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基于静态峰值分布的超声波回波信号检测方法研究

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中国测试 2023年第1期49卷 43-49页

作者：冯伦宇张志君李跃忠葛城轩东华理工大学机械与电子工程学院江西南昌330013 江西省新能源工艺与工程技术研究中心江西南昌330013

超声波气体流量计在气体流量计量方面具有独特的优势而被广泛应用,然而超声波信号在管道内传播,受流速、噪声等因素的影响,超声波回波信号幅值会发生衰减,造成回波信号定位错误导致严重的计量误差。尤其在高流速情况下,使用常用的方法... 详细信息

超声波气体流量计在气体流量计量方面具有独特的优势而被广泛应用,然而超声波信号在管道内传播,受流速、噪声等因素的影响,超声波回波信号幅值会发生衰减,造成回波信号定位错误导致严重的计量误差。尤其在高流速情况下,使用常用的方法很难确定特征点,导致测量到错误的结果。为此,研究超声回波信号的峰值特性,提出一种基于归一化静态峰值分布的超声波回波信号的超声气体流量计数字信号处理方法。在静态条件下对超声回波信号进行归一化,提取超声波回波信号峰值分布得到静态峰值参考波。在动态条件下,判断回波信号峰值的与静态峰值参考波的对应关系,确定特征点后计算超声波传播时间。该数字信号处理方法在以MSP430微控制器为核心的数字系统中实现,并进行气体流量标定实验,可验证该方法和所开发的数字系统的有效性。

关键词：气体超声流量计回波信号归一化静态峰值分布

肥胖群体在运动减肥中的食品营养实践——以“2023年第三届营养科技创新大会”为例

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核农学报 2024年第8期38卷 I0003-I0004页

作者：冯伦河南农业大学体育学院

随着我国经济发展水平的不断提高,居民的物质生活日渐丰富,但饮食结构中能量的过度摄入导致肥胖发病率逐渐升高,尤其是青少年肥胖问题更是引起了各界的关注。食品营养摄取和体育运动是维持人体健康的重要支柱,其在运动减肥过程中的作用... 详细信息

随着我国经济发展水平的不断提高,居民的物质生活日渐丰富,但饮食结构中能量的过度摄入导致肥胖发病率逐渐升高,尤其是青少年肥胖问题更是引起了各界的关注。食品营养摄取和体育运动是维持人体健康的重要支柱,其在运动减肥过程中的作用日渐显著。

关键词：运动减肥营养摄取食品营养青少年肥胖饮食结构人体健康创新大会体育运动

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基于插管式的升降结构浅地层温度监测系统

电子测量技术 2020年第4期43卷 111-115页

作者：冯伦宇张斌冯晓苏东华理工大学江西省新能源工艺与装备工程技术研究中心南昌330013 中广核贝谷科技股份有限公司南昌330013 东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013

针对目前插管式地层温度监测方式的传感器数量过多导致故障率高且精度差等缺点,设计了采用基于插管式的升降结构监测系统。该系统基于STM32F103VET6微控制器的地面终端控制升降结构控制器升降测量头,测量头基于MSP430单片机采用新型MS58... 详细信息

针对目前插管式地层温度监测方式的传感器数量过多导致故障率高且精度差等缺点,设计了采用基于插管式的升降结构监测系统。该系统基于STM32F103VET6微控制器的地面终端控制升降结构控制器升降测量头,测量头基于MSP430单片机采用新型MS5837-02BA传感器获取数据,在保证稳定性的同时提高测量精度。基于物联网技术通过SIM900A模块以GPRS数据链上传至服务器长时间保存,便于用户随时调取数据。经多次测试该系统测量方式能够在任意浅地层获取精确温度数据,充分证明了该系统的可行性与稳定性。

关键词：浅地层温度监测升降结构高精度远程监控

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钛锻件表面缺陷打磨系统设计与实验研究

钛锻件表面缺陷打磨系统设计与实验研究

作者：冯伦鹏西安理工大学

学位级别：硕士

近些年来,钛合金作为一种重要的结构材料,因其优异的力学性能和耐腐蚀等优点被广泛应用于诸多领域中。由于锻造工艺不当常常会导致钛锻件表面产生线状裂纹缺陷,这些缺陷的遗传性很强,必须打磨并清理缺陷,方可进行二次锻造。目前工厂大... 详细信息

