- 杜刚;陈洁;高陆军;
为解决风力发电随机、间歇特性造成的功率波动问题，文中提出将氢气储能和超级电容器组合成混合储能系统接入风电场中，以平抑风电波动。采用滑动平均滤波确定并网功率和混合储能功率；在储能功率分配方面，针对现有VMD算法参数选择上存在主观性和经验性的问题，提出使用灰狼优化算法对分解个数K及惩罚项α进行寻优，避免分解后各模态之间发生频率混叠的现象。此外，为将各储能设备荷电状态维持在合理范围内，避免过度充放电，采用模糊控制对功率指令进行二次修正。最后以新疆某地区的风电场数据为依据，在Matlab/Simulink中进行仿真，仿真结果表明所提策略具有有效性。
2023年12期 v.46;No.635 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K] [下载次数：376 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 尹皓;王军;
针对无线传感器网络在实际监测中因节点损坏使得网络出现覆盖空洞，无法实现原本功能的关键问题，文中提出一种基于移动传感器网络的分布式漏洞检测与修复算法。在覆盖漏洞出现时，该算法能够动态检测并准确估计其位置与大小；在修复阶段，算法从漏洞附近选择合适节点，通过数据传输和移动协调使覆盖最大化和能量消耗最小化，选定节点重新定位恢复监测漏洞区域，且不会中断现有覆盖连接。仿真结果表明，与同类型经典算法相比，分布式漏洞检测与修复算法能在故障率为50%以上的网络内具有良好的覆盖性，节点通信连接与能耗也具有较大优势。
2023年12期 v.46;No.635 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] [下载次数：76 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ] - 谢洪森;王鼎;刘云飞;黄子革;张建明;
精密测距器主要为空中飞机提供连续、精准的距离导航信息，是确保飞行安全的重要设备之一。针对精密测距器周边电磁干扰环境复杂多变、需进行常态化性能指标检测标校的实际应用情况，文中采用ARM微处理器、DSP和FPGA等技术设计一种便携式专用检测设备。综合运用C/C++、汇编语言、VHDL与Verilog等，在不同编程环境下开发软硬件测试程序。在实现对精密测距器在IA和FA模式下的应答延时、目标距离、应答效率等常规测试的基础上，创新性地加入接收机灵敏度、动态范围、邻波道抑制和通频带等高级测试功能，并结合精密测距系统进行测试实验。实验结果表明，所设计的专用检测设备测距精度误差满足指标要求（优于±30 m），能够有效满足精密测距器常态化检测的需求。
2023年12期 v.46;No.635 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 林倩;杨姝玥;黄翔东;
为有效减少和抑制单相逆变电路所产生的谐波，文中利用正弦波脉宽调制技术（SPWM）对双极性和单极性调制逆变电路进行建模与仿真，并进一步分析重要参数调制度和载波比对谐波成分的影响。仿真结果表明，单极性调制时的谐波性能优于双极性，合理增大调制度和载波比可以减少输出电压的谐波成分，从而提高输出电压的质量。
2023年12期 v.46;No.635 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1469K] [下载次数：1779 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：3 ] - 赵全;郝龙;徐光;胡家伟;郑雪玲;张成;
基于STM32设计一种便携式有毒有害气体检测仪，选用电化学原理气体传感器、低功耗高性能微控制器STM32及功能模块实现对有毒有害气体的浓度检测。文中详细介绍便携式有毒气体检测仪的工作原理，并对电化学气体传感器信号调理电路、控制电路、存储电路和功能软件进行设计。实验结果表明，所设计的气体检测仪具有体积小、功耗低、使用便捷、响应快速、检测精度高等优点，可广泛应用于有毒有害化学品的生产、贮运等各类场景。
2023年12期 v.46;No.635 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [下载次数：1287 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 黄海润;施振华;苏成悦;何家俊;麦伟图;
增稳云台是维持摄像头稳定并获得清晰图像的重要装置。文中提出一种LADRC线性自抗扰控制算法与FOC矢量控制算法相结合的方法，并将其应用于增稳云台系统中，提高增稳云台的控制精度、稳定性与抗干扰能力。其次，对无人系统增稳云台的硬件和软件进行设计，搭建测试实验平台。测试结果表明，所设计的控制系统运行良好，对阶跃控制命令的上升时间在0.3 s以内，在17.5 m/s的风速环境下，三轴角度的变化范围在0.15°以内，可达到预期目标。
