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基于改进YOLOv7的道路裂缝和坑洞检测算法

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科学技术与工程 2024年第17期24卷 7205-7213页

作者：宣以国余成波蒋启超龚欣重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

道路裂缝和坑洞的检测是道路安全检查中的重要部分。针对道路实时检测中存在的漏检、错检等问题,提出一种基于改进YOLOv7的道路裂缝和坑洞检测算法。先将裂缝分为纵向、横向和网状裂缝,再使用可变形卷积(deformable convolutional netwo... 详细信息

道路裂缝和坑洞的检测是道路安全检查中的重要部分。针对道路实时检测中存在的漏检、错检等问题,提出一种基于改进YOLOv7的道路裂缝和坑洞检测算法。先将裂缝分为纵向、横向和网状裂缝,再使用可变形卷积(deformable convolutional networks,DCN)替换原YOLOv7中特征提取网络里的卷积,使得形状差异较大且不规则的裂缝形状特征得到完整提取,提升裂缝的准确度;针对获取的图像中坑洞目标较小不易发现的问题,通过先将边界框建模为高斯分布,再使用基于Wasserstein距离(normalized Wasserstein distance,NWD)的新的度量标准的小目标检测评估方法,提高坑洞的检测精度。实验结果表明,改进后的算法较原YOLOv7算法检测精度提高了4.1%,同时检测速度提高了17%,表现出更出色的检测效果。

关键词： YOLOv7 目标检测 DCN NWD

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多尺度过滤融合印刷电路板缺陷检测方法

激光杂志 2024年

作者：余泽寰陈锐吕宇东华理工大学机械与电子工程学院

针对当前印刷电路板检测算法性能要求过高，缺陷较难识别的问题，提出一种多尺度过滤融合印刷电路板缺陷检测方法。方法设计了加权过滤特征金字塔网络(WF-FPN)，通过简化融合路径，优化不同层次间信息传递效率，显著降低模型复杂度并提... 详细信息

针对当前印刷电路板检测算法性能要求过高，缺陷较难识别的问题，提出一种多尺度过滤融合印刷电路板缺陷检测方法。方法设计了加权过滤特征金字塔网络(WF-FPN)，通过简化融合路径，优化不同层次间信息传递效率，显著降低模型复杂度并提升检测性能。同时，在主干网络中加入可变形注意力，通过生成偏移子网络增强对不规则缺陷的特征提取能力。并采用完整瓦瑟斯坦距离作为损失函数加快训练收敛速度、提高精确度。最后，使用轻量化检测头降低模型性能开销。实验结果表明，改进后的模型权重文件大小仅为3.62 MB对比基线模型下降39.4%，同时计算量下降35.8%，精度提升2.1%。与同类算法相比能更好满足模型在嵌入式、移动式检测设备中部署的需要。

关键词：印刷电路板缺陷检测 YOLOv8 特征融合金字塔损失函数

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大型光伏电站分布式无功优化

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第3期38卷 335-342页

作者：李海啸程强李山杨伟刘利娟重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

大型光伏电站经常面临严重的电压波动问题。传统的集中式控制方案采用中央控制器进行无功优化,以确保系统稳定运行。然而,这种方案存在计算负担过重、容易发生单点故障和网络安全问题的弊端。为了解决这些问题,分布式优化方法被提出并... 详细信息

大型光伏电站经常面临严重的电压波动问题。传统的集中式控制方案采用中央控制器进行无功优化,以确保系统稳定运行。然而,这种方案存在计算负担过重、容易发生单点故障和网络安全问题的弊端。为了解决这些问题,分布式优化方法被提出并应用于大型光伏电站。该方法将电站划分为多个子系统,并使用局部控制器分别解决每个子系统的优化问题。相邻子系统之间的信息交流较少,系统信息更加安全,同时也能处理规模更大的光伏电站。基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM),提出一种适用于大型光伏电站的分布式无功优化方案解决电站电压越限问题,并通过案例验证其有效性。此外,通过分析支路潮流模型约束的线性化处理对潮流求解的影响和罚函数系数对ADMM性能的影响,进一步提升优化参数,优化大型光伏电站的运行结果。

