通信与信息工程

  • 基于Smart Client模式的战时信息通信装备区域保障系统设计

    张凯;姜楠;

    由于信息通信装备的特殊性,战时有着严格的区域保障要求。为提高战时信息通信装备区域保障系统的综合能力,设计基于Smart Client模式的战时信息通信装备区域保障系统。基于Smart Client模式设计系统架构,在装备综合能力评估模块中构建战时信息通信装备综合能力评估模型。在故障预测诊断模块中,基于模拟退火粒子群算法与相关向量机建立信息通信装备的故障预测诊断模型。设计多个数据库表以存储各种系统数据,完成数据库模块的设计。系统测试结果表明,设计系统的查询反应时间低于2 000 ms,综合能力评估误差、装备区域故障预测诊断的RMSE均较低,可有效提高战时信息通信装备区域保障系统的综合能力。

    2023年05期 v.46;No.628 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
    [下载次数:82 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 多径效应对无线通信系统性能的影响

    魏建军;刘乃安;李晓辉;黑永强;韦娟;

    无线通信过程中由于信道中障碍物的影响,使得信号从发射端到达接收端时存在多条路径,在接收端引起多径效应。信道模拟器在基带处理多径信号,然后变换到射频段,这与实际情况有所出入。软件仿真模块呈现为一个黑盒子,屏蔽了多径效应的本质。针对这一问题,采用虚拟仿真技术开发多径模型,将抽象的理论知识呈现为直观的现象。利用多径效应模型分析多径效应对无线通信系统的性能影响,给实验者提供身临其境的感受,并且界面友好、实验操作简单,帮助实验者掌握无线通信中的多径效应问题。多径效应对无线通信系统的性能影响实验采用浏览器/服务器模式,可以远程操作实验平台,同时多人进行操作,相互之间不存在操作干扰,便于开展实验,实现个性化学习。

    2023年05期 v.46;No.628 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
    [下载次数:560 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:0 ]
  • 视距条件下MIMO空分复用空空通信传输方法

    石荣;张吉莹;

    在大部分地面移动通信应用中,多径传输是MIMO空分复用通信建立的重要条件,而空空视距通信传输仅存单一传输路径,通常认为MIMO空分复用难以实现。针对空空通信应用场景,在对MIMO通信传输理论模型简要回顾的基础上,对视距传播条件下的点对点通信与点对多点通信这两种情况进行了详细分析,揭示了点对多点传输与多用户MIMO通信在模型应用方面的相似性,并采用DBF(数字波束形成)技术,通过多个具有特定波束零点指向设计的独立波束的叠加实现了多用户的MIMO空分复用空空通信传输功能。最后以6个具有DBF功能节点的组网通信传输为例,仿真验证了前述分析的正确性与有效性,从而为视距传播条件下的MIMO空分复用空空通信工程应用提供了重要参考。

    2023年05期 v.46;No.628 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K]
    [下载次数:239 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • SOME/IP车载以太网服务协议的关键技术与性能分析

    张毅峰;欧阳颂华;魏鹏;丁炜超;郑佳明;

    首先对SOME/IP协议服务发现(SD)模块和传输协议(TP)模块中客户端与服务端的通信行为与关键技术特性进行了详细分析;然后在Arm Linux环境下基于C++和CommonAPI构建了面向服务的车载应用开发通信架构,并在该架构下结合不同负载规格对SOME/IP服务协议的一致性、可靠性和可扩展性进行了详细测试。实验结果表明,SOME/IP协议面向服务的通信方式具备高可用性,能够有效提高整车的数据通信效率,降低车载应用软件开发的复杂性。

    2023年05期 v.46;No.628 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K]
    [下载次数:201 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:1 ]
  • 同时到达信号数字信道化检测技术研究

    何鹏;韩俊辉;

