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现代电子技术

现代电子技术

2024年20期

本刊以电子技术为主体，探讨和报道信息产业及电子行业中新技术，新器件，新应用的学术论文及成果；提供国内外最新的电子技术发展动态及产品市场信息；为企业的新产品，新技术，新成果在产业及行业内的推广架起一座金桥。

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电子与信息器件 | 结合YOLOv8与双目测距算法的水面漂浮垃圾检测定位系统设计

电子与信息器件 | 结合YOLOv8与双目测距算法的水面漂浮垃圾检测定位系统设计

摘要：为解决户外水域垃圾自动回收船的垃圾目标定位与识别差的问题，提出一种结合YOLOv8与双目测距算法的水面漂浮垃圾回收船的垃圾识别定位系统。该系统主要由摄像头、上位机视觉处理单元和下位机控制单元三部分组成，通过对水域环境内的垃圾进行视觉识别分类后，再进行定位和测距，实现水域垃圾的定位和识别；在定位和识别之后，控制机器收集垃圾。采用双目相机获取图像，使用Jetson Nano嵌入式芯片作为上
电子与信息器件 | 改进的广义二阶积分器的高频脉振方波电压注入PMSM无传感器控制

电子与信息器件 | 改进的广义二阶积分器的高频脉振方波电压注入PMSM无传感器控制

摘要：针对传统高频脉振方波电压注入算法的永磁同步电机（PMSM）无传感器控制系统中，使用多个滤波器来提取电流环反馈电流与高频响应电流，从而获取转子位置信息造成的系统延迟以及估计误差较大的问题，提出一种基于广义二阶积分器的无传感器控制策略。首先，与其他利用广义二阶积分器自身特性只提取高频方波响应电流检测转子位置方法不同的是，所提方法先在电流环双环控制中用广义二阶积分器对反馈基频电流信号进行提取
电子与信息器件 | 永磁同步电机矢量控制专用集成电路的设计

电子与信息器件 | 永磁同步电机矢量控制专用集成电路的设计

摘要：针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机（PMSM）领域控制新需求的问题，设计一种矢量控制专用集成电路（ASIC）。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构，使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算（CORDIC）、电流采样接口、编码器接口和串口通信等模块，通过硬件架构实现并行加速。利用ModelSim平台仿真验证所设计电路的功能，以FPGA为核
电子与信息器件 | 应用超声与物联网云计算技术的用水安全研究

电子与信息器件 | 应用超声与物联网云计算技术的用水安全研究

摘要：面对日益严峻的用水安全挑战，寻求高效、精准的监测与管理手段尤为重要。针对非正常用水情况不易及时发现而造成损失的问题，开发了融合应用超声测流量与物联网云计算技术的用水安全系统。进行系统方案设计，通过对比分析，选择U型超声测流量方法；然后建立用水模型，开展正常用水与非正常用水的对比研究，得到爆管、渗漏和异常用水等情况的水流量特点，并根据三种非正常用水情况的特点，设计一套按照用水统计情况设定
电子与信息器件 | 全国产化微弱信号调理电路

电子与信息器件 | 全国产化微弱信号调理电路

摘要：为更好地处理微弱信号，提出一种新型的多通道信号前端调理模块。该模块不仅具有可编程增益功能，而且还整合了带通滤波器。在保证高输入阻抗和低噪声等关键性能的同时，提出一种全面而创新的调理模块设计方案。该方案的核心是采用可编程增益放大电路，显著提高了模块在放大各类微弱信号时的适应性。此外，利用HC595系列芯片，实现了对增益的精确调控。该放大电路具备26 dB的固定增益和0～84 dB的可调增
电子与信息器件 | 基于锁定放大技术的真空度检测系统