2023年12期 v.46;No.635 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [下载次数：412 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 王英静;纪飞;刘尚江;管月;
同步降压DC/DC变换器以其高效稳定的优点被广泛应用于低压、大电流的场合，其功率损耗主要包括电感损耗、功率开关管损耗、同步整流管损耗、电容损耗和控制器损耗。文中对各部分损耗的原因进行详细分析并给出计算公式，其次，搭建实验电路验证理论计算的正确性；最后，计算出不同输出条件下的各部分损耗，根据损耗占比情况优化元器件选型，合理选择变换器的工作模式。
2023年12期 v.46;No.635 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K] [下载次数：752 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] - 袁哲;张春堂;
超声引导穿刺手术过程中，准确判断穿刺针的位置是保证手术成功的重要环节之一。针对目前穿刺针检测方法存在的精度、时效性以及鲁棒性差等问题，文中提出一种基于深度学习的穿刺针检测方法。该方法采用YOLOv5s作为穿刺针的目标检测模型，将随机梯度下降(SGD)作为模型优化算法，利用本地穿刺影像数据集对网络模型进行训练，并对所提方法的有效性进行实验对比验证。结果表明，所提方法可以实现针体和针头的实时检测且鲁棒性较好，检测精度达到97%，检测速度为129 f/s，可以有效辅助医生判断穿刺针在超声影像中的位置，提高手术的成功率和效率。
2023年12期 v.46;No.635 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K] [下载次数：323 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：7 ] - 罗进川;吴兵;陈光;曹继明;
针对多站时差定位接收系统探测精度和动态要求，文中设计一种基于确定性延迟的宽带接收机。硬件系统由基于GPS授时的确定性相位关系的时钟系统和宽带高速采集系统组成，实现300 MHz～18 GHz频段宽带信号的中频数字化接收和处理。同时，给出FPGA软件处理流程，采用信道化技术和数字视频检测技术实现对射频脉冲信号的截获和通道时间的测量。样机测试结果表明，接收机的最大瞬时带宽为200 MHz，瞬时动态超过66 dBc,综合动态大于78 dBc，延时随机误差小于100 ps，可满足多站时差定位接收系统的应用需求。
2023年12期 v.46;No.635 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 潘一震;韩顺利;季桓勇;张博;
针对现有调制方式识别存在的计算量大、网络模型复杂、识别准确率低等问题，文中提出一种基于通道融合的新型调制方式识别方法。该方法由双流卷积神经网络模块和GRU神经网络模块构成，其中双流卷积神经网络为两条并联的深度可分离卷积子网络，分别提取信号不同尺度下的空间特征，同时添加短路连接来增加特征传递与重用。将两通道提取到的特征在通道维度上进行融合，进而形成更为丰富的融合特征。将融合特征输入至GRU神经网络模块中提取信号的时序特征，提取的互补信息可使网络学习到更加全面的信号特征，从而提高调制方式识别的精度。在数据集RadioML2016.10a上进行实验，实验结果表明，所提方法的网络性能优于其他神经网络算法，信噪比在0 dB以上时识别率可达到90.8%，能够有效提高自动调制识别的准确率。
2023年12期 v.46;No.635 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：6 ] - 田睿;侯雅雅;
针对当前LED显示屏硬件成本高、体积大等问题，文中基于人眼视觉暂留效应设计一种LED旋转扫描显示系统。通过设计磁芯旋转变压器实现对转子电路的无线供电，其供电效率可达到90%以上，能够解决转子系统供电难的问题。其次，采用16只贴片LED设计旋转显示列，通过LED转动划过的痕迹在人眼中暂留的余晖效应实现画面显示，得出LED的数量显著减少，显示面积有所增大。系统还给出数据取模、数据查表、滚动显示等设计方法，实现多文字滚动显示效果。所设计系统选用高速增强型STC12C5A60S2单片机提高处理速度，以给用户带来较好的视觉体验。系统显示稳定，画面滚动效果良好，视角范围也得到提升，具有一定的娱乐性和实用性。
2023年12期 v.46;No.635 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 唐宇;
