摘要:针对复杂传感器网络环境中存在非高斯噪声和传感器测量信息缺失的现象，基于融合权值设计了分布式卡尔曼滤波 器。利用最大相关熵准则来设计卡尔曼滤波器，解决非高斯噪声带来的影响。针对传感器测量信息缺失的现象，通过把一组 二元随机变量建模为伯努利分布来描述。为了实现传感器节点之间的共识，采用协方差相交方法来进行分布式融合。此外， 考虑到传统的权值设计方法难以提升信息融合的精度，因此通过引入虚拟估计误差和置信水平函数，权值以传感器置信水平 的比例形式进行完全分布和自适应设计。仿真实验表明，所提算法在非高斯噪声和丢包环境下表现出了良好的性能，与传统 的分布式卡尔曼滤波相比，估计精度提升了27.68%。

摘要:锂离子电池荷电状态(SoC) 是电池管理系统的关键参数之一，针对单一长短期记忆(LSTM) 网络估计精度不高的问 题，提出量子粒子群(QPSO) 优化的长短期神经网络，引入量子粒子群算法对LSTM 神经网络模型关键参数进行优化，进而提 高网络对SoC的估计性能。此外，采用INR-18650 电池数据集对所提出的模型进行测试，包含3种不同温度(0℃、25℃、 45℃)和4种工况包括动态压力测试DST、联邦城市驾驶时间表 FUDS,US06 高速公路驾驶时间表和北京动态压力测试 BJDST。最后，在各工况下分别验证模型性能，并与其他优化算法进行比较，验证结果表明，所提方法在各温度下均能提高模 型的SoC估计结果，且不同温度4种工况下的均值绝对误差(MAE) 均小于1%和均方根误差(RMSE) 均小于1.1%,最大误 差均在5%以内。

摘要:针对传统距离矢量跳(DV-Hop) 算法在各向异性网络中定位误差大的问题，提出一种基于测距修正和秃鹫优化的 DV-Hop改进算法(AVOADV-Hop) 。该算法在双通信半径的基础上依据锚节点间的跳数信息引入测距修正阈值，根据锚节 点的坐标信息计算基于跳数改进的平均跳距，实现节点间距离估算的分段处理；融合动态调整和加权思想改进非洲秃鹫优化 算法取代最小二乘法求解节点坐标。仿真结果表明，在3种不规则网络下，AVOADV-Hop算法相较于传统 DV-Hop 算法及 相关改进算法，定位误差分别下降了43.6%、21.1%和10.5%,定位精度有效提高。

摘要:针对现有通过车辆响应识别桥梁损伤方法的不足，提出结合车桥耦合振动和深度学习理论的桥梁结构损伤识别方 法。以郑州桃花峪自锚式悬索桥为例，建立桥梁和车辆的有限元分析模型，开展大跨度自锚式悬索桥的车桥耦合振动分析， 获取车辆的加速度响应。以车辆加速度响应作为网络输入参数，分别构建一维卷积神经网络(one dimensional convolutional neural network,ID-CNN)和二维卷积神经网络(two dimensional convolutional neural network,2D-CNN)两种深度学习模型， 对二者的识别效果进行对比分析。探讨信号噪音、低损工况等因素对桥梁结构损伤识别效果的影响规律。结果表明，2D- CNN对桥梁结构的损伤识别准确率和训练效率要优于1D-CNN;1D-CNN实现了端对端智能损伤识别，2D-CNN在识别准确 率和对外界干扰因素的鲁棒性上表现更好。研究结果为进一步优化桥梁结构损伤识别方法提供参考。

