- 冯仁宇;夏凯;
多重约束下机器人移动路径选择具有一定困难，因此研究多重约束下智慧仓储搬运机器人移动路径选择方法，以提升移动路径选择效果。以智慧仓储搬运机器人运行长度最小、困难指数最小与运行时间最短为目标函数，以搬运机器人数量、搬运任务数量、时间窗等为约束条件，建立搬运机器人移动路径选择函数。通过设计避障适应度函数改进遗传算法，利用改进遗传算法求解移动路径选择函数，得到最佳移动路径选择结果。实验结果证明，对于单个与多个搬运机器人，该方法均可有效选择移动路径，无碰撞情况，还能够有效减少搬运机器人的运行长度，降低运行困难指数，缩短运行时间。智慧仓储搬运机器人移动路径选择效果好。
2023年22期 v.46;No.645 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K] [下载次数：399 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 姚凤薇;
基于三安公司的2μm GaAs HBT工艺，设计一种工作在5G N78频段的高线性功率放大器。为了解决大信号和高温下功率管静态工作点稳定性差的问题，提出一种在传统电流镜结构中添加分压晶体管、负反馈电阻及镇流电阻的新型有源自适应偏置电路，通过调节阻值大小来调节分压晶体管电压，从而达到减小静态工作点的偏移、提高线性度的目的。此外，在功放的末级匹配中添加多LC串联及TANK结构，既对输出匹配网络进行了优化，又抑制了二、三、四阶高次模频率。结果表明：小信号增益大于31.2 dB；输出功率为20 dBm时，IMD3低于-44.46 dBc；输出功率为27.56 dBm时，相邻信道泄漏比小于-37.62 dBc。所提方法具有良好的线性性能。
2023年22期 v.46;No.645 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K] [下载次数：332 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 张志鹏;宋伟;程志江;王智强;
海上漂浮式风力机在受到风浪载荷作用，会引起漂浮式海上风机的叶尖位移和平台运动，造成载荷变化，使得风机的稳定性变差。为减小风机受到的载荷影响，基于Coleman坐标变化，提出一种基于模糊PID算法独立变桨距控制策略，利用模糊控制器对PID参数进行在线整定。通过FAST与Matlab/Simulink联合仿真，结果表明：提出的基于模糊PID独立变桨距控制技术有效减小了由漂浮式平台的晃动引起的载荷，提高了平台稳定性；对由叶片摆动引起的载荷有一定的减载作用；同时降低了漂浮式海上风力机塔基载荷，提高了风机的稳定性。
2023年22期 v.46;No.645 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K] [下载次数：384 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 申屠南瑛;王浩;李青;裘国华;
地下位移三维测量传感器在实际应用时，岩土环境会影响传感器测量结果。文中以温度、土壤中铁磁物质作为影响因素进行研究，设计一个岩土环境模拟控制箱，通过改变箱体内温度、更换不同岩土分别进行实验，利用传感器测量得到Ⅰ型互感电压和Ⅱ型互感电压。采用Matlab软件对不同温度环境下的数据进行分析，获取温度和Ⅰ型、Ⅱ型互感电压的关系，以及不同土壤和Ⅰ型、Ⅱ型互感电压的关系。实验结果表明，温度和传感器测量的互感电压呈正相关，尾矿砂土壤相较于普通土壤会导致传感器测量的互感电压增加。最后，使用最小二乘法曲线拟合，并对误差进行补偿，得出传感器位移测量误差在5%以内，说明传感器在不同岩土环境中的测量精度得到了改善。
2023年22期 v.46;No.645 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 鲁纯;韩周安;王飞龙;
提出一种小型化低功耗超宽带低相位噪声频率合成器的设计方法。设计一个输出频率为50 MHz～20 GHz、跳频步进1 Hz、@20 GHz相位噪声为≤-100 dBc/Hz@1 kHz和≤-110 dBc/Hz@10 kHz的超宽带低相位噪声频率合成器。利用小数分频锁相环和直接式频率合成技术，实现了频率合成器的设计。经测试，技术指标均优于设计要求。
2023年22期 v.46;No.645 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1566K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王鹏飞;刘恩博;李贤灵;王海星;张宗兵;田清文;