电源线瞬变尖峰是由感性负载通断引起的干扰信号，在系统平台状态切换与设备通断过程中产生的时域尖峰信号如果不加控制，将造成平台其他设备性能降低或功能丧失，甚至物理损坏。针对平台操控产生的开关瞬态尖峰信号传导干扰发射链路驱动放大器故障，分析其干扰路径，分别阐述共电网传导干扰原理和共地耦合干扰机理；然后，采用高频滤波技术滤除尖峰信号包含的高频分量，并基于接地技术增加地环路阻抗，利用隔离电源模块同时切断共地耦合及电网传导回路。试验结果表明：当地回路注入干扰信号幅度达到12.4 V或-4.1 V时，非隔离电源状态下驱动放大器失效，与平台故障现象一致；隔离电源状态下，即使地回路注入干扰信号幅度达到±36 V，驱动放大器仍工作正常。当设备A壳体注入干扰信号时，未采取防护措施的测试件出现故障，与平台故障现象一致，而采取防护措施的测试件工作正常。
2023年12期 v.46;No.635 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1489K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 武玲梅;黄秀芳;张立强;董力量;罗芳琼;蒋林利;
现有多数推荐方法主要根据用户在会话期间点击的物品信息为用户推荐所需信息，但用户的兴趣在不同的时间会发生变化，因此很难从用户会话所点击的项目中获得用户的准确信息。为此，文中提出一种结合自我注意力网络（SAN）和循环神经网络中的门控循环单元（GRU）的SAN-GRU混合推荐模型，以预测用户的真实意图。首先，使用多层自我注意网络捕获会话中用户-物品之间交互的全局依赖，从而获取用户行为序列中的用户长期偏好，并采用GRU隐藏层的最后一个隐藏状态来表示用户在当前会话中的短期兴趣；其次，将长期兴趣和短期兴趣进行线性结合以获得会话最后的表示，来预测下一个项目被点击的概率。为验证所提方法的有效性，选取Yoochoose和Diginetica两个公开标准数据集，与基于会话的递归神经网络推荐模型（GRU4REC）等基线方法进行实验对比。结果表明，相较于基于会话推荐的短期注意力/记忆优先级模型（STAMP）,SAN-GRU混合推荐模型在Yoochoose 1 64数据集下的召回率提升6.8%，在Yoochoose 1 4数据集下的召回率和排名倒数的平均值分别提升1.6%和9.3%。
2023年12期 v.46;No.635 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K] [下载次数：392 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 张洁;张少杰;张楠;
体能训练极限负荷的特征随机性很强，相关指标强度非线性、模糊性变化较大，难以准确估计极限负荷强度，为此,文中提出一种运动员体能训练极限负荷强度模糊估计方法。通过采集运动员体能训练数据进行聚类处理，并确定极限负荷强度模糊估计指标。采用模糊AHP法确定指标权重，通过一致性分析方法验证指标权重赋值结果的可信度；利用模糊综合评价法搭建负荷强度模糊估计模型，得到极限负荷强度模糊估计结果。实验结果表明，所提方法具有较高的估计准确性，指标计算误差率较低且耗时短，所得评价结果与真实评价结果拟合度较高。
2023年12期 v.46;No.635 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 蔡帮贵;朱雨男;王彪;
心电信号监测过程中噪声是不可避免的，目前主要采用EEMD算法对观测信号所带有的噪声进行滤除，但该方法会直接丢弃高频噪声主导的低阶IMF分量或低频噪声主导的余项，导致部分有用信息丢失。为此，文中提出将改进的小波阈值与EEMD相结合，应用于心电信号去噪。改进的阈值方法能有效地去除各IMF分量噪声，再将处理后的各分量叠加，得到去噪的心电信号。通过真实监测信号实验进行验证，结果表明，所提方法具有较好的去噪声和重构效果，能够完整地保留QRS特征。
2023年12期 v.46;No.635 137-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K] [下载次数：926 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：1 ] - 弭博岩;王鹏龙;王萌;郑奋;
针对现阶段骨科手术培训实践性弱、手术风险系数大、耗材成本高的缺点，文中提出一种将虚拟现实技术与骨科手术相结合的骨科手术训练系统。该系统基于Unity3D引擎构建真实的手术环境场景，并通过VR体感技术、姿态传感器、力反馈等仿真真实的手术场景。通过虚拟场景复现不同的手术实际场景，能够使参训医护人员在虚拟场景中进行真实化、实战化的演练，提高相关人员对手术流程的理解和熟练程度，增强手术实践能力。两组对照组别的实验结果表明，在传统教学模式上加入所提系统的应用，更能激发培训者的积极性，培训效果更好。
2023年12期 v.46;No.635 141-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K] [下载次数：296 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 郭欣;殷子龙;陈瑛;吴玉佳;
