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混合核函数研究及其在数据建模领域应用进展
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李素|李鲁文|庄大方|王勇|LI Su|LI Lu-wen|ZHUANG Da-fang|WANG Yong
核函数由于形式和参数变化会隐式地改变从输入空间到特征空间的映射,不受输入空间维数的影响,从而避免“维数灾难”和减少计算量,在对时间序列、空间位置、状态变化、工业生产等复杂数据建模过程中有着越来越广泛的应用.另一方面,混合核函数结合了多个核函数的优势,使单一核函数之间互相补充,从而弥补了单一核函数性能的不足.为了在图像分析、数据挖掘、模式识别、空间信息、软测量等领域利用混合核函数解决与数据建模有关的问题,提出以混合核函数为出发点,分别介绍了混合核函数构建方法、在不同信息领域建模中的应用进展,最后对混合核函数及在数据建模领域应用进行了论述.
激光功率对铝质量动态烧蚀影响的数值仿真
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朱殷|陈浩|王晓光|ZHU Yin|CHEN Hao|WANG Xiao-guang
通过对激光单次脉冲内的烧蚀质量计算,就可以分析靶材所受到的推力,进而可获得激光推进的冲量,并作为依据选取对最优的激光参数(波长、脉宽、能量).通过建立一维能量守恒理论的模型,而后利用和平衡气化和“电子崩”等简化模型,仿真了激光作用下固体靶质量的动态烧蚀过程,仿真了激光功率对烧蚀质量和烧蚀厚度的影响,并与实验经验的理论公式比较,得到了一致的结果.仿真动态烧蚀过程为激光功率的选择提供了理论依据.
孔径雷达电磁波散射率性能数值仿真
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徐婧|彭冲|姜睿|XU Jing|PENG Chong|JIANG Rui
为了研究孔径雷达探测下山区地形起伏及地表粗糙度对于电磁波传播的影响,由于山区大尺度、高复杂性的特点使散射特性参数计算往往具有较低的效率.建立了较为高效的孔径雷达电磁波散射率性能的数值仿真的完成解决方案.利用蒙特卡罗的数值仿真,构建山区地形模型并对地表高密度剖分,应用UV快速算法加速矩量法MOM求解山区后向散射、吸收率等散射参数得到精确解.结果表明,山区的双站散射系数与平地产生10 ～ 20dB的偏差,吸收率与后向散射系数受山区坡面方向、高度、地表粗糙度影响较大,通过定量分析认为孔径雷达考虑地形影响因素能更好得到山区信息.
防空导弹对空中目标射击效率仿真研究
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江雄|刘鹏远|张王卫|JIANG Xiong|LIU Peng-yuan|ZHANG Wang-wei
针对在考虑武器系统的战斗使用可靠性和空中目标的各种对抗条件下,如何确定防空导弹武器系统杀伤空中目标的概率问题.分别建立了发射一发及多发导弹杀伤空中目标概率模型.通过对防空导弹武器系统在战斗准备度、目标电子对抗、目标火力对抗等条件下的仿真,得出了杀伤概率随不同影响因素变化的仿真结果,并进行了分析.结果表明,武器系统战斗准备度、单发导弹杀伤概率、目标电子对抗、目标火力对抗是影响防空导弹武器系统射击效率的主要因素,对防空导弹武器系统的射击效率评估、导弹战术使用研究以及装备建设等有一定的参考作用.
航天器发动机故障信号的有效检测仿真
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史珂|SHI Ke
研究航天器发动机故障信号有效检测.在航天器运行过程中,利用传统方法对航天器发动机故障信号检测时,航天器角度偏转会造成发动机故障信号受到干扰,容易出现检测精度低、耗时长等问题.针对上述问题,提出基于EEMD和Hilbert融合变换算法的航天器发动机故障信号检测方法.首先对采集到的航天器发动机振动加速度信号进行分解,抽取能量较大的前4个内禀模态函数(IFM)进行Hilbert变换,然后对变换后的解析信号进行谱分析,为能够准确的检测航天器发动机故障提供了有利依据.仿真结果证明,EEMD和Hilbert融合变换算法能够有效的检测航天器发动机故障信号,提高了工作的效率,保证飞行器安全飞行.
电液负载模拟器的多余力抑制方法研究
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刘晓琳|王春婷|袁昆|LIU Xiao-lin|WANG Chun-ting|YUAN Kun
针对飞机舵机电液负载模拟器存在的多余力干扰不易抑制的问题,提出了CMAC神经网络与规则自校正模糊-PID复合控制的方法.利用CMAC神经网络控制器进行前馈控制,不仅能够有效地抑制系统多余力,而且可以提高系统的加载精度和响应速度.利用规则自校正模糊-PID控制器进行反馈控制,不仅能够保证系统的动态性能,而且可以为CMAC神经网络提供学习信号.实验结果表明,CMAC神经网络与规则自校正模糊-PID复合控制器能够有效地抑制多余力干扰,使系统具有良好的跟踪效果,完全能够达到系统控制性能指标的要求.
基于Stateflow的无人机应急返航控制仿真
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邹宇翔|肖敏|ZOU Yu-xiang|XIAO Min
小型固定翼无人机飞行过程中可能会出现GPS失效而导致无法顺利返航的情况,严重影响其自主性能.设计了一个应对无人机GPS失效的应急返航控制策略,通过使用Stateflow将其建模,对返航过程的三个阶段进行监控,并结合传统PID控制器,在Simulink环境下搭建了整个无人机应急返航系统模型,最后对整个模型进行仿真验证.这种基于Stateflow的返航控制模型相较于传统模型更加简洁直观,控制过程响应快速,可以满足无人机应急返航过程实时性要求高的条件.仿真结果表明,所设计的控制策略可以有效地完成无人机GPS失效时的应急返航任务.
远程卫星遥感图像的三维视觉重建模型仿真
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廖梦怡|刘建芳|LIAO Meng-yi|LIU Jian-fang
在对远程卫星遥感图像进行重建的过程中,容易出现采集的图像模糊区域较大,可恢复的有效特征较少或者发生对应混乱的问题.传统三维视觉重建方法由于估测的恢复特征很难保证连贯性,大大降低了远程卫星遥感图像的真实性和准确性,无法有效实现远程卫星遥感图像的三维重建.提出一种基于改进三维视觉的远程卫星遥感图像重建方法,分析了遥感图像的重建原理,依据标准三维视觉算法,引入层次分析法对标准三维视觉算法进行改进,塑造多层次目标问题推理模型,将多层次分析的推理原理和纹理映射关系模型相结合,大大降低物体结构的复杂性,按照傅里叶变换的基本思想,获取物体特征点之间的空间位置关系,塑造三维虚拟视觉物体模型,从而有效实现远程卫星遥感图像的重建.实验结果表明,所提方法大大提高了远程卫星遥感图像重建的真实性,验证了所提方法的有效性.
飞机机场的信号噪声预测优化仿真研究
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吕宗平|吴雨明|徐涛|LV Zong-ping|WU Yu-ming|XU Tao
机场噪声预测对噪声的控制、机场周边的规划和航班计划的制定具有重要的指导作用.传统的机场噪声预测模型一般根据航空器NPD(噪声-推力-距离)曲线为基础预测噪声,缺少精确考虑特定外界条件对噪声传播的影响作用,导致其预测误差较大,但优点是预测较稳定.而基于机器学习的机场噪声预测模型虽综合考虑了特定外界环境对噪声的影响,但由于实际训练数据来源于实际监测点监测的历史数据,经常包涵错误信息,导致建立模型不准确等问题.针对上述问题,依靠实际监测点的噪声、气象数据,构建了朴素贝叶斯机场噪声修正预测模型,通过学习传统预测模型预测值相对于监测值的差值,修正传统预测模型由于客观外界因素造成的预测偏差,既保持传统模型预测稳定性,同时修正噪声关于外界环境造成的声音衰减.最后,通过对比实验可见,改进方法预测稳定性较高且具有一定的预测准确度.
航空图像的三维目标图像重建过程的仿真分析
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郭红转|李娜|路新华|GUO Hong-zhuan|LI Na|LU Xin-hua
随着被飞行器摄体的越来越远,航空图像的拍摄距离往往较远,使得采集得到的图像特征变得扁平.形成反向透视畸变.传统的航空图像的三维目标图像重建方法针对这种透视畸变的干扰,多采用增加航拍图像进而增加图像特征的方法抵消干扰误差,但是,随着航拍图像特征的增加,也增加了重建过程中,特征校验与重建的负担,缺陷较为明显.提出了仿射近似算法的三维图像重建方法,利用仿射投影模型近似透视投影模型,运用线性算法获得透视畸变未知数的初始值,在使用透视投影模型对得到的三维重建数据深入优化来提升精度,提高了重建速度与精度.仿真结果表明,利用仿射近似算法进行航空图像的三维目标重建,提高了精度与效率.
基于冲突的窄体运输机登机过程仿真模型
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史跃亚|张俊然|SHI Yue-ya|ZHANG Jun-ran
研究旅客登机过程优化建模问题,以探寻最快速的旅客登机方式.登机策略、飞机座舱分布等是旅客登机时间的决定性因素,另外,旅客登机顺序不同导致登机过程可能产生各种干扰,是影响仿真结果的重要原因.为解决上述问题,提出针对窄体运输机的,考虑旅客座位冲突和过道冲突,以蒙特卡洛随机流程为基础的旅客登机过程仿真模型.根据窄体运输机座位分布及登机特点,将总登机时间剖析为所有旅客单位旅客登机时间之和:考虑座位冲突,建立单位旅客登机时间模型,并将其解析为旅客走道步行时间、放置行李时间和同排入座时间;考虑走道冲突,建立旅客总登机时间模型,最终完成旅客登机过程仿真模型.并提出使用蒙特卡洛随机仿真方法的实现登机流程建模.通过对国际常用的五种登机方法,利用MATLAB在三种典型窄体机型上的计算机仿真,得到旅客登机时间分布图.按登机时间从小到大排序为:倒金字塔法、成块分析法、从外到里法、从后到前法、随机登机法.模型解决了影响登机过程的重要因素旅客登机干扰问题,易于理解和编程实现,并可调整相关参量及登机顺序以适应窄体机不同机型和不同的登机情形.为航空公司优化旅客登机模式提供了依据.
具有落角约束的空地导弹最优导引律
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徐兴元|林青松|蔡远利|XU Xing-yuan|LIN Qing-song|CAI Yuan-li
在空地导弹制导精度优化控制的研究中,特定的碰撞角度能够有效提高导弹的精确打击效果.为此以最优控制理论为基础,结合空地导弹的精度要求,提出了一种具有落角约束的最优导引律.首先,推导了适用于任意阶系统的具有落角约束的最优导引律一般形式;然后,给出了零滞后系统的导引律表达式;最后,通过数字仿真验证了所提出导引律的有效性.仿真结果表明,所提出的导引律具有较高的精度,脱靶量和落角误差能够满足要求,并且能够以任意角度打击地面目标,可以满足空地导弹制导精度的需求.