用于GJB 151B—2013中RS105测试项目的平面金属板有界波模拟器，其过渡段上下对称能保证产生快前沿脉冲，并使得测试系统所占空间相对较小；且该模拟器中的平行板段会使得有效测试空间相对较大。为实现GJB 151B—2013中RS105项目测试虚拟化、便捷化，文中基于有限积分技术算法（FIT）的电磁仿真软件CST，通过仿真与实测相结合的方法，对平面金属板有界波模拟器的仿真进行研究，提出一种与该脉冲模拟器等比例的仿真模型，并对该模拟器仿真模型的电场分布特性进行分析。结果表明，所提模型的仿真结果与实测结果非常接近，RS105试验设备测试空间中的电场分布基本均匀，沿传播方向电场逐渐减小，而且电场关于测试系统中心的轴线呈对称分布。该仿真建模准确度高、便捷、安全，能很大程度上满足人们对该类型强电磁脉冲发生器的需求。
2023年22期 v.46;No.645 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K] [下载次数：273 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 孙晓峰;崔晋;刘春晖;宫振宇;朱博;姬少培;
针对钳形电流互感器故障诊断效率和诊断准确率低的问题，提出一种基于VMD-SampEn-M1DCNN组合模型的钳形电流互感器故障诊断模型。首先，以钳形电流互感器数据为基础，对其进行VMD分解，以建立本征模函数（IMF），并进行IMF分量选择；然后，选取IMF分量分析样本熵，并将其作为互感器特征提取对象的特征值；最后构建了M1DCNN模型，对模型进行样本数据训练和测试。结合实验分析结果，证实VMD-SampEn-M1DCNN模型在训练时间、测试时间和模型测试精准度方面，与传统故障诊断相比都有明显的优势，能进行故障的精准诊断。
2023年22期 v.46;No.645 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] [下载次数：174 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 许龙铭;
针对疲劳驾驶事件频发、检测难度较高的问题，设计一种基于改进PERCLOS的疲劳驾驶检测系统。以搭载CMOS摄像头的OpenMV作为主控，实时检测驾驶人的人脸图像，采用基于Haar特征的Cascade分类器来分割人眼区域，再从人眼区域内提取瞳孔的颜色深度特征，计算得出人眼开合度，从而判断驾驶员是否在眨眼。使用眨眼频率替代PERCLOS算法中的眼睛闭合时间的评价指标，结合方向盘握力特征和汽车横向加速度特征进行多传感器信息融合，综合判断驾驶员是否处于疲劳状态。实验结果表明，系统检测准确率达到90%以上，实时性较强，能够以一种低成本方案解决疲劳驾驶检测的需求。
2023年22期 v.46;No.645 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K] [下载次数：955 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：2 ] - 陈佳威;范伟军;潘银斌;
针对某企业角度扭矩传感器输出性能标定和检测的需求，设计一种角度扭矩传感器标定与检测系统。该系统能够实现对角度扭矩传感器角度和扭矩信号的标定、自动检测。采用基于工控机PCI接口的数据采集控制系统，实现对标定和检测过程数据的实时采集以及对伺服电机的精确控制；采用基于双位置气缸的装载系统，实现对传感器标定对象的自动切换；使用LabVIEW编程软件完成对传感器标定检测流程实时控制和显示等功能的设计。在角度扭矩传感器的角度和扭矩完成灵敏度标定后，对其静态输出性能进行检测，得出角度扭矩传感器的非线性误差、迟滞误差等均在允许范围内。大量重复性试验结果表明，角度的合成标准不确定度为0.072 0°，扭矩的合成标准不确定度为0.041 3 N·m，说明所设计系统能够满足企业对于角度扭矩传感器性能标定和检测功能的测试要求。
2023年22期 v.46;No.645 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] [下载次数：597 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ]
- 杨明月;王海云;