教学质量评价是教学研究中的重点之一，但已有的数学评价模型不适合解决非线性问题，神经网络模型收敛速度慢、准确率不高。针对以上问题，文中提出一种基于改进PSO(Particle Swarm Optimization)-BP(Back Propagation)神经网络的教学质量评价模型。通过引入动量和自适应学习率优化BP神经网络，采用惯性权重线性递减、学习因子异步变化，并引入速度收缩因子和自适应变异策略来优化PSO算法；再使用PSO粒子群优化算法计算BP神经网络的初始连接权重和阈值，从而提升模型的全局寻优能力和收敛速度、精度。为验证模型效果，使用评价体系指标层的10个指标数据作为模型的输入，评价结果作为输出，进行模型对比实验。实验结果表明，所提模型的准确率达到96.33%，比一般BP神经网络模型提高4.68%，比自适应BP神经网络模型提高4.07%，比PSO-BP神经网络模型提高1.2%，且收敛曲线平稳，整体性能优于其他模型，说明运用该模型能够有效地对教学质量进行评价。
2023年12期 v.46;No.635 146-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1718K] [下载次数：476 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] - 王静潇;王辛岩;周禹彤;张越;
为对交通流进行准确预测，提出一种将图优化与预测相结合，在单管路中面向交通流的时空混合图卷积预测模型，用于边缘环境下物联网的城市交通流预测。首先对关联图进行预处理，以去除城市交通数据原始道路网中的噪声；再用LOF删除不相关的模型和噪声；最后将得到的图扩展成图卷积神经网络，估算城市的交通流。另外，采用基于分支定界的优化技术对超参数进行精确调整。结果表明：所提模型在交通流预测方面效果更优，当图中节点数较多时，预测的精准性明显优于其他基准模型。
2023年12期 v.46;No.635 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 贾一浩;
为有效降低不同通信网络链路中的运行带宽与数据丢包率，保障网络体系的安全运行态势，文中提出一种基于FGCM的通信网络运行态势感知模型。依据Flink通信协议连接需求定义因子集表达式；再联合权重向量，根据FGCM算法评价原则对通信网络运行数据进行评价，提取通信网络的态势特征；最后，根据网络运行指数的取值范围，估算主机元件对通信数据参量的感知能力，实现通信网络运行态势感知模型。实验结果表明，所提方法可以有效降低网络运行带宽和数据丢包率，保障网络体系的安全运行态势。
2023年12期 v.46;No.635 159-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 杨宇帆;赵启军;高定国;王嘉文;
唐卡是藏文化中一种特色绘画，有较高的学术价值。为降低唐卡主尊检测任务中数据标注的人力成本，文中采用主动学习流程训练目标检测模型，并针对唐卡主尊分布特点提出最大框选法和最大框不确定性方法，用以优先选取未标注样本中对神经网络最有益的样本。采用Faster R-CNN目标检测模型进行唐卡主尊主动学习实验，结果表明：所提出的最大框不确定性方法优于随机采样主动学习方法，仅400张训练数据即可达到98.19%的平均准确率（mAP），与全监督下1 249张数据训练的模型结果（98.17%）接近；在500张数据时mAP可达到最高，为98.31%。所提最大框不确定性采样法可高效挑选出高信息量唐卡主尊数据，不但可以降低训练所需数据量，减少网络训练时间，而且能够减少低信息量数据对模型的影响，对模型的性能具有显著提升效果。
2023年12期 v.46;No.635 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 陈辛;杨江涛;许新云;
危害社会公共安全的事件时有发生，但目前使用的监控摄像头存在画面不清晰、需人为查看且耗时长等问题，故研究高效稳定的智能监控系统对维护公共安全和秩序有着重要意义。针对人群中异常行为的检测问题，文中提出一种改进ORB光流算法，根据运动能量的变化对异常行为进行检测和判断。该方法利用SURF中的Hessian矩阵进行特征点提取，使其具有尺度不变性；采用盒式滤波器替换高斯滤波器进行图像降噪，提高计算速度；使用Shi-Tomasi算法对特征点进行筛选，再与金字塔LK光流法进行匹配，提高检测速度和精度；通过计算MRF模型的能量函数来判断人群中异常行为是否发生，并进行异常区域定位。最后，在UCSD数据集中对所提方法进行验证。多种场景下的ROC曲线和AUC值对比结果表明，所提算法具有良好的性能，可以有效地检测出人群中的异常行为。
2023年12期 v.46;No.635 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K] [下载次数：312 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ]