• 2016年第24卷第9期文章目次
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    • PHM技术国内外发展情况综述

      2016, 24(9):1-4.

      摘要 (4302) HTML (0) PDF 3.66 M (1211) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着现代武器装备复杂化、综合化、智能化程度的不断提高,传统的故障诊断技术难以适应新的需求。为了满足信息化战争对武器装备作战效能和快捷、精准、持续保障的要求,20世纪90年代中期,PHM(故障预测与健康管理)技术应运而生。从发展概况、应用成效、PHM验证评价、典型案例分析以及发展规划5个方面总结了国外PHM技术发展的应用成效;并对国内PHM技术的基础理论、工程技术与应用方面的发展状况进行了总结;通过对比国内外PHM技术的发展应用现状,总结分析了目前国内PHM技术发展现状与国外先进水平之间的差距以及未来发展的借鉴启示。

    • 大型民机试飞测试发展与挑战

      2016, 24(9):5-7.

      摘要 (2476) HTML (0) PDF 2.40 M (1049) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞行试验是对飞机的性能进行验证和确认的关键阶段,试飞测试是保障该阶段工作的重要内容;国内目前对于军机已拥有了成熟的测试技术、测试方法和可靠的测试设备,而对于民用飞机特别是大型民机的试飞测试目前还处在起步阶段;随着国家大飞机研制专项的不断推近,大型客机试飞测试需求逐步明确;从大型民机试飞测试需求和测试工作特点出发,对机载测试技术变革、遥测和数据处理技术等键技术在国外的最新发展和国内大型飞机的现状进行对比分析,可以看出我国民机试飞测试在网络化机载测试系统应用、遥测传输链路带宽、大数据快速处理等方面存在较大的挑战;在此基础上对应对挑战的发展策略和后续攻关的方向进行研究,可以为我国大型飞机特别是民机试飞测试技术的发展提供参考。 

    • 飞机电缆屏蔽层接地可靠性测试系统设计

      2016, 24(9):8-11.

      摘要 (2458) HTML (0) PDF 3.95 M (1047) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机电缆屏蔽层可靠接地对飞机建立完整屏蔽环路,防止复杂电磁场对飞机内部电路产生干扰具有重要意义;因此,接地可靠性测试尤为必要;测试系统以NI CompactRIO机箱为核心,通过连接上位机、辅助电路以及测试工具搭建硬件测试平台,利用LabVIEW可视化编程语言编写控制程序;上位机程序,通过状态机实现人工交互以及系统整体逻辑控制;FPGA控制程序,用于驱动硬件完成信号的产生和采集工作;实时处理器程序,采用DMA技术与FPGA进行通讯,对辅助电路反馈的采集数据进行快速傅里叶变换提取有效信号,随后应用矢量电压电流法求解电缆屏蔽层环路阻抗;实际测量结果证明:基于LabVIEW的飞机电缆屏蔽层接地可靠性测试系统能够以较高精度完成电缆屏蔽层接地可靠性测试。

    • 基于嵌入式S3C2440系统Bootloader设计与实现

      2016, 24(9):12-14.

      摘要 (1279) HTML (0) PDF 2.88 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:Bootloader是嵌入式系统的一个重要环节,对不同的硬件平台,其Bootloader都不尽相同,因此设计Bootloader是嵌入式系统开发的难点;文中分析S3C2440嵌入式系统的硬件组成和u-boot源码对linux内核的启动流程,得出u-boot启动内核两个阶段必备阶段:第一个阶段是用汇编初始与具体硬件平台相关的操作等,第二阶段是用C语言编写复杂功能以及启动内核;以加载linux-2.6.22.6内核为例,根据u-boot启动内核两个阶段所做的工作,设计出适用于S3C2440嵌入式系统的精简Bootloader;通过实验表明,该设计的Bootloader成功启动linux内核,具有良好的稳定性,可靠性和简洁性。

    • 一体化小卫星综合测试系统的设计

      2016, 24(9):15-18.

      摘要 (2347) HTML (0) PDF 3.96 M (900) 评论 (0) 收藏

      摘要:在卫星的研制测试过程中,现有的测试设备通用性不强、开放性和灵活性不够、设备集成化程度低、自动化和智能化程度不高;通过提出一种小型化、一体化的综合测试系统的设计方法,并结合现有的资源进行了具体的项目开发,为未来的小卫星提升测试效率,降低系统成本,缩减系统规模探索出一条新路;实践表明,该方案在满足现有测试要求的情况下,在研制成本、系统体积、组建时间和无故障运行方面等均有较大改善。

    • 飞机交流电源特性参数测量研究

      2016, 24(9):19-22.

      摘要 (2620) HTML (0) PDF 4.03 M (995) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机机载电源系统供电品质直接关系到飞机用电设备可靠工作和飞行安全,为此,2006年国际标准组织推出了新的机载电源标准ISO1540-2006;本文根据该标准要求,提出了一种机载电源的稳态和瞬态特性的测试的实用方法;建立了测量的数学模型;采用虚拟仪器技术,设计硬件测试平台,包括功率因数可调的大功率数字化程控负载和计算机数据采集系统;基于LabVIEW开发了测试软件;为满足暂态特性的测量要求和精度要求,采用了NI高速高精度数据采集卡,实现了较高的测量精度,综合测量误差小于0.5%,并在暂态测量中,考虑了负载接触器吸合时间;该测试系统可以用来检验恒频机载交流电源的特性是否符合国际标准要求,以保证飞行安全。

    • 主成分分析与遗传神经网络在制冷系统故障诊断中的应用

      2016, 24(9):23-27.

      摘要 (1596) HTML (0) PDF 4.39 M (646) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低温试验系统制冷设备测点多、数据间存在强相关性等特点,将主成分分析法和遗传神经网络智能识别方法进行组合,引入制冷系统的故障诊断中;结合专家经验和主成分分析客观地对多传感器信息进行了科学合理的故障特征优选,从而确定了神经网络的输入空间;为了克服神经网络易陷入局部最小的缺陷,利用遗传算法的全局搜索能力,对神经网络的初始权值和阈值进行了优化;运用该方法对制冷系统各故障状态进行识别,结果表明,简洁有效的网络结构不仅缩短了训练时间,而且提高了网络的稳定性和分类精度,为监测系统提供了一种有效的故障诊断方法。

    • 角反射体RCS微波暗室测量及分析

      2016, 24(9):28-31.

      摘要 (1953) HTML (0) PDF 3.86 M (851) 评论 (0) 收藏

      摘要:角反射体雷达散射截面(RCS)的测量是雷达目标识别、成像等研究领域的一个关键环节;在对目标RCS测量原理分析的基础上,介绍了一个在微波暗室中基于紧缩场和矢量网络分析仪测量目标RCS的测量系统;利用该系统对角反射体垂直姿态和45°姿态的RCS进行了360度转角扫频的测量,结果与FEKO软件仿真计算的结果对比表明,两种方法得到的数据走势基本一致。

    • 一种多功能航空测试设备的设计与实现

      2016, 24(9):32-34.

      摘要 (2005) HTML (0) PDF 3.08 M (719) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某航空电子产品需求,设计了一种多功能测试设备,详细描述了测试设备的总体设计,硬件设计和软件设计,并对其中关键技术进行了重点论述;测试设备采用了虚拟仪器技术,利用基于组件模型的开发方法,合理划分组件,有效提高了测试设备及构件的通用性和重用性,缩短了产品的开发周期;该测试设备已应用于某航空电子产品的产品调试、交付验收、故障排除;经过使用后证明,测试设备的软/硬件设计合理、自动化程度高、工作稳定可靠。

    • 基于LabVIEW的USB设备无线测试系统设计

      2016, 24(9):35-38.

      摘要 (2429) HTML (0) PDF 3.82 M (1047) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统有线USB设备测试系统存在布线、单目标、通用性差等缺陷,设计一套基于LabVIEW的USB设备无线测试系统;系统以LabVIEW为软件开发平台,进行虚拟仪器前面板设计与后台程序的编写;利用无线数据收发模块及其余硬件设备,搭建上位机与设备间无线数据通讯的桥梁;以宏晶STC12C5A60S2单片机为核心控制器,通过引入USB总线接口芯片CH375扩展了USBHOST功能,从而实现上位机和USB设备间数据的无线采集与传输;本系统主要应用于对USB设备的开发调试和测试过程。

    • 异常环境下GNSS接收机性能测试平台开发

      2016, 24(9):39-42.

      摘要 (2527) HTML (0) PDF 4.43 M (1043) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了验证全球导航卫星系统(GNSS)接收机在电离层异常环境下的性能是否满足相应的技术规范要求,文章设计开发了GNSS接收机性能测试平台;该平台主要由信号仿真器、轨迹发生器、误差仿真模块、待测接收机以及性能测试模块组成,可以仿真不同电离层环境下的卫星信号,从而测定接收机在不同环境下的性能;详细介绍了误差仿真模块与测试模块的设计方案,并利用信号仿真器与接收机进行测试验证,证明了该平台的有效性。

    • 基于平面估计的三维测量相位展开新方法

      2016, 24(9):43-46.