    针对宽带反辐射导引头对瞬时带宽内多个威胁目标同时捕获跟踪问题,研究基于数字信道化接收机的同时到达信号检测方法。在FPGA中对数字信道化接收机所有子信道输出数据进行动态延迟缓存,然后根据双门限判别原则对缓存后的数据进行轮询检测,在脉冲上升沿时启动有效数据存储,在脉冲下降沿时根据有效子信道数量以及单个脉冲跨越子信道数量进行综合判断,识别并分离出同时到达信号。文中提出一种基于动态数据延迟控制和子信道轮询的多信号检测方法,有效节省了FPGA硬件资源,具备对100 ns量级极窄雷达脉冲信号的捕获能力,为多通道宽带数字信道化接收机的FPGA实现提供了新的方法。测试结果表明,该方法可实现800 MHz瞬时带宽内2路同时到达信号的检测分离,具有较高的工程实用价值。

    2023年05期 v.46;No.628 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
    [下载次数:164 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

    李津;李鹏程;刘博;何中翔;

    针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。

    2023年05期 v.46;No.628 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K]
    [下载次数:263 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ]

信号分析与图像处理

  • 基于3D Octave卷积和胶囊网络的高光谱图像分类

    陈小勇;郭元术;梁雅博;

    针对当前胶囊网络分类模型在高光谱图像分类中存在空谱联合信息利用不足和收敛较慢的问题,提出一种结合多尺度Octave三维卷积和胶囊网络的分类模型。首先,使用主成分分析(PCA)来降低高维的光谱特征并保留其关键特征;其次,通过多尺度Octave三维卷积模块使模型能够适应当前数据集目标尺寸跨度较大的特点,在减少空间冗余的同时提高高光谱图像的空谱联合信息的利用;最后,对动态路由算法进行改进,使用向量长度的相似性与方向的相似性来衡量两个向量的一致程度,从而解决网络在训练过程中收敛较慢的问题。为了验证改进后模型的有效性,选择Pavia University公开高光谱数据集,并且通过OA、AA以及Kappa系数将分类结果与当前主流的分类模型进行对比实验。结果表明,在Pavia University数据集上,改进后的模型在OA、AA以及Kappa系数上的精度要高于其他模型,因此,该模型能够更好地应用于高光谱遥感图像分类任务中。

    2023年05期 v.46;No.628 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1670K]
    [下载次数:172 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:1 ]
  • 改进的气体泄漏识别算法研究

    郑伟哲;韦娟;郑浩南;

    为了获得理想压缩气体泄漏信号的识别准确率,进而实现高效检测的目的,提出一种基于经验模态分解、梅尔频率倒谱系数和主成分分析的泄漏超声信号特征提取方法。首先,使用经验模态分解提取泄漏信号的超声频段,通过对固有模态函数的熵值设定阈值,优化频谱混叠;其次,通过构造梅尔变换函数,设计分别针对目标频段中不同分布的梅尔滤波器组;然后,使用主成分分析代替离散余弦变换,提取改进的梅尔频率倒谱系数;最后,在实验室模拟泄漏环境,采集不同泄漏条件的泄漏信号,使用支持向量机实现识别分类,完成泄漏检测。结果表明,使用熵阈值优化的经验模态分解能够提高泄漏信号的识别准确率,改进的梅尔频率倒谱系数是一种更有效的泄漏信号特征,相比改进前识别准确率提高了7.76%。

    2023年05期 v.46;No.628 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
    [下载次数:145 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于改进DeepSort的行人多目标跟踪算法

    郑繁亭;邢关生;

    针对现有的行人多目标跟踪算法在遮挡、人群密集和光线差等情况下表现不佳的问题,提出一种改进YOLOv4与改进DeepSort算法相结合的行人多目标跟踪算法。首先,为增强检测网络的特征提取能力,在YOLOv4中嵌入ECANet注意力模块,提高检测精度;其次,在改进DeepSort的跟踪算法中,由卡尔曼滤波算法预测多个行人目标在图像中的轨迹之后,使用GhostNetV1替换DeepSort中的重识别网络来生成行人的外观特征,提高行人重识别网络的性能;进而,采用匈牙利算法对检测框和预测框进行最优匹配,对未匹配成功的检测框采用DIOU代替IOU(交并比)进行二次匹配,提高DeepSort网络的跟踪性能;最后,开展了新跟踪算法与原DeepSort算法的对比实验,结果表明新算法的误检、漏检现象变少,鲁棒性增强,跟踪性能得到提高,MOTA提升了18.8%,IDF1提升了18.2%,身份编号转换次数降低了84次。

