摘要:为了适应各自应用环境与性能要求,各种导弹越来越向着功能多样化、结构复杂化、模块集成化的方向发展,使导弹物理样机的各种研制成本大大增加。由于目前国际局势复杂且不稳定,对导弹的产品设计、生产与维护提出了更高的要求。在此背景下,通过数字样机取代物理样机是适应未来发展的方向。首先,对数字样机的概念进行了论述,总结了数字样机特点及其分类。随后,介绍了国内外导弹设计生产过程中对数字样机应用的发展现状。针对各种导弹对数字样机的需求与实现途径,阐述了构建数字样机的关键技术。最后,根据对导弹装备全寿命周期要求以及管理规范化的分析,对数字样机的发展趋势进行了展望。

摘要:伴随着云计算技术的快速发展,数据中心的服务器能耗日益激增,带来了严重的经济和环境问题,降低数据中心能耗,对缩减数据中心运营成本、实现全球“双碳”战略目标具有重要意义。因此,不同层面的服务器能耗模型构建和预估成为了近年来研究的热点。据此,从硬件、软件层面系统地总结了服务器能耗模型的相关工作。在硬件层面,对服务器的整体能耗按加法模型、基于系统利用率模型和其他模型分类；同时,还总结了服务器部件粒度的能耗模型,涵盖CPU、内存、磁盘和网络接口。在软件层面,按机器学习的类别将服务器能耗模型归纳为监督学习、非监督学习、强化学习。此外,还比较了不同能耗模型的优缺点、适用场景,展望了能耗模型的未来研究方向。

摘要:旋转机械应用过程中极易出现内环故障、外环故障、滚动体故障的情况,而这也直接影响机械部件的使用寿命。为准确诊断设备元件的故障行为,达到延长旋转机械设备寿命水平的目的,针对邻域知识图算法在旋转机械设备故障诊断中的应用展开研究。求解邻域知识图算法的函数表达式,并以此为基础,完成对故障数据的推荐,再通过预处理的方式,实现对旋转机械设备故障数据的深度挖掘。融合关键故障数据,并对其进行降维处理,根据核特征定义条件,完善具体的故障诊断流程,完成基于邻域知识图算法的旋转机械设备故障诊断算法的设计。实验结果表明,上述方法的应用,可以准确诊断出内环故障、外环故障、滚动体故障三种故障表现行为,通过适当方法对所诊断出故障行为加以处理,可以达到延长旋转机械设备使用寿命的目的。

摘要:针对滚动轴承在实际工作环境中噪声较大和负载变化的问题,提出一种基于双注意卷积机制的残差神经网络(Double attention convolution mechanism ResNet,DACM_ResNet)轴承故障诊断方法：首先,对滚动轴承振动信号进行短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)并使用伪彩色处理得到三通道图像数据；然后,对残差神经网络在轴承故障诊断上进行研究,在残差单元的卷积层之后,使用DACM模块,将残差特征在通道和空间维度上进行进一步提取,最后,在凯斯西储大学(CWRU)数据集上进行试验验证,试验结果表明所提出的方法在噪声环境下及负载变化时,平均诊断准确率达到了98%以上,说明所提出的模型有较好的鲁棒性。

摘要:为了充分挖掘多因素数据间的时空特征信息，解决在多种因素相互影响下不能准确预测PM2.5值的问题，提出了一种融合了局部加权回归的周期趋势分解（Seasonal-Trend decomposition procedure based on Loess, STL）算法、卷积长短期记忆网络（Convolutional Long Short-Term Memory Network, ConvLSTM）和门控循环单元（Gated Recurrent Unit, GRU）的PM2.5预测方法。首先利用STL算法将PM2.5数据进行分解，将分解得到的序列分别与其他因素相融合；搭建ConvLSTM-GRU模型，并利用贝叶斯寻优算法进行超参数寻优；将融合数据传入ConvLSTM网络中进行时空特征提取，再将提取后的特征序列传入GRU网络中进行预测。通过与ConvLSTM-GRU模型、CNN-GRU模型以及GRU模型的预测结果进行比较实验，证明所提模型具有误差小、预测效果好等特点。

摘要:为了开发用于地层中CO2运移监测的井间ERT系统，研究了ERT电极阵列和工作模式优化设计方法并研制了井间ERT监测模拟实验系统。基于COMSOL平台构建了模拟井间ERT测量响应的有限元数值模型，利用数值模型分析了电极间距和宽度等参数对监测区域电场灵敏度的影响规律以及不同电极阵列工作模式下场域灵敏度的分布特征，确定了井间ERT实验系统中最优的电极参数，即电极间距、宽度与监测范围的比值分别为0.200、0.025，电极阵列的工作模式为AM-BN。在对实验系统进行功能需求分析、总体设计以及上述优化设计的基础上，分别对系统硬件部分和软件部分进行了开发，采用多路切换开关并配合精密电桥仪实现了对电阻抗参数的测量，利用以LabVIEW为平台开发的测控软件实现了对实验系统的自动化控制。以埋放绝缘物体来模拟注入地层CO2的方式开展了实验测试，结果显示测量到的电阻抗数据可以灵敏地反映出监测区域电参数的变化且能够用于定位绝缘物体的位置，从而验证了所开发系统的可用性。所建立的电极阵列优化设计方法以及开发的井间ERT监测模拟实验系统为下一步深入研究基于复电导率参数的CO2饱和度评价模型和开发现场适用的井间ERT监测系统提供了实验平台。