      摘要 (1866) HTML (0) PDF 3.61 M (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:工业自动化生产中微米级的三维测量大多采用相位测量轮廓术,但其中现有的包裹相位展开方法容易受图像噪声和相位突变的干扰;在电路板贴片安装的锡膏三维测量中,利用电路板的平面区域包裹相位信息进行平面估计,然后全局相位展开向拟合平面靠拢,根据统计信息确定参数,得到连续相位;利用展开后的相位再进行电路板平面的二次曲面拟合,提高基平面的拟合精度和相对高度;对比实验证明了该方法的鲁棒性和快速性,处理时间短,不受噪声、相位突变、阴影等干扰。

    • 通用航管二次雷达功放模块自动测试系统研制

      2016, 24(9):47-49.

      摘要 (2360) HTML (0) PDF 3.16 M (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:航管二次雷达的性能直接关系到航空飞行安全。高功率模块的测试尤需谨慎;研制通用的航管二次雷达功放模块自动测试系统可提高保障能力,降低保障成本;系统采用PXIe、LXI/LAN、GPIB混合总线技术,以PXIe嵌入式PC控制器为控制中枢,以“测试盒组”为测试中枢,经适配器实现PXIe板卡、仪表与被测单元的适配,实现多品类功放模块的测试;文章从测试需求、仪表选择、TPS开发平台、系统结构等方面阐述了系统总体设计,提出了基于频谱分析仪的插入相位测试方法,并着重分析了系统在测试盒组、适配器和自动校准补偿三方面的通用性设计;系统可实现大功率范围的激励、测试及校准,省去对昂贵的矢量网络分析仪的配置,测试精度高,经济效益显著。

    • 基于逻辑门限值的客车ABS硬件在环测试研究

      2016, 24(9):50-53.

      摘要 (1140) HTML (0) PDF 4.25 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对ABS控制器开发过程中纯数值仿真过于理想化,实车试验成本高、周期长等缺点,设计并搭建了客车ABS硬件在环仿真测试系统;系统由xPC目标实时仿真环境、气制动系统及整车动力学模型组成;气制动系统按照真实客车制动系统并配合力传感器搭建;整车动力学模型由轮胎模型、七自由度车辆模型、制动器模型等组成,并利用Simulink建模;在ABS控制策略中引入逻辑门限值控制,在客车ABS硬件在环仿真测试系统上测试了客车在高附着系数、低附着系数及对接路面上的制动情况;试验表明:逻辑门限值控制能很好地将车轮滑移率控制在最佳滑移率附近,具有较好的控制精度及鲁棒性。

    • 基于Comsol的电位法压裂裂缝监测正演研究

      2016, 24(9):54-57.

      摘要 (1330) HTML (0) PDF 4.12 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国石油开发的不断深入,大部分油田已经进入了高含水开发期;电位法压裂裂缝监测通过套管向井中供电,地面观测电位分布,监测压裂裂缝形态。该方法简单易行,是一种重要的裂缝监测方法;因此开展相关电位法压裂裂缝监测的正演以及反演研究具有十分重要的意义;首先,文章基于有限单元法,利用comsol软件建立了电位法压裂裂缝监测模型,进行了数学分析,并选取了合适的边界条件;其次,通过建立的模型,研究了裂缝方位与地面电位的对应关系;然后,通过改变测量区域的坡度,研究了坡度对地面测量电位的影响;研究表明,裂缝的方位与异常电位值的极小值相对应;地表坡度将对裂缝方位的监测造成影响;因而,在实际的电位法压裂裂缝监测中,应考虑坡度的影响,并对测量电位进行相应地修正补偿以消除误差。

    • 基于PEMS测量的机动车尾气预测研究

      2016, 24(9):58-60.

      摘要 (1068) HTML (0) PDF 3.10 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现对机动车尾气排放的控制,解决现有预测模型未能通过燃油消耗来研究污染物排放以及未能建立起油耗及其车外可观测影响因素之间的关系问题,对油耗数据及其理论模型进行了研究,提出了微观综合预测模型,它是根据便携式尾气测量系统(PEMS)实际工况下测量的机动车油耗与各污染物排放数据,并结合油耗的理论模型建立起的综合预测模型;最后,通过实验对综合预测模型进行了实例分析与验证;实验结果表明,综合预测模型首次对污染物CO和NO的预测模拟值和实测值之间的平均误差分别为14.3%和12.8%,实现了较好的预测效果,为进一步研究燃油消耗和排放的关系奠定了很好的基础。

    • 专家控制技术在船舶机舱监测报警系统中的应用研究

      2016, 24(9):61-64.

      摘要 (1175) HTML (0) PDF 3.67 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高船舶自动化程度,实现无人机舱,将专家控制技术应用到机舱监测报警系统中;详细阐述了专家控制系统的结构、原理,从受控对象、专家控制器、规则库、推理机四方面介绍了建模过程;并结合结构功能、知识表示、传感数据预处理完成了智能机舱监测报警系统的建立;最后通过大连海事大学开发的DMS-2015轮机模拟器对专家控制型机舱监测报警系统进行了验证,结果表明,该系统的应用,使机舱故障报警更加精确,故障排除更加方便,大大降低了轮机员工作值班的疲劳强度,而且为船舶机舱监测报警提供了一个新思路。

    • 双余度发动机状态监测技术的研究与应用

      2016, 24(9):65-69.

      摘要 (1819) HTML (0) PDF 5.29 M (827) 评论 (0) 收藏

      摘要:在飞机、舰艇、装甲、汽车电子控制系统中采用双余度发动机状态监测技术,能够有效提高飞机、舰艇、装甲、汽车运行的安全性和可靠性,以某型涡轴发动机为研究对象,对双余度发动机状态监测技术进行了深入研究,研制了双余度发动机状态监测系统,介绍了系统的总体设计、软硬件设计、余度设计,虚拟仪表设计,并在双余度发动机状态监测系统的设计中引入了嵌入式PC/104模块;为了使状态监测系统具有更好的扩展性和适应性,将系统设计成可以在两种方式下工作:机载运行方式和地面试车方式,通过这两种方式对发动机状态进行自动监测,为发动机的状态趋势分析、故障诊断和视情维修提供科学的依据;采用双余度发动机状态监测技术研制的某型涡轴发动机状态实时监测系统经过了大量的地面试验和某型直升机上试飞试验,功能、性能满足要求,目前该系统已在某型直升机上得到应用。

    • 基于嵌入式Linux的输电线路杆塔倾斜度自动化测试系统的设计与实现

      2016, 24(9):70-73.

      摘要 (2455) HTML (0) PDF 4.05 M (851) 评论 (0) 收藏

      摘要:在总结实际工作经验的基础上,针对在测试输电线路杆塔倾斜度在线监测系统过程中存在的搭建测试环境复杂、测试步骤繁琐、测试周期长、测试效率低、测试结果格式混乱等问题,设计了一个使用客户端/服务器架构的自动化测试系统,详细论述了该系统的设计方案和实现原理;客户端基于嵌入式linux系统,采用多线程技术,通过以太网,使用定制的通信协议与服务端通信,能够在收到服务端指令后自动完成输电线路杆塔倾斜度在线监测系统硬件模块的功能测试;服务端采用python和PyQt开发,能够跨平台运行,使用多线程技术,实现了图形化控制客户端、查看客户端测试状态、保存测试日志、生成标准化的xls和pdf格式的测试报告等功能;实际应用表明,该系统有效可靠结果准确,提高了测试效率,提升了输电线路杆塔倾斜度在线监测系统的可靠性。

    • 100Base-TX以太网物理层一致性测试技术研究

      2016, 24(9):74-76, 82.

      摘要 (1847) HTML (0) PDF 3.91 M (516) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着通信技术的不断发展以及网络使用需求的不断增长,网络设备的稳定性及安全性直接关系着互联网技术的使用质量;依据《IEEE 802.3-2000和ANSI X3.263-1995标准》对以太网物理层的相关要求,对100Base-TX型网络接口物理层一致性测试项目进行研究,设计了一套100Base-TX网络接口物理层一致性测试方法,通过测试验证表明该方法简单有效,能满足物理层一致性测试相关需求。

    • 一种用于运载器控制系统测试需求分析的工程化模型

      2016, 24(9):77-79.

