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直驱式伺服阀直线力马达性能测试系统研制

直驱式伺服阀直线力马达性能测试系统研制

作者：程鑫鑫哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

直线力马达是直驱式伺服系统中的关键元件，它将电信号直接转换成机械运动，其转换效率和精度与力马达本身的性能有密切关系，因而本文针对力马达性能的测试进行了相关的研究。首先，为了获得力马达的传递函数，建立了直线力马达的数学... 详细信息

直线力马达是直驱式伺服系统中的关键元件，它将电信号直接转换成机械运动，其转换效率和精度与力马达本身的性能有密切关系，因而本文针对力马达性能的测试进行了相关的研究。首先，为了获得力马达的传递函数，建立了直线力马达的数学模型，并由此得到了力马达的空载位移特性方程。根据航天某型力马达的物理模型和参数确立力马达的输出特性方程，为进行测试系统的软硬件设计及实验研究提供必要的理论依据和支持。然后，根据测试系统的测试指标，研制了一套力马达综合性能测试系统。对各类传感器的计算选型、安装方式和标定等进行了研究。设计了测试系统的机械工装夹具结构、台体和控制柜，并进行了装配和调试。设计了测试系统的电路，并完成了电路调试。基于Labview编制了测试系统的软件，该软件能实现多路传感器信号采集、数据处理、图表绘制、曲线打印和存储等功能。研制的测试系统为进行力马达的性能测试研究提供了实验平台。最后，在研制的力马达性能测试系统上进行了实验研究，对测试系统的测试精度进行验证。最终的实验结果说明，研制的力马达性能测试系统测试结果稳定可靠，操作方便、自动化程度高，测试精度高，能够满足设计指标要求。

关键词：直线力马达力特性测试位移特性测试 Labview

基于可见光与红外融合的自动驾驶视觉环境感知方法研究

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基于可见光与红外融合的自动驾驶视觉环境感知方法研究

作者：程鑫鑫重庆交通大学

学位级别：硕士

自动驾驶汽车是提升道路安全与出行效率、减少碳排放,推动城市向绿色、智能和可持续方向转型的关键方案,自动驾驶系统由感知、决策和控制三大核心模块构成,其中环境感知是实现决策与控制的基础。在环境感知的技术领域,目标检测和语义分... 详细信息