摘要:针对当前土壤含水率标定研究中缺乏统一方法和标准的问题，研发了一套完备的土壤含水率传感器标定方法和装 置，以提高土壤含水率测量准确性。选取了6种不同类型的土壤含水率传感器，并在实验室中制造了标准土柱系列。通过与 烘干法获得的标准值进行比较，采用多种拟合线型来建立传感器数据与标准值之间的关系，并对传感器测量值进行订正。实 验结果表明，制定的土壤含水率传感器标定方法和装置能够有效地标定不同类型的传感器。研究发现，三次项曲线是土壤含 水率传感器标定最适合的标定公式。所有传感器在经过标定后测量准确性都有显著提升，其中SoilVUE10(0.5 和 1m) 在整 个体积含水率范围内测量精度最高，R²>0.99 。 基于传感器的适用性分析，推荐在野外应用中监测表层土壤时使用标定后的 针式传感器，监测土壤剖面时采用标定后的螺纹杆传感器。研究不仅规范了标准土柱的制作方法，提高了实验室环境下土壤 含水率传感器的测量准确性，同时也为田间条件下选择合适的土壤含水率传感器提供参考。

摘要:现代光电望远镜技术快速发展，装备探测能力不断提高。星图中存在的拖尾现象，给天文定位处理的精度和时效性 都带来了巨大的压力。星图对比度低，背景强弱分布不均，如何在去除拖尾直线噪声的同时，又保留星图的目标信息和目标 定位精度，是一个具有挑战性的问题。提出一种基于统计特征的星图拖尾快速去除方法，通过星图目标信息统计规律实现对 单帧图像拖尾目标直线的快速检测，利用插值技术快速完成星图拖尾直线去除，从而消除拖尾对空间目标检测的干扰，降低 由拖尾产生的虚警概率，提升空间目标天文定位的精度。仿真试验表明，方法可以去除星图中绝大部分拖尾直线，同时能够 保留目标信息，图像质量明显改善，比Hough 变换方法具有显著优势。在单线程下，针对1024×1024大小图像，使用该方法 进行单帧拖尾目标去除的时间为0.71s 。可以看出，在不增加计算资源的前提下，能够大幅降低计算复杂度，提高计算效率。

摘要:针对医疗领域中生命体征预测的准确性低、计算量大、性能不佳等问题，提出了一种用于生命体征预测的可变形注意 力机制的图神经网络模型。该网络保留了传感器的所有时间采样值，利用全连接层进行编码；使用可变形注意力机制作为消 息传递和更新机制，提高了生命体征预测的速度；在解码器方面，采用多头注意力机制，从多尺度、多维度观察和提取信息；将 输入的特征复制多份并设置为单独的图节点，提高了可变形注意力的适应性和模型的特征提取能力；采用残差网络作为解码 器，替代全连接层。输出层使用GeLU 激活函数替代了传统的ReLU 激活函数，解决了激活函数在负半轴信息缺失的问题， 有效地提高了预测的精准度。测试结果表明，模型在P¹9 、P12和PAM 3类数据集上的性能均优于其他模型，各项指标均高于最佳基线性能2.325%,能够有效预测人体的生命体征。

摘要:鉴于X 射线辐射对于患者存在的潜在风险，降低患者所受辐射剂量的问题已经引起了科研工作者的广泛关注。针对 稀疏角度扫描型CT 图像的重建方案提出了一种新的基于非线性压缩感知的图像重建算法。该算法将目标函数的正则化项 引入了非线性滤波操作，并且使用联合双边滤波器，将其加入重建过程以获得图像质量的进一步提升。同时利用凸优化领域 的临近点算法对目标函数进行最小化处理，构建出行加速型迭代算法。实验选用均方根误差(root mean square eror,RMSE) 和峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)作为评价指标，将新算法同之前提出的3种算法进行对比，其峰值信噪比提升 了5.75~6.33 dB,均方根误差降低了0.002~0.023。数字图像模型以及实际临床腹部影像的重建结果表明，新算法有效地 去除了图像中的伪影噪声，同时最大限度保留了图像细节。

摘要:为了满足不同反应机理、不同装药物态含能材料爆炸能量释放过程中，冲击波、热及地震波等毁伤元综合毁伤威力的 定量评价需求。采用实测冲击波、热、地震波试验数据，在冲击波超压、比冲量、热剂量及地震波振动速度峰值随爆心距、比例 距离的变化规律基础上，采用归一化加权方法，构建了能够综合不同爆心距、不同威力参量作用“强弱”的综合评价模型。采 用标准TNT 试验数据对建立的综合评价模型进行了有效性验证，综合模型计算所得比当量的相对误差小于2%;同时，该综 合评价模型也实现了相同试验工况下某型含能材料冲击波、热及地震波释能特性的综合等效当量的计算。多威力参量综合 评价方法能够根据不同的测试环境、试验场景及毁伤目标任意选取权重，获取特定工况下被试含能材料目标毁伤能力的等效 当量，能够为含能材料的设计研发、能量释放特性的分析及目标毁伤能力的综合评价提供有效的定量分析手段。

