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基于卷积神经网络的岩渣分类算法及其FPGA加速

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传感技术学报 2024年第1期37卷 80-88页

作者：陈昌川王新立朱嘉琪张天骐尹淑娟王珩魏琦乔飞重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 内蒙古科技大学包头师范学院内蒙古包头014030 上海工业自动化仪表研究院有限公司上海200233 清华大学精密仪器系北京100084 清华大学电子工程系北京100084

全断面岩石掘进机在道路掘进过程中,刀盘挤压切削岩体容易产生刀盘磨损及损坏,从而造成经济损失,因此需要检测刀盘磨损的理论和技术来指导施工。岩渣是掘进过程的直接产物,携带丰富的信息,能够反映当前的施工状况,因此可以通过岩渣识别... 详细信息

全断面岩石掘进机在道路掘进过程中,刀盘挤压切削岩体容易产生刀盘磨损及损坏,从而造成经济损失,因此需要检测刀盘磨损的理论和技术来指导施工。岩渣是掘进过程的直接产物,携带丰富的信息,能够反映当前的施工状况,因此可以通过岩渣识别利用这些信息间接实现对刀盘的监测。提出了一种基于卷积神经网络的岩渣识别算法,在岩渣数据集上实现了96.5%的分类准确率。随后为了便于FPGA硬件部署,提出一种网络压缩方法,将网络规模压缩到原始网络的2.28%,同时分类准确率相比原网络仅下降了0.9%。最后使用OpenCL技术在Intel Arria 10 GX1150平台上实现了算法部署,达到了224.54 GOP/s的吞吐率以及11.23 GOP/s/W的能效比。

关键词：岩渣分类 FPGA 卷积神经网络 OpenCL 硬件加速

基于FPGA的实时荧光相关光谱三元数字相关器的设计与实现

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 419-427页

作者：孙亚楠蔡萍王伟达陆欣伟董朝青任吉存上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与工程系上海200240 上海交通大学化学化工学院上海200240

面向荧光相关光谱分析应用,研究基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术的多通道实时荧光相关光谱三元数字相关器的实现方法。硬件结构基于寄存器级硬件描述语言设计和实现。基于荧光相关光谱的特点,采用多采样时间相关和模块“分时复用”... 详细信息

面向荧光相关光谱分析应用,研究基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术的多通道实时荧光相关光谱三元数字相关器的实现方法。硬件结构基于寄存器级硬件描述语言设计和实现。基于荧光相关光谱的特点,采用多采样时间相关和模块“分时复用”的设计思想,有效减少了运算量和硬件资源消耗。将二元相关的分时复用思想扩展至三元相关,提出了适用于三元相关的分时复用方法,实现了基于FPGA的实时计算的三元数字相关器。通过对称归一化的计算方法保证了相关函数的计算精度。光子相关器基于Xilinx Zynq-7100 FPGA芯片实现,实现了三路自相关、三路互相关和一路三元相关的实时计算。实验验证了相关计算的准确性,最高时间分辨率可达40 ns,动态范围为1.57×10^(7)。

关键词：荧光相关光谱数字相关器多采样时间相关法光子脉冲计数分时复用

大量程高精度电容位移测量系统及其在低温测试中的应用

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低温与超导 1989年第4期17卷 24-32页

作者：葛宗涛何世安上海交大精密仪器系机械电子部十六所

本文详细分析了一种与单片微机相结合的大量程高精度电容位移测量系统的原理,提出了一个“无差调节”闭环式测量电路和一个高分辨率、高精度的三积分模数转换电路,最后介绍了一种低温测试中活塞行程与气缸压力相结合的测量系统。

关键词：低温测试位移测量电容

具有可变性能指标的自校正自适应控制理论的研究

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自动化学报 1994年第1期20卷 91-96页

作者：刘思行张炎华周兆英清华大学精密仪器系上海交通大学精密仪器系

本文在广义最小方差基础上提出了具有可变性能指标函数的自校正控制方案，依据所要求的特征方程之根在线地改变权函数来确定控制律．本方案控制的算法不仅简单而且容易实现．计算机模拟仿真结果表明此控制律性能优于一般的自校正控制律... 详细信息

本文在广义最小方差基础上提出了具有可变性能指标函数的自校正控制方案，依据所要求的特征方程之根在线地改变权函数来确定控制律．本方案控制的算法不仅简单而且容易实现．计算机模拟仿真结果表明此控制律性能优于一般的自校正控制律，最终利用本文的方案对船舶航向实施自校正控制进行了讨论并实现了在“大明山”号轮船上的实际海试，结果表明性能优良．

关键词：极点配置自校正自适应控制

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三指机器人手爪设计与抓取研究

组合机床与自动化加工技术 2024年第9期 35-40,45页

作者：贾志煦张磊孙铭李红兵赵柏淦陆观南通大学机械工程学院南通226000 上海交通大学仪器科学与工程系上海200240

传统的多指仿人灵巧手虽然已实现较高的灵巧性与仿人性,但存在设计制作繁琐或价格昂贵以及手指末端抓力偏弱的弊端。而三指机械手作为一种简化形式一般又存在灵巧性不高的问题。针对以上弊端设计了一款基于滑块-摇杆机构的三指机器人手... 详细信息

