检索结果-内蒙古大学图书馆

半导体光电 2024年第4期45卷 669-674页

作者：徐俊健任嘉楠吕峥辛璟焘祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

提出了一种基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法,该算法直接利用插值补零后的预测器和更新器对信号进行分解和重构,确保逼近信号和细节信号的长度与原始信号相同,避免重构后信号失真。模拟信号和光纤陀螺输出信号的仿真实验... 详细信息

提出了一种基于冗余第二代小波变换的光纤陀螺实时降噪算法,该算法直接利用插值补零后的预测器和更新器对信号进行分解和重构,确保逼近信号和细节信号的长度与原始信号相同,避免重构后信号失真。模拟信号和光纤陀螺输出信号的仿真实验结果表明,该算法能够较好地保留信号的时域特征,保证信号的完整性和准确性,不受降噪过程的影响,同时量化噪声降低了约50.23%,角度随机游走降低了约19.14%,零偏不稳定性降低了约53.02%,为光纤陀螺信号处理提供了一种有效的方法。

关键词：冗余二代小波光纤陀螺实时降噪预测器更新器

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方向性JPS的移动机器人全局路径规划方法

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重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第10期36卷 192-199页

作者：马少博王立勇丁炳超王超苏清华北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对传统JPS算法存在搜索节点数多、搜索方向不明确和搜索时间长等问题,提出一种结合目标点方向信息的改进JPS算法。融合目标点方向向量和节点初始搜索方向,构建跳点搜索方向优先级,使跳点在扩展过程中优先向目标点方向检索,减少搜索不... 详细信息

针对传统JPS算法存在搜索节点数多、搜索方向不明确和搜索时间长等问题,提出一种结合目标点方向信息的改进JPS算法。融合目标点方向向量和节点初始搜索方向,构建跳点搜索方向优先级,使跳点在扩展过程中优先向目标点方向检索,减少搜索不必要的节点,在降低路径规划计算量的同时提高搜索效率。在不同尺寸、不同障碍物复杂度的栅格地图中对改进JPS算法进行仿真验证。实验结果表明:相比于传统JPS算法,改进JPS算法在路径规划过程中平均搜索时间减少43%~64%,节点总数减少38%~64%,跳点利用率超过50%。将改进JPS算法应用于基于ROS的实际机器人导航实验中,证明改进JPS算法能高效、快速地解决移动机器人全局路径规划问题。

关键词：移动机器人路径规划跳点搜索算法

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一种基于CNN的混叠光谱解调算法及FPGA实现

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半导体光电 2024年第2期45卷 295-302页

作者：任嘉楠焦点杨铎徐春锋辛璟焘北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

为了解决光纤布拉格光栅(FBG)传感网络的光谱信号混叠问题,基于现场可编程门阵列(FPGA)提出了一种利用卷积神经网络(CNN)模型的混叠光谱信号解调算法,并对其进行硬件实现与加速。通过对模型参数进行定点数量化,压缩网络模型的存储空间,... 详细信息

为了解决光纤布拉格光栅(FBG)传感网络的光谱信号混叠问题,基于现场可编程门阵列(FPGA)提出了一种利用卷积神经网络(CNN)模型的混叠光谱信号解调算法,并对其进行硬件实现与加速。通过对模型参数进行定点数量化,压缩网络模型的存储空间,提高FPGA中DSP资源的利用率;利用循环展开和数组重排等硬件优化方法,提高了系统实时性,确定了算法的并行计算方案。研究结果表明,在100MHz的时钟下,测试集解调精度为1.19pm,推理速度为每帧14.96μs,光谱解调速率为60kHz,对于FBG混叠光谱信号解调具有较高的精度和速率。

关键词：光纤光栅混叠光谱 FPGA 卷积神经网络硬件加速

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单模-空芯-单模光纤微结构应变传感特性研究

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半导体光电 2024年第4期45卷 515-522页

作者：王磊张钰民姚霁峰骆飞祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

设计了一种单模-空芯-单模光纤微结构应变传感器,利用光束传播法进行仿真分析,建立了波长-应变关系模型,并对其应变特性、温度特性进行实验研究。实验结果表明,在0~340με范围内的拉伸应变灵敏度和-340~0με范围内的压缩应变灵敏度分... 详细信息

设计了一种单模-空芯-单模光纤微结构应变传感器,利用光束传播法进行仿真分析,建立了波长-应变关系模型,并对其应变特性、温度特性进行实验研究。实验结果表明,在0~340με范围内的拉伸应变灵敏度和-340~0με范围内的压缩应变灵敏度分别高达-4.19和-4.26 pm/με,线性度分别为0.9971和0.9981;在20~70℃范围内的温度灵敏度为9.6 pm/℃,线性度达到0.9909。该传感器制作简单且具有较高的应变灵敏度,可以实现应变测量。

