摘要：针对复杂环境背景和噪声情况下，桥梁病害图像中特征提取不充分的问题，提出将分形几何特征与YOLOv7网络融合的方法来提高病害检测的精度。首先，设计分形特征模块(fractal feature module, FFM),得到桥梁病害图像的分形特征图；其次，设计了自适应特征融合层，将提取的分形特征融入YOLOv7网络，让网络获得表达能力更强的特征图；最后，引入坐标注意力机制(coordinate attention, CA),增强了网络对小病害的检测精度。实验对包含风化、裂缝、钢筋外露、腐蚀和剥落5种桥梁病害的复杂图像进行了检测，结果表明：在相同的数据集和迭代次数下，融入分形几何特征的YOLOv7网络相比于原始网络对上述5种病害检测的平均精度均值从82.94%提高到86.24%,其中，裂缝病害的检测平均精度提高最为显著，从75.92%提高到81.29%。

摘要：为了提高逆变器系统故障诊断的鲁棒性和准确性,该文提出一种基于区间滑模观测器的逆变器开路故障诊断方法。首先利用开关管在正常工作和故障状态下的电流流向路径建立逆变器的混合逻辑动态模型,并设计一种电流区间滑模观测器,其通过上界滑模观测器的电流估计值和下界滑模观测器的电流估计值的凸加权和来估计逆变器在正常工作状态下的三相电流值。通过比较实际系统和观测器的输出得到电流残差进行故障检测,根据残差中包含的故障信息建立残差信息表进行故障定位。设计的电流区间滑模观测器不仅可提高区间观测器的收敛速度,并且可有效减小抖振,提高故障诊断系统的鲁棒性。最后,通过仿真和一台200W的电机实验平台验证该方法的有效性和可行性。

摘要：介绍了一种将反向传播(BP)神经网络算法与人工蜂群算法相结合的方法,并用该方法对多泵浦拉曼光纤放大器的设计进行了优化。通过研究多层BP神经网络中的隐藏层层数和神经节点数,确定了最佳的学习模型,该模型可以精准地反映泵浦波长和泵浦功率与拉曼净增益分布间的映射关系,能代替传统求解拉曼耦合波方程的方法。同时,为了提高增益谱的平坦性,采用人工蜂群算法来优化泵浦参数,得到了最优的泵浦波长和泵浦功率。仿真结果表明,通过将训练好的BP神经网络模型加入到人工蜂群算法中,所研究的拉曼放大器达到了期望的增益性能,且其目标值与预测值的最大误差不超过0.29 dB。该设计方案为拉曼光纤放大器的研究提供了新的思路和方法。

摘要：针对光伏发电系统输出电压低、功率不稳定、电压波动等电能质量问题,提出了一种二阶低通滤波器和高增益FIBC变换器的组合结构。为了解决滤波器和变换器级联可能造成的谐振现象,设计了一种可有效抑制谐振发生的稳定器,能够在不增加系统体积重量和功率损耗的前提下,抑制系统的振荡和波形畸变。首先建立了系统的数学模型,并利用Lyapunov第一法对系统的稳定性能进行分析,证明了该方法的可行性。仿真结果验证了所提控制策略和拓扑结构的正确性和有效性。

摘要：裂缝是桥梁道路上常见的一种病害,针对其检测准确率有待提高的问题,提出了基于Mask RCNN(region-based convolutional neural networks)的桥梁裂缝检测算法,设计了语义增强模块(semantic enhancement module,SEM),将该模块与特征金字塔网络(feature pyramid network,FPN)相结合,通过特征融合Add计算得到新的多尺度特征图feature maps。针对裂缝形态复杂多样存在识别困难的问题,将裂缝做了两类划分进行检测,并制定了两种策略进行对比实验。实验结果表明:该文中改进的方法可以得到更好的检测结果,检测准确率Accuracy可达99.8%,平均检测精度(mean average precision,mAP)提高了12.6%。

