摘要：为了解决现有色阶重建算法存在的明暗对比欠佳以及细节弱化问题,提出一种基于局部对比度保持的色阶重建算法.首先利用二阶范数构建聚类准则,通过动态规划对聚类准则进行最优化,实现全局色阶重建;然后通过局部边缘保持滤波对局部对比度进行估计,根据局部对比度一致性构建线性方程组,方程组的解是保证局部细节特征的重建图像.在TMQI数据库上的实验结果表明,所提算法对应的主观打分均值达到0.898,色阶映射图像质量测度达到0.896,局部均值韦伯对比度达到1.645,均高于现有的色阶重建算法;该算法可以有效地保证重建图像整体明暗效果,重建图像的局部细节较为丰富.

摘要：针对互质阵列产生连续延迟较少且冗余度高的问题,该文提出了两种基于互质阵列的稀疏设计方法。首先,通过分析阵元位置对互质阵列差分共阵总延迟和连续延迟影响,得出互质阵列在去掉特定阵元后,将不改变连续延迟拓扑。然后,优化传感器阵列布局,在保持整个阵列的阵元数不变的条件下,增加阵列连续延迟数量。其后,分别推得了两种提出阵列设计方法的连续延迟和自由度相关的数学表达式。最后,以相同物理传感器和相同估计方法开展对比仿真,验证提出稀疏阵列设计的DOA估计性能。

摘要：为了有效监测化工厂等场所的危险气体和解决金属氧化物传感器普遍存在交叉敏感性的问题,首先使用不同的MEMS气体传感器组成传感器阵列。然后配制不同的实验气样进行测试,得到实验测试数据,并整理成训练集和测试集样本。最后,采用麻雀搜索算法优化的BP神经网络(SSA-BP)完成气体的定性、定量分析。实验测试结果表明:SSA可以有效提高预测模型的预测精度和稳定性,对乙醇、甲烷、氨气定性识别的正确率达到100%,气体定量预测的最大相对误差不超过5.50%,预测效果得到明显改善。该系统可以满足混合气体的定性和定量分析要求,在危险化学气体监测方面具有良好的应用前景。

摘要：为了改善已恢复图像的图像质量,提出一种基于变分模型的图像复原算法.首先通过多曝光图像成像算法重建出对于光照具有线性响应的亮度图像,并采用泊松-高斯噪声模型对图像退化过程进行建模;然后通过分析亮度图像的同态子块,将泊松-高斯噪声模型的未知参数估计问题转化为求解一个线性方程组;再根据贝叶斯公式和最大后验概率准则推导出一个具有严格凸函数性质的变分模型,其最优解即为对于无噪图像的最优估计;最后利用最小二乘法以及最速下降法分别对噪声的参数以及无噪图像进行估计.实验结果表明,本文算法能够在抑制噪声的同时保证图像的细节与图像质量.

摘要：针对目前跟踪式太阳能光伏电池发电系统跟踪误差较大、抗干扰性较差、系统耗能较高等问题,融合大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)和智能寻光感知技术设计了套太阳能光伏电池跟踪系统,实现了光电转化效率的大化。运用投影原理研制了寻光传感器,加入光强感测单元构成智能寻光感知模块,消除气候条件影响实现系统全天候的运行工作。为降低系统功耗,将跟踪方式设计为离散式,系统空闲时断电待机。对实现大功率点跟踪的扰动观察法进行优化改进,提出差别化扰动方式避免了扰动观察法在大功率点附近产生震荡及光强变化时的误动作。经实验验证,该系统跟踪分辨力可达到0.344?,系统误差小于2.5°,系统充电效率提高40%以上。

摘要：针对一类由非线性抛物型描述的分布参数系统,研究了一种基于小波分解的模型降阶和预测控制方法。利用小波配点方法,分别将一阶和二阶空间偏导数投影到拟Shannon小波基上,不需要求解系统的主导极点,得到系统的低阶常微分方程逼近模型;采用前向Eular方法离散化时间变量,将得到的差分方程组模型作为系统的预测模型,选择标准二次优化性能指标,设计相应的非线性预测控制器;将此方法应用到由一个放置在反应器中的细长催化棒组成的传输-反应系统的温度场控制问题中,取得了满意的控制效果。

