• 2016年第24卷第5期文章目次
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    • >专家论坛
    • 空天地一体化试验与测试体系发展构想

      2016, 24(5):1-4.

      摘要 (1521) HTML (0) PDF 4.14 M (836) 评论 (0) 收藏

      摘要:现代作战系统中,一体化作战网络成为军工武器研制的必然趋势;文章以空天地一体化试验与测试体系为主线,首先介绍了美国DoD在军工试验与测试领域的研究计划;其次,提出了我国空天地一体化试验与测试发展构想,为大武器系统(SoS)联合试验与测试等提供全面、有效的试验与评估技术、方法与手段,推动我国军工武器装备研制技术的快速发展。

    • >测试与故障诊断
    • 基于虚拟仪器的装备ATS系统硬件平台设计与实现

      2016, 24(5):5-7, 11.

      摘要 (3051) HTML (0) PDF 4.15 M (1029) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对现有维修检测设备存在不足分析的基础上,结合武器装备的维修技术保障需求,利用分块设计思想,采用虚拟仪器、人工智能、计算机通讯与控制等技术,搭建了基于虚拟仪器的装备自动测试系统硬件平台整体架构,在对系统各功能模块原理进行分析之后,对系统主控电路、电磁兼容性进行了设计;采用虚拟仪器的装备自动测试系统硬件平台,具有智能化、通用化、可视化的特点,通过试验结果分析,测试系统硬件平台能够实现装备的性能检测和故障诊断,测试数据符合任务要求,能满足各级修理机构维修测试需求。

    • 一种复杂系统的快速故障诊断方法

      2016, 24(5):8-11.

      摘要 (2036) HTML (0) PDF 3.49 M (766) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂系统故障诊断效率低,通用性、扩展性差等问题,提出并实现了一种基于灵巧故障树的快速故障诊断方法,首先通过诊断节点生成算法建立故障诊断树的关系,然后运用数据库技术对知识库进行处理,最后采用图形界面实现人机交互;该方法将故障树、数据库和虚拟界面进行融合设计,实现了故障的快速诊断和推理的动态更新,并在多型火炮控制系统的故障诊断中得到应用,取得了重大效益。

    • 基于RFM的机载余度计算机软件快速测试平台

      2016, 24(5):12-13, 17.

      摘要 (1856) HTML (0) PDF 2.86 M (676) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升飞控计算机的可靠性,目前普遍采用余度技术构建余度飞控计算机,该计算机由多个通道构成,每个通道有一个CPU,互相构成备份;但是,由于各个通道的机载软件之间相互同步、通信和交叉监控,必须并行调试和测试,这就造成了机载软件调试和测试的滞后,必须等待真实的飞控计算机开发出来之后才能开展工作;文章提出了一种基于RFM(反射内存)的余度计算机快速原型测试平台设计方法;该平台使用商用货架产品构成余度计算机的多个冗余通道,使用RFM模拟多通道间的通信、同步过程,通过对底层驱动封装实现硬件故障模拟和余度功能模拟,方便实现软件调试和从性能、功能测试,大大提高了开发效率,减少了研制周期。

    • 电容式传感器测量动态容器中液位的方法研究

      2016, 24(5):14-17.

      摘要 (1601) HTML (0) PDF 3.43 M (706) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章提出了一种测量动态容器中液体液位的实用传感方法;该法采用了一种新的传感器结构,它主要由装在圆柱形框架内壁的3个电极构成;在不同液位下,采集容器不同倾向倾角时电极之间电容值并送入径向基网络进行训练,构建网络模型应用于实际液位测量;研究结果证明所设计的传感器及其数据融合方法可以在容器不同倾向倾角状态下均能对同一液位正确评价,体现出良好的应用前景。

    • 基于物联网技术的农业环境监测站的设计

      2016, 24(5):18-20, 24.

      摘要 (1208) HTML (0) PDF 3.69 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对农业环境检测提出一种基于物联网技术的农业环境监测站设计方案与实现过程;以瑞萨R8C单片机为控制核心实现对不同种类的环境参数检测传感器进行数据采集并进行数据格式的转换,实现对大气温湿度,风向,风速,太阳辐射度,土壤水分含量及温度的数据采集,采集器通过与单片机通信读取采集结果,并通过多种传输方式将信息发送到云计算中心服务器,通过客户端登陆农业环境监测系统实现农业环境数据的实时查看、历史数据分析及实时报警功能;通过长期实际应用,系统运行稳定可靠,能够有效实现对农业环境各项参数的监测;为农业向现代农业的转变提供了可行的低成本、高可靠的设计方案。

    • 基于1553B总线的运载火箭供电测控系统设计

      2016, 24(5):21-24.

      摘要 (2629) HTML (0) PDF 3.57 M (956) 评论 (0) 收藏

      摘要:新一代运载火箭采用低温动力技术,测量系统获取飞行过程遥测参数的同时,需要完成火箭发射前低温推进剂加注期间压力、温度等关键参数的可靠获取;相比传统火箭,对测量系统在供配电和地面测控的可靠性设计、连续工作时间、测试性、扩展性和箭地接口设计提出了较高要求,对此文中提出了一种基于1553B总线的供电测控系统,介绍了系统的硬件和软件组成、功能和测控信息流向,分析了系统设计的4项关键技术:单机设备智能化设计、箭地接口简化设计、总线通信协议和高可靠PXI冗余备份设计;设计的新型供电测控系统在新一代运载火箭各项大型地面试验中成功实现了工程应用,系统方案设计的正确性得到了充分验证,系统方案在其他项目中得到了推广。

    • 不同机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响分析

      2016, 24(5):25-27, 31.

      摘要 (2176) HTML (0) PDF 3.94 M (883) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入研究不同机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响,提出了使用正态分布曲线描绘时钟同步误差的方法;通过分析IEEE 1588时钟同步系统的工作原理,决定采用硬件方式测量时钟同步误差分布,并利用统计学的分析方法,分析不同的机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响;分析结果表明网络拓扑结构、网络节点负载和外部环境温度都对IEEE 1588时钟同步系统的性能有一定影响,其中网络拓扑结构的变化对IEEE 1588时钟同步精度的影响比较大;这一研究成果对网络化机载测试系统的设计与使用具有一定的借鉴意义。

    • 基于GIS的土壤墒情监测系统

      2016, 24(5):28-31.

      摘要 (1973) HTML (0) PDF 3.37 M (747) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了高效、直观地查看土壤的墒情以对土壤进行合理的灌溉,研究分析了目前农业信息化的发展历程,设计开发了土壤墒情监测系统;该系统基于Browser/Server(B/S)模式,用基于ARM9的水分采集器作为数据采集模块,基于XAMPP(Apache+MySQL+PHP+PERL)软件集成包设计开发了监测中心模块,GSM网络作为数据传输方式;采集到的水分数据通过GSM网络传输到监测中心mysql数据库中,监测中心对数据进行处理,将处理后的数据直观的显示在Geographic Information System(GIS)上,监测人员根据GIS地图各个市、区县显示的颜色判断干旱程度,并发布预警信息;实验数据表明,该系统能够稳定采集土壤水分数据并传输到数据库中再显示在web页面,相比Client/Server(C/S)模式简化了系统的开发、维护和使用,降低了成本,解决了传统的实地查看土壤墒情的费时费力。

    • 基于三帧差分和滑动平均背景的运动目标检测

      2016, 24(5):32-34, 38.

      摘要 (1166) HTML (0) PDF 3.87 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统三帧差分法在前景提取中容易出现“空洞”现象,对传统三帧差分法作改进,采用逻辑“或”代替原来的逻辑“与”,但同时产生了运动目标被拉长,轮廓模糊等问题;为了有效解决该问题,将滑动平均法和改进的三帧差分相结合,然而滑动平均法初始阶段更新背景较慢,因此二者有效结合的关键是对滑动平均法作改进,提出一种自适应更新滑动平均系数加速背景更新的方法;最后将改进三帧差分提取的前景和改进滑动平均法提取的前景进行逻辑“与”运算得到综合前景图像;实验结果表明该算法在完整性,准确性以及实时性方面能满足实际要求。

    • 基于多信号模型的现场可更换模块测试性建模与分析

      2016, 24(5):35-38.

      摘要 (1983) HTML (0) PDF 3.71 M (704) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于多信号模型的测试性建模与分析为测试性设计提供了一条崭新的思路,但测试性建模过程所需的测试性信息却难以准确、完备地获取,进而使测试性建模过程变得非常困难,指出正确获取测试性信息的关键是要消除产品设计人员和建模人员之间存在的知识隔层;分析了多信号模型的8个要素,结合工程实践给出了测试性信息的获取方法和测试性建模的工程化操作流程,工程化操作流程包括:确定结构层次、故障模式影响分析、信号流分析、测试分析共4个步骤;以某现场可更换模块为例,完成了测试性建模与分析;结果表明,给出的测试性信息获取方法和工程化操作流程在实际工作中是可行的、有效的;测试性建模、分析的结果能够在设计阶段较准确的评估测试性设计是否满足既定的指标,并为测试性设计的进一步改进指明方向。

    • 基于北斗RDSS远程生命体征监测系统的设计

      2016, 24(5):39-41.