基于载波频率辅助相位矢量跟踪算法
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沈锋|李伟东|邓德超|SHEN Feng|LI Wei-dong|DENG de-chao
针对传统GPS接收机在高动态环境下跟踪性能不理想、跟踪精度差的问题,提出一种载波频率辅助相位矢量跟踪算法,利用锁频环(Frequency Locked Loop,FLL)辅助锁相环(Phase Locked Loop,PLL)的方式代替传统单一跟踪环路,通过集中式滤波器对接收机各通道中频信号进行综合处理,同时完成对多颗可视卫星信号跟踪和导航信息解算.给出一种适合高动态环境下的载波频率辅助相位锁定环结构,详细分析了矢量跟踪下集中式滤波器的状态方程和量测方程,给出了跟踪环路反馈量,与传统标量跟踪模式下的跟踪性能进行了对比.仿真结果表明,载波频率辅助相位矢量跟踪算法比传统标量跟踪精度更高,可以更好的处理高动态信号.
非典型圆形轨道空间光学遥感器外热流计算
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胡日查|郭亮|刘春龙|HU Ri-cha|GUO Liang|LIU Chun-long
针对某空间光学遥感器优化设计问题,为了给热分析及热试验提供准确信息和可靠的热边界条件,对非典型圆形轨道空间光学遥感器空间外热流进行计算,总结了三种外热流的理论计算方法,确定太阳辐射外热流是最主要影响因素.通过升交点赤经的遍历确定光学遥感器6个面极端外热流出现的轨道位置,计算了极端高/低外热流,并确定极端高温及极端低温工况出现的轨道位置和外热流.结果表明极端高温工况及极端低温工况出现的轨道升交点赤经分别为冬至点180°和夏至点300°.由于±Z面平均外热流大而且持续照射时间长不适合布置辐射散热板,而±X面最适合布置辐射散热板.
双旋翼直升机姿态控制系统设计及仿真
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田玲玲|TIAN Ling-ling
在双旋翼直升机姿态控制优化中,针对双旋翼系统为多输入多输出复杂非线性系统,引起系统稳定性差.为解决上述问题,进行了系统模型辨识,利用辨识模型设计了采用扩张状态观测器的分散控制系统,最后进行了双旋翼系统的实时控制仿真.结果表明,上述设计的控制器可实现双旋翼系统的解耦控制,并且所设计的分散控制器参数整定简单易行,并可实现在线整定,表明设计的扩张状态观测器反馈线性化分散控制方法有效,为双旋翼直升机姿态优化控制提供了科学依据.
捷联惯导系统的快速初始对准研究
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吴远方|陈光柱|蒋成林|WU Yuan-fang|CHEN Guang-zhu|JIANG Cheng-lin
在研究捷联惯导系统进行初始对准的过程中,由于观测信息不全面以及实际导航中系统噪声统计特性未知,造成初始对准方位失准角对准精度低、对准时间长等问题.为了解决上述问题,基于捷联惯导误差模型,通过分析姿态误差与失准角之间的关系,提出了一种将航向角误差扩展为观测量的快速精对准方法,详细推导了引入航向误差后建立的新观测方程,并引入简化的Sage-Husa自适应Kalman算法进行递推滤波在线估计量测噪声,仿真表明,提出的快速对准方法,使方位失准角收敛时间约10s左右,对准精度提高到0.22”,远远优于常规对准方法,对导航系统性能的优化具有重要的应用参考价值.
航空发动机点火频率异常故障检测与仿真
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徐萌|李宏光|马颖川|王家林|XU Meng|LI Hong-guang|MA Ying-chuan|WANG Jia-lin
点火器是航空发动机的重要组成部分.在航空点火器维修过程中,由于火花频率失常,出现点火故障,常给航空发动机正常工作造成很大的安全隐患.为保证航空点火器的安全可靠工作,必须对航空点火器的点火频率进行故障检测.为正确检测火花频率,针对航空点火器火花频率失常的故障机理进行检测,研究了影响火花频率失常的因素,对点火电路进行数学建模并进行电路仿真.通过建立数学模型和电路仿真,验证了故障元件参数变化对火花频率造成的影响,为后续的航空点火器故障诊断和设计研发奠定基础.
UHV输电线路对无方向信标台无源干扰仿真
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周铖路|翁木云|ZHOU Cheng-lu|WENG Mu-yun
由于采用传统的飞行校验方法研究对无方向信标台的无源干扰具有费用昂贵,测量结果不能全面反映各种条件下的干扰情况等缺点,应用电磁仿真软件FEKO对特高压输电线路对无方向信标台的无源干扰进行仿真研究.以近距无方向信标台和特高压直流输电线路为研究对象,建立无源干扰线模型,在固定频率和固定间距条件下,分别研究了特定下滑角度对应的电场方向图以及全方位的无源干扰程度.结果表明:在特高压直流输电线路无源干扰下,天线方向图发生明显畸变,特定下滑角度对应的不同方位电场强度呈对称分布状交替增加和减少,随着距离增加,总体干扰程度逐渐降低,随着频率升高,总体干扰程度逐渐加深.研究方法及结论可以为实际工程的干扰预测分析提供参考.
无人机降落地点的智能障碍图像识别方法仿真
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谢旻旻|XIE Min-min
无人机在降落过程中,对降落地点中的障碍图像进行准确识别能够有效地保证无人机的安全.利用传统算法进行障碍图像识别的过程中,一旦障碍物与周围环境的特征差异较小,将会造成识别准确率降低的问题.为解决上述问题,提出一种采用支持向量机的无人机降落地点的智能障碍图像识别方法.首先利用降落地点图像中的R、C、B分量的灰度值的前三阶矩作为障碍图像颜色的特征并进行提取,然后利用对比度、相关性、能量、同质性和维度这五个参数对障碍图像的纹理特征进行提取,最后使用支持向量机来最终完成对障碍图像的准确识别.仿真结果表明,使用改进算法进行对无人机降落地点的障碍图像进行仿真识别,能够提高识别的准确性,同时也提高了识别的效率.
四旋翼飞行器自动控制仿真研究
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陈军|CHEN Jun
对四旋翼飞行器进行平稳的自动控制具有重要的应用价值.四旋翼飞行器控制系统是一个多变量、非线性和强耦合的系统,响应性能差.利用传统算法进行四旋翼飞行器自动控制有控制精度低,动态响应慢等缺陷.为解决上述问题,提出一种改进遗传算法的四旋翼飞行器自动控制方法.首先建立四旋翼飞行器的控制模型,获得改进遗传算法的寻优目标函数,其次在遗传算法中对变异概率和交差概率进行改进,能够自动适应控制过程中参数的变化,并计算出每个个体的适应度,得到最优适应度的个体,最终可以得到最优的控制参数.实验结果表明,利用改进算法进行四旋翼飞行器自动控制,能够提高控制精度和响应速度.
余热发电机组电能稳定性控制仿真研究
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赵辉|王亚菲|李克卿|王红君|ZHAO Hui|WANG Ya-fei|LI Ke-qing|WANG Hong-jun
水泥产业属于高耗能的企业,而余热发电是水泥厂节能降耗和减少污染物排放的重要手段.为在余热发电系统高扰动的工作环境中仍保持电能的稳定,提出了建立指数型终端滑模变结构的励磁和汽门开度综合控制器;然后用MATLAB软件构建模型,并在三相短路和三相断路故障条件下分别进行仿真,与采用自适应终端滑模变结构控制的仿真结果进行对比分析,结果表明采用指数型终端滑模变结构控制方法使被控对象具有更好的动、稳态特性,提高了电能的稳定性.
电业超短期负荷预测仿真研究
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梁静|瞿博阳|宋慧|刘巍|LIANG Jing|QU Bo-yang|SONG Hui|LIU Wei
超短期负荷预测是电力负荷预测中很重要的环节,数据的提取和预测方法的选择则是最难的环节.为了准确预测,采用电行业监测分析系统数据提取平台,能够实时监测及提取负荷数据.反向传播(BP)神经网络和极限学习机(ELM)具有预测能力强和全局搜索显著特点而成为超短期负荷预测中常用的两种方法.实验数据通过重点用电行业监测分析系统获取,通过建立预测数据提取模型,用BP神经网络和ELM通过不同的隐含层节点数设置进行超短期预测.实验结果表明,提出的数据提取平台在提取数据上的可靠性,同时BP神经网络及ELM在超短期负荷预测中的可行性,并且相比较于BP神经网络,ELM在超短期负荷预测上具有较高的预测精度和较短的运算时间.
阴影条件下光伏阵列的最大功率追踪算法研究
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杨海柱|张增亮|刘洁|YANG Hai-zhu|ZHANG Zeng-liang|LIU Jie
在光伏发电效率的优化中,由于阴影条件下光伏阵列的输出特性具有非线性、多峰值的特点,影响输出功率.传统方法用引入粒子群算法来进行最大功率追踪(MPPT).但粒子群算法随机性强,造成寻优效率较低,速度较慢.针对上述问题,对粒子群算法进行改进,提出了一种带“筛选域”环节的改进型粒子群算法.在Matlab/Simulink环境下进行光伏阵列的多峰值寻优仿真,并与普通型粒子群算法进行比较.结果表明,改进型粒子群算法具有更快的寻优速度,减少了寻优过程中的功率浪费,对阴影条件下光伏阵列的最大功率追踪效果更好.
配电网投资效率评估优化仿真研究
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张功林|黄吉|张文虎|高丙团|ZHANG Gong-lin|HUANG Ji|ZHANG Wen-hu|GAO Bing-tuan
配电网投资效率评估将直接影响未来年配网项目的规划,对配电网投资效率进行合理地评估优化,以达到检验投资效果、完善项目决策的目的.在研究配电网项目具体工程类型的基础上,构建配电网投资效率评估指标体系,结合二型(Type-2)模糊算法,通过模糊区间的运算给出评价指标的模糊范围,根据计算的模糊隶属度值评价各配网工程的建设效果.基于构建的指标体系和提出的评估算法,以某实际配电网投资为例,计算得到量化的各地市电业局配网项目的投资成效.结果表明,提出的二型模糊算法可有效评估配电网的投资效率.
电源逆变换器抑制谐波优化控制仿真研究
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李堃|王炜|刘紫耀|LI Kun|WANG Wei|LIU Zi-yao
针对传统逆变电源输出电压中含有大量的谐波分量,波形畸变较大,在实际工程中有很大的危害,提出了一种逆变电源谐波抑制优化设计.通过改变SPWM载波信号,采用倍频技术进行调制,并在输出端加入滤波器,使负载得到纯度较高的正弦波,提高电源的带负载能力.重点分析和论述了优化设计中的倍频调制技术和低通滤波设计,利用MATIAB软件构建电源模型并进行仿真,结果显示采用了倍频优化设计,有效抑制了谐波和减少了开关损耗,提高了输出效率.