摘要：为了提高应用于工业环境下的大型电机转子导线的铜排毛刺检测精度和效率,针对铜排工件毛刺检测存在光学照明不均、毛刺种类繁多、检测识别率不高等问题,提出了一种基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷特征提取方法。设计了由硬件模块和图像处理模块组成的毛刺缺陷自动识别系统。在各类毛刺特征分析的基础上,通过基于掩膜的图像优化算法得到待检测铜排标准图像;利用形态学算法构造出图像待检测区域并分割;最后提取缺陷特征并通过毛刺分类算法和针对各类毛刺的阈值去噪方案得到毛刺的判决结果,实现铜排毛刺的自动检测。实验结果显示,算法能快速准确地检测出毛刺缺陷,对铜排加工过程中产生的毛刺具有较高的鲁棒性,检出率接近98%,漏检率为0%,误检率为1.471%,能够满足工业检测的要求。

摘要：采用微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)技术设计和制作了一种基于氮化铝(aluminum nitride,AIN)基热隔离四阵列热流量风速风向传感器,并同时集成了一个环境温度传感器。在厚度为0.2 mm的AlN基片上通过光刻剥离工艺和激光微加工工艺实现2D微结构风速风向传感器制备。传感器由中间加热器、4个温度探测器和1个温度传感器组成,4个温度探测器之间通过激光微加工刻蚀8个热隔离通孔以减少热传导损失,提高有效热流量交换。通过对传感器的ANSYS仿真及性能测试,验证了设计的合理性及工艺的可行性。分析得出采用热隔离通孔可有效提高4个探测器的灵敏度,降低了加热电极的热传导损失,减小了传感器设计尺寸,提高了设计的集成度。传感器测试结果表明:最大角度差为5°,速度误差小于0.5 m/s。加热功耗为120 mW,响应时间仅3 s。

摘要：热干扰特性是影响微热板气体传感器阵列热结构设计的重要因素之一。为探讨微热板阵列传感器单元之间的热力学特性关系,设计并制备了具有独立式加热功能的热隔离结构4单元微热板气体阵列,传感器阵列单元由Al N陶瓷衬底、Pt膜电极组成,为提高加热效率,阵列单元中间加热区采用激光微加工刻蚀热隔离通孔设计,与边缘形成微梁连接结构。利用有限元法对传感器阵列结构进行了热干扰仿真分析,验证了热隔离结构设计的合理性。给出了4种热干扰测试模式,并进行了热干扰特性测试分析,给出了4单元之间的热干扰规律曲线,得出传感器单元功耗300m W时最大干扰温度达169.6℃,最小热干扰温度84.7℃。热隔离通孔设计可有效降低传感器单元热传导损耗,热干扰分析对微热板传感器阵列的热结构设计具有重要意义。

摘要：针对高空环境下温度变化快、外界高频噪声和高斯白噪声影响大、电路板走线对温度传感器基值有影响的3个问题,研究了一种基于谐波分析测量及交流比较的高空温度探测方法。设计了直径为2.5μm,纯度为99.999%,长度为4 cm的铂电阻丝作为温度敏感单元。采用交流比较法温度测量方法能够有效提高信号的信噪比,消除了零点漂移及温度漂移,解决了由于电路板走线引起的温度传感器基值偏大的问题;用谐波分析法对温度数据进行处理,能够滤除A/D产生的量化噪声,减小了高空环境下的高频噪声及高斯白噪声对测量的干扰,依据MATLAB对该法进行仿真实验,获得理想的测量效果。将谐波分析法及交流比较法用于高空探空仪的高空温度探测,设计了高空探空仪,并进行了地面及高空实验,从而验证该方法的有效性与科学性。