      摘要 (2604) HTML (0) PDF 3.06 M (876) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着户外运动的兴起,经常发生探险旅游人员伤亡走失的事件,故急需一种能够实时监测人员行踪和生命体征信息的远程监护系统;结合我国当前推广的北斗短报文服务,设计了基于北斗RDSS远程生命体征监测系统,该系统以STM32单片机为控制核心,生命体征传感器包含脉搏传感器、血氧传感器、皮温传感器和三轴加速度传感器进行数据采集,可以对人员的脉率、皮温、血氧饱和度以及体动系数进行综合监测;经测试,该系统能够准确测试上述参数,达到设计要求。

    • 通用电子测量仪器自动测量系统的实现

      2016, 24(5):42-43, 48.

      摘要 (1465) HTML (0) PDF 2.70 M (802) 评论 (0) 收藏

      摘要:现如今通用电子测量仪器具备了更宽的测量范围和更高的测量精度,功能完善,应用广泛,并且集成了外部程控接口,因此通过构建基于这些测量仪器的自动测量系统来进一步提升测量效率就显得十分必要;Agilent公司生产的E5072A矢量网络分析仪是微波领域用来测量分析网络参数的测量仪器,其集成了可用于外部控制的通用总线接口(GPIB),并且支持可编程仪器标准命令(SCPI)的控制,这样就构成了物理链路和程序控制之间的通路;因此利用LabVIEW虚拟仪器开发平台和SCPI控制命令,通过GPIB总线连接上位机与网络分析仪,构建了一套E5072A的自动测量系统,这也是通用电子测量仪器实现程控测量的有效方法;使用该测量系统进行了氯化钠溶液浓度的测量试验,试验结果表明该系统能够极大的提高测量效率,移植性好,可以胜任一些耗时长、需定时测量等较繁复的测量工作。

    • 基于增量式PID控制的全静压测试系统设计

      2016, 24(5):44-48.

      摘要 (1693) HTML (0) PDF 4.89 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现阶段全静压测试设备结构复杂、成本高,自动化程度低、效率低的问题,提出一种基于增量式PID控制的全静压测试系统的设计方法;系统通过STM32单片机完成核心控制任务,实现对密闭容器及管路中压力的精确控制,并完成压力的自动测量和相关飞行参数的显示;实验证明该系统具有响应速度快,超调量小等优点,并且能达到全静压系统测试精度的要求;该全静压测试系统成本低廉,通用性强,使用方便,测试周期短,适合于多种机型,具有较好有应用前景。

    • 无人机健康诊断知识库建立研究

      2016, 24(5):49-52.

      摘要 (1313) HTML (0) PDF 3.15 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无人机健康诊断系统的设计,研究了健康诊断专家知识库的建立方法;介绍了基于规则的专家知识库的含义及其对无人机设计的要求,阐述了故障树与故障模式判据表的形成方法;故障树分析基于故障因果逻辑,逐层找出故障事件的原因,保证专家知识逻辑上的完备性;故障模式判据表将抽象的专家知识具体化为多个能够在工程上应用的要素;提出了一种故障树分析与故障判据规则相结合的建立健康诊断专家知识库的方法;从某型大气数据系统的组成及原理出发,以大气数据系统真空速失效为顶事件,构造了故障树和故障模式判据表;结果表明,结合故障树和故障模式判据表格构造的专家知识库清晰、简洁,具有很高的工程实用价值,能够应用于无人机健康诊断系统的设计。

    • 基于VPX架构的测控通信综合测试系统设计

      2016, 24(5):53-54.

      摘要 (2934) HTML (0) PDF 2.35 M (1073) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统测控通信系统测试设备种类多、数量大、设备间连接关系复杂,难以满足当前型号任务快速、通用、集成的测试需求,提出了一种基于VPX总线架构的测控通信综合测试系统;系统将以往型号测试采用的前端设备、变频设备、基带设备综合集成,以VPX板卡形式集成到一台机箱,利用背板高速串行总线替代传统设备间电缆,显著简化了系统组成,提高测试设备通用性。

    • 变采样周期和多包传输的非线性NCS故障检测

      2016, 24(5):55-58, 66.

      摘要 (1531) HTML (0) PDF 4.63 M (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究具有多包传输、时变采样周期和未知干扰输入的Lipschitz非线性网络控制系统的故障检测问题;利用主动变采样周期的方法将多包传输的非线性连续网络控制系统建模为离散切换系统,设计基于观测器的鲁棒故障检测滤波器构造残差产生系统,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了使闭环系统渐近稳定的充分条件及故障检测滤波器的增益矩阵;最后运用仿真算例说明了故障检测滤波器的残差产生系统对故障具有敏感性,同时对外部扰动输入具有鲁棒性。

    • 三维虚拟动态测量系统构建方法研究

      2016, 24(5):59-62.

      摘要 (1949) HTML (0) PDF 3.89 M (708) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统二维测量系统存在测量精度较低、稳定性差的不足,提出一种基于数据交互的三维虚拟动态测量方法;该方法采用三维构型与总线技术同步耦合的工作方式,对三维测量系统中模型驱动的关键问题进行了研究,探讨了三维测量系统中数据交互解决方法的可行性,并将该方法应用于煤矿排水系统,完成了三维虚拟动态测量系统的开发;试验结果表明由该方法实现的三维虚拟动态测量系统具有运行稳定、操作简单、直观性强、可靠性高的优点,应用前景广阔。

    • 基于BP神经网络的卫星故障诊断方法

      2016, 24(5):63-66.

      摘要 (2150) HTML (0) PDF 4.05 M (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效地利用卫星下传的海量遥测数据,在测试过程中对卫星进行实时的故障诊断,提出了一种基于BP神经网络的卫星故障诊断方法;该方法包括离线自主学习和实时在线故障诊断两部分;离线自主学习部分基于历史数据库和更新样本进行自主学习,学习获得神经网络模型存储于知识库;实时在线故障诊断部分依据相应的神经网络模型,对遥测数据进行实时在线的诊断;为了验证基于BP神经网络的卫星故障诊断方法的有效性和优越性,以现有型号三轴稳定近地卫星控制分系统为实验对象,利用该方法对具有代表性的红外地球敏感器和动量轮的相关遥测数据进行分析;通过将该方法的实验结果与基于Kalman滤波的方法的实验结果进行对比分析,表明该方法能够有效地对卫星的故障进行诊断。

    • 空间运输航天器故障诊断系统架构研究

      2016, 24(5):67-70.

      摘要 (2659) HTML (0) PDF 3.72 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:故障诊断技术不仅是提高空间运输航天器的安全性和可靠性的重要手段,而且可以节约航天器整个寿命周期的运行维护成本,因此研究航天器故障诊断技术,特别是处理紧急故障的在轨故障检测和诊断技术是非常必要的;在分析国外航天器故障诊断系统发展趋势的基础上,提出了基于天地一体化设计思想的空间运输航天器故障诊断系统架构,阐明了设计原则,以及具体功能需求;介绍了在轨故障诊断系统和地面故障诊断系统,提出了地面故障诊断系统软件的组件模型构成;地面系统对航天器在轨故障诊断有较强的辅助作用,能有效补充故障分析、诊断、预测、处理能力;给出的系统架构对航天器故障诊断系统研制具有一定的参考价值。

    • 多频率激励生物电阻抗测量方法的研究

      2016, 24(5):71-73.

      摘要 (2088) HTML (0) PDF 2.69 M (712) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物电阻抗是生物组织的一个重要电参数,对生物电阻抗的测量与分析在生物医学工程上有着重要的研究和应用价值;采用四电极测量法,设计了一种多频激励的生物电阻抗测量系统,利用AFE4300产生16-128 kHz激励信号源,并将此激励信号施加于待测生物组织上,通过IQ解调,得出待测电阻抗的模值和相角;当激励信号为128 kHz时,系统模值测量误差最大,最大测量误差为2.07%,且随着激励频率的增加,模值和相角的测量误差呈逆向变化趋势,在不同的应用场合,选择不同的激励频率可以提高生物电阻抗的测量精度。

    • >控制技术
    • 热风炉燃烧过程智能优化控制方法的研究

      2016, 24(5):74-76, 80.

      摘要 (1941) HTML (0) PDF 3.61 M (704) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现在不同工况条件下通过调整空燃比使热风炉燃烧系统保持在能耗最低、效率最高下运行,根据高炉生产的特点和蓄热式热风炉燃烧方式,设计了以模糊BP神经网络为智能优化算法的自寻优控制策略,实现了PID控制器参数实时、动态、精确的调整,实现了动态PID参数的准确调整,保证了煤气流量和空气流量的合理比值;经仿真结果表明,该系统不但有效地解决了传统热风炉的燃烧控制系统非线性、建模难和强耦合性的问题,而且使热风炉处于安全、节能的燃烧状态。

    • 高超音速飞行器鲁棒控制器设计

      2016, 24(5):77-80.

