摘要：非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring,NILM)是一种无需进入每个用电器内部系统,仅在用户总线入口处安装监测设备的技术.在开展NILM技术研究时,往往需要收集大规模的用户负荷数据来证明所提出方法的普适性,此需求不可避免地带来了繁重的数据收集与整理负担.为克服该挑战,设计了一种结合周期信号频率不变变换(frequency invariant transformation for periodic signals,FIT-PS)原理与时间序列生成对抗网络(time series generative adversarial networks,TimeGAN)的混合模型,记为FIT-PSTimeGAN.针对全球家庭与工业瞬态能量数据集(worldwide household and industry transient energy dataset,WHITED)中的空调、微波炉、吸尘器、冰箱和热水壶5种电器,运用FIT-PS对负荷数据集进行切割和拼接,构建TimeGAN不同状态下的训练集和测试集.评估测试集的效果发现,生成的波形数据与真实数据表现出高度一致性.进一步采用FIT-PS对训练得到的生成数据进行截取和拼接,生成满足测试需求的完整的单负荷波形和多负荷波形.对这些生成的波形与相同状态下的真实数据进行对比,结果显示两者吻合度很高.与自回归模型和生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)模型相比,FIT-PS-TimeGAN模型在生成数据的性能方面表现更优.研究结果表明,FIT-PS-TimeGAN混合模型能够有效生成符合标准电器运行规律的波形和场景数据.

摘要：旨在解决无人机移动边缘计算(MEC)系统中任务卸载的物理层安全问题。在该系统中,多个地面用户将计算任务卸载给一架配备MEC服务器的无人机,一个地面窃听者尝试窃取用户向无人机卸载的任务信息。为保证任务卸载的可靠性和低时延,卸载通信使用超可靠低时延通信(URLLC)技术。通过联合优化无人机的部署位置、用户的卸载链路带宽、用户本地计算和无人机计算的中央处理器(central processing unit,CPU)频率来最大化用户的最小安全计算量。为了解决该问题,首先采用块坐标下降法将问题分解为仅优化无人机的位置和计算时延,以及仅优化无人机和用户的CPU频率和用户卸载带宽两个子问题;然后利用对数函数近似的方法对卸载带宽的速率表达式进行化简,利用连续凸逼近法将非凸的子问题变成可解的凸优化问题;最后交替求解这两个子问题直至目标函数值收敛。仿真结果表明,与现有基准方案相比,所提算法能够有效提高系统的安全计算量。这证明了所提方法的必要性,为实现安全通信和计算平衡提供了解决方案。

摘要：直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。

摘要：意义管桩后注浆可有效改善桩-土接触界面物理力学性质,在提高管桩摩阻力、减少上部结构沉降等方面发挥着重要作用。进展通过对管桩后注浆工艺、后注浆理论、管桩注浆后的承载性能、管桩-注浆体-土接触界面剪切性能等进行综述,展望了管桩后注浆的发展方向。结果表明:(1)后注浆对提高中小直径管桩承载力有一定作用;注浆后,中掘法管桩的承载力一般超过了4 000 kN、静钻根植竹节桩的承载力可提升20%以上、随钻跟管桩承载力普遍超过20 000 kN。(2)现有的注浆理论推动了注浆技术的发展,虽然相关研究成果与工程实践存在差异,但可以给出浆液扩散的初步轮廓和扩散范围,为注浆设计和工程应用提供科学指导。(3)桩-浆-土接触界面的研究大多以剪切试验为载体,研究浆-土接触界面剪切性能这一宏观表象,很少涉及注浆液以注浆根系、爪牙和毛细爪牙的形式伸入土体并与土体进行关键离子交换从而提高桩-浆-土接触界面黏结强度的宏微观扩散本质。(4)现有注浆研究大多止步于注浆结果分析,较少涉及注浆机理,对浆液在地层中的流动扩散规律认识不够清晰。结论与展望桩侧注浆液渐进性流动过程可视化分析、注浆体三维尺寸定量表征、管桩注浆过程智能化监测、新型管桩桩侧注浆工艺研发是未来管桩桩侧后注浆发展的重要方向。