电子与信息器件 | 基于锁定放大技术的真空度检测系统

摘要：针对中低真空环境真空度测量精度低的问题，在定温电桥再平衡法的基础上，提出一种交流定温锁定放大真空度检测方法。定温电桥的失调电压信号经过前置放大、带通滤波后进入相敏检测环节，利用锁定放大技术对采集到的失调电压信号进行处理。该方法能够提高检测系统的信噪比，使失调电压的测量精度获得提升。电桥的定温控制在XC866单片机中实现，采用继电反馈临界比例度法完成控制参数的自整定。最后，搭建了交流定温
电子与信息器件 | 基于I/Q数据采集的便携式无线电检测终端

电子与信息器件 | 基于I/Q数据采集的便携式无线电检测终端

摘要：为了进一步提高电磁频谱检测的效率和测量数据的处理能力，设计一种便携式电磁频谱检测设备，并提出了一种数据处理系统。在测量时，电磁频谱检测设备能够将采集帧数、采集频段、能量值、I/Q距离等实时显示，通过将信号检测算法部署于系统，该设备还可以实时地从采集的频段中发现并标记信号，将噪声信号和有效信号进行区分。在测量结束后，系统能够将采集到的数据立刻在设备中进行可视化处理，得到所采集的电磁频谱信
能源技术 | 基于主从博弈的多微网共享储能优化调度研究

能源技术 | 基于主从博弈的多微网共享储能优化调度研究

摘要：为避免多微网配置共享储能出现经济效益差、可再生能源利用率低等问题，提出一种基于主从博弈理论的多微网共享储能优化调度方法。首先对多微网系统和共享储能运营商进行系统性建模；其次以共享储能运营商为主体，各微网为从体，构建主从博弈优化模型，共享储能运营商以日为单位提供储能租赁服务，并利用分时电价参与配电网调峰；然后主体调整租赁价格以追求最大利润，从体根据租赁价格调整租赁容量以降低自身用电成本；
能源技术 | 基于超声波时差法的变电站变压器冷却油流速测量

能源技术 | 基于超声波时差法的变电站变压器冷却油流速测量

摘要：针对变电站变压器冷却油流速的高精度测量问题，设计一种基于超声波时差法的非接触式油体流速无线监测系统。产生中心频率为1 MHz的高功率脉冲信号，驱动压电式陶瓷超声波换能器向冷却油发射连续超声波；对超声波回波信号进行放大、滤波和整形后，采用高精度时间测量芯片FS1022测量初始脉冲信号和调理后的回波脉冲信号的时差，通过计算顺流和逆流时差得到流速，并将数据通过低功耗蓝牙发送至云端。实验结果表
能源技术 | 一种抑制高速电机低次电流谐波的调制方法

能源技术 | 一种抑制高速电机低次电流谐波的调制方法

摘要：针对高速永磁同步电机低载波比、数字控制延时所引起的电流谐波较大的问题，提出一种抑制低次电流谐波的改进型特定次谐波消除调制方法。首先，对该调制方法的调制波形原理和数字实现特点进行分析，建立新的电压谐波方程和开关角求解方程；其次，以电流总谐波失真为目标优化函数，研究了调制比和载波比对开关角分布、电流谐波含量的影响；最后，以三相高速永磁同步电机为研究对象，搭建系统仿真模型对所提调制方法进行验
能源技术 | 管道电流测绘交流恒流源双环控制策略研究

能源技术 | 管道电流测绘交流恒流源双环控制策略研究

摘要：为解决埋地输油管道阻容性负载对恒流源的影响，结合交流恒流源模型，针对传统电压电流双闭环控制在应对阻容性负载时，出现的输出波形失真问题展开研究，提出一种管道电流测绘交流恒流源双环控制策略。在内环控制方面，采用电感电流瞬时反馈和负载电流前馈的PI控制策略；对于外环控制，采用负载电压反馈的PI控制策略。为进一步完善系统性能，运用极点配置法对控制器参数进行设计，以实现更加精准的控制，并通过Ma
能源技术 | 基于YOLOv8s的轻量级绝缘子多缺陷检测模型

