摘要：针对大型复合构件状态动态变化过程和多谱成像检测的需求,提出了一种无增益调节的宽带大动态范围超声放大电路的设计方法,设计了一种带宽为10 kHz~1.25 MHz,增益大于120 dB的无增益调节的超声信号放大电路。该电路采用多级放大器对信号进行分级放大,分割门限控制和信号状态识别与记录,最后通过数据合成实现了超声发射信号、回波信号全信号大动态、宽频带范围超声的放大。仿真实验表明,该电路可满足大型复合构件状态变化中信号的放大和多谱成像检测需求,其电路设计方法也可应用于其他如冲击波测试、声学测量等领域。

摘要：多相流参数检测对工业过程装置的设计和优化至关重要,但其多尺度与内在复杂性限制了对多相流动过程的理解,在流动机制方面仍有许多关键问题尚未明晰。正电子发射粒子示踪(PEPT)是一种面向工业过程中复杂多相流的新型无扰、无损的核成像方法,利用γ光子探测对放射性标记的示踪颗粒进行三维动力学成像。由于γ光子具有高穿透性、不受电磁场影响等特点,使得PEPT在非透明复杂多相流检测上具有独特优势。目前主要应用于化工、食品、制药等工业领域内多相流动现象的测量和系统物理参数提取。然而,小型化示踪颗粒制备困难、多个示踪颗粒同时定位效果差等问题严重阻碍了PEPT技术的进一步应用和推广。本工作首先介绍了PEPT技术的基本原理;然后重点从示踪颗粒、算法、硬件系统、数据处理及应用等方面讨论了PEPT关键技术及其研究进展,并指出其中存在的问题和潜在的发展方向;最后,对PEPT技术的发展和应用进行总结和展望。

摘要：工件异常检测是工业生产中极其关键的一环,由于异常样本数量少,随机性大,有监督学习不能完全学习到所有的异常类型,存在模型稳定性差的问题,针对上述问题,研究了一种基于反向知识蒸馏的无监督工件异常检测算法,利用ResNet网络结构设计的教师模型和学生模型作为主干网络,教师模型真实地提取图像特征,学生模型根据先验知识重构图像,采取逆向结构扩大异常状况的特异性;中间加入记忆模块和掩码注意力模块,提取出样本的多维特征信息,避免遗漏图像中的细节信息;记忆模块之后添加的掩码注意力机制,将图像的多维度、多层次特征整合起来,进一步提升了检测的精确度。在两个公开工业异常检测数据集上进行实验的结果表明,所提算法能有效地定位细小异常,且相比普通知识蒸馏算法AUC提升了5%~7%。

摘要：在宽带电磁接收机领域,高频段频率源通常存在输出功率低、相位噪声性能差的问题,因此,频率源性能显得尤为重要。针对这一问题,本文利用锁相环与倍频的设计方式,设计一种小型化K波段的频率源。首先,对锁相环电路,控制单元电路和稳压电源电路进行设计;然后,对频率源进行建模仿真验证其可行性,通过采用腔体设计及微组装的方式完成了锁相环电路、控制单元、稳压电源电路及倍频器的设计;最后,对频率源进行了测试。测试结果表明,该频率源输出频率为25.6 GHz,输出功率大于10 dBm,其归一化相位噪声为-76 dBc/Hz@100 kHz,其整体尺寸为60 mm×40 mm×8 mm。所设计的频率源具有体积小型化、各项性能优良且能长期稳定工作的优势,能够满足宽带接收机工程需求应用。

摘要：在地下浅层爆炸震动探测中,测试环境噪声大,并且爆炸地震波信号频率较高,而常规的地震探测仪器底噪较大、采样率较低,难以满足爆炸震动探测需求,因此,本文设计了一种基于ZYNQ的震动探测系统。首先,采用高精度传感器ADXL354B获取爆炸震动信号,并设计调理电路滤除高频噪声,提高信号获取精度,同时采用高精度、高采样率的24位模/数转换器AD7768进行数据转换;然后,在ZYNQ芯片的PL部分进行逻辑设计,在PS部分使用驱动分离的方式定制Linux系统进行数据处理和传输;最后,搭建半实物仿真平台对震动探测节点进行功能验证。实验结果表明,该系统在采样率与系统噪声方面优于国内同类地震勘探仪器,最高能够以256 ksps、24位、八通道同步采集加速度信号,并实时传输至上位机,该成果在地下浅层震动探测领域具有较高的应用价值。

