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面向毫米波动作识别的视觉辅助信道仿真技术

雷达学报(中英文) 2025年第1期14卷 90-101页

作者：任振裕吉辰卿余潮陈万里王锐南方科技大学电子与电气工程系深圳518055 深圳技术大学深圳518118

该文提出了一种利用计算机视觉技术辅助实现包含运动人体散射特征的毫米波无线信道仿真方法。该方法旨在为毫米波无线人体动作识别场景之下,快速且低成本地生成仿真训练数据集,避免当前实测采集数据集的巨大开销。首先利用基元模型将人... 详细信息

该文提出了一种利用计算机视觉技术辅助实现包含运动人体散射特征的毫米波无线信道仿真方法。该方法旨在为毫米波无线人体动作识别场景之下,快速且低成本地生成仿真训练数据集,避免当前实测采集数据集的巨大开销。首先利用基元模型将人体建模为35个相互连接的椭球,并从包含人体动作的视频中提取出人体在进行对应动作时各个椭球的运动数据;其次利用简化的射线追踪方法,针对动作中基元模型的每一帧计算对应的信道响应;最后对信道响应进行多普勒分析,获得对应动作的微多普勒时频谱。上述仿真获得的微多普勒时频谱数据集可以用于训练无线动作识别的深度神经网络。该文针对“步行”“跑步”“跌倒”“坐下”这4种常见的人体动作在60 GHz频段上进行了信道仿真及动作识别的测试。实验结果表明,通过仿真训练的深度神经网络在实际无线动作识别中平均识别准确率可以达到73.0%。此外,借助无标签迁移学习,通过少量无标签实测数据的微调,上述准确率可以进一步提高到93.75%。

关键词：无线信道建模无线动作识别无标签迁移学习毫米波计算机视觉

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考虑地震强度不确定性的车站韧性评估方法

岩土工程学报 2025年第1期47卷 164-172页

作者：张陈龙张东明黄忠凯黄宏伟同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

地铁车站作为地下交通的枢纽,是社会经济交流和人员交往的重要组成部分,但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害,会对地下交通网络造成严重后果,也对城市功能造成重大损失。因此,地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于... 详细信息

地铁车站作为地下交通的枢纽,是社会经济交流和人员交往的重要组成部分,但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害,会对地下交通网络造成严重后果,也对城市功能造成重大损失。因此,地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于提高城市安全性和维护其功能至关重要。提供了一个考虑地震强度不确定性的综合韧性评估框架,用于评估浅埋地铁车站在地震灾害下的鲁棒性和快速恢复能力。该框架方法利用有限元软件,建立相关地铁车站数值模型;然后,通过所选择的地震动展开大量数值分析,以便生成关于峰值地面加速度(PGA)的地铁车站易损性函数;接着利用蒙特卡洛模拟进一步量化地震动强度不确定性,并最终确定车站在各个损伤阶段的概率。最终,通过联立地铁车站损伤概率与经济损失关系,考虑地铁车站的恢复路径和可恢复性,完成韧性评估。本研究通过该韧性评估框架和所计算出的韧性指标R,评价和讨论了性能恢复模型和场地条件对车站抗震韧性的影响。这项工作可以帮助地铁网络基于韧性的设计和管理,以支持对地震灾害的适应,从而促进相关决策者关于资源的有效分配。

关键词：地铁车站地震韧性地震易损性地震动不确定性恢复模型

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大直径单桩基础海上风机非线性共振特性

岩土力学 2025年第1期46卷 156-164页

作者：田抒平王振钰张陈蓉同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

海上风机的自振频率与转动频率或叶片扫略频率一致时会产生共振现象,严重时会损坏风机结构。现有研究对共振频率评估多以弹性分析为主,没有考虑实际桩-土相互作用非线性对风机共振特性的影响。以大直径单桩基础海上风机为研究对象,基于... 详细信息

海上风机的自振频率与转动频率或叶片扫略频率一致时会产生共振现象,严重时会损坏风机结构。现有研究对共振频率评估多以弹性分析为主,没有考虑实际桩-土相互作用非线性对风机共振特性的影响。以大直径单桩基础海上风机为研究对象,基于动力Winkler地基模型,采用双曲线型桩周土抗力-桩身侧向位移(p-y)骨干曲线考虑桩土刚度非线性,采用剪应变相关滞回阻尼考虑土体能量耗散,提出了海上风机共振频率的非线性频域理论简化分析方法。通过与开展的一系列模型试验结果以及Lely(A2)海上风机现场实测数据对比,验证了非线性风机共振频率计算方法的正确性。随后,开展了砂土密实度、桩长和桩径对于风机共振频率非线性影响的参数分析,研究认为风机系统共振频率随着荷载水平的增加而呈现减小趋势,且当砂土较松散、桩长较短或桩径较小时,共振频率受土体非线性的影响更为明显。

