基于MCU的高精度太阳位置传感器赵卫东;基于单片机(MCU)和双轴驱动的太阳位置传感器,是在一块方形底板上,安装一高度为10cm双层十字形挡光板,将底板分割成6个受光区;每区各有一直径1 mm的透光孔,孔下各安装1只光敏电阻器,感知各区光照情况。根据Ⅰ～Ⅳ区光照度的差异,确定电机调整方向,根据Ⅴ区和Ⅵ区光强变化,判断是否对齐太阳;在方向判断环节设置Δu经验值参数,在跟踪控制环节采用"自我比较"方法,有效降低了光敏电阻离散特性带来的影响,使跟踪精度可达0. 2°。

2020年03期 v.39;No.337 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于磁弹性膜片位置变化对检测信号的影响分析周德强;王华;陈德文;曹丕宇;针对激励信号的直流偏置与磁弹性膜片相对于线圈的位置会对检测结果存在着一定影响,开展对激励信号的直流偏置与磁弹性膜片在线圈中的不同位置进行了试验研究。试验结果表明:磁弹性膜片在线圈中部时的共振频率明显小于磁弹性膜片处在线圈两端时的共振频率,其共振频率的差值可以达到0. 9 k Hz,因此位置的变化对检测结果有着较大的影响;质量引起的共振频移与传感器基频呈线性关系,因此基频较高时,传感器的灵敏度较高。

2020年03期 v.39;No.337 10-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 928K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 双频激光干涉仪互补校准式高精度位移检测系统研究张帆;刘瑾;杨海马;为了实现光栅刻划机的超高精度定位,提出互补校准式方法实现高精度位移检测,以光栅尺作为纳米定位平台的定位测量装置,双频激光干涉位移测量系统作为测量基准对光栅尺测量误差进行补偿校准,提高光栅尺测量精度,从而达到精准定位。基于双频激光干涉的测量原理,推导了干涉位移计算公式、补偿公式,对超高精密测量光路进行搭建,并利用Edlen公式给出了一种有效的波长实时补偿方法,以提高位移测量精度。采用步进采样比对法验证系统的可行性,经过校准后的系统将精度从±0. 5μm提高到±0. 1μm,满足光栅刻划机精度检测需求。经过实验验证,提出的系统对纳米级定位检测是可行的。

2020年03期 v.39;No.337 14-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] CuO-SnO2花状结构复合材料的制备及气敏特性研究王伟远;时卓;采用简单的一步水热合成路线制备了CuO-SnO_2花状结构复合材料,通过SEM,XRD,XPS对相应的微观结构进行了分析表征。结果显示:所制备的花状结构由形状、大小相似的纳米片组装而成,直径为2～5μm,CuO的含量对SnO_2花状结构没有影响。将制得的花状结构复合材料构筑旁热式气敏元件,并采用静态配气法测试了气敏元件对三甲胺气体的敏感特性。结果表明:相比于纯Sn O_2元件,CuO-SnO_2元件对三甲胺气体表现出灵敏度高、检测下限低、选择性好、响应和恢复迅速等优点,其气敏性能的提高归因于SnO_2与CuO接触面p-n异质结的构筑及CuO的催化特性。

2020年03期 v.39;No.337 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1264K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于MLE的偏振光传感器角度解算模型曹闻达;褚金奎;关传泷;针对偏振光传感器精度易受环境随机噪声影响的缺点,引入高斯分布理论,建立了具有物理性质的随机特性解算模型,并基于极大似然估计法(MLE),解算出偏振光导航传感器偏振角。分析了传统解算模型与该解算模型的差异。对比该解算模型与传统解算模型的精度差,结果表明:新解算模型具有较高的精度和稳定性,能够较好地提升偏振光导航传感器的制导精度。

2020年03期 v.39;No.337 22-24+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1086K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 平面阵列电容传感器优化马敏;邓晨肖;吴轲;非金属复合材料内部出现损伤会有不同的介电特性,可以采用平面式阵列电容传感器实现损伤可视化检测。针对平面式的44电极阵列结构,研究屏蔽层和传感器相关参数对数据测量和成像效果的影响。仿真与实验结果表明:传感器极板的最佳间距为3 mm,加入边缘屏蔽和极间屏蔽后可以改善传感器的性能;并且随着极间屏蔽宽度的增加,灵敏度的均匀性和测量灵敏度都会大幅提高,电容测量的动态范围有所减小,以此可以提高平面阵列电容传感器的检测能力。

2020年03期 v.39;No.337 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于能量重构的MBN材料硬度检测算法研究张翔;高晓蓉;郭建强;崔鹏宇;传统硬度测试方法会损伤材料,采用一种无损检测方法即磁巴克豪森噪声(MBN)法测试不同硬度的低合金钢试件。根据MBN信号分布特点,采用基于小波处理的全局阈值部分重构算法,对信号降噪后,提取能量特征,得到能量归一化分布图。实验表明:该算法优于传统阈值去噪法; MBN信号与硬度有着很高的相关性;不同子频带的能量归一化比例反映了材料硬度变化的特征;不同硬度材料的近矫顽力场强分布呈现一定规律。

