基于 SST-SCKF 的运动目标超宽带定位算法研究

使用超宽带(UWB)进行定位过程中,卡尔曼滤波是一种常见的降噪方法,但由于对非线性系统滤波性能差,且定位目标运动轨迹易超出基站布局区域以及受到异常噪声干扰,会影响定位系统的准确性和稳定性。针对这一问题,提出一种对称强跟踪(SST)平方根容积卡尔曼(SCKF)算法,通过引入对称时变渐消因子调节各协方差矩阵,实现改变误差协方差矩阵中多重衰落因子矩阵的工作方式,进而调整滤波增益,计算复杂度虽略有增加,但增强定位模型的适应性与鲁棒性。仿真验证表明,在异常噪声干扰下,改进后的算法(SST-SCKF)相较于SCKF/多重渐消因子的SCKF(ST-ASCKF)算法可有效提高定位准确度,且定位轨迹较于单渐消因子的SCKF算法(STSCKF)更为平滑;利用SST-SCKF算法设计基于UWB技术的定位方案,通过动态模拟实验表明,本文提出的SST-SCKF算法较之SCKF/STSCKF/ST-ASCKF滤波性能更优,为复杂环境噪声下人员UWB定位提供更好的降噪,使定位更为精准。     

一种瓦斯涌出量系统预测辨识模型的研究

针对煤与瓦斯突出灾害中瓦斯涌出量的辨识预测问题,结合采煤工作面瓦斯涌出量系统的现场实际特点,提出了混沌免疫遗传优化算法(CIGOA)与Elman神经网络相结合的耦合算法(CIGOA-ENN)。利用GIGOA的全局寻优能力替代梯度下降法,以克服Elman神经网络固有的缺陷。并根据输入的数据,构造基于CIGOA和ENN耦合算法的瓦斯涌出量系统辨识预测模型。利用矿区采集的现场监测数据进行仿真预测,实验表明该预测模型与BPNN,GA-ENN等神经网络预测模型相比,其收敛速度更快、收敛精度更高、鲁棒性更强,为解决煤矿瓦斯涌出量的预测问题提供了一个行之有效的方法。     

综采自动化监控系统设计与实现

针对目前国内煤矿井下综采控制系统存在的控制量少、通信速率低,稳定性差等问题,以煤矿井下综采工作面工艺流程为研究对象,以实现负载逻辑控制、环境参数监测与故障处理为目的,研究设计一套通用于煤矿井下综采工作面的监控系统,实现了对刮板运输机、破碎机、转载机等负载的多种控制模式以及沿线闭锁控制功能.实际运行表明该控制系统性能优良、可靠性高、稳定性好,在综采工作面发挥了重要作用.     

传感器校正方法在雷管暗伤自动检测系统中的应用

提出了采用电磁理管、分管、瞬间高气压冲击检测的原理,融合计算机控制和新型传感器技术研制出了雷管暗伤自动检测机.同时运用RBF神经网络对压力传感器进行校正,选取其中动态最近邻聚类算法作为学习算法训练网络,降低传感器网络体系受环境温度和电源波动等因素的影响,使其具有良好的线性输出.设备运行表明,暗伤检测合格率为100 %,检测效率为128个/min.     

基于SVPWM控制技术的串联补偿装置设计

柔性交流输电系统(FACTS)技术在提高电力系统运行稳定性和用电效率等方面起着至关重要的作用,即在FACTS技术的基础上对静止同步串联补偿器(SSSC)的数学模型和控制技术进行研究,并试将其应用到中低压电网中。先对配电网串联补偿装置的拓扑结构和控制技术的仿真模型再到小型模拟实验调试进行了深入细致研究,最后设计了以DSP+CPLD为核心芯片的模拟串联补偿装置控制系统,该串联补偿装置的控制系统是基于静止同步串联补偿器(SSSC)在配电网中的应用,它可以改变系统电压、电流、相角等参数来提高电力系统运行的稳定性。经Matlab仿真对配电网系统模型的分析和实验室对小型串联补偿装置控制系统的波形验证结果观察,该串联补偿装置控制技术可行,其对动态的无功补偿大大地提高了电网的功率因数,使串联补偿装置的控制系统性能得到了极大地提高。     

