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面向空间应用的嵌入式系统软件重构技术 被引量:7
1
作者 王婷 高玉娥 董文博 《测控技术》 CSCD 2017年第2期111-114,119,共5页
针对空间应用软件系统高可靠、可扩展的需求,提出了一种在TMS570上的软件重构技术和实现方法。采用在应用编程(IAP,in-application programming)的原理,深入研究了TMS570嵌入式系统重构的技术原理和关键技术;采用"APP1(带BootLoade... 针对空间应用软件系统高可靠、可扩展的需求,提出了一种在TMS570上的软件重构技术和实现方法。采用在应用编程(IAP,in-application programming)的原理,深入研究了TMS570嵌入式系统重构的技术原理和关键技术;采用"APP1(带BootLoader)+APP2"的架构,将IAP功能耦合在主程序中,可通过地面数据注入的方式更新空间应用软件,同时还具备局部代码更新功能。注入程序经过验证,可以在4.4s内上传100KB数据量的程序代码。该方案为空间应用软件的开放性设计、可靠性设计提供了依据。 展开更多
关键词 软件重构 IAP 空间应用 TMS570
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空间站科学实验载荷通用地面检测系统设计 被引量:3
2
作者 吉经纬 李琳 +3 位作者 于歌 汪斌 任伟 吕德胜 《测控技术》 2021年第4期70-75,共6页
目前空间站各科学实验载荷地面检测系统不通用,同时在轨开展实验可调参数众多,且天地数据交互存在延时,使得在轨实验耗时长。为解决上述问题,提出了一种基于Qt、SQLite3、Python的通用地面检测系统设计。采用了软件模块化思想,通过修改... 目前空间站各科学实验载荷地面检测系统不通用,同时在轨开展实验可调参数众多,且天地数据交互存在延时,使得在轨实验耗时长。为解决上述问题,提出了一种基于Qt、SQLite3、Python的通用地面检测系统设计。采用了软件模块化思想,通过修改配置文件满足不同科学实验载荷的地面测试需求。同时该设计基于人工智能技术,通过遥科学手段与在轨载荷实时通信,将载荷的科学实验当作黑盒函数,利用遥科学回传的实验结果来构建目标函数。运用神经网络算法拟合科学实验、SciPy调用LBFGS-B预测参数的方法优化载荷的在轨实验。目前该设计已在空间站超冷原子实验和空间站高精度时频柜冷原子微波钟实验设备的地面调试中开展应用,预计载荷在轨开展实验后,能将在轨调试参数的时间从数个月缩短至几周内完成。 展开更多
关键词 测试计量 通用地面检测系统 人工智能 空间站 遥科学
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基于多模态学习的空间科学实验图像描述 被引量:2
3
作者 李沛卓 万雪 李盛阳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2944-2955,共12页
为了让科学家快速定位实验关键过程,获取更为详细的实验过程信息,需要对空间科学实验自动添加描述性文字内容。针对空间科学实验目标较小且数据样本较少的问题,本文提出了基于多模态学习的空间科学实验图像描述算法模型,主要分为四部分... 为了让科学家快速定位实验关键过程,获取更为详细的实验过程信息,需要对空间科学实验自动添加描述性文字内容。针对空间科学实验目标较小且数据样本较少的问题,本文提出了基于多模态学习的空间科学实验图像描述算法模型,主要分为四部分:基于改进U-Net的语义分割模型,基于语义分割的空间科学实验词汇候选,自下而上的通用场景图像特征向量提取和基于多模态学习的描述语句生成。此外,本文构建了空间科学实验目标数据集,包括语义掩码标注和图像描述标注,来对空间科学实验进行图像描述。实验结果表明:相对于经典的图像描述模型Neuraltalk2,本文提出的算法在精度评定方面,METEOR结果平均提升了0.089,SPICE结果平均提升了0.174;解决了空间科学实验目标较小、样本较少的难点,构建基于多模态学习的空间科学实验图像描述模型,满足对空间科学实验场景进行专业性、精准性的描述要求,实现从低层次感知到深层场景理解的能力。 展开更多