    2023年05期 v.46;No.628 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1670K]
    [下载次数:1415 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:0 ]
  • 噪声环境下听觉特征融合的语种识别

    黄张衡;龙华;邵玉斌;杜庆治;苏树盟;王延凯;

    针对单一信号特征CFCC与GFCC在低信噪比下识别率不高的问题,提出一种噪声环境下听觉特征融合的语种识别方法。在特征提取前端对含噪语音信号进行端点检测,然后结合谱减法与维纳滤波器对信号进行噪声滤除;再根据人耳听觉频率集中范围采用带通滤波器滤除高频以及低频中噪声,进一步减小噪声对信号特征提取的影响;提取GFCC融入CFCC构成融合特征,再采用主成分分析对融合特征进行降维处理;最后将处理后的融合特征通过频域注意力Fcanet网络模型进行分类识别。实验对比不同特征在不同信噪比下的性能实验表明,融合特征较单一特征语种识别率有显著提升,特别在0 dB信噪比下较单一特征GFCC和CFCC识别准确率分别提升了9.75%和11.08%,具有较强的鲁棒性。

    2023年05期 v.46;No.628 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
    [下载次数:171 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 融合注意力机制的CS-BiLSTM深度回声消除算法

    许春冬;王茹霞;徐锦武;凌贤鹏;黄乔月;

    在全双工通信系统中,声学回声会降低用户的体验,针对在双向通话场景下自适应滤波算法消除声学回声效果不理想以及非线性声学回声难以消除的问题,提出一种注意力机制与BiLSTM网络相结合的CS-BiLSTM深度声学回声消除算法。首先通过构建BiLSTM网络提取语音的时序特征,之后引入通道和空间注意力机制提取回声信号的空间特征信息,并融合均方根误差与平均绝对误差提出一种新的损失函数,提高模型的鲁棒性。改进后的CS-BiLSTM网络模型能够获得清晰的语音信号,具有更好的回声消除性能。仿真结果表明,在非线性回声和双向通话环境下,与其他几种参考算法相比,所提出的CS-BiLSTM算法在感知语音质量评价方面明显优于其他算法,更有效地实现了回声消除,此外,该算法结构简单且模型参数量更少。

    2023年05期 v.46;No.628 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K]
    [下载次数:192 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:0 ]
  • 应用在嵌入式设备的气相色谱仪数据处理方法

    章俏丽;田茂;胡文浩;万洋;

    气相色谱法广泛应用于混合气体的分析检测中,然而在采集数据的过程中容易受到干扰,造成色谱图存在大量的噪声,产生基线的漂移,导致后续的谱峰检测和谱峰分析的准确率降低,难以应用在实际混合气体检测中。根据一阶滤波特性,文中提出一种自适应的动态一阶滤波的去噪方法,结合移动均值滤波,解决了由于环境干扰导致色谱信号存在大量噪声的问题,有效地消除了噪声且信号畸变小,优化了采用固定滤波系数带来滤波效果不稳定的问题。提出一种自适应阈值的基点移动法的基线校正方法,并结合滑动极值和限幅进行基线校正,解决了基线漂移带来的信号检测偏差大的问题,保证了后续谱峰检测和谱峰分析的有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K]
    [下载次数:121 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于NSCT域和Masi熵的红外图像分割

    孟祥丹;齐慧康;

    针对红外图像噪声多、对比度低、边缘模糊等问题,提出一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)域和Masi熵的红外图像分割方法。首先对图像进行NSCT分解,在获得具有多尺度多方向的高频子带基础上,对方向相同、尺度各异的高频子带进行多尺度乘积运算构造乘积图像;然后通过内外轮廓图像对乘积图像进行采样重构直方图,并计算直方图所对应的Masi熵;最后以最大化Masi熵对应的灰度值作为方向阈值,对方向阈值进行加权求和获得最终分割阈值。将提出的方法与2种阈值分割方法、1种神经网络分割方法、1种聚类分割方法以及1种活动轮廓分割方法进行比较,实验结果表明,该方法具有更稳健的分割适应性,能获得分割精度更高的结果。