双通道有源降噪次级声源优化布放的研究

由于电力变压器的磁致伸缩现象向外辐射高分贝噪声,严重影响站内工作人员及附近居民工作与生活。文中以电力变压器有源降噪为目标,通过测量与分析变压器噪声成分,建立3个偶极声源条件下的有源降噪模型,给出模型中次级声源的最优角度;采用自适应滤波算法,对电力变压器噪声进行有源降噪可行性仿真分析;搭建基于LMS算法的DSP双通道有源降噪系统,并与单通道降噪系统进行实验对比,实验结果表明,当两次级声源θ位于模型中180°角时,降噪效果优于单通道有源降噪系统,可达到10~14 dB的降噪效果。     

基于混合磁负超材料的心脏起搏器无线供能系统

针对心脏起搏器无线供能系统传输效率低、抗偏移能力差的问题,该文提出一种基于混合磁负超材料的心脏起搏器无线供能系统。首先,根据磁负超材料的谐振原理、品质因数理论,设计了两种谐振频率的磁负超材料（MNG）基元;其次,通过分析无线供能系统漏磁情况以及基元负磁导率和磁损耗之间的关系,构成具有两种负磁导率的混合MNG阵列;最后,使用有限元分析软件计算人体各组织电场强度峰值与比吸收率峰值,验证了系统的安全性。实验结果表明,两线圈间距16～28 mm情况下,加入混合MNG阵列的无线供能系统输出功率从0.19～0.81 W增加到1.02～1.67 W,传输效率从8.53%～43.15%提升到40.78%～57.32%;接收线圈发生水平偏移情况下可以维持最低0.86 W的输出功率和32.81%的传输效率,30 min充电测试下系统最大温升为3.49℃,符合人体安全标准。     

具有宽上阻带和双陷波的超宽带滤波器

基于偏置环形谐振器和加载电容器的缺陷地结构设计了一种具有宽上阻带和双陷波的超宽带滤波器。利用奇偶模分析法分析三阶接地短截线的传输极点与结构的对应关系,得到了一个具有五个传输极点的结构。通过采用三阶接地短截线结构和偏置环形谐振器的级联结构得到通带和宽上阻带,通带范围为2.95～12.24 GHz,相对带宽达到122%,上阻带大于10 dB,衰减范围至28.04 GHz。引入两个相同的H形缺陷地结构,并且在缝隙处焊接电容器,在2.69 GHz处共同产生传输零点来改善滤波器带外抑制特性。使用两个不同尺寸的半H形缺陷地结构分别在5.64 GHz和8.31 GHz处产生陷波,陷波衰减分别为16 dB和20 dB,提高滤波器的抗干扰能力。     

基于Homotopy-Tikhonov算法的接地网电阻抗成像方法

接地网导体和土壤的电阻率数量级相差巨大,导致接地网电阻抗成像收敛困难.为了扩大收敛范围,改善接地网电阻抗成像逆问题的病态性,该文提出基于Homotopy-Tikhonov算法(HT-GN)的接地网电阻抗成像方法.首先在理论分析基础上建立正、逆问题仿真模型;其次在求取的最佳迭代初值和最佳正则化参数的基础上比较HT-GN算...     

基于矩阵式线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究（英文）

感应式磁声磁粒子浓度成像（MACT-MI）是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子（MNPs）浓度成像新方法,为降低激励源幅值,产生更加稳定的声压信号,该文提出一种基于矩阵式线圈的磁声磁粒子浓度成像系统,采用天牛须-鱼群优化算法对矩阵式线圈进行优化设计,根据优化结果采用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行求解,并将结果与Maxwell线圈进行对比,同时基于实际生物组织环境中的MNPs分布,构建浓度渐变模型,得到了成像区域的磁力、声压分布。结果表明,该文设计的矩阵式线圈能在较小的激励下产生大小相等且分布更为均匀的梯度磁场,从而产生更为稳定的声压信号;根据所构建的浓度渐变模型,MNPs所受磁力和声压波形宽度均与渐变区域宽度成正比,声压峰值与渐变区域的浓度梯度成正比。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验乃至临床应用提供研究基础。