摘要:民用飞机着陆滑行仪表灯是故障检测系统的重要组成部分，因民用飞机在地面滑行过程中，电气接口易受到电磁干扰，引起着陆滑行仪表灯常亮故障，在飞行过程中增加了安全隐患。为此，提出引入IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测方法。分析仪表灯常亮故障产生的原因，利用Python编程数据采集飞机起飞、近进、降落、地面滑行时的照明信号及电气交联数据，通过控制逻辑，建立数据关联检测逻辑关系数据库。利用自适应多普勒补偿方法改进蝙蝠算法（IBA），检测着陆滑行灯常亮故障特征，在强迫选择部分，构建IBA-LSSVM模型，将分布式博弈和线性输出调节理论相结合，抵消外部干扰，完成着陆滑行灯常亮故障检测。Matlab仿真测试结果表明：所提方法的故障识别率均在95%以上，故障识别准确率可以达到97.3%，故障识别时间低于2ms，可有效识别故障数据，降低飞行安全隐患。

摘要:山坡地区是落石频发的区域，凭人力难以及时发现灾害的发生。为及时检测到落石的发生并做出应对措施，提出一种基于改进YOLOX的落石检测方法，自动检测并报告落石的发生情况；通过自制落石数据集训练YOLOX网络，优化空间金字塔池化结构，获取更多语义信息，并引入ECA-Net(Efficient Channel Attention Module，高效通道注意力模块)，提高特征的提取能力和特征间的信息传播，同时改进损失函数并使用数据增强，提高网络训练效果；实验结果表明，改进YOLOX算法的mAP@0.5为92.50%，每秒检测帧数为62.6，相较于YOLOX算法，mAP@0.5提高3.45%，每秒检测帧数上涨0.3；与原算法相比，在不损失性能的情况下，精度有较大的提升，同时满足图片与视频数据的实时检测要求。

摘要:电厂工作人员工作时需佩戴绝缘手套进行故障检修等任务,若未佩戴绝缘手套进行操作,将发生严重的电击事故。针对电厂内工作人员绝缘手套佩戴检测精度不高的问题,提出一种基于改进YOLOv5s(You Only Look Once v5s)的电厂内人员绝缘手套佩戴检测方法。该检测算法首先引入自校准卷积,有效扩大感受野,加强网络对弱特征的提取能力；其次加入注意力机制SK,让网络更加关注待检测目标；最后,将原YOLOv5s的损失函数替换为EIOU,来进一步提高网络对绝缘手套的检测精度。实验结果表明,相较于原始的YOLOv5s网络,改进后的网络提高了对绝缘手套佩戴的检测精度,其平均精度均值(mAP,mean Average Precision)提高了2.4%,证明了算法的实用性和高效性。

摘要:为了满足多种水环境的大范围、精准监测需求,提出了基于优化深度置信网络的多传感器水质监测方法。设置水质监测标准,作为水质等级的判定条件。优化设计水体温度、PH值、溶解氧、浊度等传感器设备,利用优化深度置信网络选择多传感器的安装位置。利用多传感器采集水环境数据并完成融合处理,通过多个水质监测指标的计算以及与设置标准的比对,得出多传感器水质监测的可视化输出结果。通过性能测试实验得出结论：优化设计方法的水质监测范围为2041.79平方千米,浊度、pH值、溶解氧和氨氮浓度指标的监测误差分别为0.005FTU、0.07、0.05mg/L和0.007mg/L,均低于传统方法,且满足预设条件。

摘要:柔性直流输电技术迅速发展,但其所面对的问题也越来越多,一个典型的问题是直流输电线路出现故障时,其迅速变化的故障电流会对其可靠性产生影响,因此,如何在最短的时间内切断故障电流,保证电网的安全运行,研究符合要求的快速、可靠的柔性直流输电(FDC, flexible direct current)保护机制显得尤为重要；本文首先对FDC系统保护机理的研究现状进行了综述分析,对故障特点进行了探讨,针对直流输电线路的新原理、新的布线方式进行了创新,提出了一种既能满足各种需求又能保证其正常运行的高效的直流线路保护方案；仿真试验和工程应用证明：该方案能够迅速地识别和隔离故障,对于保证FDC系统的安全、稳定运行有着十分重要的作用。

摘要:针对现有WSNs故障检测算法存在的故障分类检测率低、耗时长、节点能耗控制差等问题,提出一种全神经网络增强故障预警与检测算法。全神经网络的神经元节点与临近层的节点连接,形成具有强大故障数据训练功能的深度网络结构,选择平滑性更好的sigmoid函数作为模型的激活函数,并基于感知机合理调节相邻两个隐含层之间的阈值权重,降低模型的训练损失；采用Adam优化算法抑制模型的梯度膨胀和梯度消失等异常情况,并消除训练中产生的数据冗余,以降低故障数据训练中产生的虚预警。实验结果显示:提出算法的总体故障检测率和不同类型故障的分类检测率都优于传统算法,此外全神经网络增强算法在节点故障检测耗时和能耗控制方面,也具有显著优势。

