• 2018年第26卷第3期文章目次
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    • >测试与故障诊断
    • 直线航空扳动开关疲劳测试系统设计与开发

      2018, 26(3):1-2.

      摘要 (1355) HTML (0) PDF 1.31 M (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:直线航空扳动开关是一种重要的航空元器件,出厂前必须进行疲劳寿命等性能测试。国内相关测试系统存在功能单一、自动化程度低、通用性差等不足,直接影响着测试效率和精度。本文在分析开关疲劳测试原理和规范的基础上,设计了机械执行结构和测控系统,开发了相应的labview测控软件,实现了测试的自动化,提高了测试效率和精度。通过了委托单位技术中心的验收并交付使用,具有良好的应用前景。

    • 疲劳驾驶多源性智能监测预警方法研究

      2018, 26(3):3-6.

      摘要 (1198) HTML (0) PDF 1.36 M (673) 评论 (0) 收藏

      摘要:对疲劳驾驶监测预警方法进行研究,可以避免驾驶员因疲劳驾驶产生的交通事故,减少因疲劳驾驶造成的人员伤亡和经济损失。当前的疲劳驾驶监测预警方法存在监测灵敏度低、可靠性差等问题,不能及时对疲劳驾驶的驾驶员进行报警,来避免交通事故的发生。为此,提出了疲劳驾驶多源性智能监测预警方法,首先将摄像头采集的驾驶员图像进行预处理,通过计算驾驶员图像信息的灰度值,得到驾驶员图像中像素的分布密度,为后续的监测和预警工作提供信息。其次,采用卡尔曼滤波算法对驾驶员的图像信息进行跟踪,得到驾驶员各个时间内的状态估计值,最后,通过计算驾驶员状态估计值判断驾驶员是否存在疲劳状态。实验结果表明,该方法的丢包率低、多源性高、抗干扰能力强、计算效率高。

    • 低温加注增压试验系统中的测控技术

      2018, 26(3):7-10.

      摘要 (1360) HTML (0) PDF 1.65 M (621) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了考核火箭贮箱在低温环境下的结构强度,研制了低温加注增压试验系统。通过低温涡街流量计测得的液氮流量计算得到加注量,通过试验贮箱箱壁的温度传感器测量得到内部液位,采用常温压力传感器和测压管的组合方式低成本地实现了低温压力的测量。通过在试验贮箱后级串联缓冲罐,解决了由于液氮汽化和低温氮气冷凝造成的压力波动大不易控制问题。以可编程控制器为核心的控制系统具备远程手动控制和自动控制两种模式,按照工艺需求,通过控制开关阀和比例调节阀实现低温液氮加注和增压试验。试验过程中,可以实现与其他采集和控制设备的相互通信,提高了自动化水平,减少了试验岗位,降低了试验风险。该系统完成了一系列低温试验,保证了新一代运载火箭的顺利研制和成功发射。

    • 空间遥感器光机扫描控制器测试系统的开发与实现

      2018, 26(3):11-13.

      摘要 (1073) HTML (0) PDF 1.63 M (688) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高遥感器光机扫描控制器的研制效率,针对目前空间扫描系统常用的执行、测角反馈部件,研制一套开发测试系统,用于对扫描系统的动力学运动特性参数、角度测量特性进行测试,同时根据测试信息快速开发控制器,形成开发-测试的闭环,提高控制器开发的精确性。根据设计需求,对开发测试系统的结构、具体参数,快速原型机的构成、实时硬件开发平台,以及信息集成平台的结构进行了详细介绍。利用直流无刷电机、旋转变压器模拟系统以及快速原型机对系统进行了模拟测试,证明开发测试系统可有效进行扫描系统控制器的快速测试及开发。

    • 露点仪自动检定系统的开发与设计

      2018, 26(3):14-17.

      摘要 (1364) HTML (0) PDF 1.66 M (787) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于机器视觉原理和参数自整定的模糊PID控制理论,设计开发了一种新型的露点仪自动检定系统,解决了传统的露点仪检定系统数据量多、误差大、露点温度检定点难以控制、工作效率低等问题。该系统采用模糊PID调节器实现露点发生器露点温度固定点的自动控制,通过机器视觉装置实现了标准露点仪和被检露点仪的数据的自动采集和处理;同时开发了上位机数据处理与管理系统软件,实现人机交互和数据管理,自动采集与处理、自动存储及检定判定,自动生成原始记录和证书等功能。测试结果验证表明,该系统运行可靠,检定精度能够达到要求。该系统采用模块化设计,具备良好的灵活性、可靠性和可扩展性,可根据实际检定需求进行修改或扩展,大大提高了露点仪检定的精确性和工作效率。

    • 一种人体脉搏远程医疗监测系统设计与实现

      2018, 26(3):18-20.

