• 2016年第24卷第7期文章目次
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    • >测试与故障诊断
    • 遥感地面站自动化测试系统的设计与应用

      2016, 24(7):1-5, 23.

      摘要 (2231) HTML (0) PDF 6.41 M (984) 评论 (0) 收藏

      摘要:遥感卫星地面站的G/T值(品质因数)和系统误码特性是遥感卫星地面站最重要的系统指标,是测试遥感卫星地面站不可或缺的测试项目;传统的测试方法采用人工干预进行测试,测试过程复杂繁琐,人机交互工作量极大,测试效率低下;文中提出了一种在遥感地面站监控管理分系统的统一调度下,协调站内天伺馈分系统、信道分系统和测试分系统的资源,优化测试流程,自动完成系统G/T值和系统误码特性的测试方案,显著提高测试效率;介绍了自动化测试系统的测试原理和自动化测试的设计方法,然后结合某工程实际应用进行了自动化测试,并给出了测试结果;测试结果表明,自动化测试系统的测试结果和人工测试结果一致,但减少了大量的人机交互工作,使测试效率大大提高,测试过程不再繁琐和耗时。

    • 基于重要度的分级贝叶斯网络诊断模型研究

      2016, 24(7):6-9.

      摘要 (2208) HTML (0) PDF 3.90 M (694) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高复杂系统故障检测和诊断的准确性,从数据的不确定性、诊断的不确定性以及特征参数选择的不确定性三方面展开研究;在贝叶斯网络解决不确定性问题优势的基础上,提出了基于重要度的分级贝叶斯网络模型;以往基于贝叶斯网络的方法无法做到系统地选择参数,建立的模型都是全模型;虽然全模型没有遗漏关键的参数,但包含了很多不必要的参数,这些多余参数不仅会对诊断造成不良影响,导致拖尾效应;仿真结果表明,提出方法可以获得更佳的故障特征,有利于提高故障识别能力,验证了模型的有效性。

    • 一种通用测试系统故障诊断功能设计

      2016, 24(7):10-13.

      摘要 (2222) HTML (0) PDF 3.85 M (958) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决运载火箭测试过程中测试项目多、测试流程复杂、测试时间长的问题,一般采用具有故障诊断功能的通用测试系统,实现自动化测试;通过综合分析运载火箭测试项目需求,研究通用测试系统运行过程对故障诊断功能需求,提出了一种通用测试系统故障诊断功能设计方案,包括故障诊断的系统架构、线路诊断、测试平台自检、测试流程监测、故障定位,以及信息应用等功能;通过该故障诊断功能设计,简化了测试项目,实现了运载火箭的快速自动化测试、性能监测与状态评估,保障火箭的安全可靠运行,并可为维修决策提供支持。

    • 基于PLC的航天器地面测控系统通用化设计研究

      2016, 24(7):14-16, 20.

      摘要 (2647) HTML (0) PDF 4.12 M (1066) 评论 (0) 收藏

      摘要:航天器地面有线前端测量控制系统是航天器开展整器测试的支持设备;为解决该系统在多个航天器测试中存在重复设计、通用性差的问题,为提高系统的质量和可靠性、降低研制风险、节约研制经费,在基于PLC的航天器地面测控系统工作原理的基础上,对系统研制开展通用化设计研究;通过硬件模块化、组件选型统一化、接口设计标准化、软件功能层次化和可配置化,提高了设备的通用性和互换性;研制的测控系统在多个航天器型号间得到了延用和重用,取得了较好的效果。

    • 音码混合测距在深空探测中的应用研究

      2016, 24(7):17-20.

      摘要 (1629) HTML (0) PDF 3.83 M (714) 评论 (0) 收藏

      摘要:深空探测具有目标距离远、信号往返时延大和信号微弱等特点, 纯侧音测距和伪码测距无法满足深空测距的需求;提出了一种适用于深空探测的音码混合测距方法,详细分析了测距信号发送、接收时序,对由于超远距离、超大时延引起的测距信号返回时间预报偏差较大,采取有效的保护措施,减小测距信号返回时间预报偏差,避免距离匹配出错;阐述了距离捕获、解模糊和跟踪的过程,充分考虑了音码相位进周问题,提出了改进措施,提高了距离测量值的准确性;分析估算了测距精度和距离捕获时间,分析结果表明文章提出的音码混合测距方案具有较高的测距精度,较短的距离捕获时间;最后在由DSP和FPGA构建的全数字化控制平台上进行了实验研究,与纯侧音测距相比,音码混合测距精度更高,测距值更稳定。

    • 基于CPLD的多路瞬态冲击信号存储测试系统设计

      2016, 24(7):21-23.

      摘要 (2586) HTML (0) PDF 3.21 M (992) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对水平碰撞、跌落等环境试验中的多路瞬态冲击信号进行测试,基于CPLD设计了多路瞬态冲击信号嵌入式存储测试系统;系统采用高速串行AD转换芯片作为数据采集的执行器件,实现了多路冲击信号的同步高速采集;利用铁电存储器对采集到的信号进行在线存储;设计了USB接口模块,实现了PC机与测试系统之间的通信,并在LABVIEW环境下设计了数据回读软件;经试验验证了测试系统的正确性和可靠性。

    • 多航天器并行测试综合显示平台的设计与实现

      2016, 24(7):24-27.

      摘要 (2460) HTML (0) PDF 4.10 M (974) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决载人航天器并行测试遥测数据集中判读和关联分析问题,提出一种支持多航天器并行测试的综合显示平台设计方法;对多航天器并行测试方案进行研究,对综合显示平台总体架构进行设计;平台采用插件式程序架构便于功能扩展,采用脚本引擎技术提高平台可配置性,采用MVC设计模式增加页面编辑的可维护性,采用多线程技术和定时器策略实现海量数据的实时显示;平台具备图形页面、列表页面、曲线页面显示功能,可以实现常规数值显示、报警监视及源码、序列显示,同时,支持测试数据本地保存与回放判读;综合显示平台已应用于载人航天器全阶段地面测试和某型号航天器在轨交会对接任务中,应用效果良好。

    • 齿轮齿条直线运动的线性测量与分析

      2016, 24(7):28-30, 34.

      摘要 (2455) HTML (0) PDF 4.17 M (763) 评论 (0) 收藏

      摘要:在齿轮传动机构的直线运动研究中,为了测量直线误差,设计了齿轮齿条的测量平台;采用伺服电机直接驱动齿轮在齿条上运动,并以基于运动控制点位运动模式来实现测量间距和待机等控制要求;在齿轮齿条传动机构直线运动的过程中,用激光干涉仪对与齿轮同轴运动的工作台实际运动位置测量,获得测量数据;用最小二乘法求解线性矛盾方程的方法来构造拟合函数,并将其推广至任意次和任意多个变量的拟合函数,使用MATLAB编程求解,获得与设计数据曲线对应的实际数据曲线,得出齿轮齿条的线性定位精度和重复精度;这项技术可以推广到对大多数的直线运动机构来进行线性测量及数据分析;也能成为直线运动控制中线性参数自动补偿算法的依据。

    • 基于RBR和PCA的2.4米风洞故障诊断系统应用研究

      2016, 24(7):31-34.

      摘要 (2125) HTML (0) PDF 3.97 M (805) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决2.4米风洞试验装备的故障监测与诊断(FDD)问题,设计了一种基于规则推理(RBR)和主元分析(PCA)的并行故障诊断系统;对试验流程和因果关系较强的单一装备故障,采用RBR诊断方法;而对控制过程和重要传感器的故障,通过构建PCA模型,根据平方预报误差(SPE)实现系统故障的诊断;运行效果表明:该系统实时性好、诊断结果与实际相符合、且对过程故障具有较强的针对性。

    • 多段电容式锅炉液位测量系统设计

      2016, 24(7):35-38.

      摘要 (2120) HTML (0) PDF 4.13 M (852) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于传统的锅炉汽包水位测量多采用差压式水位计、云母水位计等方法,测量过程中存在汽水分界面不明显,需要温度、压力补偿及投入麻烦等缺陷,为解决上述问题,提出了一种基于电容数字转换技术专用芯片Pcap01的智能多段式液位测量系统,并且应用HART通讯单元访问传感器的测量过程参数、设备组态、校准等信息;对多段电容式液位测量系统的总体方案、传感器设计、电容测量电路、HART通讯电路的设计进行了详细论述,同时设计了HART通讯软件和液位测量采集软件;对所设计的多段电容式锅炉液位测量系统经过试验表明,该液位计精度高、操作简单方便,解决了传统液位测量的缺陷,可以满足实际现场要求。

    • 基于LXI总线的压气机试验台测试系统设计及应用

      2016, 24(7):39-41.