      摘要 (1597) HTML (0) PDF 3.53 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:军事变革和信息化战场环境的变化,促使空天攻防作战成为未来作战的战场之一;临近空间高超音速飞机和导弹会对传统攻防体系带来颠覆性冲击;复杂环境对高超音速飞行器控制技术的发展提出了严峻的挑战,文章针对吸气式高超音速飞行器在飞行包线内动态特性易变、稳定性较差、不确定因素较多以及对外界扰动敏感以及整个执行机构控制能力弱和动态特性低等的控制问题,首次提出了一种能同时抑制扰动和模型不确定性的基于优化控制的鲁棒控制方法,保证飞行器能得到很好地控制,快速响应环境变化并很快回到稳定飞行的状态;采用线性矩阵不等式方法来设计飞行控制系统,给出了不确定系统稳定的条件, 将反馈稳定问题转化为了一个最优控制问题;同时将闭环极点在一定区域内参与优化,进一步提高优化效率;与文献方法仿真对比结果证实了文章方法的优越性。

    • 不稳定时滞对象的二自由度控制器设计

      2016, 24(5):81-83, 88.

      摘要 (1217) HTML (0) PDF 3.62 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:在工业生产过程中,特别是化工领域,许多单元属于开环不稳定过程,特别还存在时滞特性;针对此情况,提出了一种二自由度响应控制结构,该结构优点是设定值跟踪与扰动响应完全解耦,分别对设定值跟踪控制器和扰动控制器两个参数进行独立调节,而无需进行折中,保证了系统的稳定性和鲁棒性;最后对一阶二阶不稳定时滞系统的仿真结果表明,所提出的二自由度控制结构能够有效地解决系统的稳定鲁棒性和扰动抑制作用。

    • 基于PLC的收餐机器人控制系统设计

      2016, 24(5):84-88.

      摘要 (2141) HTML (0) PDF 5.00 M (779) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前餐厅收餐自动化水平低下的现状,提出了自动化收餐流水线的概念,设计了一款收餐机器人;在分析收餐机器人整机结构和运动要求的基础上,进一步设计了一种基于PLC的收餐机器人控制系统;系统主要由餐盘翻转模块、筛选模块、餐具输运模块、餐盘堆叠模块和残渣收集模块组成;根据不同模块的工作流程和作业需求,以西门子S7-200为控制系统核心,完成了系统的软硬件设计,并分别对各模块进行了编程调试,可实现精确的位置控制,符合实际控制要求,达到自动收餐的目的。

    • 油井远程监控系统采集层设备RTM的设计与实现

      2016, 24(5):89-92.

      摘要 (1199) HTML (0) PDF 4.55 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:所设计的油井远程监控系统采用三层架构,分别为数据采集层、数据传输层和数据处理层;文章详细介绍了采集层设备RTM(remote terminal measurement)主要功能模块的硬件设计与软件开发;RTM采用ARM处理器STM32F103作为核心控制器,通过485通信与传输层设备RTU(remote terminal unit)相连,可完成油井油压、油温等生产参数的自动采集、抽油机皮带轮转速的实时检测以及油井启停的远程控制等功能,具有兼容性好、易拓展和适用范围广等特点;所设计的系统已在油田现场部署应用,不仅可以降低工人劳动强度,提高工作效率,而且可及时发现油井的异常情况并及时采取措施,保障了油井生产安全运行。

    • 蓄热式加热炉点火控制系统

      2016, 24(5):93-95.

      摘要 (1587) HTML (0) PDF 3.11 M (670) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对硅钢退火工序中传统加热工艺的能源利用率低、污染程度高、组网复杂、监测灵活性差等问题,在充分研究蓄热式加热炉及配套的点火控制器工作原理的基础上,设计了一套可以远程监测和管理的点火控制系统;利用PT100温度传感器采集烟道温度数据,单片机C8051F060作为数据处理核心,将多台点火控制器与上位机进行组网通信,通过数码管和按键进行人机交互,配合温度检测和煤气阀门控制电路,实现控制烧嘴合理运行;结果表明,各个点火控制器能够实时与上位机通讯,吹扫、交替点火、正常燃烧等步骤能够正常进行,减少了报警状态下的人工干预,降低了劳动强度;本系统成本较低,可拓展性强,易于安装和维护,已经投入实际生产中,并取得良好的效果。

    • 航天器谐波传动机构效率试验测控系统设计

      2016, 24(5):96-98, 102.

      摘要 (1664) HTML (0) PDF 4.09 M (642) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了谐波传动机构的原理和应用,针对工作于空间环境下的航天器谐波传动机构,设计了一套传动效率试验测控系统;叙述了整套测控系统的结构、原理,设计了一套谐波传动机构在空间环境下的效率试验方法;并针对传统试验装置的缺点和不足,在实现基本功能的基础上,采用了针对性的软件设计,设计了一套自动测试流程,提高了整套系统的自动化水平;同时,针对测试数据无规则跳变的问题,设计了数据筛选算法,提高了控制精度和试验的准确性。

    • 风力发电机偏航控制系统设计仿真技术研究

      2016, 24(5):99-102.

      摘要 (1743) HTML (0) PDF 4.31 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:偏航控制系统是风力发电机的核心机构之一,其硬件设计、软件开发与控制算法的合理选用将直接影响偏航控制系统研发成本、周期,以及风力发电机的风能利用率和安全可靠性等;仿真技术作为一种有效的性能预测、试验验证和分析的综合性技术,其具有高效、安全、受环境条件的约束较少等优点,在复杂系统的研发过程中已成为不可或缺的重要手段;因此,偏航控制系统研发前期,为确保系统软硬件开发、控制算法设计的合理性,缩短研发周期、提高研制效率、降低资源成本,将仿真作为主要验证手段;利用Proteus对偏航控制系统的硬件电路和系统软件进行仿真验证,利用MATLAB对控制算法设计的合理性进行考核,为实际偏航控制系统研发提供依据和指导。

    • 涡桨发动机螺旋桨建模与控制系统设计研究

      2016, 24(5):103-105.

      摘要 (2198) HTML (0) PDF 3.47 M (887) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对涡桨发动机全权限数字电子控制技术对螺旋桨控制的计算精度和实时性要求,建立了某型发动机螺旋桨实时模型并设计了其控制系统;基于最小二乘辨识方法,应用试车数据建立了螺旋桨实时动态数学模型;采用前向拉力控制模式,设计了螺旋桨转速控制系统,并对模型和控制系统进行仿真验证;结果表明,辨识所得模型满足计算精度和实时性的要求,控制系统能够保证螺旋桨在各个工作状态下安全稳定工作、满足转速控制的需求,具有良好的工程应用价值。

    • 基于WiFi和GSM的无线监控系统设计与实现

      2016, 24(5):106-109.

      摘要 (2642) HTML (0) PDF 3.82 M (917) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线监控的现实需求,设计了一种在STM32F4微处理器平台上的无线远程监控系统;该系统主要由传感器模块、主控模块、无线传输模块和监控终端模块4个部分组成,具有传感器驱动、自动报警和远程监控等功能;文中着重给出了系统的整体方案详细说明、各个模块的原理和性能参数、系统的软件设计等;经过调试与测试,系统不仅实现了预期的功能,而且具有良好的实际应用前景。

    • 电动舵机非线性系统的辨识研究

      2016, 24(5):110-112, 116.

      摘要 (1238) HTML (0) PDF 4.00 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对所设计的三闭环电动舵机系统,为了提高电动舵机的控制精度,建立具有良好动态性能的电动舵机控制系统,提出了采用非线性系统辨识的方法,并且利用辨识的参数对电动舵机系统进行补偿;根据电动舵机的数学模型分别采用了前馈补偿的方法和反馈辨识的方法对系统的摩擦进行仿真建模研究,利用Lugre模型对系统的摩擦进行辨识,使得系统能够进行自适应摩擦补偿,并且将建模数据加入到电动舵机样机中进行试验验证,经过试验验证,系统的位置跟踪误差和速度跟踪误差均有大幅度减小,验证了非线性模型的准确性及补偿的有效性;试验结果证明,文章所提出的电动舵机非线性辨识研究方法可以准确地实现摩擦模型的建立,并且从该模型出发进行补偿可以有效地提高电动舵机的控制精度。

    • 小型热真空试验自动流程控制技术研究

      2016, 24(5):113-116.

      摘要 (1643) HTML (0) PDF 4.60 M (704) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于当前航天器部件级产品的空间环境试验需求日趋增多,对试验流程控制系统的自动化程度及其对不同试验需求的适应性要求更加严;为提高其自动化水平和灵活适应性,以小型热真空试验系统为需求背景,对其试验流程自动控制需求及适应性条件进行了分析,提出并设计了可适应不同需求及条件下的自动控制方法;该方法易于实现,通过试验系统内各类传感器参数作为基准判据对系统的设备和仪器进行流程控制和可靠性保护,采用相对智能的控制策略实现试验系统对不同试验需求的灵活适应;经过测试验证,该控制方法适应于小型热真空试验流程,具备较强的适应性,自动化程度高,能够大幅度提高小型热真空试验流程自动化水平,满足密集型航天器部件级产品空间环境试验需求。

    • 基于TD-LTE的智慧油田测控系统的研究与实现

      2016, 24(5):117-119, 123.

