摘要：铁路信号系统中转辙机的故障率较高,需要采用智能化解决方案对故障进行诊断。传统的解决方案基于电信号,未能充分利用机械电子设备的物理特征。针对这一问题,基于转辙机动作时的声音进行故障诊断。首先,根据转辙机的动作特性提出6种会影响声音信号的常见机械故障。然后,根据声音诊断在特征提取方面的不同路线,采用3种技术方案。端到端方案通过wav2vec2.0语音识别框架直接进行训练和识别;特征矩阵方案提取声音信号的梅尔倒谱系数(MFCC),通过主成分分析(PCA)得到固定尺寸的特征矩阵,由多分类支持向量机(SVM)进行故障分类;声音图像化方案生成声音信号的语谱图,同时建立卷积神经网络VGG16的轻量化改进模型,将语谱图输入至该模型中进行训练和识别。实验结果表明,3种技术方案均能有效地对包括正常工作和6种故障类型的7种工作状态实现诊断,准确率分别为99.8%、94.2%和96.6%。验证了基于声音进行转辙机故障诊断的3种技术方案的可行性,并体现了语音领域技术在转辙机故障诊断中的应用价值。

摘要：扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,采用非奇异快速终端滑模面设计滑模控制器,以提高系统的响应速度。接着,利用干扰观测器估计系统的不确定性和未知扰动,并在滑模控制器中引入新的自适应增益以补偿估计误差,实现了无需扰动上界条件的自适应鲁棒控制。改进的自适应控制策略能够实现动态补偿,增强了系统对未知扰动的适应性。仿真和实验结果表明,扰动信息未知时,所提出的方法有效抑制了滑模控制引起的抖振现象,增强了PMSM系统的鲁棒性,显著提升了控制精度和动态性能。

摘要：6G提出了泛在连接的新场景,地面通信与卫星通信的融合成为未来移动通信的重要发展趋势,天地一体化波形设计是关键的研究方向。针对天地一体化场景的特点和需求,介绍了基于滤波器和基于变换域的两类新型多载波技术,并分析了各自的优势。在非地面网络抽头延迟线信道模型下,基于蒙特卡洛方法进行了仿真,结果表明基于滤波器的调制波形具有更小的带外泄露,而基于变换域的调制波形能实现更低的误比特率。

摘要：[目的]由于轨道交通各类设备的故障数据难以轻易获取,导致在开展故障诊断与预测等机器智能算法研究时缺乏充足的数据支持。为了满足轨道交通智能运维对大量训练数据的迫切需求,有必要设计轨道交通转辙机模拟数据生成器并对其进行验证。[方法]对S700K型转辙机正常动作与缓变性故障的功率曲线特征进行了分析,并探讨了故障发生原因。通过对比两种模拟数据生成方法,基于Borderline-Smote算法设计出转辙机模拟数据生成器,搭建转辙机模拟数据生成器平台,利用LSTM(长短期记忆)预测模型学习功率数据的时间序列特征,对生成的缓变性故障功率数据的峰值因子、标准差和方差等3个特征进行试验。[结果及结论]通过转辙机模拟数据生成器生成的功率数据训练出的LSTM预测模型,可以预测出S700K型转辙机的功率变化趋势。通过对比LSTM预测模型与周期性复制法计算得到的峰值因子、标准差、方差的均方根误差分别为0.3355、0.0239和0.0241,误差较小,证明转辙机模拟数据生成器的真实性及可行性。

摘要：随着轨道交通向智能化方向发展,终端设备不断增多,业务需求不断多样化。基于非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术,开展多小区协作的分布式传输研究。针对轨道交通不同业务的服务质量(Quality of Service,QoS)需求,提出联合资源优化设计方案,旨在保证与行车安全相关的业务速率需求,同时最大化视频监控等业务的传输速率。针对这一目标,进行了协作波束和发射功率的联合优化设计。由于此优化问题为非凸的NP-hard难题,采用了一系列等价变化,并提出了基于逐次凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)的迭代算法对非凸问题进行求解。为了在多小区协作的基础上,提升单小区资源优化能力,进一步提出了基于对偶分解的分布式算法,极大地降低了每个基站的计算复杂度。仿真结果证明了分布式算法的收敛性,并验证了其能够达到中心式优化算法的性能。

