首页期刊导航|科学技术与工程
期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
正式出版
收录年代

    考虑主动配电网下多区域综合能源系统间电能交互的优化调度策略

    孙文杰武家辉张强
    4539-4551页
    查看更多>>摘要：碳达峰碳中和的背景下、主动配电网(active distribution network,ADN)下多主体间能源共享有助于消纳弃风弃光.但随着各微网内风机光伏容量日益增加,每日微网净负荷峰谷趋势变化明显.传统分时电价逐渐很难发挥对微网的削峰填谷作用.提出考虑主动配电网下多主体能源共享调度策略,以主动配电网向下级微网的售电收益减去向主网购电成本所得净收益最大为目标函数,充分考虑下级多微网在电网议价下以微网自身运行成本最低为目标的调度自主性,运用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件将下级多主体电能共享联盟运行成本最低的目标转化为上级目标的约束条件.引入KKT乘子,同时运用大M法对非线性约束进行线性化处理,提高模型求解速度.在MATLAB的Gurobi环境下,对连续的上下层耦合变量乘积进行离散化处理.最后,在IEEE33节点的主动配电网算例中验证所提模型的有效性.

    主动配电网综合能源系统电能交互议价策略KKT优化调度

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于变分贝叶斯的容积H∞滤波在无人船载低成本MIMU对准的应用

    常兴国吴峻
    4552-4559页
    查看更多>>摘要：无人船在恶劣海况下对其船载低成本微机械惯性测量单元(micro inertial measurement unit,MIMU)进行初始对准,其精度不仅会受到海浪摇摆、浪涌等未知复杂干扰的影响,还会受传感器噪声的影响.针对这一问题,提出基于变分贝叶斯的H.滤波算法(variational Bayesian cubature H∞ filter,VBCH),从而实现在系统噪声或状态方程不确定且系统噪声和量测噪声同时具有"时变""厚尾"特性情况下的自适应鲁棒滤波.仿真实验表明,随着MIMU噪声的增大以及各项误差系数的不稳定性增强,系统噪声和状态方程逐渐变得不确定,基于卡尔曼滤波的自适应算法逐渐失效,而本文提出基于 H∞ 控制理论VBCH算法则能够继续保持一定的对准精度和算法鲁棒性:对无人船载低精度MIMU的天向对准精度达到1.5°,东向、北向对准精度能达到0.1°.满足无人船大失准角初始对准的要求,具有一定的应用价值.

    无人船对准抗干扰对准低成本MIMU对准VBCH算法自适应鲁棒滤波

      原文链接:
    • 万方数据

    基于时延估计的远场被动声源定位算法

    牛永建杨飞李海龙
    4560-4566页
    查看更多>>摘要：现有的基于时延估计的声源定位算法大多假定声源是近场源,而在手机等手持式声源定位设备这种小尺度传声器阵列的应用场景中,声源主要为远场源.传统的基于时延估计的声源定位算法在处理远场源时,效果不佳.为了实现在该类情景中快速而准确地定位,提出一种适用于远场源的定位算法;同时提出一种用于计算广义互相关-相位变换(generalized cross correlation phase transformation,GCC-PHAT)时延估计结果置信度的算法,置信度用于估算时差(time difference of arrival,TDOA)协方差矩阵和选用传声器对.将传声器视为节点,用置信度表示节点间的距离.将传声器对的选用问题转化为图论中的路径规划问题,即寻找经过所有节点的最长路径.MATLAB仿真实验结果表明:当声源归为远场源时,与传统Chan算法相比,本文提出的远场定位算法在准确度和精度方面都有很大优势.采用基于路径规划的传声器对筛选算法后,远场定位算法将具有优异的抗干扰能力,在低信噪比或者高混响时间等恶劣声学环境下,也具有令人满意的定位效果.