2020年03期 v.39;No.337 30-33+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 提取激光雷达点云线特征的快速定位方法刘耀;姜民政;杨胡坤;宋健;针对传统迭代最近点(ICP)算法进行雷达数据匹配时效率低、实时性差的问题,提出一种基于室内激光雷达点云数据线性化表达的快速定位方法。对点云数据进行分割和线性拟合,提取线段的长度、方向角和质心坐标等参数作为环境的线性表达信息。从线性信息中提取室内环境的主朝向,实现旋转粗匹配,在此基础上进行线段配对,最后对旋转角进行精确匹配。对比传统ICP定位法,该算法需要处理的数据量小,定位速度明显提高,平均用时为传统算法的35%,并且匹配精度与传统ICP算法相近,二者旋转角度偏差小于1°,平移量偏差小于1 cm,即该算法能够在保证精度不变的情况下提高运算效率。

2020年03期 v.39;No.337 34-37+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于高温质子导体的全固态电位型氢传感器气敏性能研究陈建勋;以铟掺杂锆酸钙高温质子导体为固体电解质,氢化锆为参比,制备了一种全固态高温氢传感器,研究了氢气体积分数和温度对传感器电动势的影响。成型并烧结出一批尺寸均匀、致密、无成型缺陷的固体电解质管。在600～800℃工作温度范围内,传感器对体积分数为0. 005～0. 1氢气具有良好的电动势响应行为,稳定电动势与氢气浓度对数呈线性关系,温度越高,传感器测氢灵敏度越高。根据已有测试数据,以温度和电动势为变量,建立了传感器测氢经验模型。

2020年03期 v.39;No.337 38-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] 基于温度和电压调控的传感器阵列研究李福安;邹杰;金涵;徐彩霞;简家文;考虑到电化学传感器可以通过改变其工作温度和偏执电压提高其对特定目标气体的响应选择性,构建了一种单一敏感电极电化学传感器,通过调控其工作温度和偏置电压,得到该传感器对待测有害气体C_3H_6,CO和NO_2的响应模式。结果表明:通过改变传感器的工作温度和偏置电压可以明显地改变其对待测有害气体的电催化行为,从而得到不同的响应模式,并结合主成份分析(PCA)算法,对这些待测有害气体实现有效识别。

2020年03期 v.39;No.337 42-45+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于ANSYS有限元方法的低频涡流检测仿真张玉宝;胡树丞;为了研究电涡流传感器在低频涡流检测中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,通过ANSYS建立电涡流传感器的检测模型,进行有限元法仿真分析,研究电涡流传感器探头线圈内外径之差、厚度、等效半径结构参数对电涡流传感器检测性能的影响。结果表明:线圈的内外径之差越小,探头的分辨率越高;减小线圈厚度有利于提高线圈较近距离的分辨率,增大线圈厚度有利于提高较远距离下的检测分辨率;当等效半径为2倍左右提离距离时(r=2d),探头的分辨率高。

2020年03期 v.39;No.337 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] 多层芯片键合界面的可靠性仿真分析韩志康;王勇勇;杨勋勇;杨发顺;为了提高芯片的集成度,采用三维堆叠,通过硅通孔(TSV)实现了芯片的垂直互联,能有效地增大集成度,采用键合技术实现三维集成互联,实现芯片的结构互联和电学互联,使用计算机模拟仿真键合工艺,可以有效地分析其可靠性并降低设计成本。通过COMSOL软件对双层芯片的键合工艺模拟仿真,并在工作温度下对可靠性进行分析。对两个含直径为14μm的TSV的芯片进行中间层为苯并环丁烯(BCB)的键合仿真。仿真结果表明:二层芯片所能承受的最大剪切力为20MPa,拉伸力为0. 45 N,与常见的焊接结果一致。仿真结果可以在一定程度上模拟键合界面的可靠性。在此基础上,模拟了不同间距,不同焊盘大小、不同焊接材料下的键合区域可靠性情况,并通过对Von mesis应力的观察,发现焊盘距离为25μm时,焊接可靠性最好;铜锡共晶焊接在焊盘半径较大时,可靠性高于铜-铜直接焊接。

2020年03期 v.39;No.337 50-52+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于惯性传感器的驾驶动作监测识别研究侯宇晗;朱玉杰;王景峰;陈雨诗;基于惯性传感器构建人体动作闭环研究框架;利用模拟驾驶试验台和Captiv可穿戴动作捕捉系统测量不同驾驶动作的各类参数;利用分类器并使用K最近邻算法对测量数据进行分析、分类,可达到监测识别驾驶动作的目的,从而识别出驾驶员的不良驾驶动作,并可在后续研究中予以提示。此研究为基于惯性传感器的驾驶动作监测与反馈系统提供了一种技术方法,为对该技术与其他技术的交叉融合提供思路。