关键词：海上风机非线性共振频率 p-y曲线 Winkler地基

频率自适应的构网型变流器宽频带谐波电压抑制策略

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电工技术学报 2025年第1期40卷 164-177页

作者：赵统吴超王勇蒋顺平黄秋燕上海交通大学电气工程系上海200240 思源清能电气电子有限公司上海201108

传统构网型变流器在复杂电网阻抗、非线性负载的应用场景下的输出电压会存在较大谐波而不满足电能质量要求。然而,传统构网变流器的控制目标在于维持基波电压幅值和频率的稳定,公共耦合点谐波电压的问题被忽略。为了提升构网变流器对谐... 详细信息

传统构网型变流器在复杂电网阻抗、非线性负载的应用场景下的输出电压会存在较大谐波而不满足电能质量要求。然而,传统构网变流器的控制目标在于维持基波电压幅值和频率的稳定,公共耦合点谐波电压的问题被忽略。为了提升构网变流器对谐波电压的抑制能力,该文提出了一种宽频带的谐波电压消除策略。该策略在主要的谐波电压频率范围内均保持足够的增益,且与基波控制解耦。此外,所提策略不依赖于自适应谐振控制器、重复控制器中的谐波电压频率提取环节而对频率变化的谐波电压进行抑制,简化了控制器结构,使其便于工程实施。该文推导的构网变流器的小信号分析和阻抗模型也证明了所提策略在和基波控制解耦的同时有效地提升了谐波电压抑制能力。最后,通过实验验证了理论分析的准确性和有效性。

关键词：构网型变流器阻抗模型谐波电压消除宽频带控制器

基于矢量分类的NPC型三电平双三相PMSM的改进模型预测电压控制

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 758-768,I0030页

作者：袁庆庆步凡谢晓彤夏鲲上海理工大学电气工程系上海市杨浦区200093

多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三... 详细信息

多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三角区域分类的改进模型预测电压控制策略。首先,以基波子平面大投影幅值为原则,对729个电压矢量进行初筛;接着,基于三角区域分类方法对筛选后的电压矢量进行分类,并对期望电压进行所属三角区域定位、确定候选矢量。设计满足电机定子电流谐波抑制及逆变器中点电位平衡控制的目标函数;根据电机数学模型和逆变器特征研究多目标控制权重因子的理论设计方法。不同工况下的有效性及对比实验表明,所研究的控制策略不仅能改善多电平多相电机驱动系统的多目标控制性能,还能有效降低控制器计算负担。

关键词：二极管钳位型三电平六相逆变器双三相永磁同步电机矢量分类谐波电流中点电位模型预测电压控制权重因子

预应力盾构隧道的等效刚度梁模型及纵向变形控制研究

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第2期56卷 610-621页

作者：王亚廖少明马思浩刘颖彬同济大学地下建筑与工程系上海200092

地质条件、附加荷载以及约束条件等变化易使盾构隧道纵向产生不均匀变形,引发接缝渗漏,施加纵向预应力可以有效解决这一问题。为探究预应力盾构隧道的纵向力学特性,针对完全闭合、部分张开2种环缝接触状态下的预应力盾构隧道建立纵向等... 详细信息

地质条件、附加荷载以及约束条件等变化易使盾构隧道纵向产生不均匀变形,引发接缝渗漏,施加纵向预应力可以有效解决这一问题。为探究预应力盾构隧道的纵向力学特性,针对完全闭合、部分张开2种环缝接触状态下的预应力盾构隧道建立纵向等效刚度梁模型,基于提出的7个纵向变形控制指标,结合上海某越江隧道工程实例,优化确定隧道的最佳纵向预应力,分析最佳预应力对超限纵向弯矩的影响。研究结果表明:某越江隧道在最佳预应力9.24MN下的纵向抗弯刚度及纵向曲率半径均大幅增加,且环缝变形量减小99.67%,环缝密封性显著提升;最佳预应力盾构隧道在纵向弯曲过程中,纵向曲率半径先达到界限值15000m,随后部分螺栓进入屈服状态、环缝张开量相继达到2mm、6mm,混凝土应力达到抗压强度,最后部分螺栓达到抗拉变形量发生破坏;与非预应力盾构隧道相比,最佳预应力隧道的超限纵向弯矩和抗弯刚度增大2.46~9.33倍,纵向承载能力显著增强,但纵向曲率半径减小了2.13%~6.70%。建议通过施加纵向预应力降低盾构隧道纵向不均匀变形,在施加过程中,重点关注隧道纵向曲率半径和螺栓应力的变化。