      摘要 (2583) HTML (0) PDF 1.44 M (1203) 评论 (0) 收藏

      摘要:脉搏是人体重要的生理参数和了解人体生理状况的重要指标。互联网+时代下,远程医疗监护已成为研究热点。基于光电容积法脉搏波检测原理,以Pulse sensor脉搏传感器为基础,以STM32单片机为控制核心,设计了便携式人体脉搏检测仪,可完成脉搏信号的实时采集与本地LCD触摸屏显示。基于图形化虚拟仪器工程设计平台 LabVIEW,设计了远程社区医疗监测系统,可完成远程脉搏信号的接收、显示、存储和回放。两者基于TCP/IP 网络协议,共同构成了人体脉搏远程医疗监测系统。该系统的成功初步搭建,为人体生理信号远程医疗监测研究提供了新的设计思路和方向。

    • 基于GPS测量技术的CORS高精度测量系统研究

      2018, 26(3):21-25.

      摘要 (1326) HTML (0) PDF 1.84 M (798) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了保证CORS测量系统的正常稳定运行,并能够对用户提供精度可靠地定位服务,需要对CORS测量系统进行完善。当前采用基于RTK测量技术的CORS系统测绘工作简单易操作,但每次测量作业架设基准站的连接过程复杂,受电离层折射影响,导致基准站的覆盖范围较小,测量精度不高。为此,提出一种基于GPS测量技术的CORS高精度测量系统设计方法。该方法首先给出满足测量需求的CORS软、硬件原型构架,采用GPS测量技术代替传统测量方式,使用基准站子系统、控制中心子系统、数据通讯子系统、用户应用子系统来实现各种类型的GPS原始数据采集、修正数据进行实时、快速的定位、事后用户定位或者导航定位等测量实时同步一体化目标,并借助Trimble的GPS Tream和GPS Net软件利用服务器、磁盘阵列实现观测数据存储,通过长距离网络GPS流动站整周模糊度的解算过程提高基准站的测量精度。实验结果表明,所提方法构建的CORS系统,能够满足快速精确测量的实际需求,实现测量数据的采集及快速传输。

    • 基于统计形状模型的绝缘子掉串检测算法

      2018, 26(3):26-28.

      摘要 (1485) HTML (0) PDF 1.39 M (848) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力系统中,利用计算机视觉和图像处理技术对绝缘子的状态进行检测,在保障电力系统的安全运行方面具有非常重要的作用。针对绝缘子掉串问题,本文提出了一种基于统计形状模型的绝缘子掉串检测算法,该算法首先对输入图像进行预处理;其次提取感兴趣的目标区域,该区域内应包含绝缘子信息;然后利用GLOH描述子来精确定位绝缘子,再利用统计形状模型在图像分割方面的优势来精确分割绝缘子;最后对分割出的绝缘子的位置进行分析,以达到检测绝缘子是否掉串的目的。实验结果说明了本文方法可以准确地判断出绝缘子是否存在掉串现象。

    • 基于全息时标量测数据挖掘的配电网设备健康状态诊断分析

      2018, 26(3):29-34.

      摘要 (1416) HTML (0) PDF 2.42 M (824) 评论 (0) 收藏

      摘要:大数据、数据挖掘等新技术的出现和进步,为建设智能配电网提供了新的技术手段。为实现对配电网运行状态的真实还原、精细分析和精准预测,详实有效的配电网设备运行数据记录和支撑是关键,研究了配电网全息时标量测数据的变化即存储技术,基于全息时标量测数据研究了配电网设备健康状态诊断的方法,对配电网历史数据以及模型信息等进行了深入的数据挖掘,通过聚类分析、线性回归算法、熵权法等建立了设备状态诊断模型和评价体系,实现了对设备故障评估和预警分析等,为及时发现配电网的薄弱环节,保障配电网设备的安全稳定运行提供了有效手段。系统已在地市供电公司的配电网诊断方法研究与实现项目中得到实际应用,很好地满足了地市供电公司的配电网精益化管理需求。

    • 基于光伏组件内部参数辨识的故障诊断模型

      2018, 26(3):35-38.