摘要:针对动/静态运行下的磁浮列车与轨道梁相互作用所产生的振动变形进行了研究；在没有惯性导航系统的情况下，提出了使用全球导航卫星系统（GNSS）接收机同步多天线组载波相位纠缠差的概念；利用全球导航卫星系统（GNSS）技术的理论与方法融入对磁浮轨道梁三维空间高精度实时监测与定位; 在静态和动态实验中实现了高灵敏且误差累积小的偏航、俯仰角和滚转角姿态的时-空同步监测；从得到的数据中获得桥面多自由度矢量振动形变的规律；同时，对轨道进行多阶模态的建模，探索在时间同步，通信协同策略下的“车-桥”耦合动力学的问题，在“人工智能+交通”的交叉创新领域上形成相关的解决方案和技术体系；推进桥面发生边坡蠕滑等自然灾害的预警与精准治理，经过实际应用满足磁浮列车的安全与平稳性运行需求；

摘要:针对运动员弹跳过程持续时间短，弹跳位置相对不固定，弹跳高度测试操作复杂的问题，提出一种基于线阵光电成像技术的运动员垂直弹跳高度测试方法；首先构建大视场垂直弹跳高度测试系统，线阵CCD相机进行实时获取，得到目标弹跳轨迹图像；然后对目标弹跳轨迹图像进行图像分析和处理，高精度提取弹跳特征点，从而获得运动员垂直弹跳的运动时间；最后依据运动学公式，实现运动员垂直弹跳高度的准确测试；进行多组实验并分析实验数据，结果表明在1500mm的弹跳测试范围内，实验相对误差范围在3%以内，证明了该方法的可行性。

摘要:为解决电力巡检机器人在复杂障碍场中，常与障碍物碰撞、避障效率低等问题，提出面向复杂障碍场的电力巡检机器人局部动态融合路径规划方法。使用基于栅格法的复杂障碍场地图生成方法，构建面向复杂障碍场的电力巡检环境地图；结合所构建地图信息，由改进遗传算法寻优获取巡检所用全局最短路径后，经时间弹性带算法，结合不同时刻机器人位姿信息，由距离阈值判断机器人与动态障碍物碰撞可能性，以全局规划路径弹性拉伸的方式，完成局部动态融合的避障运行，且需分析局部动态规划路径中，机器人运行方向与全局规划路径一致性，动态调节规划机器人巡检路径。经测试，此方法使用后，机器人未出现碰撞问题，且避障速度提升约300%。

摘要:对周围环境中运动物体未来状态的准确预测是影响自动驾驶车辆做出准确决策的重要影响因素,车辆是最常见也是最需要关注的运动物体之一。针对结构化道路下周围车辆轨迹预测的多模态输入问题,提出了基于注意力机制的深度预测网络。提出交互模块以提取目标车辆与周围车辆及车道线信息存在的交互特征；结合车道线信息对车辆运动的指引作用,加入目标点预测模块以预测目标车辆可能到达的目标点,增加预测准确性。在Argoverse公开数据集上进行实验,所提轨迹预测网络在3秒预测时长实现了1.45m最小平均距离误差及3.21m最小最终距离误差的预测精度,优于当前主流的预测算法。

摘要:为了提高输电线路运行的安全性,研究设计了一种基于边缘计算和多传感器融合的输电线路监测系统；研究利用多种传感器采集数据,采用Edge X Foundry平台作为系统构架,对数据进行处理,从而通过边缘计算实现低延迟、高可靠性的实时监测、在线查看现场、无线通讯等功能；实验结果显示,优化后的ARIMA模型的最小MAE为0.476,最小MSE为0.623,最大为0.984；监测系统在白天和夜晚对线路舞动的最高预警准确率分别达到了97.1%和93.5%,说明设计的监测系统对导线舞动的预警性能具有显著的准确性和可靠性,为输电线路的安全运行提供了实践依据。

摘要:针对飞控系统某数模混合电路板测试需求,在不利用外部信号源、信号采集设备的条件下,利用边界扫描技术进行测试系统设计。介绍了PCI-410边界扫描核心套件和ScanWorks测试软件,对边界扫描测试方法进行研究,详细说明了测试系统方案设计、测试流程开发步骤以及测试程序执行方式,并通过实际测试,验证了设计的可行性,为数字电路板和简单的数模混合电路板的测试提供了实用的测试方法和手段,具有很好的应用价值。

摘要:针对模拟电路故障诊断需求，对模拟电路仿真和故障字典生成的实现方法进行了研究。首先，设计软件实现总体结构，从软件界面层、运行层、数据访问层、数据层等方面搭建过程中需要的电路知识管理、工程管理、电路仿真设置、仿真运行、故障字典生成和辅助故障诊断等功能框架；进而通过创建被测电路仿真原理图、新建仿真工程、仿真设置、故障注入等详细设计，实现被测电路的功能仿真和故障仿真；然后根据仿真结果，利用故障字典生成器生成所有故障模式下的整数编码故障字典；最终辅助诊断功能，验证故障字典是否可用。通过对演示板12个故障注入后的仿真数据做故障字典生成训练，并完成了对实测数据的故障定位，验证了该方法的可行性，为模拟电路故障诊断提供了实用的测试方法和手段，具有较好的实用价值。

