为解决现有信源数目估计方法对不同特性信号的适应性普遍较差的问题, 提出了一种均匀线性阵列下基于传感器输出信号相关函数构成的Hankel 矩阵的奇异值分解的信源数目估计方法。该方法利用把传感器输出信号相关函数中未知噪声方差项排除的Hankel 矩阵的一般形式在信号独立, 混合和相干的情况下均能进行信源数目估计, 且信源数目估计能力超过传感器数目的一半。仿真实验结果表明, 该方法信源数目估计的正确概率(PCEs: Probabilities of Correct Enumeration)的分布特征具有不变性, 且相较于基于空间平滑技术的信号源数目估计方法具有更稳定的估计性能和更宽的阈值范围。

为准确评价混合射频/ 自由空间光通信(RF/ FSO: Radio鄄Frequency/ Free Space Optics) 中继系统性能,利用Meijer's G 函数推导得到混合RF/ FSO 中继系统端到端中断概率闭合解析表达式。该混合RF/ FSO 中继系统采用放大转发中继、RF(Radio Frequency)双天线发射技术。RF 信道衰落服从Rayleigh 分布, FSO(Free Space Optics)信道衰落服从M 分布。蒙特卡洛仿真验证了推导结果的准确性。

针对扩展卡尔曼滤波方法鲁棒性不高的问题, 提出一种基于H∞滤波算法的永磁同步电机转子速度与转子位置角的估计方法。同时通过将外部负载转矩视为系统参数, 一并进行估计, 克服了负载转矩变化造成的影响。并采用降阶滤波模型, 降低了滤波过程中的计算量。最后通过与扩展卡尔曼滤波方法进行对比, 实验结果表明, 该方法提高了系统对不确定参数以及非高斯噪声的鲁棒性。

为解决高超声速飞行器飞行控制系统中的协调问题, 提出一种基于动态方程的耦合分析方法, 并运用该方法分析高超声速飞行器姿态的动态耦合关系, 设计了协调控制器。首先, 研究了高超声速飞行器的姿态运动特性; 并根据飞行器耦合特点, 提出一种基于动态方程的耦合分析方法用来反映变量间的动态耦合关系; 结合耦合阵, 基于分层滑模控制设计飞行器的协调控制器, 有效应对操纵舵之间的强耦合。基于Lyapunov 理论证明了闭环系统具有渐进稳定性, 并通过仿真实验验证了所提方法的有效性, 实现了姿态的协调控制。

针对待拼接的无人机遥感图像重叠区域不规则、焦距不固定、含噪声较多等问题, 在加权平均融合算法的基础上引入基于折线化思想的不规则重叠区域生成法, 减小算法误差, 并运用基于距离比的自适应算法实现权值自动匹配, 使算法在不受重叠区域形状限制的同时得到更精确的计算结果, 解决了图像拼接后融合区域分辨率低、拼接线明显的问题。仿真表明, 改进的加权平均融合算法在保持原算法快速性的同时, 达到了去除拼接缝隙、使图像融合区域过渡平滑的目的, 并获得了融合质量较好的大视野无缝拼接图像。

针对传统的基于模型参考自适应理论MRAS(Model Reference Adaptive System)的感应电机无速度传感器控制系统存在的参考模型不准确的缺点, 提出了一种以电机本身为参考模型, Luenberger 全阶状态观测器为可调模型的自适应无速度传感器AFO(Adaptive Full-Order Observer)控制策略。整个系统包含产生电机所需转子
磁链的全阶观测器和一个使用自适应率估计转速的转速估算机构。以李雅普诺夫稳定性理论为基础, 使用电机的估算定子电流误差和观测出的转子磁链推导出转速自适应率。以观测器极点配置的方法, 设计了一种快速收敛的反馈矩阵, 保证了在大范围内电机的稳定运行。针对转速估计在低速再生制动时的不稳定现象, 利用劳斯稳定判据, 设计了一种新的反馈矩阵保证转速估算的全局稳定性。通过Matlab/ Simulink 仿真验证了结论的有效性。

针对医学影像数据中标记样本较少且人工标记成本高的问题, 提出一种基于半监督阶梯网络的肝脏CT(Computed Tomography)影像分割模型。首先, 利用超像素分割对数据进行预处理减少数据量, 并以像素点为中心提取子图像(patch)放入半监督模型进行训练。最后, 利用训练模型进行肝脏分割。实验结果表明, 该模型利用少量的标记图片得到了与监督学习相近的结果。

为提高凸轮磨削的加工精度和解决凸轮磨削系统的磨削精度问题, 提出了基于等效误差法和B 样条曲线的凸轮磨削平台的轮廓控制策略。运用B 样条曲线插补的方法给出两轴运动命令指令, 将凸轮的升程数据通过B 样条反算法进行处理得到生成序列的控制顶点等参数, 从而进行插补运算。根据等效轮廓误差为被控对象, 以建立凸轮磨削系统中的非线性等效误差模型, 将两轴跟踪精度问题转化为等效误差稳定化问题, 进而将计算得到控制输入值补偿到两轴, 从而对轮廓误差进行补偿。为使设计的控制器与B 样条曲线产生的指令兼容, 采用Sylvester 隐式化方法将B 样条曲线的参数形式转换为代数形式, 结合使用两种方法进行控制器设计,以满足数控凸轮磨削平台的高精度加工要求。通过在Sinulink 仿真平台实验表明, 该方法可行且有效减小了系统的轮廓误差和跟踪误差, 同时具有良好的轮廓性能。