关键词 空间科学实验 图像描述 语义分割 多模态学习
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2016~2017年天宫二号空间实验室对地观测数据产品集 被引量:2
4
作者 覃帮勇 李盛阳 +11 位作者 郝忠翁 刘康 王博 张万峰 刘志文 谭洪 于海军 邵雨阳 刘云飞 秦曼 黑保琴 李轩 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2017年第4期59-70,共12页
天宫二号空间实验室于2016年9月15日成功发射,主要搭载3个对地观测载荷——宽波段成像仪、三维成像微波高度计及多波段紫外临边成像光谱仪。目前天宫二号运行稳定,本数据集存储了2016年9月至今经过预处理后的天宫二号的对地观测数据产... 天宫二号空间实验室于2016年9月15日成功发射,主要搭载3个对地观测载荷——宽波段成像仪、三维成像微波高度计及多波段紫外临边成像光谱仪。目前天宫二号运行稳定,本数据集存储了2016年9月至今经过预处理后的天宫二号的对地观测数据产品。这些存档的数据产品通过载人航天空间应用数据推广服务平台(http://www.msadc.cn)面向国内外应用与研究组织、机构和团体进行分发共享服务。本数据集中的数据产品在发布前经过质量筛选和确认,数据产品质量良好,可在大气、海洋与陆地的中大尺度地物目标监测中发挥重要作用,可开展土地覆盖分类、生态环境评价、海岸线变化监测、海洋动力环境监测、内陆水体水质监测、冰川及地形监测、中上层大气状态与扰动监测和臭氧预报等方面的研究与应用。 展开更多
关键词 天宫二号 对地观测数据集 宽波段成像仪 三维成像微波高度计 多波段紫外临边成像光谱仪
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航天应用载荷的高精度时间同步与共用信息分发 被引量:1
5
作者 邱爱华 乔旷怡 +1 位作者 陈寅元 张涛 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期16-26,共11页
应用载荷直接获取航天器平台的时间和公共测量信息,并不能完全满足载荷的高精度时间基准和共用信息使用需求。一些功能载荷具备向外输出高精度时间和状态测量信息的能力,但硬件接口资源有限。将功能载荷作为FC-AE-1553光纤网络的一个节... 应用载荷直接获取航天器平台的时间和公共测量信息,并不能完全满足载荷的高精度时间基准和共用信息使用需求。一些功能载荷具备向外输出高精度时间和状态测量信息的能力,但硬件接口资源有限。将功能载荷作为FC-AE-1553光纤网络的一个节点,在FC-AE-1553光纤网络中叠加IEEE 1588v2时间同步协议,功能载荷的高精度时钟源能同步给有需求的其他载荷。并在时间同步的前提下,将功能载荷的测量数据如定位数据、姿态数据和轨道数据等共用信息同步发送至网络上的其他载荷节点。通过时间同步与同步发送机制,解决了各载荷对高精度时间和共用信息的需求,弥补了专用信息硬件接口资源的不足。结果表明,与直接利用航天器平台的信息源相比较,当时钟源和共用信息来自功能载荷时,FC-AE-1553网络时间同步之后的时间基准精度和共用信息利用性能高出3个数量级,载荷获取的UTC时间精度达到百纳听语音聊科研与作者互动秒量级。 展开更多
关键词 时间同步 FC-AE-1553 应用载荷 共用信息 定位数据 姿态数据
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近圆轨道低轨航天器星地时频比对
6
作者 刘通 陈浩 郭鹏斌 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第1期105-112,共8页