    2023年05期 v.46;No.628 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1941K]
    [下载次数:128 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 集成学习机制下的图像相似度评价方法研究

    熊运鸿;袁琪;王骏巍;卢慧琪;马雪琴;张天凡;

    包含丰富信息的图像数据是重要的数据来源,然而要在海量图像数据中进行高效的信息检索却面临不少挑战。通过图像丰富的语义特征区分对象间的差异,图像结构化后的特征维度会达到一个较高的维度,将面临检索代价高、过拟合等一系列问题。不同算法在处理不同类型语义特征的图像数据时,算法的准确性和稳定性有较大差异。为了提高非特定类别图像相似度评价及检索的准确性,设计一种基于集成学习的图像相似度评价方法。首先,以文献中的图像为重点研究对象,从多个权威文献库中收集并提取了大量的图像样本构建样本集;然后,通过对样本集的学习获得了多种评价方法的学习权重,并以此为基础构建基于权重策略的集成学习机制,以提升图像相似度评价方法的稳定性和准确性;最后,通过在样本集上进行测试验证了评价方法的有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
    [下载次数:342 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]

网络与信息安全

  • 基于可穿戴设备自组网络的主从间同步节点发现算法研究

    赵健;李杰;孟德军;

    针对可穿戴设备能量受限的情况,为解决网络节点在发现过程中因单向发现而带来的能量损耗问题,提出一种主从间同步(SBMAS)节点发现算法。该算法采用多级分簇的思想使网络中节点形成分簇组网结构,在簇内网络节点进行时钟同步,降低了全网时钟同步的难度;每个节点内部维护一个时隙同步表,在约定时隙共同唤醒完成发现过程,减少了单向发现带来的损耗;通过内部时隙同步表来发现周围节点,提高节点的发现效率。通过与Disco算法、Birthday算法进行仿真对比,SBMAS算法在应用于可穿戴设备自组网络时表现良好,SBMAS算法的发现概率约提升13%,平均发现延迟约降低27%,能量损耗约降低33%。

    2023年05期 v.46;No.628 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K]
    [下载次数:68 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 融合金字塔卷积的U-Net肝脏与肝肿瘤分割网络

    郭鹏;邵剑飞;

    U-Net自诞生以来就在医学分割领域十分热门,尽管原生的U-Net在医学图像分割任务上已经有着非常不错的表现,但是在肝脏肝肿瘤分割任务上仍然有着改进空间。首先肝脏肝肿瘤分割任务中每张CT切片的肝脏和肝肿瘤的大小不一、形状各异,所以需要提取多尺度信息,而U-Net网络所有进行卷积操作的卷积核尺寸都是一样的,因此将金字塔卷积模块替换了传统卷积,以此达到提取多尺度信息的目的。由于有些切片中肝脏肝肿瘤和背景相比样本数量少得多,为此将交叉熵损失函数与Dice损失函数相结合来解决样本数量不平衡带来的问题。U-Net使用下采样操作,因此保证下采样时能保留更多有用的上下文信息至关重要,为此引入了CBAM注意力模块,它同时具备空间注意力和通道注意力。通过在LiTS2017数据集上的大量实验证明了提出模型的有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 85-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
    [下载次数:615 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ]

测控与自动化技术

  • 面向即插即用工况的多虚拟同步发电机控制参数自适应协调优化策略

    许文浩;马恒瑞;李笑竹;司杨;苏小玲;陈来军;