电网供电系统电能质量调节器优化控制
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乔和|刘连颖|张文斌|QIAO He|LIU Lian-ying|ZHANG Wen-bin
统一电能质量调节器(UPQC)能够解决电网的电压跌落和谐波等问题,但是传统控制方法不能快速对电压骤升或骤降进行快速补偿,系统稳定性能差,并且不能使UPQC中的串联和并联有源滤波器统一工作.为解决上述问题,提出了一种直接前馈反馈控制策略.对单相UPQC进行建模,得出UPQC空间状态模型.利用卡尔曼滤波器提取谐波,H∞回路控制器进行协调控制.仿真结果表明,上述控制策略可实现UPQC串联和并联有源滤波器统一工作,使系统具有鲁棒性,提高了系统稳定性和抗扰动性,并在电压骤升或骤降时快速进行补偿,更有效地提高电网电能质量.
基于MATLAB的锂电池健康状态建模实现
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杨刘倩|詹昌辉|卢雪梅|YANG Liu-qian|ZHAN Chang-hui|LU Xue-mei
锂电池作为电动汽车的动力来源,其健康状态管理极其重要.针对动力锂电池健康状态的影响因素和数学模型进行研究.通过锂电池实验数据及电池健康状态的经验模型分析,提出建立自适应电池健康状态的数学模型以及健康状态的估算算法.详细描述了基于MATLAB的建模实现过程及估算算法流程,并经过测试验证.实验结果表明,可通过将锂电池充放电数据导入SOH计算模型,以实现健康状态估算及预警功能,且健康状态估算误差小于10％.所建的模型与算法可用于实验室对锂电池健康状态的估算分析研究.
基于改进关联规则算法的RN决策过程仿真
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刘经天|蒋文娟|LIU Jing-tian|JIANG Wen-juan
电力网络决策的目标是通过数据库中已知的数据完成电力数据的分析和决策,再获取电力网络实际的运行状态和规律.电力网络决策过程是一个信息重建的过程.电力信息具有随机性特征,决策过程需要根据信息分析完成.传统的基于关联规则的电力网络信息决策方法,在处理当前大规模电力网络中大波动、高复杂的电力信息中,受到关联规则建立困难,决策过程存在效率低、误差大的缺陷.提出了改进关联规则算法的电力网络决策优化方法,基于电力网络信息决策原理,通过模糊C均值聚集方法,依据隶属度明确各数据点的聚类程度,实现数据点的模糊划分,获取模糊划分目标函数,得出改进关联规则算法的具体流程.然后将提出的改进关联规则算法应用到电力网络决策过程中,获取的实验结果说明,改进关联规则算法在提高电力网络信息决策可靠性和智能性方面具有较高的优越性.
光伏供电节能控制模型仿真研究
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张成军|陶佰睿|ZHANG Cheng-jun|TAO Bai-rui
针对传统的光伏控制网络的控制系统在光照面积分布不均、光强度非线性变化较大等因素的干扰下,控制过程具有非线性、强耦合性的特点,在节能控制中无法运用精确的物理量来进行参数的变化,控制效果较差.提出改进模糊自适应算法的节能控制方法.根据相关理论对光伏网络的发电输出的特性进行分析,为节能控制模型的建立提供参考,依据改进模糊自适应算法构建光伏控制网络的节能控制模型,确定输入输出变量,建立模糊控制规则,并依据控制规则进行模糊推理,最后通过反模糊化,得到精确的节能控制结果.实验结果表明,采用改进算法进行光伏控制网络的节能控制,能够有效的减小超调量,提高控制系统的适应性及稳定性,具有较强的鲁棒性.
基于开放结构的集成分散控制系统研究
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施建中|董泽|SHI Jian-zhong|DONG Ze
针对一般火电厂控制系统对一些复杂过程控制效果不理想的缺陷,提出了一种开放结构的集成分散控制系统.该系统可与目前市面上大部分分散控制系统进行对接,以各种通讯方式,从现场分散控制系统取得数据以后,通过先进的控制算法或者大型的优化程序进行过程控制与参数优化,以达到节能减排的目的,提高控制系统的稳定性.实际的应用结果表明,该集成分散控制系统具有较好的控制效果和应用前景.
新型功率分流混合动力汽车能量管理策略仿真
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郭明林|朱建新|王晨|程辉军|GUO Ming-lin|ZHU Jian-xin|WANG Chen|CHENG Hui-jun
利用混合动力汽车能量动态规划进行管理可优化系统状态,降低油耗,但计算量大,仿真时间长.针对一种新型混合动力汽车结构,优化动态规划算法得到能量管理策略.通过对新型功率分流混合动力汽车进行建模分析,优化发动机模型,减少了控制变量数量,制定相应的状态转移规则,减少了仿真计算量.基于整车纯电动试验得到电池荷电状态与当量燃油消耗量的转化系数,建立了代价函数.利用Matlab仿真平台得到NEDC工况下混合动力汽车能量管理策略.结果表明,优化的动态规划方法可显著减少仿真计算量与时间,所得能量管理策略可显著提高整车燃油经济性.
混合动力汽车转矩优化协调控制仿真
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周朋歌|付主木|ZHOU Peng-ge|FU Zhu-mu
混合动力汽车转矩优化协调控制的研究中,由于混合动力汽车(Hybrid electric vehicle,HEV)模式切换过程中发动机转矩响应慢,使发动机与电机转矩不能实时响应,引起转矩波动.为解决上述问题,提出了一种“电子节气门模糊滑模控制+电机转矩补偿”协调控制策略.在建立电子节气门模型的基础上,设计了模糊滑模控制算法,以改善发动机单独驱动工作模式下的转矩输出.在此基础上,为满足整车的动力需求,设计了在发动机及ISG(Integrated Starter/Generator)电机混合驱动工作模式下的ISG电机转矩对发动机转矩进行动态补偿的控制策略.仿真结果表明,改进算法能有效改善发动机的动态性能,发动机的工作效率提高至38.6％,且整车转矩及速度响应能力均有所提高.
基于改进退火算法的高速列车开行方案研究
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蒲松|陈钉均|王文宪|PU Song|CHEN Ding-jun|WANG Wen-xian
为实现运输企业的利益最大化,以及减少铁路乘客的出行成本,构建高速旅客列车开行方案的多目标规划模型,针对传统智能优化算法在求解该问题时需要结合开行方案评价体系,并结合其它算法,结构较为复杂的缺陷,提出了一种基于算法解析空间改进的模拟退火算法进行求解仿真.算法解析空间的构造思路是:综合运用客座率、停站率等确定列车开行方案编制的主要指标,确定列车的类型与停站方案,根据乘客的旅行时间,运用时间比原则进行客流分配,并计算列车的开行对数.以京沪高速铁路为算例的仿真结果表明,基于解析空间改进的模拟退火算法在收敛速度以及解的质量上均有较大改进,可为高速列车开行方案设计问题提供有效解决方案.
高速铁路离线电弧作用下的弓线温度场研究
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王英|刘志刚|母秀清|黄可|WANG Ying|LIU Zhi-gang|MU Xiu-qing|HUANG Ke
针对动车组在重载和高速条件下弓网滑动电接触频发引起的离线电弧现象,以高速铁路离线电弧作用下的动车组车顶弓线温度场为研究对象.首先利用非线性有限元理论,借助ANSYS强大的功能,建立受电弓弓头滑板和接触线的有限元模型;然后分析电弧产生后对温度分布的影响;其次给出不同环境条件、不同材料、不同材料配副时的弓线温度分布仿真结果,最后,通过不同仿真对比,充分验证了模型的正确性,得出最优的材料配副选择,给出降低电弧对弓网侵害的措施.
车辆运输路径选择低碳优化建模仿真
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张之勇|ZHANG Zhi-yong
在车辆运输的过程中,车辆的运输路径选择与碳排放之间的联系及其复杂,与车辆运输的时间、距离和成本存在非线性的关系,传统的路径选择方法需要引入大量的约束条件,才能充分建立两者关联,导致路径选择建模过程过于复杂.提出神经网络优化遗传算法的低碳联运路径选择方法.分析车辆运输网络中的不同路径下车辆碳排放指数,获取不同碳排放等级的运输区域,根据上述碳排放区域分类情况,构建低碳联运路径中碳排放量关系模型,采用神经网络优化遗传算法,搜索碳排放最少的路径,在获取的路径中,充分考虑运输时间、运输距离等因素,完成车辆运输网络中低碳联运路径选择.实验结果表明,利用改进算法进行车辆运输网络中的低碳联运路径选择,能够缩短运输时间和运输路径距离,减少运输过程中的碳排放量.
一种新型车载GPS/DR组合定位方法
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王励扬|何文涛|马成炎|白晓莉|WANG Li-yang|HE Wen-tao|MA Cheng-yan|BAI Xiao-li
为使GPS/DR系统更适合于车载应用环境并准确定位,根据车载导航的特点,首先提出了一种新的DR导航算法.新算法使得DR系统不再局限于东北天坐标系下水平面上的位置定位.新算法基于差分里程计方案,由车辆左右后轮上的车速脉冲获得车辆速度和偏航角的变化信息,并将上述信息转化为东北天坐标系下的速度矢量,依照所建立的地球模型和前一时刻的系统状态推导得出车辆当前时刻的经纬度.然后设计了一种新的数据融合算法将DR系统与GPS进行组合.改进算法实现简洁,可靠性高.仿真和实际跑车实验表明,改进方法能够满足车载导航定位应用的需求,提高了组合系统的定位精度,并能在GPS信号遮挡时继续保持连续可靠的定位.
基于交通仿真的多尺度机动车尾气排放评价
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范文博|FAN Wen-bo
机动车污染排放评价是交通项目决策的重要依据,但目前研究方法难以揭示交通空气污染在不同空间尺度上(宏观-中观-微观)的影响.采用传统的四阶段交通需求仿真工具,整合最新的污染排放模型,以美国马里兰州高速公路车道改造项目为例,示范了项目实施前后空气污染变化.结果发现虽然在大空间尺度(州域和郡域)上空气污染水平变化几乎可以忽略,但通道沿线的污染排放量有可观增加.研究结论可为我国交通污染排放评价提供技术与方法借鉴.
一种未知信源数高精度波达方向估计方法
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彭诚诚|谢跃雷|陈紫强|姜兴|PENG Cheng-cheng|XIE Yue-lie|ChEN Zi-qiang|JIANG Xing
针对信源数估计不准确会导致超分辨波达方向估计失败的问题,利用接收信号中有用信号自身的相关性以及有用信号和噪声的非相关性,提出了一种信源数未知的高精度波达方向估计方法,该方法采用时间平滑技术,得到组合空时自相关矩阵,再利用上述矩阵构造空间谱函数,无需对自相关矩阵进行特征分解运算就可进行波达方向估计.仿真结果表明,在信源数未知条件下,所提算法的估计精度接近于超分辨MUSIC算法,且具有较小的运算复杂度,为提高波达方向估计性能提供了依据.