摘要:针对当前研究中泥石流诱发因子敏感度各异导致的预测准确度不高、数据集样本有限造成的模型训练和预测效果不 佳、非线性过程严重引起的参数难以确定等问题，利用改进的核主成分分析算法(kernel principal component analysis,KPCA) 筛选出相关性一般的因子，结合宽度学习(broad learning,BL)建立泥石流概率预测模型，再通过引入正弦因子的粒子群算法 (TFPSO) 对模型进行优化，最终建立基于KPCA-TFPSO-BL 的泥石流预测模型。通过实验对比了经典 BL 模型、KPCA- PSO-BL模型以及KPCA-TFPSO-BL 模型的性能，结果表明，KPCA-TFPSO-BL 的均方根误差为4.92,平均绝对误差为 4.60,训练时间为7.22s,该模型在预测误差和训练时间方面综合表现最佳。本研究为泥石流预测领域提供了一种新的思路 和借鉴。

摘要:食品安全是人民健康的基石，为实现对苹果新鲜度的快速、无损检测，提出一种应用电子鼻系统检测红富士苹果新鲜 度的识别方法，该电子鼻系统是由数据采集系统和模式识别系统两部分构成，分别实现对苹果气味的浓度数据采集及数据分 析。利用主成分分析、K-means 聚类、反向传播神经网络和鲸鱼算法优化的反向传播神经网络多种学习算法对采集数据进行 分析。实验结果表明，基于主成分分析法降维特征的K-means 聚类算法识别准确率为70.67%,其值优于基于原始特征的K- means 聚类算法识别率。利用鲸鱼算法优化的反向传播神经网络识别精度可达到95%,可以准确识别不同新鲜度的样本，该 识别方法高效、快速、便捷，可行性较强。

摘要:随着航空航天领域对高精度定位技术的需求不断增加，针对大型飞行试验中数据存储器无法快速回收的问题， 设计了一种基于卫星定位和北斗短报文技术的定位系统。该系统在飞行器分离前启动，通过北斗BDS 模块实时获取 位置信息，分离后则利用北斗短报文向地面终端发送信号。天线的设计对信号的收发能力有很大的影响，通过对天线 采用微带叠层结构和双重矩形斜角切割的贴片设计，实现双频圆极化辐射，具备良好的顶点增益、低仰角增益和优异的 频段隔离性能，确保北斗信号的传输可靠性，通过试验验证，定位误差小于5m, 短报文通信的最大丢包率为4.41%,均 符合设计要求。

摘要:为了提高无线电能传输系统单体容量和整体传输能力，提出采用基于三相逆变器的多负载无线电能传输系统，发射 端采用电压型双极性正弦脉冲宽度调制(SPWM)控制桥式逆变器，接收端为3个采用并联谐振电路的独立单元。通过耦合电 路理论推导了系统传输效率公式，分析了传输效率与负载、互感系数的关系。在此基础上，提出了传输系统恒流输出自适应 PID控制方案和负载切入切出控制方法。最后通过MATLAB 仿真和实物实验平台验证了所提及拓扑和控制方案的有效性 和可行性。三相传输系统每相的输出功率达到60 W 左右，传输效率分别达到90%以上，与单相无线系统输出功率和传输效 率相当，有效提高了传输系统的单体容量和传输能力。

摘要:针对航空器中电动静液作动器(EHA) 的高控制性能需求，传统控制策略难以解决参数自适应整定与滑模控制中常见 的抖振问题，为平衡抖振抑制与控制性能，进一步提升控制稳定性与精度，设计了一种新型的神经网络模糊滑模控制器(NN- FSMC)。首先针对航空 EHA 位置环构建积分滑模控制器；其次通过模糊控制的策略整定滑模趋近律中的关键参数，然后利 用 BP 神经网络的自适应优化能力进一步抑制滑模控制中的抖振现象；最后，在MATLAB/Simulink 平台上进行仿真实验，对 比分析不同控制算法下的位置跟踪性能。仿真结果表明，NN-FSMC能有效提升航空 EHA 系统的响应速度与位置跟踪精 度，并在频率变化情况下提供更为平滑的响应。