      摘要 (2348) HTML (0) PDF 3.15 M (823) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于LXI总线的压气机测试系统,在试验中对电压、压力、温度、流量和频率等参数进行采集和记录,然后通过系统软件性能分析端提供专业的算法分析接口,接入压气机性能分析计算链以及其他用户自定义的算法进行实时性能分析,从而实现压力机性能的测试及判断;经过试验验证,该系统运行稳定,基于LXI总线的仪器和基于网络的数据发布方式既能满足试验数据实时采集、现场监视,多专业灵活分析等功能,提供灵活的接口形式满足不同专业的实时分析,实现了压气机性能的测试和试验风险的掌控。

    • 基于邻域粗糙集和并行神经网络的故障诊断

      2016, 24(7):42-44, 48.

      摘要 (2004) HTML (0) PDF 3.52 M (814) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前使用神经网络诊断故障时出现的输入向量选择困难、网络结构复杂、对并发故障诊断效果不好等问题,提出了基于邻域粗糙集和并行神经网络的故障诊断方法;先利用邻域粗糙集对初始征兆进行约简,留下有价值的征兆作为神经网络的输入向量,然后针对每种故障类型设计一个神经网络;用多个训练好的神经网络来并行诊断故障,综合每个神经网络的结果给出最终的诊断结论;用转子实验台的实验数据对这种故障诊断方法进行验证,结果显示该方法能优化神经网络结构,且神经网络具有训练速度快、诊断正确率高的特点。

    • 基于毫米波辐射特性的水面植被检测方法

      2016, 24(7):45-48.

      摘要 (2464) HTML (0) PDF 3.79 M (790) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对采用3 mm波段辐射计对水面植被辐射特性进行检测的问题,在研究分析了水面的亮度温度和水面植被的介电特性的基础上,采用相干法建立了水面植被辐射特性的多层介质模型,与3层介质模型相比,仿真结果与实验数据更加吻合,表明多层介质模型能更精确地模拟水面植被的辐射特性;通过实验得出,在不同的入射角下,水面植被亮温相比水面亮温均有上升,说明水面相比植被具有亮温低、冷目标的毫米波辐射特征,可利用毫米波辐射特性监测区域内水面植被。

    • 精密离心机动态半径的定位测量技术研究

      2016, 24(7):49-51, 55.

      摘要 (1711) HTML (0) PDF 3.78 M (824) 评论 (0) 收藏

      摘要:精密离心机动态半径是影响精密离心机输出加速度精度的主要参数;对于高精度精密离心机的研制,必须对动态半径进行精密测量,并将测量结果作为补偿分量加入到精密离心机输出加速度修正数学模型中,以获得精确的加速度信号,同时为精密离心机输出加速度的精确评定奠定基础;文章介绍了精密离心机动态半径的外基准定位测试技术,包括多个定位平台的定位测试技术论证、测试系统配置等;该方法已应用于某高精度精密离心机动态半径测量中,实测结果表明,采用这种测量方法,动态半径的测量标准差为σ=0.21 μm,其测量精度满足高精度精密离心机研制的技术指标要求。

    • 一种飞行器电缆插接状态自动化检测方法

      2016, 24(7):52-55.

      摘要 (2527) HTML (0) PDF 4.04 M (851) 评论 (0) 收藏

      摘要:新一代飞行器的电气系统越来越复杂,依靠主观识别方法检测电缆插接状态,人工失误轻则烧毁星上设备,重则导致任务失败;提出一种飞行器电缆插接状态自动化检测方法,通过插接状态检测编码和信号变换设计,确保检测电路占用尽量少的电连接器资源和背板资源;通过信号走线优化设计,避免检测电路增加电缆分支数,降低电缆加工和敷设成本;通过电源走线优化设计,确保测试电路与星上电路隔离;文章方法无需飞行器加电即可自动检测电缆插错、漏插等问题,提高了飞行器综合测试的安全性和可靠性。

    • 基于机器视觉的电机换向器质量在线检测系统开发

      2016, 24(7):56-61.

      摘要 (1370) HTML (0) PDF 5.88 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:电机换向器质量检测是换向器生产线中的一个重要工序,但其仍采用人工方式,存在检测效率低、漏检率高等问题;针对此问题,运用图像处理和机器视觉技术,开发换向器质量在线视觉检测系统;该系统针对生产过程工艺多变,造成形状检测标准不一致问题,提出自适应学习模板方法;在轴孔孔径检测,提出基于Freeman链码改进的孔径快速检测算法;在端面缺陷中,提出基于改进视觉注意力模型的端面缺陷检测方法;实验结果表明,系统检测精度达到99.80%,漏检率为0%,F-measure值为99.89%;该系统能够快速有效检测换向器存在的外观质量问题,可满足换向器在线质量检测需求。

    • 一种改进的空间信号完好性监测算法

      2016, 24(7):62-64, 71.

      摘要 (1249) HTML (0) PDF 4.24 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Galileo系统空间信号完好性监测方案中两项关键技术点做出改进,首先提出改进临界圆法,从坐标系转换角度解决最坏用户位置方位角转换的复杂度问题;其次引入“截尾概率包络”概念,改善原模型对非零均值空间信号误差值高斯分布的过分包络问题;最后在无故障、阶跃类故障、斜坡类故障3种模式下,对比分析改进方案前后系统的完好性性能;结果表明,完好性阈值对实时空间信号误差估计值的平均包络紧度由3.89米改善至2.62米,对斜坡类故障的告警更加及时。

    • 基于灰度共生矩阵与反向投影的织物疵点检测

      2016, 24(7):65-67.

      摘要 (1374) HTML (0) PDF 2.94 M (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对织物疵点检测,将灰度共生矩阵(Gray-level Co-occurrence Matrix,GLCM)与反向投影结合起来,提出了一种基于GLCM的反向投影方法(GLCM-BP);首先介绍了GLCM-BP的原理,然后给出了织物疵点检测流程,分析并优化了GLCM的距离d与灰度级N等参数,选择了相应的滤波与自适应阈值分割方法以检测疵点,同时给出了7种常见疵点的检测结果;最后将本文方法与GLCM方法作了检出率的比较;结果表明,提出的方法具有良好的疵点分割效果,可显著提高疵点检出率。

    • 基于PHM的电力中间件故障预警技术研究

      2016, 24(7):68-71.

      摘要 (2332) HTML (0) PDF 3.92 M (810) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力信息系统中,中间件的运维工作需要从传统的事后排查提升为故障预判和智能预警,面向电力中间件的故障预测与健康管理(PHM)技术成为当前迫切需要研究的课题;分析和利用PHM技术的数据处理流程,突破性将该技术应用于智能化运维管理平台的中间件集群管理;以灰色状态下的马尔科夫预测模型为核心预测算法,结合时间切片管理和动态置信阈值技术,设计并实现了面向中间件集群管理的故障预警模型;以湖北省电力公司构建的智能化运维管理平台上的实施应用为实例,该方法实现对中间件故障准确预警,并大大降低了虚警率;实验结果证明了该方法的可行性和有效性。

    • 基于机器视觉的高精度测量与装配系统设计

      2016, 24(7):72-75, 81.

      摘要 (3050) HTML (0) PDF 4.34 M (957) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对某些精密产品实现自动化生产过程中,存在难以对装配该产品所需的多种装配小零件进行高精度自动测量与装配的问题;针对该问题,搭建了基于机器视觉技术的自动化测量与装配系统;基于Halcon图像处理软件平台,对零件图像进行了中值滤波、图像增强等预处理;采用了Canny算法对零件求取像素精度的边缘,并运用椭圆曲线拟合法获取了亚像素精度边缘;建立了两种相机镜头畸变模型,采用径向排列约束(RAC)标定法与张正友标定法对相机进行了标定,并对标定精度进行了对比;实验结果表明:本系统的装配同轴度精度能达到0.05 mm,零件尺寸测量标准差低于3.8 μm,满足工业需求,可以解决工业实际问题。

    • 基于径向基神经网络的航空发动机气路故障诊断

      2016, 24(7):76-81.

      摘要 (1829) HTML (0) PDF 5.39 M (746) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于径向基神经网络对民用高涵道比航空发动机风扇、增压级、高压压气机、高压涡轮、低压涡轮5大气路部件的效率降低故障进行诊断;采用Gasturb进行故障训练样本和测试样本库的生成,诊断结果显示,采用径向基神经网络进行航空发动机气路故障诊断的计算时间短、精度较高,不仅能定性的定位故障部位,而且在大多数情况下可以定量的给出该部件的性能衰退程度;某些情况下诊断结果与测试样本不尽一致,但都是方程的合理解,这是因为航空发动机的数学模型是一个多解的复杂方程,一个总性能的衰减对应着多组部件性能衰退的组合;随噪声幅值加大,诊断精度变差,同时研究发现诊断精度受噪声影响的敏感系数在不同的噪声幅值水平下是不同的。

    • 平流层飞艇地面通用测试原型系统设计

      2016, 24(7):82-85, 89.

      摘要 (2803) HTML (0) PDF 6.29 M (1251) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对不同技术路线平流层飞艇试验靶场地面通用化综合测试评估的迫切需求,分析了平流层飞艇平台地面通用测试技术体制和测试矩阵,提出了飞艇地面通用测试原型系统总体架构,研究了系统功能组成和通用性;基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等新一代自动测试系统关键技术,完成了原型系统的硬件、软件和机械结构设计方案,可以作为原型系统分系统实施方案设计、研制和综合集成调试的主要依据文件;经分析,地面通用测试原型系统可对多型号平流层飞艇实现快速自动通用测试评估,对飞行试验任务顺利完成起到的重要支撑作用。

    • >控制技术
    • 基于神经网络模糊控制理论的转台伺服系统控制设计

      2016, 24(7):86-89.