摘要:为解决因半导体芯片信息平均压缩比较大而导致的信息测试时间过长的问题,设计基于嵌入式结构半导体芯片信息测试系统平台。根据嵌入式终端体系布局形式,建立LeNet网络模型,再以此为基础,完善SMTExecutor结构的执行流程,实现信息测试系统平台的工具集模块设计。分别定义Deflate机制、LZ4机制,联合数据信息参量,规范系统平台同步化线程的执行模式,实现对半导体芯片信息的处理。按照嵌入式结构定义标准,生成配置文件,通过导入关键信息的方式,规划量化测试条件,从而对命令词进行识别,实现对测试系统功能的优化,联合工具集模块,完成基于嵌入式结构半导体芯片信息测试系统平台的设计。实验结果表明,上述系统平台的应用,可以在数据导入过程中解决半导体芯片信息平均压缩比过大的问题,能够大幅缩短信息测试时间,符合实际应用需求。

摘要:为根据模态信号频率水平确定石油旋转机械当前故障行为所属类别,实现对机械设备故障行为的准确诊断,针对融合GA优化算法的数字孪生模型在石油旋转机械诊断中的应用展开研究。定义GA算法优化规则,并在此基础上,建立数字孪生模型,再联合相关故障行为数据,完成对石油旋转机械运行数据的聚类运算,实现基于数字孪生模型的石油旋转机械运行数据聚类处理。计算运行数据损失情况,通过模态分解描述性样本的方式,将核心诊断信息重新耦合在一起,联合求解所得的超参数指标,定义具体的数据样本集中训练模式,实现对石油旋转机械的诊断。实验结果表明,上述诊断方法的应用,对于每一类故障行为模态信号频率的诊断都属于该信号的标准频率数值区段之内,符合100%精准诊断机械故障行为的应用需求,在准确诊断石油旋转机械故障行为方面的可行性能力较为突出。

摘要:对于出口国际的遥感卫星移动接收站,站监控软件负责完成整站任务规划与调度、轨道预报、数据管理以及设备集中监视和控制；针对有人值守无人操作的遥感卫星移动接收站的运行特点和任务需求,制定遥感卫星数据接收优先级和任务筛选规则,按需采集地理位置信息,定时通过以太网获取最新卫星轨道数据,自动规划遥感卫星数据接收任务,利用任务节点矩阵驱动数据接收流程,自动化控制和调度移动站内各系统完成遥感卫星数据接收工作；在实际应用中提高了遥感卫星移动站的利用率,避免了人工操作降低系统运行效率,保障了遥感卫星数据接收的全覆盖,实现了有人值守无人操作的全自动化运行。

摘要:本文针对一类带有非线性动力学的随机多智能体系统研究了基于多率采样机制的一致性控制问题。首先，引入多率采样机制异步地对智能体的状态进行采样，并且使用缓存器来同步智能体不同分量的状态信息。然后，提出了一种基于边的事件触发传输机制将每个智能体的状态信息定向传输给邻居智能体，从而减少了通信资源的使用和控制器的更新频率。接着，本文根据所设计的事件触发传输机制设计了相应的控制协议使得随机多智能体系统可以实现均方一致性。因为每条边上的事件都是独立发生的，所以智能体的邻居之间不需要保证信息的时钟同步。最后，给出了数值仿真例子。通过将同步采样机制、异步采样机制和多率采样机制进行比较，说明了所提出的边事件触发传输机制在多率采样下可以获得更好的系统性能。

摘要:旋转机架是质子治疗设备中的关键部件，其主要功能是对治疗头、束流输运线等关键部件进行承重，并旋转至一定角度实现质子束对肿瘤特定角度的照射；针对在放疗过程中终端控制旋转机架运动的控制需求，提出了一种质子治疗旋转机架控制系统设计方法；基于Socket通信技术开发了总控室的服务端程序和工控机的客户端程序，并运用MFC类库设计了服务端与客户端的人机交互界面；在此基础上，在客户端程序中开发了基于S7.Net库的PLC上位控制模块；为保证医护平台在机架运动过程中的水平，在PLC程序中设计了一种同步运动控制模型，实现机架和医护平台的同步运动；现场实验结果表明：该系统可以终端控制旋转机架以0.1~1rpm在-180°~180°范围内运动，以及控制气动踏板的伸出和退回，还会实时监控机架旋转角度和旋转速度，适用于化疗过程中的工作环境，并验证了设计的同步运动控制模型可以实现旋转机架和医护平台同步运动。