关键词：大型光伏电站电压波动交替方向乘子法分布式无功优化

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SWISS整流器分数阶PID控制策略

哈尔滨理工大学学报 2024年第3期29卷 51-59页

作者：王吉涛刘明亮许森洋王玺哲朱强哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

针对SWISS整流器的传统整数阶PID控制策略动态响应速度较慢、鲁棒性较差的问题,提出一种基于分数阶PID的SWISS整流器控制策略。基于SWISS整流器的工作原理建立其小信号模型,得到SWISS整流器的等效传递函数,并设计基于分数阶PID电压控制... 详细信息

针对SWISS整流器的传统整数阶PID控制策略动态响应速度较慢、鲁棒性较差的问题,提出一种基于分数阶PID的SWISS整流器控制策略。基于SWISS整流器的工作原理建立其小信号模型,得到SWISS整流器的等效传递函数,并设计基于分数阶PID电压控制的双闭环控制结构。为简化分数阶PID的阶次参数设计,采用整数阶PID参数预整定的方法得到参数初值,并利用粒子群算法对分数阶PID控制器参数进行进一步设计优化。仿真和实验结果表明,分数阶PID控制策略下的SWISS整流器发生参考电压突变时电压稳定时间小于7 ms、超调量小于2%,发生负载扰动时电压稳定时间小于4 ms、超调量小于3%,动态性能优于整数阶PID控制策略。

关键词： SWISS整流器分数阶PID控制粒子群算法小信号模型参数预整定

基于轻量级主干的YOLOv5驾驶员疲劳检测算法

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科学技术与工程 2024年第16期24卷 6766-6774页

作者：蒋启超余成波宣以国杨如民重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对目前基于深度学习的驾驶员疲劳检测算法存在着参数量和计算成本较大,难以在算力较低的设备上得到有效应用这一问题,提出一种基于轻量级主干的YOLOv5驾驶员疲劳检测算法,通过检测闭眼、张嘴、低头这3种标签的时间占比来进行疲劳判断... 详细信息

针对目前基于深度学习的驾驶员疲劳检测算法存在着参数量和计算成本较大,难以在算力较低的设备上得到有效应用这一问题,提出一种基于轻量级主干的YOLOv5驾驶员疲劳检测算法,通过检测闭眼、张嘴、低头这3种标签的时间占比来进行疲劳判断。算法使用EfficientViT网络作为模型的主干网络,降低了整个模型的参数量以及计算成本,在模型的颈部网络部分加入上下文变换器模块并将归一化沃瑟斯坦距离作为新的损失函数以此来提高模型的准确度,减小轻量级主干所带来的损失。实验结果表明:改进后的算法准确率达到97.9%,与YOLOv5、YOLOv7、YOLOv8相比,其参数量分别降低了3.4、17.7和5.4倍,计算量分别降低了4.5、29.5和8.2倍,在CPU上的单幅图片推理速度加快至76.4 ms,能够有效地完成实时检测任务。

关键词：疲劳检测 YOLOv5 EfficientViT 上下文变换器归一化沃瑟斯坦距离

基于改进Vision Transformer的复合涡旋光束识别

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激光杂志 2024年第7期45卷 186-192页

作者：张成志曹阳涂巧玲彭小峰重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

为提高涡旋光通信的编码效率和解码正确率,使用两束携带不同相邻轨道角动量和径向指数的涡旋光叠加产生16种形状相似的光强分布图并用4位二进制对其进行编码,为针对大气湍流对光强分布的影响,提出了使用稀疏注意力算法优化的Vision Tran... 详细信息

为提高涡旋光通信的编码效率和解码正确率,使用两束携带不同相邻轨道角动量和径向指数的涡旋光叠加产生16种形状相似的光强分布图并用4位二进制对其进行编码,为针对大气湍流对光强分布的影响,提出了使用稀疏注意力算法优化的Vision Transformer神经网络模型,将受强湍流影响下的光强分布图作为输入进行训练,从而实现对畸变的信息进行精确识别。仿真实验表明:该模型在识别受较强程度湍流影响的涡旋光束的正确率可达95.5%且对局部细节分辨更加准确;并验证强湍流条件下,不同波长、传输距离下的识别准确率均有良好表现,体现了模型的鲁棒性和泛用性。