储能系统在提高主动配电网的低碳经济性和稳定性中起着重要作用。针对低碳背景下的储能优化配置，提出一种考虑碳交易的主动配电网储能系统选址定容方法。首先建立一个以最小化配电网有功损耗、电压偏差、综合成本为目标的优化配置模型，并在计算综合成本时纳入阶梯式碳交易，分析碳交易对主动配电网经济性的影响；其次采用混沌初始化、正余弦算法和Levy飞行策略增强麻雀算法多样性和全局搜索能力，引入Pareto解集，设计多目标改进麻雀搜索算法；最后通过熵权法-TOPSIS法确定最优的主动配电网储能系统配置方案。算例结果表明改进后的麻雀算法显著提高了求解精度和效率，同时考虑碳交易的储能系统优化配置方案能有效促进新能源消纳，显著降低主动配电网的有功网损和电压波动。
2023年22期 v.46;No.645 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1745K] [下载次数：598 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：2 ] - 孙天誉;陈超波;张彬彬;李继超;杨冰;
开关变换器是一类其内部电路结构随时间变化的非线性系统，通过经典控制理论寻求该系统的解析解并对其进行分析与设计，难以描述系统的非线性暂态特性，故需要建立基于变换器实际拓扑结构的数学模型。为了改善常见的开关变换器建模方法的不足之处，采用通用平均技术，以两类典型的开关变换器为研究对象建立其数学模型并进行仿真，仿真结果与实际电路精准模型进行比对，验证且凸显了通用平均模型具有瞬时性、准确性、普适性的特点。同时，通用平均技术与传统的开关变换器建模方法相比，较为细致地描绘且刻画了开关变换器状态变量中的纹波分量，从而解决了开关变换器的非线性特性问题，使其转化为线性时不变系统，极大地简化与便捷了后续对开关变换器的分析与控制。
2023年22期 v.46;No.645 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K] [下载次数：352 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 杨鹏程;赵洪峰;渠敬河;
为了实现对风电的更好消纳，同时降低现有垃圾焚烧电厂的碳排放水平，将富氧燃烧技术应用到垃圾焚烧中。首先，设计一种利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统，并对其运行机理进行阐述；其次，通过系统内风电机组、电解槽、空分装置、储氢罐、储氧罐、富氧焚烧垃圾发电厂、碳捕集装置、电储能的协同运行，以周期内系统运行净利润最大作为目标，各子系统运行参数为约束条件，建立了考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型；最后，设置4种不同的系统运行方案进行对比，在Matlab环境下，利用CPLEX求解器和Yalmip工具箱进行仿真求解。结果验证了所提优化运行模型的合理性及有效性，不仅可以减少弃风，提升新能源利用效率与系统的运行经济性，还实现了富氧焚烧垃圾发电厂的低碳排放。
2023年22期 v.46;No.645 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K] [下载次数：266 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王少逸;朱武;
建立有效的微电网内部端对端电力交易机制可有效提高用户参与度，减少用户用电费用，促进分布式可再生能源就地消纳。针对用户参与端对端市场积极性不高的问题，文中建立一种基于区块链的微电网电力交易系统的总体构架，提出一种基于公理设计的用户匹配模型。采用Shapley值法建立电力定价模型，根据用户的边际贡献进行利益分配，使得利益分配具有公平性与合理性。最后对算例进行仿真验证，结果表明，所设计的交易机制可有效实现用户之间的电力交易，能够在提升用户收益的同时保证利益分配的公平性。
2023年22期 v.46;No.645 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1563K] [下载次数：396 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：5 ] - 严侣;谢丽蓉;吐松江·卡日;孟杰;张馨月;
针对传统时域、频域分析方法忽略信号的部分频率信息的问题，提出一种基于递归定量分析（RQA）和鸡群算法（CSO）优化支持向量机（SVM）的变压器健康分析与机械故障诊断方法。首先利用相空间重构技术构建变压器振动信号的递归图；然后进行递归定量分析，提取故障特征并结合马氏距离（MD），以置信度-故障程度关系式进行变压器健康评估；最后利用CSO优化SVM参数，进行故障识别。实验结果表明，提取的递归定量特征参数可以有效地评估变压器的健康程度，综合识别率为94.07%，较传统时域、频域特征高约15.4%、8.96%；相比于传统模型，采用CSO-SVM故障诊断模型可将诊断精度提高至99.26%。