能源技术 | 基于YOLOv8s的轻量级绝缘子多缺陷检测模型

摘要： YOLO系列算法已广泛用于识别电力线路中的各类缺陷目标。由于巡检图像背景复杂、缺陷目标的尺度不一等，直接利用YOLO算法难以有效避免绝缘子闪络、破损等小目标的错检漏检问题。为解决这一问题，在YOLOv8s模型的基础上提出一种轻量化绝缘子缺陷检测算法。在骨干网络中引入双层路由注意力机制（BRA），以提升对全局特征的关注度，抑制背景噪声，降低小目标缺陷的错检漏检率。通过加权双向特征金字塔网
能源技术 | 一种基于MPPT多级扰动的孤岛检测方法

能源技术 | 一种基于MPPT多级扰动的孤岛检测方法

摘要：为确保光伏发电并网系统稳定运行，针对传统的主动式孤岛检测方法对电能质量影响较大、功率损耗较多等问题，提出一种基于MPPT多级扰动的方法来检测并网光伏系统的孤岛状态。该方法通过周期性多级扰动Boost电路的占空比来减小逆变器的有功输出功率，从而在孤岛状态下使并网点电压低于设定的最小阈值，而在并网状态下对其影响可忽略不计。根据并网点电压大小选择占空比的扰动方式，并根据其值实时计算具体扰动量
计算机科学与应用 | 基于双分支分割网络的复杂环境车道线检测方法

计算机科学与应用 | 基于双分支分割网络的复杂环境车道线检测方法

摘要：对车道线实现准确检测是自动驾驶中的关键技术。针对现有的车道线检测方法对复杂工况下的车道线检测精度不足的问题，提出一个面向复杂场景下的车道线检测模型。基于LaneNet网络设计一种双分支分割网络，利用网络模型中的损失函数使图像像素点占比提高，实现网络参数的优化。通过编码器与解码器结构对车道线采样，实现语义分割与车道线像素点嵌入分割；并通过自适应DBSCAN聚类算法实现对邻域半径和最小样本
计算机科学与应用 | 基于神经网络和注意力机制的协同过滤推荐算法的研究

计算机科学与应用 | 基于神经网络和注意力机制的协同过滤推荐算法的研究

摘要：针对协同过滤推荐算法中用户⁃物品矩阵的稀疏性，使得传统协同过滤算法推荐度较差的问题，提出一种改进的基于神经网络和注意力机制的协同过滤推荐算法B⁃SDAECF，旨在解决传统推荐系统中数据稀疏的问题。结合Transformer模型的变式Bert模型和堆叠式降噪自动编码器（SDAE），利用Bert模型从用户评论中提取高质量的特征表示，以获得向量矩阵；并将向量矩阵作为SDAE的初始权重，从而使
计算机科学与应用 | 面向可解释性的软件缺陷预测主动学习方法

计算机科学与应用 | 面向可解释性的软件缺陷预测主动学习方法

摘要：针对软件缺陷预测中数据标注代价较高及深度学习模型缺乏可解释性的问题，提出一种面向可解释性的软件缺陷预测主动学习方法。首先，基于主动学习技术，通过样本选择策略从目标项目中筛选出不确定性高的样本进行专家标注，并将这些标注样本放入源项目中以训练预测器。其次，利用领域知识对选定样本进行扰动，构建局部数据集，并通过线性模型在该数据集上模拟数据选择策略的行为，以实现模型的可解释性。实验结果显示：该
计算机科学与应用 | 改进YOLOv5的布匹缺陷检测方法

计算机科学与应用 | 改进YOLOv5的布匹缺陷检测方法

摘要：现阶段布匹缺陷种类繁杂，且包含大量人眼难以辨别的小目标缺陷和长宽比极端不平衡缺陷，使得在复杂背景下的布匹缺陷检测成为一项艰巨任务。为此，提出一种改进YOLOv5的布匹缺陷检测方法。首先，在YOLOv5的C3模块中增加注意力机制NAM，设计为C3NAM模块，其可以抑制特征值中不显著的权重，在保持性能的同时进行高效计算；其次，采用一个新的CNN模块SPD⁃Conv，以解决大部分的布匹缺陷检
计算机科学与应用 | 基于改进神经网络的视频序列运动目标识别方法

