摘要：为了减小基于超宽带(Ultra-Wideband,UWB)通信技术的室内定位中由非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)因素导致的误差,提出了一种多三角加权定位算法,并将该算法与无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)结合,进一步提出多三角加权UKF定位算法。多三角加权定位算法使用4个基站,其中每3个基站分为一组,共4组排列组合。每组基站用三边定位算法算出标签的初始坐标,根据标签到4个基站的距离计算初始坐标的权值,并进行加权计算得到标签的坐标。以多三角加权定位算法的定位结果作为UKF的观测值,使用UKF对多三角加权算法的结果进行修正,提高定位精度,减小定位波动。对比三边定位算法、多三角加权定位算法和UKF优化的多三角加权定位进行仿真和实验。结果表明,提出的多三角加权UKF算法定位精度有较大提高。

摘要：为了精准识别、定位架空输电线路中航拍绝缘子串的自爆缺陷,提出一种轻量化检测方法MDD-YOLOv3。首先将YOLOv3主干网络残差单元中的普通卷积替换为深度可分离卷积,设计主干网络D-Darknet53,在网络检测精度微降的情况下,大幅提升网络的检测速度。特征挖掘模块中,设计了Dense-SPP模块,Dense-SPP和它前后串联的卷积特征提取层能充分挖掘自爆缺陷的全局和局部特征,提高网络对自爆缺陷的特征表达能力。最后构建了四维度预测层,能充分提取自爆缺陷的位置、纹理和语义等信息,提高网络的小目标检测性能。仿真实验表明,MDD-YOLOv3对绝缘子的检测精确度达到96.1%,检测速度达到36帧/s,相比YOLOv3,检测精确度和速度分别提升了4.0%和28.6%。研究结果证明所提方法可以在复杂背景下快速且精准的识别和定位绝缘子缺陷。

摘要：针对传统滑模控制存在较大抖动和控制增益值导致启动电流过大等问题,提出一种新型趋近律的滑模-PI混合控制策略。在传统指数趋近律基础上,设计了新型混合趋近律解决系统的抖动问题,电机启动时,结合PI调节器降低启动电流。针对三相永磁同步电机中存在的凸极效应和模型误差对系统性能的影响,提出解耦电流PI控制策略。电流环引入前馈解耦补偿,通过内模控制方式对电流环参数进行整定以提高控制系统的鲁棒性和解耦性能。仿真和实验结果表明:所提出控制策略能提高控制精度和稳定性。

摘要：针对智能电网中分布式能源系统存在的管理困难,电力资源难以调度等问题,提出了一种基于区块链技术的电力网络管理系统。使用以太坊作为开发平台,建立分布式能源的电力交互管理区块链。使用股权证明(PoS)变异算法确立区块链中发用电双方共识机制,指定交易双方中的记账人;通过K-means聚类算法和粒子群优化算法(PSO)来设计分布式电能调度策略,进一步保障电网中能源交易分配的可靠性,最终实现电力运营智能合约下分布式能源的有效管理。实验结果表明:在智能电网中部署电力交互管理区块链,有效解决了分布式能源交易难达成,耗时长的问题,提高了电网中资源管理的合理性。

摘要：针对Dropout的流动性和随机性可能引起欠拟合或过拟合的问题,提出跨信道计算注意力权重并掩盖注意力权重最大区域的正则化方法(MARDrop)。设计跨信道注意力权重提取机制,提取所有特征图的注意力权重,并筛选出注意力权重较大的部分作为特征判别单元;根据特征判别单元周围区域的注意力权重变化确定出注意力权重最大区域,并将其掩盖即对应区域置为0,其余区域均置为1;将取值为1的注意力权重区域还原为特征图,完成正则化处理。实验表明:MARDrop具有较强的灵活性,结合不同优化方法用于Model2模型后,在CIFAR-10上的分类精度比基础模型提高了19.55%;MARDrop具有较强的泛化能力,能灵活用于不同模型,用于VGG16和ResNet18模型后,在CIFAR-10上的分类错误率比基础模型分别降低了10.05%和9.96%,用于MoblieNetV3S和MoblieNetV3L后,在ImageNet-C9上的分类错误率比基础模型分别降低了14.67%和96.90%。MARDrop利用一维卷积跨信道交互计算注意力权重,能有效降低提取的复杂度;MARDrop通过准确掩盖造成过拟合的特征区域,降低了模型对少数特征的依赖性,进而增加了图像分类的准确率。