      摘要 (1720) HTML (0) PDF 4.09 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:对基于TD-LTE的智能测控系统的设计进行了研究,进行了软硬件系统架构及组网性能的分析,提出了下一代IPV6协议的电子标签式设备管理模式;该智能测控系统以AT91SAM9263EK为微处理器,以Linux为操作系统平台,为传感器连接、电量监测、示功仪测量等扩展了各种接口,实时获取各个从站数据存储到modbus对应4个区地址内,并动态映射到sqlite3数据库中,实现了位移、载荷和电流数据的同步,通过4 G网络以MODBUS/TCP协议发送到数字中心;管理软件轮询采集各油井的各项参数,存储到本地Oracle数据库,为大数据挖掘分析作标准数据储备,对设备的运行状态、意外突发远程启停井等做全生命周期管理,实现了全油区油水井管理物联化、数字化、自动化的新型管理体系的目标。

    • >军事装备测控技术
    • 一种声学炸点测量系统的设计及应用

      2016, 24(5):120-123.

      摘要 (2210) HTML (0) PDF 4.08 M (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对常规兵器试验测试领域全天时地面炸点测试问题,设计并开发了一种由对讲机、数据采集卡构建的声学炸点测试系统;系统采用遥控装置解决测量分站对讲机的发射控制问题,中心站以多对讲机作为信号接收装置,采用同步数据采集卡实时采集回传的声信号;提出并实现了一种基于爆炸能量边沿识别的时延估计技术,用于后期数据处理和炸点坐标计算;试验结果表明该系统可以实现兵器试验爆炸点的声学定位,系统开发周期短、可靠性高、适应性强,具有一定实用性和推广价值。

    • 战略导弹试验模拟系统开发平台设计

      2016, 24(5):124-128.

      摘要 (2469) HTML (0) PDF 5.60 M (991) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足新型武器系统靶场一体化联合试验、训练与保障的需求,克服传统面向具体导弹型号的模拟训练系统缺乏灵活性和扩展性的不足,提出了设计“试验模拟系统制造工厂”的新理念,即构建通用的战略导弹试验模拟系统开发平台,由用户根据具体导弹型号的需求,基于开发平台进行二次开发自行生产出特定的仿真训练系统;设计了试验模拟系统功能和开发平台结构,采用组件式、平台化、脚本化的开发思路,给出了开发平台的具体技术实现途径,包括:仿真模型设计、仿真服务总线设计、组件化/脚本化设计、设备模型仿真设计、原理仿真设计、信息流程可视化仿真设计、系统运行流程设计等,最后给出了飞行仿真的设计演示情况;所设计的开发平台将为试验、作战、指挥等岗位技术人员提供丰富的模拟训练及考核评估手段。

    • 雷达高度表灵敏度测试系统的参数化设计方法

      2016, 24(5):129-131, 134.

      摘要 (2551) HTML (0) PDF 3.90 M (841) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种参数化设计方法,实现了雷达高度表接收机灵敏度的自动化测试,提高了接收机灵敏度的测试效率和测试准确度;利用计算机程序通过GPIB协议控制直流稳压电源、信号源、示波器等标准仪器,实现了雷达高度表的加电和断电、雷达回波信号的模拟、雷达高度表输出端信号的检测;针对测试需求,充分考虑接收机灵敏度测试方案的通用性和可扩展性,设计了通用的测试模型,据此开发的软件可自动给出测试结论;在程序中设计了求取灵敏度最优频点和灵敏度的优化迭代算法,节省了测试时间;利用数据库技术对被测雷达高度表相关信息和测试数据进行管理,便于将测试结果与历史数据进行比对。

    • 制导火箭弹落点预测导引控制研究

      2016, 24(5):132-134.

      摘要 (1472) HTML (0) PDF 2.83 M (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高火箭弹攻击地面目标的精度,文中给出了一种基于落点预测的火箭弹导引方法;首先以某型火箭弹为例,建立了其运动方程组,然后简化处理弹道方程得到落点预测模型,设计了基于落点预测模型的导引律,最后建立了Simulink六自由度弹道仿真模型并进行了数字仿真验证;研究结果表明:落点预测模型有效,相比无控火箭,采用落点预测导引律后制导火箭CEP由231 m减小为31 m,有效提高了火箭精度。

    • 基于ARM+WinCE的某自行火炮火控系统模拟训练与考核系统设计与实现

      2016, 24(5):135-138, 142.

      摘要 (1735) HTML (0) PDF 5.02 M (767) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对实装训练带来的数量不足、组织难度大、综合成本高等现实问题,构建了一套基于“ARM+WinCE”的自行火炮火控系统模拟训练设备;以ARM集成控制板为基础,设计了集信号采集与处理,计算、控制等功能于一体的火控系统基本电路;设计了基于WinCE、DSP、XML故障诊断硬件与软件,使得系统具有操作使用、理论与操作考核、故障诊断等功能;应用证明该模拟训练系统运行稳定可靠,极大提升了装备训练的效益。

    • >测试软件工程
    • FPGA软件自动化验证平台设计与实践

      2016, 24(5):139-142.

      摘要 (2107) HTML (0) PDF 3.53 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,航天任务急剧增多,研制周期大大缩短,FPGA的应用呈阶梯式增长,提高FPGA软件的测试效率成为新的挑战;验证平台的搭建是进行FPGA测试的前提条件,而验证平台的好坏直接影响测试效率和质量;为了提高测试效率,设计搭建了基于Makefile脚本的自动化验证平台,可在该平台上进行FPGA软件静态测试和动态测试,覆盖了目前航天型号FPGA软件测试的全部类型,实验结果表明该平台的应用能够有效地缩短测试时间,并保证测试质量。

    • >设计与应用
    • 数字化提取油气润滑ECT系统电容值的方法研究

      2016, 24(5):143-145, 149.

      摘要 (1020) HTML (0) PDF 4.10 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服模拟器件的约束,进一步提高系统的精度和速度,提出了3种数字化提取ECT电容值的方法,并通过软件求解出了各种数字化提取电容值的方法电容值,最后通过4个评价指标综合选定数字正交解调作为最后数字解调的方案,结果表明:采用正交解调数字化提取电容值的方法不仅减低了系统的制作成本,而且在系统的速度和精度方面基本达到最佳的性能。

    • 混合粒子群优化算法及其收敛性分析

      2016, 24(5):146-149.

      摘要 (1901) HTML (0) PDF 3.41 M (709) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决标准粒子群优化算法不能保证全局收敛,寻优精度低,尤其在高维函数优化方面易陷入局部极小值等问题,提出一种融合Kent混沌映射、云模型理论和布谷鸟搜索的混合粒子群优化算法(CPSO);CPSO算法采用混沌初始化种群位置、全局开发及局部开采的均衡搜索、多子种群协同进化等改进策略,同时从随机优化算法的全局收敛准则角度对CPSO算法的全局收敛性进行证明,并给出了CPSO算法的时间复杂度分析;经典的benchmark测试函数的实验统计结果表明,CPSO算法在收敛性、寻优精度、稳定性等方面均优于经典算法。

    • 基于嵌入式系统的农产品智能出库设备的设计

      2016, 24(5):150-152.

      摘要 (1149) HTML (0) PDF 2.79 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:农产品出库是连接仓储与物流的重要环节,目前农产品出库操作粗放、信息无法跟踪、智能程度不高;结合嵌入式ARM系统与Windows系统的优势,对出入库中小包装条码扫描,大包装与小包装之间的信息核查,将大小包装信息不符的剔除出去,大小包装吻合的通过升降皮带的传输运送到转载车上等的研究,设计具备传输装置、出库产品条码扫描装置、剔除装置、显示控制装置的农产品出库设备,提出核心部件控制流程,实现了订单核查、产品剔除、传输控制等上位机软件功能;测试表明该设备精确实现移动装卸货与货车的无缝对接,能很好检查出错订单,提高出库过程的智能化程度。

    • 基于模糊贝叶斯网络算法的智能轮椅避障

      2016, 24(5):153-155, 159.

      摘要 (1626) HTML (0) PDF 3.85 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:对传统BP神经网络模糊逻辑的智能轮椅避障方法在训练过程中存在的过拟合和避障路径不够优化的问题,提出了一种模糊贝叶斯网络避障算法以降低神经网络的复杂度;该算法利用模糊神经网络对隶属度函数的参数进行自主学习调整,同时为增强神经网络的泛化能力和计算能力,在网络目标函数中加入权衰减项,利用贝叶斯原理优化神经网络的结构和权值;仿真和实机实验表明,该算法在训练结果和避障效果上均优于传统BP神经网络,提高了智能轮椅避障的实时性,优化了避障路径,可满足用户对智能轮椅安全性和舒适性的需求。 

    • 基于unity和kinect的交警手势识别仿真系统的设计和实现

      2016, 24(5):156-159.