自动驾驶汽车是提升道路安全与出行效率、减少碳排放,推动城市向绿色、智能和可持续方向转型的关键方案,自动驾驶系统由感知、决策和控制三大核心模块构成,其中环境感知是实现决策与控制的基础。在环境感知的技术领域,目标检测和语义分割是构成自动驾驶汽车感知能力的关键技术要素,目前,在复杂交通场景和恶劣天气下自动驾驶的环境感知能力仍然面临严峻挑战。本文围绕恶劣环境中自动驾驶视觉环境全面感知需求,充分考虑算法精度、速度、计算资源等因素,以车载视觉图像为研究对象,重点开展了复杂场景目标检测、融合可见光与红外图像目标检测、联合目标检测与语义分割的环境感知等方法研究,研究内容如下:（1）提出一种针对复杂交通场景的目标检测方法。针对交通目标尺寸差异大、远景小目标检测效果差以及遮挡、光照等干扰因素带来的挑战,提出了一种基于特征复用机制的（Feature Reactivation YOLO,FR-YOLO）交通目标检测算法。首先,通过降低通道维度和改进网络结构提出轻量的特征提取网络,实现了对冗余特征信息的高效复用,在较少的参数量下产生更多的特征图,提高模型对特征信息的提取和表达能力;然后,在特征融合阶段引入内容感知特征重组模块,加强对小目标显著语义信息的关注;最后,在BDD100K数据集上进行实验验证,实验表明,所提算法相较于基准算法,检测精度提升了4.0%,参数量降低了30.8%,检测速度达到了160.2帧/s。（2）提出一种融合可见光与红外图像的目标检测算法。针对恶劣天气和极端光照条件对目标检测性能带来的挑战,在上文改进算法的基础上,提出了一种基于双分支交叉融合的（Dual-branch Cross Fusion YOLO,DCF-YOLO）多光谱数据目标检测算法。为实现可见光和红外的多光谱特征信息有效融合,设计了多模态特征交互融合方法,首先,通过跨模态特征校准模块在通道和空间维度上分别对输入的可见光、红外特征进行整体的纠正和校准,消除两种模态特有的噪声并解决因对齐不完全而产生的不确定性;其次,交叉注意力交互模块利用交叉注意力机制在不同的模态之间建立动态关系,并根据任务需求自适应地融合互补特征信息,以加强特征交互;然后,多模态融合模块将经过交互处理的特征进一步整合输出至解码器中。最后,在M3FD数据集上进行实验验证,实验结果表明,相较于基准算法,本文可见光与红外融合算法检测精度提升了6.5%,增强了自动驾驶在恶劣环境下的感知稳定性,满足应用实时性需求。（3）提出了一种联合目标检测与语义分割的视觉感知方法。旨在满足自动驾驶对环境的精细化全面感知需求,在上文融合检测算法的基础上,设计一个融合多光谱数据的多任务自动驾驶环境感知（Multi-task Autonomous-driving Environment Perception YOLO,MAEP-YOLO）算法。首先,多个任务共享相同的编码器,提升模型的使用效率;其次,借鉴当前先进的语义分割网络设计理念,设计Lab与PSP两种分割分支,统一进一个灵活、可配置的网络框架中进行迭代计算,通过整合算法输出端的结果,实现目标检测任务和语义分割任务的联合处理;然后,引入联合损失函数,综合考虑检测任务中的边界框回归损失、分类损失以及分割任务中的像素分类损失,合理设计损失函数的权重,实现多任务端到端联合训练。最后,在FMB数据集上进行实验验证,实验表明,多任务自动驾驶环境感知算法可以同时实现交通目标检测与场景分割任务,提升环境感知的工作效率。

关键词：自动驾驶环境感知可见光与红外融合目标检测语义分割多任务学习

蓖麻果实脱壳方法及滚搓式脱壳机的关键技术研究

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蓖麻果实脱壳方法及滚搓式脱壳机的关键技术研究

作者：程鑫鑫中南大学

学位级别：硕士

摘要：蓖麻是一种具有极高经济价值、生态效益并拥有巨大市场需求的农作物。近年来,随着我国蓖麻种植量的不断增加,蓖麻果实脱壳机械在蓖麻生产过程中起到的作用越来越大。目前国内蓖麻果实脱壳机械普遍存在脱净率低、生产率低、破损率... 详细信息

摘要：蓖麻是一种具有极高经济价值、生态效益并拥有巨大市场需求的农作物。近年来,随着我国蓖麻种植量的不断增加,蓖麻果实脱壳机械在蓖麻生产过程中起到的作用越来越大。目前国内蓖麻果实脱壳机械普遍存在脱净率低、生产率低、破损率高的缺陷,难以满足在农业现代化进程下“保质保量”的要求,且有关蓖麻脱壳理论的研究稀少,脱壳机械难以得到理论指导。因此,开展蓖麻脱壳方面的研究是十分有意义的。本文就此做了以下几方面的研究：1)以湖南省林科院培育的“湘蓖一号”蓖麻果实为对象,研究分析外形参数及含水率对破壳性能的影响,完成其外形参数及处在成熟期到收获期的含水率的测定分析。2)研究分析蓖麻果实破壳时加载力、加载部位及含水率对破壳性能的影响,完成其在压载荷作用下的力学特性试验并分析。3)蓖麻果实力学特性的有限元仿真。建立蓖麻果实的有限元模型并简化,对其受到压载荷作用时的力学特征进行有限元的仿真,并与试验情况进行对比,验证有限元法的可行性,进而分析蓖麻果实外壳破裂的主要条件。4)根据蓖麻果实的物理特征及力学性能的研究拟定滚搓式脱壳法,研究滚搓式脱壳机脱壳部件的设计理论,并针对蓖麻果实拟定脱壳部件参数,进而建立脱壳部件三维模型并进行模态仿真分析,最后建立生产率与脱壳机功率数学模型。5)依据滚搓式脱壳机脱壳部件的设计理论对现有类似脱壳机进行改造,进而进行验证实验,并运用统计学知识设计正交试验与二次回归通用旋转组合试验,进行滚搓式脱壳机的参数优选,探究各个影响因素对试验指标的影响、各个因素之间的相互制约关系及其显著水平。图51幅,表54个,参考文献62篇

