当期目录

2021年 第34卷 第4期 刊出日期：2021-04-15

  

可搜索语音加密机制访问控制的匿名交互算法

何少芳,周丽

2021, 34(4):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.001

摘要 ( 289 )   HTML ( 737 )   PDF (1066KB) ( 67 )  

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针对云环境下可搜索语音加密机制中的一对多和多用户单服务器模型,文中提出了一种访问控制的公钥匿名交互算法。基于离散对数问题的难解性,该算法利用二进制随机序列构建新多项式生成用户私钥信息,通过用户与云服务器之间的交互计算实现用户的匿名身份验证和对称密钥传递。算法分析表明,该方法不仅能安全有效地实现用户的匿名身份验证、对称密钥传递与用户的动态增删,还具有完全抗共谋性、完全撤销和恢复性等优点。

基于HAF的混叠多分量LFM信号时域参数测量

吴贞宇,夏厚培

2021, 34(4):  6-11.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.002

摘要 ( 270 )   HTML ( 11 )   PDF (1252KB) ( 45 )  

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针对基于HAF的混叠脉冲雷达信号参数测量方法不能有效测量信号时域参数的问题,文中提出了一种基于HAF的混叠多分量LFM信号时域参数测量方法。该方法利用HAF方法得到的相位系数估值,分别将每个LFM信号分量转变为一个与之时域参数相同的单频信号分量。通过滤波分离出单频信号分量并选取合适的门限来测量其时域参数,实现对混叠LFM信号各分量的时域参数测量。实验结果表明,该方法能够有效测量信号时域参数,再结合HAF方法的结果就可以完整实现混叠LFM信号参数测量。文中方法运算复杂度较低,测量结果精度较高,在信噪比为3 dB的条件下测量误差不超过1%。

基于改进AlexNet的鱼类识别算法

薛永杰,巨志勇

2021, 34(4):  12-17.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.003

摘要 ( 586 )   HTML ( 45 )   PDF (1092KB) ( 115 )  

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自然环境中的鱼类形状种类繁多且易受到不同光线和背景环境影响,导致一些传统的基于颜色纹理或特征点提取的鱼类识别算法识别精度降低,达不到良好的分类效果。针对这一问题,文中在已有的AlexNet卷积神经网络的基础上,减少了部分冗余卷积层以加快模型训练速度。将基于项的柔性注意力算法应用于改进后的AlexNet卷积神经网络模型,该模型由4个卷积层、1个基于项的柔性注意力层和两个全连接层组成。同时,利用迁移学习的方法建立鱼类识别模型。测试结果表明,相较于原始AlexNet,提出的算法平均识别准确率为97.43%,准确率提升了4.08%,对部分鱼类的识别准确率达到了99.31%,识别耗时降低了35%。与现有鱼类识别算法相比,文中提出的鱼类识别算法的识别精准度更高,模型复杂度更低,鲁棒性更强。

可变电容式直线静电电机的驱动器设计

袁怡雯,李华峰,李锡龙

2021, 34(4):  18-23.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.004

摘要 ( 381 )   HTML ( 16 )   PDF (1567KB) ( 54 )  

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可变电容式直线静电电机在基于正弦波的驱动法下低速性能差,放大变换器体积庞大且设计复杂。针对这一问题,文中提出了一种基于方波的驱动方法。该方法将定子电极分为A相电极、B相电极和C相电极,每相电极接入时序不同的幅值为1 kV的方波驱动信号;动子电极则依次分别接入正极性电压和负极性电压。定子和动子间的电位差引起的静电力作为电机的驱动力。为了获得紧凑有效的电源和幅值为1 kV的三相方波,设计了基于推挽拓扑的DC-DC直流可调电源和基于半桥的驱动电路。仿真实验结果表明,该设计使得电机两端驱动波形在低速时顺滑,电机可以平稳地前进、正转和反转。

永磁同步电机转子初始位置检测技术研究进展

李抑非,蒋全

2021, 34(4):  24-33.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.005

摘要 ( 757 )   PDF (1261KB) ( 209 )  