近些年来,钛合金作为一种重要的结构材料,因其优异的力学性能和耐腐蚀等优点被广泛应用于诸多领域中。由于锻造工艺不当常常会导致钛锻件表面产生线状裂纹缺陷,这些缺陷的遗传性很强,必须打磨并清理缺陷,方可进行二次锻造。目前工厂大多采用工人手动打磨去除表面缺陷,费时费力且危害员工健康。为实现缺陷的自动打磨,本课题对钛锻件缺陷打磨系统进行设计。为消除长方体钛锻件二维表面的线状裂纹缺陷,本课题结合自动控制技术和计算机软件技术,设计了一套三自由度缺陷打磨系统,该系统包括钛锻件缺陷检测系统、上位机以及PLC(Programmable Logic Controller)运动控制系统三部分,钛锻件缺陷检测系统采集钛锻件表面多张图像,通过缺陷识别算法输出缺陷的位置和大小信息,上位机软件调用缺陷打磨算法对缺陷数据进行处理,输出待打磨表面的打磨工序数量和打磨参数,打磨参数包括打磨起始点、打磨方向和打磨长度,同时人工评估缺陷深度并在上位机设置打磨深度,上位机将打磨参数发送给运动控制系统,控制砂轮进行三自由度运动,移动至打磨区域后,配合三维力传感器测量打磨时的压力并控制进给速度,激光测距传感器测量砂轮与工件表面的距离并控制进给深度实现缺陷区域的打磨,最终消除缺陷。论文主要工作为:(1)对缺陷特点和系统需求进行分析,提出了缺陷打磨系统的总体方案,对系统的机械结构和除尘系统进行设计,构建了三自由度缺陷打磨系统原型机,完成了缺陷检测与打磨的工艺流程设计。(2)对系统进行理论分析,设计了控制系统的硬件总体方案,完成了系统的硬件选型和PLC的I/O 口分配,对系统主回路电气图、输入输出端子接线和电机驱动电路进行设计。(3)钛锻件价格昂贵,为减少切削量,需仅打磨缺陷区域。本文采用缺陷检测系统采集缺陷数据后,分析了基于蚁群算法逐个打磨缺陷的方法,针对此方法会造成距离较近缺陷的重复打磨的问题,开发了缺陷打磨算法。缺陷打磨算法对原始缺陷数据进行预处理,将待加工表面划分为多个网格区域,通过分离轴定理得到含缺陷的需打磨网格区域,将距离较近的缺陷划分在同一区域内,最终划分多个含缺陷的需打磨区域,计算需打磨区域的打磨参数,对打磨区域进行路径规划,实现了区域内缺陷的统一打磨,解决了重复打磨的问题,减少了钛锻件材料的浪费。(4)使用Qt设计了人机交互界面,利用信号与槽机制实现了前端界面与后端算法的交互,实现了算法的落地应用。开发了 Modbus ASCII主站,设计了 Modbus ASCII数据帧,实现了上位机软件与PLC之间的数据交互。最后对PLC下位机进行软件设计,实现了缺陷区域的打磨。本文搭建了缺陷打磨系统实验原型机,对系统进行实物接线和控制柜组装,对系统各部分功能进行测试与分析。最终通过缺陷打磨算法寻找打磨区域的水平位置,在上位机设置打磨深度,并配合运动控制系统进行实验,验证了缺陷打磨系统可以消除大部分的表面缺陷,从而避免缺陷对二次锻造产生影响,证实了系统的功能已基本实现。

关键词：钛锻件缺陷打磨蚁群算法分离轴定理 Modbus

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多声道气体超声流量测量动态数据提取与分析

仪表技术 2023年第1期 42-45页

作者：李凤刘建昌冯伦宇李跃忠东华理工大学机械与电子工程学院江西南昌330013 江西省新能源工艺与工程技术研究中心江西南昌330013

气体超声波流量计研制中,准确定位每个声道正程和逆程收到的回波信号特征点,是精确测量得到该方向传播时间以及通过计算各声道时间差精确得到气体流量值的关键。提出了提取与分析气体超声流量计动态调试数据的方法,获取了回波信号各峰... 详细信息