异构网络效能优化设计与仿真
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鲍慧|石盼|BAO Hui|SHI Pan
由于异构网络中存在同频干扰问题,将导致一部分能量用来传输无用的干扰信号.而多蜂窝小区多用户间的信号干扰一直是降低异构网络性能的难题.针对上述问题,根据波束成形技术,设计了能够消除异构网络中小区间干扰的块对角化(BD)算法,增加了网络的吞吐量,进而提高了系统效能.首先探讨了异构网络的优势和面临的挑战,并建立了异构网络的部署模型;然后根据移动终端配置多根接收天线情况,设计了BD预编码算法.定义了一种效能的度量标准,并将转化为凸优化问题,确定了影响异构网络效能的因素.最后仿真证明,所提算法相对于传统的迫零算法可以显著地提高系统的吞吐量和效能.
一场近场修正型干扰抑制波束形成算法
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周彬|宋雪晶|陈阳|赵安邦|ZHOU Bin|SONG Xue-jing|CHEN Yang|ZHAO An-bang
当本地信号声纳平台发射或存在动力噪声源时,产生的近场干扰由于辐射面按照球面波扩展,因而到达水平直线阵各阵元的时延差不同,如果按照远场平面波处理将带来干扰抑制性能的下降.若按照近场处理,则扫描远场目标时将大大增加了运算量.针对上述问题,对近场干扰按照球面波进行时延差修正,提出修正型Bartlett零点约束波束形成器.并针对多个近场干扰源或一个多亮点模型干扰源时,推导得出了多零点约束时的修正型Bartlett零点约束波束形成器.通过理论推导和算法仿真比较修正前后的干扰抑制效果,仿真数据的处理结果得出,修正型Bartlett零点约束波束形成技术能有效抑制近场干扰对远处目标的探测.
恶劣环境下的舰载通信效能评估优化模型仿真
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王亚飞|刘亮亮|WANG Ya-fei|LIU Liang-liang
舰载通信系统本来就工作在弱信号区域,其通信效能的评估指标较多,各个指标在工作过程中并不完全独立,评估条件又受到工作区域恶劣环境的干扰,具有不确定性.传统的评估方法对舰载通信效能评估的过程中,只以各典型的属性作为评估指标,忽略某些模糊性指标间的相互作用,导致获取的评估结果不真实.提出一种基于RBF模糊神经网络的恶劣环境下的舰载通信效能评估优化模型,依据舰载通信系统的结构组成和影响系统的各种因素,建立舰载通信系统性能的指标体系,采用RBF模糊神经网络的方法建立舰载通信效能评估优化模型,在进行计算的过程中对权值以及隶属度进行自适应调整,对网络进行学习和训练,实现舰载通信效能评估.实验结果表明,采用所提算法对舰载通信系统进行效能评估,不仅评估结果准确有效,而且效率高,验证了该优化模型在恶劣环境下的舰载通信效能评估的有效性和可行性.
混合蛙跳在AF协作通信功率优化中的应用
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刘紫燕|唐思腾|冯丽|帅暘|LIU Zi-yan|TANG Si-teng|FENG Li|SHUAI Yang
针对合理的功率分配能有效地提高中继协作性能,在不考虑功率优化目标函数的特性下,对功率受限的多中继协作通信的功率分配进行了研究.首先对AF多中继协作通信,提出了混合蛙跳算法的多中继节点功率分配方案.然后在总功率约束下,以最大化平均信噪比为优化目标函数,通过混合蛙跳得到源节点和中继节点的功率分配方案.上述算法不依赖于最优化问题的目标函数,具有操作简单,易于跳出局部最优等特性.仿真结果表明,与遗传算法和平均功率分配相比,基于混合蛙跳算法的功率分配方案能获得更小的比特差错率,提高了系统性能.
THz空间通信系统传输特性研究
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宋琳|丁元明|SONG Lin|DING Yuan-ming
在空间通信系统性能优化的研究中,太赫兹在高速率通信方面具有广阔的应用前景,因而提出对太赫兹辐射的传输特性及其规律进行系统的理论研究.针对发展利用频谱资源的基础条件,综述了近几年国内外THz通信最新研究进展,分析了不同THz发射系统星间通信链路传输特性,改进了全电子系统信噪比模型.得出与光电子发射系统相比,全电子发射系统可以得到较高的SNR和较低的误码率,可以选择BPSK和16QAM两种调制方式做变速率传输,在保证网络连通的同时增加系统的吞吐量,减小端到端延迟.为THz空间高速通信的方案选取提供依据.
单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰新方法
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蔡文龙|CAI Wen-long
在可见光通信中由于多径信道重组产生空间聚焦,引起码间干扰导致信道失衡,需要进行码间抗干扰抑制.传统方法采用正交频分复用方法进行LED失真抑制时,由于载波幅值出现负信号失真,无法实现单周动态补偿,效果不佳.提出一种单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰新方法.采用BPSK调制码元分布构建可见光通信的多径信道模型,计算频谱能量,把输入的比特流进行串并转换和调制,产生谐波单周增益,对通信信号进行OFDM分解,完成信号和翻转负信号的时域采样,进而实现LED非线性单周控制动态补偿,并将信号以光功率的形式发射到光无线通信信道,通过动态补偿样本选择加权系数,完成码间抗干扰抑制.仿真结果表明,上述方法能有效地重组多径信号,拟制码间杂波干扰,空间增益聚焦特性较好,误比特率有很大降低,为光通信优化设计提供了参考.
粘弹性阻尼板结构减振动力学特性分析与优化
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贺红林|周楠兰|刘文光|袁维东|HE Hong-lin|ZHOU Nan-lan|LIU Wen-guang|YUAN Wei-dong
在粘弹阻尼结构减振设计的研究中,针对阻尼材料与结构参数对阻尼板减振特性的影响,通过对阻尼板的动力学建模与分析,确定模态阻尼比为减振效果评析依据,并推导出阻尼板模态阻尼比计算模型;选定粘弹性阻尼悬臂板为对象,在进行有限元建模和数值分析基础上,仿真了两类阻尼结构在不同材料和尺寸的振动特性参数,分析了阻尼材料弹性模量、损耗因子、约束层与阻尼层的厚度比对结构减振特性的影响.考虑到结构的随机振动,研究了阻尼材料参数及结构参数对减振板宽频振动幅值的影响.进行仿真结果表明,约束阻尼结构比自由阻尼结构抑振效果好并阻尼材料损耗因子越大减振效果越好,为获得理想减振效果应合理配置减振结构的材料及结构参数.
烧结矿冷却过程数值仿真及环冷机漏风率研究
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夏建芳|陈锦|赵先琼|XIA Jian-fang|CHEN Jin|ZHAO Xian-qiong
环冷机漏风率是评价环冷机设备性能的重要参数,影响着整个工艺系统热效应.一直以来,对环冷机漏风率的准确测量是一个难点.以某钢铁企业460m2环冷机为研究对象,以多孔介质为基础,并对动量方程加以修正,对环冷机内烧结矿气、固态过程采用非热力学平衡双能量方程,通过计算流体软件fluent平台建立了适合烧结矿冷却过程数学模型.基于此模型,提出了环冷机漏风率测量方法,计算了环冷机的漏风率大小,并验证了改进方法的正确性.
气体钻水平井偏心环空携岩数值仿真研究
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王良|李皋|李小林|陶祖文|WANG Liang|LI Gao|LI Xiao-ling|TAO Zu-wen
气体钻水平井气体携岩受力状态及环空气体流动状态与直井有很大不同,导致了水平段井眼的净化成为核心问题,因此对气体钻井在井内流场特性和工艺参数,尤其在钻杆发生偏心时的环空气体流动特征分布和岩屑运移仍需进一步研究.首先基于气固两相流理论,建立了气体钻水平井的环空气体流动数学模型,其次利用CFD软件模拟了气体钻水平井在钻杆偏心条件下的水平井段环空流场,并对偏心环空的岩屑运移进行了可视化实验研究.结果表明:钻杆向井眼下侧偏移的偏心环空使环空气体流速度呈现上高下低的不均匀分布现象,在小环隙区域中易出现气旋现象.钻杆转动及增加注气量,均有利于气体携岩.而随着偏心度的增加,岩屑更容易沉积,不利于提高气体的携岩能力.为水平段井眼净化提供了有益的建议.
虫害环境下的植物图像的复原技术研究与仿真
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林楠|李东明|韩永奇|LING Nan|LI Dong-ming|HAN Yong-qi
对虫害环境下植物图像的复原,对分析病源有着重要的意义.受到病虫侵害的植物图像在像素破坏程度、破坏区域的关联性上与破坏前都有着较大的差别.传统的图像复原技术都是根据图像损坏后的平滑程度完成恢复的.但是,病虫害的发生大大破坏了植物图像的平滑度,破坏了关联性,导致像素重构过程失败,复原存在困难.提出引入逆滤波算法的植物图像复原方法,在像素约束条件下得到植物图像的能量空间分布情况,对待复原的植物图像进行增强处理,对植物图像进行正则化参数选择和噪声变量统计,降低了对噪声先验知识的依赖性,针对破坏像素求解,对不稳定的因素进行化解,完成复原.实验结果表明,利用改进算法进行虫害环境下的植物复原,效果较好.
AFPM电机BUCK控制仿真的转矩脉动分析
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郭保忠|张牧|阳娜|GUO Bao-zhong|ZHANG Mu|YANG Na
减弱轴向磁场无铁心无刷直流电机(AFPM)的电流谐波和转矩脉动,对电机良好运行起至关重要的作用.根据电机的特性方程建立了轴向磁场无铁心无刷直流电机本体模型,构建了包含BUCK变换电路的电流环和速度环控制系统模型.进行快速起制动,突加负载的仿真.仿真结果表明,BUCK变换控制方法在轴向磁场无铁心永磁电机的控制上有良好的效果,相绕组电流和直流端电流脉动明显减小,电磁转矩脉动也相应减小,电机的铜损耗大大降低,接近理想铜损耗状态.因此,验证了BUCK变换控制方法能较好地减弱轴向磁场无铁心永磁电机的电流谐波和转矩脉动.通过电机控制较少谐波来降低电机温升,对电机安全、稳定、高效的运行意义重大.
远程微小红外图像小差异特征分类算法仿真
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徐甜|金显华|高国伟|XU Tian|JIN Xian-hua|GAO Guo-wei
远程微小红外图像特征空间维数较高,提取出的独立分量具有无序性的特点,传统的红外图像差异特征分类方法不能解除红外图像的亮度耦合,对图像的边缘、角点、轮廓等采用同种维度的图像差异帧幅度分析法,致使提取的红外图像特征准确率不高.提出一种基于赋权思想及雷达图的双维度图像帧差异幅度分析方法.通过帧图像特征构建矩阵,利用选择矩阵筛选出符合双维度差异的有效帧图像,然后利用赋权思想将图像小差异即不符合显著特征的帧图像进行分类融合,最后利用雷达图对矩阵内清晰帧图像进行多维无损放大.仿真结果证明,通过赋权思想及雷达图的双维度图像帧差异幅度分析方法,能够将远程微小红外图像小差异特征进行有效分类,消除噪点,有利于微小红外图像最大限度还原.