    时延估计估计结果置信度远场源声源定位GCC-PHAT传声器对的选择

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    面对分布式多域电磁态势感知的射频传感器设计

    雷瑶瑶白迪杨春勇周威任...
    4567-4573页
    查看更多>>摘要：射频传感器是电磁态势感知的一种重要手段,通过对射频信号进行探测和分析,为电磁态势感知提供必要的数据支撑.针对现有射频传感器存在的获取信息不全面、集成度差等问题,提出基于分布式架构,以时、频、空、能等多域为切入点,设计一款分布式的多域电磁态势感知射频传感器,对射频信号进行多域协同侦测,为分析和评估战场电磁态势提供重要参考.首先基于Zynq多进程(Zynq multi-processor,ZynqMP)处理器和ADRV9009射频收发芯片,设计了传感器的硬件方案,并完成了系统实物制作与测试,然后在软件算法方面,从时、频、空、能四个方面入手,分别就各域的关键特征指标,设计了相应的提取算法,最后设计了相应的功能和性能对比测试内外场实验.实测结果表明,传感器在时域所获得波形的震荡次数的误差小于1.92％,频域中对信号带宽和中心频率的测量误差分别小于3.2％和0.04％,能域中对能量的计算存在小于5.6％的误差,空域中来波方向角的测量误差小于2.7％,达到了预期设计要求.

    态势感知频谱感知射频传感器信号分析与处理

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于有限时间干扰观测器的改进模型水下机器人自适应鲁棒容错控制

    唐军陈善颖谢彬钱明炎...
    4574-4582页
    查看更多>>摘要：针对无人水下机器人(unmanned underwater vehicle,UUV)工作中存在的执行器故障,在系统不确定性与外界干扰下,提出一种基于有限时间扰动观测器(finite time disturbance observer,FTDO),并结合改进模型的自适应鲁棒容错控制方法.一方面,FTDO能在有限时间内对外界环境干扰进行估计;另一方面利用滑模控制加上径向基神经网络(radial basis function neyral network,RBF)的万能逼近特性,建立带有执行器故障的输入补偿;其中改进模型的引入解决了系统不确定性导致的输入饱和,提高了稳定性与鲁棒性;其次采用一种新型的双幂趋近律使滑模量在更短时间收敛到稳态误差界内;仿真与水池实验结果表明了所提方法相对于滑模控制有着更好的容错效果.

    无人水下机器人FTDO改进模型RBF自适应滑模快速双幂趋近律

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    飞行爬壁桥梁检测机器人的翼间气动干扰分析

    王正杰刘朝涛王鑫鑫
    4583-4590页
    查看更多>>摘要：为满足飞行爬壁桥梁检测机器人的功能特点,结构上,飞行爬壁机器人在飞行状态下时,四个旋翼不在同一平面而是处于一种纵列式排列.针对这种纵列式旋翼间存在的复杂气动干扰,先对单旋翼流场进行计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真并验证其可靠性.在此基础上分别对纵列式双旋翼在不同横间距、不同纵间距、不同转速的情况下进行气动仿真.然后根据仿真结果进行分析,得到横纵间距以及转速对前后旋翼以及整个系统的气动特性影响.仿真结果表明:横间距对纵列式旋翼间的气动干扰较大,而轴向间距相对较小,干扰程度与转速相关.可见本文结论可为飞行爬壁机器人的旋翼布局、转速、可行性等提供依据.

    飞行爬壁桥梁检测机器人纵列式计算流体动力学(CFD)气动干扰流体仿真

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    船用起重机多绳系统同步运动控制策略

    黄哲赵庭祺王生海程宏宇...
    4591-4598页
    查看更多>>摘要：针对船用起重机在进行起升、变幅动作及受到外部扰动时,船用起重机多绳系统的减摇索之间无法实现同步运动的问题.首先建立了船用起重机多绳系统的运动学和动力学模型,接着提出了模糊PID(proportional,integral,derivative)控制策略,最后采用MATLAB/Simulink软件进行仿真分析.结果表明:在模糊PID控制策略下,多绳系统期望绳长与实际绳长的误差逐渐趋向于零,期望绳长速度与实际绳长速度的误差逐渐趋向于零,相比于传统的PID控制效果,模糊PID控制策略具有更高的鲁棒性.