2023年22期 v.46;No.645 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 石念波;杨健;金湘亮;
无线电能传输系统的拓扑结构和参数特性是影响系统性能的主要因素。针对系统各参数变化对传输效率产生的影响以及传输效率低的问题，采用改进粒子群优化算法对系统进行效率优化。利用电路耦合理论，建立两种拓扑结构的系统等效电路模型，使用Matlab对系统的功率和效率特性进行数值分析。引入改进粒子群优化算法对传输效率进行优化，并借助Multisim搭建了磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）系统来进行仿真验证。仿真结果表明，MCR-WPT系统的最高传输效率分别可达到94.7%和93.3%，证明了该算法的有效性，可为实际应用提供一定的参考价值。
2023年22期 v.46;No.645 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K] [下载次数：468 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 梁昌侯;龙华;李帅;周筝;严北斗;
准确的风电功率预测可以合理安排风电场的发电计划和提高电网稳定性。针对单一预测模型预测精度低的问题，提出一种基于MIC-VMD-GWO-LSTM的短期风电功率预测模型。首先使用最大互信息系数法（MIC）对高维特征的风电数据集进行特征提取，以降低数据复杂度；然后采用变分模态分解（VMD）技术将风电功率序列分解为不同频率的模态，以减少功率数据的波动性；接着对每个模态建立GWO-LSTM预测模型，并利用灰狼优化（GWO）算法LSTM模型的相关参数进行优化；最后将每个模态的预测结果求和重构，得到最终的预测结果。仿真结果表明，相对于单一的BP和LSTM预测模型，基于MIC-VMD-GWO-LSTM的组合预测模型的MAPE分别降低了43.16%和31.14%，可有效提高预测精度，证明了该方法在风电功率预测运用中的有效性和可行性。
2023年22期 v.46;No.645 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K] [下载次数：666 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：3 ]
- 许博俊;李梦琪;
目前有一些心理情绪，比如沮丧和恐惧，从生理角度可能难以区分，因为它们在唤醒度和效价中十分接近。招募18名男性进行测试研究，让测试者戴上功能性近红外光谱技术（fNIRS）帽，在三个VR场景中交互从而完成任务；然后分析被试对平静、沮丧和恐惧的情绪诱发任务的血氧浓度蛋白（HbO）信号。选取均值、方差、最大值、最小值、均方根常用fNIRS特征，以及近似熵（ApEn）、样本熵（SaEn）和排列熵（PeEn）三类熵特征，通过支持向量机（SVM）、K最近邻（KNN）和决策树（DT）实现了对这三种情绪的分类，并对空间分布和脑地形图也进行了研究。最后，使用均方根特征和SVM分类器获得了最佳的三类分类精度。
2023年22期 v.46;No.645 121-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1626K] [下载次数：467 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 王再辰;程辉;赵亮;
针对乙烯裂解炉结焦导致裂解炉机理改变，从而引起的模型预测不准确问题，提出一种带有遗忘因子的在线序列简化核极限学习机算法（FOS-RKELM）。该算法基于在线序列的简化核极限学习机，数据可以在线实时添加到网络中，从而提高模型的适应度；通过引入遗忘因子提高最近学习数据对模型的贡献，增强模型在线学习的能力；引入聚类算法优化、简化核极限学习机（RKELM），提高算法的稳定性。结果表明：所提算法在Mackey-Glass时滞混沌序列上取得了较好的预测效果；在乙烯产物收率预测问题上，与在线序列简化核极限学习机（OS-RKELM）、简化核极限学习机（RKELM）、BP神经网络和径向基学习机（RBF）算法相比，该算法平均绝对误差显著减小，证明了该算法的有效性。
2023年22期 v.46;No.645 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 陈思毅;郭家志;
