电子科技
考虑SOP与主动电压控制的有源配网两阶段随机规划
刘艾旺, 张明明, 姚宝明, 胡程平, 姜振宇, 张超, 施云辉
2025, 38(5):
1-7.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.001
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为解决配网对新能源承载力不足的问题,文中提出了一种考虑软开关(Soft Open Point, SOP)和负荷主动电压控制的联合规划模型和求解方法。建立应用于配电网规划的SOP数学模型,分别针对多项式形式和指数形式的负荷电压特性建立线性化模型。以分布式新能源承载力、投资成本和运行成本为目标,建立有源配网两阶段随机二阶锥规划模型,对SOP、电容器组以及分布式新能源等设备的选址定容及其日内运行策略做出决策。考虑新能源、负荷和能源价格的不确定性,提出了基于K均值的场景聚类方法,提出了基于信赖域法的Benders分解算法来求解所提模型。通过改进51节点系统验证了所提模型的有效性和正确性,并分析了SOP与主动电压控制对新能源承载力的影响。
基于改进鲸鱼算法优化的接地网腐蚀速率预测
张海博, 潘鹏程, 郑峰
2025, 38(5):
8-14.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.002
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为提高变电站接地网腐蚀速率预测的精确度,解决传统BP(Back Propagation)神经网络易陷入局部最优解且传统优化算法随机初始化种群影响预测精度等问题,文中提出了一种改进鲸鱼算法优化BP神经网络方法来预测变电站接地网腐蚀速率。通过混沌映射思想初始化鲸鱼种群、改进非线性因子调整自适应权重、强化搜索的莱维飞行3种策略得到改进后的鲸鱼优化算法,建立基于改进鲸鱼算法优化BP神经网络的接地网腐蚀预测模型,以72座变电站的接地网腐蚀数据进行仿真分析。 结果表明,改进后的模型平均相对误差为1.84%,全局最大相对误差为3.86%,均方根误差为0.139 02,其误差相比传统模型显著降低,证明了所提预测模型的可行性。
R-DSP中BSU运算部件的UVM验证
郭双喜, 谭勋琼, 白创
2025, 38(5):
15-21.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.003
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R-DSP(Radar Digital Signal Processor )芯片中BSU(Branch Shift Unit)运算部件具有较大的设计规模和复杂度,传统Verilog验证平台难以满足其验证需求问题。针对该问题,文中采用UVM(Universal Verification Methodology)方法对BSU运算部件进行功能验证。搭建基于SystemVerilog语言实现的UVM验证平台,使用定向测试和带约束的随机测试进行验证,并采用覆盖率驱动的方法指导测试用例的生成,以充分覆盖BSU运算部件的各个功能和代码路径。经过多轮测试激励验证,代码覆盖率接近100%,完成了对BSU运算部件的功能验证。所提方法为R-DSP芯片中的ALU(Arithmetic Logic Unit)、AGU(Address Generation Unit)、MU(Multiplication Unit)等运算部件的验证工作提供了参考和借鉴。
结合共注意网络的深度BiGRU和DPCS情感分析模型
陈漫漫, 于莲芝
2025, 38(5):
22-30.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.004
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针对一词多义现象和情感分析模型无法提取全面深度语义特征等问题,文中提出结合共注意网络的深度BiGRU(Bidirectional Gated Recurrent Unit)和DPCS(Deep Convolutional Attention Networks)情感分析模型。使用RoBERTaRoBERTa(Robustly optimized BERT approach)获取文本的动态语义表征,通过并行双通道网络的深度BiGRU与DPCS分别提取深层次文本上下文语义特征和重要文本局部特征,利用基于共注意网络的特征融合将不同方面文本语义特征进行深度融合以获取更全面深层次的全局语义特征。为验证所提模型的有效性,在电影和线上购物评论数据集上进行实验对比。实验结果表明,所提模型的准确率和F1均高于其他模型,在两个数据集上准确率分别达到了93.05%和94.67%。
基于STM32的抑制帕金森震颤电刺激器设计
李雨嘉, 朱博婷, 殷东明, 周宇, 宋成利
2025, 38(5):