针对使用微波双向“Λ”方式实现近圆轨道低轨航天器星地高精度时频比对的问题,提出一种使用短期过境数据的统计学特性生成伪测量数据、填充不可见时段的缺失数据,并计算时频比对长期稳定性的新算法,使用仿真数据校验了算法的有效性。... 针对使用微波双向“Λ”方式实现近圆轨道低轨航天器星地高精度时频比对的问题,提出一种使用短期过境数据的统计学特性生成伪测量数据、填充不可见时段的缺失数据,并计算时频比对长期稳定性的新算法,使用仿真数据校验了算法的有效性。为分析航天器定轨误差对时频比对的影响,利用Hill方程,星地时间比对中的相对运动模型和相对论频移模型分析计算了不同天稳指标对轨道误差的要求,ps量级天稳指标对轨道误差的要求为,径向和切向误差在10 m左右,法向误差约1 200 m;亚ps量级天稳指标对轨道误差的要求为,径向和切向误差在1 m左右,法向误差约120 m。结果表明,航天器定轨精度不是星地双向时间比对性能达到0.01ps量级短稳、亚ps量级天稳的限制性因素。 展开更多
关键词 时频比对 轨道确定 Hill方程 数据缺失 相对论频移
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星地融合网络智能路由技术综述 被引量:11
7
作者 曹素芝 孙雪 +3 位作者 王厚鹏 韩佳蓉 潘思妍 闫蕾 《天地一体化信息网络》 2021年第2期11-19,共9页
针对星地融合网络面临的复杂路由问题,调研基于软件定义的星地融合网络及智能路由研究进展,探讨基于深度强化学习的星上路由机制的训练与部署方案,并结合空间智能计算平台进行具体分析。
关键词 星地融合网络 软件定义网络 智能路由 深度学习
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一种空间相变换热器热设计与仿真分析及其改进 被引量:8
8
作者 麻才新 盛强 童铁峰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期409-417,共9页
基于相变计算方法即焓法处理相变材料凝固/融化模型,对一个以水为主动冷却介质,内填充石蜡类相变蓄热材料的板式相变换热器的换热进行数值模拟.得到了不同重力条件下冷却面的温度分布,相变材料在融化过程中的动态温度场分布、相变界面... 基于相变计算方法即焓法处理相变材料凝固/融化模型,对一个以水为主动冷却介质,内填充石蜡类相变蓄热材料的板式相变换热器的换热进行数值模拟.得到了不同重力条件下冷却面的温度分布,相变材料在融化过程中的动态温度场分布、相变界面分布、融化时间等结果,验证了该相变换热器的可行性.对比该相变换热器在重力与微重力不同条件下的性能差异,利用添加强化传热肋片与泡沫复合相变材料方法,提高了微重力条件下该类相变换热器的效率,可为空间相变蓄热装置的设计及实验研究提供重要参考. 展开更多
关键词 空间环境 石蜡 相变换热 微重力
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基于全卷积神经网络的空间植物图像快速识别 被引量:5
9
作者 樊帅 王鑫 阎镇 《计算机系统应用》 2018年第11期136-141,共6页
为解决空间站内航天员长期生存自给自足的问题,空间植物的研究变得越来越重要.目前,图像识别领域存在着浅层图像识别方法难以提取空间植物图像分层特征,以及深层卷积神经网络方法固定尺寸输入和识别时间较长的问题.因此,本文提出的基于... 为解决空间站内航天员长期生存自给自足的问题,空间植物的研究变得越来越重要.目前,图像识别领域存在着浅层图像识别方法难以提取空间植物图像分层特征,以及深层卷积神经网络方法固定尺寸输入和识别时间较长的问题.因此,本文提出的基于全卷积神经网络的方法,通过提取由浅层至深层的特征、深度融合光谱特征和空间特征,实现对空间植物图像的有效准确表示,从而实现空间植物图像的快速、精确识别. 展开更多
关键词 空间植物 图像识别 全卷积神经网络 特征融合 快速识别
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基于特征参数拟合的多地面目标双星星下点轨迹规划
10
作者 黄雄威 王蜀泉 +1 位作者 张扬 何胜茂 《中国科学院大学学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期665-676,共12页