      摘要 (1140) HTML (0) PDF 4.10 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三轴飞行仿真转台伺服系统非线性、模型不精确等特点,在分析转台系统结构的基础上,采用模糊PID控制的方法对转台伺服系统进行仿真控制,得到较好的控制效果;模糊控制控制规则的获得带有很大的人为因素,并且在控制过程中对规则采用查表法占用大量的内存;基于以上原因,设计了神经网络模糊控制器(NNSOC),利用神经网络控制自学习、自调整的能力,为模糊控制器提供自动生成控制规则的能力;同时由于神经网络具有联系记忆能力,可对未训练的样本做出决策;对NNSOC的控制效果进行了仿真;结果表明:其具有很好的动态性能和鲁棒性,对转台的控制效果良好。

    • 无人机自主着陆高度控制系统设计研究

      2016, 24(7):90-92.

      摘要 (2347) HTML (0) PDF 2.89 M (805) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机自主着陆是无人机任务执行后顺利回收的重要阶段;论文根据固定翼无人机着陆滑跑的特点,设计了无人机着陆滑跑的下滑高度轨迹及高度控制回路;在已知无人机着陆性能和空气动力学模型的情况下,根据无人机飞行任务的需求,研究了直线下滑段的轨迹设计,利用指数拉平方法设计了末端拉平段的轨迹,并结合PID控制技术对无人机的纵向俯仰控制回路以及整个无人机高度控制回路进行了建模和详细研究,利用MATLAB仿真技术对设计的控制方案的性能进行了详细分析,获得了相应的关键设计参数;对设计的高度控制回路方案的数学仿真和基于FlightGear飞行环境模拟系统的半物理仿真验证了所设计的自主着陆高度控制系统的可行性,具有一定的参考实用价值。

    • 基于多模态PID的曳引机驱动控制系统设计

      2016, 24(7):93-96.

      摘要 (2073) HTML (0) PDF 4.77 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:曳引机的驱动控制系统是垂直升降电梯的关键设备,对电梯性能具有重要影响,具有较大的研究价值;对一种基于多模态PID控制的永磁同步曳引机电梯驱动控制系统进行了研究;给出了曳引机驱动控制系统的总体设计方案,将系统分为主控模块、驱动模块和信号采集模块进行设计并介绍了各模块硬件电路的设计;针对曳引机控制采用了电流、速度双闭环控制算法,给出了主控制器DSP的软件流程设计,并对速度环采用的多模态PID控制算法进行了研究;在电梯公司的试验塔对设计的驱动控制系统进行现场调试,调试结果表明电梯在高、中、低速下都能够良好地跟踪给定的S型速度曲线,且超调量较小,稳态误差较小,可以满足电梯控制的性能指标要求。

    • 基于Linux的薄壁管材冲孔自动化生产线设计

      2016, 24(7):97-99, 104.

      摘要 (1140) HTML (0) PDF 3.92 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了开发一种结构简单、控制灵活的冲压自动化装置,简述了一种基于Linux下的冲孔自动化生产线,用于薄壁管材的冲孔;设计了以ARM为主控制器,CPLD为协处理器的方式来作为整个生产系统的控制核心,通过控制交流伺服电机、电磁阀等执行元件完成动作要求;建立了气缸驱动系统和冲压机械手,机械手通过伺服电机的驱动完成取料和旋转,在与冲床的相互配合下完成冲孔要求;构造了生产线系统的故障树,利用定量分析结合定性分析的方式对故障进行分析;整个设计以Linux操作系统为平台,利用跨平台的图形界面应用程序Qt编写了人机界面,采用电容式触摸屏通过界面向操作人员发送故障提示,大大减少了设备停机时间;实验结果表明该系统完全能满足生产要求,稳定可靠,操作便捷,响应速度快。

    • 动态复杂背景下的智能视频监控系统设计与实现

      2016, 24(7):100-104.

      摘要 (1353) HTML (0) PDF 5.17 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用二重对称帧间差分目标检测算法和基于压缩感知的目标跟踪算法,设计并实现了一种可适应动态复杂背景下的智能视频监控系统;基于目标检测该系统能提取本地视频文件中局部运动目标并进行视频压缩,减少回放、查看视频时间,可实时播放并处理本地或网络摄像头数据,也可根据光照变化动态调整二值化阀值,实现实时区域入侵检测与报警;基于目标跟踪本系统能在动态背景下对选定目标进行跟踪,可通过客户端手动控制监控云台跟踪,也可对入侵目标实现云台自主大角度追踪;实验表明,此系统能在日常复杂环境下对运动目标准确检测和大角度跟踪,在智能家居和移动安防领域有很好的实用性。

    • 基于音频监控的婴儿智能监护系统设计

      2016, 24(7):105-108.

      摘要 (1280) HTML (0) PDF 3.96 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决目前婴儿智能监护产品对婴儿哭声识别不准确的问题,设计了能准确识别婴儿哭声的婴儿智能监护系统;使用RT5350芯片作为处理器,使用PAP7501芯片实现对视频信号和音频信号的采集;对系统移植了Linux内核,使用多线程编程技术编写了应用程序;通过提取梅尔频率倒谱系数作为特征参数,使用动态时间规整算法作为识别算法,实现了对婴儿哭声的准确识别;该系统可以与云服务器通信,实现婴儿哭声报警功能;该系统可以与用户的终端设备通信,实现视频数据和音频数据的传输;该智能监护系统极大地方便了用户对婴儿的监护。

    • 基于PID算法的四旋翼飞行器定点跟踪控制

      2016, 24(7):109-112.

      摘要 (2793) HTML (0) PDF 3.67 M (900) 评论 (0) 收藏

      摘要:四旋翼飞行器是一种结构紧凑、飞行方式独特的垂直起降式飞行器,具有欠驱动、强耦合的特点;为实现对飞行器的控制,使之能从起始位置在一定时间内到达设定目标点并稳定悬停,根据其飞行特点建立动力学模型并在此基础上提出了一种双闭环PID控制方法;其中,外环实现飞行器的位置控制,使用目标点与反馈回的实际坐标的偏差作为控制器的输入,内环实现飞行器的姿态控制,其姿态的参考量由外环的输出经逆向求解获得的欧拉角与实际姿态角求得的偏差作为控制器的输入;通过PID算法后输出的姿态控制信号,经过四旋翼飞行器“十”字动力学模型解耦得到4个电机的转速控制值,从而完成定点跟踪任务;提出的双闭环PID控制方法在仿真中获得了验证,为飞行器的进一步研究提供了基础。

    • 基于DSP的无刷直流电机新型转矩脉动抑制策略

      2016, 24(7):113-116, 120.

      摘要 (1128) HTML (0) PDF 4.82 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:无刷直流电机在换相时,非换相相绕组电流会产生脉动,绕组电流的脉动会引起输出转矩的脉动;研究无刷直流电机换相转矩脉动问题,是为了获得无刷直流电机更优的转矩输出特性,提高控制系统的稳定性和控制精度;通过分析换相转矩脉动的成因,在传统PWM_ON_PWM三相全桥调制方式的基础上,加入新型相电流预测控制算法,调节关断相和开通相电流下降和上升的速率,从而抑制相电流的脉动;利用DSP实现算法,验证了算法的可行性,通过实验数据和波形的对比分析,PWM_ON_PWM调制策略与电流预测算法相结合的控制算法可以有效抑制换相引起的转矩脉动。

    • 四旋翼无人飞行器实验平台设计及姿态控制研究

      2016, 24(7):117-120.

      摘要 (3503) HTML (0) PDF 4.03 M (1051) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现四旋翼无人飞行器姿态的稳定控制并验证控制算法的性能,设计了一种可用于四旋翼无人飞行器姿态控制算法研究及控制性能测试的物理实验平台;首先,利用牛顿-欧拉法建立了四旋翼无人飞行器的六自由度动力学模型;其次,对姿态传感器数据进行融合,利用互补滤波算法实现对四旋翼飞行器姿态进行快速准确解算;然后,在MATLAB环境下搭建了四旋翼飞行器仿真模型,并设计改进的PID控制器对飞行姿态进行了仿真;最后,搭建了一个四旋翼无人飞行器姿态控制的物理实验平台,进行了飞行器姿态控制算法的性能测试;实验结果表明了四旋翼无人飞行器实验平台设计的合理性和正确性,是一种快速有效的飞行器姿态控制算法性能测试实验平台。

    • 精密离心机测控与加速度计标校自动化系统设计

      2016, 24(7):121-125.