31-37.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.005
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针对帕金森患者上肢静止性震颤的发病机理和震颤机制以及分析临床常用的治疗参数问题,文中设计了一款经外周神经电刺激器系统来有效抑制帕金森病患者的上肢静止性震颤。该系统采用STM32F103C8T6作为硬件系统设计的核心,充电电路、升压电路、脉冲调制电路、模拟开关电路和串口触摸屏等模块分别与主控通讯,使用RT-Thread编写单片机程序实现对上述模块的智能控制。设置触摸屏参数产生幅值、频率、脉宽及时间均可连续调节的方波电刺激脉冲,从而对正中神经和桡神经进行精准刺激。实验结果表明,所得方法具有较好的稳定性,能够产生预定强度的电刺激信号,保持恒压性能良好,为静止性震颤的电刺激治疗提供了支持。
基于微控制器的便携式原位拉曼光谱仪系统设计
张庆, 薛萌, 郭汉明
2025, 38(5):
38-45.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.006
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为了满足原位拉曼光谱分析系统小型化、便携化以及高性能和稳定性的需求,解决在化工检测、环境测量等现场使用单一且固定式的上位机时携带不便的问题,文中结合项目需求设计了一种基于ARM(Advanced RISC Machine)架构的STM32光谱仪主控系统。将STM32F4微控制器作为整个系统的核心控制单元,基于STM32的标准库函数编写控制程序,从而对整个供电系统以及各个子系统进行管理与控制。基于控制系统的硬件及软件完成电源智能管理、激光器驱动控制、双上位机控制以及光谱数据采集等功能。测试结果表明,在该控制系统协调下的光谱仪积分时间0~65 536 ms可调,能够满足项目需求,具有较好的拉曼光谱测量效果。在实际应用中,该系统主板可接入多种类型的CCD(Charge-Coupled Device)并被应用于不同的光谱仪内,具有通用性强、主板成本低、体积小、工作稳定、电路集成度高以及可拓展性强等优点,在拉曼光谱仪的应用中具有较高的应用价值。
基于脑电信号和瞬时情感强度的情感角色划分
李汭钉, 甘开宇, 尹钟
2025, 38(5):
46-52.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.007
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现有情感计算研究使用固定情感标签训练一个情感分类器,但经历情感刺激个体的脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和真实情感变化均为动态而非恒定的,不同个体由情感刺激触发的生理和主观动态反应不同。针对该问题,文中依据自采集的情感点击强度和公开数据集SEED-IV中的脑电数据,将被试者分为高低情感代入角色并生成了两类情感强度标签。使用脑电信号特征和情感强度标签在4种机器学习进行瞬时情感强度回归预测,根据回归结果分析了两类情感角色群体在两类情感强度标签上的适用性。回归结果表明,不同情感角色在不同情绪下的瞬时情感强度变化不同,情感角色在相对应的情感强度标签上能够展现更好的回归结果,划分情感角色能更好地辅助分析个体瞬时情感变化。
基于低存储量的相控阵指向精度优化
王琰, 赵鹏, 刘成, 赵永志
2025, 38(5):
53-59.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.008
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针对高指向精度需求和低存储量需求相矛盾的问题,文中提出了一种基于线性插值的移相器值获取方法,在大步进电扫的存储量前提下进行小步进电扫。计算电扫精度和所需存储量的关系,分析线性插值的可行性,分别对移相器值中的位置数据和角度数据进行不同缩放,使用移相器值误差、方向图误差、波束指向误差3种量化指标来评价所提算法的性能。 结果表明,在选取合适的缩放倍数后,波控存储量减少了98%,移相器值误差小于1°,方向图误差小于20 dB,波束指向误差小于0.1°。
核电站水池焊接机器人自适应变刚度柔顺控制
袁鹏达, 回楠木, 韩晓微, 吴宝举
2025, 38(5):
60-67.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.009
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针对核电站水池焊接过程中的复杂工作环境和高精度焊接要求,文中采用梯度下降法逐步更新参数估计器的参数,实现参数的自适应调整,提高自适应控制的性能和鲁棒性。将模型参考自适应控制和变刚度阻抗控制相结合,提出了一种基于梯度下降法的模型参考自适应变刚度阻抗控制方法 (Model Reference Adaptive Control-Variable Stiffness Impedance Control, MRAC-VSIC),用于实现自适应柔顺控制器中的刚度参数调整。利用Lyapunov稳定性理论对MRAC-VSIC方法进行闭环稳定性分析,证明了其闭环系统的稳定性。仿真结果表明,所提方法提高了机器人的动态响应能力和控制系统的鲁棒性,减少了稳态力误差的产生,提高了焊接过程中的控制精度和稳定性。