关键词：蓖麻果实脱壳力学特性滚搓式脱壳法参数优选回归试验

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忆容振荡电路的多稳定性现象与机理分析

忆容振荡电路的多稳定性现象与机理分析

作者：程鑫鑫常州大学

学位级别：硕士

将忆容元件引入到非线性系统、振荡电路或神经形态网络中,通常会产生由忆容初值决定的线/面平衡点,从而诱发特殊的超级多稳定性现象。这一依赖于忆容初值的特殊动力学特性可为忆容电路或系统的工程应用提供更多的灵活度,但鲜有文献报道... 详细信息

将忆容元件引入到非线性系统、振荡电路或神经形态网络中,通常会产生由忆容初值决定的线/面平衡点,从而诱发特殊的超级多稳定性现象。这一依赖于忆容初值的特殊动力学特性可为忆容电路或系统的工程应用提供更多的灵活度,但鲜有文献报道其动力学特征及形成机理。究其原因,忆容初值在状态方程中难以显式表达,且含零特征根使得传统线性稳定性理论难以阐明初值效应的动力学机理。为此,论文提出一类忆容振荡电路,采用增量积分变换法进行系统重构,在原始状态变量域和增量积分变量域中明晰超级多稳定性现象与形成机理。首先,将非理想荷控忆容与电阻、负电导、正弦电压源相互连接,构建了一种二阶非自治忆容振荡电路。该电路具有无限个分段线平衡点,且平衡点的位置、数量与稳定性状态随时间不断变化。通过数值分析,该电路具有复杂波纹结构的吸引盆,进而揭示了无限个链式共存吸引子这一特殊超级多稳定性现象与形成机理,并进行了硬件实验验证。进一步地,在二阶非自治忆容振荡电路的基础上除去负电导、引入电感,构建了一种三阶非自治忆容振荡电路。该非自治电路在无平衡点与具有线平衡点之间不断切换,诱发了初值位移调控的超级多稳定性现象。为了明晰超级多稳定性的形成机理,采用增量积分变换法建立了具有确定平衡点的重构模型,实现了状态变量初值的参数化。利用二维分岔/一维分岔、李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱等分析方法,揭示了含零特征根的非自治系统的平衡点稳定性演化规律,进而阐明了超级多稳定性的形成机理,并通过PSIM电路仿真进行了验证。最后,在经典蔡氏电路中同时引入两种记忆元件,即理想磁控忆容与理想荷控忆阻,构建了一个五阶双记忆元件振荡电路。该电路具有面平衡点,且存在两个零特征根。通过增量积分变换,建立了状态变量初值显式表达的重构模型,消除了原模型中的零特征根。通过对重构模型的平衡点稳定性分析,阐明了平衡点稳定性分布与动力学演化的内在关联,进而揭示了依赖于记忆元件和非记忆元件初值的多稳定性现象。最后,通过FPGA数字实验平台进行了实验验证。通过忆容振荡电路的多稳定性现象研究,明晰了平衡点稳定性与特殊动力学特性的内在关联,阐明了多稳定性现象的形成机理,可为忆容振荡电路在电子信息领域的工程应用提供适当理论基础与技术支持。