非侵入性脑机接口（BCI）已广泛用于神经解码，能将神经信号连接到控制设备。使用脑电图（EEG）和功能性近红外光谱（fNIRS）的混合BCI系统因克服EEG和fNIRS独立BCI系统的局限性而受到了极大的关注。然而，由于时间分辨率和记录位置的差异，大多数混合脑电图与功能性近红外光谱的BCI研究都集中在晚期融合。尽管混合脑机接口的性能得到了提高，但融合方法在后期提取EEG信号和fNIRS信号中的相关特征方面仍存在困难。基于此，提出一种基于三维卷积神经网络的早期融合结构，首先将一维的EEG与fNIRS信号依据信号采集时的采集头位置转换为三维的脑电与近红外光谱张量，依据时间戳进行空间对齐；其次设计一种三维卷积神经网络来提取对齐后的脑电与近红外光谱信号之间的时空相关性，降低EEG的低空间分辨率，抑制fNIRS的低时间分辨率导致的性能下降。实验结果表明，所提算法性能明显优于EEG和fNIRS独立网络，运动想象的平均分类准确率达到了82.70%，验证了该方法的有效性。
2023年22期 v.46;No.645 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 林锦弘;奚圣羽;李梦诗;吴青华;
园区综合能源系统（PIES）是生产、传输、储存和消耗过程中耦合多种能源的一体化能源系统，能够提高一次能源利用率，具有节能、环保、高能效的显著优势，是早日实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。基于此，文中建立一种基于需求侧响应的园区综合能源系统的多时间尺度分层优化模型，考虑负荷与可再生能源的不确定性，采用蒙特卡洛方法处理不确定性优化问题。通过引入自适应参数设置和改进群体搜索算法（GSO）的领头者搜索策略，提高GSO算法的性能，使其能适用于PIES的大规模非凸的非线性优化问题。算例结果表明：改进的GSO算法能够提高搜索效率并有效避免陷入局部最优解，具有良好的全局求解性能；在不确定性情况下，采用蒙特卡洛方法，基于综合能源需求侧响应技术的多时间尺度优化可以有效降低PIES成本，降低系统能源损耗，且所提优化策略具有一定的随机性抵抗能力。
2023年22期 v.46;No.645 137-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K] [下载次数：286 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 刘尧兵;张建杰;刘丹;徐鸿哲;
针对河道漂浮物检测识别困难的问题，提出一种改进型的检测识别网络YOLOv5-DSC。首先，在YOLOv5骨干网络中加入无参数注意力机制SimAM，在不增加模型参数的情况下，提高模型的特征提取能力；其次，在特征融合网络中使用基于深度可分离卷积（DSC）的DSCSP结构，减少模型的计算量；最后，采用SIoU损失函数代替原YOLOv5网络模型中的CIoU损失函数。SIoU损失函数重新定义了回归距离损失，加快了网络的收敛速度。在漂浮物数据集上进行了实验验证，结果表明，YOLOv5-DSC平均精度均值达到了98.5%，检测速度为145 f/s。
2023年22期 v.46;No.645 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K] [下载次数：335 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 高英;吴玉虹;
行人检测系统普遍安装在移动智能设备上，而这些设备对模型的轻量化要求较高，已有算法很难在精度和轻量化之间达到平衡。针对这一问题，提出一种改进的YOLOv5s轻量化行人检测模型。选用EIoU作为边界框损失函数，加速收敛并提高回归精度；结合CA(Coordinate Attention)注意力模块改进主干网络的C3模块，增强模型对行人目标的精确定位能力；引入一种新卷积层GSConv替换颈部网络的卷积层（Conv），以减轻模型的复杂度并保持准确性；引入改进的自注意力模块CoT，进一步提高网络模型的特征表达能力。使用INRIA数据集进行训练和测试，实验结果表明：改进后的模型mAP@0.5达到97%，相比于原始模型提高1.9%,mAP@0.5:0.95提高2.1%；而模型参数量降低10.5%，模型体积降低13%，计算量GFLOPS减少7%，能够在提高行人检测精度的同时使得模型更加轻量化。
2023年22期 v.46;No.645 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K] [下载次数：777 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：1 ]