关键词：空芯光纤多模干涉应变传感器灵敏度光纤传感

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基于SSA-VMD和1.5维包络谱的齿轮箱磨损故障诊断的研究

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现代制造工程 2022年第5期 130-137,23页

作者：毕浩程蒋章雷吴国新刘秀丽栾忠权北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对强噪声背景下行星齿轮箱特征提取困难的问题,提出一种基于樽海鞘群算法优化变分模态分解(SSA-VMD)结合1.5维包络谱的故障诊断方法。该方法首先运用樽海鞘群算法(SSA)优化变分模态分解(VMD)的参数;然后运用自相关系数对分解信号进行... 详细信息

针对强噪声背景下行星齿轮箱特征提取困难的问题,提出一种基于樽海鞘群算法优化变分模态分解(SSA-VMD)结合1.5维包络谱的故障诊断方法。该方法首先运用樽海鞘群算法(SSA)优化变分模态分解(VMD)的参数;然后运用自相关系数对分解信号进行重构,降低噪声的干扰;最后运用1.5维包络谱对重构信号进行故障的特征提取。在实验部分,首先通过仿真试验将SSA-VMD与变分模态分解(VMD)进行对比,验证了SSA-VMD的优越性;然后搭建行星齿轮箱磨损故障全生命周期实验台采集振动信号,运用SSA-VMD结合1.5维包络谱的方法提取出了振动信号的故障特征频率,总结了行星齿轮箱磨损故障演化规律。研究结果表明:随着磨损故障程度的加深,故障特征频率出现次数明显增多,凭借这一规律,有利于实现对行星齿轮箱磨损故障的诊断;该结果可为行星齿轮箱磨损的故障诊断提供依据。

关键词：变分模态分解樽海鞘群算法 1.5维包络谱行星齿轮箱故障诊断

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单点柔性支承的飞轮转子系统电涡流油膜混合阻尼减振性能

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期39卷 1-7页

作者：木孟良唐长亮聂海杜陈浩岩徐恒磊北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对传统摆动油阻尼器减振性能不足的问题,提出了一种以支承弹簧为弹性元件的油阻尼器结构,并在油阻尼器的基础上,引入了电涡流阻尼,设计了新型的电涡流油膜混合阻尼器。搭建了飞轮旋转试验系统,研究不同支承刚度下不同阻尼对飞轮转子... 详细信息

针对传统摆动油阻尼器减振性能不足的问题,提出了一种以支承弹簧为弹性元件的油阻尼器结构,并在油阻尼器的基础上,引入了电涡流阻尼,设计了新型的电涡流油膜混合阻尼器。搭建了飞轮旋转试验系统,研究不同支承刚度下不同阻尼对飞轮转子系统幅频特性和临界转速的影响,对比分析了不同转速时的轴心轨迹和时域波形。结果表明,相较于油阻尼器和电涡流阻尼器,电涡流油膜混合阻尼器在减振效果上表现最佳,在临界转速附近,减振率最高可达82.67%。研究结果为单点柔性支承的飞轮转子系统振动控制提供了技术支撑。

关键词：飞轮转子系统油阻尼器电涡流阻尼器混合阻尼器减振试验

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基于工况参数信息的摩擦界面形貌反演

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期39卷 33-40页

作者：王煜鑫吴健鹏杨成冰王立勇黄晓赞北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

为优化湿式离合器设计,增强传动系统可靠性,并为工程研究与应用提供基础数据,以湿式离合器为研究对象,设计通用机械性能测试仪(universal mechanical testing machine,UMT)摩擦磨损试验机盘-盘实验,在给定工况下应用循环神经网络(recurr... 详细信息

为优化湿式离合器设计,增强传动系统可靠性,并为工程研究与应用提供基础数据,以湿式离合器为研究对象,设计通用机械性能测试仪(universal mechanical testing machine,UMT)摩擦磨损试验机盘-盘实验,在给定工况下应用循环神经网络(recurrent neural network,RNN)算法,构建了湿式离合器摩擦元件三维微界面形貌反演模型。通过对比11组工况下的真实值和反演值,验证了RNN反演模型的准确性,其中测试工况的平均绝对百分比误差为4.04%,决定系数为0.9806。最后,借助反演模型分析了转速和压力2个工况参数对界面形貌特征的影响,湿式摩擦副界面形貌受压力的影响较为显著。