      摘要 (2102) HTML (0) PDF 3.32 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的运载器控制系统模型不便于进行运载器控制系统测试需求分析的问题,综合运载器控制系统理论模型和实际的运载器控制系统,提出了一种用于运载器控制系统测试需求分析的工程化模型;验证结果表明,通过工程化模型得出的测试需求和目前实际产品的同层次测试项目基本是一致,改进模型是可用的、有效的。

    • 特征级联在车辆检测中的应用与研究

      2016, 24(9):80-82.

      摘要 (1057) HTML (0) PDF 2.68 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:对现有的采用机器学习算法检测车辆进行研究,分析其存在的不足;表现在特征或者算法单一,对光照等条件变化鲁棒性不够;针对这些问题,提出一种融合LBP特征与HOG特征,并结合Adaboost与SVM的车辆检测算法;借鉴级联的思想,首先采用AdaBoost对训练样本提取LBP特征进行训练,得到的分类器用于初步筛选并将其分类结果作为下一层分类器的输入;然后采用SVM算法对训练样本提取HOG特征进行训练,得到的分类器用于二次筛选上一层分类器的分类结果;实验结果证明Adaboost-SVM相结合的办法检测结果精度高,准确率和召回率均达到95%以上,FPPW与FPPI的值均在5%左右;同时由于算法采用的特征对光照条件具有较强的鲁棒性,因此光照条件的变化对算法的识别结果影响较低;实时性方面,每帧图像的处理时间为75 ms,满足实时性要求。

    • 基于希尔伯特解调的LFM信号调频斜率的识别

      2016, 24(9):83-85.

      摘要 (2298) HTML (0) PDF 3.51 M (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:脉冲调制信号调制参数的识别与计算是很多领域的研究重点,文中以希尔波特解调为基础,依据LFM信号相位信息的特点和最小二乘法的拟合,研究了一种全新的线性调频信号的识别算法,并分析了识别算法对载频不敏感的特点,并通过迭代算法以及自身的收敛特性,可快速解调出LFM信号的调制参数;通过各类仿真信号的解调分析,算法的正确性和有效性得到了验证;结合虚拟仪器技术,本算法在某雷达接收机线性调频信号的测试得到了工程应用,进一步验证了算法的有效性。

    • 自动化测试框架技术及应用

      2016, 24(9):86-88.

      摘要 (1503) HTML (0) PDF 2.72 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动化测试技术是软件测试未来的发展方向,自动化测试过程中会遇到测试脚本维护困难、脚本维护工作量大、重用性差、测试效率低的问题;怎样引入自动化测试框架技术解决上面的问题是测试工程师一直在探讨和研究的主流问题;探讨研究了在自动化测试框架技术应用过程中遇到的下列问题:脚本库中测试脚本存放技术;测试用例设计技术;测试数据的管理和分类技术;对象库共享技术等;初步达到了以下结果:提高了测试代码的可重用性和可维护性,测试执行更有效,从而降低了测试成本;最后使用了协同办公平台实例,从而证明了基于QTP的协同办公平台的自动化测试框架可以降低多余的代码量,加快代码生成速度,缩小测试周期等特点,从而提高代码的利用率和可维护性。

    • 三模冗余计算机系统在深潜救生艇舵机控制中的应用研究

      2016, 24(9):89-94, 98.

      摘要 (1588) HTML (0) PDF 8.13 M (633) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着海洋技术的发展,潜艇的应用越来越广泛,在深海下潜艇一旦出事故很难像陆地上一样进行救援,因此深潜救生艇的应用必不可少;而深潜救生艇在水下航行中难免会发生故障,针对舵机可能发生的故障,设计了一种应用于深潜救生艇控制系统的TMR(triple modular redundancy)运动控制计算机系统;该系统以研究能满足于高可靠性系统的冗余技术为立足点,采用故障检测算法和表决算法,研究适用于它的冗余管理方案,以最大限度的提高冗余系统的故障容错能力;最后为验证设计方案的可行性,设计了故障模拟实验,将设计的TMR运动控制计算机系统应用于深潜救生艇的舵机控制中,用于验证冗余设计方案以及故障检测算法和表决算法的可行性;通过仿真结果证明了该控制系统对深潜救生艇舵机控制的有效性。

    • 四轮轮毂电动汽车横摆角速度自抗扰控制

      2016, 24(9):95-98.

      摘要 (2242) HTML (0) PDF 3.93 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:汽车的横摆角速度对汽车稳定性和安全性有较大影响,针对汽车行驶控制时的抗干扰能力,目前还没有特别有效的汽车横摆角速度控制策略;创新性设计了基于自抗扰控制理论的用于四轮轮毂电动汽车横摆角速度的高性能控制策略;首先分析了汽车横摆角速度控制的动态模型,并通过数学变换,将其转换为二阶自抗扰控制器被控对象的标准形式;再设计双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层;在直接横摆力矩制定层,利用二阶自抗扰控制器计算出控制汽车横摆角速度所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法,利用附加横摆力矩得到4个车轮的指令转矩,进而控制电动汽车横摆角速度;最后,通过Matlab/Simulink和汽车动力学仿真软件CarSim联合仿真验证了所设计控制策略的有效性。

    • 基于SVR的多股簧机床张力控制

      2016, 24(9):99-102.

      摘要 (1804) HTML (0) PDF 3.81 M (623) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多股螺旋弹簧加工机床张力控制系统的非线性特性及存在干扰的问题,提出了基于支持向量回归(Support Vector Regression, 简称SVR)的有效抑制噪声的控制算法;即在基于SVR的逆动力学建模中采取非线性松弛因子替代线性松弛因子,抑制噪声在建模过程中的影响,提高建模精度;把系统逆模型作为前馈控制器,构成伪线性系统,PID控制器作为反馈控制,组成有效抑制噪声的复合控制算法;实验结果表明,这种改进基于SVR的复合控制方式在多股螺旋弹簧张力控制系统中具有较好的控制精度和鲁棒性。

    • 城市LED照明系统远程监控平台设计与开发

      2016, 24(9):103-106.

      摘要 (1983) HTML (0) PDF 3.73 M (737) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市中大规模LED路灯照明系统,设计和开发了一种基于C/S结构的城市LED照明系统远程监控平台;对系统组成结构和工作原理进行了分析,并对软件平台的关键模块、传输协议、数据库服务器及GIS系统进行了研究;提出了一种综合IOCP完成端口、多线程、GIS、数据库以及无线网络通信技术等集成一体的LED照明系统的远程监控平台设计方案,在整体技术上具有一定的集成创新特色;为了解决大量客户端并发访问导致的网络通信问题,将IOCP模型技术和多线程机制应用到通信服务器网络通信模块中;同时,基于MapX在Visual C++平台上进行了地图开发,并利用MYSQL数据库保存和管理运行数据;实验结果表明,该系统具有良好的可靠性与伸缩性。

    • 运输机重装空投二阶终端滑模控制方法研究

      2016, 24(9):107-109.

      摘要 (2040) HTML (0) PDF 2.85 M (747) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对重装空投过程中,货物的持续移动及瞬间出舱影响空投任务完成性、威胁飞行安全等问题,提出了一种二阶终端滑模纵向飞行控制方法;该方法利用非线性多输入多输出反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用二阶终端滑模变结构控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,结合外环PID高度保持控制器完成了整个飞行控制系统的设计;数值仿真结果表明,该系统具有良好的响应特性,且对系统不确定性具有较强的鲁棒性。

    • 叶栅风洞控制方法分析与实现

      2016, 24(9):110-112.

      摘要 (1836) HTML (0) PDF 3.35 M (754) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决叶栅风洞气罐容量小气源压力下降快给流场控制带来的难题,采用动态变参数和积分分离PID控制算法实现了叶栅风洞流场快速稳定和目标压力高精度控制目的;以调压阀后压力为控制点,采用叶栅入口压力误差值对控制点压力进行修正的方法,解决了常压和增压试验中控制滞后问题;变参数PID控制和选用具有确定对应关系控制点并对实际误差进行修正的方法,对小型暂冲风洞高精度压力控制和滞后问题的解决具有一定借鉴意义。

    • 基于Arduino的便携式IRIG-B(DC)信号监视系统的设计与实现

      2016, 24(9):113-116.

      摘要 (2254) HTML (0) PDF 3.98 M (752) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高对时间统一系统IRIG-B码信号的监测效率,需要一套自动监测系统;本文结合某型号时间统一系统,针对该时统设备输出的通用IRIG-B(DC)格式时间码,介绍了一种基于Arduino的便携式IRIG-B(DC)信号监视系统的设计过程,给出了以开放源代码硬件项目平台Arduino为核心构建的“输入控制+逻辑处理+数据处理+数据交互+数据存储+网络传输+实时显示”的系统硬件设计结构;利用Arduino内高度集成的AVR二次编译封装库,将复杂的逻辑控制和数据处理等底层的指令封装成简单实用的函数调用,完成了整个系统的任务调度和管理,实现了对时间统一系统IRIG-B(DC)信号的波形采集、数据分析、时间解调、状态监视、实时显示以及数据存储等功能;测试结果表明,系统设计简洁,工作稳定可靠,设计指标满足功能需求。

    • 基于激光雷达的多旋翼飞行器实时避障系统

      2016, 24(9):117-121.