关键词：等效刚度梁模型盾构隧道最佳预应力纵向变形控制超限纵向弯矩

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产教融合下高校电气专业课程教与学实践探索

科技风 2025年第4期 111-114页

作者：袁登科朱琴跃张文豪同济大学电气工程系上海201804

以同济大学电气工程系的电气传动控制系列课程为例,本文阐述了笔者在教学内容、教学方法和教学手段等方面,与本科生一同进行教与学模式的创新探索。笔者不仅从高校教师的角度给学生提供了一系列开放性的互动与交流,同时也从学生的角度... 详细信息

以同济大学电气工程系的电气传动控制系列课程为例,本文阐述了笔者在教学内容、教学方法和教学手段等方面,与本科生一同进行教与学模式的创新探索。笔者不仅从高校教师的角度给学生提供了一系列开放性的互动与交流,同时也从学生的角度记录了学生的一些真实想法和希望,从中收获颇多。关于产教融合背景下的专业课程建设,笔者通过深化校企合作,加强了对理论课程配套实验项目的建设,也进行了一些有益的实践探索。

关键词：教学方法教学手段教学互动教与学产教融合校企合作

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基于条纹结构光的芯片翘曲度检测系统

激光与光电子学进展 2025年

作者：范子健蔡万源吕娜陶卫上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与电气工程系

目前，我国在高端芯片封装和检测领域技术水平存在一定短板，尤其在芯片热循环过程中对微小翘曲度的高精度测量方面缺乏成熟的检测手段，影响了芯片性能优化与封装工艺提升。为解决这一难题，本文设计搭建了一种基于单目条纹结构光的三... 详细信息

目前，我国在高端芯片封装和检测领域技术水平存在一定短板，尤其在芯片热循环过程中对微小翘曲度的高精度测量方面缺乏成熟的检测手段，影响了芯片性能优化与封装工艺提升。为解决这一难题，本文设计搭建了一种基于单目条纹结构光的三维检测系统，结合红外温度检测，重点研究芯片表面在变温环境下的三维重建及翘曲度计算方法，通过将条纹格雷码与相移法相结合，实现了芯片表面点云数据的高精度三维重建，并且优化Robust gaussian lowess拟合算法对点云数据进行加权曲面拟合处理，将噪点带来的波动影响减少了30%左右，实现准确计算芯片翘曲度。实验结果表明，该方法能够有效抑制点云数据中的噪声和离群点影响，显著提升了曲面拟合的鲁棒性和精度，尤其在热循环条件下表现出更高的稳定性。本文所设计的光学测量系统经验证满足微米级翘曲度测量需求，为芯片设计与封装工艺优化提供了可靠的技术支持，在复杂热循环测试场景中展现了良好的应用潜力，为高精密电子元器件质量检测与控制提供了新的解决方案。

关键词：单目条纹结构光三维重建芯片翘曲度检测加权曲面拟合

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基于混合监测理论的桥梁全局响应重构方法

振动与冲击 2025年第3期44卷 107-114页

作者：孙海彬李轶贤孙利民同济大学土木工程学院上海200092 香港理工大学环境与土木工程系香港999077

卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)和最大化后验概率法(maximum a posteriori,MAP)是结构荷载识别中常见的两类广义贝叶斯滤波算法,KF法计算效率高但数值稳定性较差,MAP法适用性强却需要复杂的矩阵求逆运算,加之这两类方法对荷载形式和测点... 详细信息

卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)和最大化后验概率法(maximum a posteriori,MAP)是结构荷载识别中常见的两类广义贝叶斯滤波算法,KF法计算效率高但数值稳定性较差,MAP法适用性强却需要复杂的矩阵求逆运算,加之这两类方法对荷载形式和测点布置的苛刻要求,目前仅适用于简单荷载的识别。为此,该研究提出了针对任意分布式荷载的贝叶斯全局响应重构方法,从在线和离线两个角度改进了现有方法。针对在线KF方法,该研究从结构动力特性中导出等效荷载向量来降低未知荷载的维度,得到满足可控性条件的等效系统模型,并采用输入状态联合估计方法同时识别等效荷载和全局响应。针对离线MAP方法,引入考虑了空间相关性的荷载先验分布,采用MAP策略同时对等效荷载和观测噪声进行迭代估计,随后根据识别得到的等效荷载重构全局响应。改进后的在线和离线方法均不需要提前获取荷载位置或分布形式。通过青州大桥在风荷载和交通荷载下采集的响应数据对所提方法的精度和适用性进行了验证。

关键词：卡尔曼滤波(KF) 最大化后验概率(MAP) 混合监测全局响应重构