关键词：涡旋光束轨道角动量径向指数神经网络

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孤岛微电网基于分布式一致性算法的二次控制

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第1期38卷 264-272页

作者：肖蕙蕙熊文星李海啸吴泓林余建武魏书剑重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

在孤岛微电网分布式电源(distributed generator)并联系统中,采用下垂控制时,由于线路阻抗不匹配导致电源输出无功功率,无法按容量分配。为此,在下垂控制的基础上,提出了一种采用一致性算法调节虚拟阻抗值的分布式二次控制策略。通过一... 详细信息

在孤岛微电网分布式电源(distributed generator)并联系统中,采用下垂控制时,由于线路阻抗不匹配导致电源输出无功功率,无法按容量分配。为此,在下垂控制的基础上,提出了一种采用一致性算法调节虚拟阻抗值的分布式二次控制策略。通过一致性算法得到分布式电源之间的无功功率差额,再输入比例积分控制器中得到虚拟阻抗校正值,通过调节虚拟阻抗值实现DG之间无功功率的合理分配。针对引入虚拟阻抗和负载变化导致的电网电压的跌落,采用基于一致性算法的二次电压控制恢复电网的电压水平,保证电网的稳定性。所提策略不需要了解线路阻抗值信息,仅需要邻近DG的功率信息就可以对虚拟阻抗进行自适应调节,在部分DG故障时仍能够实现精准的无功功率分配和电压的恢复,增强了系统的可靠性。仿真结果表明所提策略的可行性和有效性。

关键词：孤岛微电网一致性算法虚拟阻抗二次控制

励磁绕组与阻尼绕组耦合效应对大型同步调相机转子暂态电流特性的影响

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电机与控制学报 2024年第8期28卷 61-71页

作者：梁艳萍绳亚辉哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

针对大型同步调相机暂态分析时模型精度较低的问题,提出一种考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的同步调相机暂态分析精确模型。首先,通过引入特征电抗建立同步调相机考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的暂态分析精确模型,并基于励磁电流拟... 详细信息

针对大型同步调相机暂态分析时模型精度较低的问题,提出一种考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的同步调相机暂态分析精确模型。首先,通过引入特征电抗建立同步调相机考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应的暂态分析精确模型,并基于励磁电流拟合对特征电抗进行求解。然后,通过三相短路与BC相间短路故障仿真,对比同步调相机传统模型与精确模型的转子暂态电流特性。最后,建立同步调相机机-网暂态仿真模型,分析系统送端交流母线电压波动时同步调相机精确模型的暂态运行特性。研究表明,考虑励磁绕组与阻尼绕组耦合效应时同步调相机转子暂态电流特性的精度更高。三相短路与BC相间短路故障后3个周期内,同步调相机暂态分析精确模型励磁电流峰值平均值的精度分别提高了27.27%和61.53%。

关键词：同步调相机暂态参数电机模型转子暂态电流特高压直流输电系统有限元

面向软件无线电的物理下行共享信道优化与实现

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电讯技术 2024年第5期64卷 765-771页

作者：李姣军左迅喻涛杨川杨凡重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对软件无线电平台Open Air Interface(OAI)终端侧物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel,PDSCH)中解扰模块和信道译码模块数据延时大的问题,提出了基于图形处理单元(Graphic Processing Unit,GPU)中统一计算设备架构的PD... 详细信息

针对软件无线电平台Open Air Interface(OAI)终端侧物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel,PDSCH)中解扰模块和信道译码模块数据延时大的问题,提出了基于图形处理单元(Graphic Processing Unit,GPU)中统一计算设备架构的PDSCH优化方案,对传输块进行比特级和码块级数据划分,设计了多GPU下的并行解扰和并行信道译码,降低了数据延时,提高了下行峰值速率。实验结果表明,该优化方案基本维持了原有循环冗余校验码错误率,且在不同传输块大小下,解扰模块耗时最大降低92.1%,信道译码模块耗时最大降低83.7%,终端PDSCH耗时最大降低77.8%,下行峰值速率最大提高138.3%,有效提升了OAI平台性能。

关键词：软件无线电(SDR) 物理下行共享信道(PDSCH) 信道译码并行解扰