气体超声波流量计研制中,准确定位每个声道正程和逆程收到的回波信号特征点,是精确测量得到该方向传播时间以及通过计算各声道时间差精确得到气体流量值的关键。提出了提取与分析气体超声流量计动态调试数据的方法,获取了回波信号各峰的归一化幅值数据;比较其归一化系数差值,得出最大差值所在的相邻峰为特征峰,两特征峰之间的上升过零点为到达时间阈值点,根据确定的阈值点得到精确的传播时间值。通过Python完成对原始数据的提取和分离并整理到Excel文件中,通过Excel将归一化幅值数据转换为散点图并加以分析,从而快速准确地获取阈值点,进而定位回波信号特征点。通过该方法设定阈值参数的DN50型双声道气体超声流量计,实验证明,所研究的DN50型双声道气体超声流量计能满足气体超声流量计检定规程中对1.0级仪表精度的要求。

关键词：多声道气体超声波流量计回波信号特征点动态数据提取与分析

基于贝叶斯优化卷积神经网络的路面光伏阵列最大功率点电压预测方法

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 620-630,I0015页

作者：毛明轩冯心营陈思宇王立宁输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆市沙坪坝区400044 帝国理工学院电气与电子工程系英国伦敦SW72AZ

路面光伏阵列上快速行驶的车辆,所形成的车辆阴影具有复杂的动态随机分布特性,将导致路面光伏阵列的输出功率-电压(P-V)特性曲线呈现动态多峰特性,给路面光伏阵列最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking,MPPT)控制带来挑战。基于此,... 详细信息

路面光伏阵列上快速行驶的车辆,所形成的车辆阴影具有复杂的动态随机分布特性,将导致路面光伏阵列的输出功率-电压(P-V)特性曲线呈现动态多峰特性,给路面光伏阵列最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking,MPPT)控制带来挑战。基于此,文中提出一种基于贝叶斯优化(Bayesianoptimization,BO)卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的路面光伏阵列最大功率点电压预测方法。首先,将路面光伏阵列的光照和温度的环境信息以图像形式输入基于贝叶斯优化CNN的最大功率点电压预测模型进行学习;然后,利用训练出的预测模型,对当前时刻下路面光伏阵列最大功率点工作电压进行预测;最后,仿真和试验结果表明,提出的预测模型具有良好的适应性,能够精准预测不同车辆阴影工况下的路面光伏阵列最大功率点工作电压,尤其是大幅度提高最大功率点工作电压的预测速度,为动态随机车辆阴影下路面光伏阵列的最大功率点跟踪控制奠定基础。

关键词：动态随机车辆阴影路面光伏阵列贝叶斯优化卷积神经网络图像信息最大功率点电压预测

ABA训练法结合醒神益智针刺疗法促进儿童孤独症康复效果观察

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中华中医药学刊 2024年

作者：郭会敏冯士梅纪伦伦许昌市中心医院儿科

目的观察ABA训练法结合醒神益智针刺疗法促进儿童孤独症康复效果。方法研究纳入共计86例儿童孤独症（2021年3月～2022年11月收治）进行本次研究，采取随机数字表法将患儿分为观察组（43例）与对照组（43例），对照组患儿采取ABA训练... 详细信息