    船用起重机多绳系统模糊PID动力学

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于核极限学习机的下肢关节力矩预测方法

    宋永献王祥祥李媛媛夏文豪...
    4599-4606页
    查看更多>>摘要：针对极限学习机(extreme learning machine,ELM)预测下肢关节力矩时,随机初始化输入权重和偏置影响模型准确度问题,提出一种基于核极限学习机(kernel based extreme learning machine,KELM)的下肢康复机器人关节力矩预测方法.该方法将高斯核函数与ELM相融合,并采用遗传算法(genetic algorithm,GA)与粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)结合的基因粒子群GAPSO对KELM的参数进行优化.首先,采集1位在跑步机上以0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 m/s等5个不同速度行走的右下肢偏瘫患者运动数据并对数据进行预处理;其次,通过GAPSO对KELM进行优化,获得最优正则化系数C和核函数宽度参数S,将输出关节力矩与反向生物力学分析计算的关节作比较;最后,利用均方根误差(root mean square error,RMSE)和相关系数P来评价算法优越性.实验结果表明,基于GAPSO优化后的KELM(GAPSO-KELM)算法相对于PSO-KELM算法、KELM算法和ELM算法的平均最大均方根误差分别降低14％、18％、28％,且P除了 0.8 m/s右侧踝关节内外翻是0.79外,其余P最小是0.84,GAPSO-KELM算法进一步提高预测精度,使其为康复治疗提供更有效的算法支持.

    高斯核函数极限学习机粒子群优化算法遗传算法均方根误差相关系数

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    融合三维螺旋运动和混合反向学习策略的改进鹈鹕优化算法

    李彦苍李一凡王钊王育德...
    4607-4617页
    查看更多>>摘要：针对鹈鹕优化算法收敛速度较慢、初始化过程随机产生初始种群导致种群多样性差,在后期易陷入局部最优等问题,提出了一种融合三维螺旋飞行和混合反向学习策略的鹈鹕优化算法.首先使用Gauss映射初始化种群,提高种群多样性;其次利用三维螺旋飞行和混合最优最差反向学习策略,加强算法跳出局部最优的能力;最后,引入自适应平衡因子与自适应步长,提出鹈鹕坠落策略,以模拟捕食过程中群体的微小变化.最后,通过12个基准函数和实际案例对IPOA(improved peli-can optimization algorithm)进行测试,并与8个仿生算法进行对比,测试结果与Wilcoxon符号秩和检验结果均表明IPOA收敛精度与稳定性等各项性能都有所提升,具有明显优势.

    鹈鹕优化算法Gauss映射三维螺旋运动策略反向学习自适应平衡因子自适应步长

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    融合两帧差分法的改进视觉背景提取算法

    舒兆翰李小龙吴从辉
    4618-4625页
    查看更多>>摘要：针对视觉背景提取(visual background extractor,ViBe)算法在运动目标检测过程中容易受到噪声干扰的问题,将两帧差分法融入ViBe的前景检测阶段,提出一种融合两帧差分信息的改进ViBe算法(ViBe with two-frame differencing,ViBe-TD).首先,设计单阈值形ViBe(single-threshold form of ViBe,S-ViBe)检测,为信息融合做准备;其次,基于逻辑斯蒂(logistic)回归模型,实现像素点上两帧差分和S-ViBe检测信息的融合;最后,综合两类检测信息完成前景像素点的判定.实验结果表明,ViBe-TD算法在4种不同场景视频上的检测效果达到了 0.932的平均精确率,0.785的平均召回率以及0.842的平均F1 值.与原算法相比,ViBe-TD算法的各项指标平均有0.158的提高,具有良好的检测效果.

    运动目标检测视觉背景提取两帧差分逻辑斯蒂回归信息融合

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普