2024年, 第44卷, 第2期 刊出日期：2024-03-15
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 1-7. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.001针对四站情况下三维目标TDOA定位问题,提出了一种基于改进两步加权最小二乘(TSWLS)与牛顿迭代法(NM)相结合的无源定位算法(TSWLS-NM)。该方法首先将辅助变量和目标位置参数分离,构造新的定位模型实现降维。其次,利用牛顿法求解辅助变量,避免传统直接求根带来的无效解。最后,对目标位置估计进一步修正误差,以提高目标定位精度。理论分析和仿真结果显示:该算法在四站情况下定位精度可以达到克拉美罗下界(CRLB),且实时性和定位精度优于泰勒迭代算法和直接求根四站定位算法,同时该算法在五站情况下定位性能和抗噪性均优于TSWLS算法。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 8-13. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.002提出一种基于L1-加权工具变量方法的纯方位目标运动分析(Bearing-only Target Motion Analysis, BOTMA)算法,以解决传统BOTMA算法在Laplace噪声下的性能下降问题。首先用伪线性估计算法对目标状态进行初步估计,其次采用Majorization-Minimization伪线性估计实现L1范数下的BOTMA,最后采用L1-加权工具变量法减少估计偏差。仿真实验给出了所提算法在不同噪声标准差、采样次数和传感器观测位置下的估计性能。结果表明,所提出算法相比传统的BOTMA算法具有更高的估计精度。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 14-22. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.003基于SMIC 55 nm CMOS工艺,设计了一款面向毫米波FMCW雷达频率源的四倍频器。该四倍频器由相同拓扑结构的二倍频级联构成,二倍频核心采用Push-Push结构实现,采用磁耦合谐振器(MCR)实现输入阻抗匹配,同时实现单端转差分和抑制谐波的功能;论文同时提出了一种谐波抑制结构,运用带通结构结合MCR完成级间匹配和输出功率匹配,满足抑制谐波和较高输出功率的要求。设计结果表明,在60~64 GHz输出频率内,四倍频器饱和输出功率为2.2 dBm,谐波抑制度大于35 dBc,直流功耗59 mW。该四倍频器在满足宽倍频器程的前提下,具有高谐波抑制度和高输出功率的特点,可用于毫米波雷达系统中的频率源产生电路。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 23-29. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.004锥面镜是激光仪器不可或缺的核心光学元件,气囊抛光具有加工效率高、贴合度好的优势,被广泛应用于超精密加工工艺中,然而当前气囊抛光工艺仅限于平面或低陡度曲面,对于主曲率差异巨大、曲率畸变严重的锥面镜,尚未建立其表面去除机制的物理模型。由于锥面镜具有几何特异性,难以直接通过现有的仪器获得压力场分布。本文在切触点局部坐标系下采用有限元方法计算压力场,并计算了速度场分布,分析了沿母线不同位置和下压量变化时压力场、速度场和去除率的变化规律,实验证明,相比传统建模方法,本方法预测的去除函数与锥面实际去除函数轮廓误差降低了约12%,显示本文建模方法得到的结果与实际符合度更高。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 30-35. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.005针对现有脑电采集系统存在成本高昂、设备使用繁琐、佩戴体验差等问题,设计了基于水凝胶电极的便携式脑电采集系统。该脑电采集系统通过水凝胶电极采集头皮脑电信号,使用ADS1299集成芯片作为模数转换器,通过无线连接方式与主机相连。实验表明,该脑电采集系统能够有效采集头皮脑电数据,信号特征显著,设备使用便捷,佩戴舒适,能够满足脑机接口相关实验需要。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 36-42. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.006利用Lyapunov-like泛函研究采样控制系统的稳定性问题。在构建Lyapunov-like泛函时,同时利用了采样间隔[tk,tk+1)内[tk,t)及[t,tk+1)上的系统信息,在估计泛函的导数时,运用了比Wirtinger-based不等式保守性更小的不等式技术以及自由权矩阵方法等,推导出改进的系统稳定性准则并以线性矩阵不等式的形式表示。最后,利用MATLAB中的LMI工具箱验证了准则的有效性和优越性。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 43-50. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.007研究一类离散时间非齐次Markovian跳变奇异模糊系统的有限时间有界问题。在所有顶点已知的凸有界域内考虑时变的转移概率。首先,构造随机李雅普诺夫函数,引入矩阵变量给出奇异随机系统有限时间有界且具有H∞性能的充分条件,其中矩阵变量的结构不受限制,降低了保守性;其次,利用投影引理给出满足H∞性能的状态反馈控制器存在的线性矩阵不等式条件;最后,所提方法的可行性通过算例仿真得以验证。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 51-64. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.008为了解决YOLOv8-pose关键点检测网络结构复杂、计算量多、参数多等问题,提出一种基于YOLOv8-pose改进的轻量化模型SGS-YOLOv8-pose。在原有的YOLOv8-pose网络上替换骨干网络为ShuffleNetv2,将GhostConv模块整合到Neck中,降低网络计算量,在网络层中加入SE注意力机制,提高模型计算精度;同时采用了WIOU损失函数,使模型的收敛效果更好;改进后的模型与原始模型相比,目标框检测精度提升0.30%,浮点计算量减少33.70%,参数量减少38.55%,模型大小降低了37.18%。试验结果表明:在不同轻量化网络与特征融合方式下,在不同的注意力机制下作对比下,改进后的SGS-YOLOv8-pose模型,能够在保持较高检测精度下使模型浮点计算量和参数量大幅降低,便于后期模型的部署。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 65-70. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.009通过电沉积法在铝衬底表面制备碳纳米管(Carbon Nanotubes, CNT)涂层,研究了分散液的分散条件和电沉积条件对可见光及红外波段涂层反射特性的影响。实验结果表明,超声空化作用提高了碳纳米管悬浊液的分散性和电沉积效率,进而降低涂层反射率。扫描电镜(SEM)结果表明,增加电沉积时间可有效提高涂层覆盖密度。在20 V恒压下,电沉积40分钟后碳纳米管充分覆盖于衬底表面,同时涂层表面的粗糙度开始明显提高,红外反射率显著降低。根据红外反射率光谱,通过增加超声时间和电沉积时间,可得到近红外反射率小于0.0014的碳纳米管涂层,证明电沉积法制备碳纳米管涂层的可行性。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 71-80. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.010为解决天然软骨的内部结构和成分分布存在差异化的问题,设计了一种更贴近天然软骨层状结构及性能的组织工程支架。首先,对软骨细胞外基质的两种主要成分在软骨层状结构中的梯度变化进行模拟。其次,设计一种基于海藻酸钠和明胶的离子低温双交联体系,通过改变壳聚糖和丝素蛋白的组合比例对梯度比例墨水进行性能调节。最后采用3D打印技术进行支架内部结构和外部形态的构建,并对其相关性能进行了表征。得到了一种不仅能够模拟软骨梯度特征,并且各项功能优异的组织工程支架。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 81-87. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.011根据神经网络方法把椭圆型方程正问题转化为无约束的优化问题,应用反向传播和基于梯度下降的Adam算法对参数进行优化,得到优化目标泛函的最小值,从而实现椭圆型微分方程正问题数值求解。在正问题有效求解的基础上,研究了两类椭圆型微分方程反问题:参数识别反问题和边界反问题。在构造反问题的损失函数中,除了方程的L2范数外,增加了基于边界观测数据的L2误差。提出了一类微分方程边界条件自动满足的神经网络构建算法。从数值模拟结果来看,所提出的神经网络算法对求解椭圆型微分方程及其反问题是行之有效的。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(2): 88-102. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.02.012创新设计是我国动车组领域近年来重点研究领域,也是提升我国动车组产品竞争力的关键手段。本文借助于系统建模语言SysML(System Modeling Language)提出一种面向动车组牵引系统建模策略、需求验证与方案权衡的整体解决方案。主要包括三个方面:第一,牵引系统建模,涵盖领域元模型、需求建模和组成建模;第二,在牵引系统基础模型之上,定义需求验证参数模型和逻辑模型,开展需求验证模型的建模与仿真过程;第三,基于SysML模型的牵引系统方案分析,在基础模型之上构建牵引系统分析模型,使用SysML参数图构建参数映射,通过基于模型的参数分析开展不同情形的需求验证及多种设计方案进行权衡分析。最后以动车组牵引系统及其牵引电机验证本文方法的有效性。