数据拥堵状态下最优数据库GIS遥感数据挖掘
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吕康|马媛媛|LV Kang|MA Yuan-yuan
在地理信息系统(GIS)构建和设计中,需要进行GIS遥感数据挖掘,提高对GIS遥感数据库的访问能力.传统的遥感数据挖掘算法采用小波多层分解的遥感影像数据特征提取算法,在数据拥堵状态下挖掘效果不好.提出一种采用投影散斑尺寸配准和小波边缘检测的GIS遥感数据挖掘算法,构建GIS遥感数据最优数据库模型构建的特征信息评价系数,基于拓扑理论的数学形态学的分割方法,进行遥感影像特征数据采集,对空间信息进行分析和处理,获得特征点相关信息,如位置、尺度、主方向及特征向量,通过投影散斑尺寸配准和小波边缘检测,得到GIS遥感数据挖掘模型的预测值,实现数据拥堵状态下的最优数据库GIS遥感数据挖掘模型构建.仿真结果表明,所提算法得到对遥感数据识别准确率为98.6％,比传统算法提高32.3％,耗时减少,性能优越,特征配准效果较好,特别在数据拥堵状态下,对数据挖掘的特征配准性能优越.
步进电机的ARM-QTE嵌入式控制器设计
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蒋跃飞|敖逸超|贾英民|JANG Yue-fei|AO Yi-chao|JIA Ying-min
步进电机是常用的位移转化装置,旧有的控制方式比较缺乏再开发能力.因此设计了一种新的步进电机控制器,使用了飞凌OK2440ARM开发板和嵌入式Linux开发环境进行控制器开发,编写了Linux系统下步进电机驱动程序,用Linux信号量机制解决了信号竞态问题,并最终用QT-Embedded技术实现了界面化操作.此方法易于移植到机械臂、转台等应用领域,一定程度上弥补了步进电机控制器的再开发能力弱的缺陷.
全有界变差四阶偏微分方程图像复原模型
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郭从洲|吴冰|秦志远|王耀革|GUO Cong-zhou|WU Bing|QIN Zhi-yuan|WANG Yao-ge
针对现有偏微分方程复原模型存在的弱点,提出了一种改进的全有界变差四阶偏微分方程图像复原模型,证明了模型的适定性.由于模型的Euler-Lagrange方程是非线性偏微分方程,利用分裂Bregman迭代算法,将其分解为三个线性子问题,结合Gauss-Seidel迭代方法得到了数值解.从实验结果和客观评价上看,上述模型和算法在对图像复原的过程中,与ROF模型和TBV_ROF模型相比较,峰值信噪比和平均结构相似度都有明显的提高.模型在复原的同时,能够很好地保持原始图像上的边缘和纹理特征,复原能力优于ROF模型和TBV_ROF模型.
一种行人跟踪遮挡处理方法
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惠祥龙|王世刚|霍昊达|赵文婷|HUI Xiang-long|WANG Shi-gang|HUO Hao-da|ZHAO Wen-ting
针对视频监控中目标遮挡问题,提出一种基于加权亮度直方图的行人跟踪遮挡处理方法.首先,利用卡尔曼滤波预测功能得到目标预测中心位置坐标并依此得出遮挡类型,同时预测遮挡时间.在遮挡前期,结合目标自身或目标间相对运动状态,对不同位置的像素亮度值赋以不同权值;在遮挡后期,反转权值计算公式,得到新的加权值.通过计算加权后的直方图之间的相似度进行遮挡跟踪.实验结果证明,加权直方图的方法可以有效降低遮挡带来的干扰,同时合理利用有效亮度信息,提高了跟踪系统的连续性和可靠性.
基于NSCT的超声图像自适应阈值去噪方法
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李磊|曹旭辉|白培瑞|何寒芳|LI Lei|CAO Xu-hui|BAI Pei-rui|HE Han-fang
根据超声图像乘性斑点噪声模型以及非下采样Contourlet子带系数的统计特性,提出了一种改进的基于非下采样Con-tourlet变换(NSCT)的斑点噪声抑制算法.上述算法通过把对数变换后的超声图像的NSCT子带系数模型化为广义高斯分布(GGD),给出一个改进的自适应BayesShrink阈值,用软阈值函数处理来实现超声图像的去噪处理.实验结果表明,相比于已有的基于小波和基于NSCT的BayesShrink阈值去噪法,在去噪性能和视觉效果上,上述算法都有明显的提高和改善,并且也有效地保持了原始图像的边缘和细节信息.
乐谱识别关键技术问题及其解决方案
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刘晓翔|周密|陈双平|LIU Xiao-xiang|ZHOU Mi|CHEN Shuang-ping
分析讨论了乐谱识别关键技术的研究现状及其存在的问题,针对多声部乐谱识别的关键技术提出了相应的解决方案.①提出一种基于投影和相关计算的谱线检测方法,能够克服变形、相交和粘连的干扰;提出一种基于游程块邻接图的谱线删除方法,有效减少图元的过删现象.②提出一种基于结构特征约束的音符基元抽取和重组模型,使系统在复杂环境下的适应性与可靠性得到提高.③提出一种基于声部划分的多声部乐谱识别校验方法,将识别反馈机制从单声部乐谱延拓至多声部乐谱.在此基础上开发了乐谱识别原型系统IOMRS,与商业化乐谱识别软件进行对比评测的结果表明,IOMRS的音符识别率高、稳定性强,尤其在识别复杂版面的多声部乐谱方面具有优势.
一种改进的灰色关联模型验证方法研究
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宁小磊|吴颖霞|陈战旗|NING Xiao-lei|WU Ying-xia|CHEN Zhan-qi
在灰色关联算法优化的研究中,为了降低常规灰色关联模型验证方法存在的风险,提出了一种改进的灰色关联模型验证方法.在常规灰色关联分析的基础上,改进方法考虑了曲线相似性和数值相近性两个属性.使用差因子综合了相似性属性,同时通过辨识升降两种变化趋势提高了灰色关联分析的精度;使用商因子进行参考序列和行为序列的数值比较,综合了数值相近性的属性,克服了常规灰色关联分析主要依据序列曲线几何形态的相似程度进行关联判断的缺陷,提高了灰色关联分析的可靠性.给出了改进灰色关联模型验证方法的步骤.最后,通过实例分析与比较验证了改进灰色关联度模型的有效性和实用性.
视觉技术的中心定位误差方法研究
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曾友|高健|岑誉|ZENG You|GAO Jian|CEN Yu
在目标精确定位实际应用时,往往会由于倾斜拍摄物体而引入定位误差.针对这一问题开展研究,提出一种消除误差的有效方法.根据线性摄像机成像过程,建立理想与非理想两种成像模型,揭示在摄像机倾斜拍摄时同一目标在图像像素坐标系下的对称中心并非世界坐标系下目标对称中心,分析误差产生原因,并提出在世界坐标系下目标的精确定位方法,即通过将图像坐标系中目标逆向投影到世界坐标系下再进行定位,就能消除该定位误差.实验结果表明,同一目标在图像坐标与世界坐标系下对称中心并不对应,在世界坐标系下进行定位能获得更高的定位精度.
基于能量均衡的节点最优路由选择策略
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岳亚南|张国良|陈坚|孙一杰|YUE Ya-nan|ZHANG Guo-liang|CHEN Jian|SUN Yi-jie
针对将节点数据节能、低延迟地传输到基站的问题,由于网络节点自身能量消耗不能补充,提出一种改进遗传算法建立路由路径的策略.首先,结合无线传感器网络的拓扑结构和节点剩余能量构建能量均衡评价函数,利用函数选取簇头节点.其次,编码簇头节点并构建包含通信传输耗能、延时等因子的适应度函数,通过遗传算法动态选取最优路径,将数据高效、实时路由至基站.仿真结构表明,上述策略不仅有效地均衡各个节点的剩余能量,而且能够降低路由过程中的能耗和时延.
关于无线网络传感器节点能耗优化设计与仿真
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蒋华|韩平梅|王鑫|JIANG Hua|HAN Ping-mei|WANG Xin
在无线传感器网络中,节点能耗直接影响了网络的生命周期,设计高效节能的路由协议成为一个重要问题.在LEACH算法的基础上,提出一种节点能耗均衡的均匀分簇算法(EBEC).通过利用分割线对网络均匀分簇的思想来优化簇头节点的位置,再利用定时器触发机制竞争出最优簇头,避免了簇头的随机选举;最后,采用簇头与基站多跳通信的方式,有效降低了节点能耗.仿真结果表明,与LEACH协议相比,改进算法能减少网络能耗,延长网络生存周期.
WLAN传感网络下的空气污染指数监测仿真
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孟迪|MENG Di
空气污染指数监测对于保护环境具有重要的意义.利用传统的WLAN网络进行空气污染指数监测,只能通过对采集得到的污染指数进行量化完成监测,但空气污染面积的无序扩大变化、空气透明度的非线性变化等污染指数,无法通过WLAN中的节点快速得到,节点需要一个均衡适应的过程,降低了空气污染监测的准确性.提出一种改进的基于WLAN的空气污染指数监测方法.利用无线访问接入点(AP)、移动测量端和定位处理器构建室外无线局域WLAN网,使待监测区域被三个或更多的AP信号覆盖,调整AP的发射功率消除监测盲区,计算采样点对所有AP边缘的概率密度,得到所有采样点的联合概率密度,根据计算结果获得采样点的准确坐标位置,不需要节点的适应过程,完成空气污染指数的监测.实验结果表明,利用改进算法能够对监测区域中的具体位置的空气污染物进行准确检测.
基于QOS的MPR优化选择算法
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黄绍城|马林华|宋博|唐红|HUANG Shao-cheng|MA Lin-hua|SONG Bo|TANG Hong
最优化链路状态路由协议在移动自组织网中是一个性能优越的主动式路由协议,其通过选择多点中继来转发拓扑控制信息从而减少网络控制信息的泛洪.由于目前支持多参数服务质量(QOS)的OLSR协议仍然未能很好解决,通过建立多参数QOS模型,提出一种兼顾邻居节点覆盖度和节点的本地链路和两跳局部链路服务质量的优化MPR选择算法.通过OPNET仿真分析可知,所提出的改进协议能减小MPR集并减少为维护拓扑所需的拓扑控制信息、网络丢包率和延时.
复杂网络的攻击策略研究
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聂廷远|郭征|李坤龙|NIE Ting-yuan|GUO Zheng|LI Kun-long
根据前人的研究可知,传统网络攻击策略对不同性质的复杂网络具有不同的攻击效果,传统的攻击策略对小世界网络的攻击效果不佳.分析复杂网络的拓扑结构特性,结合节点的介数和度,提出了新的攻击方式IDB和RDB,以提高攻击策略的攻击效率.以最大连通子图和平均反测地线距离为抗毁性度量指标,对无标度网络和小世界网络的抗毁性进行了测试.实验结果表明,与传统的攻击方式相比,提出的攻击方式对小世界网络的攻击效率有明显地提高,可达到60％.