      摘要 (1593) HTML (0) PDF 6.07 M (758) 评论 (0) 收藏

      摘要:惯导加速度计在精密离心机上的标校试验,涉及精密离心机动态半径和静态半径精密测量、转速精确测控以及被校加速度计信号的正确采集与实时传输等,需严格控制各类测控仪器的动作时序逻辑实现精密离心机测控与加速度计标校试验的自动化操作;介绍一种精密离心机测控与加速度计标校试验自动化系统设计,硬件上基于LAN总线组网集成精密离心机各类测控仪器,构建分布式测控系统,并应用外部光栅编码器脉冲信号作为触发信号控制测控仪器的硬件同步时序逻辑;软件上应用共享变量技术实现各类测控参数的有序传输,针对动态波形类大数据测试信号的共享变量传输可靠性差问题,提出一种基于文件动态拷贝的网络数据传输方案,设计严格的共享变量传输逻辑机制,实现了各类测控参数正确有序采集与传输;应用试验表明,设计的测控与加速度标校试验自动化系统满足加速度计在精密离心机上的标校自动化应用需求,显著提高了加速度计标校试验效率。 

    • 古树管理监测系统设计

      2016, 24(7):126-128, 132.

      摘要 (1157) HTML (0) PDF 3.42 M (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:古树是城市绿化、美化的一个重要的组成部分,具有重要的科学、历史和观赏价值;传统的树木管理方式采用人工管理,费时、费力,又容易出错,利用计算机网络可以把各方面的人力、物力和财力充分联合起来,然后通过分工协作,充分发挥联机优势,把各种信息资源收集后存储到数据库再在网络上共享,使传统的信息处理手段与先进的计算机网络有机地结合起来;在此理念的基础上,借助VS2010和SQL Server 2008工具设计出便于操作的古树管理监测系统,对现有的古树基本信息与养护信息录入管理方式进行了研究,提出了基于B/S架构的智能化管理,借助浏览器实现局域网内多平台访问,在节省时间提高效率的同时,还可以通过系统的监测预警等功能有效的协助工作人员对古树进行养护护理,更加高效的保护我们的古树资源。

    • 面向信号仪器同步控制方法研究

      2016, 24(7):129-132.

      摘要 (2056) HTML (0) PDF 3.45 M (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:IEEE 1641标准是IEEE标准委员会制定的新一代面向信号测试标准;首先分析了IEEE 1641标准定义的信号静态模型和事件类信号类型,梳理了可程控测试仪器的常见触发模式;接下来,以任意波形产生器SC53204-J为例,研究了基于IEEE 1641标准的测试仪器信号同步控制方法,并对仪器能力建模、仪器驱动编程、信号资源管理等进行了研究,最后进行了实验验证;该信号同步控制方法已应用在某型自动测试设备的软件平台上;应用结果表明,该方法实现了面向信号的测试仪器同步控制,具有较强的适用性和较广的应用前景。

    • 无人水面艇模型辨识及其航向非线性控制的研究

      2016, 24(7):133-136, 161.

      摘要 (2415) HTML (0) PDF 4.74 M (929) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人水面艇是一种智能化海洋装备平台,有航速快、机动性强、自动化程度高等特点,可以执行各种危险以及不适合人员参与的任务;航向控制不仅关乎到航行的安全性与经济性,更是实现其无人行驶的基础;为了实现航向的自动控制,首先进行无人艇模型辨识,模型是控制的基础,控制效果的好坏不仅与控制策略有关,更与模型的精度有关;为了提高模型精度,采集Z型和回转实验以数据,通过递推最小二乘对无人艇的数学模型进行辨识;然后将模型的仿真实验与实船数据进行对比,验证了模型的正确性和合理性;基于Backstepping方法设计非线性航向控制器,借助Lyapunov 函数证明了闭环系统的稳定性;仿真结果表明系统的实际航向能实时跟踪设定航向,控制器具有良好的动静态特性和鲁棒性。

    • >军事装备测控技术
    • 船载USB/UCB自动化测试系统的设计与实现

      2016, 24(7):137-140.

      摘要 (2444) HTML (0) PDF 4.33 M (888) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于船载USB/UCB测控系统微波器件众多、信号线缆接线关系复杂,从而给技术指标测试和日常设备标校带来繁杂的工作量;为了解决上述问题,文章通过分析USB/UCB测控系统的信号流程关系及关键信号节点,借助LabWindows/CVI软件及GPIB总线的支持,构建船载USB/UCB自动化测试系统,并详细阐述了系统的硬件组成和软件编程;在系统监控台软件的统一组织下,结合系统内其它设备,通过测试控制软件控制开关网络实现对多种接口和多路通道的控制,灵活组建测试平台,实现无线/有线、射频/中频等工作方式,完成相应指标的自动化测试并对实时数据进行处理分析;系统扩展性好,自动化程度高,改进了以往手动对硬件进行设置和测试方法,节约了时间成本,操作界面友好,在上行链路三阶交调测试中进行应用,结果表明该自动化测试系统操作简便快捷、测试结果准确可靠。

    • 基于CPCI总线的雷达导引头测试系统设计与实现

      2016, 24(7):141-143.

      摘要 (2603) HTML (0) PDF 2.97 M (920) 评论 (0) 收藏

      摘要:雷达导引头是空空导弹的核心部件,实现导弹探测、制导和控制等功能,其性能的优劣直接影响着导弹跟踪和截获目标的准确率;为了全面测试空空导弹雷达导引头,设计开发了一种基于CPCI总线的雷达导引头测试系统,并完成了软硬件设计;硬件部分完成了调理电路的设计、外设的搭建以及硬件电路方面的可靠性设计;软件部分协调控制雷达导引头、角位置模拟器、回波模拟器和转台,通过部件之间数据流的传输,完成了各个模块的测试功能;该系统能够真实模拟雷达导引头的工作环境,设置导引头参数,接收处理导引头发回的信息,进而测试雷达导引头的精度、灵敏度、可靠性等指标;实际应用表明,该系统工作性能良好,可靠性高,能够长期稳定运行,达到了设计要求。

    • 基于LXI的机载制导弹药并行测试方法研究

      2016, 24(7):144-146, 151.

      摘要 (2279) HTML (0) PDF 3.87 M (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前弹药测试保障系统测试资源利用率低,测试保障效率无法满足现代化战争需求的的问题,提出一种基于LXI总线的弹药并行测试系统设计思路;该系统应用LXI总线测试系统的分布式测试,集中调度管理的特点;将测试任务分散化,测试能力本地化处理实现了弹药并行测试,有效解决了测试资源闲置以及测试系统保障效率低下的问题;通过并行测试系统设计思路、方案以及关键技术分析为弹药并行测试系统设计提供一种参考思路。

    • >测试软件工程
    • 一种软件工程管理模型研究

      2016, 24(7):147-151.

      摘要 (1184) HTML (0) PDF 4.38 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:软件作为一种逻辑实体,具有难以度量、易出错、必须维护和成本昂贵等显著的特点;在规定的时间和预算内开发出符合质量要求的软件是一件非常困难的事情;经过国内外40多年来的研究与分析,发现产生这一问题的关键原因在于对软件过程的管理不尽如人意;为了提高软件工程管理的水平,国内外工程界尝试过很多的方法和手段,比如:制定并实施软件工程标准和规范、使用工具提高软件生产率和质量、通过软件评测促进工程化水平等;虽然GJB 5000A标准从理论上和体系上对软件工程管理提供了一定的参考,但在实际工程中仍缺乏一套完整、易于实施、体现技术管理特点的软件工程管理模型作为一个项目管理的指导;因此,为了应对上述问题,解决工程实际中的困难,文中面向软件工程项目管理的需要,提出一种的分层次、全周期、多角度的软件工程管理模型,并通过一个项目实例进行分析和验证;最后,文中将对软件工程管理研究的发展趋势进行展望。

    • 北斗B1信号捕获跟踪算法的软件仿真研究

      2016, 24(7):152-155, 158.

      摘要 (2490) HTML (0) PDF 5.12 M (1004) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对北斗B1频率的I支路信号,设计并实现了北斗软件接收机的基带处理部分;阐述了北斗B1频点信号的扩频体制和产生过程,并行码相位搜索捕获策略以及鉴相辅助跟踪环路,并设计了二阶数字环路滤波器;同时采用Matlab软件,仿真北斗中频数字信号,编码实现捕获跟踪算法,并分别通过对仿真信号和真实卫星信号的捕获跟踪,验证捕获跟踪算法的可行性,并提出锁频环辅助锁相环算法的改进思路;为进一步开展北斗软件接收机相关技术研究打下了基础。

    • >设计与应用
    • 基于几何差异的目标识别算法

      2016, 24(7):156-158.

      摘要 (1123) HTML (0) PDF 2.78 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低目标识别算法复杂性且提高其抗噪能力,提出一种基于几何特征差异的目标识别算法;将获取到的目标图片经图像处理后提取轮廓,并以最小周长多边形算法构造目标轮廓的近似多边形;然后根据模板库标准目标做放大或缩小处理后使其面积与模板面积相等;再使用摆放算法使其与模板库图形部分重合;并提出一种改进型双向链表算法求多边形相交部分,通过计算相交部分面积大小达到识别图像的目的;经过仿真实验验证了此方法简单易行,能够快速识别目标。 

    • 船载C+S频段共面单脉冲天线设计与应用

      2016, 24(7):159-161.