基于信息间隙决策理论的碳捕集-电热联合系统低碳调度
范明, 胡程平, 何国羽, 施云辉
2025, 38(5):
68-75.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.010
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为充分利用源荷双侧资源实现低碳调度目标,文中提出一种基于信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)的含碳捕集发电厂和热负荷集群电热联合系统优化调度方法。在源侧建立具有储液式碳捕集装置的热电联产电厂模型,分析其净出力特性。在负荷侧提出考虑用户舒适度的住宅热负荷聚合模型。通过不确定集对风电预测误差的不确定性进行建模,提出一种基于风险规避型IGDT的电热联合系统优化调度模型,可同时满足系统鲁棒性和经济性要求。结果表明,所提模型可有效提高风电消纳水平,提升系统运行的经济性。
反激变换器有源钳位技术
孙馗苡, 王京梅
2025, 38(5):
76-82.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.011
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针对在反激式变换器中,变压器漏感导致开关管需要承受较大应力、能量损耗大、漏感能量无法回收以及电源工作效率偏低等问题,文中研究了反激式变换器的有源钳位技术,分析了反激式变换器中有源钳位电路的工作原理和各阶段工作过程,阐述了在反激变换器中引入有源钳位技术的优势。以反激式变换器设计方法为基础,梳理有源钳位反激变换器(Active Clamp Flyback, ACF)的设计过程,给出有源钳位反激变换器的设计案例,并制作样机进行测试。测试结果表明,样机的原边开关管在工作过程中实现了零电压开通(Zero Voltage Switching, ZVS),对比无源钳位反激电路效率提升了约3%。研究结果表明,在反激变换器中引入有源钳位技术能有效改善由于变压器漏感造成的电压尖峰、能量损耗问题,降低了开关管电压应力,实现了ZVS,有效提高了电源系统的效率和稳定性。
融合通道全局注意力机制的双路径实时语义分割
胡锦磊, 田恩刚, 瞿枫
2025, 38(5):
83-88.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.012
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针对主流实时语义分割方法存在多尺度特征提取能力较差、轻量型骨干网络特征提取能力较弱、缺少上下文信息的有效融合等问题,文中提出一种融合通道全局注意力机制的双路实时语义分割模型。快速金字塔池化模块(Fast Pyramid Pooling Module, FPPM)在金字塔池化模块(Pyramid Pooling Module, PPM)基础上进行轻量化设计,在保持多尺度信息提取的同时提高模块的速度。空间信息分支可以弥补使用轻量级骨干网络产生的性能损失。通道全局注意力机制对空间信息和骨干网络提取的语义信息进行有效融合,并对全局信息进行交互,提高模型的分割性能。在不使用其他数据集预训练的情况下,所提模型在PASCAL VOC2012验证数据集上的平均交并比为73.8%,参数量为14.6 MB,在NVIDIA TITAN Xp上的每秒帧数可以达到43 frame∙s-1,表明该模型在精度和速度上实现了较好平衡。
机载多芯屏蔽线束的传导敏感度研究
郗松岳, 徐琦, 李继成, 李天傲, 刘亮, 路宏敏
2025, 38(5):
89-94.
doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.05.013
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随着航空电子系统不断复杂化,多芯屏蔽线束在复杂电磁环境中的传导敏感度问题影响着机载设备的可靠性。针对多芯屏蔽线束的传导敏感度问题,文中研究了不同芯线数量的线束其单端接地与双端接地的屏蔽效果,提出了一种结合实验测试与数据拟合的协同方法。基于已有传导敏感度测量系统,在10 kHz~0.4 GHz频率范围内对双芯、四芯、八芯线束的感应电流进行测试与分析。 结果表明,多芯线束中单根芯线的敏感度电平随芯线数量增加而降低。频率小于300 MHz的双端接地线束屏蔽效果优于单端接地,八芯线束的单芯感应电流仅为单芯线束的10%~40%,为机载多芯屏蔽线束的设计与工程应用提供了重要参考。