为解决具有多次轨道机动能力、多探测目标、多探测器协同的对地观测任务的星下点轨迹规划优化问题,提出一种基于特征参数拟合的星下点轨迹快速计算方法,并采用基于数据库的星下点轨迹拼接方法建立优化模型。首先,对描述星下点轨迹的特... 为解决具有多次轨道机动能力、多探测目标、多探测器协同的对地观测任务的星下点轨迹规划优化问题,提出一种基于特征参数拟合的星下点轨迹快速计算方法,并采用基于数据库的星下点轨迹拼接方法建立优化模型。首先,对描述星下点轨迹的特征参数进行分析和提炼,采用多项式对特征参数进行拟合实现快速计算;然后,根据探测目标建立观测码数据库,再进一步整理成轨迹数据库;最后,建立基于轨迹数据库的优化模型,解决整个星下点轨迹规划问题。对第11届全国空间轨道设计竞赛的固定目标快速全覆盖任务进行仿真,能够在19.19 d内完成该任务,表明所提设计方法和方案,可用于各类近圆轨道的星下点轨迹设计。 展开更多
关键词 对地观测 星下点轨迹 特征参数拟合 数据库 轨迹规划 全国空间轨道设计竞赛
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基于激光雷达的气浮台定位系统设计与实现 被引量:13
11
作者 徐振宇 张永康 董文博 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1924-1930,共7页
设计并实现了一种基于嵌入式平台的激光雷达定位系统,用于特定场景下气浮台的定位与控制。系统主要由激光雷达传感器,DSP嵌入式控制器以及气浮台组成。DSP获取并处理激光雷达传感器原始数据、识别目标特征点、解算坐标值、实现对气浮台... 设计并实现了一种基于嵌入式平台的激光雷达定位系统,用于特定场景下气浮台的定位与控制。系统主要由激光雷达传感器,DSP嵌入式控制器以及气浮台组成。DSP获取并处理激光雷达传感器原始数据、识别目标特征点、解算坐标值、实现对气浮台位置的实时控制。文章给出室内环境特征点的提取方法、雷达坐标系与系统坐标系坐标转换算法,采用最小二乘法对识别点曲线拟合,并提取有效坐标点,解算物体坐标。实验结果表明,系统的平均定位误差为5 mm,角度误差小于1°,满足气浮台姿态控制所需的定位精度。 展开更多
关键词 市内定位 激光雷达 特征提取 坐标转换
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微重力条件下泡沫复合相变材料蓄热装置数值仿真 被引量:5
12
作者 张靖驰 盛强 +1 位作者 任维佳 童铁峰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期336-343,共8页
相变材料由于相变过程中吸收或者释放大量能量且过程近似等温这一特性而有巨大的应用潜力,将相变材料蓄热装置应用于航天器是维持航天器内各个单元工作温度的一种有效方法.提出一种基于正二十烷的相变蓄热结构方案,分别填充泡沫铜与泡... 相变材料由于相变过程中吸收或者释放大量能量且过程近似等温这一特性而有巨大的应用潜力,将相变材料蓄热装置应用于航天器是维持航天器内各个单元工作温度的一种有效方法.提出一种基于正二十烷的相变蓄热结构方案,分别填充泡沫铜与泡沫碳作为基体材料来强化相变材料的传热性能.通过对该模型进行数值仿真计算,得到相变蓄热装置温度、固液相界面位置随时间的变化等有效数据,分析泡沫相变蓄热材料在微重力条件下相变界面的演变过程.结果显示,得益于其较高的导热系数,泡沫复合相变材料可将热源热量有效分散到其他区域,减缓热源面温度上升速度,并且降低重力变化对传热的影响.所得数据结果为泡沫复合相变材料的工程应用提供了科学依据. 展开更多
关键词 相变材料 泡沫碳 泡沫铜 数值仿真 微重力
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电磁航天器编队悬停鲁棒协同控制方法 被引量:6
13
作者 张亚博 师鹏 +1 位作者 张皓 赵育善 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期388-397,共10页