      摘要 (2070) HTML (0) PDF 3.08 M (807) 评论 (0) 收藏

      摘要:航天测量船在执行海上测控任务时,主要跟踪目标为C频段和S频段的航天器。受甲板面积限制,测量船无法在甲板上安装多套不同频段的天线,设计C+S双频段共用天馈系统就显得尤为必要;在C+S频段天馈系统的硬件选择上,C频段初级辐射器采用单喇叭方式,利用TE01模、TE21模、TM01模3个差模对目标实施跟踪;S频段初级辐射器采用四喇叭方式,利用四喇叭的信号合成对目标实施跟踪;设计C+S双频段天馈系统时采用计算机辅助技术,确定了天线反射面和馈源喇叭的形式及相对关系尺寸;并通过仿真计算出天馈系统的增益、副瓣电平、差波瓣零深、差斜率等方向图关键指标均满足设计要求,达到了双频段天线的小型化和合建的目的,满足航天测量船船载设备的使用要求。

    • 基于VISA的PXI设备访问新方法

      2016, 24(7):162-163.

      摘要 (1137) HTML (0) PDF 1.94 M (494) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于PXI设备的灵活性,在访问过程中需要用户参与到配置过程中;为了方便用户,并增强PXI设备访问的安全性和准确性,避免系统因用户配置问题导致的功能异常,提出了一种基于VISA的以PXI设备串号为基础的设备访问方法;通过将PXI设备的串号信息固化在PXI设备的配置寄存器中,根据设备串号信息自动获得设备资源描述符,进而对设备进行访问;实际应用表明,该方法能够完成对PXI设备的访问,避免了用户的配置过程,实现了PXI设备资源的自动配置,增强了设备访问的安全性和准确性,具有良好的实际应用价值。

    • 遥测振动信号EMD-WVD分布应用研究

      2016, 24(7):164-166, 170.

      摘要 (1569) HTML (0) PDF 4.27 M (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞行器飞行试验采集的遥测振动信号频段丰富、成分构成复杂,合理有效地解读其包括的时频信息在分析飞行器结构和环境特性方面至关重要;依托经验模态分解(EMD)方法将复杂信号分解成准单分量信号,借助相关系数法将伪分量信号剔除,保证分解信号的有效性;通过EMD和 WVD方法的结合,将保留的准单分量信号进行WVD变换并做平滑伪处理,从而获得复杂信号的时频分布;EMD-WVD组合模型经在仿真信号上的应用检验,能够检测信号自身的时频特性,进一步应用其在遥测振动信号上,同平滑伪WVD抑制交叉项方法进行了比较,结果表明EMD-WVD组合模型更加有效,能够反映复杂工程信号的时频分布特性。

    • 基于多Agent的飞机电子仪表系统仿真模型

      2016, 24(7):167-170.

      摘要 (1390) HTML (0) PDF 3.77 M (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:电子仪表系统(EIS)在飞机飞行和维护过程中对飞机性能参数的显示具有至关重要的作用;针对电子仪表系统的功能仿真,提出一种基于多Agent的EIS系统建模方案,对系统功能从整体角度进行了描述和分类,在功能分类的基础上进一步建立了层次化系统结构模型,并利用混合型Agent对系统功能对象的结构进行了设计,建立了系统功能行为模型;最后以发动机N1转速超限为例对上ECAM显示功能进行验证,证明该方法在飞机电子仪表系统仿真建模的实用性和可靠性。

    • 面向ALS的无人机装备维修管理模式与系统设计

      2016, 24(7):171-173, 177.

      摘要 (2688) HTML (0) PDF 4.39 M (1084) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无人机使用部队对装备维修保障信息利用率不高,致使对维修周期计划制定不科学、维修器材备件管理效率较低等情况,以无人机装备为研究对象,借助健康管理理念,构建了面向自主式保障系统(ALS)的无人机装备维修管理体系框架;在分析了体系运行的基础上,设计了面向ALS的无人机装备维修管理系统构架、系统方案和系统功能;以期为无人机装备开展数字化维修及自主维修保障提供依据。

    • 仿真工程管理系统研究

      2016, 24(7):174-177.

      摘要 (2104) HTML (0) PDF 4.28 M (832) 评论 (0) 收藏

      摘要:仿真系统中存在不同的应用目的,涉及多种仿真想定、模型、数据、评估等内容,在多用户情况下仿真资源缺乏统一的管理,会严重影响了仿真系统的使用效率;为了提升仿真系统的使用效率,文章提出一种仿真工程管理的方法,利用共享内存实时采集MOM数据实现对邦员负载信息的有效监控;通过服务器统一收集XML格式仿真联邦运行数据和监控日志实现仿真运行回放;通过构建通用模型接口和评价体系实现了基于Web的仿真评估;基于B/S架构构建了仿真工程管理系统,可将模型和数据以仿真工程为单位进行统一管理,实现了对仿真运行的统一监控、数据的统一的收集与管理、评估模型管理和基于仿真试验数据的仿真评估,从而提高仿真系统的使用效率,减少仿真应用系统的集成工作量。

    • 基于全局灵敏度的电路系统激励与测点优选

      2016, 24(7):178-180.

      摘要 (937) HTML (0) PDF 2.73 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对模拟电路系统级故障诊断问题,提出一种基于全局灵敏度的测试点与测试频率优选方法;利用Pspice软件进行参数分析,避免了电路的拓扑分析和冗繁的计算过程,节省了时间开销,综合考虑元件参数变化影响,定义了网络全局灵敏度的概念,并以此为依据比较不同频率下测点的故障诊断能力,实现测点与测试频率的优选;通过实验仿真验证了方法的有效性,结果表明新方法提高了对系统的故障识别率。 

    • IIC总线和LVDS在高速数据传输接口电路中的应用研究

      2016, 24(7):181-182, 186.

      摘要 (2596) HTML (0) PDF 3.03 M (914) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前在高速数据系统中,LVDS接口已被广泛应用,为实现同系列设备之间的智能识别、自动握手以及LVDS高速数据链路通信质量的检测,利用FPGA的IO电路结构,设计一种模拟IIC总线协议电路,该IIC总线高效地实现设备之间的信息双向传递;同时利用FPGA内部丰富寄存器资源设计PRBS码型电路来检测LVDS接口芯片电路误码率;实际测试表明该多通道LVDS传输方式在2米长电缆连接能够实现数据的稳定、低误码率传输,并且在时钟频率为100 MHz时,数据传输速率高达4.68 Gb/s。

    • 半潜式钻井平台锚泊定位锚链张力优化

      2016, 24(7):183-186.

      摘要 (1391) HTML (0) PDF 3.70 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:半潜式平台长期在海洋上生产作业时,为了防止其在外界环境风、浪、流的干扰下发生漂移,通过锚泊定位控制平台使其始终在安全范围内工作;当锚泊系统平台某角某一根或多根锚链张力过大或过小时,就会造成锚链因疲劳而断裂及能量的浪费;为充分发挥所有锚链的能力,使各锚链张力值尽量接近,对锚泊定位锚链张力进行研究;在遗传算法的基础上结合非线性规划算法进行锚链张力优化,结合两种算法的优点让优化结果具有更高的精度;最后,应用所建立的数学模型在Matlab/Simulink仿真环境下对981钻井平台进行仿真试验,仿真结果表明能在满足锚链张力均衡分布的情况下充分满足平台的作业要求,保证海洋平台工作的安全性。

    • 四旋翼惯性导航姿态解算算法的改进与仿真

      2016, 24(7):187-189, 194.

      摘要 (2730) HTML (0) PDF 3.87 M (1009) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现四旋翼飞行器的高精度导航,提出了互补滤波法和四元数算法对传感器获得的数据进行修正,最大限度的抑制干扰误差并提高姿态角解算的准确度;首先简单推导了捷联式惯性导航系统的算法基本原理并利用互补滤波算法进行改进,然后给出了惯性导航系统的力学编排模型分析旋翼飞行器的运动姿态;最后仿真验证数据选用惯性仪表MPU6050和HMC5883所得到实测数据采集并进行仿真分析,平台处理器选用STM32来仿真惯性仪表的测量速度,最终得到实验结果证明算法可行性。

    • 一种新型飞行器管理计算机的设计和实现

      2016, 24(7):190-194.

      摘要 (2333) HTML (0) PDF 4.94 M (1123) 评论 (0) 收藏

      摘要:围绕新一代先进航空飞行器,对高度综合化飞行器管理计算机的需求,国内外争相开展新型容错计算机的相关技术研究;ARINC 659背板总线因其强实时性、高带宽、抗干扰和容错能力强而著称,现已成为航空电子设备标准背板总线,也已成为模块化、综合化架构航电系统的关键技术;因此,基于ARINC 659总线容错计算机的研制已逐渐成为高可靠航空电子系统研究的热点和重点;提出了基于ARINC 659总线的新型容错计算机构架设计方案、余度管理以及故障实时诊断与隔离等关键技术。

    • 一种局部模式的RGB差值序列交叉区域取样节点定位算法

      2016, 24(7):195-199, 204.