摘要：针对目前对矿井提升机整个系统进行健康状态评估与预测的相关研究相对较少的问题,建立了矿井提升机健康状态评估指标体系和评语集,设计了矿井提升机健康状态评估与预测系统。针对矿井提升机各组成系统的监测数据无法充分利用、健康状态评估结果不能满足实际生产需求的问题,提出了一种提升机健康状态模糊综合评估方法:引入相对劣化度表征提升机不同类型指标的健康度,并利用健康度对矿井提升机的健康状态进行量化;采用模糊综合评估法计算矿井提升机的健康状态,使用指数标度代替1-9标度对层次分析法(AHP)进行改进,以降低计算复杂度;采用CRITIC客观赋权法,结合主客观权重计算各子系统和指标的综合权重;根据模糊综合评估计算过程和最大隶属原则,得到矿井提升机的健康状态评估结果和故障原因。在提升机健康状态评估结果基础上,利用哈里斯鹰优化(HHO)算法优化支持向量回归(SVR)模型的重要参数,构建HHO-SVR模型对矿井提升机的健康状态进行预测,提高健康预测结果的准确性。实验结果表明:模糊综合评估方法能够准确实现提升机健康状态评估;与粒子群优化支持向量回归(PSO-SVR)、遗传算法优化支持向量回归(GA-SVR)、灰狼算法优化支持向量回归(GWO-SVR)模型相比,HHO-SVR模型的预测结果更接近实际值,具有更好的预测效果。

摘要：针对高压电缆故障复杂程度高,实时监测成本过高的问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)和天牛须搜索算法优化卷积神经网络(CNN)的组合诊断方法。将电缆护层电流数据经EEMD分解为若干个本征模态分量(IMF),结合相关系数选取与原信号相关度最大的分量,作为CNN网络的输入。为了提高网络模型的分类精度,使用天牛须算法(BAS)优化CNN诊断模型的超参数。以淮南某煤矿高压电缆电流数据为例,实验结果表明,EEMD有效的将电流信号进行分解,所设计的BAS-CNN网络与2组人为确定CNN超参数的网络对比,BAS-CNN具有最高的分类精度,监测准确率达到96.95%。

摘要：煤矿安全生产监控系统中子系统种类较多,各个子系统的设备型号繁杂,设备信息异构导致数据语义完备性低及信息交互数据碎片化。目前煤矿信息化建设中,虽然各个子系统基本实现了网络集成,但所获得的海量数据无法有效共享,集成分析无法进行。针对上述问题,提出一种基于OPC UA的煤矿安全生产监控系统信息模型。根据煤矿安全生产监控系统的相关信息和OPC UA信息模型通用建模规则,分析了煤矿安全生产监控实际设备与信息模型的映射关系,给出了煤矿安全生产监控系统信息模型整体架构。当煤矿安全生产监控系统中需要扩展新的功能时,可在功能集进行扩展;当子系统中需要增添新的设备时,可在设备集中增加新的组件,从而确保信息模型的可扩展性。以瓦斯抽采监控系统信息模型为例,采用UaModeler工具建立传感器信息模型,对该信息模型进行图形化设计后,生成XML描述文件并导入OPC UA服务器的地址空间中。通过第三方客户端UaExpert连接服务器对OPC UA信息模型进行测试,结果表明,该信息模型可根据映射规则实现在OPC UA地址空间的映射,并通过OPC UA客户端访问服务器的地址空间,获取各个煤矿安全生产监控子系统中任意对象的属性,验证了使用OPC UA信息模型实现信息互联互通的可行性。

摘要：农业病害会导致作物脱叶早,光合作用减弱,从而影响作物质量,减少农民收入。针对病害初发期间目标小、背景复杂和室外光线变化大导致的目标误检问题,本文提出一种融合轻量级网络的YOLOv4检测算法。首先对主干网络进行剪枝并增加多尺度的分组卷积提高模型对复杂背景的抗干扰性,其次设计轻量级SCE(space channel expand)注意力机制降低深层网络中细节信息丢失的影响。最后设计跳跃连接特征金字塔(jump connection feature pyramid network,JC-FPN)替换PAnet(path aggregation network)特征融合模块从而进一步实现模型轻量化。实验结果表明,改进算法在本文数据集上的mAP50达到了84.17%,检测速度为50 FPS,相比于YOLOv4检测算法分别提高了0.71%和10 FPS,满足移动端对农业病害的检测精度和速度的要求。

摘要：目前用于深立井井筒数据采集的罐道巡检机器人能够搭载的传感器数量较少,且没有安全保护装置,存在安全隐患,此外,深立井井筒数据可视化方案大多采用3D GIS进行渲染和显示,存在不易移植、开发周期长等问题。针对上述问题,设计了一种深立井井筒数据采集及分析系统。对罐道巡检机器人进行改进,通过增加车轮锁装置保证机器人运行过程中的安全性,以带车轮锁的罐道巡检机器人作为移动平台,通过搭载红外摄像头、光电编码器、超声波测距模块及各种传感器实现深立井井筒数据采集。采用云服务器加前端可视化面板的方式进行数据处理和显示,通过云服务器接收罐道巡检机器人发送的各类数据,并对数据进行分类处理:温湿度传感器和气体传感器数据直接存储在相应文件夹内;视频数据采用卷积神经网络(CNN)进行处理,分析罐道和井壁是否出现裂缝、形变等,再将分析结果存储在相应文件夹内。对前端可视化面板进行轻量化处理,采用异步JavaScript和XML(Ajax)从云服务器定时读取数据,并采用JavaScript编写上位机界面显示程序,以提高系统的便携性和可移植性。测试结果表明:以带车轮锁的罐道巡检机器人作为数据采集装置,提高了数据采集的可靠性和安全性;可视化面板加云服务器的数据处理和显示方式将上位机软件所占内存缩小至5 MB以内,页面刷新快,可移植性强。