摘要:针对高速宽带无线通信系统的需求，现有的离散傅里叶变换离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)扩展正 交频分复用实现方法在资源利用和计算速度方面存在局限性。为了解决这些问题，提出了一种基于Cooley-Tukey 算法和 Winograd-Fourier 变换(WFTA) 算法相结合的优化方案。通过算数优化减少了乘法器的使用，实现了1024点快速傅里叶变 换(fast Fourier transform,FFT)的基-2时间抽取(decimation-in-time,DIT) 蝶形算法结构优化。同时引入了WFTA 算法，利 用移位化简操作，完成了3点DFT 的资源分配。设计并优化了现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)资 源，成功实现了3072点FFT 在FPGA 上的运行。FPGA 仿真和平台测试的结果表明，相较于Xilinx LTE FFT IP核处理算 法，该优化算法在乘法器资源消耗方面减少了24.96%,处理速度提升了14.07%。此外，该算法大幅度降低了FFT 的计算复 杂度，显著提升了离散傅里叶变换扩频正交频分复用(DFT-S-OFDM) 系统中DFT 的整体性能。综上所述，所提出优化算法 为DFT-S-OFDM技术在实际通信系统中的高效实现提供了新的解决方案。

摘要:井下上返式微球测量仪需在钻井液环境中实现无线数据传输功能，其直径一般不超过10 mm, 该参数限制了无线收 发结构的尺寸，同时，传统天线大多采用低损耗板材，不利于大批量应用。针对上述问题，提出了辐射贴片弯折与地平面开槽 的方法对传统PIFA 天线进行改进，天线平面尺寸仅为17mm×8.4mm×0.049mm, 较类似天线的设计缩小了68.3%;天线 通过柔性印刷电路技术制造，弯曲175°后安装在微球测量仪表面。天线在相对介电常数为81、电导率为1.258 S/m 的钻井液 中测得的谐振点频率为310 MHz, 对应回波损耗为-32.4 dB,-20dB 带宽为35 MHz 。天线在相对介电常数和电导率不同 的钻井液中，均具有较为理想的全向辐射特性。相比其他天线，所提出的天线在尺寸、谐振点频率和回波损耗等性能指标上 均具有一定的先进性。综上，所提出的天线可用于微球测量仪在钻井液环境中的无线通信，使原有微球测量仪的数据传输方 式由有线通信变为了无线通信，降低了井下测量短节的设计难度，提升了数据传输的时效性。

摘要:针对目前对于充电站内车辆起火现象的检测精度较低、检测速度慢等问题，从实用化角度出发，提出了一种基于 YOLOv5s改进的车辆起火检测方法YOLOv5s-Fast。首先在Backbone网络中采用了全局上下文注意力机制与C3 模块进行 融合，成为一种新的特征提取的模块C3GC, 增强模型提取特征的能力，减少了计算量；其次在Neck 网络中采用了轻量级上采 样算子，能够根据输入图像进行自适应的上采样，提升了检测精度；最后引入解耦头，提高了目标检测的准确率与效率。实验 结果表明，所提出的方法 YOLOv5s-Fast与 原YOLOv5s 相比，平均精度提升了4.9%、检测帧率由原先的46 fps 提高到 59 fps,方法更加实用化。

摘要:现有的内燃机车柴油机启动方式存在设备空间占用率高、传递效率不高、故障率高等特点，在内燃机车升级换代的技 术背景下，提出利用同步发电机与柴油机同轴且可以运行在电动机工况这一特点来启动柴油机，并对其电动机工况下的转速 特性进行研究。通过对变频启动柴油机的工作原理及启动工况的边界条件进行分析，推导出发电机启动工况的状态方程组。 为了缩短求解时间，提高求解精度，引入龙格库塔法求解上述方程组。通过编写仿真分析软件对发电机启动工况进行仿真分 析，分析结果表明，同步电机启动时的机械转矩大于柴油机最大阻力转矩12000 N·m, 可在12s 的时间内达到210r/min, 满 足启动工况的需求；该分析过程也可以用来校核柴油发电机组的控制策略和启动能力。