传统的多指仿人灵巧手虽然已实现较高的灵巧性与仿人性,但存在设计制作繁琐或价格昂贵以及手指末端抓力偏弱的弊端。而三指机械手作为一种简化形式一般又存在灵巧性不高的问题。针对以上弊端设计了一款基于滑块-摇杆机构的三指机器人手爪。将该结构直接类比人手所设计的手指关节能够实现中节指骨与远节指骨的耦合运动,且指尖力会随手指弯曲程度的增加而增大,有利于对细小目标物进行指尖捏取;采取与传统偏航-俯仰型不同的翻滚-俯仰型掌指结构,在增加了沿掌根关节的旋转自由度的同时尽可能地丰富了手爪的抓取姿态,使其能够适应更多的目标物,增加了灵巧性。在MATLAB中建立手指运动学模型并求得手指末端工作空间。经由实验验证得出该手爪具备较大的抓取力与丰富的抓取姿态。

关键词：机械手抓取力滑块-摇杆机构灵巧性工作空间

激光选区熔化NbMoTaW系难熔高熵合金组织韧化与性能研究(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 152-162页

作者：徐金涛周庆军严振宇李东来杜尚哲段然孙军浩冯凯李铸国上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 首都航天机械有限公司北京100076 宜宾上交大新材料研究中心四川宜宾644000

NbMoTaW难熔高熵合金(RHEA)在超高温下表现出优异的力学性能,但其室温脆性限制了其在航空航天等领域中的应用。采用激光选区熔化技术制备了(NbMoTaW)100-xCx和NbMoTaWTix两种难熔高熵合金(x%为原子数分数),通过合金化的方法提高了NbMoTa... 详细信息

NbMoTaW难熔高熵合金(RHEA)在超高温下表现出优异的力学性能,但其室温脆性限制了其在航空航天等领域中的应用。采用激光选区熔化技术制备了(NbMoTaW)100-xCx和NbMoTaWTix两种难熔高熵合金(x%为原子数分数),通过合金化的方法提高了NbMoTaW合金的室温脆性抗性。研究表明:原子数分数为0.5%的C的加入显著提高了NbMoTaW合金的成形性和室温力学性能,使(NbMoTaW)99.5C0.5合金的屈服强度、极限抗压强度和塑性分别提高到1695 MPa、1751 MPa和6.9%;随着Ti含量的增加,NbMoTaWTix合金的强度和塑性也同时提高。研究结果为增材制造高强韧的NbMoTaW系难熔高熵合金提供了一种新的研究思路。

关键词：激光技术难熔高熵合金激光选区熔化合金化显微组织力学性能

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拟人多关节假手位置控制参量算法的研究

上海交通大学学报 1983年第3期 141-152页

作者：王焕林良明上海交大精密仪器系上海交大精密仪器系研究生

多关节机械手广泛用于工业、国防、宇宙和海洋开发、医疗卫生等方面。拟人多关节全臂假手是用于截肢者的一种机械手。在本文中,利用座标变换矩阵对假手进行了各关节运动参数的求解,推出了一套作为该假手位置控制变量——各关节转角的计... 详细信息

多关节机械手广泛用于工业、国防、宇宙和海洋开发、医疗卫生等方面。拟人多关节全臂假手是用于截肢者的一种机械手。在本文中,利用座标变换矩阵对假手进行了各关节运动参数的求解,推出了一套作为该假手位置控制变量——各关节转角的计算式。此外,本文又运用简易位置控制算法——空间单元法来代替上面所推导的、复杂的间接位置求解公式,对控制变量进行简化计算,以克服实时控制障碍。本文所讨论的方法,可适用于其它各种用途的机械手。

关键词：控制参量座标单元法多关节空间单元上海交通大学学报运动参数变换矩阵

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基于采样平均法相差检测的溶解氧测量方法

激光技术 2024年

作者：李天林刘天元黄梅珍上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与工程系上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系

在海洋科学、渔业养殖和污水处理等领域为了实现光学法溶解氧质量浓度的快速高精度测量，提出一种基于采样平均法检测相位差的溶解氧测量方法。该方法利用采样平均的方式消除单点误差的干扰、提高测量精度。并进行理论分析和实验验证，... 详细信息

在海洋科学、渔业养殖和污水处理等领域为了实现光学法溶解氧质量浓度的快速高精度测量，提出一种基于采样平均法检测相位差的溶解氧测量方法。该方法利用采样平均的方式消除单点误差的干扰、提高测量精度。并进行理论分析和实验验证，对该方法的测量精度和速度进行分析，同时研究了信号采样频率对测量误差的影响；与现有多种方法的性能进行了对比，并搭建溶解氧测量系统对测量效果进行验证。结果表明，采样平均法检测相位差的优势明显，其测量精度高（平均误差约为1.13°，测量标准差为1.24°），测量速度快；溶解氧测量系统相对测量误差为2.84%，相对测量标准差为4.51%，实现了较高精度的溶解氧质量浓度测量。此研究为光学法高精度溶解氧测量提供了一种更简单准确的相位差检测方法。

关键词：信号处理相位差测量采样平均法溶解氧荧光猝灭效应仿真分析

机械振动—刚性转子平衡精度规定(四) 第一篇许用剩余不平衡量的确定

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传动技术 1992年第1期 35-41页

作者：徐锡林上海交大精密仪器系

关键词：剩余不平衡量平衡机传动技术火炮构件校正平面静不平衡量