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机械式智能超表面及多波束优化算法的研究

无线电通信技术 2025年

作者：陈豪杰尚玉龙张雷王玉田建杰陈佳望江苏理工学院电气信息工程学院

基于Pancharatnam-Berry(P-B)相位原理，设计了一种机械式智能超表面。不同于PIN管控制数字超表面来实现0°和180°的反射相位变化，机械式智能超表面通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array， FPGA)控制超表面单元所集... 详细信息

基于Pancharatnam-Berry(P-B)相位原理，设计了一种机械式智能超表面。不同于PIN管控制数字超表面来实现0°和180°的反射相位变化，机械式智能超表面通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array， FPGA)控制超表面单元所集成的机械器件实现单元旋转，进而实现反射相位在0°～360°的任意调控。在3.5GHz～5.5GHz频段内，所设计的超表面单元的反射损耗均小于0.2dB，其反射相位与旋转角度之间的关系几乎完全符合P-B相位原理，误差小于1.34°，为了降低系统的计算复杂度，基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization，PSO)，提出了一种简化的多波束优化算法。该算法首先通过简化目标函数，显著减少了角度遍历计算的次数，进而降低了计算复杂度;其次利用单波束的最优相位阵生成PSO的初始粒子，进而降低了PSO算法收敛所需的迭代次数。仿真结果表明，当波束数量为2时，波束总能量超过15.7dB，同时波束能量差控制在2.5dB之内，证实了所提出的多波束优化算法的可行性。

关键词：智能超表面机械式调控多波束粒子群算法

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高温热泵系统动静态模拟及性能影响因素分析

哈尔滨工程大学学报 2025年

作者：赵雨菲范静波李勇宋春雨谢公南马素霞太原理工大学电气与动力工程学院山西焦煤集团森源节能环保有限公司煤电清洁控制教育部重点实验室西北工业大学航海学院

为了研究压缩机等熵效率、系统过热度和过冷度等关键因素对高温热泵系统性能的影响，本文构建了适用于热泵循环的ASPEN HYSYS仿真模型，采用动态模拟与静态模拟相结合的方式对模型进行模拟研究。结果表明：动态模拟过程在200s时基本稳... 详细信息

为了研究压缩机等熵效率、系统过热度和过冷度等关键因素对高温热泵系统性能的影响，本文构建了适用于热泵循环的ASPEN HYSYS仿真模型，采用动态模拟与静态模拟相结合的方式对模型进行模拟研究。结果表明：动态模拟过程在200s时基本稳定，其稳定值与静态模拟输出值基本一致；当过热度、过冷度、压缩机等熵效率增加时，系统性能系数（coefficient of performance， COP）也增加；且过冷度每增加1℃，制热系数COP约提升0.05，而过热度增加1℃，制热系数COP仅提升约0.01；绝热效率90％，过热度与过冷度均取8℃时，系统得到最大COP为3.31。当过热度降低、压缩机绝热效率增加时，可有效降低排气温度；绝热效率90％，过热度取5℃时，压缩机得到最小排气温度108.8℃；相较于过热度与过冷度，压缩机等熵效率对系统性能影响更明显。因此适当增加过冷度、提升压缩机等熵效率，合理降低过热度可以有效提高热泵性能。

关键词：高温热泵单螺杆压缩机等熵效率过热度过冷度排气温度循环性能动静态模拟

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遗传优化三值神经网络多故障测试生成算法

仪器仪表学报 2010年第8期31卷 1744-1749页

作者：吴丽华王旭东史芳芳杨洁琼哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

对于复杂的大规模集成电路,传统的测试生成算法已不再适用,研究新型有效的数字集成电路测试生成算法具有十分重要的理论价值和实际意义。提出了一种基于遗传优化的三值神经网络多故障测试生成算法。该算法利用三值神经网络的相关定理、... 详细信息

对于复杂的大规模集成电路,传统的测试生成算法已不再适用,研究新型有效的数字集成电路测试生成算法具有十分重要的理论价值和实际意义。提出了一种基于遗传优化的三值神经网络多故障测试生成算法。该算法利用三值神经网络的相关定理、定义,推导出了数字电路逻辑门的三值神经网络能量函数,由此构成了三值神经网络的约束网络。用遗传算法求解出了约束网络能量函数的最小值点即多故障测试矢量。遗传算法中的适应度函数是与具体应用问题的主要接口,它的构造直接影响问题求解的效率。在研究了其他遗传算法适应度函数的基础上,提出了新的适应度函数,并用软件实现了算法,在国际基准电路上的仿真实验结果表明了该算法的正确性。