      摘要 (1985) HTML (0) PDF 5.44 M (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于当前无线传感器网络(WSN)移动节点定位技术中存在的实时性差和定位不准确的问题,设计了一种交叠区域采样模式的WSN移动节点定位算法OASM_MNL(overlapping area sampling mode of mobile node localization);该算法通过获取的信号在能够直接和移动节点通信的信标节点的信号交叠区域里面进行局部采样;通过距离比例因子对平均跳距进行权值化,优化了CDL中跳距的计算公式;通过RGB差值序列对样本点滤波,在此基础上把差值序列绝对值作为加权标准,计算出移动节点的坐标;仿真结果表明,与E-CDL、MCL等常见的移动节点定位算法相比,新算法定位误差降低幅度超过33%,定位效果良好。

    • 基于智能手持设备的车牌识别系统研究

      2016, 24(7):200-204.

      摘要 (1092) HTML (0) PDF 4.64 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:以交警能更加快捷方便地稽查运营车辆为目的,借助最新的移动互联网技术,分析并研究了多种计算机视觉算法;提出了一种基于K均值聚类(K-means)的车牌定位技术,通过颜色的聚类分析来确定车牌区域,定位车牌;又应用垂直投影技术和模板匹配法来分割和识别车牌字符,利用SQlite开发了具有存储车牌字符信息功能的数据库;在此基础上,研制了一套基于智能手持设备的车牌识别系统;功能测试表明,该系统具有良好的性能,能够较好地识别出车牌信息。

    • 标准金属量器液位图像识别装置的研制

      2016, 24(7):205-207, 211.

      摘要 (2549) HTML (0) PDF 3.70 M (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:在使用标准金属量器对液体进行计量过程中,传统的人工读取液位的方法测量效率和准确度都比较低;提出了一种高精度的标准量器液位图像识别装置,该装置主要由水平调整和图像处理两部分组成,选用S3C2440 ARM芯片和Linux嵌入式系统作为硬、软件平台;水平调整是通过SCA100T双轴倾角传感器测量标准金属量器的倾角并控制步进电机自动调整,实现闭环控制;对采集的液位图像,由OpenCV进行灰度化、滤波、边缘检测、液位提取,再经过标定计算转换成实际液位高度;实验结果表明该方法能快速测量液位,精度高,应用于燃油加油机计量检定装置上,有较好的推广价值。

    • 嵌入式系统抗电磁干扰体系研究与实践

      2016, 24(7):208-211.

      摘要 (1011) HTML (0) PDF 3.82 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对嵌入式工业过程产品面临的复杂电磁环境,通过分析研究电磁干扰源的信号特征,探讨了抗电磁干扰的应对措施,提出了嵌入式系统产品设计时应采取的层次化的防护体系结构;在抗电磁干扰体系中,CPU及周边电路为核心,所有外部端口信号都要隔离后接入,需采取吸收、泄放、过滤等措施预先进行干扰信号衰减,防止其损坏元件,突破防护体系;结合所提出抗干扰体系结构,通过具体案例详细说明了其实现的方法;经型式试验结果和现场应用表明,所提出抗电磁干扰体系的效果良好。

    • 云平台分布式智能感知物联网应用开发

      2016, 24(7):212-214, 218.

      摘要 (2313) HTML (0) PDF 3.51 M (836) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服使用传统嵌入式模式开发物联网应用的复杂性,以实现将千差万别的设备使用标准的方式进行连接和访问,能将各种设备按统一的接口和协议进行访问,并构建分布式物联网架构,最终实现物联网与云平台的融合,通过云平台任何终端均可访问物联网的所有设备;研究使用基于Node.js[1]的Zetta[2]框架将所有设备发布为统一的REST API接口,通过Zetta提供的Link机制并使用协议WebSocket实现与云平台上Zetta服务器的实时数据通讯,保持云平台与物联网设备的同步;实现了全新的物联网应用开发模式和架构,构建了一个高效实时同步、开发快捷、维护简便的分布式物联网应用;使用统一的模型化方法和高效Node.js平台实现快速开发基于云平台的物联网应用,克服了传统开发使用C语言开发物联网的弊病。

    • 异构网络动态配置空白子帧干扰协调算法

      2016, 24(7):215-218.

      摘要 (1020) HTML (0) PDF 3.69 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决LTE-A系统下两层异构网络中的小区间干扰协调问题,提出了在增强小区中调度几乎空白子帧的干扰方案;为了降低干扰和进一步提高信道利用率,设计了一种动态分配几乎空白子帧的算法;该算法基于小区增强覆盖技术,指出由增强小区用户与总用户的比例来动态的调整几乎空白子帧比例;仿真结果对比了固定比例的几乎空白子帧和动态设定几乎空白子帧的算法,表明动态配置几乎空白子帧的算法,提高了系统容量,改善了信道利用率。

    • 面向SLA的云计算负载均衡策略

      2016, 24(7):219-223.

      摘要 (2197) HTML (0) PDF 4.48 M (831) 评论 (0) 收藏

      摘要:云计算负载均衡是保障SLA协议的关键问题之一;针对云计算负载均衡问题,提出一种面向SLA的负载均衡策略;该策略引入人工神经网络思想,建立负载均衡模型,采用单层感知器算法(SLPA)将虚拟机负载状态进行分类,然后利用结合了动态加权轮询算法的BP神经网络算法(BPNNA-DWRRA)有针对性地对虚拟机负载权重进行预测更新,最后将任务调度到最小权重所对应的可行虚拟机上;应用CloudSim进行仿真实验,结果表明了该策略的可行性,同时,相比加权最小链接算法和粒子群算法,该策略的平均响应时间分别节省了43.6%和22.5%,SLA违反率分别降低了20.7%和14.4%;因此,所提策略在响应用户任务时,请求响应时间短,SLA违反率低,保障了SLA。

    • 嵌入式LCD情报板网关系统设计与开发

      2016, 24(7):224-226.

      摘要 (1040) HTML (0) PDF 2.72 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对LED情报板显示规模小、控制难、信息无法实时发布的问题,进行了显示方式、控制方法和通信模式的分析,提出了一种嵌入式LCD情报板网关系统的设计方案;该系统由智能显示模组、网关、后台数据库和WEB界面四部分组成,智能显示模组包括LCD显示屏、触摸屏、S3C2440嵌入式微处理器、人机界面处理系统和RS232通讯接口;网关是以嵌入式Linux操作系统OpenWrt和嵌入式微处理器RT5350为平台,实现了802.11 b/g/n高速无线局域网、以太网WAN和RS232串口通信相互转换的功能;后台数据库是以html和php语言为软件支撑,管理员可以通过WEB界面灵活的管理情报板内容和配置网关参数;在校园搭建情报板网关系统并进行测试,结果表明,该系统能够将底层服务与上层管理紧密结合,扩大信息覆盖面,提高信息利用率和发布效率,在信息发布技术的发展上有一定的参考、推广价值。

    • 基于FPGA的DBF多波束中频接收系统的设计与实现

      2016, 24(7):227-229.

      摘要 (2177) HTML (0) PDF 3.06 M (781) 评论 (0) 收藏

      摘要:数字波束形成(DBF)阵列能够充分利用阵列天线所获取的空间信息,通过信号处理技术使波束获得超分辨率和低旁瓣的性能,它由天线阵元、射频下变频模块、AD采样、中频接收系统及上位机控制器组成;对中频接收系统进行数字波束形成的具体方案进行讨论,对多路接收和AD量化一致性造成的各通道间失配提出了幅相校正的解决方案,详细分析了研制中的关键技术;实验结果表明所设计的DBF多波束中频接收系统可有效实现通道间失配的校正,并实现精确的波束赋形功能。

    • 机载多功能调压器的设计和实现

      2016, 24(7):230-231, 236.

      摘要 (1325) HTML (0) PDF 3.16 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据国内机载调压器的调压速度快、具备故障保护功能以及可配置的调压时机等需求特点,提出了机载多功能调压器设计和实现;首先介绍了快速调压功能的原理;其次,在快速调压功能的基础上,详细阐述机载多功能调压器中高相限制、过流保护、数字保护扩展接口和禁止调压等新增功能的设计;本机载多功能调压器已成功运用于飞机交流发电机的控制中;实践证明,本方案运行可靠,成本低廉,具有良好的经济效益。

    • 基于FPFH特征的三维场景重建

      2016, 24(7):232-236.

      摘要 (1338) HTML (0) PDF 4.97 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章在阐述不同视角下在对一对三维点云数据集两两配准的基础之上,针对ICP精确匹配算法须使初始点云收敛否则无法获取准确匹配结果的问题,提出了基于FPFH特征描述子的特征点云粗匹配;调整两片点云的初始位置,为ICP算法提供了良好的初始位置进一步提高点云的匹配精度;并且在此基础上通过大量实验得到点云对应点对之间的最大距离与拟合系数的函数关系,得到粗匹配最优值,进而得到最佳配准效果。实验证明通过粗匹配最高能将匹配拟合系数提高60.3%。

    • 智能空间中基于场景和本体的用户异常活动识别

      2016, 24(7):237-240.