无线传感器网络分簇部署覆盖优化仿真
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史俊茹|马利亚|杨军|SHI Jun-ru|MA Li-ya|YANG Jun
在无线传感网的构建阶段,网络覆盖是传感网关键技术研究的热点问题.因传感器节点随机放置在监测区域内,节点分布不均易导致网络覆盖漏洞.特别是在网络运行期间,部分节点能量耗尽或遭受外界破损失效时,监测区域会形成感知盲区.针对上述情况,提出采用虚拟力的分簇部署覆盖优化算法.首先兼顾节点剩余能量和节点受力均衡等方面因素,采用EECA算法对网络进行分簇部署,合理地竞选出簇首,优化每个簇内节点数目.然后竞选获胜的各个簇首执行改进后的虚拟力算法(VFCA),引导簇内节点移动,优化网络覆盖.实验结果表明,通过可移动节点的静态自主部署,能实现监测区域的均匀覆盖,同时获得较小的部署时延,并有效均衡网络的能耗负载.
大型局域网中VLAN间可靠通信的仿真设计
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廉佐政|王海珍|LIAN Zuo-zheng|WANG Hai-zhen
VLAN间可靠通信中高宽带高速通信规划和设计问题,是网络规划与设计课程的教学重点.为了提高通信性能,设计并仿真了大型局域网VLAN间可靠通信实验,即先采用LITO模拟器设计以交换机为核心的三层架构组网模型,然后应用链路聚合、多生成树协议等网络可靠性技术以及VLAN、ospf协议实现各设备的配置,最后验证网络通信的可靠性,并对验证结果进行分析.结果分析显示模型实现了VLAN间的可靠通信,而且通过该模型的设计、仿真,增强学生理解和应用可靠性技术、VLAN技术、路由协议等知识的能力.
大型网络控制装置的可靠性检测仿真分析
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孙志刚|SUN Zhi-gang
在对大型网络控制装置的可靠性检测的研究过程中,由于在使用过程中引入网络,造成控制装置不稳定,用传统的算法进行可靠性检测时控制装置失效率较高,存在检测误差大的问题.为解决上述问题,提出了一种采用MARKOV算法的大型网络控制装置的可靠性检测方法.上述算法融合于层次分析法的理论思想,从控制装置可靠性的角度出发,利用大型网络控制装置失效判据组建大型网络控制装置可靠性模型,用MARKOV算法计算网络控制装置的可靠性状态参数,依据得到的可靠性状态参数,建立大型网络控制装置的可靠性检测矩阵,进而精确的完成了大型网络控制装置的可靠性检测.仿真证明,基于MARKOV算法的大型网络控制装置的可靠性检测精确度高,鲁棒性强.
物联网高速传感器中的异常节点通信定位仿真
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彭小梅|PENG Xiao-mei
物联网高速传感器中的异常节点通信定位过程中,由于节点的能耗不固定,导致整个网络的整体衰减过程也很难确定.利用传统算法进行异常节点定位的过程中,衰减过程无法被有效衡量,会降低定位的精确度.为解决上述问题,提出基于无损卡尔曼算法的物联网高速传感器网络中的异常节点定位方法.建立异常节点发射信号强度的衰减模型,获得异常节点与参考节点距离,利用三角定位法获得异常节点的初始位置信息,为异常节点的精确定位提供了准确的数据基础,利用无损卡尔曼算法实现对异常节点的精确定位.仿真结果表明,利用改进算法进行物联网高速传感器网络中异常节点定位,能够提高定位的精确度.
一种基于超图复杂网络的新的演化模型
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刘艳|张青|杨正全|王杰智|LIU Yan|ZHANG Qing|YANG Zheng-quan|WANG Jie-zhi
在超图理论的基础上,构建了一种新的复杂网络动态演化模型:在演化过程中,不仅有新节点和新边增加,也有旧节点和旧边消失,而除了新节点的加入可生成新边,网络中的老节点之间也可产生新的连接.上述基于超图的有增有减的动态演化模型比单纯增长的演化模型更具现实性.使用连续化方法和平均场理论对模型进行了分析,给出超网络超度的特征方程.利用超度特征方程,得到超度分布的解析表达式.仿真结果和理论分析一致,表明随着网络规模的增大,这个动态演化模型的超度分布符合幂律形式,具有无标度特性.
引入信息融合编码特征传递网络入侵检测仿真
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龙文光|LONG Wen-guang
在网络信息交互和加密传输过程中,需要进行信息编码,由于编码特征的相异性,可能引入网络入侵信号,传统的网络入侵检测算法采用入侵信号包络线幅度检测,由于对幅度的阀值判断无法做到绝对精准,很容易引起的边界控制误差,形成信号相似性干扰,导致检测性能不好.提出一种信息融合编码特征传递的网络入侵检测算法,构建了低信噪比下的网络入侵信号模型,对信号进行降噪滤波处理,提高信号的纯度.通过自相关成分的独立快速分析与分离,得到入侵自相关检索编码,构建入侵检测目标函数,为使检测概率最优化,对检测目标函数求导,对入侵信号的幅度和频率进行参量估计,采用信息融合编码特征传递特征检测算法,实现对网络入侵检测模型改进.仿真结果表明,采用改进算法能有效提高网络入侵的检测性能,信号频谱分辨性较高,避免了边界误差,检测概率提高显著,性能优越,在网络与信息安全等领域具有较好的应用价值.
监狱中人员异常情况视觉监控跟踪方法仿真
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杨新锋|刘艳|刘克成|YANG Xin-feng|LIU Yan|LIU Ke-cheng
监狱中人员异常情况视觉监控,可加强对犯罪人员的强制管理.监狱中的人员受到自身条件的限制,犯人会发生异常情况,使得人员运动随机性较大,在监狱中的人员行为特征存在较强的快速突变性,使得对监狱中人员图像特征的提取和跟踪过程必须满足快速变化的需要.传统的视觉监控跟踪方法在运用到监狱中人员异常情况发生的区域中,无法避免由于监狱中人员快速移动造成行为迅速转换,带来的跟踪丢失问题,无法大幅简化跟踪过程,使得经常不能对监狱中人员进行实时准确的视觉监控跟踪.提出采用模糊区域识别跟踪算法的监狱中人员异常情况视觉监控跟踪方法.首先对异常情况发生区域中的监狱中人员图像进行分割,筛选出优质的小特征,降低运算成本,为监狱中人员图像的特征提取提供了准确的数据基础.针对视觉监控图像中部分监狱中人员身体纹理特征进行提取,建立跟踪模型.仿真结果表明,利用改进算法能够有效提高监控的实时性,能满足监狱中人员异常情况视觉监控跟踪的要求.
基于BP神经网络的RFID室内定位算法研究
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吴超|张磊|张琨|WU Chao|ZHANG Lei|ZHANG Kun
针对室内物体或者人员使用主动式射频识别(RFID)技术问题,设计了适用于室内环境的定位算法.传统的RFID室内定位算法由于室内环境复杂多变,路径损耗系数很难准确估计,定位精度不高.为解决上述问题,提出一种采用BP神经网络的RFID室内定位算法,算法引入参考标签辅助定位,利用BP神经网络建立场强信号转化模型.在模型中输入接收信号强度值,输出路径损耗系数,网络模型提高了路径损耗系数的准确性,再利用距离-损耗模型实现精确定位,从而减小定位误差.与传统的RFID定位算法比较,仿真和实验结果表明,改进算法的定位精度有显著的提高,可用于仓库、监狱、超市等室内环境.
智能人工视觉下机器人手势识别模型仿真
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刘若冰|LIU Ruo-bing
机器人在对手势进行识别的过程中,为了保证识别的快速性,一般以稀松特征点分布,表达需要识别的复合型特征.但是,如果手势是小区域内的负责特征,传统的稀疏表示的机器人手势识别方法,在进行手势表达时,无法高精度表达小区域内的特征细节,无法准确有效的实现机器人手势识别,提出一种优化的机器人手势识别模型,依据相似三角形原理,推导出手势深度和手势面积的关系,考虑到该关系,通过背景差分法对手势进行检测,在背景更新的基础上,对当前帧背景进行差分处理,利用背景差分图以及颜色直方图的反投影图对运动手势区域进行检测,将RBG颜色空间转换为HSV颜色空间,提取HSV空间中的颜色直方图,对符合要求区域的亮度值进行修正,求出经处理后颜色直方图的反投影图像,对其进行二值化处理,得到手势检测二值图,采用基于7Hu矩向量的算法,依据手势检测二值图,通过采集手势轮廓进行模板库匹配实现机器人手势识别.仿真结果表明,所提方法具有很高的稳定性及准确性.
夜间视觉变弱状况对搜救成功率影响模型仿真
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时彩颖|SHI Cai-ying
夜间视觉变弱条件下对搜救成功率与外部环境的关系建模在搜救领域至关重要.搜救成功率与夜间视觉变弱之间产生了复杂的关联.上述关联由于外界环境、自身条件的不同,存在很强的非线性、突变性、和高维特性.传统的关联模型,只能通过简单的多线性关系叠加描述两者关系,缺少精确的约束,前提条件过多,描述效果不好.提出基于约束模糊聚类算法的夜间视觉变弱对搜救成功率的影响的建模方法.获取搜救成功训练中夜间视觉变弱模糊聚类的目标函数,针对上述目标函数进行最小化变换,计算不同夜间视觉变弱因素的权重和对应的置信度,建立夜间视觉变弱对搜救成功率的影响模型.实验结果表明,利用改进算法进行构建夜间视觉变弱对搜救成功率的影响模型,能够获取不同的夜间视觉变弱对搜救成功率的影响,提高夜间搜救人员搜救的成功率.
基于FLS的多级队列CPU调度系统仿真研究
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周思林|谢从华|ZHOU Si-lin|XIE Cong-hua
传统的多级队列调度方法为每个队列分配一个优先等级,并根据队列的等级将过程分配到不同的子队列中.高优先级队列中的过程通常会抢占低优先级队列过程的资源,使低优先级队列中的过程一直得不到服务.针对上述问题,利用模糊符号逻辑,提出了一种多级队列CPU调度算法.上述算法将就绪队列分为两个子队列,每个子队列包含I/O极限处理和CPU极限处理,且CPU时间动态地分配到每个队列中.设计了两种模糊干扰系统,一种系统动态地为两个子队列分配CPU处理时间,另一种系统计算时间量子来调度I/O极限过程.仿真结果表明,所提算法改善了过程饥饿问题,以及平均响应时间性能.
