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基于皮尔逊相关系数选择的完全广义空间调制可见光通信系统

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光学学报 2024年第4期44卷 108-116页

作者：赵黎王小港王宁王昊西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021

针对传统天线选择算法在完全广义空间调制(FGSM)系统中运用会出现局限性且误码性能不理想等问题,提出一种基于皮尔逊(Pearson)相关系数的选择算法,其基本原理是根据不同位置的光电探测器与发光二极管组合之间的Pearson系数相关性进行天... 详细信息

针对传统天线选择算法在完全广义空间调制(FGSM)系统中运用会出现局限性且误码性能不理想等问题,提出一种基于皮尔逊(Pearson)相关系数的选择算法,其基本原理是根据不同位置的光电探测器与发光二极管组合之间的Pearson系数相关性进行天线选择,能够提升FGSM系统性能及扩大使用范围。结果表明:当误码率为10-3时,在发射天线数量为4、调制方式为脉幅调制的情况下,FGSM系统的传输速率相较于广义空间调制增加了1 bpcu(bit per channel use);采用基于Pearson相关系数选择算法后的完全广义空间调制-多输入多输出(FGSM-MIMO)系统相较于随机选择算法所需信噪比改善了5.1 dB,相较于最大范数选择算法改善了0.8 dB。综上所述,在同一时刻发送相同信息的情况下,基于Pearson相关系数选择算法的FGSM-MIMO系统在光空间通信领域具有更好的发展前景。

关键词：光通信多输入多输出完全广义空间调制天线选择算法皮尔逊相关系数误码率

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无人机集群曲线虚拟管道空间满足规划

系统工程与电子技术 2024年

作者：肖士博齐国元邓嘉豪苏鹏鹏贾晶童天津工业大学电子与信息工程学院天津工业大学控制科学与工程学院

虚拟管道宽度直接影响了管道内无人机的流速，但目前虚拟管道规划的方法并不能保证管道宽度，容易造成堵塞，严重影响了无人机通行效率。本文提出了一种虚拟管道空间满足规划方法，可以在包含障碍物的环境中得到一条满足虚拟管道空间要... 详细信息

虚拟管道宽度直接影响了管道内无人机的流速，但目前虚拟管道规划的方法并不能保证管道宽度，容易造成堵塞，严重影响了无人机通行效率。本文提出了一种虚拟管道空间满足规划方法，可以在包含障碍物的环境中得到一条满足虚拟管道空间要求的管道生成线。主要包括路径搜索和轨迹优化，基于快速探索随机树*（rapidly exploring random tree*，RRT*）搜索，通过空间检测判断每段路径周围是否有足够空间，重新拓展搜索，替换掉空间不足的路径段。在轨迹优化中，使用均匀B样条参数化轨迹，并设计了碰撞代价函数和光滑代价函数，使轨迹远离障碍物为虚拟管道规划提供足够空间。经过仿真测试，验证了本文方法在大规模集群中的优越性和鲁棒性，15架无人机集群通行时间平均了降低20%。

关键词：虚拟管道四旋翼飞行器运动规划路径搜索均匀B样条空间满足

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典型突出体水动力噪声特性与控制技术研究

船舶力学 2024年第5期28卷 771-786页

作者：刘永伟郑朋辉周文林商德江哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 杭州应用声学研究所杭州310023

水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计... 详细信息

水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计算,分析不同流速条件下两种突出体水动力噪声的产生特性,发现矩形入口突出体比圆形入口突出体的辐射噪声小。为进一步降低噪声,采用锯齿结构对矩形入口突出体进行流动控制,发现在矩形入口前缘添加锯齿的降噪效果优于在尾缘添加锯齿,并归纳了具有最佳降噪效果的锯齿参数。为验证数值计算结果,分别加工了四种突出体模型,并在重力式低噪声水洞中开展试验测试。结果表明,采用锯齿优化的矩形入口突出体,在10~2000 Hz范围内有较好的降噪效果。上述研究成果可为水下航行器突出体的低噪声设计提供参考。

关键词：突出体水动力噪声流动控制锯齿结构

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飞蛾扑火优化的尺度比例感知空间长期跟踪器

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 130-141页

作者：黄鹤熊武杨澜吴琨王会峰高涛长安大学电子与控制工程学院西安710064 西安市智慧高速公路信息融合与控制重点实验室(长安大学) 西安710064 长安大学信息工程学院西安710064

针对无人机长期跟踪过程中尺度变换导致目标丢失和跟踪精度低的问题,提出了一种基于飞蛾扑火优化(moth-flame optimization,MFO)的尺度比例感知空间长期跟踪器。首先,设计了高斯初始化以代替飞蛾扑火优化算法的随机初始化策略,降低优化... 详细信息