针对电磁航天器编队近地轨道悬停问题,提出一种在缺少参考轨道准确信息时的协同控制方法。用TH方程描述航天器间的相对运动,选择与参考轨道同周期的圆轨道为标称轨道。将参考轨道相对于标称圆轨道的偏差、地球非球形引力、大气阻力及其... 针对电磁航天器编队近地轨道悬停问题,提出一种在缺少参考轨道准确信息时的协同控制方法。用TH方程描述航天器间的相对运动,选择与参考轨道同周期的圆轨道为标称轨道。将参考轨道相对于标称圆轨道的偏差、地球非球形引力、大气阻力及其他天体引力等参数单独归类,视其为不确定量,构成不确定系统。通过引入一致性理论,在电磁作用模型和动力学方程均存在不确定性的条件下,针对航天器编队悬停的目标设计了鲁棒协同控制律。考虑能量消耗最优和均衡以及轨道姿态解耦,给出了通过优化进行磁矩配置的方案。仿真结果表明,所设计的鲁棒协同控制律能够实现编队电磁航天器高精度悬停,所给出的磁矩配置方案能够实现磁矩的合理分配。 展开更多
关键词 电磁航天器 编队飞行 一致性协议 鲁棒控制 悬停
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基于相关向量机的齿轮传动系统故障诊断 被引量:3
14
作者 董少君 马超 +1 位作者 宋磊 栾忠权 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第12期24-26,30,共4页
针对行星齿轮和轴承在实际应用中故障诊断问题,提出了基于相关向量机(RVM)和变分模态分解(VMD)的行星传动系统故障诊断方法。首先,在行星传动系统实验台上进行了6种工况的模拟实验,包括正常状态、行星齿轮断齿、齿面磨损、轴承滚动体缺... 针对行星齿轮和轴承在实际应用中故障诊断问题,提出了基于相关向量机(RVM)和变分模态分解(VMD)的行星传动系统故障诊断方法。首先,在行星传动系统实验台上进行了6种工况的模拟实验,包括正常状态、行星齿轮断齿、齿面磨损、轴承滚动体缺失、“行星轮断齿+齿面磨损”和“行星轮断齿+轴承滚动体缺失”耦合故障状态;其次,对采集到的振动信号进行VMD分解得到若干个本征模态分量(IMF),通过计算各分量的能量、峭度及峰峰值组成故障特征向量;最后,通过对提取的故障特征进行训练和测试,从而识别区分出单一故障和耦合故障。结果表明:该方法在单一故障识别中基本可完全准确诊断,在耦合故障诊断中也表现较好。研究可为工程实践中行星齿轮箱故障诊断提供理论依据。 展开更多
关键词 行星齿轮 故障识别 相关向量机 变分模态分解
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基于天宫二号及Landsat8城镇生态环境现状评价 被引量:4
15
作者 木哈代思·艾日肯 张飞 +1 位作者 刘康 阿依努尔·玉山江 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2020年第4期209-218,共10页
城镇化进程引发一系列环境问题,对区域可持续发展有一定制约作用,利用多源遥感技术能以快速、准确、客观定量的优势揭示区域生态环境质量的现状,对监测区域生态环境质量有非常重要的意义。基于天宫二号宽波段成像仪及Landsat8 OLI-TIR数... 城镇化进程引发一系列环境问题,对区域可持续发展有一定制约作用,利用多源遥感技术能以快速、准确、客观定量的优势揭示区域生态环境质量的现状,对监测区域生态环境质量有非常重要的意义。基于天宫二号宽波段成像仪及Landsat8 OLI-TIR数据,采用主成分分析法,构建遥感生态指数(remote sensing based ecological index,RSEI)用于监测与评价我国西北干旱绿洲城镇生态环境现状,并探讨天宫二号宽波段成像仪数据在生态环境监测中的应用。结果表明:在当地生态环境起正向作用的指标是湿度(WET)、绿度(normalized difference vegetation index,NDVI),负向作用的是干度(normalized difference built-up index,NDBI)及热度(land surfce temperatune,LST),其中绿度(NDVI)对生态环境影响较大。