度。实验结果表明,该算法在网络覆盖范围和调度效果等方面表现出色,具有较强综合性能。

稳定边界及多目标约束下自同步电压源双馈风电机组参数整定

自同步电压源双馈风电机组采用“机侧惯量传递-网侧惯性同步”的控制方法,具备自主同步并网和惯量响应的能力,目前缺乏对该控制方法并网稳定性及多目标约束下参数优化设计的研究和分析。鉴于此,建立了同时考虑自同步电压源双馈风电系统网侧变换器和转子侧变换器动态的状态空间模型,分析了在不同电网强度下惯量传递环节及致稳环节的控制参数对中高频段小扰动稳定性的影响规律,给出了考虑机组不同工作点及动态性能的控制参数多目标优化模型,并采用粒子群优化算法对控制参数进行全局优化。在PSCAD/EMTDC中构建了2 MW双馈风电机组的仿真模型,仿真结果验证了理论分析和参数设计的正确性。

某盖板式随钻测井仪器井下泄漏失效分析与结构优化

由于在内流道孔与T形槽底间存在穿透裂纹,造成某盖板式随钻测井仪器在井下作业时发生内部泄漏事故。通过对穿透裂纹形貌分析来确定裂纹的起源位置,再依靠断口宏观分析、断口微观分析来确定穿透裂纹产生的原因,最后通过有限元分析对该种类仪器进行结构优化以提高使用寿命。分析结果表明:灌浆事故是由于在T形槽底边存在较大应力集中且存有切削刀痕进而导致产生疲劳穿透裂纹引起的,裂纹起源于槽底通孔两侧,通过优化槽底边圆角等措施可达到改善应力分布目的。

某钻杆典型复合载荷工况下结构完整性分析

为了便于发现和解决作业过程中可能发生的钻杆损伤或失效等结构完整性破坏问题,采用有限元数值方法构建了某型号钻杆的三维模型,根据该钻杆实际工作情况,分别取压扭、压弯和压扭弯3种典型复合载荷工况,又分别在2种钻压、2种扭矩和3种弯曲载荷组合的工况下,仿真获取了钻杆的变形场、von Mises应力场和von Mises应变场分布,由此确定了该型钻杆的刚度与强度,进而评估钻杆的结构完整性。分析结果表明:在各种压扭组合载荷工况中,该钻杆的最大变形率为0.08%,最大von Mises应力位于钻杆后端仪器舱穿线孔壁处,屈服安全系数为1.56;在各压弯和压扭弯组合载荷工况时,其最大变形率分别为2.25%和2.28%,最大von Mises应力均位于前端仪器舱穿线孔壁处,屈服安全系数分别为1.94和1.70。该型钻杆的结构完整性满足要求。所得方法与结论可为钻杆的数值计算以及结构完整性分析提供理论与技术参考。

火星沙尘环境光学图像增强方法

针对火星探测器着陆时沙尘天气对机器视觉的影响,提出一种去除沙尘天气对光学成像影响的方法,为视觉系统提供清晰输入图像。首先对受沙尘天气影响的图像建立模型,然后求取模型中大气光值与透射系数值。对于大气光值的计算采用基于四叉树细分的方法,在最小值图像上搜寻指定阈值面积中灰度均值最大的区域,在初始图像中相同区域计算各通道均值,作为大气光值。在此基础上计算透射系数,完成清晰图像的恢复。通过对受沙尘影响图像测试表明,该方法能够将受沙尘影响的图像恢复成清晰的图像。即使在复杂的环境中,该方法对光照变化、沙尘强度变化和场景变化等仍具有较好的效果。与其他方法相比,本文方法在去除沙尘对光学图像影响方面效果较好,在恢复图像评价指标等方面优于其他方法,能够进一步提高图像清晰度,为光学图像的后期处理提供更丰富信息。