摘要：针对常见组合导航系统在隧道、峡谷、森林等卫星信号较弱甚至出现失锁状况的地区,定位精度会迅速下降的问题,设计了北斗/捷联惯导(SINS)/里程计(OD)组合导航定位终端。终端设计以OMAPL137处理器为核心,包括北斗、SINS、里程计、4G通信和电源等模块。数据处理部分以北斗导航接收机和根据SINS/OD推算分别得到的伪距、伪距率之间的差值作为量测值,使用拓展卡尔曼(EKF)滤波算法进行数据融合与误差估计。实验结果表明,北斗/SINS/OD组合导航定位终端在卫星失锁情况下行驶总里程5 km时最大位置误差为46.82 m,误差漂移为0.94%,能够有效解决卫星信号受遮蔽导致定位精度下降的问题,实现平滑载体运行轨迹并提高导航定位精度。

摘要：为构建离子液体的CO_(2)溶解度的准确预测模型,考虑到传统模型存在的描述符计算复杂、成本高、关联结构与性质困难、结构特征提取不充分等问题,提出一种融合了加入注意力机制的图卷积神经网络和XGBoost的预测模型(APGCN-XGBoost)。对9 897组离子液体的CO_(2)溶解度数据的分析结果显示,所提出的APGCN-XGBoost模型在预测性能上优于传统的分子指纹模型和图卷积神经网络模型。此外,通过注意力池化层与SHAP方法对模型进行解释,APGCN-XGBoost模型学习到了离子液体中各个原子和结构的特征信息与分子非局部信息,这些特征信息不仅可以用于性质预测,还可以用于探索化学结构与性质之间的联系,即通过模型的解释,筛选出对于溶解度预测重要的离子液体结构信息,从而实现CO_(2)捕获过程中理想离子液体的计算机辅助设计和筛选。

摘要：针对线圈式磁传感器随测量转速变化所产生的电动势信号幅值线性变化的问题,为实现此类幅值与周期动态变化信号的无失真采集,设计了一种增益随输入信号幅值水平改变的自适应增益采集系统;本系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,对输入信号幅值进行分析,根据幅值分析结果控制电路增益在-20~80 dB范围内自适应改变,并记录系统当前时刻增益,根据当前增益还原得到输入信号,将增益信号和还原信号同步存储;采集信号经自适应增益后输出信号幅值控制在设定范围内,利于对动态信号中不同幅值区间信号变化细节直接观察;通过幅值在20μV~10 V范围内转速信号输入测试,系统自适应增益后信号幅值控制在了0.1~4 V范围内,实现了对动态转速信号的无失真采集,验证了本自适应增益采集电路的性能,在高动态幅值信号采集领域,具有良好的应用前景。

摘要：震动传感器的系统相位非一致性会对地震波到时时差提取产生很大的误差,严重影响震源定位精度;针对这一问题,提出了一种基于量子粒子群优化算法(QPSO)的震动传感器片上相位补偿器设计方法;首先对震动传感器进行相位标定,获得传感器与参考传感器的相位差;其次设计基于QPSO算法的相位补偿滤波器对相位差进行修正,使其无限趋近于0;最后,将相位补偿滤波器封装成FPGA软核部署于FPGA上,完成对震动传感器的相位片上实时补偿;为了验证该方法的性能,将相位补偿滤波器部署于自研的多通道震动信号采集系统上,对8个相同型号震动传感器进行相位一致性校准;试验结果表明,在震动传感器频响范围内,该方法可以将2.5°内的传感器相位差实时修正至0.004 4°以下,实现了震动传感器阵列的相位一致性实时校准;该成果在地下浅层震源定位领域具有较强的应用价值。

摘要：焦化机车定位系统是焦化机车在焦炭生产过程中一种用于其与焦炉精准定位的控制系统。焦化厂的高效生产离不开推焦车、停焦车、熄焦车、装煤车、导烟车之间的协同工作,而自动化控制系统能起到避免人为误差、降低人为工作量、减少人为操作失误而引起的安全隐患。因此,本文设计开发了一种焦炉机车定位系统,该系统由码盘系统、对射式激光阅读器及信号处理模块组成,码盘信号读取模块以STM32F103RCT6为主控芯片,能够精准识别焦化机车的焦炉号、运行方向和机车位置。对于系统的硬件与软件,在焦化工厂内调试和测试下的实验结果表明,该系统具备上述三大功能且精度较高、工作系统稳定、持续性强,数据传输安全。根据现场实测,该系统各项指标均符合焦化生产的工业指标,满足焦化机车精准定位的工业需求。