针对无人机长期跟踪过程中尺度变换导致目标丢失和跟踪精度低的问题,提出了一种基于飞蛾扑火优化(moth-flame optimization,MFO)的尺度比例感知空间长期跟踪器。首先,设计了高斯初始化以代替飞蛾扑火优化算法的随机初始化策略,降低优化算法在跟踪过程中的计算复杂度,减少算力浪费;其次,结合快速梯度直方图特征,构建了改进的飞蛾扑火优化跟踪器;然后,为了解决无人机航拍长期跟踪中目标尺度变化的问题,设计了一种自适应尺度变换的判别尺度空间跟踪(discriminative scale space tracking,DSST)算法,进一步提出了一种尺度比例感知空间跟踪器,解决了尺度滤波器中因长宽比固定而导致的跟踪漂移;同时,分析了滤波器响应峰值在各背景下的变化情况,提出了一种能反映环境变化下跟踪置信度的指标,并通过置信度将MFO优化跟踪框架与尺度比例感知空间跟踪器相结合,解决了尺度变化与长期跟踪目标丢失的问题;最后,在无人机长期跟踪数据集上开展了性能验证。结果表明:提出的算法可有效防止漂移现象的发生,提升跟踪效率;与目前跟踪领域中12种同类文献算法进行对比可知,提出的算法精度较高,满足实时性,能够有效解决无人机长期跟踪下的尺度变化及目标丢失等问题。

关键词：无人机飞蛾扑火优化 DSST跟踪算法相关滤波长期跟踪

基于随机森林的喷水推进装置控制回路故障检测方法

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船舶工程 2024年第3期46卷 63-72页

作者：杨诚李钊阳吴美熹黄宇翔中国船舶集团有限公司综合技术经济研究院北京100081 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

为了及时准确发现喷水推进装置发生的故障,提升其运行的安全性,提出一种数据驱动的故障检测方法。将随机森林引入喷水推进装置故障检测领域,解决当前闭环控制回路故障检测缺乏自动化、智能化手段的问题;采用特征重要性度量策略对用于构... 详细信息

为了及时准确发现喷水推进装置发生的故障,提升其运行的安全性,提出一种数据驱动的故障检测方法。将随机森林引入喷水推进装置故障检测领域,解决当前闭环控制回路故障检测缺乏自动化、智能化手段的问题;采用特征重要性度量策略对用于构建随机森林模型的特征参数进行评估,在满足故障检测精度的需求下降低特征参数维度,提升故障检测的实时性;基于网格搜索机制对随机森林的超参数进行优化,提升故障检测的准确率。通过基于AMESim的仿真试验和基于NICompact RIO的实物试验综合验证所提方法的有效性,结果表明该方法能有效提升喷水推进装置的可靠性,具有较强的工程应用价值。

关键词：随机森林喷水推进装置控制回路安全性故障检测

基于自注意力机制神经机器翻译的软件缺陷自动修复方法

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电子学报 2024年第3期52卷 945-956页

作者：曹鹤玲刘昱韩栋粮食信息处理与控制教育部重点实验室(河南工业大学) 河南郑州450001 河南工业大学信息科学与工程学院河南郑州450001 河南工业大学河南省粮食信息处理国际联合实验室河南郑州450001

循环神经网络对于代码序列数据有着良好的处理能力,软件缺陷修复的补丁生成模型大多采用循环神经网络实现.然而,基于循环神经网络的补丁生成模型在处理代码序列中长距离依赖问题时仍然具有局限性,其修复成功率和修复效率较低.针对此问题... 详细信息

循环神经网络对于代码序列数据有着良好的处理能力,软件缺陷修复的补丁生成模型大多采用循环神经网络实现.然而,基于循环神经网络的补丁生成模型在处理代码序列中长距离依赖问题时仍然具有局限性,其修复成功率和修复效率较低.针对此问题,提出一种基于自注意力神经机器翻译的软件缺陷自动修复方法(Self-attention Neural machine translation based automatic software Repair,SNRepair).首先,为有效缓解源码中的未登录词问题,对数据集引入子词切分技术进行预处理;其次,为解决源代码中棘手的长距离依赖问题并更充分地利用局部信息,构建融合局部建模的Transformer程序补丁生成模型;然后,采用缺陷自动定位技术定位缺陷语句位置,利用参数优化后的Transformer补丁生成模型生成候选补丁;最后,运行测试用例验证候选补丁.在具有395个真实Java软件缺陷的Defects4J缺陷库上实验评估,结果表明SNRepair方法与对比方法比较,修复成功率和修复效率更高.

