基于嵌入式系统STM32的UUV通用运动控制层设计

为提高UUV分布式控制系统架构中运动控制层的通用性,依据分布式计算和模块化设计的原则,设计了一种基于嵌入式系统STM32的通用运动控制层架构;硬件电路设计以STM32F407ZGT6型芯片为核心微控制器,支持两路CAN总线进行层间通信和推进器控制,输出4路PWM进行舵机控制,对外提供多路RS232和RS485总线接口与各种传感器进行数据交互,并设计了一片IIC接口的掉电非易失EEPROM进行参数保存;软件设计实现CAN总线数据通信和X舵到十字舵的转换逻辑控制;经实验测试,该设计方案能够完成UUV的推进器推进功率控制和X舵的上下左右转向打舵控制,实现了与上层决策规划层进行1 Mbps速率的CAN总线数据通信;结果表明,该设计方案达到了运动控制层的设计目标,实现了具有较强通用性的UUV运动控制层设计.     

基于长短期记忆网络的UKF动态谐波状态估计

传统动态谐波状态估计的卡尔曼滤波预测步通常以单位阵构建状态空间模型,同时将系统噪声协方差矩阵假设为常数阵,从而导致动态估计预测精度降低,影响动态状态估计模型的滤波性能。为了准确建立谐波状态的空间模型,提出一种基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)的时序预测方法。通过大量历史数据离线训练模拟复杂的状态转移过程,基于历史时刻的滤波估计值预测当前时刻的谐波状态量,有效提高无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)中预测模型精度。在改进IEEE34节点三相不平衡系统上进行了测试分析。与传统算法进行对比,结果证明所提出的方法在谐波状态估计精度和鲁棒性方面均表现更好。     

松辽盆地稀有金属含量检测技术研究及应用

稀有金属元素,包括钌、铑、钯、锇、铱、铂、金、银等,是发展原子能、航空和太空、国防建设、电子计算机、高尖端的科学仪器等所必需的金属元素。我国虽然是稀有金属资源大国,但到2020年在生产所需的45种主要矿产中只有6种国内能自给自足。原油和油田水中含有种类繁多的稀有金属元素,因此,研究建立适合松辽盆地原油及油田水中稀有金属元素含量检测技术,并对稀有金属元素资源进行普查,可为从原油及油田水中提取稀有金属元素、提高原油及油田水综合利用价值提供科学依据。     

枪弹冲击下头-颈动力学响应及颈部被动肌影响

针对战场环境下弹体、破片的威胁,研究枪弹冲击下头-颈动力学响应及颈部被动肌影响。利用已建立并通过验证的头盔-头-颈有限元模型,开展9 mm手枪弹冲击数值模拟,获得有/无被动肌作用下人体头-颈动力学响应。研究结果表明：正面冲击时,首先头部额骨处产生应力集中,随后颈部后伸,颈部应力主要集中于下颈椎椎体,椎间盘前侧产生拉伸失效;在被动肌作用下,头部质心最大位移减少31.38%,颈椎椎骨与椎间盘连接处应力以及椎间盘最大应力均降低,椎间盘最大应力减少28.76%;颈部被动肌起到重要的保护作用,可缓解头-颈后伸,减轻颈椎的损伤,在颈部损伤评估中应考虑被动肌的影响。该研究结果可为颈部损伤评估和颈部防护装备的设计提供参考。     

基于DSP的UUV目标探测通用系统设计与实现

为实现UUV系统对不同的探测系统外围传感设备信号进行快速处理和控制,利用DSP的数据高速处理能力和FPGA的高速接口数据交互能力,设计了基于高速数字信号处理器（DSP）的UUV目标探测通用处理系统。该系统采用了XC7Z045T芯片扩展TMS320C6678芯片的硬件架构设计,通过配置SPI总线进行编程设计,产生250MHz、156.25MHz、100MHz和50MHz 的时钟分配设计方案,支持2路百兆以太网接口通信和16路RS232串口数据的发送及接收,并可根据实际需求扩展 CAN通信以及RS485通信。经实验测试,该系统设计方案可完成百兆以太网到目标探测传感设备的数据传输,实现对不同RS232传感器设备进行地址定义、读写和数据通信操作。结果表明,该系统设计方案达到了对以太网传感设备和不同RS232外围传感器快速处理和控制的目的,实现了基于DSP的UUV目标探测通用系统设计。     

基于OpenCV的学生学习过程中情绪识别技术研究

本课题利用OpenCV图像处理库在Visual Studio上用C++语言实现一种课堂环境学生表情分析系统。整个系统包含4个模块,分别是学生面部检测系统、关键点自动标定与特征值提取系统、表情分类系统、表情识别系统。实验表明,本文所研究实现的特征提取及分析技术具有较好的识别分析效果。     

光纤光栅缓粘结智能钢绞线的研制及应用

针对缓粘结钢绞线应力监测用传感器和布设工艺的缺陷,本文基于光纤光栅传感技术特性,综合考虑缓粘结预应力钢绞线的结构,设计制作了一种可实现预应力状态自监测的光纤光栅缓粘结智能钢绞线．并将其应用于某礼堂改造工程缓粘结预应力混凝土单向楼板内,验证了新型光纤光栅缓粘结智能钢绞线的有效性和可靠性．结果表明:该缓粘结智能钢绞线结构简单、机理明确;与普通钢绞线相比其力学性能有所下降,极限抗拉强度约为普通钢绞线的88％;其主要传感性能指标,如迟滞、重复性、线性度、总精度等均小于3％．通过实际工程验证了该新型智能钢绞线施工工艺简单易行,鲁棒性能够满足实际工程预应力损失长期监测．     

掺膨胀剂及矿粉对水工混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响研究

文章利用质量变化率、膨胀率和抗蚀系数等指标分析了水工混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,并应用MIP压汞测孔技术初步分析了膨胀剂及大掺量磨细矿渣改善抗硫酸盐侵蚀性能的作用机理.试验表明,膨胀剂及大掺量磨细矿渣的加入可以明显增强混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,其作用机理是增大硬化浆体中的小孔所占比例,减小大、中孔所占比例;采用膨胀剂和磨细矿...     

工业粒度Fe-ZSM-5分子筛上N_2O一步氧化苯制苯酚工艺条件研究

为实现N_2O一步氧化苯制备苯酚的工业化生产,基于自制的Fe-ZSM-5分子筛(粒度?1.5 mm×1 mm),在等温固定床积分反应器中,以单因素实验和正交实验[L_9(3~4)]相结合的方式,系统考察了温度(375~475℃)、空速(2 500~10 500 h~(-1))和苯与N_2O的物质的量比(6:1~14:1)等操作条件对N_2O一步氧化苯制苯酚反应过程规律及产物分布的影响。结果表明,实验所用Fe-ZSM-5分子筛对N_2O一步氧化苯制苯酚具有良好的催化活性和选择性;该反应过程存在催化剂起始活性高但失活速率快的特点,适宜操作条件域的选取对催化剂性能的发挥至关重要;基于正交实验分析最终确定的相对适宜工艺条件操作域为:温度425~450℃、空速4 500~5 500 h~(-1)和苯与N_2O的物质的量比8:1~10:1,在此条件下苯酚收率可达60%以上。