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新时代工科院系研究生思想政治工作的变量与增量——以湖南大学电气与信息工程学院为例

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产业与科技论坛 2022年第10期21卷 240-241页

作者：张夏伊维章宇航湖南大学电气与信息工程学院

新时代条件下,研究生思想政治工作环境在变、对象在变、渠道在变、阵地在变,加强和改进思想政治工作要“新”字当头、“干”字为先。如何从研究生思想政治教育发展的角度把握其新特征、新趋势、新要求是当前思政工作的难点和瓶颈,不断... 详细信息

新时代条件下,研究生思想政治工作环境在变、对象在变、渠道在变、阵地在变,加强和改进思想政治工作要“新”字当头、“干”字为先。如何从研究生思想政治教育发展的角度把握其新特征、新趋势、新要求是当前思政工作的难点和瓶颈,不断推进“导学思政深入、红色基因传承、学术学风领航、榜样力量引航”四大工程已成为重要命题。本文以湖南大学电气与信息工程学院研究生思想政治教育为例,从思政战地的“变量”、学生综合发展的“增量”两个方面进行探讨,希冀对工科院系研究生思政工作开创新局面,建设新阵地的时代命题提供思考方案和观察空间。

关键词：思想政治教育研究生导学关系工科院系

基于改进PointNet++模型的苗圃树木点云分类与分割

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中国激光 2024年第8期51卷 185-195页

作者：徐婕刘慧沈跃杨官学周昊王思远江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

激光点云技术可用于苗圃树木生长状态监测与管理,为农业植保机器人提供有效的靶标信息。为了进一步提高树种分类和树冠、树干内部分割的精准性,提出一种基于改进PointNet++的激光点云苗圃树木分类与分割方法。首先,调整PointNet++深度... 详细信息

激光点云技术可用于苗圃树木生长状态监测与管理,为农业植保机器人提供有效的靶标信息。为了进一步提高树种分类和树冠、树干内部分割的精准性,提出一种基于改进PointNet++的激光点云苗圃树木分类与分割方法。首先,调整PointNet++深度网络邻居点云的相对特征值,同时融合三维点云的低维和高维特征,充分利用各层级点云的特征。然后,将坐标注意力模块与注意力池化融合,进一步增强局部特征提取的能力,提高分类和分割的准确性。最后,针对苗圃常见树木自制了包含7类苗圃景观树木点云的数据集并用于实验。实验结果表明,提出的树种识别方法总体精度可达92.50%,平均类别精度为94.22%;提出的树冠、树干分割方法的平均交并比为89.09%。所提方法在分类和分割性能方面均明显优于经典的PointNet和PointNet++,能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更精确的信息。

关键词：遥感激光雷达深度学习树种分类苗圃树木树冠和树干分割 PointNet++

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基于块稀疏学习的光谱基线校正方法

光谱学与光谱分析 2022年第12期42卷 3730-3735页

作者：陈苏怡李浩然戴继生江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

光谱数据在采集过程中易发生基线偏移现象,导致后续的鉴别和分析结果偏离真实值。因此,在光谱数据分析前,需利用基线校正技术获取更为准确的光谱数据。基于稀疏贝叶斯学习(SBL)的基线校正方法无需人工选择参数,基线校正结果在贝叶斯框... 详细信息

光谱数据在采集过程中易发生基线偏移现象,导致后续的鉴别和分析结果偏离真实值。因此,在光谱数据分析前,需利用基线校正技术获取更为准确的光谱数据。基于稀疏贝叶斯学习(SBL)的基线校正方法无需人工选择参数,基线校正结果在贝叶斯框架下具有最优性。然而,现有的稀疏贝叶斯建模较为简单,无法适用于复杂的稀疏结构。在实际应用中,当纯谱的某些谱峰较宽时,对应的稀疏向量将具有一定的块稀疏特性。利用额外的块稀疏结构,有助于进一步提升SBL方法的性能。为了建模稀疏向量的块稀疏结构特性,在原有的贝叶斯模型框架中引入模式耦合分层模型。得益于稀疏贝叶斯框架固有的学习能力,引入的模式耦合分层模型可自适应地学习稀疏向量的块稀疏结构,从而大幅提升了基于SBL的基线校正方法的性能。为验证本文方法的基线校正性能,首先利用模拟数据集进行仿真实验,并将该方法与SSFBCSP方法和SBL-BC方法在不同噪声方差条件下进行对比。仿真实验结果表明,该方法恢复谱峰较宽纯谱的效果提升明显,特别是当噪声方差较大时,其他方法的性能均有不同程度的下降,但该方法依然具有较好的稳定性。蒙特卡罗仿真实验结果也显示该方法纯谱拟合的标准化均方根误差明显优于其他对比方法。最后,利用色谱数据集与三种矿物的拉曼光谱数据集进行实测数据的基线校正性能验证,结果表明该方法能产生比其他方法更为平滑的纯谱拟合结果,且去噪效果更优。