关键词：软件缺陷自动修复神经机器翻译自注意力机制子词切分局部建模

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融合深度迁移学习和改进ThunderNet的瓷砖表面缺陷检测

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电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 208-218页

作者：陈克琼卓士虎赵晨曦傅立涛王家铭李帷韬合肥大学先进制造工程学院合肥230601 合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

瓷砖生产过程中由于环境的复杂性和随机性导致缺陷特性各异,实际中要构建大规模、高质量的瓷砖表面缺陷数据样本非常困难,而小样本条件下的可分特征信息不足对瓷砖表面缺陷检测的精度有较大影响。针对这一问题,探索了一种融合深度迁移... 详细信息

瓷砖生产过程中由于环境的复杂性和随机性导致缺陷特性各异,实际中要构建大规模、高质量的瓷砖表面缺陷数据样本非常困难,而小样本条件下的可分特征信息不足对瓷砖表面缺陷检测的精度有较大影响。针对这一问题,探索了一种融合深度迁移学习和改进两阶段ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测方法。首先,提出了一种基于改进ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测模型,阐述了模型的结构与功能特点;其次,构造了瓷砖表面缺陷深度特征空间参数迁移决策机制,以有效提升样本特征表征能力;第三,基于可切换空洞卷积(switchable atrous convolution,SAC)优化ShuffleNet骨干网络,增强模型对缺陷形状变化的学习能力;第四,提出了基于多尺度映射和通道注意力(squeeze and excitation,SE)的特征融合算法,实现有限特征层次中瓷砖表面缺陷特征信息多层次差异化表征;最后,给出了融合深度迁移学习和改进ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测算法。实验数据表明,在相同的瓷砖表面缺陷测试集上,本文方法对于小样本条件下瓷砖表面缺陷检测具有优越的性能,模型平均精度、平均召回率和平均检测速度分别达到87.22%、93.69%、61.6 ms/img,与传统ThunderNet模型相比,平均精度和平均召回率分别提高了9.30%、4.16%,其中,基于SAC最优空洞率组合{1,2},模型精度提高了5.51%,基于SE的最优压缩率24,模型精度提高了6.16%,基于本文迁移机制,模型精度提高了3.86%,同时加速了网络收敛。本文方法相比于传统ThunderNet网络和其他主流检测模型,通过迁移机制知识共享提高小样本对象特征表达能力,通过引入SAC和SE在控制模型规模的前提下实现对象特征的层次化表征,有效提升了模型的实时性和可靠性。

关键词：瓷砖表面缺陷检测可切换空洞卷积迁移学习通道注意力特征融合小样本

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单相ANPC变换器损耗均衡型空间矢量调制方法

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电力电子技术 2024年第7期 52-54页

作者：李伟伟杨虓强丹丹张学广无锡学院自动化学院南京信息工程大学自动化学院哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院

单相全桥有源中点箝位(ANPC)变换器在采用传统脉宽调制(PWM)方法时存在开关器件损耗不均衡问题,个别器件过热会有损变换器可靠性和使用寿命。基于开关序列对换流路径的影响机理,提出一种损耗均衡型空间矢量调制方法。当桥臂输出电压被... 详细信息

单相全桥有源中点箝位(ANPC)变换器在采用传统脉宽调制(PWM)方法时存在开关器件损耗不均衡问题,个别器件过热会有损变换器可靠性和使用寿命。基于开关序列对换流路径的影响机理,提出一种损耗均衡型空间矢量调制方法。当桥臂输出电压被箝位到直流中点时,通过有效空间矢量的选取控制开关器件通断,为电流提供双回路换流路径,从而有效减小通态损耗,并使桥臂内层开关器件的损耗更加均衡。仿真和半实物实验表明该方法简单易实现,可以有效达成桥臂内层开关器件的损耗均衡。

关键词：变换器损耗均衡空间矢量调制

不同偏压对45#钢电弧离子镀铝层耐蚀性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 323-334页

作者：师超李嘉浩王荣祥张博周兰欣刘光明邵亚薇南昌航空大学江西省金属材料微结构调控重点实验室南昌330063 工业和信息化部电子第五研究所广州510610 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

采用不同偏压参数(0、-50、-100、-200、-300 V)电弧离子镀(AIP)沉积铝涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对不同参数下镀铝涂层的表面及截面特征进行分析;采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学极化(EI)等电化学测试... 详细信息

采用不同偏压参数(0、-50、-100、-200、-300 V)电弧离子镀(AIP)沉积铝涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对不同参数下镀铝涂层的表面及截面特征进行分析;采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学极化(EI)等电化学测试及中性盐雾实验对不同参数下的镀铝涂层防护性进行研究。结果表明:随着偏压的增大,镀铝涂层孔隙及粗糙度表现出先减小后增大的趋势。各偏压参数下的镀铝涂层试样的OCP稳定在-0.72~-0.77 V之间,电荷转移电阻在(1.50~2.98)×10^(4)Ω·cm^(2)之间,自腐蚀电流密度在(1.18~5.49)×10^(-6)A·cm^(-2)之间,耐蚀性明显优于45#碳钢。经336 h盐雾实验后,各偏压参数下的镀铝涂层试样仍具有一定的防护性能,镀层及铁铝扩散层对于铁基体表现为阴极保护机制,其中偏压-200 V的镀铝涂层防护性能更优。因此,当靶电流55 A、Ar压力1.0 Pa、偏压-200 V时,AIP所制备铝涂层结构致密,与基体结合良好,具有优异的防护性能。

关键词：多弧离子镀镀铝涂层耐蚀性电化学测试盐雾实验