一种图像缩放算法的SoC协同加速设计方法

针对无人机自主着陆的跑道检测、识别、跟踪等视觉算法中需要对大量图像进行缩放处理以便后续计算,但又对实时性要求比较高的情况,根据输入输出像素点的映射关系提出了一种适用于硬件加速的图像缩放算法,简化算法结构的同时利用现场可编程门阵列进行模块硬件功能的设计对算法加速,并采用软硬件协同的体系结构搭建实时图像处理系统。实验结果表明,该缩放算法处理精度高、耗时少,且用硬件逻辑实现后,可以进一步提速171倍,硬化后的系统可以通过摄像头获取图像数据,实时处理后在显示器中显示,达到30帧/s的处理速度,可以应用于实时性要求较高的图像处理算法中。

三维适形调强放疗与常规电子线放疗在左侧乳腺癌改良根治术后患者靶区剂量学分布中的对比研究

目的研究三维适形调强放疗与常规电子线放疗在左侧乳腺癌改良根治术后患者靶区剂量学分布中的对比。方法选取行左侧乳腺癌改良根治术后患者60例,均采用CT进行定位,分别采用常规电子线放疗和三维适形调强放疗两种方式,比较两种放射方式剂量学差异并进行分析。结果患者三维适形调强放疗均匀性指数(HI)、适形指数(CI)、接受≥95%处方剂量时计划靶区的体积数值(PTVVD95%)均明显高于电子线放疗,PTVVD110%、PTVVD105%均明显低于电子线放疗,差异均有统计学意义(P﹤0.01);患者三维适形调强放疗心脏计划靶区体积(PTV)平均剂量(Dmean)、全肺Dmean和患肺V5值均明显高于电子线放疗,全肺V20、心脏V30、心脏V40和患侧肺V20值均低于电子线放疗,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。结论三维适形调强放疗不仅能够提升剂量均匀性和靶区适形性,还能够减少对心脏与肺部的照射剂量和体积,优于常规电子线放疗。

视觉算法加速中二维FFT的SoC设计

针对无人机自主着陆过程中的视觉算法加速问题,采用Zynq平台搭建图像处理系统,研究基于Xilinx的高级综合工具HLS设计二维傅里叶变换以及二维傅里叶反变换的新方法,并将封装生成的二维傅里叶变换IP核加入到图像处理系统中,完成摄像头捕捉图像到显示器实时显示处理后图像的过程。实验结果表明,采用软件硬化的方法相较于纯软件实现可以提升20倍的处理速度。

盐酸羟考酮缓释片与硫酸吗啡缓释片治疗晚期恶性肿瘤重度疼痛的效果

目的:比较盐酸羟考酮缓释片和硫酸吗啡缓释片治疗晚期恶性肿瘤患者重度疼痛的临床效果。方法:2017年5月-2019年5月收治晚期恶性肿瘤患者180例,随机分为两组,各90例。试验组接受盐酸羟考酮缓释片治疗;对照组接受硫酸吗啡缓释片治疗。比较两组镇痛效果。结果:观察组镇痛总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组镇痛起效时间及药物维持剂量均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组不良反应发生率显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:盐酸羟考酮缓释片治疗晚期恶性肿瘤患者重度疼痛,效果显著,且不良反应发生率低。

超超临界火电机组Inconel 783螺栓的超声检测

超超临界火电机组所采用的Inconel 783镍基合金螺栓多次出现断裂失效,结合现场检测案例,根据螺栓的形状、晶粒度、声速等影响因素,对超声检测工艺进行调整并进行试验。试验结果表明,所选取的检测工艺能有效地检测出螺栓裂纹,对该类螺栓的超声检测具有一定借鉴意义。

镍基合金螺栓超声检测工艺

由于Inconel 783镍基合金螺栓结构复杂,对该类螺栓所适用的超声检测工艺进行分析和探讨,可根据螺栓的外观尺寸、晶粒度大小、声速影响等选用合适的超声检测方法,能有效提升螺栓裂纹等危害性缺陷的检测能力。