      摘要 (3689) HTML (0) PDF 5.21 M (1058) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多旋翼飞行器的障碍物规避问题,提出一种基于激光雷达的自主飞行多旋翼飞行器避障系统,实现多旋翼飞行器自主飞行的实时避障;该避障系统针对静态、低速运动障碍物,综合飞行器本体姿态、速度、加速度等状态信息,建立基于改进势场法的避障模型和算法;在机器人操作系统(ROS,Robot Operating System)平台进行该避障系统的软件实现,其通过串口与飞控进行通信,完成多旋翼飞行器的自主避障飞行;同时,为了使该系统能在强光环境正常工作,在不影响系统实时性的前提下,对激光雷达的干扰问题进行优化设计;大量实验表明:该避障算法计算量小,能够保证避障系统的实时性,在机体慢速以及低速运动(机体与障碍物之间的相对运动速度小于等于3 m/s)的场景中能够正确检测范围6 m内,并迅速规避障碍物。

    • 三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

      2016, 24(9):122-125.

      摘要 (1429) HTML (0) PDF 4.12 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对三相电压型PWM整流器传统直接功率控制(DPC)引起的开关频率不固定,网侧电流谐波分量高,系统调节时间长等问题的分析,提出一种电压型三相PWM整流器模型预测直接功率控制方法,应用模型预测理论构建目标函数并对目标函数进行求偏导,对下一个采样周期的有功功率和无功功率变化进行预测,将模型预测理论与二阶拉格朗日插值法相结合进行功率修正,实现了有功和无功功率的实际值与预测值的误差最小,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)产生PWM信号驱动整流器功率开关,实现固定的开关频率;仿真结果表明,本方法具有良好的动态和稳态性能,系统对电感参数的变化不敏感,有效降低了交流测电流总谐波失真(THD),提高了交流侧功率因数。

    • 面向移动互联网的不良信息监控系统设计

      2016, 24(9):126-129.

      摘要 (1780) HTML (0) PDF 3.77 M (831) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的不良信息监控系统接收端容易受到吞吐量和传输时延等因素的影响,导致不良信息监控实时性和保真性差;提出基于数据汇聚协议优化调度的移动互联网不良信息监控系统设计方法;综合考虑系统的技术指标、系统性能进行系统的总体设计;功能模块包括信息采集信道设计、收发转换和功率放大模块、模拟信息预处理及不良信息的滤波检测模块等部分;设计基于数据汇聚协议优化调度的移动互联网不良信息特征检测算法,作为软件核心处理程序,在LabWindows/CVI平台上进行系统软件开发,实现系统优化设计;仿真结果表明,采用该系统进行移动互联网不良信息监控识别的准确度较高,可靠性较好。

    • 万箱船柴油发电机模拟控制面板智能化设计

      2016, 24(9):130-132, 135.

      摘要 (1160) HTML (0) PDF 3.39 M (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前轮机模拟器使用的万箱船柴油发电机控制系统的仿真设计落后于当前先进控制系统的问题,提出了一种以H32/40系列柴油发电机的YECS-1000控制系统为母型的柴油发电机模拟控制系统;介绍了柴油发电机模拟器的整体结构,设计了以ARM为主控元件的仿真控制箱,实现了网络通信、LED灯和LED数码管显示、按键扫描等功能;采用Visual C#编程语言在PC机上设计出仿真控制界面;实验结果表明:基于YECS-1000为母型控制系统的柴油发电机模拟器具有参数显示直观准确、功能全、运行稳定、和实物相似度高的优点,能够实现轮机教学实验和海员培训的功能。

    • 化工装置多控制系统间时钟同步设计与应用

      2016, 24(9):133-135.

      摘要 (1029) HTML (0) PDF 2.71 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对化工装置有DCS,SIS,CCS等多套控制系统的情况,采用GPS时间服务器,设计了一个通过SNTP协议完成多控制系统时钟同步的技术方案;介绍了GPS时间服务器的设置,DCS时间组的设置,CCS系统时钟同步软件的设置以及SIS系统时钟同步的两种设置方案;实现了不同装置多控制系统之间的全局时钟同步;保障了工艺参数趋势记录,SOE记录,工艺人员操作记录时间基准的一致性和准确性;有利于生产事故原因的查找与分析。

    • 一种关于挠性加速度计温度控制系统设计方法

      2016, 24(9):136-139.

      摘要 (1282) HTML (0) PDF 4.28 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高石英挠性加速度计的零偏稳定性指标,确保惯性导航系统定位定向精度,需要石英挠性加速度计长期工作在稳定的环境温度范围内,相应的温度控制系统设计技术尤为关键;针对某高精度惯性导航系统对温度控制精度指标的实际需求,首先设计了以DSP为核心控制器的温度控制硬件电路;同时以加速度计组件为控制对象,建立温控模型,采用PWM波控制策略及增量式PID控制算法,利用MATLAB仿真工具获得较优的控制参数;在DSP中开发了温度控制程序,并进行参数整定、指标测试,最终使加速度计工作环境温度稳定在55±0.2 ℃范围内;通过实际应用验证表明,该方法针对石英挠性加速度计工程应用特点,实现的温度控制精度高,稳定性好,能够为惯性导航系统的高精度使用奠定基础。

    • 相对主元分析在船舶机舱监控系统的应用

      2016, 24(9):140-142.

      摘要 (1515) HTML (0) PDF 2.81 M (683) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前船员对于船舶状况、航行状态等的判断主要还是依靠经验,难免会出现不恰当的决策,造成不必要的人力、财力的损失;针对这一问题提出并开发了一套融入相对主元分析船舶机舱监控系统;该系统除了具有常规机舱监控系统功能外,还能实现故障监测功能;协助管理人员进行系统故障的分析,从而更好地保证船舶航行的安全与效率,减少人为误操作带来的事故问题;增强了船舶监控系统的功能,大大提高了人员的工作效率减轻了人员的劳动强度;其设计满足船级社的定期无人机舱值守操作,为机舱监控系统的设计提供了一种新的思路。

    • 某型火控雷达维修训练模拟器设计与应用

      2016, 24(9):143-145.

      摘要 (2552) HTML (0) PDF 3.31 M (962) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高教学效果,减少实装损耗,加强新装备保障能力,研制某型火控雷达维修训练模拟器;该模拟器以网络化主控计算机单元为核心,由实装操作分系统、虚拟装备分系统、实装部组件分系统、动感分系统、联动分系统组成,具有操作训练、维修训练、武器系统联动训练及训练评估等功能,解决了新型雷达装备教学与训练中实装损耗大、装备数量少、训练效率低等问题;该模拟器已用于多个雷达专业的操作、维修、综合演练等教学实践中,与以往的训练设备相比可操作性好,应用范围广,教学效果明显;文中介绍了模拟器的功能结构、硬件设计、软件设计及其应用。

    • 有源相控阵雷达状态监测与健康管理技术

      2016, 24(9):146-148.

      摘要 (2618) HTML (0) PDF 3.05 M (942) 评论 (0) 收藏

      摘要:状态监测和健康管理技术作为新一代测试与诊断技术,是装备自主式保障的核心系统之一,在保障武器装备战备完好性,提高作战效能,降低全寿命周期费用等方面具有重要作用;从有源相控阵雷达的状态监测与健康管理入手,构建了分层式健康管理系统框架,以作用距离和副瓣电平等指标进行信息融合和健康评估,实现了有源相控阵雷达的状态监测和健康管理。

    • 寄生回路稳定性分析及制导控制相关设计方法研究

      2016, 24(9):149-151.

      摘要 (912) HTML (0) PDF 2.87 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对雷达制导系统由于隔离度及天线罩折射率导致的高空、低动压条件下寄生回路稳定性低的问题,提出了一种制导控制相关设计方法;首先建立了某型主动雷达制导地空导弹寄生回路线性化数学模型并分析了其稳定性;其次,提出了一种制导控制相关设计方法,即在法向过载控制系统设计时考虑寄生回路的影响;仿真结果表明基于制导控制相关设计方法得到法向过载控制系统可以大大提高寄生回路的稳定性,降低了制导系统对天线罩折射率的要求。

    • 大数据分析技术在装备监测系统中应用研究

      2016, 24(9):152-154.

