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基于改进最小二乘支持向量机的FPGA焊点失效故障评估方法研究

作者：曲相奎

来源：南通市图书馆图书评论

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电子测量与仪器学报 2021年第7期35卷 74-82页

作者：佐磊徐相相陈昊姜学义朱良帅合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 合肥工业大学可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室合肥230009

针对现有现场可编程逻辑门阵列(FPGA)焊接点失效故障评估方法存在的无法提供准确的信息、样本数据少、时效性不高等问题,提出结合遗传算法(GA)改进最小二乘支持向量机(GA-LS-SVM)的FPGA焊接点失效故障评估方法。建立SJ BIST测试模型,选... 详细信息

针对现有现场可编程逻辑门阵列(FPGA)焊接点失效故障评估方法存在的无法提供准确的信息、样本数据少、时效性不高等问题,提出结合遗传算法(GA)改进最小二乘支持向量机(GA-LS-SVM)的FPGA焊接点失效故障评估方法。建立SJ BIST测试模型,选择合适的外接小电容,通过改变不同工作频率下可变电阻的大小模拟焊点阻值,获得基于小电容电压变化的故障数据,建立电容低电平的持续时间、电容测试工作频率和焊接点电阻值的三维数据图;最后利用遗传算法优化的最小二乘支持向量机对所得到的数据进行状态评估,由三维数据图可知,健康的FPGA焊接点与断裂的FPGA焊接点在低电平的持续时间具有明显差异。仿真实验结果表明,所提出的GA-LS-SVM方法焊接点健康状态等级分类的总准确率达到97.2%,相较于BP神经网络、标准SVM及LS-SVM方法分别提高了17.9%、13%及7.2%。

关键词： FPGA 最小二乘支持向量机遗传算法焊接点失效 SJ BIST测试

软锰矿-含油污泥基活性炭对亚甲基蓝的吸附特性

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化工进展 2022年第12期41卷 6664-6671页

作者：樊相汝羊依金郭旭晶张全碧成都信息工程大学资源环境学院四川成都610225

以含油污泥为原料,添加适量软锰矿制备活性炭,用于吸附水中的亚甲基蓝并探究其吸附性能与吸附机制。采用SEM、BET、XPS、FTIR表征活性炭的微观形貌和物相结构,利用二维红外相关光谱探究活性炭与亚甲基蓝的吸附点位及吸附机制。结果表明... 详细信息

以含油污泥为原料,添加适量软锰矿制备活性炭,用于吸附水中的亚甲基蓝并探究其吸附性能与吸附机制。采用SEM、BET、XPS、FTIR表征活性炭的微观形貌和物相结构,利用二维红外相关光谱探究活性炭与亚甲基蓝的吸附点位及吸附机制。结果表明,活性炭是比表面积达464.409m^(2)/g的介孔材料,且表面含有大量的含氧官能团,活性炭吸附亚甲基蓝的过程符合准二级动力学方程和Langmuir模型,主要受化学吸附控制的单分子层吸附。结合移动窗口二维红外相关光谱分析发现,在活性炭吸附亚甲基蓝的过程中吸附较低浓度的亚甲基蓝参与的官能团较多,以各种含氧官能团为主,当亚甲基蓝浓度升高,以π-π相互作用为主;吸附机制包括氢键作用、含氧官能团参与和π-π相互作用等。

关键词：含油污泥亚甲基蓝吸附吸附机理移动窗口二维相关光谱

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细胞机器人重构运动规划与轨迹优化研究

细胞机器人重构运动规划与轨迹优化研究

作者：相朝芳哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着对太空领域的不断开拓与深入研究,人们对应用操控机械的需求量将大大增加,传统的机械结构由于其功能单一的特点很难适用于空间在轨环境。因此,人们逐渐开发了具有重构特性的模块化机器人。模块化机器人由多重功能模块重构而成,可以... 详细信息