摘要:LLC 谐振变换器在设计新的控制策略时，传统的设计流程需要手动拟合调试出控制参数，闭环稳定性分析涉及高阶 函数计算。为了简化传统设计流程，引入广义状态空间平均(GSSA)理论对全桥LLC 谐振变换器进行建模，将传统的阻抗物 理模型转化为数学模型，推导出GSSA闭环大信号和小信号模型。通过GSSA 模型推导系统传递函数矩阵并分析全桥LLC 谐振变换器的动态特性，设计闭环PI 控制参数，最后使用特征值分析法判断闭环系统稳定性。GSSA 理论和模型结合MAT- LAB 仿真，直接解决高阶函数的计算，快速推导控制参数，简化了设计新控制策略需要的调参环节和稳定性分析环节。为验 证建模的正确性，依据建模推导元件参数搭建了400W 全桥LLC 谐振变换器样机。在空载和满载两种工况下进行了实验， 实验结果表明，系统响应速度快，与设定的输出参数相符合，输出电压纹波小于1%、最大误差0.4V。仿真结果和样机实验结 果验证了基于GSSA的LLC 谐振变换器模型的有效性。

摘要:在配电网扩展规划中考虑需求侧管理对提升分布式电源(distributed generation,DG)接纳、确保系统安全经济运行具 有重要意义。针对现有配电网扩展规划方法尚未充分考虑碳排放影响的问题，提出一种考虑低碳排放与需求侧管理的配电 网扩展规划。首先，基于碳排放流理论的动态碳排放强度建立配电网碳交易成本计量模型，继而提出考虑低碳的需求侧管理 策略。而后，建立考虑碳交易与需求侧管理的配电网规划一运行双层优化模型：规划层以年综合成本最小为目标，决策线路、 DG、储能(energy storage system,ESS)的配置方案；运行层以系统运行成本最小为目标，制定配电网在典型日场景下的最优运 行策略。最后，基于改进型 EEE 33节点配电网的仿真测算表明，考虑低碳需求侧管理后的配电网扩展规划方案的经济成本 下降2.0%,碳排放减少8.8%,验证了方法的有效性与优越性。

摘要:构网型控制能够为系统提供惯量支撑，提高系统稳定性，然而构网型控制依托于数字控制技术，存在控制时滞问题， 会对系统稳定性造成一定影响。首先建立考虑控制时滞的构网型逆变器系统的状态空间模型，然后构造L-K(Lyapunov-Kra- sovskii)泛函，基于二阶Bessel-Legendre不等式处理L-K 泛函求导过程中所产生的积分项，利用Lyapunov稳定性定理得到保 守性更低的时滞稳定判据，进而通过线性矩阵不等式求解系统的时滞稳定裕度。仿真结果验证了方法求解时滞稳定裕度的 正确性和有效性，且相较于其他方法具备更低的保守性，并进一步分析了控制参数对于无时滞系统和时滞系统稳定性的影 响，给出了提高构网型逆变器系统时滞稳定性的措施。

摘要:针对活动断裂带、采空区跨工况埋地管道不同的服役环境，在不同工况下的不同故障模式下的应变有着差异性且埋 地管道采空区数据库建立较为困难的现状，直接影响了埋地管道在线监测的预警精度难题。为建立埋地管道健康状态与监 测应变特征的对应关系，提出一种基于双分支网络和领域对抗的跨工况埋地管道状态识别方法。该方法首先使用双分支网 络训练出埋地管道在活动断裂带工况下的识别模型；模型准确率为94.95%,提高活动断裂带预警精度，进一步根据活动断裂 带、采空区数据特征联系，接着使用领域对抗的方法训练出采空区埋地管道健康状态与应变对应关系网络模型；可以实现小 样本下采空区精准预测。最后通过实验表明该方法在线监测的预警精度为96.61%,证实该方法有效性。