      摘要 (1832) HTML (0) PDF 2.98 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对装备状态监测系统中长期积累的大量数据缺乏有效分析手段、利用率低等问题,对装备监测系统中存储的在线监测数据和积累的历史数据,建立可分析挖掘的大数据集;运用数据分析和机理分析的方法建立比较模型,采用异步信息融合的算法对数据进行处理,利用大数据的多尺度特性研究装备生命周期的分析预测、优化运行、预知维修等目标,提高了装备运用知识的获取速度,有利于构建完整的装备生命周期预测诊断体系。

    • 基于Creator/Vega Prime的区域封锁作战系统

      2016, 24(9):155-157, 166.

      摘要 (1825) HTML (0) PDF 4.11 M (708) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Multigen Creator/Vega Prime软件开发了子弹药封锁区域协同作战仿真系统;针对在作战区域实行封锁并打击封锁区域的敌方装备和有生力量进行了研究,实现延误敌方战机,减缓其兵力集结和部署,掌握战时主动的目的;主要通过围绕实体建模、模型驱动、碰撞检测、粒子特效等关键技术;综上所述,为实现对敌方飞机进行封锁区域协同打击的可视化仿真,重点研究了Creator和基于VC++的Vega Prime的视景仿真控制的过程和方法;研究结果表明,对子弹药区域封锁作战的实时仿真具有一定的参考价值。

    • 基于飞行器网络控制系统的多速率控制器设计

      2016, 24(9):158-162.

      摘要 (1332) HTML (0) PDF 3.95 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少网络环境中的时延和数据包丢失对飞行器网络控制器系统的影响,设计了一种具有多速率的保性能控制器设计方法;多速率是指在具有多通道数据传输的系统中,各通道所需控制输入的频率不完全相同;在存在时延和丢包的情况下,利用增广技术对飞行器控制系统在整个循环周期内建立离散模型,此时为了使多速率控制方法更加有效,先基于此模型在控制器输入端构造一个预测器,根据预测器的输出为整个系统设计一个具有多控制速率的动态输出反馈控制器;然后给出并证明保性能控制器的存在条件和求解方法;最后通过某飞行器网络控制系统的数值算例验证了所提方法的有效性。

    • 基于LoadRunner自动化应用程序接口的舰船装备软件测试系统设计与实现

      2016, 24(9):163-166.

      摘要 (2407) HTML (0) PDF 3.86 M (882) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对舰船装备软件接口交互信息量大,利用现有动态测试技术对此类软件开展测试工作时效率较低,自动化测试水平亟待提高的现状,归纳分析了舰船装备软件测试系统的主要能力需求,研究了接口协议形式化、测试用例自动生成、测试用例自动驱动、通信接口转换等关键技术,并以上述技术为基础给出了舰船装备软件测试系统的体系架构设计方案,进而实现了一种基于LoadRunner自动化应用程序接口(LoadRunner Automation API)的舰船装备软件测试系统,为舰船装备软件提供了一种可行的自动化测试手段;该测试系统主要包括测试管理模块、测试用例生成模块、测试用例驱动模块和数据收集与分析模块;采用该测试系统能够有效提高舰船装备软件的测试效率。

    • 航空电子设备自动测试系统的软件架构设计

      2016, 24(9):167-169.

      摘要 (2642) HTML (0) PDF 2.79 M (863) 评论 (0) 收藏

      摘要:为检测和定位航空电子设备的故障,研究并设计了一种自动测试系统的软件架构;该架构包含了测试软件和测试数据库,测试数据库存储有测试被测设备的相关数据,测试软件将其作为输入,通过自动测试设备输送给被测设备,最终测试软件接收被测设备的输出并将其与测试数据库的预期数据相比较得出测试的结果;测试软件由手动测试模块、自动测试模块、系统自检测模块、测试记录读取和测试结果记录模块4个功能模块组成,自动测试和手动测试可以自由切换;该系统不仅能使用自动测试功能仿真被测设备的飞行环境,还可以使用手动测试功能具体定位分析故障,降低了设备的维护成本,缩短了维修时间。

    • 基于REST构架的油田设备管理系统软件的设计

      2016, 24(9):170-171, 175.

      摘要 (1232) HTML (0) PDF 2.90 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:研发的油田设备管理系统软件可完成设备的静态信息管理、设备动态信息管理、设备运行统计分析和设备维护等功能;系统以Eclipse作为开发平台,以Spring框架为开发模式,使用JSP进行具体开发工作,数据库使用企业级的Oracle数据库,通过Hibernate框架访问数据库,可以将实现业务逻辑的代码和数据库访问代码有效分开,使程序结构更加清晰,减少了软件维护的难度;文章详细介绍了软件的主要功能模块和系统的关键技术;该系统已经部署于油田现场,实现了对智能远程终端设备的初步的全生命周期管理,保障设备的安全运行。

    • 异构环境下基于双重预取的Hadoop调度算法

      2016, 24(9):172-175.

      摘要 (1144) HTML (0) PDF 3.69 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:Hadoop处理海量数据时,无论是Map任务还是Reduce任务都需要耗费大量的时间传输数据,故提出一种基于双重预取的调度算法;该算法通过估算节点上任务执行的进度来预测Map任务的执行节点,然后通知节点提前预取所需的数据,并且在Map任务完成的数量达到预定值时,开始为Reduce任务预取部分数据;由于在异构的环境下集群中节点的性能各不相同,为此采取了改进的预测模型,以提高任务进度判断的准确性;实验证明,本算法在作业响应时间等方面优于现有的调度算法。

    • 一种飞艇半物理仿真系统ARINC429驱动的设计与实现

      2016, 24(9):176-177, 180.

      摘要 (2384) HTML (0) PDF 2.65 M (922) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足飞艇实际飞行过程对通信可靠性和实时性的需求,半物理仿真系统的飞艇模型计算机采用以PC为平台的Xpc嵌入式实时系统,飞控计算机采用以PowerPC为平台的VxWork嵌入式实时系统,通过ARINC429协议完成数据通讯;硬件上,PowerPC通过桥接芯片访问并控制PCI设备;软件上,按照Xpc系统和vxWork系统PCI设备驱动程序的编写流程,分析了xPC内存驱动框架和vxBus驱动框架关键技术点,设计了飞艇模型计算机Xpc和飞控计算机Vxwork的ARINC429通讯卡驱动程序;通过实际的应用,证实所开发的ARINC429驱动程序满足飞艇半物理仿真平台数据通讯的可靠性和实时性。

    • 基于腔体滤波器的可调谐微波开关的设计

      2016, 24(9):178-180.

      摘要 (947) HTML (0) PDF 2.80 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足无人机数据链路测试中信号转换的需求,提出一种可调谐的S波段分波道微波转换开关设计方案,其中采用开关控制电路对输入微波信号进行分波道选择,两路加载集总电容的三阶方杆梳状腔体滤波器对微波信号进行选频、滤波,同时可通过调节调谐螺钉实现两波道中心谐振频点同频或异频,调谐中心频率范围可达20 MHz,自由度较高;微波开关经参数仿真结果满足设计要求,研制完成的微波开关经过实际测试和应用验证,各项技术指标满足使用要求,同时该微波转换开关具有大功率、低损耗、高隔离度等优点,性能稳定、自由度高、易于实现,可满足无人机数据链测试诊断的信号转接要求。

    • 存在时延的分布式无人机编队控制方法

      2016, 24(9):181-183, 187.

      摘要 (1880) HTML (0) PDF 3.61 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:多无人机协同是未来无人机应用的重要方式,多无人机编队作为多无人机协同的重要技术和研究热点也已引起越来越多关注,分布式无人机相较于集中式具有灵活性好、鲁棒性强,对通信及计算机性能要求低等优点;针对无人机的非线性动力学模型,在有向固定拓扑的条件下,运用高阶一致性理论解决无人机系统的分布式编队问题;基于Lyapunov稳定性原理,利用线性矩阵不等式(LMI),分别得出在具有时变时延导数信息及无导数信息情况下的稳定性充分条件;最后,仿真验证了这种编队控制方法的有效性;研究结果表明,利用文章所提出的方法控制无人机编队飞行,在满足稳定性的前提下,无人机系统能够形成稳定的编队,并达到预期速度。

    • 基于APD线列的单光子探测计数研究

      2016, 24(9):184-187.

      摘要 (1252) HTML (0) PDF 4.28 M (668) 评论 (0) 收藏

      摘要:单光子探测系统可以对单个光子进行探测;探测系统含有探测部分、淬灭电路部分和计数部分;探测部分主要由工作在盖革模式下的雪崩光电二极管组成;在盖革模式下的雪崩光电二极管发生雪崩后不能自然停止,淬灭部分主要为了主动抑制雪崩电流,快速降低雪崩电压,以达到提高探测效率,降低错误计数的目的;APD线列产生多个光子脉冲信号,计数部分的主要功能是对多路光子脉冲信号进行计数、显示并且可以控制每路APD的比较电压,保证每路APD淬灭电路的正常工作。

    • 基于FPGA的高速数据传输系统设计与实现

      2016, 24(9):188-190, 194.