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永磁同步电机凭借效率高、转动惯量小等优势在电机控制领域得到越来越广泛的应用。高性能驱动控制领域要求有可靠和快捷的电机启动过程,因此转子的速度位置信息必不可少。永磁同步电机转子初始位置估算的精确性将直接决定电机能否起动以及电机控制性能的好坏。位置传感器体积大,成本高,对环境敏感,限制了永磁同步电机的应用范围,因此无位置传感器技术逐渐成为研究热点。文中将针对无位置传感器永磁同步电机的转子初始位置检测方法进行论述,分别介绍基于电机自身的磁路结构凸极效应和基于定子铁心的非线性饱和特性的转子位置检测方法以及具体实施方案,并对永磁同步电机的初始位置检测方法进行了总结和展望。

基于FPGA的高效并行HDMI 2.0编码器设计

龚家亮,唐清善,白创

2021, 34(4):  34-40.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.006

摘要 ( 616 )   HTML ( 22 )   PDF (2540KB) ( 76 )  

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针对多路视频显示系统设计时扩展性差且电路面积大等问题,文中设计了一种高效并行HDMI 2.0编码器。编码器进行了对HDMI 1.4版和2.0版标准的兼容性设计;通过简化编码器的功能和提供用户友好型的数据接口来提高编码器的可扩展性和可移植性;通过并行设计来使得ECC电路和加扰电路与整个编码器保持相同的数据速率,并采用流水线的设计方式来实现视频数据编码电路的并行编码。文中对HDMI 2.0编码器进行了综合后的结果分析、功能仿真和板上测试。测试结果表明,HDMI 2.0编码器符合HDMI标准,能够稳定进行编码和输出。综合后的分析结果表明,采用并行设计的HDMI 2.0编码器可到达HDMI 2.0版标准中的最大带宽,具备编码超高清视频的能力。

一种改进的图像阴影去除方法

胡晨,胡德敏,胡钰媛,褚成伟

2021, 34(4):  41-46.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.007

摘要 ( 433 )   HTML ( 13 )   PDF (1441KB) ( 72 )  

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针对阴影去除后存在光照不饱和与纹理不一致等问题,文中提出一种基于Retinex的阴影去除方法。该方法依据Retinex理论中入射光与反射光的关系,重新估算入射光图,用RGB三通道中像素的平均值赋值给目标像素点,并用梯度下降方法进行改进。通过调节自适应的权重,改善了阴影去除后的光照不饱和与纹理不一致问题。在UIUC数据集上的实验表明,实验结果的均方根误差比降低到0.4106,证明了文中方法的有效性。

基于压力传感器的人体坐姿识别测试研究

孙明扬,孟彩茹

2021, 34(4):  47-51.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.008

摘要 ( 945 )   HTML ( 68 )   PDF (1522KB) ( 170 )  

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坐姿识别对坐姿监测具有重要的研究意义。目前坐姿识别准确率偏低、装置调试复杂、成本较高,针对这些问题文中介绍了一种基于压力传感器的坐姿识别方法。该方法根据不同坐姿人体上半身8处监测位置压力传感器压力值的差异,实现对不同坐姿的识别。由测试实验的结果可知,此法能对4种坐姿进行识别,且在身高相同的条件下,压力值大小与体重的大小成正相关。在4种坐姿中,胸椎和腰椎处的压力值明显偏高。文中结果证明此方法能较好地应用于坐姿监测设备,实现对坐姿的识别和监测。

基于博弈论的含DG配电网动态重构研究

王玉梅,杨文亮

2021, 34(4):  52-58.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.009

摘要 ( 283 )   HTML ( 7 )   PDF (977KB) ( 31 )  