2020年03期 v.39;No.337 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] 基于隐式低秩非负矩阵分解模型的人脸识别方法杨国亮;龚曼;针对非负矩阵分解(NMF)具有一定的稀疏性,但不足以进行有效的分类的问题,为了获得特征提取过程中缺失的高维数据结构信息和隐藏信息,提高非负矩阵分解的低秩性与稀疏性,提出一种基于隐式低秩表示的非负矩阵分解模型(NLatMF)。该模型将隐式低秩算法提取的原始数据非负的低秩部分和隐式部分应用于非负矩阵分解,更有效地解决了分类问题。将该模型用于图像分类,通过在Yaleface等人脸数据库上仿真,结果表明:新模型有效提高了识别率。

2020年03期 v.39;No.337 57-60+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于改进滑模变结构控制的SAPF仿真及实验研究李鑫;庄佳钰;周朋祥;杨桢;戈勇;为改善并联型有源电力滤波器(SAPF)在电网运行中抑制谐波和削弱抖振的能力,提出一种基于改进型的指数趋近律的滑模变结构控制策略,结合滑模变结构控制,引入状态量和饱和函数。建立SAPF仿真模型和实验装置,仿真结果表明:补偿后的电流总畸变下降到3. 25%,A相电流趋近于正弦波,通过对比改进前后的控制策略,并且在实验的基础上验证了所提出的策略能够很好地抑制尖峰现象,提高了有源电力滤波器的鲁棒性。

2020年03期 v.39;No.337 61-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于卷积神经网络的SVM疾病症状分类模型张强强;苏变萍;李敏;为解决疾病症状分类时传统特征提取方法存在特征维度较高和数据稀疏的问题,以及结合卷积神经网络(CNN)和支持向量机(SVM)的优势,提出了一种基于卷积神经网络的SVM疾病症状分类模型。用Skip-Gram根据维基中文语料库训练词向量,构成疾病症状文本二维特征矩阵,即卷积神经网络的输入层;通过卷积层提取文本特征,使用1-max pooling策略在池化层得到文本的局部最优特征;将局部最优特征组成融合特征向量作为SVM分类器的输入得到分类结果。经过与传统特征提取算法和CNN算法的实验结果的对比,验证了提出的模型在准确率、召回率和F1三个评价指标上均有显著提高。

2020年03期 v.39;No.337 64-67+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] 基于MPLM-RBFNN算法的移动机器人姿态控制方法刘杰超;邓琛;丁大民;韩宝磊;刘玉;以移动机器人为研究对象,针对机器人系统模型的不确定性和非线性,提出一种反步运动学控制与径向基神经网络(RBFNN)最小参数学习法(MPLM)结合的滑模控制(SMC)算法。使用径向基神经网络逼近系统中的不确定项,消除系统中不确定因素的影响,增强系统的鲁棒性。针对径向基神经网络中权值难以快速调整的缺陷,采用最小参数学习法设计单个参数以代替神经网络中的权值,以此来优化算法复杂度,增强控制的实时性,通过Lyapunov稳定性判别方法,证明了系统在有限时间内的收敛性与稳定性。实验表明:该方法可使控制器的结构简化,鲁棒性、实时性显著提高,易于在实际应用中实现。

2020年03期 v.39;No.337 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 基于SL0压缩感知的SAR图像重构方法周琦宾;吴静;结合合成孔径雷达(SAR)图像特点,提出一种基于改进光滑L0范数(MSL0)的压缩感知SAR图像重构方法。该方法采用"陡峭性"更大的近似双曲函数逼近离散的L0范数,将压缩感知SAR图像重构中L0范数最小化问题转化为光滑函数的最小值优化问题。其次,针对光滑L0范数(SL0)算法因使用最速下降法产生"锯齿现象"导致增加了SAR图像重构时间、重构后的SAR图像分辨率不高等缺点,引入混合优化算法,该算法结合最速下降法与拟牛顿法的优点,提高了SAR图像重构的速度与精度。实验表明,在相同外部条件下,所提出的SAR图像重构方法各方面性能均有较大提高。

2020年03期 v.39;No.337 72-75+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1781K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 融合HOG与颜色特征的长时运动目标跟踪方法陈强;尚振宏;刘辉;针对彩色的视频序列,传统的核相关滤波(KCF)跟踪方法没有考虑其中的颜色信息,且缺少遮挡处理方案,当目标在遮挡、光照变化等因素的影响下,不能很好地处理。本文结合HSV空间颜色信息,提出了一种多特征融合和对目标的丢失进行处理的跟踪方法,并且采用重检测的方法来应对目标丢失的问题。选取了公开测试视频集中的23段具有一定挑战性的视频序列,经过试验测试后,对比经典的KCF方法,平均中心位置误差(CLE)减少了29. 51像素,平均距离精度提升了23. 87%。实验结果表明:在目标发生快速运动、形态变化、遮挡、旋转等复杂情况下均具有较强的鲁棒性。

2020年03期 v.39;No.337 76-79+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1769K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]