      摘要 (2497) HTML (0) PDF 4.08 M (956) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足国家重点专项“量子科学实验卫星”中“量子存储板”高速串行数据传输的测试要求,提出了一种以Nios II嵌入式处理器为控制核心,TLK2711、RS422、USB2.0和千兆以太网为传输接口的高速数据传输解决方案;系统采用TLK2711完成高速数据的串并转换,采用RS422完成命令和控制信号的传输,实现与“量子存储板”的高速数据传输;利用Xilinx公司Zynq-7000芯片独有的ARM+FPGA架构实现千兆以太网完成数据的高速传输,利用EXAR公司XR21V1414 USB转串口芯片实现命令、遥测等数据的传输;采用Labview编写上位机控制整个系统的运行,实现命令发送、指令解析、运行状态显示、数据帧产生、高速数据传输、解析和存储等功能;实测结果表明,此系统数据传输速率高达600 Mbps,满足高速串行数据传输的要求,且具有稳定性高、可靠性好等优点。

    • 基于Kalman滤波算法的陀螺仪动态漂移补偿研究

      2016, 24(9):191-194.

      摘要 (2994) HTML (0) PDF 3.79 M (778) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用MEMS陀螺仪测量人体手臂运动姿态时,针对陀螺仪受线加速度干扰导致测量姿态发散的问题,提出基于Kalman滤波算法的姿态误差补偿方法;该方法首先将陀螺仪采集到的角速度通过方向余弦算法解算得到姿态角,并将陀螺仪动态漂移造成的姿态角误差视为时变信号,通过建立姿态角漂移误差的状态方程及观测方程,应用卡尔曼滤波算法,实现对姿态角漂移误差的估计,最终达到对陀螺仪动态漂移误差的补偿;实验与仿真结果表明,应用该算法能够有效的抑制线加速度干扰导致的陀螺仪测量的姿态发散,适用于陀螺仪对人体手臂运动姿态的测量。

    • 基于空间信息的直觉模糊C-均值图像分割算法

      2016, 24(9):195-197, 202.

      摘要 (1012) HTML (0) PDF 3.76 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对模糊C-均值聚类算法的单一隶属度不能充分描述图像不确定性,且聚类过程中忽略像素空间关系的问题,提出一种基于空间信息的直觉模糊C-均值算法;该算法选取3×3的模板计算邻域像素灰度均值;并引入权重项,来控制灰度信息和空间信息各自所占的比重,同时用犹豫度更新直觉模糊集的隶属度函数;对常用标准图像的仿真结果表明,该算法能更好地保留图像细节信息,得到更加理想的图像分割效果。

    • 基于生产者/消费者设计模式的应力波信息采集系统的设计

      2016, 24(9):198-202.

      摘要 (1137) HTML (0) PDF 5.17 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:以LabVIEW14.0为虚拟仪器软件开发平台,采用生产者/消费者设计模式的控制策略、技术数据管理流(TDMS)二进制文件储存策略和SQL数据库及事件结构相结合的实时更新策略,设计了集实时信息采集、储存、显示等功能于一体的应力波采集系统;3种控制策略相结合,解决了传统顺序结构设计模式下程序循环周期长、执行效率低的问题,而且解决了实时采集过程中数据的快速、大容量储存问题,实现了采集过程中采集参数的实时更新;实验结果表明该应力波采集系统具有响应速度快、执行效率高等优点。

    • 基于情景感知的电源管理策略

      2016, 24(9):203-205, 210.

      摘要 (1831) HTML (0) PDF 3.73 M (8152) 评论 (0) 收藏

      摘要:智能手机处于待机状态下仍会消耗能量,这些能量部分消耗在网络数据的通信上;为了降低这些功耗,提高智能手机的续航能力;提出一种基于情景感知的电源管理策略,通过机器学习的方法来进行决策,智能地管理移动终端的网络接口,通过使持续性的网络连接变成间断性的网络连接来减少功耗;在Android移动终端上对提出的策略进行相关实验和对比,能有效的提高续航能力。

    • 基于OpenCV的车牌图像定位

      2016, 24(9):206-210.

      摘要 (1777) HTML (0) PDF 4.34 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的车牌定位方法几乎都需要先对白天夜晚的场景进行分类,在图像中存在其他灰度剧烈变化区域时,这种场景分类容易影响到车牌定位的准确率;为了对获取到的车辆图像进行准确地定位,提出了一种改进的灰度跳变车牌定位算法,首先加入了光照补偿,使得不需要对白天和晚上的场景进行分类;然后进行了长竖线的噪声去除,可以在背景比较复杂的情况下准确定位车牌;并对精确定位出的车牌进行边框的去除,有利于下一步的字符分割;另外,对OpenCV计算机视觉库的库函数的利用,算法的复杂度得到了简化,从而更好地满足了车牌识别系统的实时性;通过对出入口处采集到的分辨率为704×576的300张图片进行测试,定位率高于95%,对白天和夜晚获取的图像有很好的适应性,满足设计要求。

    • 基于支持向量机的外骨骼机器人灵敏度放大控制

      2016, 24(9):211-214.

      摘要 (1408) HTML (0) PDF 4.06 M (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确控制外骨骼机器人跟随人体运动,需要建立其动态、精确的数学模型;人体下肢外骨骼是一个多自由度、强耦合以及非线性的多连杆系统,难以建立准确的运动学和动力学模型;文章使用三维运动捕捉与空间定位系统,获取实际人体运动参数(运动学与动力学),应用支持向量机(SVM)学习人体下肢外骨骼的数学模型;基于该模型构造基于支持向量机模型的灵敏度放大控制方法;文章使用MATLAB和LIBSVM建立外骨骼下肢机器人的数学模型,并进行仿真分析;仿真结果表明基于SVM的模型学习方法,能够准确计算出人体下肢外骨骼的动力学模型,并简化建模过程;基于SVM的灵敏度放大控制,能够有效计算出人体下肢外骨骼各关节(髋关节、膝关节、踝关节)的输出力矩,并控制外骨骼机器人跟随人体运动。

    • 基于自适应遗传算法的SVM参数优化

      2016, 24(9):215-217, 223.

      摘要 (936) HTML (0) PDF 3.61 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于遗传算法支持向量机(SVM)训练时间较长以及分类精度较网格搜索法有所降低等问题,通过重新定义遗传算法参数的寻优范围,提出一种自适应遗传算法;该算法根据网格搜索法得到遗传算法参数的最佳寻优范围,然后遗传算法在这个范围内进行参数的精确寻优,最后得到分类的结果;这样不仅可以有效缩短训练时间,而且拥有更高的分类正确率;通过UCI中的10组经典数据集的实验结果可知,自适应遗传算法较之网格搜索法、 常规遗传算法、粒子群算法在训练时间上有较大的提升,并且拥有较高的分类准确率。

    • 双足机器人下楼梯动作的设计与生成

      2016, 24(9):218-223.

      摘要 (1147) HTML (0) PDF 6.70 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:上下楼梯是人们典型,常见的动作,研究其动作生成算法是实现稳定步态的重要保证;以双足机器人为研究对象,以下楼梯动作为例,基于重复变换的上体重心移动法提出双足机器人下楼梯动作的设计方法;通过仿真生成了3种典型模式的下楼梯动作过程,评价了下楼梯过程中各关节的角度变化,力矩变化和稳定性,讨论了楼梯参数变化对机器人各关节负担的影响;仿真结果表明,通过改变下楼梯的方式,可以减轻下楼梯对腿部损伤关节的负担,提高安全性,实现稳定的下楼梯动作;为福祉,康复医疗教育提供依据。

    • 基于改进的质心定位的LSSVR算法的设计

      2016, 24(9):224-226, 230.

      摘要 (917) HTML (0) PDF 3.95 M (449) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线传感中基于质心算法的节点定位存在误差比较大,算法效率低的缺点,提出了一种基于加权的LSSVR的节点定位算法;首先,对未知节点构建节点序列相关度,采用Kendall的Tau指标来估计未知节点的位置,提高了未知节点的定位精度,其次引入了LSSVR概念,构建改进质心算法的LSSVR定位模型,降低了噪声影响,大幅度提高定位精度;仿真实验表明该算法与基本的LSSVR算法在定位精度上有了明显的提高,在锚节点,未知节点所占比例不断增大的情况下该算法定位精度具有很大的提高,降低了算法的计算复杂度,具有较高的应用价值。

    • 基于PSO算法的RoboCup2D机器人研究

      2016, 24(9):227-230.