目的观察ABA训练法结合醒神益智针刺疗法促进儿童孤独症康复效果。方法研究纳入共计86例儿童孤独症（2021年3月～2022年11月收治）进行本次研究，采取随机数字表法将患儿分为观察组（43例）与对照组（43例），对照组患儿采取ABA训练法治疗，观察组患儿在ABA训练法治疗基础上结合醒神益智针刺疗法治疗，各组数据观察：治疗效果、治疗前后患儿中医证候积分（语言迟钝、精神呆滞、智力低下、纳食欠佳等）变化、治疗后运动能力改善时间与语言表达能力好转时间、治疗前后患儿孤独症治疗评估表(AutismTreatmentEvaluationChecklist，ATEC) 评分变化及儿童孤独症评定量表(childhoodautismratingscale，CARS) 评分变化、孤独症行为量表（AutismBehaviorChecklist，ABC）评分变化、患儿治疗前后发育商（Developmentalquotient，DQ）及社会生活能力量表（sociallifeabilityscale，SM）评分变化、治疗前后血清纤溶酶原激活物抑制因子-1（Plasminogenactivatorinhibitor-1，PAI-1）及组织型纤溶酶原激活剂（TissuePlasminactivator，t-PA）水平变化。结果观察组患儿治疗总有效率（93.02%）高于对照组（76.74%），P＜0.05；观察组患儿运动能力改善时间与语言表达能力好转时间均比对照组患儿短，P＜0.05；治疗前各组患儿中医证候积分（语言迟钝、精神呆滞、智力低下、纳食欠佳等）、ATEC评分及CARS评分、ABC评分及DQ评分、SM评分、PAI-1及t-PA水平比较，P＞0.05，治疗后各组患儿中医证候积分（语言迟钝、精神呆滞、智力低下、纳食欠佳等）、ATEC评分及CARS评分、ABC评分及DQ评分、SM评分、PAI-1及t-PA水平均改善，观察组患儿治疗后中医证候积分（语言迟钝、精神呆滞、智力低下、纳食欠佳等）、ATEC评分及CARS评分、ABC评分及DQ评分、SM评分、PAI-1及t-PA水平均优于对照组患儿，P＜0.05。结论ABA训练法结合醒神益智针刺疗法可较好促进儿童孤独症康复，患儿治疗效果佳，症状改善，发育好，值得应用。

关键词：儿童孤独症 ABA训练法醒神益智针刺疗法中医证候积分发育

基于二重转压的本安型气体超声波流量计供电电路研究

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机电工程技术 2023年第3期52卷 67-70,105页

作者：刘建昌刘国权冯伦宇李跃忠东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013

针对本安型气体超声波流量计的供电电路存在本质安全化和多电压输出无法兼备的问题,设计了基于二重转压的本安型气体超声波流量计供电电路。分析了本质安全型气体超声波流量计二重转压供电电路的工作原理,设计了该电路中储能元件的参数... 详细信息

针对本安型气体超声波流量计的供电电路存在本质安全化和多电压输出无法兼备的问题,设计了基于二重转压的本安型气体超声波流量计供电电路。分析了本质安全型气体超声波流量计二重转压供电电路的工作原理,设计了该电路中储能元件的参数,将电容的最大储能限制在255.92μJ,电感的最大储能限制在2.24 nJ,远小于本安条件下的最小点燃能量0.28 mJ。对二重转压供电电路进行本质安全校核,电路在同一电压等级下的最大电容为90.2μF,在同一电流等级下最大电感为1μH,芯片最高表面温度为114.8℃,远小于同一本安条件下各元件参数的最大允许值。对二重转压供电电路进行供电性能测试,电路的输出电压和输出电流完全满足本安型气体超声波流量计的电源要求,解决了本安型气体超声波流量计的供电电路本质安全化和多电压输出无法兼备的问题。

关键词：气体超声波流量计本质安全型供电电路防爆

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基于自抗扰方法的无人机控制律设计

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1512-1522页

作者：左玲张翔伦李志宇秦玮侯琳杨森西安飞行自动控制研究所飞行器控制一体化技术重点实验室西安710070

针对多平台、多任务的无人机飞行控制律的快速开发问题,提出一种基于自抗扰方法的无人机控制律架构,设计了可复用的扩展状态观测器及微分跟踪器,研究对比了其在3种具有较大差异的无人机平台中的应用,使7 000 kg的超音速UAV_A获得了更优... 详细信息

针对多平台、多任务的无人机飞行控制律的快速开发问题,提出一种基于自抗扰方法的无人机控制律架构,设计了可复用的扩展状态观测器及微分跟踪器,研究对比了其在3种具有较大差异的无人机平台中的应用,使7 000 kg的超音速UAV_A获得了更优的敏捷性结果,在60 kg的缩比UAV_B完成了5.8g的半滚倒转大过载机动飞行试验,基于10 kg的平直翼UAV_C实现了12架机紧编队的精确轨迹控制飞行试验。仿真及试飞结果表明:所提自抗扰控制结构响应快速、控制精度高、鲁棒性强,能够较好地适应多类无人机、面向多种任务场景的控制需求,且不需调参就能够获得较好的控制效果,为飞行控制算法设计提供了新的技术途径。

关键词：自抗扰控制无人机飞行控制大过载机动飞行编队飞行非线性状态误差反馈控制