关键词：忆容器忆阻器忆容振荡电路多稳定性增量积分变换

改性Mn-硅藻土处理水溶性酸性媒介印染废水

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非金属矿 2012年第5期35卷 76-78页

作者：严刚程鑫鑫青海大学化工学院青海西宁810016

对以水溶性酸性媒介染料为主的废水，用氯化锰（Mncl4·4H2O）改性硅藻土进行了脱色和去除COD的实验研究。结果表明，改性Mn-硅藻土投加量为0．8g/L，用石灰乳控制pH值在9．5～10．0范围内，聚丙烯酰胺（PAM）投加量为2．0mgg/L时，色度... 详细信息

对以水溶性酸性媒介染料为主的废水，用氯化锰（Mncl4·4H2O）改性硅藻土进行了脱色和去除COD的实验研究。结果表明，改性Mn-硅藻土投加量为0．8g/L，用石灰乳控制pH值在9．5～10．0范围内，聚丙烯酰胺（PAM）投加量为2．0mgg/L时，色度和COD去除率分别达到96％和90％以上．均达到了GB4287—92一级排放标准。

关键词：氯化锰改性硅藻土水溶性印染废水

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基于特征复用机制的航拍图像小目标检测算法

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 437-448页

作者：邓天民程鑫鑫刘金凤张曦月重庆交通大学交通运输学院重庆400074

针对无人机(UAV)航拍图像检测存在的小目标检测精度低和模型参数量大的问题,提出轻量高效的航拍图像检测算法FS-YOLO.该算法以YOLOv8s为基准网络,通过降低通道维数和改进网络架构提出轻量的特征提取网络,实现对冗余特征信息的高效复用,... 详细信息

针对无人机(UAV)航拍图像检测存在的小目标检测精度低和模型参数量大的问题,提出轻量高效的航拍图像检测算法FS-YOLO.该算法以YOLOv8s为基准网络,通过降低通道维数和改进网络架构提出轻量的特征提取网络,实现对冗余特征信息的高效复用,在较少的参数量下产生更多特征图,提高模型对特征信息的提取和表达能力,同时显著减小模型大小.在特征融合阶段引入内容感知特征重组模块,加强对小目标显著语义信息的关注,提升网络对航拍图像的检测性能.使用无人机航拍数据集VisDrone进行实验验证,结果表明,所提算法以仅5.48 M的参数量实现了mAP0.5=47.0%的检测精度,比基准算法YOLOv8s的参数量降低了50.7%,精度提升了6.1%.在DIOR数据集上的实验表明,FS-YOLO的泛化能力较强,较其他先进算法更具竞争力.

关键词：无人机(UVA)图像目标检测 YOLOv8 轻量化主干 CARAFE

具有时滞效应的动态广义Nash均衡算法研究

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系统科学与数学 2024年

作者：汪星段璨程鑫鑫张永艳江西财经大学信息管理学院江西财经大学现代经济管理学院

本文研究具有延时效应的非线性微分广义Nash均衡算法。为刻画具有延时效应的动态广义Nash均衡问题,参与者效益函数和约束集被状态变量影响,时滞微分方程描述状态变量变化过程,从而静态广义N ash均衡发展为时滞微分广义Nash均衡.现有微分... 详细信息

本文研究具有延时效应的非线性微分广义Nash均衡算法。为刻画具有延时效应的动态广义Nash均衡问题,参与者效益函数和约束集被状态变量影响,时滞微分方程描述状态变量变化过程,从而静态广义N ash均衡发展为时滞微分广义Nash均衡.现有微分Nash均衡主要以Bellman动态规划技术和Pontryagin极值原理为基础进行计算,该方法因为时滞产生的奇异点容易导致计算失败.为解决此问题,本文融合欧拉方法和变分方法,构建算法得到非线性时滞微分广义Nash均衡系统有效解.基于时滞微分变分方法基础,本文对非线性时滞微分广义Nash均衡系统算法进行收敛性分析以验证算法的有效性,最后利用数值算例对算法进行模拟仿真.

关键词：微分博弈 Nash均衡变分不等式时滞微分方程算法