铁路货车转向架的偏转角度故障检测研究

研究采用轮廓定位及角度特征分析,对转向架轮廓及其前后锁紧板进行几何模型构建,再使用截断特征和形状模板的鉴识技术对铁路货车转向架进行故障检查。实验分析结果得出使用截断特征的5×5滑动窗对10°以上的故障角度具有有效性,而对于5°以上的角度采用形状模板的辨认方法具有可行性,再继续检验货车的锁紧板并对比实验结果,得出利用形状模板的故障检验方法的正确率为96.07%,平均检测时间为0.07 s,满足偏转角度故障检测的实时、精准要求。

H.264视频编码系统中多参考帧的选择算法研究

H.264/MPEG-4AVC中引入多参考帧运动补偿来提高视频编码性能,由此产生的多参考帧运动估计(MRF-ME)却带来了巨大的运算代价。本文提出一种基于快速分层特征匹配的运动估计策略(HFM-ME)来加速多参考帧的匹配过程。HFM-ME策略通过引入一种符号截断特征(STF)将块匹配被分解为均值匹配和二进制相位匹配。实验结果表明,与传统的块匹配ME相比,HFM-ME在保持匹配性能的同时显著提高了运算速度。

基于截断区域特征函数展开法的金属管材电涡流检测线圈阻抗解析模型

针对金属管材电涡流检测线圈阻抗的理论计算问题,通过施加磁绝缘边界条件,应用分离变量法和Cheng矩阵法建立了内穿式和外穿式线圈阻抗解析模型.因模型含有与虚宗量Bessel函数有关的积分,通过研究函数特性,提出基于高斯积分算法的数值计算方法.以铜管管壁减薄为例进行仿真研究,并与Dodd模型、有限元模型进行了对比.比较表明,三种方法的仿真结果基本一致,验证了所建立模型的正确性.与传统的Dodd模型、有限元模型相比,所建立的模型具有效率高、精度调整方便等优点.

基于混沌理论的SCCPM联合迭代解调译码算法

针对DVB-RCS2下行链路物理层中定义的串行级联连续相位调制信号迭代检测中存在的系统复杂度高、低信噪比条件下收敛性较差的问题,从匹配滤波器组和迭代译码两方面对系统进行改进,提出了一种基于混沌理论的联合迭代解调译码算法。该算法利用修正高斯小波函数的快速收敛特性来控制混沌迭代过程的动态区,并且结合延迟反馈控制法,有效抑制了迭代译码中暂态混沌对系统性能的影响,改善了系统在低信噪比条件下的收敛性,同时减少了迭代译码的次数。为了进一步解决计算迭代译码中的码字先验信息需要大量匹配滤波器的问题,通过计算协方差矩阵的条件数可得有效匹配滤波器具有很强相关性,提出的算法使用截断小特征值法来减弱这种相关性,从而对匹配滤波器组进行简化,在实际应用中仅使用4个匹配滤波器即可满足要求。仿真结果表明,提出的算法与传统算法相比,可以有效地降低系统复杂度,同时具有良好的迭代收敛性,并且适用于所有类型的CPM调制方案。

利用特征点序列截断的图像匹配判决算法

当图像中特征点缺失比较严重时,利用特征点S维分配算法和K均值聚类算法的图像匹配性能较差。此外,随着待匹配图像数量的增加,上述两类算法的计算量急剧上升。针对上述问题,提出一种新的图像匹配判决算法——利用特征点序列截断的匹配判决。该算法利用了匹配特征点之间的匹配度量大于非匹配特征点之间的匹配度量,以及同一匹配簇中来源于同一图像的特征点不超过一个的先验知识,一方面对特征点缺失具有较强的鲁棒性,另一方面克服了上述两类算法中的组合爆炸问题。仿真实验证实了所提算法的有效性。

EMAT环形线圈阻抗的解析建模与计算

针对常用的环形线圈电磁超声换能器的阻抗求解问题,建立电磁超声换能器解析模型,并根据电磁场理论导出双层螺旋线圈的阻抗积分表达式,然后采用截断区域特征函数展开法将其转化为更加容易求解的级数表达式。使用Mathematic软件研究了不同的求和次数和截断半径对阻抗计算结果的影响,并通过阻抗分析仪测量线圈的阻抗,比较了线圈阻抗计算值与测量值。结果表明理论计算和实验测量结果相符,其有效性和正确性得到相互验证。该计算模型与数值仿真运算相比,不仅线圈阻抗的物理意义明晰,而且极大缩短了运算时间。

基于等效面磁荷的开放式永磁磁路解析计算与有限元仿真验证

对永磁体外部包括铁磁性试件内的磁场进行空间解析计算在工程应用中具有重要意义,为此研究放置式和穿过式开放永磁磁路模型解析计算。采用等效面磁荷法对上述两种模型中的永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到了两种模型中包含铁磁材料和空气在内的全空间磁场分布。为简化计算,对穿过式开放永磁磁路模型中的环形径向磁化永磁体用改进的面磁荷模型进行等效。与有限元仿真结果的对比显示:两种解析模型中磁感应强度沿不同坐标轴方向分量的最小相对误差小于3%,在穿过式开放永磁磁路模型中磁感应强度分量最大相对误差约为20%,表明改进的面磁荷模型是基本可行的。

基于等效面磁荷的缆索闭合式磁化解析模型

针对缆索磁性检测中大直径缆索深层次钢丝磁化的难题,建立了缆索闭合磁化解析模型,研究缆索磁化规律.提出一种穿过闭合式磁化器的轴对称模型,采用等效面磁荷法对永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到磁场的空间解析表达式,该模型可用于求解缆索内部磁场分布.与有限元仿真结果的对比显示:当使用解析模型计算磁化器两磁极中间区域磁场时,轴向磁感应强度的相对计算误差不大于3%,径向磁感应强度不大于12%,表明使用该模型计算缆索内部磁场是可行的.