      摘要 (1676) HTML (0) PDF 3.82 M (571) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究计算机辅助驾驶系统中交警手势的识别,搭建了一个虚拟驾驶场景的实验室研究仿真系统;采用了微软公司的Kinect设备采集人体骨骼数据,经由经验模型提取特征并使用模式识别对交警手势信号进行信号分类,使用unity公司的unity3D软件实现虚拟驾驶场景的三维重建;系统测试表明,使用kinect进行手势识别响应快,准确率高,使用unity作为虚拟驾驶场景的开发平台方便快捷,两者组合非常适宜搭建基于视觉的辅助驾驶系统的仿真环境。

    • 基于FPGA的通用开放式星载陀螺模拟器设计

      2016, 24(5):160-162, 166.

      摘要 (2705) HTML (0) PDF 3.63 M (1001) 评论 (0) 收藏

      摘要:陀螺是小卫星平台上姿轨控制分系统中的重要敏感元件,而陀螺模拟器是小卫星姿轨控制分系统地面测试过程模拟陀螺仪的数据流向和时序关系的必要设备;针对通用化的小卫星陀螺模拟器的设计需求,开发了一种基于FPGA和CAN总线接口的陀螺模拟器,采用了FPGA作为主控芯片,实现了支持多类常用星载陀螺数据通信协议的实时接口,并配置了具备电平隔离功能的CAN、RS-485等总线接口电路,实际配置一种工作状态的测试和实验验证表明,所设计的陀螺模拟器具有较高的可靠性和良好的通用性。

    • 飞机机电系统PHM技术方案研究

      2016, 24(5):163-166.

      摘要 (2431) HTML (0) PDF 4.14 M (901) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前飞机PHM系统难以精确设计的技术瓶颈,并为了满足提高飞机故障诊断与健康管理技术能力的目标要求,文章在大量调研并参考国内外飞机PHM系统设计经验的基础上,结合国内针对PHM设计的特殊背景,通过对飞机机电系统进行了深入分析与研究,提出了一种针对飞机机电系统PHM总体方案架构思想;文章给出了机电系统PHM区域管理器结构的设计思路及机电系统PHM区域管理器设计,开展机电系统aFMECA分析,明确了该系统设计的指导思想、功能和组成,并着重论述了各主要功能模块的设计方案,最后形成了飞机机电系统PHM技术方案,对于促进国内PHM技术的发展具有重要作用,同时也为其他武器装备的PHM技术的研究具有一定的指导作用。

    • 机载千兆网络数据记录器设计与实现

      2016, 24(5):167-168.

      摘要 (2401) HTML (0) PDF 2.18 M (912) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足对新一代网络化机载测试系统输出的海量高速网络化测试数据记录的需要,设计并实现了一种基于COMe主控模块和工业级通用固态硬盘的机载千兆网络数据记录器;该记录器使用集成有英特尔处理器、板载DDR3内存和FLASH存储器的COMe主控模块,可进行IRIGB-AC时间码授时的底板和作为数据存贮介质的固态硬盘构成硬件系统平台,并采用Linux嵌入式操作系统和优化的数据存贮算法程序,完成了一路千兆机载测试网络数据流的接收、打包和记录;试验室和飞机上大量实验结果表明该记录器工作性能稳定,无误码和丢包现象,可以大量应用在使用环境复杂的飞机网络化机载测试系统中。

    • 基于图像数据封装包文的数据采集方法

      2016, 24(5):169-172.

      摘要 (1027) HTML (0) PDF 4.17 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对如何在工业应用中找到一种实现周期更短和更低成本的图像数据采集方法进行了研究;通过分析以太网帧格式和JPEG图像数据特点,给出了一种对JPEG图像帧进行分片并对分片进行数据封装的方法,在此基础之上实现了基于图像数据封装包文的数据采集设计;最后在FPGA环境中对该设计进行了实现,此实现成功应用到了工程项目当中;实践表明,基于图像数据封装包文的数据采集方法能够在不添加外置存储器等复杂器件的情况下实现稳定的、实时的JPEG图像数据采集。

    • 基于稀疏表示和近邻嵌入的图像超分辨率重构

      2016, 24(5):173-177.

      摘要 (1004) HTML (0) PDF 4.96 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出基于稀疏表示和近邻嵌入的单帧图像超分辨率重构算法;为低分辨率和高分辨率图像块训练两个基于稀疏表示的过完备字典,在训练的低分辨率图像块和高分辨率图像块中分别选取与这两个字典原子最近的图像块近邻,通过图像块近邻来计算构图像块的权重;一旦得到权重矩阵,高分辨率重构图像块可以由低分辨率图像块与相应权重相乘来表示;与之前的算法相比,所提出的算法在计算字典原子与图像块距离的时候不是逐个图像块进行计算,而是先将图像块聚类,计算字典原子与类中心的距离,在距离最近的一类中选取图像块;计算权重矩阵的时间可以大大减少,提高计算效率;所得到的PSNR与其它算法相比,也有一定提高。

    • 面向低强度无线网络信号接收谱参数估计研究

      2016, 24(5):178-178.

      摘要 (1019) HTML (0) PDF 918.37 K (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以北斗卫星导航信号为代表的亚纳秒级的低强度无线网络信号在定位中难以获取精确时间估计及角度估计,且易受环境噪声影响,使其定位精度不高等难题,提出了基于亚纳秒级的低强度无线网络信号接收谱参数估计方法;首先通过抽样方式,将发射信号抽样为多维独立子信号并独立建模,通过构造噪声空间与子信号空间在对应列向量正交化的基础上精确获取TOA估计;随后利用复数域映射,在获取TOA估计基础上采取比对方式精确地获取DOA估计;最后对所提参数估计方法进行了精度分析;测试数据显示:与PM算法、ESPRIT算法相比,所提技术在TOA及DOA估计上更为精确;同时在信号强度低且背景噪声干扰严重的情况下,所提方法仍可有效的维持参数估计精度;该技术能够有效减轻背景噪声对信号传输的影响,具有较强的实际部署意义。

    • 系统健康管理中的寿命模型仿真研究

      2016, 24(5):179-182.

      摘要 (2074) HTML (0) PDF 3.51 M (816) 评论 (0) 收藏

      摘要:在航空、航天、通信等领域,高可靠性和长寿命设计的产品所占比重逐渐增大;性能退化状态评估和剩余使用寿命预测技术在提高该类产品安全性和维护效率、降低全寿命周期成本等方面意义重大;针对当前国内健康管理研究中缺乏寿命及可靠性基础数据的现状,介绍了系统寿命预测的典型过程,重点分析了寿命模型研究和仿真中存在的若干问题,旨在建立实现简单且与实际系统运行过程相似度高的寿命模型的建模方法,为后续系统性能状态评估提供有效的数据支持。

    • “六西格玛”方法在机载测试参数误差分析中的应用

      2016, 24(5):183-183.

      摘要 (2284) HTML (0) PDF 959.03 K (903) 评论 (0) 收藏

      摘要:科研试飞中,为真实反映飞机各项技术指标的实际状态,机载测试系统需提供精确的数据,而测试的中间环节较多,所测的各种参数结果势必会有误差;为满足试飞任务的精确需求,本文通过从测试系统误差的来源入手,来分析机载测试参数产生误差的各个环节,以压力参数为例,运用“六西格玛” 方法中的测量参数误差的定义、测量、分析、改进及控制五项流程,以三架机的压力传感器的校准历史数据为样本,对精度结果作了详细分析,得出了事先确认参数具体压力变化区间,根据测试系统精度分布特点选用更合适范围的传感器来保证精度要求,将6西格玛”方法用于压力参数误差分析可行的结论;并提出,将其推广到其它各类测试参数的误差分析,将有利于在现有条件下更合理地配套测试仪器设备,更好地满足参数测试精度需求。

    • 基于隐马尔可夫链模型的软件维护性评估方法研究

      2016, 24(5):184-185, 290.

      摘要 (1121) HTML (0) PDF 2.74 M (565) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前软件可维护性评估主观性强,可操作性弱等问题,提出了定量描述维护性的维护时间统计概率描述方法,引入隐马尔可夫链(HMC)模型对维护性状态变迁过程进行描述,以可度量的维护性内部属性影响因素集量化值为观测序列,以维护时间统计概率为状态序列,构造了反映可维护性状态转移的HMC模型;收集配置管理库中软件模块历史维护时间从而确定完成维护任务频率来估计软件维护性初始状态,利用复杂网络特性计算软件维护性影响因素集的量化值,理论上即可评估出当前软件所处的维护性状态,最后运用实例对模型进行了训练与评估;结果表明,利用模型评估出的概率与实际维护任务统计出的可维护性概率基本一致,说明该方法可行且可重复,具有一定实践意义和研究前景。

    • 基于LabVIEW的便携式推力轴承数据采集系统设计

      2016, 24(5):186-189.