    随着大规模新能源发电通过逆变器并网,系统惯量和阻尼特性不断变弱严重影响运行稳定性。虚拟同步发电机技术是解决这一问题的重要手段之一。文中以多虚拟同步发电机并联系统作为研究对象,建立了通用的小信号模型,分析了新能源发电即插即用需求下系统模型中各变量的对应关系,提出一种适应多虚拟同步发电机灵活组网运行时的参数自适应优化方法。进一步采用根轨迹法分析了控制参数变化对系统稳定性的影响,提出参数选取的指导原则并给出了建议的取值方案,降低了在即插即用工况下给系统带来的功率振荡和频率波动,并提高了系统的分配功率精度。最后,在Matlab/Simulink平台上建立了模型,对文中的分析方法和参数优化策略的可行性及有效性进行了验证。

    2023年05期 v.46;No.628 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1594K]
    [下载次数:263 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于精细有限元仿真的装配式梁桥铺装层研究

    周慧娟;淡丹辉;许钊源;赵锐;

    随着交通流荷载的不断增大,铺装层的受力也逐渐被考虑在桥梁整体受力中。为了解铺装层在装配式梁桥体系中的受力情况,运用有限元仿真方法,利用武汉长丰桥精细的有限元模型进行仿真,得到30 t车辆荷载下基于不同厚度的C50铺装层及8 cm厚UHPC铺装层带来的分散效应。利用上海同济路桥连续三跨桥梁的长期监测数据提出基于皮尔逊系数的纵向协同指标,并利用长丰桥模型仿真得到铺装层的纵向协同作用完全退化时与桥梁健康处于健康状态下,跨中应力及挠度的倍数关系。桥梁连续段采用弹簧进行连接,其刚度值运用结构力学中积分法得到。结果发现:30 t车辆荷载作用下,普通C50混凝土铺装层每增加2 cm平均降低梁底6.27%的挠度、3.02%的应力;8 cm的UHPC作用效果接近11 cm C50铺装层效果;当桥面连续退化成简支后,跨中梁底应力增加接近1.5倍,挠度增加接近1.74倍;利用弹簧连接两根梁时,弹簧的刚度随着跨度的增加趋于稳定,为45EI (13L)。

    2023年05期 v.46;No.628 96-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
    [下载次数:108 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于TDLAS的CO_2高温高压谱线参数测量研究

    许江文;王学影;常海涛;蔡静;梅园园;江文松;

    气体谱线参数的准确性对于应用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)开展燃烧流场参数的精确测量十分重要。针对目前谱线数据库参数在高温高压环境的不确定性,以主要燃烧产物CO_2作为目标气体,开展了CO_2高温高压谱线参数测量研究。设计了耐高温高压气室,在三段管式炉上搭建了一套气体谱线参数高温高压校准装置,以分布反馈式(DFB)半导体激光器作为光源,对中心频率4 988.655 cm~(-1)的CO_2吸收光谱进行了测量,获得了373~673 K温度范围内,1~3 atm多个压强下的纯CO_2高温高压吸收光谱,经过Voigt线型拟合等数据处理,得到了线强、自展宽系数、温度指数等谱线参数,与HITRAN2016数据库对应的参数进行对比,线强相对误差在-8.6%~-2.4%,线强不确定度约为4.1%,自展宽系数相对误差在-8.8%~2.1%,所测数据对现有的谱线数据库起到了修正和补充。

    2023年05期 v.46;No.628 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K]
    [下载次数:271 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ]
  • 一种提高电磁兼容性的智慧路灯控制系统

    武忠鑫;朱金荣;黄赟;张剑云;朱颖;

    文中主要研究了一种提高电磁兼容性的智慧路灯控制系统,该系统包括电磁兼容电路、电源电路、电量采集模块、主控模块以及上位机软件等部分。其中:电磁兼容电路包括过流保护电路、过压保护电路、差模滤波电路和共模滤波电路;主控模块由4G通信模块、温湿度检测模块、LED指示灯电路、按键控制电路、蓝牙电路、继电器开关电路及外部输入检测电路等组成,主控模块负责协调和调度各个模块之间的工作;电量检测电路负责检测智慧路灯的工作电压及电流。该系统通过4G通信模块进行无线通信,主控模块与4G通信模块之间采用串口通信,可以节省传输线。

    2023年05期 v.46;No.628 109-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
    [下载次数:194 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 地下金属与非金属管道正演模拟与应用研究