2018年博湖县RSEI差等级[0,0.2)主要分布在城镇用地及北部未利用地;较差等级[0.2,0.4)主要分布在山体及沙地,受到平均气温较高,蒸发量较大,日照时较长等自然因素影响;湿地、耕地生态环境在良[0.6,0.8)和优等级[0.8,1.0]之间,说明该区域生态环境质量较好。根据生态环境质量空间分异特征,2018年研究区生态环境质量具有一定的内在联系,趋于集群的现象。该研究可为当地生态环境保护提供一定的科学依据。 展开更多
关键词 天宫二号宽波段成像仪 主成分分析 RSEI 城镇化
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对失效卫星特征点的自适应位姿跟踪控制 被引量:2
16
作者 王逍 师鹏 +1 位作者 温昶煊 赵育善 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期8-17,共10页
为满足对失效卫星上某个特征点位置悬停的同时使追踪星上敏感器指向该特征点,展开了对失效卫星特征点与追踪星间相对动力学建模与控制的研究。在追踪星本体坐标系下建立了六自由度相对位姿动力学模型,并结合失效卫星上特征点的运动规律... 为满足对失效卫星上某个特征点位置悬停的同时使追踪星上敏感器指向该特征点,展开了对失效卫星特征点与追踪星间相对动力学建模与控制的研究。在追踪星本体坐标系下建立了六自由度相对位姿动力学模型,并结合失效卫星上特征点的运动规律,给出追踪星的期望跟踪位置和期望跟踪姿态。考虑到追踪星质量、转动惯量、系统所受扰动力、扰动力矩及失效卫星转动惯量的不确定性,设计了复合自适应位姿跟踪控制律,并通过Lyapunov法证明了闭环系统稳定性。对输出受限情况,采取设计控制参数调节过程及输出限幅措施。在仿真条件下,系统在自适应控制律下能够以位置误差约1cm、姿态误差约0.01°完成位姿跟踪任务;增大不确定参数偏差后,位置跟踪误差增至约7cm,姿态误差增至约0.1°;对控制参数进行调节后,可在不影响跟踪精度的条件下在指定范围内限制输出幅值,将幅值限制在指定范围内,并减小控制所需冲量的9%和冲量矩的30%。 展开更多
关键词 失效卫星 姿轨耦合 位姿跟踪 自适应控制 模型不确定性
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基于遗传算法的管式除雾器多目标优化设计 被引量:5
17
作者 杨来顺 王建星 +1 位作者 孙煜 徐明海 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期792-801,共10页
开孔管式除雾器是一种具有较低流动阻力的除雾器,为了研究其结构对性能的影响、设计高效低阻的管式除雾器,借助计算流体力学(CFD)软件,分析了设计变量(翅片直径、螺距、管长和入口流速)对除雾效率和压降的单因素和多因素影响,通过响应面... 开孔管式除雾器是一种具有较低流动阻力的除雾器,为了研究其结构对性能的影响、设计高效低阻的管式除雾器,借助计算流体力学(CFD)软件,分析了设计变量(翅片直径、螺距、管长和入口流速)对除雾效率和压降的单因素和多因素影响,通过响应面法(RSM)建立数学关系式,并利用第2代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化设计,得到了一系列具有较高除雾效率和较低流动阻力除雾器结构的帕累托优化点集。结果表明,增加螺距、管长和入口流速有利于增加除雾效率,加长螺距可以减小流动阻力。与初始设计对比发现,帕累托优化点的除雾效率增加了20.2%,压降降低了60.5%。而且,帕累托优化结果的预测精度较高。 展开更多
关键词 管式除雾器 遗传算法 响应面法 多目标优化 数值模拟
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具有小步进和低相噪的频率合成器的设计 被引量:3
18
作者 蒋佳男 马忠松 《现代电子技术》 北大核心 2018年第16期9-12,共4页