关键词：三值神经网络测试生成算法遗传算法适应度函数多故障

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基于眼动跟踪的智能家居控制器

电机与控制学报 2020年第5期24卷 151-160页

作者：王鹏陈园园邵明磊刘博张伟超哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080

针对现有智能家居控制器存在抗干扰及适应性均较差的问题,设计了一种基于眼动跟踪技术的智能家居控制器。该控制器使用现场可编程门阵列(FPGA)作为处理核心,根据人眼在红外光照射下的反射光斑特征,快速定位人眼,通过阈值分割、边缘检测... 详细信息

针对现有智能家居控制器存在抗干扰及适应性均较差的问题,设计了一种基于眼动跟踪技术的智能家居控制器。该控制器使用现场可编程门阵列(FPGA)作为处理核心,根据人眼在红外光照射下的反射光斑特征,快速定位人眼,通过阈值分割、边缘检测及椭圆拟合定位光斑中心和瞳孔中心,使用映射函数构建视线与用户界面的位置关系,实现用户通过视线选择界面家电图标,然后搭配其它功能电路,通过眨眼控制家电的开启、关闭实现眼动控制家居电器。实验结果表明,该控制器有效控制准确率达92%,控制响应时间为0.47s,满足实时性的要求,同时采用视频图像处理技术能有效避免环境语音噪声的干扰,尤其适用于肢体残障人士。

关键词：眼动跟踪瞳孔角膜反射法智能家居现场可编程门阵列控制器

基于就地量测信息的交直流混合微电网功率协调控制

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电力科学与工程 2025年

作者：李鹏飞乔海岩许慧敏陈灵强赵伟康河北工程大学信息与电气工程学院天津市新能源电力变换传输与智能控制重点实验室(天津理工大学)

为解决新能源随机波动、负荷暂态冲击给交直流混合微电网稳定运行造成的问题，提出一种无互联通信下功率自主互支撑方法。互联直流-交流(DC-AC)变换器通过引入频率-直流电压自适应控制，基于就地量测双边交、直流子系统频率、直流电压... 详细信息

为解决新能源随机波动、负荷暂态冲击给交直流混合微电网稳定运行造成的问题，提出一种无互联通信下功率自主互支撑方法。互联直流-交流(DC-AC)变换器通过引入频率-直流电压自适应控制，基于就地量测双边交、直流子系统频率、直流电压等信息，将交、直流子系统有机耦合，通过感知双边频率/直流电压波动自适应调整其互联传输功率，为受扰子系统提供实时功率支援。对交、直流子系统中分布式松弛单元采用下垂控制，以使其能够按照额定容量比合理承担扰动功率，最终实现交、直流系统间功率协同互济。仿真实验结果表明，采用所提方法时，仅仅利用就地量测信息即实现了交直流混合微电网全局相互支撑，这大大提升了非计划性暂态冲击下系统的运行稳定性及控制灵活性。

关键词：交直流微电网互支撑分布式松弛单元稳定性互联DC-AC

基于显微形貌重建的XLPE电缆绝缘料纯净度测量技术

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仪器仪表学报 2008年第5期29卷 1035-1039页

作者：赵洪刘艳李长莉于效宇哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150040

本文针对交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘料纯净度检测的问题,研制了基于形貌重建的高速扫描测量系统。该测量系统采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片控制高速A/D转换器采集CCD数据,根据动态阈值压缩CCD扫描图像数据并对数据进行封装处理,在保留... 详细信息

本文针对交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘料纯净度检测的问题,研制了基于形貌重建的高速扫描测量系统。该测量系统采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片控制高速A/D转换器采集CCD数据,根据动态阈值压缩CCD扫描图像数据并对数据进行封装处理,在保留杂质信息的前提下大幅地减少了待处理数据。封装数据通过USB2.0接口传输至上位机进行分析、记录和杂质图像重建。实验证明此系统测量实时准确,杂质形貌信息恢复完好。该系统适用于XLPE电缆绝缘料的缺陷检测和形貌测量。

