摘要：针对受延时输入影响的风能转换系统的故障检测问题,本文设计了基于集值观测器的故障检测策略.风能转换系统常见故障可以区分为加性故障与乘性故障,本文对增广统一风能转换系统模型,设计一种全局集值观测器,通过改变所选择的状态集顶点和参考误差区间,改变增益矩阵元素的取值范围,选择合适的增益矩阵,实现精确的状态跟踪.在此基础上设计了同时考虑状态相对估计误差与输出的绝对估计误差的故障检测策略.仿真结果表明,本文设计的故障检测策略对常见多类型故障可以做出快速的故障判断.对比Rosa所设计的故障检测策略,该研究在故障检测时间上具有明显优势.

摘要：针对考虑边端效应的直线感应电机精确位置跟踪问题,设计一种基于间接矢量控制的投影自适应指令滤波反推控制器.首先,给出间接矢量控制下考虑边端效应的直线感应电机模型;其次,运用反推法设计控制器,同时采用限幅的指令滤波器处理反推法中计算膨胀和控制器饱和问题,并对指令滤波器产生的滤波误差设计补偿信号;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论设计自适应律,估计直线感应电机控制系统中的不确定参数(移动物件的总质量、粘滞系数、外部的负载扰动),并引入投影算子保证估计值的有界性;最后,将所设计的控制器分别与传统PID控制器、指令滤波反推控制器对比.仿真结果表明,所设计的控制器具有更强的动态性能、抗干扰性及鲁棒性.

摘要：针对目前特征回归与检测这2种主流的人流量统计方法的不足,提出一种基于特征回归与检测结合的人数统计方法.对于视频帧的远景区域,采用背景分割的方法提取出前景块,将前景块中的特征通过贝叶斯多核支持向量回归方法估计出人数;对于近景区域提取HOG特征,采用弱标签结构训练出模型,并采用星型结构混合模型级联检测实现行人的准确定位并统计出人数.在视频数据库上的实验结果表明,该方法不仅能够较准确地实现人流量的统计,在一定程度上减少统计时间,还能够准确地定位出一定尺度范围内行人的位置.

摘要：针对一类存在执行器故障和部分解耦扰动的离散时间网络化控制系统,研究测量数据随机丢失情况下的主动容错控制问题。首先,通过模型转换将原系统化为一个与之等价的状态增广系统;然后在考虑测量数据发生随机丢失情况下,构造未知输入观测器(unknown input observer,UIO)实现对系统状态与故障的联合估计,再基于状态和故障的在线估计值,设计基于信号补偿的容错控制律实现对原系统的主动容错控制。在该容错控制算法中,观测器与控制器增益的存在性条件均可利用李雅普诺夫稳定性理论对误差系统进行随机分析得到,相应的估计器和控制器参数可通过在线求解具有凸约束的矩阵不等式获得。最后,通过一个喷气式发动机模型的仿真算例验证所提出的故障估计与主动容错控制方法的有效性。

摘要：稀疏编码视频目标跟踪算法对目标遮挡问题有一定的适应性,但当目标受背景杂波、光照变化等干扰时,跟踪结果将会出现漂移现象.为此,提出一种基于字典学习和模板更新的视频目标跟踪算法.该算法在构造字典时加入背景模板集,利用标签一致K-SVD方法进行字典学习,同时训练出低维字典和目标背景分类器;在稀疏编码过程中,借助粒子滤波技术,采用分类器分类结果和候选目标直方图构建整体似然模型;最后通过字典学习更新字典、分类器及目标直方图.采用标准数据库中具有挑战性的视频数据进行算法测试实验,结果表明,对于存在遮挡、背景杂波、光照变化、目标旋转和尺度变化等复杂跟踪环境下的目标跟踪,文中算法都能有效地降低跟踪结果存在的漂移现象,且具有较好的稳定性.