摘要:水网城市区域规划功能区图像相似性特征较强，且受生态环境、水资源调度等多个因素影响，造成水网区域规划协调性较差，提出基于遥感图像三区光谱特征的水网城市区域规划协调控制方法。使用高分辨率遥感设备采集城市影像；运用形态学算法，利用结构树，通过击中、击不中变换的方式对图像做细化处理；从亮度均值、目标标准差和亮度差级指数三方面提取图像光谱特征；采用最邻近分类算法，建立分类模型，以优先功能区、一般功能区和冲突协调区的自身环境和光谱特征为依据，将提取的特征输入到分类模型中，自动输出划分结果，利用 A*算法简化划分步骤，实现水网城市规划协调控制。实验结果表明，所提方法提高了遥感图像质量，分类结果符合不同功能区的特征要求；兼顾其它生态要素，规划具有协调性，规划效果较好；可在2s内完成目标区域规划，规划时间较短；对于目标规划数据的检测误差小、准确率高，大幅度提高搜索效率，能够为水网城市区域规划协调控制提供可靠依据。

摘要:为了解决煤矿井下施工安全性低的问题,利用改进RBF数据融合算法优化设计煤矿井下安全监控方法。在煤矿井下环境下安装瓦斯、温湿度等传感器设备,将其安装在确定的测点位置上。利用改进RBF数据融合算法采集并处理传感数据,根据数据融合结果,考虑瓦斯浓度、温湿度、矿压等环境参数,得出煤矿井下安全性的监测结果。考虑煤矿井下人员实时位置,确定井下安全监控方向,在安全性监测结果的驱动下,利用设计的安全监控器,实现煤矿井下安全监控工作。通过效果测试实验得出结论：与传统监控方法相比,优化设计方法的瓦斯与温度监控误差分别降低了1.005mg/m3和5.65℃,同时安全监控范围得到明显扩大。

摘要:为保证机械臂的抓取精度，保证物体抓取的稳定性，本文设计基于卷积神经网络的机械臂抓取控制系统。在系统硬件部分，加设图像、位置和压力传感器，改装机械臂抓取控制器和运动驱动器，利用图像传感器设备，获取满足质量要求的机械臂抓取目标图像，为机械臂抓取控制功能提供硬件支持。软件部分利用卷积神经网络算法提取图像特征，确定机械臂抓取目标位置。结合机械臂当前位置的检测结果，规划机械臂抓取路线，预估机械臂抓取角度与抓取力。最终通过机械臂抓取参数控制量的计算，在控制器的支持下实现系统的机械臂抓取控制功能。实验结果表明，所设计系统应用下位置控制误差和速度控制误差的平均值分别为0.192m和0.138m/s，同时物体抓取掉落概率明显降低。

摘要:为控制明文加密时长、密文响应时长之间的相对时延量，实现无线网络对于通信数据的安全性加密，设计基于Modbus/TCP的无线通信网络安全加密控制系统。匹配PowerPC嵌入式架构与复位通信控制电路之间的实时连接关系，借助微处理器子模块，确定宿主机与客户机对通信网络的贡献价值，再按照Modbus/TCP协议连接标准，整合交换区中已存储的通信数据文本，完成无线通信网络安全加密控制系统硬件设计。根据基本协议要素，认证待加密数据的传输身份，实现对Modbus/TCP可信协议的定义。利用协议文件中的可信度条件，设置密钥模板，通过移植处理通信文本的方式，确定数据信息样本的扩容总量，完成安全加密接口设计，联合相关应用元件，实现基于Modbus/TCP的无线通信网络安全加密控制系统设计。实验结果表明，所设计系统明文加密时长、密文响应时长之间的相对时延量始终保持为0.1ms，能够有效实现无线网络对于通信数据的安全性加密。

摘要:大数据通信带宽时延会导致通信拥塞故障，影响通信网络的正常运行，为此提出基于自适应转发的大数据通信带宽时延感知拥塞控制技术。根据通信网络的组成结构和通信原理，构建大数据通信网络模型。在该模型下，采集大数据通信带宽时延，通过特征提取与匹配，感知当前通信网络的拥塞状态。针对处于拥塞状态的通信信道，在考虑通信带宽的情况下，计算拥塞控制量，利用自适应转发技术调度并分配通信带宽，在差分流传输控制协议的支持下，实现大数据通信带宽时延感知拥塞控制。通过拥塞控制效果测试实验得出结论：与传统拥塞控制技术相比，在优化设计技术的控制作用下，移动通信网络的吞吐量有所增加，带宽时延降低了149.3ms，同时通信误码率降低了0.037%，即优化设计技术在拥塞控制效果方面具有明显优势。

摘要:疏浚作业中，泥浆管道内物料的组成、粒径、浓度等随水下地形土质等变化很大，易造成流速波动甚至堵管、爆管等故障，因此泥浆流速稳定控制对泥浆输送的效率和安全具有重要意义；疏浚管道输送系统具有非线性、大时滞和参数时变等特征，传统PID控制方法效果不佳，故此将BP神经网络和传统PID控制算法相结合，并将其应用于泥浆流速控制中。以河海大学管道输送实验平台为对象，采用受控自回归CAR模型描述泥泵变频器频率与管道泥浆流速之间的关系，通过实验和数值处理对模型进行离线辨识；在此基础上通过仿真对比传统PID、单神经元PID和BP-PID的流速控制性能，发现BP-PID控制器的超调量仅为3.8%，响应时间为11s，控制性能较好；最后通过在体积浓度~10%到~30%泥浆范围内，泥浆浓度小幅度和大幅度增减实验，对流速控制方法进行了验证，结果表明在浓度平缓或剧烈波动时，采用BP-PID控制算法的流速控制系统，均能够在保证输送安全的前提下，快速、稳定地达到目标流速，具有较好的自适应控制性能。