      摘要 (1184) HTML (0) PDF 3.88 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:在大型水轮发电机工作中,推力轴承的运行状态与发电机工作的效率与安全有着重要的关联;因此在水轮发电机运行过程中需要对轴承系统的各项数据进行实时监测,已保证发电机在可控条件下进行作业;本系统采用了基于LabVIEW软件平台的多路并行数据采集结构,实现了对轴承系统中推力瓦的温度、油膜厚度、电机转速等试验数据的实时采集,将采集到的数据实时显示、显示界面的截屏以及对试验数据的分析、处理、记录和保存等功能;同时利用DataSocket技术实现不同计算机之间的高速数据共享,让多个试验人员实时分析记录轴承系统数据;试验结果表明此便携式推力轴承数据采集系统具有能够长时间稳定可靠的运行,数据采集控制精度高,试验人员查看数据方便,系统操作简单等特点。

    • 基于OMAP3530嵌入式最小系统的开发

      2016, 24(5):190-194.

      摘要 (1827) HTML (0) PDF 5.07 M (878) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着嵌入式系统日趋复杂,类似机载状态监测系统,对嵌入式处理器在高性能计算和复杂控制方面的性能提出了更高的要求;针对复杂嵌入式系统的高性能需求,介绍了TI公司ARM+DSP架构的双核异构处理器OMAP3530,并进行了OMAP3530嵌入式最小系统的开发,包括硬件、软件设计两个方面;硬件设计包括电源、时钟、存储器以及外围接口等模块,实现了OMAP3530启动以及和外围通信的最基本硬件组成;软件设计包括ARM端操作系统移植、ARM和DSP双核通信,在此基础上设计了双核的应用程序;最后采用LabVIEW在上位机上设计了软件部分的测试程序,测试了系统的完整性;OMAP3530作为一款高性能的嵌入式处理器,为复杂的嵌入式系统应用提供了解决思路。

    • 数据传输模式自适应切换的设计与实现

      2016, 24(5):195-198.

      摘要 (2089) HTML (0) PDF 4.00 M (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:给出一种采集数据传输到服务器过程中,互联网和GSM两种模式之间自动切换的机制,以处理业务运营中的不同情况;若采集器无互联网环境,则启动GSM模式,即通过短信发送数据;若有互联网环境,则启动互联网模式;并在互联网模式下,根据业务需求,对采用的通信协议(TCP/UDP)进行自适应调整;为满足即时性要求,选择UDP作为通信协议,但当通信时延超过限定值时,则切换至TCP协议;为满足可靠性要求,选择TCP作为通信协议,但当接收的连接数将超过服务器最大承载量时,切换至UDP协议;另在互联网模式下,若长期得不到采集器响应,则切换至GSM模式;在JAVA开发环境下对该机制进行设计,并通过socketTool工具对其功能进行验证;结果显示,自适应融合模型能根据不同业务需求进行模式间切换,运行平稳。

    • 基于三次多项式拟合三角函数的地理空间距离计算算法

      2016, 24(5):199-201, 206.

      摘要 (1992) HTML (0) PDF 3.28 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:移动互联网技术的快速发展,现有的APP提供了非常人性化的操作,用户可以进行对商家的筛选,APP默认的选项“智能排序”,“离我最近”;这两个选择项,系统都会去计算当前用户的位置和各个商家之间的距离;这种大量计算距离的场景十分消耗资源,按照现在的统计数据100 W条数据时候,延迟将会达到140 ms;且随着数据的增长,服务器的性能堪忧;当前计算空间距离的方法是使用Lucene算法进行计算,但是开销比较大,不利于用户一眼,文章提出了一种基于三次多项式拟合三角函数的优化算法对空间距离进行计算,文章从距离计算的准确性和快速性两个方面与原有方法进行比较;最后总结出优化算法的优势之处。

    • 一种用于云计算资源调度的改进遗传算法

      2016, 24(5):202-206.

      摘要 (1752) HTML (0) PDF 4.53 M (839) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轮询调度算法、遗传算法和模拟退火算法在云计算资源调度中存在收敛速度慢、易早熟和资源负载不均衡等问题,提出了一种基于模拟退火思想的改进遗传算法(simulated annealing improved genetic algorithm:SAIGA);改进算法设计了基于任务平均完成时间和负载均衡的双适应度函数和自适应的交叉变异概率函数,允许算法在退火过程中以一定概率接受劣质解从而避免早熟现象的发生,将虚拟资源上任务分配数的标准差作为选择个体的依据来实现节点的负载均衡;仿真结果表明,改进算法与上述算法相比,在任务平均完成时间、资源利用率以及收敛速度上表现得更优越,能够较快地找到资源最优调度方案,具有较好的可行性和实用性。

    • 融合两类跟踪框架优点的红外目标跟踪算法

      2016, 24(5):207-208, 212.

      摘要 (932) HTML (0) PDF 2.68 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于粒子滤波的算法模型框架,针对红外的目标成像与背景对比度低、背景复杂等问题,进行提取目标灰度特征,通过对系统概率的密度函数的采样集进行了预测和更新,来逼近系统的后验密度概率,初步确定目标位置,再融合均值漂移算法进行小区域精确搜索,确定目标位置;同时,通过调整均值漂移的算法和函数的带宽,对于红外目标有阻挡情况下的识别能够得到有效处理;通过仿真得到该模型具有算法高效、去除粒子的退化,并且对于有遮挡的红外目标能够进行实时稳定地跟踪。

    • WebGIS中带图业务数据的缓存和预取机制研究

      2016, 24(5):209-212.

      摘要 (1246) HTML (0) PDF 3.61 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前在WebGIS中地图缓存已得到深入的关注和研究,随着WebGIS客户端性能的逐渐增强,如图片音频等越来越丰富的内容也能被展示出来;由于服务端磁盘读取和网络传输两大瓶颈,一定程度上延长了用户访问这些资源的等待时间;以某高速公路管理系统为背景系统,采用了在服务端和客户端各加一组业务数据缓存、客户端启动后预先读取服务端缓存的方式,提高了带图片的业务数据的访问性能;同时根据该WebGIS中业务数据特有的地理位置关系,在分析用户访问轨迹后,客户端预测用户可能访问的下一条数据并预取,进一步提高了缓存性能。

    • 基于改进Harris角点算法的摄像机标定技术研究

      2016, 24(5):213-215, 219.

      摘要 (1927) HTML (0) PDF 3.56 M (696) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的Harris角点提取算法对噪声敏感,执行效率低等不足,提出了一种改进的Harris角点提取方法;以Harris角点提取算法为基础,通过优化角点响应函数,消除系数K,提高角点提取算法的执行效率;采用改进的 Harris 算法对黑白棋盘表格进行内角点提取,利用张正友摄像机标定法计算USB摄像机的内外参数;实验结果证明了该方法可以有效的对黑白棋盘格内角点进行提取,准确高效,提高了摄像机的标定精度和准确性,是一种可行的摄像机标定方法。

    • 结合卡尔曼滤波器噪声分析的车道线检测跟踪算法

      2016, 24(5):216-219.

      摘要 (2988) HTML (0) PDF 4.22 M (850) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用卡尔曼滤波对视频序列图像中的具体信息进行跟踪的研究目前是跟踪方向的一个热点;但是在处理卡尔曼滤波跟踪过程中的过程噪声和测量噪声,大部分研究普遍采用的是初始赋值;通过不断的调整参数,达到较好的跟踪效果;但是这样做不但没有遵循原始数据的规律,同时调整参数是一项耗时的工作;基于这个原因,提出了一种对卡尔曼滤波的过程噪声和测量噪声进行预估计的方法并将其应用到车道线跟踪过程中;通过对一部分离线数据进行处理,可以基本估计出系统的噪声参数;最后采用车道线跟踪算法对论文中的方法进行验证,实验证明,提出的参数估计方法在车道线的跟踪过程中达到很好的效果,同时处理每帧的时间为50 ms左右,满足了实时性的要求。

    • 基于FPGA和SSPC的智能配电系统设计与实现

      2016, 24(5):220-222.

      摘要 (2305) HTML (0) PDF 3.43 M (883) 评论 (0) 收藏

      摘要:航天及航空领域智能配电技术发展迅速;配电系统是航天及航空飞行器的重要分系统,其性能的优劣直接影响到飞行任务的成败,为了提高配电系统的可靠性和灵活性,提出了基于FPGA和SSPC的智能配电系统设计,从航天及航空飞行器智能配电技术的发展现状出发,具体阐述了该系统总体方案的设计思路及关键技术,同时分析了采用FPGA、SSPC和总线通信带来的控制灵活、易于实现故障隔离和系统重构、可靠性高以及系统重量轻等诸多优点;该系统已开展了相关的试验验证,试验结果表明该系统稳定可靠,具有广泛的应用前景。

    • 基于微处理器的多点电流信号采集及优化设计

      2016, 24(5):223-225, 229.

