摘要：在多孔隙含水层中地面磁共振(surface nuclear magnetic resonance,SNMR)信号呈现多弛豫衰减特性,常规盲源分离方法和单指数拟合方法引起信号严重失真和信息缺失等问题.本文提出了基于稀疏表示的随机噪声背景下多弛豫SNMR信号的提取方法.根据SNMR信号的衰减特征,设计了精确刻画SNMR信号且与随机噪声不相关的离散衰减余弦冗余字典.其次,针对多弛豫SNMR信号稀疏度未知的问题,通过设置合理的残差比阈值控制迭代次数,改进了广义正交匹配追踪(generalized orthogonal matching pursuit,gOMP)算法,使得该方法应用于SNMR信号的提取时,具有更好的自适应性和普适性.再次,鉴于SNMR测量数据为多次独立重复采集的结果,提出了基于数据流的SNMR信号提取策略,在提高算法鲁棒性的同时,保证了信号提取结果的唯一性.最后,通过仿真和实测数据证明了基于gOMP算法的稀疏表示方法可以显著地提升多弛豫SNMR信号的提取质量,降低随机噪声对含水层反演结果的影响,提高SNMR探测能力.

摘要：提出了基于T-Chaotic映射的保奇偶对称交织器算法(TCOP)。通过引入混沌模型,可以提高交织器的可控随机性以及减少保奇偶设计过程中校验序列的相关性;保奇偶对称设计则提高了校验序列的等差保护并简化了系统结构。提出了3种TCOP算法,并与S-Chaotic算法和基于S-Chaotic映射的保奇偶交织器设计(SCOP)在时间延迟和误比特率上进行了比较。在时延方面,帧长范围为512～4096,S-Chaotic的生成时间是TCOP.2的8～676倍,SCOP是TCOP.2的8～118倍;在固定帧长(1024)下,TCOP.2与SCOP性能相近,比S-Chaotic提高了约0.3dB的编码增益。

摘要：为降低特征提取的工作量同时提高识别的准确性,设计了一种指节纹图像感兴趣区域(ROI)提取方法。首先,对采集到的图像进行预处理操作,分离并旋转定位四指图像。其次,通过手指图像梯度分布关系,计算负梯度的极值,并统计图像中每一行的负梯度极值个数来确定近指节纹的ROI区域。最后,通过局部二值模式(LBP)直方图相似性来验证所提取的ROI区域的准确性。实验证明,在采用本文方法所建立的指节纹ROI数据库中,分类准确率达到了100%。

摘要：针对传统视觉即时定位与地图构建(SLAM)中ORB特征存在的聚集问题,基于网格划分和关键点分层确定思想,设计了均匀FAST角点提取方法,进而设计了基于均匀分布的ORB特征结合暴力匹配的回环检测方法。与基于词袋(BoW)模型的回环检测算法对比实验表明,本文算法能显著提高回环检测的准确率。基于机器人操作系统(ROS)平台,将均匀ORB特征回环检测模块与直接稀疏里程计(DSO)相结合,设计了一种松耦合式的半直接法SLAM系统。实验结果表明,本文系统具有较高的地图构建性能。

摘要：为了消除音圈直线电机的非线性摩擦特性对系统定位精度的影响,利用机理建模方法建立线性模型描述音圈直线电机系统的幅频及相频特性并采用最小二乘法辨识模型参数。此外,采用摩擦力测试和牛顿第二定律得到系统的等效非线性项参数,利用辨识得到的线性模型与等效非线性项参数,设计了一种含有等效非线性控制项的滑模变结构控制器。实验结果表明,提出的控制方法能够改善音圈直线电机的定位精度,并提升了系统的动态性能。

摘要：尝试建立一种全新的智能助力装置虚拟样机模型,旨为提高下肢助力装置设计的效率与可靠性。将CATIA建立的机械模型导入ADAMS建立装置的三维虚拟样机模型,对助力装置的运动学及动力学进行了仿真验证,将虚拟样机模型与MATLAB/simulink结合,对助力装置动力学方程及搭建的控制系统进行联合仿真。根据人体的步态数据,采用PID控制算法对下肢助力系统进行控制。仿真结果表明,下肢助力控制系统有较好的动态响应特性和轨迹跟踪能力。研究结果能及时发现装置存在的缺点与不足,为助力装置样机研制和电机选型提供了参考,也为实现装置的助力提供了重要的理论依据。

摘要：为解决机械臂协调操作柔性负载状态不完全可测的问题,基于输出反馈研究了系统的控制。针对机械臂协调操作柔性负载驱动数小于自由度数,采用奇异摄动理论把协调系统降阶为快慢两个子系统。通过机械臂末端与负载接触点的部分信息和负载物理特性,建立了系统柔性坐标之间的关系,设计了观测器。通过系统特性把观测器系统误差方程转换为状态矩阵方程的形式,根据矩阵特征值的特点设计观测器参数,并把这一思想用到观测器-控制器系统的稳定性证明中。仿真结果证明了观测器和控制器的有效性。

摘要：为了克服传统一维单轴声悬浮装置的悬浮能力较弱的问题,设计了凹球面双发射极超声阵列。首先,分析了驻波悬浮机理,采用COMSOL有限元分析软件对不同阵列凹球面半径进行仿真得到声压分布和最大声压值,确定出最优阵列凹球面半径值,并根据优化结果制作了凹球面双发射极超声阵列装置。然后,建立超声阵列与空气介质中声场的声固耦合模型,仿真分析激励电压区间递增的驻波声场声压分布情况。最后,搭建超声阵列驻波悬浮实验平台对仿真结果进行验证。实验结果表明:当激励电压分别为8、12、16和20V时,悬浮能力分别为27.8、36.2、48.2和65.4mg。与传统一维单轴超声驻波声悬浮装置的悬浮能力对比,在激励电压分别为12、16和20V时,悬浮能力分别增加了30.2%、73.4%和135.3%。凹球面双发射极超声阵列装置能够有效地提高驻波的悬浮能力。

摘要：设计了一种基于符号内频域平均(ISFA)的信道估计算法,用于偏振复用光正交频分复用(PDM-O-OFDM)系统的信道估计和传输信道色散损伤的均衡。算法采用凯撒窗函数对基于导频的ISFA算法进行改进,提高了信道估计后处理的精度,改善了长距离PDM-O-OFDM系统的误码率(BER)和光信噪比(OSNR)性能。通过仿真试验,确定了算法的相关参数,分析了算法对长距离系统中色散损伤的均衡性能。仿真结果表明,改进算法对于传输距离超过700km系统的均衡效果优于原算法,其中900km处的OSNR代价比原算法低0.35dB。

摘要：针对吉林大学“电工学”实验课程改革的需要,开发了RLC串联谐振原理与真假硬币的鉴别虚拟仿真实验,在一定程度上弥补了传统实验教学的不足。利用Unity3D技术,将RLC串联谐振原理与真假硬币的鉴别电路在计算机上以仿真的形式呈现给学生,实验包含实验原理、仪器使用、RLC谐振特性测量、真假硬币识别、实验考核。虚拟仿真实验解决了实物实验中假硬币肉眼可识别的缺点,学生在实验中的未知性、趣味性更强,实验结论也将继续应用于后续的综合设计性实物实验。目前该实验已经在学校逐步推广展开,受到广大师生的欢迎,取得了良好的教学效果。