      摘要 (1035) HTML (0) PDF 3.88 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:大多数基于传感器和本体的异常活动识别研究仅考虑动作本身是否具有危险性或异常性,认为任何偏离日常活动的模型都是异常,针对可能导致的漏判或误判,提出考虑场景语义,同时加入用户本身情况因素;采集日常生活活动数据,建立相应的本体库,另外加入4种已确定的异常活动,对异常活动进行更丰富的识别;经过实验验证,异常活动识别准确率有明显提高。

    • 高校教务部门微信公众平台的设计与开发

      2016, 24(7):241-243, 246.

      摘要 (1429) HTML (0) PDF 3.86 M (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在移动互联网这种新形势下,将技术发展的便利带入到生活的各处,以校园环境为背景,借助微信公众平台实现一个学校部门教务管理系统的设计与开发,为高校的学生提供了便捷、实时的信息交互查询;首先申请微信公众号,选择采用订阅号形式的微信平台,然后在账号的管理设置中启用开发者模式,将微信平台配置到可自主开发的服务器上;最后在服务器上使用PHP编程语言完成功能的逻辑设计,结合MySQL数据库进行数据的存储等操作,开发身份认证、成绩查询、课表查询等功能模块,并将其搭载到微信平台上;整个过程中对微信公众平台开发的整个流程进行了解并实际操作,并用代码实现了相应功能;测试结果显示,该微信平台基本达到预期要求,能进行身份识别,绑定,并完成各种信息查询等。

    • 伺服测试数据格式转换算法研究

      2016, 24(7):244-246.

      摘要 (1054) HTML (0) PDF 2.76 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:测试数据及其格式转换是计算机测控领域的一项重要研究内容,对于伺服测试尤其如此;伺服种类繁多,不同种类测试数据差别很大,需要格式转换;某种类伺服测试软件采用测试与数据处理分开的框架结构,数据处理采用已成熟应用的数据平台,测试子系统全新设计;两者底层数据格式不同,测试子系统设计了数据转换模块进行格式转换;但现有数据格式转换效率较低,不能满足该种类快速判读以确定伺服产品状态的需求;对伺服测试软件生成的原始数据格式、待转换的物理量数据格式、数据格式转换逻辑进行了研究,提出了优化代码内存使用效率的方法,设计了新的转换算法,使转换效率有了质的提高;并设计了全新可视化的数据格式转换工具在其它种类中推广应用;由于该方法具有普遍性,对类似问题具有借鉴意义。

    • 基于流媒体技术的风力发电机全景监测虚拟现实系统研究

      2016, 24(7):247-248, 252.

      摘要 (1132) HTML (0) PDF 2.65 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:在工程监测中,通过虚拟现实技术进行预警、侦测或巡检等,可在保证人身安全的情况下,对设备状态进行监测并判断;目前多数虚拟现实开发技术存在需要大量存储和分析数据的问题,采取流媒体技术可以很好的解决数据量的问题,但采用具有流媒体功能的软件开发的虚拟场景没有很好的临境感,而全景技术能够使人从各个角度获得直观的立体感,能够解决场景临境感差的缺陷;将流媒体技术与全景技术结合建立风力发电机的全景漫游监测系统,实现了对风力发电机的监测,得到了很好的效果。

    • 不同时间尺度下锂电池SoC估算研究

      2016, 24(7):249-252.

      摘要 (973) HTML (0) PDF 3.68 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前电池荷电状态(SoC)估算算法在处理器运算过程中计算量大,耗费处理器资源多的问题,提出在SoC估算中同时增大辨识时间尺度和估算时间尺度;采用带遗忘因子递推最小二乘算法辨识电池模型参数,并探究不同大小的时间尺度对SoC估算精度的影响;仿真结果表明,随着辨识时间尺度和估算时间尺度增大,SoC估算精度下降且计算量快速下降,计算消耗时间呈指数减少;当时间尺度过大时,SoC估算精度难以保证,计算消耗时间减少不明显,收敛时间长;在综合考虑估算精度和计算耗费时间情况下,可以找到一个最优的时间尺度用于保证SoC估算精度同时大大降低计算量;该方法为后续实现电动汽车SoC在线估算提供理论依据。

    • 基于倒立摆模型的四足机器人对角步态规划

      2016, 24(7):253-255, 261.

      摘要 (1845) HTML (0) PDF 3.80 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高点着地四足机器人在匀速对角小跑过程中的动态稳定性,将对角小跑过程简化为一个倒立摆模型。;针对四足机器人对角小跑过程中由于重心无法始终处于支撑对角线上所引起的翻转,在此模型中转换为由于重心引起的摆动角误差;采用虚位移原理对机器人摆动角的变化进行分析,确定不同重心运动变化对摆动角误差的影响并找到合适的重心起始位置,理论上能够使摆动角的误差为零;动态仿真实验验证了所提出的对角步态规划能够使四足机器人实现稳定的对角小跑的有效性。

    • 车削轴类零件的轮廓轨迹提取与真实感显示

      2016, 24(7):256-261.

      摘要 (1123) HTML (0) PDF 5.36 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:图形数据信息的可视化一直是计算机图形学与可视化领域研究的重点内容,图形数据的挖掘、提取与显示都需要借助计算机图形学的知识来完成;本研究重点探讨了计算机图形真实感处理技术在计算机辅助数控车削自动编程加工系统中的应用,通过运用计算机图形处理技术编程提取DXF轴类零件的轮廓轨迹曲线,采用曲面构造算法作数据处理,生成零件真实感所需的三维数据模型,结合OpenGL内容对三维数据模型进行实体渲染,交互实现了数据模型的光照、材质、雾化等功能,通过旋转、透视变换,零件设计者可真实地观测到零件内部结构,从整体上对所设计的零件结构进行直观的认识;实验结果表明所开发的图形真实感程序系统能够高效的实现车削轴类件的渲染效果,具有较高的轮廓数据提取效率和真实感渲染能力。

    • 面向复杂地形的四足机器人步态生成方法

      2016, 24(7):262-267, 271.

      摘要 (2822) HTML (0) PDF 7.66 M (908) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现四足机器人在凹凸地形上稳定运动并能选择最大步长的目的,提出了基于稳定裕度的步态规划方法;基于研究对象,建立四足机器人的运动学方程及逆运动学方程,将机器人足端的位置映射为各关节的关节变量;提出工作空间矩阵的概念,将所需克服的地形高度反映到工作空间矩阵中,并选择最优步态区域;依据四足机器人的立足点在质心坐标系下的空间坐标,以纵向稳定裕度为约束条件,在工作空间矩阵中计算机器人摆动腿的最大步长并规划机械腿的运动轨迹;针对所提出的方法,分别利用MATLAB和ADAMS进行仿真验证;在MATLAB环境中计算并验证质心的水平投影是否在立足点形成支撑多变形内,而ADAMS平台分析机器人在复杂地形上的位移变化及姿态变化。仿真结果表明机器人的质心始终在支撑多边形内,机器人的躯干姿态基本保持不变且运动速度匀速,所提出的方法能够保证机器人稳定行走,为四足机器人的稳定运动提出依据。

    • 基于幅频自校准的高精度LVDT模拟器设计

      2016, 24(7):268-271.

      摘要 (1214) HTML (0) PDF 3.68 M (565) 评论 (0) 收藏

      摘要:电路模拟LVDT传感器在航空发动机测试中有着广泛的应用,相对于机械传感器其降低了使用难度和维护费用;传统模拟器由于电路中变压器的影响,仿真精度较差导致系统测试准确性降低,研制高精度LVDT模拟器存在着较大的工程需求;文章从LVDT传感器工作原理出发,基于乘法型DAC芯片实现了电路合成模拟LVDT传感器;同时在模拟器中设计自动校准单元,利用离线拟合并存储到FPGA中的模板曲线对不同通道进行在线校准,消除了变压器幅频响应的影响,提高了模拟器在宽频率范围内的仿真精度;文章通过理论推导证明了模板曲线的有效性,通过测试数据验证了该模拟器在0.36~10 kHz范围内可达到优于0.1%的设计精度;该模拟器能够逼真模拟LVDT传感器的电气行为,已成功应用于某型号发动机控制系统的地面仿真测试平台中,达到了预期效果。

    • 基于MapReduce的K-means聚类算法的优化

      2016, 24(7):272-275, 279.