随着对太空领域的不断开拓与深入研究,人们对应用操控机械的需求量将大大增加,传统的机械结构由于其功能单一的特点很难适用于空间在轨环境。因此,人们逐渐开发了具有重构特性的模块化机器人。模块化机器人由多重功能模块重构而成,可以通过组织模块之间的连接关系来改变自身构型,从而满足更加多样的任务需求。本文以模块化细胞机器人构型重构及运动规划为研究目标。结合细胞机器人模块重构的研究前沿,综合运用理论分析、数值计算、仿真分析验证等方法深入开展细胞机器人构型体系、模块重构策略、重构机器人轨迹优化以及运动仿真的相关研究。首先,根据空间桁架装配的任务需求,设计具备自重构特性的细胞功能模块以及重构机器人构型。并对设计的机器人构型进行数学建模,分析其运动学性能,保证所设计构型的合理性与稳定性。其次,对选定的细胞机器人构型进行模块重构策略研究。设计一种应用于构型重组的模块重构平台,并基于此平台开展细胞模块间的自重构路径规划研究。建立机器人模块重构的数学模型,并通过设计优化路径规划算法进行模块重构过程的合理避障与运动。之后,对重构后的机器人构型进行桁架装配过程的轨迹优化研究。构建3-5-3多项式插值函数对机器人末端运行轨迹进行分段插值。然后,对粒子群算法进行参数改进设计,并采用改进后的算法对分段插值轨迹进行时间优化。最后通过仿真验证优化后各关节的参数指标以及轨迹运行时间的优化比。最后,搭建细胞机器人联合仿真实验进行运动性能验证。首先,采用ADAMS软件对细胞机器人装配轨迹进行运动学仿真,验证机器人各关节的运动性能。随后搭建ADAMS与MATLAB联合仿真控制系统,验证机器人理论分析的正确性和虚拟样机模型的可靠性,另一方面同时印证联合仿真的可行性。

关键词：构型设计重构策略路径规划轨迹优化联合仿真

激光聚集小型三自由度并联机构分析及控制策略研究

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激光聚集小型三自由度并联机构分析及控制策略研究

作者：王施相中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

本文以863项目子课题“XX激光调焦XX”为背景,对用于激光调焦的次镜支撑机械系统——三自由度并联机构——的运动学、动力学及控制策略进行分析。首先,提出了用非压电陶瓷驱动的小型3-PRS结构的并联机器人来支撑次镜的方案,之后对该机... 详细信息

本文以863项目子课题“XX激光调焦XX”为背景,对用于激光调焦的次镜支撑机械系统——三自由度并联机构——的运动学、动力学及控制策略进行分析。首先,提出了用非压电陶瓷驱动的小型3-PRS结构的并联机器人来支撑次镜的方案,之后对该机构进行三维建模,以传统Z-X-Y欧拉角描述了该机动平台位姿,并利用该机构的闭环矢量式求解获得其运动学正反解方程及受限速度雅克比矩阵。利用多刚体动力学软件ADAMS,应用极限边界搜索算法对该机构的可达工作空间进行了定量分析。结合小型3-PRS机构的特征,定性分析了该机构在工作空间内的奇异性,并通过结构设计给出了消除奇异性的方法,从而为该机构的运动学设计奠定了良好的基础其次,对小型3-PRS机构进行了动力学建模。提出了一种简化假设方法——质量因子,即将连接杆的质量分布到杆的两端。通过在ADAMS中对虚拟模型的仿真和利用虚功原理建立的数学模型对比分析,得出了该结构连接杆的质量分布因子优化解。对丝杠系统及连杆进行了简单的刚度建模,在ADAMS中,对机构进行了固有频率的仿真分析。最后,在运动学分析及动力学分析的基础上,提出了PID控制、计算力/力矩控制及自适应控制方法,通过ADAMS/Control和MATLAB/Simulink联合仿真,对比分析了适合小型3-PRS机构的控制方法,并定量给出了机构的理论控制精度。最后,将该机构应用于实际光路系统,测量了两种控制方案下该机构控制的调焦次镜对聚焦光斑性能的影响。仿真结果充分证明了该机构完全满足支撑激光聚焦次镜结构的设计要求。

关键词：激光聚焦 3-PRS并联机构运动学动力学控制策略联合仿真

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基于坐标法的大型齿轮在位检测系统研制

基于坐标法的大型齿轮在位检测系统研制

作者：相朋举西安理工大学

学位级别：硕士

齿轮是机械设备中的重要传动零件,随着机械工业的发展对齿轮精度等参数的要求也越来越严格,对齿轮测量的要求也不断提高,作为一种形状复杂、误差种类比较多的机械零件,齿轮的测量一直是机械测量的难点。国内能对大型齿轮测量的仪器还不... 详细信息