关键词：交联聚乙烯杂质检测数据处理现场可编程门阵列

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故障分类时环境强化试验的可靠度近似置信限

仪器仪表学报 2010年第12期31卷 2648-2653页

作者：郭建英孙永全王铭义陈洪科哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080

依赖传统的寿命试验进行可靠性评定的做法已受到制约,如何缩短试验时间又能科学评价产品可靠性是工程上亟待解决的问题。以某型温度变送器为研究对象,借鉴加速寿命试验的理论与方法,在规定时间内施加环境强化应力和额定的工作应力,完成... 详细信息

依赖传统的寿命试验进行可靠性评定的做法已受到制约,如何缩短试验时间又能科学评价产品可靠性是工程上亟待解决的问题。以某型温度变送器为研究对象,借鉴加速寿命试验的理论与方法,在规定时间内施加环境强化应力和额定的工作应力,完成了可靠性环境强化试验。并结合工程背景引入了环境因子和故障分类计数方法,通过信息数据综合折算,给出了便于计算机编程计算的二项近似经典置信限、二项近似Bayes置信限、指数近似经典置信限、指数近似Bayes置信限。

关键词：可靠性环境强化试验可靠性评定当量故障数环境因子近似置信限

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格雷码与相移结合的结构光三维测量技术

仪器仪表学报 2007年第12期28卷 2152-2157页

作者：于晓洋吴海滨尹丽萍杨明极哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150040

提出一种应用于结构光三维测量系统投射角求取的格雷码与相移结合的编码、解码方法。该方法首先利用相移图案,确保采样点的相位在(π,-π]范围内周期变化,再将该相位与采样点对应的格雷码结合得到绝对相位,最后将绝对相位在相位空间中... 详细信息

提出一种应用于结构光三维测量系统投射角求取的格雷码与相移结合的编码、解码方法。该方法首先利用相移图案,确保采样点的相位在(π,-π]范围内周期变化,再将该相位与采样点对应的格雷码结合得到绝对相位,最后将绝对相位在相位空间中的位置线性映射到投射角空间,对其进行连续划分,从而确定采样点的投射角,最后依据三角法原理实现三维测量。本文具体介绍了编码、解码原理,分析了解码过程中格雷码和相移周期错位问题,并通过判断相邻像素点的格雷码值增加和相位突变是否一致进行了调整,给出了3dsMAX和MATLAB环境下的仿真重构实验结果。

关键词：三维测量结构光格雷码相移

改进YOLOv2的端到端自然场景中文字符检测

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控制与决策 2021年第10期36卷 2483-2489页

作者：刘杰朱旋宋密密哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080

针对自然场景中文字符检测率低、小字符检测困难以及字符检测类别多样等问题,提出一种基于YOLOv2的改进方法,并将其应用于自然场景中文字符检测中.首先利用k-means++聚类算法对字符目标候选框(anchor)的数量和宽高比维度进行聚类分析,... 详细信息

针对自然场景中文字符检测率低、小字符检测困难以及字符检测类别多样等问题,提出一种基于YOLOv2的改进方法,并将其应用于自然场景中文字符检测中.首先利用k-means++聚类算法对字符目标候选框(anchor)的数量和宽高比维度进行聚类分析,提出多层特征融合策略,对原网络中第4个最大池化层前所输出的特征图经过3×3和1×1大小的卷积核进行卷积操作,并执行4倍的下采样得到局部特征;然后对第5个最大池化层前所输出的特征图经过3×3和1×1大小的卷积核进行卷积操作,并执行2倍的下采样得到局部特征,将局部特征与全局特征融合,同时增加高层卷积中的重复卷积层,将高层卷积中连续且重复的3×3×1 024大小的卷积层数由3增加为5;最后使用Chinese text in the wild (CTW)数据集对YOLOv2和改进的YOLOv2算法进行对比实验,结果表明,改进后的YOLOv2算法在中文字符检测中平均准确率均值为78.3%,较原YOLOv2算法提升了7.3%,且明显高于其他自然场景中的文字符检测方法.

关键词：计算机视觉深度学习自然场景中文字符检测 YOLOv2