计算机科学与应用 | 基于改进神经网络的视频序列运动目标识别方法

摘要：为改善运动目标检测效果，降低目标漏检率，提出一种基于改进神经网络的视频序列运动目标识别方法。构建改进YOLOv3的运动目标识别模型，以不同帧视频图像为模型输入，经过卷积层的初步特征提取后，输入到由5个残差模块组成的深层网络中。通过以上采样方式构建特征金字塔，实现对运动目标四尺度特征的捕捉。在特征金字塔的每一层，应用K⁃means算法对运动目标真实框进行聚类，确保候选框尺寸和比例与真实运
航空航天航海技术 | 基于无人机的交通事故严重程度检测

航空航天航海技术 | 基于无人机的交通事故严重程度检测

摘要：针对交通事故严重程度检测速度慢的问题，对较为先进的YOLOv8算法进行改进。通过引入GAM注意力机制和GELAN结构，提高模型对交通事故严重程度数据集的识别准确性。与此同时，通过模型轻量化处理和调整参数量，降低复杂度和计算量，增强实用性，使模型更易于部署和运行。实验结果表明，改进后的YOLOv8⁃GELAN⁃GAM模型在准确率、mAP@0.5、Recall等关键指标上分别提升了2.9%
航空航天航海技术 | 基于1DCNN⁃BiLSTM的航空发动机故障分类研究

航空航天航海技术 | 基于1DCNN⁃BiLSTM的航空发动机故障分类研究

摘要：随着航空发动机运行状态的变化，其故障模式也会发生变化。针对航空发动机的运行退化趋势，提出一种基于1DCNN⁃BiLSTM的航空发动机故障分类模型。该模型可以直接用于原始监测数据，不需要其他算法提取故障退化特征，并且能充分利用1DCNN提取时间维度局部特征的优势，以及BiLSTM处理非线性时间序列及利用双向上下文信息的特点，最后连接全连接层来学习双向时序依赖的特征信息，并使用softma
航空航天航海技术 | 基于有限元与改进SVM的飞行器结构无损检测模型设计

航空航天航海技术 | 基于有限元与改进SVM的飞行器结构无损检测模型设计

摘要：针对传统飞行器结构无损检测中存在的准确度低且易造成二次破坏等问题，以有限元仿真为数据基础，提出一种基于改进支持向量机的飞行器结构无损检测模型。该模型使用主元分析法对数据主特征进行分析，解决了有限元仿真数据维度高的问题；利用二叉树的思想改进了传统支持向量机，使其具备多特征分类能力，并对多数据特征加以分类，提高了模型的收敛准确度；还通过引入粒子群算法优化多分类向量机的惩罚因子及核函数参数。
前沿交叉科学 | 改进YOLOv8算法的交通标志小目标检测

前沿交叉科学 | 改进YOLOv8算法的交通标志小目标检测

摘要：针对传统网络模型在交通标志检测方面存在的小目标识别不准确的问题，提出一种改进的Ghost⁃YOLOv8交通标志检测模型。首先，使用GhostConv代替了全部Conv，并设计全新的GhostC2f模块来替代全部的C2f，使模型轻量化；其次，将上采样算法替换为CARAFE，以更好地保留图像的细节信息；然后，在Neck部分引入了GAM注意力机制模块，以增强特征中的语义信息和位置信息；最后，
前沿交叉科学 | 几何约束下虚拟人脸重复视觉特征点匹配研究