关键词：光谱分析块稀疏稀疏贝叶斯学习基线校正

深度子领域自适应网络电机滚动轴承跨工况故障诊断

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电工技术学报 2024年第1期39卷 182-193页

作者：宋向金孙文举刘国海赵文祥王照伟江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对实际生产中旋转机械工况变化引起状态监测数据分布差异及获取待诊断样本标签困难问题,提出多尺度子领域自适应模型(MSDAM)的跨工况下滚动轴承故障诊断方法。首先,以原始振动信号作为输入,无需信号预处理及人工特征参数提取;其次,搭... 详细信息

针对实际生产中旋转机械工况变化引起状态监测数据分布差异及获取待诊断样本标签困难问题,提出多尺度子领域自适应模型(MSDAM)的跨工况下滚动轴承故障诊断方法。首先,以原始振动信号作为输入,无需信号预处理及人工特征参数提取;其次,搭建多尺度卷积神经网络将已知标签样本和待诊断样本特征迁移到同一子空间,捕获具有细粒度信息的多尺度公共特征;然后,以不同的故障类型来划分相关子域,并通过局部最大均值距离(LMMD)来完成子域的适配,有效削弱不同工况同类故障特征的分布差异;最后,在三个数据集的多个迁移任务上进行试验验证。结果证明,所提MSDAM的跨工况故障诊断性能优于关注全局领域适配的迁移学习方法。

关键词：轴承故障诊断子领域自适应迁移学习软标签学习

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基于参数优先级划分的飞轮电机多目标优化

西南交通大学学报 2023年第4期58卷 922-932页

作者：张维煜李凯杨鑫江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

为改善电机转矩性能,同时降低永磁材料成本,首先,根据飞轮电池的运行模式,提出飞轮电机的设计要求,并选取输出转矩、转矩脉动和永磁体用量为设计目标;在此基础上,采用等效磁路法和有限元法计算电机的主要尺寸和性能,同时确定合适的槽极... 详细信息

为改善电机转矩性能,同时降低永磁材料成本,首先,根据飞轮电池的运行模式,提出飞轮电机的设计要求,并选取输出转矩、转矩脉动和永磁体用量为设计目标;在此基础上,采用等效磁路法和有限元法计算电机的主要尺寸和性能,同时确定合适的槽极配合以及初始结构参数;其次,使用相关系数法分析该电机各结构参数与优化目标之间的相关性,并合理划分转子尺寸和定子尺寸的优先级;最后,采用有限元代理模型和多目标优化算法(非支配排序遗传算法Ⅱ,NSGA-Ⅱ)相结合的方法对设计参数进行逐级寻优,并通过场路联合仿真和样机实验进行验证.研究结果表明:采用参数优先级划分的方式可以减少优化过程中数据点的采样,缩短了整个过程中有限元分析的时间;优化后,电机反电势梯形化程度更高,转矩脉动减小了40%,永磁体用量降低了8%.

关键词：飞轮电池永磁同步电机参数优先级划分多目标优化

基于改进最小化SNAP的植保无人机作业轨迹优化算法

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农业工程学报 2023年第17期39卷 51-59页

作者：沈跃李奕岑沈亚运王德伟刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

轨迹优化是实现植保无人机自主作业路径规划的重要环节,合理高效的轨迹优化算法能使植保无人机安全快速地跟踪轨迹作业,提升作业稳定性与精准性。针对传统最小化SNAP算法偏移误差较大、时间分配不合理的问题,该研究提出一种针对植保作... 详细信息

轨迹优化是实现植保无人机自主作业路径规划的重要环节,合理高效的轨迹优化算法能使植保无人机安全快速地跟踪轨迹作业,提升作业稳定性与精准性。针对传统最小化SNAP算法偏移误差较大、时间分配不合理的问题,该研究提出一种针对植保作业场景的改进最小化SNAP轨迹优化算法。首先,运用机载载波相位差分(real-time kinematic,RTK)模块采集作业地块地形数据并搭建三维空间地图,基于空间地图采用牛耕法规划初始作业路径;其次,通过改进最小化SNAP算法优化作业路径,结合初始轨迹状态参量构建时间分配函数,解算得到当前最优时间分配;然后,重构最小化SNAP轨迹约束函数,添加位置偏移量梯度惩罚因子,采用最优化方法求解轨迹多项式系数;最后,联合无人机位置控制周期与轨迹多项式实例化航迹点,作为无人机运动的位置期望。试验结果表明,相较于传统最小化SNAP算法,本文算法在同等作业时间前提下,平均加速度减小7.82%,平均偏移误差减小45.56%,对轨迹偏移的抑制效果明显,并降低了加速度在地头转向处的超调,作业轨迹更加精准,作业速度更加平稳,可为植保无人机的轨迹优化策略提供参考。