为了设计具有小步进和低相噪的频率合成器,分析了直接式、锁相式和直接数字式频率合成器的优缺点,以及结合锁相环与直接数字式频率合成器的多种设计方案。在此基础上,使用DDS激励PLL的频率合成技术,设计了满足多种指标的频率合成器。该... 为了设计具有小步进和低相噪的频率合成器,分析了直接式、锁相式和直接数字式频率合成器的优缺点,以及结合锁相环与直接数字式频率合成器的多种设计方案。在此基础上,使用DDS激励PLL的频率合成技术,设计了满足多种指标的频率合成器。该合成器的步进是1 Hz,当频率是10 k Hz时,合成器的相位噪声低于-90 d Bc/Hz,同时其输出带宽较大。 展开更多
关键词 频率合成 锁相环 低相噪 小步进 频率合成器 杂散
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高帧频视觉实时目标检测系统 被引量:2
19
作者 杨鲁新 董文博 《电子技术应用》 2019年第4期109-112,117,共5页
为了实现高速场景下的智能实时目标检测,设计了一种基于ZYNQ7000系列FPGA的高速相机平台,并利用该平台进行目标检测算法实现,形成了一套高帧频实时目标检测系统样机。该系统将高速CMOS图像信号直接接入FPGA,在本地FPGA中进行数据处理,... 为了实现高速场景下的智能实时目标检测,设计了一种基于ZYNQ7000系列FPGA的高速相机平台,并利用该平台进行目标检测算法实现,形成了一套高帧频实时目标检测系统样机。该系统将高速CMOS图像信号直接接入FPGA,在本地FPGA中进行数据处理,实现目标检测算法,最终实时输出目标位置序列。FPGA设计采用流水线结构,对高速视频流图像逐级进行背景差分、二值化、质心解算的流水操作,实现了图像获取与目标检测同步进行。测试结果表明,该系统在560×480分辨率下可以实现大于1 100 f/s的实时目标检测,并输出目标位置,检测精度可达3个像素。 展开更多
关键词 ZYNQ7000 智能相机 高速相机 FPGA实时图像处理 并行计算 质心检测算法
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基于深度学习的探月雷达对月面浅表层不规则形状介质预测
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作者 李阳平 黄玲 +1 位作者 王珂 赵海峰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1222-1230,共9页
在月壤中掩埋的岩块几何形状和电性特征分布具有显著的不确定性,探月雷达(LPR)获得的回波信号的特征复杂,无法有效地对月壤内部结构进行精确的几何成像。该文提出一种基于主成分分析降维的深度学习数据处理方法,用于复杂月表以下岩石分... 在月壤中掩埋的岩块几何形状和电性特征分布具有显著的不确定性,探月雷达(LPR)获得的回波信号的特征复杂,无法有效地对月壤内部结构进行精确的几何成像。该文提出一种基于主成分分析降维的深度学习数据处理方法,用于复杂月表以下岩石分布结构的快速数字化成像,可以直接建立回波信号特征与月岩几何拓扑的关联关系。首先基于Apollo探月任务返回的月岩样品照片,利用边缘检测等图像处理方法提取月岩介质的几何轮廓,构建含有月岩块体的地层模型;针对信息冗余的时域回波信号,采用主成分分析法对高维空间的回波数据进行降维处理,然后利用基于均方根传递(RMSprop)的反向传播算法构建针对月岩介质上表面轮廓和位置的拟合预测模型。仿真结果表明,对于掩埋的具有复杂几何特征和高介电常数的单月岩块地层结构,深度学习R-square确定系数可达到0.93,月岩上表面轮廓和位置预测结果与真实模型重合度较高;同时也对复杂多月岩随机分布模型进行了探索性神经网络几何重建建模和验证。此工作为后续地质科学领域开展基于数据驱动模型的地层成像相关研究提供了初步的参考。 展开更多
关键词 探月雷达 深度学习 地质结构反演 数值模拟
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