关键词：微界面形貌数据反演循环神经网络湿式摩擦副

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基于EfficientDet的风机叶片缺陷检测方法

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电子测量技术 2022年第5期45卷 124-131页

作者：辛彦吴国新左云波北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

受工作环境恶劣等原因影响,风机叶片常会出现裂纹、凹坑等缺陷。针对当前常用目标检测算法对风机叶片小尺寸缺陷检测准确率低的问题,提出一种基于EfficientDet算法的风机叶片缺陷检测方法。首先采集图像数据并建立Pascal VOC格式的风机... 详细信息

受工作环境恶劣等原因影响,风机叶片常会出现裂纹、凹坑等缺陷。针对当前常用目标检测算法对风机叶片小尺寸缺陷检测准确率低的问题,提出一种基于EfficientDet算法的风机叶片缺陷检测方法。首先采集图像数据并建立Pascal VOC格式的风机叶片缺陷图像数据集,然后对EfficientDet算法中的主干特征提取网络进行改进,减少向下采样次数并调整有效特征层从而增强主干特征提取网络对小尺寸缺陷的检测能力,同时为特征融合网络增加融合路径提升算法的多尺度特征融合能力,选用FReLU作为激活函数实现像素级空间信息建模,并通过Mosaic数据增强和Focal Loss损失函数增加小尺寸缺陷样本对于检测器的贡献。在建立的风机叶片缺陷图像数据集上的测试结果表明改进后的算法模型平均类别精度达到了96.15%,相较于原版的EfficientDet提升了3.77%,对小目标的检测性能有明显提升。

关键词：深度学习目标检测 EfficientDet 图像处理风机叶片

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面向齿轮箱内部旋转元件的无线携能传感系统

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期39卷 77-83页

作者：黄冉耀贾然北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对齿轮箱智能运维技术中面临的旋转元件动态运行状态难以直接实时测量的难题,构建了一种基于无线携能通信(simultaneous wireless power and information transfer, SWPIT)的旋转元件状态传感系统。设计了系统电路拓扑结构,通过理论... 详细信息

针对齿轮箱智能运维技术中面临的旋转元件动态运行状态难以直接实时测量的难题,构建了一种基于无线携能通信(simultaneous wireless power and information transfer, SWPIT)的旋转元件状态传感系统。设计了系统电路拓扑结构,通过理论计算分析了齿轮箱内部金属元件对传感系统电路参数的影响规律,并使用有限元方法探究了金属齿轮对传感系统中线圈参数的影响,获得了各线圈在系统中的最佳安装位置;此外,设计了传感系统的电能传输、全双工通信电路的实现方案,并开展了齿轮箱内部元件状态采集实验。本系统为旋转设备内部元件运行状态的监测奠定了技术基础。

关键词：齿轮箱状态监测无线传感全双工通信

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钻柱的黏滑与高频扭转耦合振动测量与分析

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石油机械 2024年第5期52卷 40-46页

作者：李玉梅邓杨林张涛于丽维刘明北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室新疆油田公司工程技术研究院天津开发区鑫昌达船舶工程有限公司

钻井系统的自激扭转振动会导致钻头和地层之间的接触力或切削力相对速度出现下降特征。为减轻这种机制的影响,通过对三轴振动的时域、频域分析,研究了钻柱扭转振动特征。研究结果发现,低频的扭转振动会引发黏滑振动,黏滑振动频率为0.128... 详细信息

钻井系统的自激扭转振动会导致钻头和地层之间的接触力或切削力相对速度出现下降特征。为减轻这种机制的影响,通过对三轴振动的时域、频域分析,研究了钻柱扭转振动特征。研究结果发现,低频的扭转振动会引发黏滑振动,黏滑振动频率为0.128 Hz,三轴振动和转速会出现周期性波动。钻柱发生高频扭转振动(HFTO)时,三轴加速度都出现了177.2 Hz的主频率。时域分析发现,切向加速度远大于轴向和法向加速度峰值,均方根值也较高,表明切向振动波动较大、能量高,说明此时井下正发生扭转振动。黏滑与HFTO发生耦合时,法向加速度会出现2个主频,即黏滑时的主频和HFTO的主频。高扭转频率会提高扭矩和机械转速导致钻具疲惫。研究结果对描述扭转振动的特征,判断钻井过程是否发生黏滑、HFTO和及时采取消除黏滑振动、缓解钻具疲惫技术措施具有指导作用。

关键词：钻柱扭转振动黏滑高频扭转振动频率振动耦合

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