      摘要 (1784) HTML (0) PDF 1.42 M (951) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏组件出现故障时,其内部参数应该最能反映其故障特性,基于此通过比较不同故障状况下的光伏组件内部参数特性,提取相应的故障特征;首先通过MATLAB建立光伏组件各故障模型,通过改进量子粒群算法对不同故障类型下的光伏组件进行参数辨识并获取相应的数据,利用数据建立BP神经网络故障诊断模型并对故障类型进行诊断;仿真结果证明所用参数辨识方法可以准确对光伏组件内部参数进行辨识,诊断结果也表明所选取的故障特征是合理的,通过此模型可以准确的对光伏组件故障进行诊断。

    • 基于ARM+FPGA的微小陶瓷管缺陷检测系统设计

      2018, 26(3):39-42.

      摘要 (1135) HTML (0) PDF 2.05 M (717) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微小陶瓷管难以实现微小尺寸缺陷检测问题,提出了一种基于ARM+FPGA的微小陶瓷管缺陷检测系统。该系统利用ARM存储空间大、运算速度快和FPGA并行运算能力强、稳定性好等优势,采用小型工业摄像头AR0134实现陶瓷管图像采集,通过FPGA完成陶瓷管图像的预处理,借助SPI通信将预处理数据传送给ARM STM32F4处理后,将检测结果通过以太网发送到PC上位机以及OLED,从而完成陶瓷管的缺陷检测。研究结果表明,该系统检测速度快,漏检率低,成本低廉,稳定性高。

    • >设计与应用
    • 基于STM32F4的绝缘耐压测量系统的设计

      2018, 26(3):43-45.

      摘要 (1058) HTML (0) PDF 1.66 M (706) 评论 (0) 收藏

      摘要:绝缘电阻和耐压强度是评价电力设备绝缘状态的重要指标。通过结合Cortex-M4系列的STM32F4xx设计了绝缘耐压一体化测量系统。通过上位机程序实现不同通道的切换,从而实现不同测量模式的切换,进而实现被测对象绝缘电阻和耐压强度的测量。通过RS232串口将测量得到的结果上传到上位机,分析处理得到的数据,从而能准确的判断设备的绝缘状态。给出了绝缘耐压测量的基本原理、测量公式以及软硬件的实现方法,并通过硬件测试、软件测试以及系统整体调试,验证了系统运行的稳定性和可靠性。对实现测量的自动化具有重要的意义,同时对绝缘耐压的研究具有一定的价值。

    • >测试与故障诊断
    • 冷却塔风机齿轮箱及传动轴故障监控系统设计

      2018, 26(3):46-49.

      摘要 (2017) HTML (0) PDF 1.51 M (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:在详细分析冷却塔风机传动系统中齿轮箱、传动轴失效原因及其失效表现形式的基础上,设计出冷却塔风机齿轮箱及传动轴故障监控系统,利用可编程控制器对齿轮箱油液温度、振动和传动轴信号进行采集处理,利用特定程序,能够在齿轮箱及传动轴发生失效现象之前及时报警停机,避免安全事故的发生,此系统与冷却塔风机智能控制系统相结合,可以实现冷却塔风机的智能变频与启停、故障预警与停机。

    • 基于改进PSO算法的路径软件测试用例生成方法

      2018, 26(3):50-53.

      摘要 (1307) HTML (0) PDF 1.22 M (673) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对路径测试中的软件测试用例生成的问题,提出了一种基于改进PSO算法的软件测试用例生成方法。首先,采用分值函数叠加方法来构造PSO算法中的适应度函数,并对粒子位置更新策略进行改进。接着,构建算法的控制流程图并进行目标路径选择。然后,利用程序插装收集个体的适应度值。最后,测试数据生成程序执行,得到合适的测试数据。通过在三角形分类判别案例程序上的实验结果表明,提出的软件测试用例生成方法能够生成更合适的测试用例,且有效减少了生成所需时间。

    • 基于变分模态分解与最小熵解卷积的齿轮故障诊断

      2018, 26(3):54-57.