摘要:为了保证大型煤矿开采工作的安全性与质量，利用数字孪生技术优化设计大型煤矿远程智能监控方法。利用数字孪生技术构建大型煤矿虚拟模型，在该模型下确定测点位置，远程采集大型煤矿实时运行数据。通过对数据特征的提取与匹配，从煤矿开挖设备和施工环境两个方面，监测大型煤矿运行状态。改装大型煤矿远程智能控制器，以运行状态的监测结果作为控制程序的启动条件，实现对大型煤矿的远程智能监控任务。通过与传统监控方法的对比得出结论:优化设计方法对煤矿开挖设备的监控性能明显升高，对环境中瓦斯浓度和温度的监测误差分别降低了0.34%和0.19℃，控制误差分别降低0.09%和0.145℃，同时监控范围扩大27.4%。

摘要:为推动国家智能制造发展，面向生产过程中设备实时监控困难、透明性差、管控效率低、跨学科交叉情况复杂等问题，融合MBSE思想，提出一种基于数字孪生的产线设备监控方法并实现。首先，提出基于数字孪生的监控方法架构；基于SysML建模语言对产线系统和设备进行统一描述建模，建立结构图和行为图，形成数据模型；通过SysML模型与OPC UA联合，以位移数据和任务数据双通道驱动的方式进行虚实映射，并建立异常报警追溯机制；以仓储系统中核心设备堆垛机为例，构建其SysML模型、数字孪生模型，并以仓储产线实时缓存数据库redis为数据源，通过OPC UA获取并实时更新数据驱动数字孪生模型，实现其三维可视化监控，验证了方法的可行性和实时性

摘要:在分布式大数据的存储和传输过程中,数据极易被恶意用户攻击,造成数据的泄露和丢失。为提高分布式大数据的存储和传输安全性,设计了基于属性分类的分布式大数据隐私保护加密控制模型。挖掘用户隐私数据,以分布式结构存储。根据分布式隐私数据特征,判断数据的属性类型。利用Logistic混沌映射,迭代生成数据隐私保护密钥,通过匿名化、混沌映射、同态加密等步骤,实现对隐私数据的加密处理。利用属性分类技术,控制隐私保护数据访问进程,在传输协议的约束下,实现分布式大数据隐私保护加密控制。实验结果表明,设计模型的明文和密文相似度较低,访问撤销控制准确率高达98.9%,在有、无攻击工况下,隐私数据损失量较少,具有较好的加密、控制性能和隐私保护效果,有效降低了隐私数据的泄露风险,提高了分布式大数据的存储和传输安全性。

摘要:构建体育比赛模拟控制系统,提高对体育比赛的现场智慧化管理和信息调度能力,提出基于ARM内核单片机的体育比赛模拟控制系统设计方法。采用实时视频和图像检测方法,构建体育比赛现场赛事的模拟数据传输和图像分析模型,通过过程化的线性调度和赛事流程规划和控制,采用可视化的视频远程监控方法实现对体育比赛的现场赛事的视景仿真和动作特征点分析,采用赛事分布视频动态特征提取方法,实现体育比赛现场赛事管控特征分析。构建体育比赛现场的动态参数数据集预处理模块、信息传输模块、视频监测与回放模块和人机交互模块等,采用ARM内核单片机控制方法建立体育比赛模拟控制系统的核心处理器,构建体育比赛过程状态可视化云平台的服务器,通过五层结构体系设置的模拟控制系统的体系结构模型,结合总线传输控制技术实现控制系统硬件和软件设计。测试结果表明,设计的体育比赛模拟控制系统人机交互性和视频传输控制能力较好,控制收敛性较好,能实现体育比赛现场智能监控和动态控制。

摘要:医疗领域患者的主诉信息是医疗文本分类工作的关键,能为智慧医疗和信息文本归类提供有力的支持。近几年来随着深度学习的发展应用,基于传统深度学习技术的全流程病历内涵质量控制模型层出不穷,但传统模型存在很多缺点和局限性,诸如训练速度慢、精度损失、过拟合和无法处理大规模数据的问题,因此,引入改进的深度学习算法。指南指导下基于深度学习的全流程病历内涵质量控制体系实验结果为,将词向量设置成160时双向循环神经网络(Bidirectional Recurrent Neural Network,BiGRU-SA)模型效果最优,准确率为84.9% 。BiGRU-SA MODEL,精准度受向量维度的影响并不大。而改进的文本分类式前馈神经网络(Transformation-extraction-convolutional CNN,TextCNN)模型,精准度在其进行第3次和第四次迭代更新时,发生指数级增长,并在第3次迭代时,精度达到理想值,为8.3×10_-1^。随着迭代次数的增加,模型准确率呈现先增大后减小的趋势,在进行第6次迭代时模型效果最优,准确率为84.9% 。优化后的全流程病历内涵质量控制模型在变动率指标下的面积的值、准确率、F1、召回率四项指标值都有了一定的提升,以上结果能更好地解决过拟合和特征信息丢失的问题,并且实现全流程病历内涵质量的控制。