摘要：为在实际果园中实现果树的在线识别检测,设计一种基于机器视觉的果树靶标识别装置。首先提出一种应用在DSP端的在线果树靶标识别算法,用HSV色度分割法对图像背景进行分割,然后对分割后的树冠信息(白色像素占有率的数值变化规律)进行研判,设计横框和竖框两种识别算法,并设计一台搭载识别装置的移动小车进行田间试验。预试验发现光照度变化对识别效果的影响较小;选光照度为650 Lux开展进一步试验。结果表明,在车载速度分别为0.2 m/s、0.4 m/s和0.8 m/s时,横框识别算法的识别准确率分别为88%、84%、34%,识别准确率随小车速度的增大呈现递减规律,从摄像头对准靶标植株中心的时刻起,到系统判断出存在有效靶标植株时,产生0.4~0.8 s的检测延时。而相同条件下,竖框识别算法的识别准确率分别为88%、86%、84%,且识别延时较小(0.2~0.3 s)。竖框识别算法的优点是识别速度快、反馈的位置信息丰富,横框识别算法则能同步分析果树树冠轮廓的大小,根据两种算法得到的位置信息有利于进一步优化控制单棵植株的喷雾时间。

摘要：文章设计了以热解挥发物为燃料的旋流分级燃烧器,通过ANSYS软件模拟了燃烧器燃烧过程的流场,并研究了燃烧器的流动和燃烧特性。研究结果表明:燃烧器的旋流空气有效破碎了热解挥发物,达到了混合充分,流场和温度场稳定、均匀的效果;旋流空气产生的边缘流场降低了燃烧器内壁面的温度(最高为815.69K),减缓了壁面的高温腐蚀,降低了NO_(x)的生成;燃烧器烟气中的NO_(x)浓度为43.33 mg/m^(3),显著低于标准限额;燃烧器出口处的热解挥发物含量小于0.2%。

摘要：针对电动轮式小车驱动控制及可靠性问题,建立了动力、转向驱动控制系统。设计了一种电动轮式小车的动力及转向系统,并对其可靠性进行了分析和实验验证。动力部分由STM32作为主控制器,通过基于全桥驱动芯片IR2136的驱动电路对4个无刷直流电机进行驱动控制,转向部分由基于半桥驱动芯片IR2103的驱动电路驱动2个有刷直流电机进行转向控制,控制系统采用速度环、电流环双闭环,算法上采用模糊自适应比例-积分-微分(proportion integration differentiation,简称PID)算法。对系统可靠性进行实验并分析的结果表明,能够很好地跟随负载以及降低启动电流,使小车可靠运行。此驱动控制系统负载能力良好,启动电流小,安全稳定,转向精确,满足设施农业作业需求。

摘要：设计了以1310nm激光波长作为光源的单光子探测装置系统,对铟镓砷雪崩光电二极管(InGaAs-APD)作为量子保密通信单光子探测器件时的偏压生成、低温控制以及单光子信号检测进行了综合考虑,用脉冲发生器的单稳态电路等效地实现了直流电平叠加脉冲的“光子门”,用跨阻式前置放大器和精密的比较甄别器来改善系统的探测灵敏度。初期探测实验表明,能观察到-93dBm光信号的波形。

摘要：利用实时荧光定量PCR技术,根据转基因大豆(Roundup ReadyTM)的外源基因35S启动子序列设计引物和TaqMan MGB探针,对大豆粉中Roundup ReadyTM大豆含量进行了定量检测,根据这个检测体系建立了35S启动子Ct值与样品中转基因成分数量之间的标准曲线和线性回归方程(相关系数r2:0.9942)。本研究设计的方法还可以应用到多组分的食品、饲料等加工产品,检测转基因成分的含量,并可作为转基因食品常规PCR定性检测方法。

摘要：为了解决机构在一定输入范围内需要输出常力的问题,提出在一般初始位形下,空间曲柄滑块机构(RSSP)空间柔顺常力机构的建模与参数优化方法.建立机构柔顺关节的变形量与机构无量纲几何参数的关系.运用虚功原理,建立机构输出端与外部环境接触力与柔顺关节的扭矩的力学模型.以接触力采样点相邻差值和的方法表征接触力波动特征的大小,建立起表征接触力波动的目标函数.优化得出一般初始位形下的空间柔顺常力机构的无量纲化结构参数.设计出实验装置,测得实际输出接触力.结果表明,实际接触力围绕着理论接触常力在5%以内波动.