齿轮是机械设备中的重要传动零件,随着机械工业的发展对齿轮精度等参数的要求也越来越严格,对齿轮测量的要求也不断提高,作为一种形状复杂、误差种类比较多的机械零件,齿轮的测量一直是机械测量的难点。国内能对大型齿轮测量的仪器还不多,所以开发一种简单易行的测量方案就十分迫切。论文首先分析了大型齿轮测量的基本原理,同时对大型齿轮测量方法进行了深入的研究,提出并实践了基于坐标法测量的大型齿轮在位测量方案也就是在所建立的坐标系内,按照设计几何参数对齿轮齿面的几何形状偏差进行测量。并在理论研究的基础上对相关的方案进行实验验证,在对比测量数据的基础上对测量方案进行了改进,确定了采用坐标法采集数据的方案,然后借助曲线拟合、遗传算法等手段计算出误差。本论文对大齿轮在位测量技术的理论进行了深入探讨,在针对无法实现高精度定位的情况下提出了曲线拟合的解决办法,在分析了仪器的精度后提出了修正和补偿的方法,针对运动控制、数据采集等系统的特点实现了基于VC++和MATLAB的混合编程设计方法,通过神经网络拟合实现了部分参数的测量。并在综合考虑齿轮的各项误差的情况下提出了一个基于各个参数的专家系统方案。论文共分为,系统基本原理及参数介绍、齿廓偏差测量、齿距偏差的测量、齿厚及径跳测量、误差修正、专家系统分析等部分。在基本原理部分介绍了机构组成和基本原理及参数、在齿形部分介绍了齿形测量的基本原理与方案,包括VC++开发环境介绍和混合编程的实现。在齿距部分介绍了齿距测量的方法和实验。在误差分析部分,分析了三个轴的直线度等误差,并提出了相应的误差模型。并对部分误差提出了修正方案。通过对大型齿轮在位检测测量系统的开发和调试,通过大量的实验数据验证,充分表明,大型齿轮在位检测的测量原理正确,相关技术可行。

关键词：大型齿轮在位测量坐标法神经网络遗传算法专家系统

快速磁场重联中导向场大小对磁场重联层结构不对称性的影响

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快速磁场重联中导向场大小对磁场重联层结构不对称性的影响

作者：赖相盛南昌大学

学位级别：硕士

磁场重联广泛存在于空间等离子体和实验室等离子体中,是日地空间系统中重要的等离子体物理过程。磁场重联一般开始于微观尺度的扩散区内,最终引起宏观尺度上的磁力线拓扑结构的改变,并且伴随着磁场能量的快速释放和输运。空间等离子体... 详细信息

磁场重联广泛存在于空间等离子体和实验室等离子体中,是日地空间系统中重要的等离子体物理过程。磁场重联一般开始于微观尺度的扩散区内,最终引起宏观尺度上的磁力线拓扑结构的改变,并且伴随着磁场能量的快速释放和输运。空间等离子体一般都是无碰撞等离子体,即等离子体的平均自由程要远大于等离子体的特征长度。日地空间系统中大部分发生的磁场重联都是快速磁场重联,即能量的释放速度非常快。快速磁场重联模型中一个显著的特征是在重联扩散区附近有Hall四极磁场和双极电场结构的形成,这一特征也成为了卫星观测中寻找重联扩散区的重要判据。在磁场重联的研究过程中,多数的模型都通常假设垂直重联面方向的磁场分量为零,即没有导向磁场的存在。若考虑导向场的存在,一般认为导向场与Hall磁场只是单纯的叠加关系。然而,在近些年的观测和模拟中发现,存在导向场时Hall四极磁场并不是与导向场单纯叠加,其结构已被扭曲,关于中性电流片呈现出不对称性。在本文中,我们利用2.5-D全粒子模拟研究了不同导向场情况下Hall磁场和Hall电场的不对称性。我们得到了Hall磁场By和Hall电场Ez随导向场大小的变化情况,发现By场被导向场所扭曲,变成了非轴对称结构。且By的极大与极小值的幅值比随着导向场的增大而增大,最后趋于稳定。Ez的极大与极小值的幅值比在近X点处随着导向场增大而增大,随后趋于不变。同时我们发现,随着导向场的增大,Ez的双极结构出现了新的负极而变为三极结构,且其幅值随导向场增大而增大,随后趋于不变。最后,通过对比广义欧姆定律中各项的大小,我们发现Ez由Hall项主导,幅度不对称性主要由Hall效应导致。在近X点处,电场Ez新的负极的出现由对流项主导,而在远X点处,由Hall项和对流项共同主导。