摘要：介绍了一种可以在一些特殊的频率选择表面上激发额外的反对称模式的紧凑阵列设计.基于这种设计,本文提出了一种角度无关的宽带太赫兹(THz)带阻滤波器.紧凑十字架阵列由两层十字架金属阵列组成,其中第二层金属十字架的中心与第一层四个金属十字架单元的中心对齐.数值结果显示紧凑阵列可以激发出一种额外的谐振模式.与传统的周期设计相比,基于紧凑阵列的滤波器在带宽、通带平坦度和阻带衰减均有很大的性能提升.提出的滤波器具有良好的滤波能力,其在1.2 THz的中心频率处具有0.75 THz的10 dB带宽且在0°~60°的范围内对角度不敏感.此外,紧凑阵列可以被拓展运用到多种不同的结构,如耶路撒冷十字架结构,Ⅰ型以及Ⅱ型等结构.

摘要：由多维星座经星座运算得到用户码本的典型稀疏码多址接入(SCMA)码本设计方案中,多维星座设计的复杂度和最优星座运算确定的难度实际上增加了码本设计难度,对此,分析了SCMA码本对消息传递算法(MPA)具体过程的影响,提出了一种以最大化距离谱最小元素为准则的SCMA码本设计方案.所提方案将多维星座的设计和星座运算的确定过程转化为简单的码本设计参数选择过程.在不影响用户码本唯一可译码性的前提下,通过替换部分码本设计参数,降低了参数选择复杂度.仿真结果表明,采用所提基于距离谱的码本设计方案与现有的码本设计方案相比,系统的误比特率性能有显著改善.

摘要：提出了一种新型超宽带双芯光子晶体光纤偏振分束器.应用全矢量有限元法,系统地研究了光纤结构参数对偏振分束器带宽和偏振分束器长度的影响.分析结果表明:增加掺氟区折射率,既能提高分束器带宽,也能减少分束器长度;增大光纤中空气孔的孔距及孔径与孔距比,可以增加分束器的带宽,但同时也会导致分束器的长度增大,使得器件尺寸增大.因此,在设计中需兼顾分束器的带宽和长度来选取光纤的结构参数.通过结构参数的优化,设计出一种短长度、高消光比和超宽带的偏振分束器,其长度为7.362 mm,消光比高于20 dB的带宽为600 nm.

摘要：提出了一种新型三角芯抗弯曲大模场面积光子晶体光纤.该结构采用单一尺寸的圆形空气孔,降低了制作难度.在波长1.064μm处,在平直状态和弯曲半径为30 cm时,模场面积分别为1386μm2和1153μm2,弯曲带来的模场面积减少量仅为16.85%.当弯曲半径为30 cm时,基模的损耗为0.087 dB/m,二阶模的损耗大于1.5 dB/m,大的损耗差有效保证了光纤单模运转.此外,弯曲半径30 cm时,弯曲方向角扩展至±180,光纤弯曲不再受弯曲方向的限制.所设计的光纤结构具有大模场面积、小的模场面积减少量、低的弯曲损耗以及低的弯曲方向敏感度等优势,为小型化、集成化高功率激光传输及光纤激光器和放大器的研究奠定了基础.

摘要：通过引入椭圆掺锗芯和侧向泄露通道,提出并研制出一种侧漏型光子晶体光纤(photoniccrystalfiber,PCF).应用结构重构全矢量有限元数值分析法分析了设计结构和实际研制的侧漏型PCF的传输特性.研制的侧漏型PCF,在波长1550nm处基模的平均模场直径为9.275μm,与G652标准单模光纤具有很好的适配性,模式双折射为0.837×10-4,群双折射约为1.508×10-4.基于研制的侧漏型PCF光纤构建了Sagnac干涉仪,对其群双折射进行了测量.测量结果表明:当侧漏型PCF光纤达到一定长度时,在1450—1750nm波长范围内,二阶模在光纤中不能成为有效传输模式,光纤可以实现单模传输;另外,研制的侧漏型PCF群双折射实验的测量平均值,与数值分析结果相符合.侧向泄露通道的引入,增强了侧漏型PCF光纤对外界参量变化的敏感性,提高了其在扭转、弯曲、压力等参量的光纤传感和高性能光纤激光器构建等方面的应用潜能.