摘要:空中目标探测对于空中交通管理与调度具有重要的参考意义，为了克服距离给空中目标探测工作带来的困难，利用干涉量子雷达技术，从硬件和软件两个方面优化设计远距离空中目标探测系统。加设干涉量子雷达探测器，改装雷达信号处理与成像装置，完成硬件系统的优化。利用干涉量子雷达技术生成空中目标雷达图像，通过杂波抑制、图像增强等步骤完成初始雷达图像的预处理。提取雷达图像的轮廓特征，测量空中目标距离，计算空中目标尺寸、位置等几何参数以及移动速度参数，最终通过特征匹配确定区域是否存在空中目标，输出空中目标探测结果。通过系统测试实验得出结论：与传统探测系统相比，优化设计系统的距离、尺寸和移动速度探测误差分别降低了5.15m、4.85㎡和4.15m/s，同时扩大了空中目标的探测范围。

摘要:针对智能治超场景下超载车辆自动化检测的需求，在YOLOv5s的基础上从数据、模型和算法三个方面提出了一种改进的货车车型识别算法。在数据层面，使用的数据增强模拟了现实中面对恶劣天气、图像噪声和数据损坏等复杂场景，丰富了训练数据的多样性，提高了模型在复杂场景下的鲁棒性。在模型方面，提出了一种新的注意力机制来综合考虑不同通道的重要性和编码特征的位置信息，提高了模型的识别准确性。在算法层面，针对现有算法的不足，提出了一种更通用的标准来判断货车与轮轴的隶属关系，以适用更复杂的场景。实验结果表明，提出的改进模型对货车和轮轴的识别精度分别达到99.34%和99.22%，对货车车型识别的准确率为98.71%。与经典的YOLOv5s网络相比，货车和轮轴的平均识别精度提高了2.39%，货车车型的识别准确率提高了2.22%。综上，所提出的方法实现了对货车车型自动和准确的识别，可以为智能治超场景下的货车车型识别提供理论支撑。

摘要:针对MBSE技术应用于航天器电气系统设计开展研究,建立从需求分析、功能定义、逻辑设计、逻辑实现及物理实现的完整的电气系统实现方案,分析了各个层级之间的映射及关联方法。针对航天器电气系统特点,提出了新的、系统的工程解决方案。以SystemWeaver为开发平台,以典型的飞行器管理平台为研究对象,至顶向下开展正向设计,根据顶层输入开展需求分析,面向功能需求进行功能定义,在符合相关技术标准、经验基础上利用逻辑设计及逻辑实现满足各项功能定义,最后通过物理层进行系统实现。构成基于MBSE航天器电气系统正向设计的完整流程。

摘要:智能气体识别系统主要包括硬件电路、用户界面、信号处理和深度神经网络模型各模块。其采用 ESP32-S作为主控芯片，设计硬件电路对金属氧化物半导体气体传感器加热端电压动态调制，实验选择调制传感器温度范围为150~250 ℃，对应调制电压范围2.5~3.8 V。以20 Hz的频率采集热调制下的传感器特性变化曲线，通过信号传输功能传递至上位机，将所得热调制响应信号经信号处理特征提取后喂入自行搭建的I-5×5-2×2-200-200-P结构卷积神经网络训练构建模型，使用训练后深度神经网络模型前向传播实现对目标气体的快速识别检测。在静态气敏测试平台中的测试结果显示，该系统能有效实现对多种类VOC气体的识别功能，对乙醇、丙酮和异丙醇的42种测试气氛的识别准确率达到100%。

摘要:以提升巡逻机器人执行巡逻任务能力为目的,提出基于5G通信技术的巡逻机器人定位误差自动补偿方法。该方法在巡逻机器人工作区域架设5G无线通信网络,并将AD7380型号位置传感器安装在巡逻机器人上,利用位置传感器获取巡逻机器人工作时的位置信息后,利用5G无线通信网络将其传输到用户PC端,得到巡逻机器人位置采样点数据；以该数据为基础,使用拉丁超立方采样方法描述巡逻机器人在其巡逻空间内的位置,得到巡逻机器人空间位置数据；再依据巡逻机器人空间位置数据,计算该机器人预设目标点误差矢量,并构建巡逻机器人定位误差补偿模型,利用该模型补偿巡逻机器人定位误差。实验结果表明：该方法可全面获取巡逻机器人在其巡逻空间内的位置信息,可有效且精准的对其定位误差进行自动补偿,使巡逻机器人定位误差保持在可允许范围内,应用效果较为显著。