      摘要 (1546) HTML (0) PDF 3.56 M (634) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动化设备的广泛应用是工业现代化的重要标志之一,随着应用环境的逐步复杂和应用需求的不断提升,实现可靠的多测点信号采集具有重要意义;针对自动化设备多点信号采集的实际需求,设计了基于CAN总线(CANopen协议)的分布式控制系统;使用ATmega16单片机实现了多测点的4~20 mA电流信号采集的软硬件设计,并根据工作应用的实际需求,从软件与硬件两方面提出了更加具体的优化方法以提升系统性能;最后,利用搭建的实验平台,进行整体系统的精度实验,并完成相应的数据处理与分析;实验证明该系统能够进行可靠稳定的多测点数据采集,具有一定的应用参考价值。

    • 高速航空拖靶操控分系统设计与实现

      2016, 24(5):226-229.

      摘要 (1483) HTML (0) PDF 4.16 M (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:某型高速航空拖靶系统的改造升级过程中,为解决新拖机在高速飞行时伴随的异常振动及快速收靶时带来的对靶机的安全隐患,需增加智能化、人性化的操控分系统实现命令控制、画面显示、视频监控、存储、飞行数据转发与记录功能;操控分系统通过串口与显示器、靶载台和遥测电台进行数据通信,通过网口实现与航空绞车数据通信,把获取的数据进行分析处理和存储,为收放靶提供数据指导和作战任务分析,通过采用显控和存储双系统的设计确保控制操作的独立性和安全性;这些使得高速航空拖靶的工作状态更加安全、可控,提高了靶标模拟飞航式导弹的效果,为作战演练和武器研制提供了更好的辅助工具;通过对操控部分的设计与实现的简要分析,阐述了新型高速拖靶系统的实用功能。

    • 基于Android平台的一种保护隐私的即时通讯工具的设计与实现

      2016, 24(5):230-233, 236.

      摘要 (1130) HTML (0) PDF 4.76 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:在移动互联网飞速发展的今天,即时通讯工具已经成为人们生活和工作中不可或缺的工具;但是,国内外主流的即时通讯工具依然面临着两大主要问题;一个是基于不同协议的软件的互联互通问题,另一个是日益严峻的即时通讯的安全性与隐私性问题;为了从根本上解决问题,针对即时通讯工具的特点进行了深入分析,最终设计并实现了一款基于安卓平台上更具安全性、更实用、用户体验更好的即时通讯工具SecretChat;本工具采用开放的XMPP通讯协议,并在XMPP上实现OTR安全协议;经过系统测试,系统具备稳定性并且具有良好的互联互通性能和隐私保护功能。

    • 基于特征点光流聚类的复杂背景中运动车辆检测

      2016, 24(5):234-236.

      摘要 (1930) HTML (0) PDF 2.76 M (662) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确、快速的在动态场景中对运动车辆进行检测,提出一种基于特征点光流聚类的车辆检测方法;该方法取Harris角点为车辆特征量,通过特征点匹配来剔除一些没有运动的干扰角点,然后对剩余的特征点做光流提取并利用模糊U邻域(FUNN)聚类算法实现光流的聚类,从而剔除噪音、孤立点和不感兴趣样本实现前景和背景的分离,最后通过设定阈值判断前景目标是否是车辆;实验结果证明在复杂的动态场景中该算法对遮挡、光照变化、阴影处理等有很好的鲁棒性,相较于其他算法具有更高的车辆识别率。

    • 基于改进型人工鱼群算法的支持向量机参数优化

      2016, 24(5):237-241.

      摘要 (1937) HTML (0) PDF 4.11 M (724) 评论 (0) 收藏

      摘要:支持向量机在高维度、小样本情况下具有独特优势,但同时支持向量机的参数优化极大制约了其分类效果,目前参数优化缺乏系统的理论指导;针对传统DAG-SVM训练分类器较多,训练耗时长,分类效果受到结构排序的影响,提出了一种基于“1 vs R”策略的改进型算法;针对 SVM传统参数优化方式耗时大,优化精度不高,提出了改进型人工鱼群算法;最后结合1 vs R-DAG支持向量机算法与改进型人工鱼群算法,得到一种新的改进型支持向量机算法;仿真对比实验证实,对支持向量机的参数优化是有效可行的。

    • 数字视频分析中快速边缘检测和运动估计研究

      2016, 24(5):242-245, 250.

      摘要 (939) HTML (0) PDF 4.78 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了将粒子群优化算法同万有引力算法相结合进行边缘检测,利用万有引力原理进行启发函数的计算,指导蚁群运动趋向,快速检测出边缘线,作为图像分析的预处理结果;另外根据视频图像中局部运动集中在图像中部概率较大的特性,提出对图像的几个小区域数据进行全局运动估计,这样大幅度减少了运算量,实验中通过采样4个六分之一原图边长的矩形区域进行全局估计,实验证实了在精度相同的情况下,运算速度提高了九倍左右。

    • 洁净机器人反应转矩观测与碰撞保护研究

      2016, 24(5):246-250.

      摘要 (1781) HTML (0) PDF 4.23 M (711) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于反应转矩观测器的机器人碰撞保护方法;机器人的反应转矩由基于模型的干扰观测器估值得到,模型的建立包括电机系统转矩模型与机器人系统动力学模型两部分;由于洁净机器人特殊的构型及关节耦合关系,机器人的动力学建模被大大简化,同时对简化后的模型采用最小二乘法对惯性参数和摩擦参数进行辨识,提高了模型的精度;根据永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型,可以得到基于电机电流的机器人关节转矩;机器人与外界环境接触时,关节转矩的增加量即为反应转矩;通过设计反应转矩观测器并采用力/位混合控制结构,实现基于电流的机器人主动柔顺控制功能,并在洁净机器人进行碰撞保护实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。

    • 飞参系统实时监视技术研究

      2016, 24(5):251-253.

      摘要 (2532) HTML (0) PDF 2.85 M (929) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对飞机研制阶段各系统交联试验时故障定位慢、检查测试手段匮乏的问题,设计了飞参系统的实时监视功能;飞参系统中的机载设备与地面设备通过以太网进行数据交互,实现飞机状态的实时监视;分析了实时监视功能的作用与优势,并从某型飞参系统功能需求出发,阐述了机载设备的硬件配置及软件架构;基于UDP通信协议,提出了一种机载设备与地面设备交互的数据收发策略;该策略通过地面设备控制数据通信周期,机载设备采集的数据按周期发送给地面设备还原显示,实现了飞行数据的一边记录一边监视;实际应用表明,飞参系统的实时监视功能丰富了试验测试手段,提高了各个系统试验效率,实现了对飞机实时状态的监测,为航前快速检测技术的发展奠定了基础,具有很高的工程实用价值。

    • 基于物联网的小区智能照明管理系统设计与实现

      2016, 24(5):254-257.

      摘要 (2171) HTML (0) PDF 3.95 M (768) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对国内中小型LED照明企业的艰难处境和政府倡导低碳,绿色环保照明政策现状,提出了一种基于电力载波通信技术的小区智能照明管理系统的设计方案;采用微控制器、PLC芯片和传感器构建智能控制终端,实现对单灯电能、光强度等数据采集;集中器集成GPRS通信模块负责与远程控制中心建立连接,控制终端与集中器通过电力线相连,实现PC端和移动端对LED照明设备的多平台控制;重点阐述了智能控制终端的软硬件设计、系统的自定义通信协议和远程控制方法;系统实测结果表明,该系统数据传输可靠、响应时间短、成本低,易于进行远程管理和控制。

    • 基于机器视觉的麻将包装识别系统设计

      2016, 24(5):258-262, 269.

      摘要 (1267) HTML (0) PDF 5.68 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对麻将包装在实际产线上出现的麻将牌错位、缺失、牌面翻转等问题,基于机器视觉检测技术设计了一套以DM6437处理器为硬件平台的麻将包装识别处理系统;该系统的硬件部分由摄像头板、核心板和接口板3个模块组成,配合机械传动系统来进行识别前后麻将包装的传输;系统的软件部分采用平板Pad对麻将包装进行模板录入,并设计了一套适应于不同机箱内部环境变化的背景剔除方法来完成模板整体分割,以及通过中值计算实现单目标的分离,最后还提出了一种简单高效的混合搜索方式来进行基于SAD的模板匹配;测试结果表明,识别算法对于麻将间有缝隙、麻将整体倾斜、个别或整体麻将翻转、个别麻将位置错乱等问题均能准确判别,模板匹配算法稳定性和适应性较好,识别准确率达95%以上,能满足包装流水线上的缺陷检测。

    • 新型航天器电气综合一体化架构研究

      2016, 24(5):263-266.