    王佳龙;曾雄鹰;梁晓东;吴勇生;杨承昆;文言;

    目前,应用管线探测仪进行地下金属材质管道的探测效果较好,但在非金属材质管道探测上往往“失效”。探地雷达(GPR)利用金属管道、非金属管道和土体之间存在明显的电性差异为前提进行无损探测,达到快速、准确定位管道位置和区分管道材质的效果。为进一步了解GPR剖面的管道特征图谱,依托GprMax和Matlab软件平台,通过时域有限差分方法对地下不同材质、不同埋深和不同填充物的管道进行正演模拟,获得不同参数下的管道信号波组形态、能量特征和相位特征,为实际管道探测的客观判定和科学解译提供理论基础。经工程实践证明采用多参数特征来综合判定管道属性的可行性和有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 114-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K]
    [下载次数:196 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于改进海洋捕食者算法的无人船避碰方法

    张荣翔;戴永寿;李立刚;金久才;

    为提高无人船局部动态避障的规范性、安全性和经济性,提出一种基于改进海洋捕食者算法的无人船避碰决策方法。首先,根据无人船运动约束、避免碰撞约束与避碰规则约束限定避碰决策的搜索空间;其次,以船舶碰撞的危险程度和航程损失为指标建立避碰目标函数;最后,提出基于种群更新成功率的改进海洋捕食者算法,求取约束范围内的最优避碰决策。仿真实验结果表明:所提方法最优个体适应度曲线在30次迭代内都能稳定收敛,且其最优值最小,优于其余智能算法,具有一定有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K]
    [下载次数:382 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:1 ]

能源与环境科学

  • 碳交易机制下含碳捕集设备虚拟电厂经济调度

    王力;希望·阿不都瓦依提;程静;鲁占军;

    为解决碳交易市场开放后火电机组排放成本过高的问题,提出一种考虑碳交易机制由碳捕集机组、风、光、储能多个电源与柔性负荷聚合而成的虚拟电厂经济调度模型。计及碳交易机制,综合考虑源-荷两侧对碳减排的作用,以虚拟电厂净利润最大为目标制定调度计划。首先将碳捕集系统中CO2变化量以碳捕集系统的溶液变化量表示,建立灵活运行碳捕集系统数学模型;其次为充分挖掘柔性负荷削峰填谷以及碳减排的潜力,采用价格需求弹性矩阵对负荷进行优化;最后使用Matlab中YALMIP与CPLEX对构建的经济调度模型进行仿真求解。仿真结果表明,建立的虚拟电厂经济调度模型可实现最优运行,优化后的负荷在降低用户购能成本的同时降低了系统碳排放,验证了碳捕集系统辅助火电机组调节的能力。

    2023年05期 v.46;No.628 126-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K]
    [下载次数:580 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:0 ]
  • 计及P2G-CCS和柔性负荷的综合能源系统低碳经济调度

    樊伟杰;崔双喜;邱红桦;

    为了降低系统的碳排放量和挖掘用户侧负荷参与系统调度的响应能力,文中提出一种含P2G-CCS和柔性负荷的综合能源系统日前低碳经济调度模型。首先,引入P2G-CCS-燃气供热系统协作的运行框架,P2G设备利用捕集到的CO_2作为原料,生成的天然气输送到燃气供热系统;其次,考虑用户侧负荷的可平移、可转移、可削减负荷特性,通过分时电价和分时气价引导柔性负荷参与调度;最后,建立以总运行成本为最小的综合能源系统日前优化调度模型,仿真算例使用CPLEX进行求解。通过3种场景对比分析得出,P2G-CCS和柔性负荷的运行策略能有效降低系统的碳排放,提升系统运行的经济性,实现了综合能源系统低碳经济运行。

    2023年05期 v.46;No.628 132-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1923K]
    [下载次数:606 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:11 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于AHP-CRITIC法与评分卡模型的RE-CCHP系统综合性能评价

    张蔚;武家辉;张华;杨健;