在基于粒子滤波算法的锂离子电池剩余使用寿命预测过程中, 由于基本粒子滤波算法存在粒子退化问题, 难以保证电池寿命预测的精度。为此, 提出一种基于MCMC(Monte Carlo Markov Chain)的无迹粒子滤波改进算法, 从选取适当的重要性密度函数和重采样过程两方面入手, 更全面地克服基本粒子滤波算法中的粒子退化问题, 进而提高锂离子电池剩余使用寿命预测的精度。实验仿真结果表明, 改进后的粒子滤波算法能更好地跟踪电池容量衰退趋势, 预测精度也明显优于基本粒子滤波算法, 为锂离子电池剩余使用寿命的预测提供了新思路。

为解决传统监测系统无法做到精确、实时地监控各地区大气环境数据的问题, 设计了基于SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统, 集组态软件、计算机和数据库技术于一体的物联网大气环境监测系统。该系统使用便携式气体检测仪作为下位机对大气污染物浓度进行采集, 利用组态软件搭建中央监控平台对采集数据进行接收处理与分析。该系统实现了下位机接收数据, 服务器存储数据, 并能实时进行数据监测及历史数据查询。实验结果显示, 该系统既可实时监控监测节点的大气环境变化, 又可实现监测节点的历史数据查询, 生成历史报表, 具有采集数据、存储数据及气体浓度预警的功能。解决了传统监测系统存在的监测范围无法细化、监测数据无法实时更新与发布的问题, 为更加方便、实时、高效地监测大气环境提供了技术保障。

针对室内四旋翼搭载的常规惯性测量单元采集的速度具有很大误差, 在实际飞行过程中无法定点悬停的问题, 搭建了一套基于视觉的小型室内四旋翼飞行器, 应用串级比例、积分、微分控制算法(PID: Proportion Integral Differential)控制飞行器。实验结果显示, 此方法有效解决了室内或密闭环境下四旋翼在悬停飞行过程中水平漂移的问题, 能使四旋翼飞行器在室内的环境下平稳飞行。

为解决当前调度模型存在的局限性, 以更好完成网格环境下的任务调度目标, 结合网格任务调度的NP(Non-deterministic Polynomial)问题特点, 提出了改进蛙跳算法的网格任务调度优化模型。首先以网格任务完成时间作为调度优化指标, 然后采用蛙跳算法找到最优的网格任务调度方案, 并对蛙跳算法存在不足进行改进,以改善算法工作性能, 最后在网格仿真平台GridSim 上进行性能验证分析。实验结果表明, 改进蛙跳算法可较好完成网格任务调度, 缩短了任务完成的时间, 资源负载更加均衡, 而且性能明显要优于其他算法。

为预防由于坐姿不正确而引发的身体疾病, 设计一种无线可穿戴人体身体姿态监测系统。TI CC2540处理器处理由LIS3DH 传感器实时采集人体坐标x 轴、y 轴、z 轴加速度数据, 并通过蓝牙4. 0 协议将其传输到手机客户端APP(Application)上进行数据的处理并显示, 以达到矫正人体姿势的目的。同时该系统又可实现与体感游戏的有机结合, 达到锻炼身体的目的。

李岩(1978—), 男, 长春人, 长春工业大学副教授, 主要从事智能机械与机器人、机器视觉研究, (Tel)86-13069046655(E-mail)liyan_dianqi@ ccut. edu. cn。

为提高信息检索的准确率和全面性, 在对语义检索技术和领域本体的构建进行充分研究的基础上, 在网络教育资源的检索工作中应用了本体语义的概念, 提出对用户输入的查询条件进行基于本体的查询扩展算法,设计实现了使用Lucene 对扩展后的查询条件进行检索的语义检索模型。实验结果表明, 该检索模型的综合查全率为81郾5%, 综合查准率为83郾1%, 这两项指标均优于传统的关键字检索方法。

计算技术在降低企业信息基础设施的投资, 提高信息系统的可用性和容错性的同时, 存在平台搭建困难, 运维成本增高的问题。为简化搭建云计算平台的复杂度, 通过对云计算基础架构进行研究, 全面剖析OpenStack 系统建构, 结合网络结构、业务集成以及服务器资源规划探讨云架构的可行性及技术架构, 进而提出通用云基础设施管理平台建设方法, 简化了云计算平台搭建的复杂度, 并在云计算平台之上提出故障事件自动触发和事件跟踪流程, 提升了云计算平台运行维护的复杂度。

为解决常规的模型存在比较明显的误差, 定位时通常不能实现预期定位的问题, 设计了一类室内定位系统。该系统很大程度上结合了标准化的RSSI(Received Signal Strength Indicator)测距模型, 并应用了高精度的3 边定位算法。实验表明, 该系统能在很大程度上解决定位误差问题, 误差减小15%, 得到可靠的定位结果。