      摘要 (3160) HTML (0) PDF 4.45 M (916) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的聚类算法K-means对初始中心点的选择非常依赖,容易产生局部最优而非全局最优的聚类结果,同时难以满足人们对海量数据进行处理的需求等缺陷,提出了一种基于MapReduce的改进K-means聚类算法。该算法结合系统抽样方法得到具有代表性的样本集来代替海量数据集;采用密度法和最大最小距离法得到优化的初始聚类中心点;再利用Canopy算法得到粗略的聚类以降低运算的规模;最后用顺序组合MapReduce编程模型的思想实现了算法的并行化扩展,使之能够充分利用集群的计算和存储能力,从而适应海量数据的应用场景;文中对该改进算法和传统聚类算法进行了比较,比较结果证明其性能优于后者;这表明该改进算法降低了对初始聚类中心的依赖,提高了聚类的准确性,减少了聚类的迭代次数,降低了聚类的时间,而且在处理海量数据时表现出较大的性能优势。

    • 基于FPGA的多路数据单信道传输方法研究

      2016, 24(7):276-279.

      摘要 (1162) HTML (0) PDF 4.03 M (530) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决图像数据远距离快速传输的问题,以光纤作为传输媒介,对基于FPGA平台的图像数据传输方法进行了研究;对图像数据的特点及远距离传输面临的问题进行了分析;设计了运行在FPGA上的多路图像数据时分复用系统;从算法设计的角度展开,对系统的整个运行框架、时分复用模块工作原理、优缺点进行了分析,提出了一种结合优先级的时间轮片通道复用方式,重点对通道复用模块核心算法进行了介绍,详述了编码单元、发送请求模块的设计方法及特点;最后,在仿真环境下,对整个算法进行了验证,实验仿真分析表明数据得到有效传输,实验结果证明多路数据单信道传输方法有效合理。

    • 一种镉镍蓄电池在轨活化通用设计方法

      2016, 24(7):280-282.

      摘要 (2333) HTML (0) PDF 3.00 M (846) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种卫星镉镍蓄电池在轨活化通用化设计与实现方法,利用卫星软件根据实时遥测数据,自主进行镉镍蓄电池在轨活化处理;解决了传统航天器地面采用预设V-T曲线进行镉镍蓄电池的充放电人工控制时,由于电流遥测频率较低且负载工作电流变化模式多,境外的参数无法实时获取等原因,无法获取准确的充放电电量,不易通过深放电实现镉镍蓄电池在轨活化处理的问题;进一步对该方法进行通用化设计,可适用于采用电量计控制的各种航天器镉镍蓄电池,提高镉镍蓄电池寿命末期输出能力,延长航天器电池使用寿命。

    • 基于局部线性变换的色阶映射算法

      2016, 24(7):283-285, 290.

      摘要 (1140) HTML (0) PDF 3.83 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高高动态图像显示的视觉效果,提出了一种基于局部线性变换的色阶映射算法;针对图像直接线性压缩能力较差的缺点,本文提出一种局部的线性变换模型;由于局部窗的结构,是利用局部窗的中心像素点与窗内的其他像素点的均值,方差的关系构造而成,因此基于局部线性变换的色阶映射算法能够抑制由具有高对比度的图像边缘所引起的鬼影和光晕现象;首先,根据线性变换将图像的色阶映射转换为求解泛函的最优解;其次,通过推导求解出线性变换的参数并将泛函最优化问题转换为求解一个线性方程组问题;最后求解线性方程组,得出视觉效果较好的低动态范围图像;有效避免传统色阶映射出现的光晕和亮度不连续的现象,能够更多的保留高动态图像的细节;最后通过实验结果对比分析,通过信息熵和对比度两个参数可以体现文中算法较好。

    • 一种异构多机器人系统交互协议

      2016, 24(7):286-290.

      摘要 (1535) HTML (0) PDF 4.87 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着机器人在各领域的广泛应用和任务种类多样化,单机器人执行任务受到任务规模和复杂程度的限制,使用多个机器人协作完成任务是解决问题的有效方法之一;在多机器人控制系统中,不同的任务往往需要不同结构和功能的机器人去执行,而且工业化的机器人各自遵循私有协议;在操作多机器人系统时,系统中的通信协议因不同的机器人而异,从而增加了控制过程中的协作难度;设计和制定一个统一的交互协议,便于协作信息在系统中通信,共同完成给定的任务;针对不同的机器人私有控制协议,在一致化交互接口的基础上,设计并实现了不同工业机器人之间的交互;通过工程实践,验证了一致性交互协议对于异构机器人系统的有效交互,对完成复杂问题作业具有借鉴作用。

    • 关节臂式坐标测量机空间误差建模

      2016, 24(7):291-293, 297.

      摘要 (1502) HTML (0) PDF 4.49 M (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:关节臂式坐标测量机误差源多且复杂,其测量空间的误差存在不确定性,为了准确快速的得到关节臂式坐标测量机测量空间中的误差,利用标准锥窝对关节臂式坐标测量机进行了空间单点测量精度实验,获得了训练样本和测试样本;利用BP神经网络对空间误差进行了建模,为了提高其收敛速度和运算速度,引入粒子群优化算法(PSO)对BP神经网络模型进行了优化,并对模型进行了预测和验证;结果表明,BP神经网络和PSO-BP神经网络都可以对关节臂式坐标测量机进行空间点误差预测,PSO-BP神经网络模型的预测结果更加精确,相对误差更小。

    • 人工免疫危险理论中的平衡机制研究及应用

      2016, 24(7):294-297.

      摘要 (1811) HTML (0) PDF 4.08 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:危险理论作为人工免疫学的新兴研究方向,其主要思想是通过危险信号的发现和融合来检测异常,危险信号的自适应感知是人工免疫危险理论需要解决的首要问题;从生物免疫系统保障机体生理平衡这一机理出发,将免疫系统中的平衡思想引入危险理论中,通过寻找导致信息系统失衡的变化因素,来实现危险行为的自适应发现;从机体免疫平衡理论出发,借鉴数学中的微分方法对信息系统各种行为发生时资源的占用特征进行形式化描述;从信息系统资源指标占用特征入手,实现对信息系统中各种平衡的描述,通过对失衡状态的判定来进行危险的发现,并对其实现方法和步骤做出了解释;最后以僵尸程序(SpyBot)为实验对象验证了所提出的利用免疫平衡理论检测危险方法的有效性。

    • >试验与评价技术
    • 飞机维修机械组件拆装过程训练评估模型研究

      2016, 24(7):298-300, 306.

      摘要 (1517) HTML (0) PDF 4.03 M (745) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高飞机维修培训的训练效果及培训效率,解决目前飞机维修培训中机械组件拆装流程复杂,缺少人机交互,导致培训效果不理想、效率低的问题;根据实际任务描述中机械组件拆卸过程各个步骤明确其状态变化和约束条件,采用Grafcet工具建立拆装过程模型;针对事先规定的拆卸各步骤中的权重,建立拆装过程训练评估模型,结合训练实际操作情况,定量地给出一次任务中评价结果;模型能够支持学习、训练、考核等多种模式的训练方式;最后,在维修培训平台中以飞机加油活门拆装过程为例,验证模型的有效性和实用性,并且能够完成信息交互和结果评估。

    • 捷联惯导系统现场标定方法

      2016, 24(7):301-303, 310.

      摘要 (971) HTML (0) PDF 3.98 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:陀螺漂移会对捷联惯性导航系统的导航定位误差产生直接的影响,所以需要用实验的方法标定出陀螺漂移,并进行补偿;陀螺漂移随时间和环境变化,因此采用实验室标定方法会降低系统的精度;文章提出一种基于卡尔曼滤波技术的现场标定方法,给出了现场标定时系统的状态方程,分别推导了采用速度、速度加姿态为观测信息时的量测方程;利用奇异值可观测度分析方法比较机动状态不同,观测信息不同的五种现场标定方案的陀螺漂移的可观测度,从而确定了两种最优现场标定方案,即在以速度为外部观测量的情况下,使载体处于“S”型机动状态和在载体静止的情况下,速度加姿态为观测信息;通过仿真实验验证了这两种标定方案可以有效提高现场标定的精度。

    • >智能仪器与传感技术
    • 一种多功能视频信号源设计

      2016, 24(7):304-306.

      摘要 (2296) HTML (0) PDF 2.99 M (890) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前视频信号源功能单一的现状,提出了一种便携式多功能视频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,方案基于便携式、多功能、可靠性三方面的考虑,设备采用AMD的APU芯片平台,减少了FPGA资源消耗,简化了硬件电路设计,配套软件采取模块化设计;视频信号源可提供多种制式的测试图像,同时可根据特定要求产生特殊制式或信号,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。

    • 基于水下等离子体的脉冲通信发射机

      2016, 24(7):307-310.

      摘要 (2539) HTML (0) PDF 3.77 M (777) 评论 (0) 收藏

      摘要:水下声通信是海洋中最主要的通信方式,在时变空变随机多途的恶劣信道中实现可靠的超远程水声通信,是一项亟待解决的难题;论文提出了一种利用水下等离子体脉冲信号、采用脉冲定宽时序编码调制方案的超远程水声通信体制,研制了一种基于水下等离子体的微型脉冲声源,搭建了基于该声源的脉冲通信发射机,实现了入水自动检测、休眠定时切换、发射频率可调、码元调制编码等脉冲通信功能;经水池试验验证,该发射机在Φ60×600 mm体积内声源级达217 dB,较好地实现预设脉冲信号的发射。

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