云平台多媒体视频信息防冲突调度算法仿真
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董薇|DONG Wei
云计算平台采用多服务器联合计算的模式进行多媒体视频信息通信,由于不同服务器的调度规则使得针对不同信息的调度过程也不同.传统的资源调度方法在云平台环境下,缺少对服务器的统一规划,仅仅以资源为基础,按照需求的顺序进行调度,没有考虑服务器的差异性,容易产生调度冲突,影响调度效率.提出改进二叉树搜索的云平台多媒体视频信息防冲突调度方法.对待调度任务根据服务器的来源进行拆分,并在对应的任务服务器上执行报告相应状态,通过计算得到策略执行时间,构建云平台多媒体视频信息防冲突调度模型,依据改进二叉树搜索原理获取多媒体视频信息调度过程中的冲突概率,为计算过程的冲突规避提供数据支撑,实现云平台多媒体视频信息防冲突优化调度.实验结果表明,采用改进算法进行云平台多媒体视频信息调度,能够大大提高调度效率与准确性.
基于模糊综合评价法的脑中风风险预测系统
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徐晓|张蕾|王珍|XU Xiao|ZHANG Lei|WANG Zhen
利用模糊综合评价法,对糖尿病心脑血管并发症脑中风进行风险预测,得出患病风险等级:极高危,高危,中危,低危.根据脑中风的各项体征及因素量化模糊数据,建立模糊综合评价指标因素集、确定评价等级集,然后根据专家和临床经验确定权重集,并利用遗传算法优化权重,确定隶属函数矩阵,最后建立脑中风的模糊综合评价模型.研发生成一款基于模糊决策的脑中风风险评估的医用软件,进行风险预测.软件的推广使用能有效地筛选出部分可能发生脑中风的高危患者,以便及早诊断和干预.
六自由度打磨机器人张量积曲面轨迹规划仿真
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黄玉钏|HUANG Yu-chuan
在对六自由度打磨机器人张量积曲面的路径规划的研究中,为提高机器人抛光轨迹精度,研究了该类机器人基于de-Casteljaus算法的路径规划关键问题.通过建立六自由度打磨机器人运动学模型,获得了机器人运动学的正反解,在运动学基础上设计了机器人张量积曲面的路径规划方案.利用仿真软件Matlab的robot tool工具箱,进行了六自由度打磨机器人运动学和张量积曲面路径规划的仿真.仿真结果证明,路径规划方案可以很好地让打磨机器人完成张量积曲面的路径规划.从而从理论上解决了六自由度打磨机器人曲面路径规划中空间点确定的难题,并为实现六自由度打磨机器人完成三维空间任一张量积曲面轨迹规划提供了理论依据.
基于模糊自适应控制的温度冲击试验系统研究
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孙林|顾伟|孙庆克|SUN Lin|GU Wei|Sun Qing-ke
温度冲击可靠性试验广泛应用于电子产品、军工、船舶等工业领域,是产品检测的重要组成部分,温度冲击试验系统具有多变量、非线性、纯滞后、参数时变等特点,难以对其进行有效的控制.在介绍温度试验系统一般性原理后,对其进行数学建模,提出了基于Smith预估和模糊自适应PID复合控制的控制策略,并进行了数值仿真和实验研究.结果表明,基于上述模型的控制器的动态响应快、超调量小、稳态精度高,具有良好的稳定性和鲁棒性;实际试验数据也进一步验证了上述控制器具有很好的适用性.
基于蚁群算法的直升机舰面系留座优选
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吴靖|胡国才|WU Jing|HU Guo-cai
针对直升机舰面系留座优化属于组合优化问题,提出了一种改进的蚁群算法,包括局部搜索、全局搜索和信息素更新三部分.局部搜索采用变量依次随机改变的方法,全局搜索在全局随机搜索的基础上嵌入了定向转移策略,转移方向取决于蚂蚁信息量和启发函数值,而信息素更新时将信息素控制在一定范围,以避免算法过早陷入局部最优解.最后对某型直升机标准停放时的系留座进行优选,与采用推荐系留座方案相比,系留座优选后的系留索最大张力降低了40％左右,说明在确定系留方案时必须对系留座进行优选.
基于大数据分析的垃圾燃烧数值仿真分析
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王淞春|李玉敏|兰淑娟|WANG Song-chun|LI Yu-min|LAN Shu-juan
垃圾燃烧过程,由于没有对垃圾进行很好的分类,在燃烧的过程中,不同垃圾类型的燃烧数值在温度场内形成较大的差异化特征.传统的垃圾燃烧数值充分程度分析模型,以热量值为唯一标准进行衡量,忽略了差异化明显的海量和燃烧值相关的其它大数据特征,导致传统的模型无法有效实现垃圾燃烧数值仿真,提出一种基于大数据分析的垃圾燃烧数值仿真方法,依据大数据分析的原理,对垃圾燃烧环境进行假设,塑造垃圾燃烧数值仿真基本模型,分析了固相质量守恒方程以及气相连续方程,对预热区蒸发过程中的质量平衡方程、能量平衡方程以及垃圾焚烧炉中环境对垃圾加热的热流密度进行介绍,对热解区挥发分析出过程中燃料的热分解速度以及垃圾的燃烧与停留时间进行分析,有效实现大数据环境下的垃圾燃烧数值仿真.实验结果表明,所提方法与实际燃烧数值较吻合,验证了所提方法的有效性.
涡扇发动机高压转子转速线性自抗扰控制
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牟春阳|李世中|MU Chun-yang|LI Shi-zhong
在涡扇发动机高压转子转速控制中,由于控制器硬件电路的不确定性因素和各种干扰对控制的影响,从而导致控制系统的平衡点偏离原来的位置,而在经典PID控制中不能对各种干扰及时补偿.针对上述问题,设计了线性自抗扰控制器(由“安排过渡过程”的装置、“提取输出量微分信号”的装置(扩张状态观测器)和误差反馈控制律三部分组成).通过仿真分析得出以下结论:在扩张状态观测器下的闭环系统可对状态估计进行校正,在误差反馈控制律下实现了对涡扇发动机的高压转子转速无稳态误差控制.
大型智能化建筑中的照明设备光调节设计方法
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苗长芬|炎士涛|MIAO Chang-fen|YAN Shi-tao
在大型智能化建筑中,对照明设备的发光进行合理调节能够有效提高发光效率,提高人们的视觉舒适度,降低能源成本.传统的光调节方法没有充分考虑外界动态光的变化,造成发光效率降低.为此,提出一种基于自适应PID的大型智能化建筑中的照明设备发光调节方法.对照明设备的驱动电源进行了硬件上的设计,通过采样电阻将将电流信号转换为电压信号,经过A/D转换处理,然后信号进入控制器,利用控制信号实现对照明设备的亮度调节.实验结果表明,利用改进算法进行大型智能化建中的照明设备发光的调节,能够有效提高发光效率,效果令人满意.
可信计算机平台中易受攻击区域检测方法仿真
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李敬有|LI Jing-you
在对可信计算机平台中的易受攻击区域检测方法研究过程中,为注册的攻击会造成网络信号变化与正常攻击变化交织,攻击区域的信号呈现较大的非线性状态,导致只能发现易受攻击区域中已经存在的线性攻击,无法检测到新的非线性攻击事件,存在误报率较高的问题.为此提出了一种采用混沌同步算法的可信计算机平台中易受攻击区域的检测方法,该方法从非线性信号处理角度着手,将混沌同步思想与期望最大算法(EM)相融合,通过组建易受攻击区域的高斯混合模型(GMM)估计出易受攻击区域中的3个参数,依据神经网络的学习能力与较强容错处理能力在可信计算机平台下根据获取的参数设计检测系统的推理规则,进而完成了可信计算机平台中对易受攻击区域的检测.实验结果证明,采用混沌同步算法的可信计算机平台中易受攻击区域检测方法具有较高的检测率和更低的误报率.
一种基于神经网络算法的高温测量方法
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王维哲|赵伟|WANG Wei-zhe|ZHAO Wei
在高温测量的过程中,被测物体光谱发射率稳定性差,采用传统算法进行高温测量,在建立测温模型时,存在测温精确度降低的问题.为解决上述问题,提出了一种采用神经网络算法的颜色法高温测量系统的测温方法.利用彩色数码相机对高温物体在各种温度散发的颜色光进行标定,利用图像识别技术对图像进行识别,融合变换光圈快门组合的方法将测温范围扩大到高温生产的常用温度范围,通过组建RBF神经网络测量模型和标定减少CCD光谱响应带宽和被测对象光谱发射率三方面对测温精度的影响,建立精确的颜色法高温测量系统的测温模型.实验结果证明,神经网络颜色法高温测量系统测温精确性高,适应性强.
基于混合混沌分类的水下航行器异常压力检测
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来羽|LAI Yu
随着水下航行器随下潜深度的逐渐增加,所受的压力也逐渐增加,当下潜至一定深度时,压力出现异常将影响水下航行器的稳定运行.传统的水下航行器异常压力检测方法存在无法克服水下航行器压力多样性和不可预知性问题的弊端,提出一种采用混合混沌思维的水下航行器异常压力检测方法,将一维时序维数扩展至更高维的空间中,挖掘出充分的水下航行器压力信息,恢复原吸引子的动力学特征,依据此刻状态获取下一时刻的状态,对相空间进行重构,合理选择时间延迟与嵌入维数,为时间序列的预测提供可靠基础.对水下航行器样本集进行多次不同k值的k-均值聚类处理,利用评价函数对聚类结果的聚集性及分离性进行评价,获取最优聚类结果,得到小规模类样本,即为水下航行器异常压力样本.仿真结果表明,所提方法为提高水下航行器检测精度提供了依据.
开源IaaS平台中的随机调度任务动态融合仿真
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徐化祥|陈林|陈浩|XU Hua-xiang|CHEN Lin|CHEN Hao
由于开源IaaS平台中用户数量众多,系统所需处理的任务量十分巨大,导致传统的粒子群调度方法,容易陷入局部最优,求解到一定范围时会存在大量冗余迭代,处理效率低等问题.为提高资源利用率,提出一种采用遗传和蚁群动态融合的开源IaaS平台中随机调度任务方法,首先分析了蚁群算法信息素初始化、选择路径、更新信息素的详细过程.其次介绍了遗传算法染色体编码、初始种群的产生、选择算子、交叉算子和变异算子的具体步骤.然后给出开源IaaS平台中随机任务调度目标,求解出开源laaS平台中各资源完成该资源中全部子任务所需的时间.最后通过遗传算法准确形成开源IaaS平台任务调度的初始解,并以初始化为信息素分布,实现依据蚁群算法正反馈和高效收敛的优点获取最佳随机任务的调度.仿真结果表明,所提方法具有很高的资源利用率.
大型云计算数据库安全等级优化评估研究仿真
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陆云帆|诸振家|王鑫|LU Yun-fan|ZHU Zhen-jia|WANG Xin
在数据库等级优化评估问题的研究中,传统的数据库等级优化评估方法只能对较小规模的数据库进行精确评估,一旦数据库规模较大,需处理的数据较多时,则不能保证安全等级评估的精确度,评估效果较差,为此,提出基于模糊多层次分析算法的大型云计算数据库安全等级优化评估方法.针对大型云计算数据库的特点建立数据库层次分析模型,计算数据库安全指标权重值,并建立判断矩阵,通过对结果归一化处理判定数据库评估目标的最大特征值向量,依据模糊多层次分析原理,对评估目标进行综合评价,将结果依据一定方式排序,获取最优对象,从而得到最终的安全等级评估结果.实验结果表明,采用改进算法进行大型云计算数据库安全等级优化评估,能够有效克服传统方法的局限和不足,提高大型数据库安全等级评估的精确度,从而为提高大型云计算数据库的保护能力提供数据支持.