前沿交叉科学 | 几何约束下虚拟人脸重复视觉特征点匹配研究

摘要：为最大程度地减少虚拟人脸特征点的误匹配，文中研究几何约束下虚拟人脸重复视觉特征点匹配方法。首先，利用高斯滤波构造虚拟人脸图像的多尺度空间，结合形状变更指数检测虚拟人脸在多尺度空间的重复视觉特征点；然后，采用基于动态特征矩阵求解（DFMS）的特征点匹配方法，完成重复视觉特征点初始匹配后，依据匹配点对的连接线距离、斜率一致的特点，构建最佳几何约束，有效删除错误匹配点对；最后，经RANSAC
前沿交叉科学 | 基于DF⁃Track的水下鱼体跟踪方法

前沿交叉科学 | 基于DF⁃Track的水下鱼体跟踪方法

摘要：鱼类跟踪是分析鱼类行为、评估其健康水平的关键步骤。然而，由于真实水下养殖鱼群具有运动非线性、高外观相似度、鱼体互相遮挡、特征信息损失严重等特点，多目标跟踪鱼类是一项非常具有挑战性的任务。针对水下鱼体反射产生的伪影以及鱼体运动非线性、相互遮挡导致跟踪轨迹碎片化的问题，提出一种水下多鱼跟踪模型DF⁃Track。该模型采用基于检测的跟踪（TBD）范式，首先在YOLOv8的C2f结构中引入聚合
前沿交叉科学 | 基于无线组网技术的花园智能生态管理系统的研究

前沿交叉科学 | 基于无线组网技术的花园智能生态管理系统的研究

摘要：传统的花园养护主要是以人工为主，但花园管理相对复杂，涉及温度、湿度、pH值、生长习性、病虫害防护等方面，管理效果与管理人员经验密切相关，总体工作量较大、成本较高、效率偏低，防虫效果差且经常受到自然天气的影响。为此，设计一种基于无线组网技术的花园智能生态管理系统，通过准确地捕捉各种信息，为优化花园管理提供科学依据。实验结果表明：所设计系统运行性能良好，可为植物生长提供优良的成长环境，且具
人工智能 | 非线性Thau观测下的水下机器人定速推进故障识别

人工智能 | 非线性Thau观测下的水下机器人定速推进故障识别

摘要：水下机器人在水中运动时受水流、湍流和涡流等流体动力学的复杂影响，会对推进系统产生非线性影响，使得工作状态发生微小变化，难以准确估计其运行状态，增加了故障识别的难度。为此，提出一种非线性Thau观测下的水下机器人定速推进故障识别方法。利用无损卡尔曼滤波估计水下机器人定速推进器的状态量；通过非线性Thau观测算法，结合状态量估计结果建立非线性Thau观测器，识别定速推进故障；通过模糊神经网
人工智能 | 基于串级模糊PID控制的NB⁃IoT智能保温箱

人工智能 | 基于串级模糊PID控制的NB⁃IoT智能保温箱

摘要：针对农产品冷链物流中存在的运力不足和无法混装小批量冷链农产品等问题，提出一种基于NB⁃IoT技术的智能保温箱解决方案。该方案基于半导体制冷片、PT100温度传感器和NB⁃IoT技术构建了系统的硬件部分，实现了远程温控和冷链物流追溯，同时利用串级模糊PID算法实现了全程精确控温。此外，基于Simulink搭建了智能保温箱温度控制系统模型，通过仿真对比验证了智能保温箱的温度控制效果。结果显
人工智能 | 改进A*和DWA的机器人路径规划研究

人工智能 | 改进A*和DWA的机器人路径规划研究

摘要：针对复杂环境中移动机器人路径规划效率低、环境适应能力差等问题，提出一种融合改进A*算法和动态窗口法（DWA）的路径规划算法。首先，在全局规划中采用自适应参数因子和安全半径路径优劣评价函数对冗余节点进行优化，提取关键节点，再使用圆弧处理法对已规划路径进行平滑度优化；然后，采用改进安全距离评价子函数的动态窗口法进行局部规划，提升了移动机器人的避障性能；最后，对融合算法进行仿真和实物实验。结

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