关键词：快速磁场重联 PIC全粒子模拟导向场 Hall场

直流充电桩前级VIENNA整流器的研究与实现

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直流充电桩前级VIENNA整流器的研究与实现

作者：梁相印西安科技大学

学位级别：硕士

随着全球性能源危机和环境恶化不断加剧,节能减排已成为全球共识,新能源电动汽车作为一种绿色出行方式逐步替代燃油汽车。针对现有电动汽车交流充电桩充电时间长、效率低的问题,大功率直流充电桩技术应运而生,尤其在国家政策扶持下,得... 详细信息

随着全球性能源危机和环境恶化不断加剧,节能减排已成为全球共识,新能源电动汽车作为一种绿色出行方式逐步替代燃油汽车。针对现有电动汽车交流充电桩充电时间长、效率低的问题,大功率直流充电桩技术应运而生,尤其在国家政策扶持下,得到了迅猛发展。目前直流充电桩的前级整流器存在直流母线电压超调量大、网侧电流谐波含量高等缺点,因此研究一种谐波含量低、功率因数高的大功率充电桩具有重要的理论意义和实用价值。根据国网发布的大功率直流充电桩的技术指标,对15kW大功率直流充电桩整流器系统进行了研究与实现。论文以三相三开关VIENNA整流器为研究对象,根据拓扑结构和工作原理建立数学模型,通过abc-dq坐标变换简化数学模型,在此基础上设计了电压环和电流环PI控制器。针对电压外环采用PI控制策略时,参数整定较为复杂且负载突变情况下直流母线电压波动大等问题,提出一种基于遗传整定的电压外环模糊免疫PI控制策略。通过遗传算法对模糊免疫控制器参数进行寻优,得到最佳的K和η值代入模糊免疫PI控制器,进而在线调节PI参数,实现在负载突变情况下母线电压输出稳定的目的。同时针对VIENNA整流器中点电位不平衡的固有缺点,引入模糊PI自适应控制策略,在线修正PI参数,调节平衡因子实现输出侧上、下电容均压。在MATLAB/Simulink仿真平台中,搭建了三相三开关VIENNA整流器系统的仿真模型。将PI控制、模糊免疫PI控制和基于遗传整定的模糊免疫PI控制分别应用在电压外环中,仿真结果表明基于遗传整定的模糊免疫控制有效地减少直流母线电压的波动;同时将改进的中点电位平衡控制与PI控制的仿真结果进行对比,模糊PI控制能够有效地抑制中点电位偏移。进一步搭建了实验平台,实验数据表明母线电压在负载突变的情况下其波动为3.3%,上、下电容电压偏差在±2.2V以内变化,验证了基于遗传整定的模糊免疫PI控制策略可以提高VIENNA整流器系统的抗干扰性和鲁棒性,且改进的中点控制策略对直流侧中点电位平衡有良好的控制效果。

关键词： VIENNA整流器遗传算法模糊免疫PI控制直流充电桩中点电位平衡

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电器制造业上市公司财务风险综合评估研究

电器制造业上市公司财务风险综合评估研究

作者：原相娟东北林业大学

学位级别：硕士

制造业作为我国经济发展的支柱产业,在我国上市公司中占有很大比重。然而,由于制造业自身的特点以及日益加剧的市场竞争环境,一些制造业上市公司因为财务风险带来的危机最终被特别处理。因此,建立一个有效的财务风险评估指标体系及财务... 详细信息

制造业作为我国经济发展的支柱产业,在我国上市公司中占有很大比重。然而,由于制造业自身的特点以及日益加剧的市场竞争环境,一些制造业上市公司因为财务风险带来的危机最终被特别处理。因此,建立一个有效的财务风险评估指标体系及财务风险评估模型,有助于对公司的财务风险进行跟踪评价,据以采取相应的风险防范和控制措施,以避免更多的公司因财务风险而陷入困境。此外,建立有效的财务风险评估模型对于我国资本市场的健康发展、提高社会资本利用率及企业的盈利水平具有一定的应用价值和理论指导意义。本文将理论研究与实证分析相结合,运用定性分析与定量分析等方法,阐述了基于模糊综合评价法的电器制造业上市公司财务风险评估的相关基础理论,通过分析电器制造业上市公司财务风险的影响因素及风险评估现状,发现其财务风险评估过程中存在的问题,确定了影响财务风险的关键因素和相关评估指标。本文从偿债风险、资产管理风险、盈利风险、成长风险、股本扩张风险及现金流风险六个方面选取了16个指标构成财务风险评估指标体系,应用层次分析法确定各评估指标的权重,并利用模糊综合评价法构建了财务风险评估模型,据以对电器制造业上市公司的财务风险进行综合评价。本文按照模糊综合评价法的应用步骤,选取了30个样本公司最近连续三年的财务数据,确定了每个评估指标各等级的标准值,在此基础上从偿债能力、资产管理能力、盈利能力、成长能力、股本扩张能力及现金流能力六个方面对太原天龙集团的财务风险进行实证研究,针对评估过程中发现的风险提出了相关控制措施,以期帮助太原天龙集团提高风险评估及管理水平,有效地控制和降低财务风险,同时也验证了该模型的适用性,为政府及投资者等相关部门跟踪评价公司财务风险提供理论参考。