通信网络中非规则控制故障数据软件挖掘仿真
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王翠娥|崔冬华|李香林|WANG Cui-e|CUI Dong-hua|LI Xiang-lin
在对通信网络中非规则控制故障数据软件挖掘的研究过程中,由于采用当前的算法进行数据软件挖掘时,容易受到大量的噪声干扰,存在挖掘精度低的问题.为解决上述问题,提出了一种改进人工蜂群算法的通信网络中非规则控制故障数据软件挖掘方法.上述方法先组建通信系统的非规则控制故障模型,然后对通信网络中产生的非规则控制噪声进行详细的分析,在此基础上利用关联系数归纳非规则控制故障数据的分布范围,确定非规则控制故障数据软件挖掘的目标函数,融合于人工蜂群算法对目标函数进行优化,实现了基于改进人工蜂群算法的通信网络中非规则控制故障数据软件挖掘方案,有效地完成了对通信网络中非规则控制故障数据软件挖掘.仿真结果证明,改进人工蜂群算法的通信网络中非规则控制故障数据软件挖掘的方法挖掘精度高,鲁棒性强.
一种基于HOG的多清晰度模板行人检测方法
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李位星|潘峰|任雪梅|马骉|LI Wei-xing|PAN Feng|REN Xue-mei|MA Biao
行人检测是计算机视觉领域一个非常活跃的研究方向,为消除HOG特征提取过程中混叠现象对行人检测的影响,在特征提取过程中采用三线性插值技术;为解决待检测图像上采样过程会造成原始图像模糊而影响提取到的HOG特征不能完整描述行人的问题,提出一种基于多清晰度模板的分类器训练方法,首先对测试样本进行模糊处理,然后再提取HOG特征进行分类器训练用于行人检测.在INRIA行人检测库和自建的行人库进行了广泛的实验,仿真结果表明在窗口误检率(FPPW)为10-5量级时,将漏检率降低到了15％;在640*480的图像分辨率下检测时间控制在0.5s内.
基于Mecanum轮的自由基座设计与滑模控制
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吴靖楠|贾英民|WU Jing-nan|JIA Ying-min
旨在设计具有强机动性的全向移动自由基座并进行轨迹跟踪控制.自由基座移动方式采用基于Mecanum轮的四轮组合形式;执行机构为Maxon直流有刷电机,通过行星减速器增加扭矩输出;控制芯片采取PMAC Ⅱ型多轴运动控制卡输出控制信号,通过直流驱动器进行功率放大.结合四轮组合Mecanum轮的运动学模型,建立了自由基座的动力学模型;并自适应估计外界干扰的上界,进而设计了指数收敛的自适应滑模跟踪控制器.仿真结果表明,上述滑模控制器能确保自由基座实现精确的轨迹跟踪.
基于集成法的汽轮机组智能故障诊断仿真研究
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徐春梅|彭道刚|张悦|XU Chun-mei|PENG Dao-gang|ZHANG Yue
针对BP神经网络在故障诊断中容易陷入局部极小点及收敛速度慢等问题,引入了小波神经网络(WNN)和概率神经网络(PNN)两种故障诊断算法.为了避免采用单一的故障诊断方法进行故障诊断可能会存在误诊或漏诊的现象,提高故障诊断的可靠性,又在决策层引入D-S理论进行融合故障诊断.但是由于在处理冲突证据合成时,D-S合成公式完全没有考虑冲突证据信息而造成故障信息的浪费,因此为了充分利用所有故障信息,采用了改进的D-S合成算法,提出了一种基于WNN-PNN和改进的D-S集成的汽轮机组故障诊断方法.方法首先通过WNN和PNN对故障信息进行诊断并构造证据体,然后根据改进的D-S证据理论进行融合诊断.通过仿真验证了集成诊断方法的有效性.
基于神经网络的居民住宅需用系数模型研究
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宁亮|王晨光|钟诚|云飞|NING Liang|WANG Chen-guang|ZHONG Cheng|YUN Fei
居民住宅小区需用系数的精确计算对于小区的电力资源容量配置具有重要意义.针对现有配电网规划指导原则中需用系数参考范围过宽、不够精确的缺点,通过收集唐山市中心城区配电网近年来的大量实际运行数据,针对不同类型的居民住宅小区,利用神经网络方法分别建立了考虑户数多少、户型面积、入住率等影响因素的居民小区需用系数模型.应用实例表明,在保证配电网安全运行的前提下,借助该模型规划居民小区的电力资源容量配置,可有效地节约投资成本,从而提高配电网运行的经济性.
基于粒子系统的虚拟战场烟雾特效仿真
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周迎春|房凌晖|郑翔玉|陈晓磊|ZHOU Ying-chun|FANG Ling-hui|ZHENG Xiang-yu|CHEN Xiao-lei
在虚拟战场烟雾效果优化的设计中,采用传统粒子系统方法难以模拟烟雾的湍流旋转效果,而且需要大量粒子,实时性不强,逼真度不高,难以满足虚拟战场仿真的需要.为解决上述问题,提出一种粒子系统烟雾仿真方法,首先对烟雾粒子进行受力分析,再按照气体动力学方程求解烟雾的运动,并构建相应的烟雾粒子类实现烟雾旋转运动过程模拟.采用动态纹理映射技术模拟烟雾的外形、颜色等形态变化,利用BillBoard和基于视点距离的LOD(Level of Detail)方法提高烟雾绘制效率,与传统粒子系统方法相比,增加了对烟雾湍流旋转的模拟,效果逼真,实时性强,能满足虚拟战场多烟雾仿真需要.
基于粒子群神经网络的级联式变频器故障诊断
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王新|孙河南|WANG Xin|SUN He-nan
研究级联式变频器功率管开路故障准确诊断问题,级联式变频器是一个复杂的非线性系统而且功率管开路故障的隐蔽性高难以被发现,传统的BP神经网络具有收敛速度慢和易陷入局部极小值的缺点,难以准确的判断出故障.为了提高级联式变频器故障诊断的精确度,提出了一种粒子群(PSO)优化BP神经网络的故障诊断方法,同时针对粒子群算法易早熟且后期迭代精度不高等缺陷,并对惯性权重和学习因子进行了改进,并对部分粒子进行了变异.然后利用改进的粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值.仿真结果表明,利用改进PSO算法优化的神经网络极大的提高了级联式变频器故障诊断的精度和速度.
个性化人体特征曲线驱动的三维服装变形
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姚砺|李奥琼|王慧洁|YAO Li|LI Ao-qiong|WANG Hui-jie
针对目前三维试衣系统中人体建模方法难于建立大量个性化的三维人体模型的问题,提出一种采用Kinect扫描人体重建个性化人体模型,利用个性化人体特征曲线驱动服装变形的三维试衣方法.方法提取人体特征曲线,并根据曲线所在人体部位特征进行曲线拟合,依据拟合曲线计算服装控制点位置,最终使服装适合人体模型.根据个性化人体体型特征对服装模型变形,符合真实人体试衣过程中服装形状随人体体型不同而改变的特点.改进方法取得了个性化人体模型三维试衣的较好效果,使虚拟试衣效果更好地预测真实着装效果.
设备多部件系统维修策略优化设计与仿真
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宋之杰|常建美|朱宏灿|侯贵宾|SONG Zhi-jie|CHANG Jian-mei|ZHU Hong-can|HOU Gui-bin
针对由可靠度随使用时间变化较快的部件构成的串联系统,为了有效改善系统的维修费用和可用度问题,在预防性维修策略中引入机会维修,以系统单个部件的可靠性作为机会维修阚值,以系统在有限运行时间内的总维修成本最小化为目标,在满足最低可用度基础上,建立了多变量机会维修优化模型.运用遗传算法对模型进行寻优,求解出系统在有限时间内各部件最优的机会维修阈值和相应维修仿真计划.算例结果显示,运用模型能有效改善设备系统的维修成本,并且提高系统可用度,验证模型可为多部件系统提供维修决策支持.
基于数据挖掘模型的冷却水温度监督控制
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何磊|雷波|毕海权|王晓亮|HE Lei|LEI Bo|BI Hai-quan|WANG Xiao-liang
为降低冷却水系统与冷水机组运行能耗,通过改变冷却塔风量控制来保持温度恒定.采用数据挖掘技术分析历史运行数据,建立了冷水机组运行能耗预测模型和冷却塔运行状态预测模型;以冷却水系统能耗最小为目标,构建了约束条件与优化目标函数,采用模式搜索算法优化求解,并编制监督控制程序对冷却水供水温度设定点进行优化.用能耗模拟软件TRNSYS与MATLAB联合仿真测试监督控制程序,结果表明,与定温度及定逼近度控制法相比,基于数据挖掘模型的监督控制法能够有效降低系统能耗.
复杂信息分类自然语义表达模型仿真分析
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郑宇超|ZHENG Yu-chao
在对复杂信息进行分类的过程中,进行复杂信息的语义转换时,由于存在数学描述和语言理解障碍,造成复杂信息语义转换不准确.为了保证信息的完整性,需要加入较多的约束条件,保证自然语义对复杂信息的准确表达,过多的约束条件导致传统的复杂信息分类方法,在进行语义转换时,解码耗时,不能快速完成数学特征到语义描述的转换,分类模型复杂度较高,提出基于简化的自然语义复杂信息分类模型,通过对需要转换的全部名词进行过滤,选取需要表达的关键词,获取一个名词数组,不在对所有数据进行转换,采用合理的内积核函数完成从信息低维空间向高维空间的映射,实现复杂信息的初步分类,采用分类词库,依据MSHTML组件,通过自然语言处理以及一个分类词库指导,对所有复杂信息进行打分,依据获取的打分结果,即可完成复杂信息的有效分类.实验结果表明,所提算法具有较高的准确性及高效性.
基于山线图的农药残留信息的建模与仿真
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刘瑞军|陈谊|徐扬|LIU Rui-jun|CHEN Yi|XU Yang
研究农残数据中数据值随时间变化的趋势,是分析农药使用情况和监测食品安全的重要方式.针对农残数据随时间变化会存在数据值之间差异较大,数据值不连续,时间跨度长的特点,以及云线图(Cloudline)中存在显示空间浪费和数据属性值表现形式单一的缺点,提出基于山线图的农药残留信息的建模与仿真方法.首先由对数值替代、半椭圆表现形式、透明度数据密度划分、密集数据显示平滑过渡和不均等轴宽等部分组成仿真方法.然后用于分析数据随时间变化的趋势,并有效地展现数据属性的多样性,充分利用显示空间进行关联对比分析.最后使用山线图对农残数据进行实际分析,并得出分析结果及结论.