      摘要 (2099) HTML (0) PDF 3.90 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电子技术的发展,电子元器件的体积越来越小,处理器的运算能力越来越强,存储器的容量越来越大,总线的传输速率越来越高,电子设备的集成度越来越高,成本越来越低;在这样的背景下,航天器电气综合系统设计理念也在与时俱进,为降低电气系统体积重量和功耗,以提高航天器的任务能力,同时为加快研制进度,降低研制成本,迫切需要开展新型航天器电气综合一体化架构研究,文章主要对比国外航空航天领域飞行器先进电气综合系统架构,分析了目前国内航天器电气系统综合设计中存在的缺陷和弊端,结合我国未来新型航天器对电气综合系统的需求,提出了我国新一代航天器电气综合系统一体化设计的基本原则,并对系统软硬件体系架构及具体的功能实现方式进行了初步的设想。

    • 基于HMC435MS8GE的单刀双掷微波开关设计

      2016, 24(5):267-269.

      摘要 (1269) HTML (0) PDF 2.81 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统微波开关设计和调试困难,且工作频带极窄不可调,应用范围极其受限,提出了一种基于HMC435MS8GE芯片的单刀双掷微波开关设计方法,该方法采用HMC435MS8GE开关芯片作为信号通道控制核心,并配置腔体滤波器对输出信号进行滤波,整个产品设计在一个封闭结构内,确保了信号的传输完好性,该设计在降低设计难度的同时,提高了频率的使用范围,极大地降低了调试成本,试验表明该新型微波开关设计简单、使用方便且导通损耗小,关断隔离度好,克服了传统开关的缺点,满足实际工程应用,并具有很好的推广价值。

    • >试验与评价技术
    • GNSS载波多普勒频移计算、分析及实验验证

      2016, 24(5):270-273, 283.

      摘要 (1699) HTML (0) PDF 4.63 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球卫星导航系统信号处理中,多普勒频移至关重要;文章对地心惯性坐标系下载波多普勒频移最大值计算进行了研究,其推导中没有考虑地球自转速度和地面用户位置的影响;文章针对这个问题进行分析,通过建立卫星和用户位置和速度之间的立体几何模型,提出了地心地固坐标系下任意用户位置载波多普勒频移最大值的精确计算方法;同时针对多普勒频移计算问题,通过构建卫星与用户之间的距离向量,提出了基于精密星历的任意用户位置载波多普勒频移计算方法;最后使用GNSS仿真数据和实测数据进行验证,两种方法的计算结果均和实验结果相符合;两种新方法能够解决地心地固坐标系下特定位置处的多普勒频移最大值和特定位置处载波多普勒频移的计算问题。

    • 基于活性顺序图的形式化验证方法及工具研究

      2016, 24(5):274-286.

      摘要 (1067) HTML (0) PDF 12.68 M (546) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,形式化验证方法在软件开发过程的作用越来越大;如何充分利用形式化验证方法提高软件系统的可靠性已成为软件开发者及使用者主要关注的问题;总结了近年来基于活性顺序图的形式化验证方法的研究进展,首先介绍活性顺序图的语言及其表达能力与复杂性,然后深入分析现有的基于活性顺序图的形式化验证的关键技术及其典型应用,最后实现一种基于活性顺序图的运行时验证工具,实验证明使用本验证工具进行形式化验证的可行性。

    • >智能仪器与传感技术
    • 基于LabWindows/CVI的光电三极管虚拟测试仪设计

      2016, 24(5):287-290.

      摘要 (2276) HTML (0) PDF 3.76 M (904) 评论 (0) 收藏

      摘要:光电三极管具有伏安,光照,温度,功率等多种特性,正确选择使用某种型号的光电三极管之前需要熟悉其特性,因此需要一种便携、廉价、易操作的测试仪对光电三极管的特性进行测试,文章设计出基于LabWindows/CVI设计了一种光电三极管虚拟测试仪,用高速采集卡和LabWindows/CVI取代传统的模拟电子电路测试仪器完成光电三极管特性的测量;在构建虚拟仪器测试方案的基础上,首先设计了一种信号放大电路用于光电三极管输出信号的放大处理,然后提出了光电三极管特性测量方法,最后阐述了labWindows/CVI环境下的光电三极管测试数据处理过程;实验测试表明:所设计的虚拟测试仪能够准确地对光电三极管的伏安特性和光照特性进行测量,测试结果形象化地显示在仪器面板上,有效地避免因工作时参数过高对光电三极管造成的影响。

    • 基于DSP的嵌入式在线振动信号分析系统

      2016, 24(5):291-295.

      摘要 (2451) HTML (0) PDF 5.34 M (786) 评论 (0) 收藏

      摘要:为监测机械设备的工作状态,对机械设备工作过程中产生的振动信号进行采集、处理和分析,从而实现系统的状态监测、故障诊断以及寿命预测等;但目前振动信号分析系统体积较大、不方便携带,多用于离线的振动信号处理,难以完成机械设备振动信号的在线实时分析;针对振动信号离线分析系统存在实时性低、体积大等不足,设计了基于TMS320C6713 DSP的嵌入式振动信号采集处理系统,以满足机械设备振动信号采集、处理和分析过程中对采集、处理实时性,系统便携性等需求;详细介绍了系统的软硬件设计原理和方法,利用美国凯斯西储大学的公开轴承测量数据集对系统的各项功能和技术指标进行实验验证;实验结果表明,该系统能够正常工作且可应用于实际工程中;另外,系统支持功能和算法扩展,以满足不同机械设备的振动信号采集、处理和分析需求。

    • 一种多功能信号源系统设计

      2016, 24(5):296-297, 301.

      摘要 (2104) HTML (0) PDF 3.34 M (814) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对单一信号源无法满足测试需求的现状,提出了一种新型多功能信号源系统设计方案;详细阐述了信号源系统的硬件及软件设计,方案基于标准化、高速、可靠性三方面的考虑,硬件环境基于Compact PCI工控计算机,设计了3U CPCI结构的信号源板卡,配套软件采取模块化设计;该方案可实现多类型、多通道的高精度、高可靠性信号的独立输出和同时输出;实验结果表明,该多功能信号源系统稳定性好、可靠性高、使用便捷,满足设计需求。

    • 测量条干均匀度的平行板式电容传感器优化设计

      2016, 24(5):298-301.

      摘要 (885) HTML (0) PDF 4.10 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:条干均匀度一般是指纱线沿轴向粗细变化的均匀程度;检测纱线的微小变化对仪器灵敏度等指标提出了很高的要求,因此对电容传感器的结构尺寸进行优化设计是很有必要的;文章对平行板电容传感器检测纱线的原理进行了研究,并利用电磁场有限元分析软件ANSYS,构建了平行板式电容传感器三维模型,分析了传感器极板尺寸参数的变化对灵敏度和线性度两个优化指标的影响,提出多组传感器分段检测法,完成对电容传感器尺寸的优化;另外,针对平行板电容边缘发散电场对检测结果产生干扰的问题,提出等电位保护环法,并仿真验证其对电容传感器边缘效应的抑制作用;研究结果为平行板式电容传感器优化设计提供了依据。

    • 一种手持式超高频RFID读写器检测仪的设计

      2016, 24(5):302-304.

      摘要 (1448) HTML (0) PDF 2.89 M (622) 评论 (0) 收藏

      摘要:射频识别(RFID)技术随着物联网的兴起而得到迅速发展,超高频RFID技术因其识别距离远、识别速度快、有较强的防碰撞能力而被广泛应用;与RFID技术相比,RFID测试技术相对比较滞后,RFID测试还主要是基于参考标签或参考读写器的定性测试;为了实现RFID读写器的射频参数和协议一致性的定量测试,设计了一种基于射频处理和软件无线电(SDR)的超高频RFID读写器检测仪;该检测仪属于手持式设备,体积小、功耗低、重量轻、功能强大、且操作简便,满足超高频RFID读写器批量生产和现场保障的测试需求。

    • 一种改进的DV-HOP算法在无线传感网中的定位研究

      2016, 24(5):305-308.

      摘要 (1799) HTML (0) PDF 3.78 M (615) 评论 (0) 收藏

      摘要:WSN中的信息传递主要通过传感器来进行传递信号,针对无线传感中DV-Hop算法在节点定位上存在精度低的问题,首先提出建立双曲线二维模型用来确定锚节点与未知节点的距离关系,其次设定误差系数使得传感器节点之间的误差降低,最后采用斯蒂芬森迭代法(Steffensen)定位方法对传感器节点进一步进行定位修正;仿真实验表明算法的在远程控制的中定位精度提高,传感器之间能量消耗降低,具有一定的推广价值。

    • 改进内测点测试算法在无线传感网络中的定位研究

      2016, 24(5):309-312.

      摘要 (2076) HTML (0) PDF 3.73 M (632) 评论 (0) 收藏

      摘要:在无线传感网络定位算法中,三角形内点测试APIT算法和最佳三角内测点PIT算法受节点密度影响较大,在特定情况下会出现In-To-Out Error 和 Out-To-In Error错误,导致目的节点实际坐标往往与三角重叠区域质心位置相差较远,影响定位精准度;新算法提出利用内测点三角成形面积有效检测和避免上述两类错误,并在重叠区域采取指纹分布概率以投票方式计算目的节点坐标;仿真实验证明,新算法受节点密度影响较小,拥有更高的定位精度和准确性。

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