基于DoDAF的有人/无人机协同作战体系结构建模

有人/无人机(manned/unmanned aerial vehicle,MAV/UAV)协同作战是未来战场中重要的空中作战模式。由于MAV/UAV协同作战体系系统复杂、涉及作战节点多,需从系统工程的角度对整体作战体系进行顶层设计,并采用统一的结构框架对该体系结构建模。首先,引入美国国防部体系结构框架(Department of Defense architecture framework,DoDAF),提出一种体系结构快速开发方法,并给出开发步骤。然后,利用视图模型,对MAV/UAV协同作战体系的系统功能、作战任务活动、各作战节点的信息交互及组织关系等建立模型。最后,通过动态仿真对模型进行验证。结果表明,所提作战体系的执行状态与预期的作战流程一致,体系结构设计合理,系统内各作战节点定义及信息体系结构描述具备一致性和协调性。

采用多层卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合

为提升光学图像在低照度条件下的可用性,对红外图像与可见光图像进行融合从而结合两者的优势是一种有效的技术手段。稀疏表示理论在红外与可见光图像融合领域已经得到了广泛的应用,然而基于稀疏表示理论的图像融合方法所采用的局部建模方式易于导致语义信息损失和对误匹配的低容忍度两大缺陷。卷积稀疏表示的全局建模能力对克服上述不足具有巨大的优势,本研究借鉴卷积神经网络的结构设计了一种前馈式基于多层卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合网络,该网络包含5层:第1、2层为卷积稀疏层,通过预训练的字典滤波器获取源图像的卷积稀疏响应;第3层为融合层,通过活性图评价以获取融合结果;第4、5层为重建层,基于融合结果结合字典滤波器重建融合图像。实验结果表明,所提出的图像融合方法有效抑制了稀疏表示理论应用于图像融合的两大不足,在客观评价指标方面明显优于基于稀疏表示、基于单层卷积稀疏表示和基于卷积神经网络的图像融合算法,在算法的计算复杂度和运行时间方面优于基于稀疏表示和基于卷积神经网络的图像融合算法。

高吸液性木质纤维气凝胶的制备及表征

大豆秸秆经乙二胺(EDA)预处理后以不同质量分数(1%、2%、3%和4%)溶解在LiCl/DMSO中,经乙醇凝胶化后冷冻干燥,制得高吸液性木质纤维气凝胶(SBS-AG-1~SBS-AG-4),并对其微观形貌、多孔性及吸水吸油等性能进行测试和表征。结果表明:木质纤维质量分数较高(4%)时,气凝胶比表面积较大且强度较好,SBS-AG-4的比表面积、压缩强度和储能模量分别为198.52 m2/g、135.56 kPa(50%应变)和798.91 kPa(剪切应力为100 Pa),但纤维网络交织紧密,孔径减小,吸液性能降低,其在30 s内对水、柴油和硅油的吸附倍率分别为8.45、5.77和6.39 g/g;而在木质纤维质量分数较低(1%)时,气凝胶内部网络结构疏松程度增加且孔径较大,有助于提高气凝胶吸液倍率和速率,SBS-AG-1可在30 s内对水、柴油和硅油达到平衡吸附,吸附倍率分别高达22.63、18.57和21.53 g/g。

基于智能优化方法的相似日短期负荷预测

针对传统相似日法中各因素相似度及其权重需要人工赋值的不足,在充分考虑日期类型、日期距离、气象因素等几种主要常规影响因子的前提下,建立了一种基于智能优化方法的相似日模型对日用电量进行短期预测。相似度计算公式中全部原本需要人工赋值的参数均由历史数据基于果蝇优化算法训练得出。参数值可以根据特定用户的负荷变化特性动态调整,增强了相似日法的准确性和通用性。为了解决求解参数的多维优化问题,避免算法陷入局部极值,提出了一种引入多种群概念的果蝇优化算法,增强了算法的全局搜索能力。仿真实例表明,相比起传统的相似日模型,基于智能优化方法的相似日模型的预测准确率有了明显提高。