      摘要 (899) HTML (0) PDF 3.79 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:对机器人体系结构、动作学习及行为的组织方式进行了研究,以演化计算为基本方法,以RoboCup2D为平台,设计了基于PSO算法的足球机器人的体系结构,解决感知、动作、和规划问题;在训练环境下,形成感知规则,优化感知相关参数,得到对信息高效快速的感知方法,并根据指定的粒度、功能、参数,对RoboCup2D机器人的原子动作进行了组合优化,得到一组带参数和执行效果描述的粒子动作;最后在赛场环境和任务驱动下,搜索粒子动作并进行组织规划,得到完成特定任务的机器人行为;RoboCup2D仿真实验表明,演化计算方法不仅能利用原子动作进行组合优化,得到适应于不同条件的粒子动作,而且能通过其在线搜索粒子动作,动态组成机器人行为;基于演化计算的足球机器人能更好地完成跑位、截球、带球、传球等任务,具有更强的适应性。

    • 基于SVR和粒子滤波的室内导航方法

      2016, 24(9):231-233, 250.

      摘要 (1360) HTML (0) PDF 4.04 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对室内环境复杂性造成的室内定位精度不足问题,提出一种基于支持向量机回归和粒子滤波的室内导航方法;离线阶段通过采集室内接收信号强度并利用统计学习方法,构建室内RSS与物理位置之间的支持向量回归映射模型,定位阶段使用智能移动设备采集加速度、方向角等运动状态信息和Wifi模块感知的环境信息,并利用粒子滤波将运动数据和回归结果进行融合处理,推算移动用户运动轨迹;室内实验结果表明,本方法最大定位误差为1.891 m,平均误差为0.669 m,有效地提高了室内定位导航精度。

    • 基于模糊逻辑的无人机定位系统设计

      2016, 24(9):234-236.

      摘要 (2067) HTML (0) PDF 3.05 M (745) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无人机定位精度问题,硬件设计采用模块化设计思想,以STM32系列的微控制器为核心,以微机械传感器和GPS 模块为基础,组成无人机组合导航系统;软件提出了基于“模糊逻辑”的加速度区间自适应算法,修正惯导定位误差随时间快速积累、GPS发射信号受阻,造成的连续定位能力和精度较差的问题,保证了系统定位精度,为小型自主起降固定翼无人机、多旋翼无人机定位奠定基础。

    • 网络竞价系统中负载均衡技术优化

      2016, 24(9):237-239, 243.

      摘要 (879) HTML (0) PDF 3.38 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:在网络系统正常运行中,如何确保数据准确实时高效的传输变得越来越重要,在一些高并发、高吞吐的服务中,确保每个事务功能正常运转越来越重要;系统的负载是否均衡是确保整个系统能否完整工作的关键,现在有很多负载均衡算法旨在使得每个服务器的负载趋于相等,可以归纳为静态均衡方法和动态均衡方法;考虑到影响服务器的负载有多重因数,结合贪心算法作出相对合理的负载均衡策略,应用到本次竞价系统中对比以前的平衡策略,通过比较可以得出多衡量指标的综合考虑会提高负载均衡的性能,对网络竞价系统能够起到更优化的作用。

    • 基于连接矩阵的潜在通路定性分析方法

      2016, 24(9):240-243.

      摘要 (925) HTML (0) PDF 3.66 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:对电路图中的电气元件进行定性建模,根据建立的元件模型,按照电流方向将电路图转化为有向图的形式,进而构造出图的连接矩阵,利用其代数余子式计算有向图中从电源正端到地端的所有通路路径,并与该电路图设计的功能支路进行对比确定电路是否存在潜在通路;相比于传统潜在通路分析的邻接矩阵法,该方法不仅能判别电路中是否存在潜在通路,而且能确定潜在通路的所有导通路径信息;在此基础上,提出了改进原始电路图以达到消除潜在通路影响的方法,文中采用某汽车点火电路为例,利用Capital Harness System(CHS)软件仿真分析,验证该方法的正确性与可行性。

    • 核燃料棒堵孔焊接图像系统设计

      2016, 24(9):244-246, 273.

      摘要 (967) HTML (0) PDF 4.36 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以往核燃料棒密封焊接时无法精细调整钨极距离、实时观测焊室内部情况以及保存焊接图像的弊端,设计了一套基于LABVIEW的核燃料棒焊接图像采集与处理系统;不同于传统的投影方法,系统利用两个数字相机获取焊室内部图像及焊接过程视频,通过图像处理分析钨极尖端与核燃料棒端塞的极距、对中情况和烧损程度等,并将焊接前后图像、极距保存到棒料焊接的相应记录中;多次焊接试验表明,图像系统能够稳定清晰地获取焊室内的图像,极距和对中情况分析准确可靠;根据实验结果,总结了钨极烧损的外观特点,并探讨了适合本焊接设备的极距。

    • 基于图像处理的嵌入式介电电泳细胞检测装置设计

      2016, 24(9):247-247.

      摘要 (1208) HTML (0) PDF 1.04 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:介电电泳细胞试验中,细胞旋转速度的检测一直是影响试验效率的重要因素;常规的人眼识别,工作效率低,单次检测细胞数量少,周期长,并不能满足目前高通量的细胞转速检测要求;因此,设计了一种应用环形窗模板匹配与特征点跟踪,实时检测介电电泳细胞运动参数的装置;重点论述了环形窗模板的匹配和特征点的标记匹配的理论算法;利用C++编程并移植到嵌入式设备中;装置测试结果表明,其静态图像处理能准确地分割各细胞单元,动态处理可有效匹配细胞特征点,检测所得的细胞旋转速度相对误差小于1%,满足设计指标要求。

    • 基于CompactRIO的载人航天器外场试验平台设计

      2016, 24(9):247-250.

      摘要 (1688) HTML (0) PDF 4.44 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前载人航天器外场试验的需要,提出一种基于CompactRIO的小型化试验平台;系统采用可配置的仪器系统进行设计,硬件可模块化配置,能适应外场环境,使用图形化编程软件进行虚拟仪器设计,具备实时性、多任务、可配置的特点,具备数据分析和存储能力,可进行灵活定制、快速开发;分析了外场试验小型化测试平台的优势及关键要素,对试验需求、系统设计、硬件设计、软件设计、使用效果进行说明,对整个系统性能的满足情况进行说明;经验证,该平台可提高外场试验的效率及试验稳定性,可为后续航天器外场试验提供参考。

    • 基于WebGL的舰船模拟训练虚拟三维技术应用

      2016, 24(9):251-253.

      摘要 (1412) HTML (0) PDF 2.93 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于目前国内的舰船模拟训练系统大多均为岸基模拟器,和半实物半仿真的应用模式,受制于该传统方式下系统通用性、可扩展性差,成本高等局限性;提出一种基于WebGL的舰船模拟训练虚拟三维环境,采用其应用框架Three.js图形引擎库在网页中绘制3D虚拟交互界面,可直接通过浏览器登录系统,从而给出了可跨平台免插件高效的舰船模拟训练界面;结果表明该方法在人机交互界面的友好性、监控的直观性、训练操作的便捷性、较强的沉浸性等方面具有优势,亦可推广应用于其他模拟训练领域。

    • 基于压缩感知的低压电力线载波通信信道估计

      2016, 24(9):254-256, 260.

      摘要 (1263) HTML (0) PDF 3.81 M (617) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低压电力线通信环境多径干扰的特点,建立了正交频分复用的压缩感知信道估计模型,将信道估计转换为压缩感知理论中稀疏度未知的号重构问题,首次采用压缩感知的稀疏自适应匹配追踪方法重构出低压电力线载波通信多径信道的冲击响应;仿真表明与其它常用信道估计算法相比,所提出的压缩感知信道估计算法在频谱利用率以及估计性能方面比传统方法有显著提高,在未知稀疏度的情况下,为低压电力线载波通信系统提供了一种稳定、可行的信道估计方案。

    • 基于模型的发动机仿真与优化

      2016, 24(9):257-260.

      摘要 (1151) HTML (0) PDF 3.99 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Matlab软件中的MBC(model-based calibration)工具箱和仿真软件Ricardo Wave对汽油发动机的动力性进行了基于模型的标定和优化;在标定流程中,首先利用Wave建立了发动机仿真模型,并通过验证;接着,运用实验设计(DoE)方法确定了发动机的运行工况点,并用仿真模型计算出发动机在这些工况点处的参数和性能(扭矩、油耗、功率和缸内最高压力等);最后,建立发动机数学统计模型和标定优化;得到了发动机点火提前角、空燃比MAP图和优化后转矩的三维图;研究结果表明,该方法结合现代DoE试验设计理论和自动标定技术,不仅使发动机的扭矩从198 Nm提升到215 Nm,还能减少试验时间,提高标定效率。

    • 基于无线C/S模式的嵌入式图像采集系统设计

      2016, 24(9):261-263.