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文中针对含DG配电网的清洁能源输出功率消纳问题进行了研究。采用多目标的合作博弈对配电网划分的各个时段进行重构。在以多个重构目标为博弈者进行合作博弈的基础上,建立多目标动态重构模型。以模拟退火法思想改进后的果蝇寻优算法路交换法对该模型进行求解,得到每个时段上的最优解,再根据时段划分得到研究对象的最优动态重构方案。此外,对含有风力发电站和光伏发电站的IEEE33节点配电系统做了算例仿真,得到了兼顾运行成本和清洁能源利用率的配电网最优动态重构方案。该方案使得整个重构过程中只需动作14次,网络损耗减少31%且DG消纳量增加了115%,证明了提出的数学模型及解题方案的有效性。

无传感器永磁同步电机全速范围控制技术综述

周涛,蒋全

2021, 34(4):  59-69.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.010

摘要 ( 1645 )   HTML ( 49 )   PDF (1498KB) ( 407 )  

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当前永磁同步电机控制系统在向高效率、低成本的方向发展。针对常规机械式位置或速度传感器存在的体积大、成本高、安装不便以及特殊应用场合下可靠性低等问题,无传感器控制技术被广泛应用在电气传动领域。实现无传感器控制的关键在于对电机转子位置或速度进行检测。文中对永磁同步电机无传感器控制技术在零低速、中高速及全速范围内的各种方法进行了分类和总结,介绍了各种方法的原理和特点,并对其优缺点进行了对比分析。最后,文中对永磁同步电机无传感器控制方法的研究重点和发展趋势进行了展望。

基于仿射变换的地磁匹配定位算法

严羽灵,唐清善,白创

2021, 34(4):  70-74.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.011

摘要 ( 291 )   HTML ( 11 )   PDF (674KB) ( 32 )  

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针对惯导系统定位误差随时间累积的问题,提出了一种基于仿射变换的地磁匹配定位算法。通过平方差算法建立匹配轨迹与实测的地磁场特征值的相关性约束,对约束函数进行泰勒展开和离散化,并引入仿射变换模型。将约束函数转化为曲线的位移、角度和伸缩误差的多变量指标函数。根据相关性原则,将地磁匹配问题转化为解非线性方程组。采用Mathematica中的迭代和数值求解方法解非线性方程组,将求得的解输入到MATLAB中进行匹配定位。实验表明,匹配轨迹的最终定位点与真实轨迹的终点相差293.3 m,匹配轨迹与真实轨迹之间的经纬度误差分别为0.003°、0.000 4°,证明此算法具有一定的可行性。

基于一维WConv-BiLSTM的轴承故障诊断算法

闫书豪,乔美英

2021, 34(4):  75-82.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.012

摘要 ( 306 )   HTML ( 9 )   PDF (2087KB) ( 52 )  

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针对不同信噪比噪声干扰下的轴承故障诊断问题,文中建立了一种基于一维宽卷积核卷积神经网络和双向长短记忆神经网络的轴承故障诊断模型。向该模型输入轴承振动信号,通过短时傅里叶变换将振动信号转化为时频图。然后利用首层为宽卷积核的卷积神经网络和长短记忆神经网络分别提取其空间与时间特征,并结合全连接层实现分类。为增强抗噪性,模型采用数据增强、mini-batch和批量标准化的方法。试验采用CWRU的轴承故障数据集,通过添加不同信噪比噪声构造噪声干扰试验。试验表明该模型有较好的抗噪性,在信噪比为2 dB的噪声干扰下仍能取得98%以上的故障识别准确率。

高速通信背景下的学术期刊出版与发展

陈晓云,李庆军

2021, 34(4):  83-86.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.04.013

摘要 ( 222 )   HTML ( 3 )   PDF (816KB) ( 24 )  

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2019年我国正式迈入“5G元年”,中国一直是5G技术的推动者与建设者,未来5G技术也将全面带动互联网线上的产品流、信息流,改变整个信息社会的形态。出版业首当其冲,5G凭借其先进的技术夯实期刊传播渠道并带给用户最新体验,强势改变着学术期刊未来市场走向。文中针对目前我国学术期刊发展现状,结合高速通信技术的应用,对学术期刊出版业的发展前景进行了探讨与分析。