摘要:针对CO2地质封存过程中井间ERT监测数据处理的需求设计并开发了监测数据综合处理平台。采用4G网络实现了监测数据从现场到监控中心的远程传输，利用MySQL开发了存储监测数据信息和用户信息的数据库，基于有限元法和线性反投影法实现了井间ERT图像重建算法，基于B/S架构和MVC设计模式开发了Web软件。该平台具有监测数据远程传输模块、数据存储模块、基于井间ERT的CO2饱和度成像模块、账户管理模块和CO2封存状态显示模块，可实现监测数据自动远程传输、存储、处理、展示等功能，远程用户登录该平台可对地质封存过程中CO2运移状态进行动态实时监测和历史状态查询。实验室内模拟测试结果表明了各功能模块均可正常运行，从而验证了所开发数据处理平台的可用性。

摘要:由于移动边缘计算网络在边缘位置部署，在多用户并发的情况下带宽资源优化策略容易出现高计算负荷，降低带宽资源优化的效果。为了解决这一问题，提出基于萤火虫算法的移动边缘计算网络带宽资源优化策略。在服务器之间数据连续传输的情况下，确定网络内用户分布情况，计算网络运行需要消耗的能量，利用萤火虫算法建立以带宽资源为中心的数学模型，以移动边缘计算网络的各项参数作为依据，对数学模型求解，得到最优解后，以用户最大收益为目标部署优化策略。实验结果表明:提出的基于萤火虫算法的带宽资源优化策略计算延迟小，网络带宽资源优化效能高，整体计算性能得到了明显提升。

摘要:信道建模是研究临近空间通信技术、评估系统传输特性的基础和重要方法。临近空间飞行器从低速向高速发展,信道变化频次随飞行器速度增大而愈加频繁。为实现对临空通信过程中信道衰落的实时仿真,研制基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)和现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)架构、参数1 ms更新一次的临空信道模拟器。该模拟器内置气象性损耗模型和无线信道衰落模型,CPU端通过设计状态机控制模块、优化参数计算逻辑、优化操作系统来压缩信道参数的计算时间。FPGA部分设计关键信息同步方案、基于状态机的双保障更新机制保证参数的可靠稳定传输、并行加速处理实现信息交互和增强信号处理速度。实测结果表明,上述方案有效提升了临空信道模拟器的参数计算速度和信号处理速度,可实现信道参数随收发机运动1 ms更新一次。

摘要:智能制造生产调动是一个复杂的多目标优化问题,传统的生产调动方法多采用启发式方法,在面对复杂的制造环境,传统方法可能会出现早熟收敛或搜索精度下降的问题；因此为了解决这些问题,研究构建了基于改进SA算法的智能制造生产调动模型；首先对SA算法进行了优化,其次利用优化后的算法构建了生产调动模型,最后通过仿真实验去验证模式算法的性能。实验结果表明,在数据集中,真实值、模型方法和传统方法的平均完成时间分别为85.33min、89.92min和93.81min,其中模型方法与真实值的差距仅为4.59min。这说明模型方法可以用于解决现有生产模式存在拖期的情况,及时完成生产任务。模型算法能够为智能制造生产调动提供新的思路。

摘要:激光焊接过程中，强光导致焊接节点的视觉图像质量较低，降低了定位准确性。为了优化特殊材质的激光焊接节点定位精准度。以AH36钢为例，设计一种激光焊接节点视觉定位方法。在获取AH36钢的激光焊接节点区域图像后，通过EGDNet算法获取焊接节点边缘图像。利用Shi-Tomasi算法检测焊接边缘图像的角点，计算节点在AH36钢激光焊接图像中的位置坐标，完成AH36钢激光焊接节点定位。实验结果表明，该方法的焊接节点采集质量高、定位精度高、定位效率高。

摘要:国产电解质分析仪大多基于湿式法，结构相对复杂，操作过程繁琐，且由于样本外露存在一定的生物安全隐患。针对临床医学上对人体体液中关键电解质成分的检测需要，设计了一种基于干式生化法测试钾离子、钠离子、氯离子的人体电解质分析仪。分析仪基于Cortex-M3嵌入式系统开发，设计了新型干式生化电解质测试片，采用离子选择电极法进行离子测量，结合Nernst方程，提出了一种新的干式电解质测量方法，完成了系统软硬件设计。整机符合医疗仪器行业标准，性能稳定，检测精度高，通过了医疗仪器注册检验。该设计在一定程度上提高了国产电解质分析仪的设计水平，突破了人体电解质干式检测的技术瓶颈，对中小型医院普及人体电解质分析仪具有一定的促进作用。

摘要:热控系统作为飞行器上重要服务保障措施，担负着器上结构、设备在正常工作温度范围内工作的重要责任；为了保障设备工作温度，需采取相应的热控措施；其中，智能化控温设备作为热控措施关键单机，是热控系统成功与否的关键；根据目标飞行器外部环境特点及内部设备自身热耗情况，完成了飞行器上热控系统设计及研究，重点开展并完成了智能化控温设备的软硬件设计；结合目标飞行器具体要求，利用解耦思路细化把控温设备分解为若干个功能不同的模块，后将细化分解后的若干功能模块采用总线方式进行融合设计，实现了预期性能和功能；通过地面原理试验及后续飞行试验验证，该设备具有高精度控温能力（控温精度±0.5℃），且可满足多回路同时控温，满足使用要求。