扩大有效阻尼区的改进型电容电流反馈有源阻尼策略

为了解决传统电容电流反馈有源阻尼(capacitor-current feedback active damping,CCFAD)控制策略有效阻尼区间不足的问题,提出了一种基于负一阶低通滤波器(negative first-order low-pass filter,NFOLPF)的改进CCFAD策略。主要针对数字控制的LCL型并网逆变器进行研究,传统CCFAD仅能保证在小于f_(s)/6的频段内的系统稳定。但是在弱电网中,电网阻抗的变化会导致谐振频率f_(r)发生偏移,若谐振发生在大于f_(s)/6的频段内,鲁棒性将会变差。改进CCFAD通过在传统有源阻尼反馈支路中加入NFOLPF,补偿延迟引入的相位滞后,扩大系统稳定域。通过理论分析可得,所提控制策略可以将有效阻尼区间扩展到f_(R),其中f_(R)∈(f_(s)/3,f_(s)/2)。同时,给出了NFOLPF系数与最大有效阻尼区以及电网强度之间的关系。仿真分析及实验结果表明,与已有补偿策略相比,所提控制策略可以扩大有效阻尼区,改善弱电网下系统稳定性。

制浆造纸工业用消泡剂的开发及应用进展

制浆造纸工业生产过程中不可避免会产生泡沫,泡沫控制不当会严重影响制浆造纸工艺条件的执行以及设备的正常运转,导致产品产量和质量降低,而控制泡沫最直接有效的措施是添加合适的消泡剂。该文介绍了制浆造纸工业生产中泡沫的产生和稳定机理,泡沫对制浆造纸工业生产过程和产品质量的影响,并针对制浆造纸生产中制浆、抄纸、涂布和脱墨等工段泡沫特性和消泡要求,综述了制浆造纸用消泡剂的发展历程、各工段消泡剂种类和性质,介绍了消泡剂的研制开发和实际应用成本及使用效果等,并对制浆造纸用消泡剂的发展进行了展望。

FPGA的视频流图像采集和预处理系统设计

针对目前DSP、ARM等嵌入式处理器在图像处理上的不足,提出一种基于FPGA的视频流图像采集及预处理方案,实现了对图像信息的采集、灰度转化和缩比处理。本系统的设计过程分为三个部分:图像采集、传输和VGA接口输出模块设计;图像灰度转化和缩比的预处理模块设计;各模块的处理器驱动配置。实验结果表明,本系统能以30fps的处理速度对图像进行预处理,并通过VGA接口将处理后的图像输出在显示器上,缩短了系统处理耗时,同时具有较高的灵活性和可扩展性。

基于坐标平移SVPWM的中点电位控制方法

三电平整流器广泛采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,针对传统的SVPWM算法计算繁琐,且存在直流侧中点电位不平衡的问题,提出基于坐标平移且兼顾中点电位平衡控制的简易调制算法。搭建整流器实验平台,验证了所提调制算法的有效性,同时分别测量采用平衡因子精确控制算法与扇区切换中点控制算法的时间,并进行比较,验证了扇区切换算法的简易性。

感知与规避技术中的入侵目标检测的特征选择

论文针对基于视觉的感知与规避技术中的入侵目标检测,提出了一套稀疏表示框架下的图像特征选择机制。基于稀疏编码和空间金字塔匹配算法(sc-SPM)的低层特征描述子常用的是方向梯度直方图(HOG)特征和尺度不变特征转换(SIFT)特征,而论文通过对在复杂背景下不同天气情况的入侵目标检测结果的查全率(recall)曲线来比较这两种特征描述子性能,最后选择性能最好的特征描述子作为sc-SPM特征提取算法的底层特征。实验结果表明,SIFT特征描述子更能适用于多种不同天气情况并且具有更好的鲁棒性。