关键词：植保无人机最小化SNAP 轨迹优化评估函数

基于转子磁链观测器的五相容错PMSM开路故障下的无位置传感器控制

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电工技术学报 2023年第2期38卷 422-434页

作者：周华伟叶晨陈铖张多陈前江苏大学电气信息工程学院镇江212013

五相容错永磁同步电机(PMSM)开路故障模型的不对称性,影响了其无位置运行性能。该文提出一种基于转子磁链观测器的无位置控制策略。首先,该策略在容错模型基础上,构建基于指数趋近律的滑模观测器(SMO)以获取反电动势信号;其次,为抑制所... 详细信息

五相容错永磁同步电机(PMSM)开路故障模型的不对称性,影响了其无位置运行性能。该文提出一种基于转子磁链观测器的无位置控制策略。首先,该策略在容错模型基础上,构建基于指数趋近律的滑模观测器(SMO)以获取反电动势信号;其次,为抑制所观测反电动势中直流偏置、低频和高频谐波对转子位置观测精度的影响,设计一种改进型二阶广义积分器(ISOGI),并将其和SMO级联构成转子磁链观测器;然后,采用锁相环技术从转子磁链中提取转子位置信息;最后,将该转子磁链观测器和容错控制策略相结合。实验结果表明,该策略提高了转子位置观测精度,实现了PMSM开路故障下的无位置高性能运行。

关键词：永磁同步电机开路故障滑模观测器改进二阶广义积分器转子磁链观测器

V型游标永磁电机功率因数内在机理及其提升方法

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电工技术学报 2023年第14期38卷 3789-3799页

作者：周健荣樊德阳项子旋蒋敏朱孝勇江苏大学电气信息工程学院镇江212013

基于功率因数内在机理的研究,提出一种提升游标永磁电机(VPM)功率因数的设计方法,该方法采用分层优化,对影响电机功率因数的主要因素,即永磁磁链和同步电感,分别进行了理论推导和优化分析。该文首先对永磁磁链进行了优化设计,利用气隙... 详细信息

基于功率因数内在机理的研究,提出一种提升游标永磁电机(VPM)功率因数的设计方法,该方法采用分层优化,对影响电机功率因数的主要因素,即永磁磁链和同步电感,分别进行了理论推导和优化分析。该文首先对永磁磁链进行了优化设计,利用气隙谐波作为电机结构设计与电机电磁性能之间的中间桥梁,一方面,气隙谐波作为电机参数的设计目标,另一方面,也作为电机功率因数和其他相关电磁性能的设计变量。基于永磁磁链的分析,进一步优化相关参数对同步电感的影响,从而最终确定了VPM电机的优化设计方案。此外,为了验证该方法的有效性,对优化前后电机的电磁性能进行了分析评估。最后对优化后的电机进行了加工和实验测试,理论分析和实验结果表明所提出的VPM电机功率因数优化设计方法的有效性和合理性,提升了VPM电机在轮毂电机直接转矩驱动系统中的应用潜力。

关键词：游标永磁电机功率因数永磁磁链同步电感优化设计

基于多速率卡尔曼滤波的植保无人机仿地飞行方法

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农业机械学报 2023年第3期54卷 190-197页

作者：沈跃张念孙志伟沈亚运刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题,提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元(IMU)的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系,提出... 详细信息

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题,提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元(IMU)的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系,提出了视觉检测区域自适应算法;然后融合多传感器信息建立多速率卡尔曼滤波模型用以估计无人机对地高度;最后通过自主飞行实验对无人机高度估计算法与仿地飞行方法进行验证。实验结果表明,当飞行高度为2 m,飞行速度为1、2、3 m/s时,植保无人机在平坦地面与15°缓坡区域均可实现高度估计平均绝对误差小于20 mm,高度估计标准差小于30 mm;高度控制平均绝对误差小于30 mm,高度控制标准差小于30 mm;本文验证了植保无人机在地形变化场景下仿地飞行的有效性,为植保无人机在复杂地形自动化作业奠定了基础。

关键词：植保无人机立体视觉多速率卡尔曼滤波信息融合仿地飞行