摘要：光学气体传感器性能受气室结构影响较大,但是关于通过改进气室结构提高光学气体传感器的研究较少,提高芯片的利用率对缓解全球半导体芯片供应不足及低碳环保等具有重要意义。为了提高芯片利用率与满足多组分气体传感器高性能检测需求,设计了一种使用非分光红外技术的可同时检测CO_(2)、SO_(2)和CO这3种气体的三椭球型气室结构光学传感器,并对气室的光学性能进行研究。通过光路仿真、有限元模拟、蒙特卡罗模拟等可知:23%的接收面上集中了91%的能量,克服了直射式结构气室光程短和光敏面上光通量低的问题(光程长度增加了25%,光通量增加了40倍),同时克服了多反射式结构光通量过低的问题(约增加了117倍),信噪比分布是多反射式和直射式的10~100倍。因此,所提三椭球气室结构对于高端多组分组合式气体传感器的实现有着重要的意义。

摘要：从图像重建高质量三维人脸一直是计算机视觉和图形学的一个重要研究问题.不同于传统的基于立体匹配的窄基线多视几何和数据驱动的人脸形变方法,提出一种结合网格变形技术和立体视觉原理的、从图像重建高质量三维人脸模型方法.给定从不同视角拍摄的几幅人脸图像,基于健壮图像特征获得可靠的相机外部参数和稀疏三维点;在此基础上,提出一种结合几何细节保持和图像一致性约束的三维人脸变形算法重建三维人脸,通过对人脸模板的网格变形,使得变形人脸在多幅图像中的可见投影具有一致性的图像颜色强度.基于模板的人脸变形可以有效地解决三维模型成像中的遮挡问题,采用健壮估计法消除噪声、离群点和光照对目标函数收敛性的影响,对目标函数的多次非线性优化求解进一步改进了人脸重建的质量.采用合成人脸图像和真实人脸图像重建三维人脸的实验结果表明,文中算法可以从几幅宽基线图像重建高质量的三维人脸模型.

摘要：在微流控系统中,利用超顺磁性粒子实现对目标物的捕获、分离和检测在生物分析领域具有广泛的应用前景。然而,粒子快速、准确的自动化传输是片上生物分析面临的重大挑战。为了解决上述问题,本文研究了粒子在微流控系统中的建模与运动控制。首先,设计了一种带有锥形尖端铁芯的电磁线圈,并推导了电磁线圈的磁场分布的模型;然后,建立了微流控芯片内粒子的动力学模型,采用高增益扩张状态观测器来估计和抑制模型参数的不确定性和环境干扰,并建立了闭环运动控制系统;最后,通过实验进行验证。实验表明,本文提出的模型和控制方法可实现微流通道中超顺磁性粒子在不同环境中的识别、跟踪和运动控制,运动的平均误差最大为3.37μm,均方根误差最大为4.29μm。

摘要：在弱电网下,锁相环(phase-lockedloop,PLL)的参数会对并网逆变器系统的稳定性和动态特性产生较大影响,当其参数设计不当时会引起系统失稳。传统的锁相环参数设计只考虑了稳定性,而未考虑动态特性和电流环的影响。为了解决上述问题,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法的锁相环参数设计方法。首先,建立考虑锁相环的并网逆变器系统的小信号模型,利用阻抗法分析锁相环参数、电流环带宽和短路比对系统稳定性的影响;然后,根据系统的稳定裕度要求和动态特性分析,利用PSO算法对PLL参数值进行设计;最后,将该方法用于同步坐标系锁相环(synchronous reference frame PLL, SRF-PLL),通过仿真证明了所提方法能够有效提高系统的稳定性和动态特性。

摘要：该文面向基于闪存(Flash)的脉冲卷积神经网络(SCNN)提出一种积分发放(IF)型模拟神经元电路,该电路实现了位线电压箝位、电流读出减法和积分发放功能。为解决低电流读出速度较慢的问题,该文设计一种通过增加旁路电流大幅提高电流读出范围和读出速度的方法;针对传统模拟神经元复位方案造成的阵列信息丢失问题,提出一种固定泄放阈值电压的脉冲神经元复位方案,提高了阵列电流信息的完整性和神经网络的精度。基于55 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺对电路进行设计并流片。后仿结果表明,在20 μA电流输出时,读出速度提高了100%,在0 μA电流输出时,读出速度提升了263.6%,神经元电路工作状态良好。测试结果表明,在0~20 μA电流输出范围内,箝位电压误差小于0.2 mV,波动范围小于0.4 mV,电流读出减法线性度可达到99.9%。为了研究所提模拟神经元电路的性能,分别通过LeNet和AlexNet对MNIST和CIFAR-10数据集进行识别准确率测试,结果表明,神经网络识别准确率分别提升了1.4%和38.8%。