      摘要 (2093) HTML (0) PDF 2.88 M (740) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增加视频监控的多样性,设计并实现了一种基于C/S模式的嵌入式无线视频监控系统;该系统以A20-ArmPC一体板作为服务器,以UVC图像传感器作为视频采集设备,通过无线网络传输视频数据,最后以PC作为客户端接收数据并予以显示;结果证明本设计稳定可靠,视频清晰流畅,在视频监控领域具有推广和使用价值。

    • 双中频超外差式信号补偿闭环反馈系统的设计

      2016, 24(9):264-266.

      摘要 (2095) HTML (0) PDF 3.26 M (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:为补偿搜索雷达发射机探测信号或系统的不稳定性,提出了一种雷达发射机的双通道信号补偿闭环反馈系统;该反馈系统采用双中频超外差式结构,将发射机的高频发射信号两次下变频,得到的中频信号反馈到雷达发射机前端,与发射机一起构成闭环控制系统;中频信号对发射机输入端的中频信号实时检测,以补偿发射信号的幅度和相位不稳定性,从而提高了搜索雷达对探测目标的高精度测量;系统应用结果证明,该系统方案稳定可靠,具有一定的实用价值和参考意义。

    • 基于Unity 3D的船舶压缩空气系统的虚拟设计

      2016, 24(9):267-269, 277.

      摘要 (1915) HTML (0) PDF 3.53 M (781) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前船舶空气压缩仿真训练系统大多采用半物理仿真与二维软件界面仿真相结合方式训练效果不佳的问题,将虚拟现实技术引入到船舶压缩空气系统的仿真设计;设计一套基于Unity 3D的船舶压缩空气系统,实现虚拟仿真程序和三维虚拟场景的实时交互,生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉的感官世界,加强培训人员的沉浸感,从而获得一种置身于真实环境中的感受;系统可供学员无限制反复训练,节省系统的维护费用,规避实物操作设备中可能出现的各种风险,提高训练效果。

    • 某型运输机纵向等效拟配的问题及分析

      2016, 24(9):270-277.

      摘要 (1863) HTML (0) PDF 8.10 M (795) 评论 (0) 收藏

      摘要:某型运输机试飞纵向短周期等效拟配中在两个问题,一是纵向杆输入时长较长,频域辨识时高频段结果较差,二是在高阶电传飞机等效拟配时选择单拟配还是双拟配的问题,为了解决这两个问题,提出了时域辨识方法和对比分析传统机械式飞机和电传飞机试验数据方法;飞行试验数据处理结果表明,对于输入时间较长的试验动作,时域辨识效果较频域辨识好,使用时域和频域辨识结合的方法,大大提高了试飞数据的适用性;通过比较传统机械式飞机和现代电传飞机的试飞数据及拟配结果,发现高阶电传飞机必须使用双拟配方法才能更全面评价飞机特性;文中提出的辨识方法和分析方法很好地解决了某型运输机等效拟配中遇到的问题,可供其他电传飞机飞行试验参考。

    • 电子油门踏板的磁场仿真和实验研究

      2016, 24(9):278-280, 287.

      摘要 (2217) HTML (0) PDF 3.83 M (769) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于汽车电子油门踏板利用可编程霍尔传感器将踏板的位置变化转换为线性模拟电压输出,具有产品一致性好、寿命长等优点正越来越获得广泛应用;针对踏板磁钢片位置布局不良容易导致的传感器校准异常和输出非线性等问题,进行了踏板旋转件永磁磁路分析,并用ANSYS软件进行了磁场有限元建模仿真,分析了踏板旋转角度和传感器位置安装之间的影响因素,并在电子油门性能检测平台上进行了实验验证;实验结果表明,双路输出式电子油门踏板的输出线性度达到1.45%,同步度指标为0.12%,符合产品技术标准。

    • PHM模型的工程化验证方法研究

      2016, 24(9):281-283.

      摘要 (2869) HTML (0) PDF 3.13 M (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:模型验证技术在故障预测与健康管理(PHM)系统研制中受到高度重视,特别是如何将验证方法在具体的工程应用中体现规范性、系统性、通用性和实用性,已成为亟待解决的技术问题;在分析国内外相关研究现状的基础上,对PHM模型验证方法进行了系统深入的研究,阐述了故障数据获取方法和故障诊断和预测性能指标体系,并以机载诊断模型为例,对PHM模型验证流程作了详细介绍;最后,将此方法应用到了PHM验证平台的设计、开发和具体实现中,充分体现了PHM模型验证方法的工程化特点。

    • 基于质量树的GPS电文质量评估方法

      2016, 24(9):284-287.

      摘要 (1075) HTML (0) PDF 3.58 M (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:从导航电文中及时、准确地计算出电文参数,是导航接收机的核心功能,不同电文参数解算软件由于设计差异,解算电文参数质量也存在差异,电文数据质量也会影响电文参数结果;针对此问题,在传统数据质量模型的基础上,引入质量树分析方法,建立了评估导航电文质量的质量树模型;模型从电文完整性、电文一致性、电文正确性以及电文时效性等4个特性出发,每个质量特性均建立了专属子特性,以及量化子特性的数据指标;在此基础上,以GPS电文质量评估为例,开发了GPS电文质量评估软件,采用GPS接收机的实测数据对模型和软件进行了验证;结果表明,该软件能够发现GPS电文的异常数据,包括数据不完整、数据不一致、数据不正确、数据超时等,处理结果可用于改进电文参数解算算法,提高电文参数解算软件的可靠性。

    • 探月飞行器效能评估研究与实践

      2016, 24(9):288-291.

      摘要 (1954) HTML (0) PDF 4.22 M (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:航天器飞行效能评估是整器级测试验证以及在轨飞行结果评价中不可或缺的重要环节,针对我国探月三期月地高速再入返回飞行试验,提出了一种基于任务剖面的航天器飞行效能评估方案;提取7个任务剖面、17个约束条件,建立面向月地再入返回过程的指标评估体系;通过定量、定性指标量化计算、权重系数层次分析法计算各任务剖面的能力度量值,解决了系统目标完成能力不易定量描述的难题,实现了对月地转移段、大气层外自由飞行段、再入段、跃出段等过程自主飞行能力的科学定量评估,对后续月球无人采样返回、火星探测等探测器系统的效能评估具有一定参考意义;该方法已应用于月地高速再入返回飞行器系统。

    • 一组1553B总线网络可靠性评估模型研究

      2016, 24(9):292-295.

      摘要 (1051) HTML (0) PDF 3.52 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:在工程中,数据网络结构往往决定了数据传输的网络可靠性;比如,若干节点的1553B总线可以设计为1个BC和多个RT的单层总线结构,也可以设计为双层BC-RT的总线结构;因此,如何比较这两种设计的网络可靠性高低成为关键问题;为了解决这一问题,文中以上述总线结构设计问题为切入点,结合容斥原理和总线网络结构的特点,提出一组网络可靠性评估模型,并通过这组模型对单层和双层1553B总线结构的网络可靠性进行评估、比较和分析,为工程中网络可靠性评估模型的选择和使用提供指导,为总线网络结构设计合理性的定量分析提供数据支撑,同时为网络可靠性设计要求的满足提供理论依据;最后,文中对总线设计网络可靠性问题研究的发展趋势进行讨论。

    • 新型可燃性气体报警仪的研制

      2016, 24(9):296-297, 301.

      摘要 (2050) HTML (0) PDF 2.71 M (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍新型可燃性气体报警仪的设计,可用于对丙烷、丁烷、氢气及其他可燃性气体的检测,用于检测可燃气体爆炸性;采用C8051F020单片机,通过2M007型电阻式气敏传感器采集信号,经过放大电路放大,传入单片机,进行模数转换,采用算术平均滤波对数据过滤,再通过一系列的数据处理,显示可燃性气体浓度,通讯方式采用以sim300通讯模块的GPRS通讯的新型可燃性气体报警系统;软件设计采用C语言编程,灵活方便、具有强大的移植性;如空气中可燃性气体浓度超标,开始报警,显示屏上显示出大于阀值的可燃性气体浓度,且通过无线通讯使手机也正常收到了报警短信;该系统功能齐全,操作简便,具有很高的应用价值。

    • 基于LoRa的智能抄表系统设计与实现

      2016, 24(9):298-302.

      摘要 (2558) HTML (0) PDF 4.55 M (862) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对ZigBee在无线抄表网络中通信距离短、网络路由复杂、抗干扰能力弱的缺点,提出了一种基于LoRa的无线智能抄表系统的设计方案;该方案以SX1278的LoRa调制技术为核心,采用星型、链型网络进行自组网络设计,构建了通信距离远、可抵抗多种干扰源等复杂网络环境下的智能抄表系统;介绍了系统网络拓扑结构、LoRa节点软硬件和应用层自定义通信协议的设计过程,实现了对智能电表的能耗数据采集和远程管理,最后对系统进行了测试分析;实验结果表明,该方案具有通信距离远、功耗低、组网便捷、实时性好的特点,有着广泛的应用前景。

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