关键词：电器制造业财务风险评估层次分析法模糊综合评价

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滇池流域生态资产评估及生态补偿研究

滇池流域生态资产评估及生态补偿研究

作者：龚相澔云南大学

学位级别：硕士

滇池流域的生态环境能否良性运行直接关系到昆明城市的可持续发展和国家建设云南生态文明排头兵的战略部署。十八届三中全会明确提出要探索编制自然资源资产负债表,而自然资源资产负债表的编制首先要对自然资源资产进行核算,对生态资产... 详细信息

滇池流域的生态环境能否良性运行直接关系到昆明城市的可持续发展和国家建设云南生态文明排头兵的战略部署。十八届三中全会明确提出要探索编制自然资源资产负债表,而自然资源资产负债表的编制首先要对自然资源资产进行核算,对生态资产进行评估。对生态资产价值的评估能为当地生态环境管理及生态补偿提供理论基础和依据。生态资产是生态系统生物资源直接价值及其生态服务价值的总和,是表征生态系统质量状况的重要指标。本研究将滇池流域生态资产类型划分为森林、草地、农田、湿地四大类,采用频度分析法,根据指标筛选的原则,结合滇池流域生态系统及其服务功能的特点进行指标筛选优化,构建评价指标体系;应用环境资源价值评估技术进行生态资产价值核算。在生态资产价值评估的基础上,应用机会成本法、生态资产价值变化法对流域生态补偿标准进行定量研究。通过研究得出以下结论:(1)滇池流域生态资产价值滇池流域生态资产总价值为787.92×10元/年,其中直接使用价值为88.54×10元/年,间接使用价值为699.38×10元/年,间接使用价值约为直接使用价值的7.90倍。各项评价指标价值量由大到小依次为:水源涵养价值、气候调节价值、土壤保持价值、废物处理价值、实物产品价值、固碳释氧价值、生物多样性保护价值、休闲娱乐价值、气体调节价值、科研文化价值。(2)4种生态系统类型生态资产价值滇池流域4种类型生态系统生态资产价值由高到低依次为:湿地(424.77×10元/年)、森林(215.94×10元/年)、农田(87.65×10元/年)、草地(59.56×10元/年);单位面积生态资产价值呈现:湿地>森林>草地>农田。(3)4种生态系统类型生态资产分项研究通过对滇池流域四种类型生态系统分项研究结果表明:农田对流域实物产品提供贡献最大;湿地对流域科研文化、休闲娱乐、水源涵养、废物处理、气候调节的贡献最大;森林对流域固碳释氧、生物多样性保护、气体调节贡献最大。以上结果能为流域管理者针对某项生态系统服务功能的管理提供科学有效的建议。(4)滇池流域生态补偿通过对滇池流域十二五期间退耕还林、退田还湿及松花坝水源保护区生态补偿研究表明:滇池流域十二五期间,退耕还林生态补偿的额度下限为0.96×10元/年,上限为1.49×10元/年;退田还湿生态补偿额度的下限为1.44×10元/年,上限为36.61×10元/年;松花坝水源保护区生态补偿额度的下限为1.30×10元/年,上限为2.02×10元/年。本文根据滇池流域生态资产评估及生态补偿研究结果,发现湿地和森林生态系统对滇池流域生态资产贡献最大,因此在对滇池流域开发的过程中,应该着重注意对湿地和森林的保护与重建。滇池流域退耕还林、退田还湿带来的环境收益高于国家的投资额,但想要实现环境与经济的最优发展,现阶段补偿力度依旧不够。

关键词：滇池流域生态资产评估生态系统服务生态补偿