摘要：采用粉尘云最低着火温度测试装置及20 L球形爆炸实验系统设计研究微米级镁铝合金粉爆炸特性参数。研究结果表明:镁铝合金粉尘云最低着火温度随分散压力的增大呈现先减少后增加的趋势,分散压力工况点对应最低的着火温度随着粒径的减少而出现下移现象;镁铝合金粉存在1个临界质量浓度,当镁铝合金粉尘质量浓度低于临界质量浓度时,其最低着火温度受粉尘质量浓度的影响较大,当粉尘质量浓度大于临界质量浓度时,其最低着火温度受粉尘质量浓度影响较小,镁铝合金粉临界质量浓度为4540 g/m^3;在同一粒径下爆炸压力随着质量浓度的增加先增大后减小,并存在1个最大爆炸质量浓度使得爆炸压力达到最大值,在1750 g/m^3粉尘质量浓度下,粒径为502.2,293.6和59.8μm的镁铝合金粉均达到最大的爆炸压力,并在500 g/m^3粉尘质量浓度下,粒径为502.2,293.6和59.8μm镁铝合金粉的极限氧体积分数分别为15%,13%和4%。

摘要：在广义传播矩阵(general transmitting matrix,GTM)方法分析各向异性介质传播特性的基础上,对分层双轴各向异性介质进行分析。构造双轴各向异性介质中横向场的状态矢量和耦合矩阵,得到双轴各向异性介质中的本征波,引入GTM,获得分层双轴各向异性介质的反射系数和透射系数。对不同介质涂覆结构的角度特性和频率特性进行分析,数值计算结果与商业软件结果高度一致。进一步将电磁传播矩阵与弹跳射线(shooting and bouncing ray,SBR)法相结合,获得介质涂覆目标的电磁散射特性,所得雷达散射截面结果与商业软件结果之间的均方根误差小于3 dBsm,体现了该方法的准确性。

摘要：为了解决快速扩展随机树(RRT)在障碍物密集、通道狭窄的环境中收敛速度缓慢、采样节点密集、路径曲折复杂等问题,围绕RRT的一种常见的变体算法RRT*,设计了一种由人工势场(APF)引导RRT*进行路径规划的方法。首先,使用涡流约束向外发散的斥力场,沿着切向梯度方向形成涡流场,并利用涡流人工势场(VAPF)在RRT*偏向区域中引导采样节点进行偏向采样,以减少执行时间,加快收敛速度;同时,利用节点拒绝技术去除高成本节点和无效节点,生成节点更为集中的轨迹树,降低内存需求;最后,通过修剪路径中的多余节点,并利用涡流势场的特性对路径进行平滑处理,达到路径优化的效果。考虑到RRT类算法具有概率随机性,对RRT算法、改进RRT*算法和VAPF-RRT*算法分别进行了32次对比实验。仿真结果表明,提出的VAPFRRT*算法明显降低了迭代次数,以更少的采样节点和执行时间收敛到更短更平滑的路径,提高了内存利用率,加快了收敛速度。

摘要：为提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的抗负载扰动和参数摄动能力,提出一种基于自抗扰控制的位置–电流双环控制策略。分析伺服系统的扰动机理,构建基于离散最速控制综合函数的跟踪微分器进行位移规划,通过引入三阶扩张状态观测器,得到位置和转速复合控制的非线性自抗扰控制器,优化了系统结构,降低了参数整定难度。为进一步提高系统刚度和对突变负载扰动的响应能力,设计电流环自抗扰控制器,引入二阶观测器估计扰动量并进行扰动补偿,给出电流环线性自抗扰控制器参数的确定方法。仿真和实验结果表明,该控制策略能够减小外部转矩干扰和电机参数摄动对系统性能的影响,验证了基于自抗扰控制的双环控制方法的有效性。

摘要：随着新一代移动通信系统发展,对高数据速率和更大带宽的需求日益增加,利用碲基光纤作为传输介质,采用了两路二阶泵浦和四路一阶泵浦设计的二阶拉曼光纤放大器实现了对C+L全波段信号光进行放大,能够有效缓解带宽增长给光通信网络带来的挑战。首先对简化后的二阶拉曼耦合波方程进行数值求解,再利用合作搜索算法对二阶拉曼光纤放大器泵浦参数进行优化,以达到提升系统输出性能的目的。同时,分析了在相同泵浦参数的配置下一阶拉曼光纤放大器和二阶拉曼光纤放大器的性能以及二阶泵浦光功率、光纤长度这两个重要因素对二阶碲基拉曼光纤放大器平均输出增益和增益平坦度的影响。最终在1530~1630 nm的超宽带宽范围内,设计出的二阶碲基光纤拉曼放大器平均输出增益为27.3601 dB,增益平坦度为0.6601 dB。