    随着“碳达峰,碳中和”工作的推进,我国将大力实施可再生能源替代行动,将可再生能源与传统的冷热电联供系统结合成为未来能源发展的新趋势。但是新能源发电具有的不确定性、波动性,使得系统能源利用率降低且增加了运营成本,同时现有的评价指标和方法尚不完善,文中首先以能耗性、环境性、可靠性、经济性和社会性为目标建立综合评价体系,分别采用层次分析法和CRITIC法计算指标的主客观权重,提出一种通过动态组合赋权法构建评分卡模型的综合评价方法。选取新疆某地区建筑作为研究对象,建立评分卡模型对不同的系统方案进行打分排序,并通过灵敏度计算验证该评价方法的可行性。研究结果将为我国可再生能源冷热电联供系统的建设与评估提供一定价值。

    2023年05期 v.46;No.628 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
    [下载次数:544 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于EKF-PF算法的退役动力锂电池SOC估计

    张珂瑞;王维庆;

    为准确估计退役动力锂电池的荷电状态(SOC),避免其在储能系统中因放电容量不一致导致运行效果不佳,保障储能系统安全运行,提出了利用扩展卡尔曼粒子滤波算法(EKF-PF)与二阶Thevenin等效电路模型相结合的方法估计退役动力锂电池的荷电状态。该方法首先采用二阶Thevenin等效电路构建退役动力锂电池的等效电路模型,写出观测方程与状态方程;其次利用含遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)对建立的等效电路模型进行参数辨识;最终通过EKF-PF算法在城市道路循环(UDDS)工况下对退役动力锂电池进行在线SOC估计,并与粒子滤波(PF)算法做对比。实验结果表明,EKFPF算法在估计退役动力电池SOC时能将其平均误差控制在1.23%以内,最大误差控制在3.37%以内,优于PF算法的估计结果。证明了EKF-PF算法在估计退役动力锂电池SOC时具有更高的精度和应用价值。

    2023年05期 v.46;No.628 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
    [下载次数:513 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ]

电子技术及应用

  • 基于雪崩三极管的新型并级联脉冲发射技术

    苗鑫雨;林正;李雨忻;王森;张迪;李青;

    针对雪崩三极管构成的Mark级联电路高幅值需要多级级联以及雪崩三极管制作工艺造成的多级电路不能同时触发等缺点,设计了一种特殊的并级联结构,使整个电路在临界雪崩电压值的直流电源供电条件下同时触发,产生信号质量明显优于同级数Marx电路的高幅值、窄脉宽的脉冲信号。文中对雪崩效应的原理进行分析,然后讲述雪崩三极管级联电路的工作原理,在此基础上介绍改进之后的并级联电路,并对其进行仿真分析和实物测试,可以得到上升沿1.9 ns、脉宽4.25 ns、幅值300 V左右的负脉冲,结果表明改进后的脉冲发生装置性能得到很好的改善。

    2023年05期 v.46;No.628 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
    [下载次数:252 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
  • 参与辅助调峰的电池储能系统优化配置研究

    邱汉强;张新燕;代玥;侯帅辉;

    随着风电渗透率节节攀升,风电出力的强随机性带来的系统调峰问题日益严峻。对于高风电渗透率系统,配置电池储能辅助调峰可以增加风电消纳空间。文中提出一种兼顾经济性和风电消纳效果的储能辅助电网调峰的双层优化配置方法。外层模型是以储能系统净收益和新增风电消纳量为目标的多目标储能配置模型。内层模型在外层配置方案的基础上优化调度策略,综合考虑储能系统运行成本、火电机组运行成本以及弃风惩罚成本,以系统调峰成本最小为目标优化风电消纳量,并将其与储能系统充放电功率传递给外层。最后,通过仿真计算确定了考虑储能经济性和风电消纳效果的储能系统配置方案,并分析其经济性和调峰效果,以及储能系统加入后对火电机组调峰经济性的影响,验证了配置方案的有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 159-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K]
    [下载次数:494 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ]
  • 一种电动操纵负荷系统的实现方法

    肖珺;张一凡;

    操纵负荷系统是飞行模拟器的关键系统之一,其性能好坏直接影响到驾驶员的操纵手感。针对硬连接的操纵负荷系统进行模拟,介绍了一种力控制回路的电动操纵负荷系统实现方法。首先介绍了电动操纵负荷系统的实现方法以及系统组成,之后对操纵负荷系统的模型力计算、力加载模型进行了探讨。模型力综合气动力、连杆弹力、阻尼力、摩擦力等因素进行计算,力加载模型借鉴国外先进控制算法进行设计,将控制模型分为内回路和外回路两部分:外回路负责模型力的计算,内回路根据系统实测力信号及模型力生成点击驱动指令。使用PID控制器提高系统的控制精度和力感特性,并介绍了一种提高系统实时性的方法,可适用于不同机型的操纵负荷系统设计,对了解、设计、维护飞行模拟器具有一定的意义。

    2023年05期 v.46;No.628 164-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]
    [下载次数:63 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 适用于大规模风、光直流送出系统的子模块IGBT开路故障诊断策略

    王亚强;樊艳芳;刘进;

    在大规模风、光直流集中送出系统中,采用模块化多电平换流器(MMC)实现高压直流输电(HVDC)成为新的发展趋势。但在系统运行过程中,子模块发生故障的概率较高,对故障进行快速、准确的诊断及定位是维持系统稳定运行的关键。针对子模块内部开路故障,在分析子模块内部故障特性的基础上,以直流侧电压测量值与计算值的差值判断故障是否发生以及发生类型,以输出相电流为观测量搭建滑膜观测器,根据输出相电流的测量值与计算值的差值和变化率判断故障所处的桥臂,根据故障类型选取对应开关状态的子模块,利用子模块电容电流理论值与实际值的比值进行定位;最后在PSCAD/EMTDC搭建双端21电平MMC-HVDC系统,仿真结果表明,所提出的策略能够快速实现子模块故障的诊断并进行快速可靠的就地保护。

    2023年05期 v.46;No.628 169-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
    [下载次数:141 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于时序逻辑的仿真系统行为验证方法

    彭丹华;吴正雄;李廷鹏;耿宏峰;

    仿真系统行为可信性评估是一项复杂的任务,需要综合利用多种方法、从多个角度对仿真系统的行为进行验证。针对仿真系统行为验证既需要具有客观性又需要考虑领域专家宝贵经验的需求,借鉴形式化验证技术的思想,提出基于时序逻辑的仿真系统行为验证方法。该方法首先根据真实系统和实测数据,结合专家经验,对所关注的仿真系统行为属性进行提取;其次,利用时序逻辑语言对提取的待验证属性进行形式化描述;然后,运行仿真系统并获得相应的输出数据,利用验证算法自动检验仿真数据是否满足给定的属性,从而实现行为验证;基于对武器装备体系对抗仿真领域的验证属性分析,选取度量区间时序逻辑作为属性的形式化描述语言;最后,通过一个防空对抗仿真系统的验证示例,表明了该方法的有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 175-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
    [下载次数:105 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于TVF-EMD的虚拟电厂参与系统调频容量优化配置

    段康康;王维庆;杨帆;

    电动汽车出行的不确定性,对调度规模化电动汽车(EV)参与调频带来了挑战。在考虑电动汽车响应不确定性的基础上,建立了含储能、EV和火电机组的虚拟电厂参与调频决策模型。通过采用时变滤波经验模态分解(TVF-EMD)将区域控制误差(ACE)信号进行初步分解后,作为储能、EV和火电机组的参考出力功率。以净收益最高为目标,通过改变滤波阶数对调度虚拟电厂各部分的出力进行优化配置,使EV在能够满足用户出行的前提下参与调频,进而确定储能系统的最优容量配置。该方案不仅弥补了传统调频的不足,而且使EV、储能等灵活性资源能够参与调频并获得收益,增加了资源的利用率,有力地提高了调频效果并获得收益。最后基于实测ACE数据,分析不同配置方案对调频效益的影响,验证所提方案的有效性。

    2023年05期 v.46;No.628 180-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1580K]
    [下载次数:305 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 下载本期数据