      摘要 (2290) HTML (0) PDF 1.49 M (1049) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确地进行齿轮故障诊断,结合变分模态分解和最小熵解卷积,给出了一种新的故障诊断方法。首先,以包含啮合频率的分量的包络峭度最大作为原则,确定变分模态分解的分量个数;然后,将齿轮振动信号运用变分模态分解,得到多个分量;选取包含啮合频率的分量作为敏感分量;接着,应用最小熵解卷积,将敏感分量降噪;最后,应用包络分析技术进行故障诊断。通过齿轮断齿故障振动数据的分析,验证了方法的有效性。

    • 基于三点法的机床主轴回转误差在线测试技术研究

      2018, 26(3):58-61.

      摘要 (1282) HTML (0) PDF 2.42 M (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:主轴回转误差是评价机床性能的重要指标,为了提高主轴回转误差的分离精度,在数据采集和处理过程中,提出了两种有效的方法:采用变频率数据采集方法,确保了在不同转速下采集得到的数据的谐波分量相同,使误差分离精度不会因转速的升高而降低;为了消除环境中白噪声对误差分离精度的影响,在同一稳定转速下对主轴轮廓连续采集十个周期的数据,利用集合平均滤波方法消除混合在测试数据中的白噪声。搭建了试验系统,利用提出的方法分离出了机床主轴在不同转速下的回转误差、圆度误差和安装偏心差,验证了方法的有效性。

    • 基于GPS的警犬状态监测系统设计

      2018, 26(3):62-65.

      摘要 (1923) HTML (0) PDF 2.47 M (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前警犬出勤及日常训练管理过程中不能及时掌握警犬状态的问题,本文提出了基于GPS的警犬状态远程监测系统设计。该系统具有小型化、可穿戴、可内嵌的特性,能有效解决警犬状态实时监测的难题,经试验验证设计可行、系统可靠有效,对警犬状态监测的研究具有一定意义。

    • >控制技术
    • 文化基因算法优化PID神经网络系统辨识

      2018, 26(3):66-69.

      摘要 (1015) HTML (0) PDF 1.35 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:PID神经网络(PIDNN)是一种融合比例、微分、积分环节,结构简单固定,且具备动态网络特点的神经网络模型,适合于非线性系统辨识。但是网络对初始权值和样本质量敏感,参数难以选定,导致网络收敛速度慢,容易陷入局部极小。提出一种采用文化基因算法(Memetic Algorithm)优化网络权值的方法。在差分进化(DE)算法全局寻优结果基础上,通过混沌局部搜索算法,进一步优化网络权值;根据PIDNN特性,在优化过程中加入先验知识,采用L1正则项,对目标函数正则化,避免算法搜索到无潜力解,保证网络模型泛化能力。对一杂非线性系统进行辨识仿真,仿真结果表明优化后的神经网络辨识精度高,有良好的泛化能力。

    • 基于机载实时处理的振动监控系统设计与实现

      2018, 26(3):70-73.

      摘要 (2728) HTML (0) PDF 1.94 M (1316) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某型直升机需要对振动信号进行安全监控的问题,设计了一种基于机载实时处理的振动监控系统,以机载振动实时处理设备为核心,并通过MATLAB软件仿真选取最优的算法,利用该系统与原有的测试系统共同实施机载端的振动安全监控,解决了振动信号实时监控中带宽不足的技术难题。试验结果表明,该方案设计合理,具有实时性好、可靠性高的优点,振动数据实时处理结果与事后处理结果基本一致。该系统的成功设计保证了直升机的试飞安全,可推广至其他飞机的飞行试验中使用。

    • 基于粒子群算法的多匝道协调控制

      2018, 26(3):74-77.

      摘要 (1582) HTML (0) PDF 1.64 M (826) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速公路入口多匝道协调控制是调节各个入口匝道进入到主线的交通量,从而使主线交通流处于最佳状态。由于多个入口匝道相互关联和相互影响,多匝道协调控制具有强的耦合性、非线性和时变性。针对上述问题,提出了一种基于系统分层和粒子群优化算法的控制方法。首先论述了高速公路多匝道系统的原理模型;然后阐述了多匝道协调控制系统的实现,系统由协调控制层和直接控制层组成,其中前者负责模型选择、参数调整和确定期望的密度轨迹,后者采用比例积分微分控制器实施控制,并引入粒子群算法对控制器的比例系数、积分系数和微分系数进行优化;最后进行了仿真实验。结果表明,当高速公路出现交通拥堵时,系统能够快速地消除拥堵,并使主线交通流趋于稳定。该方法为高速公路多匝道控制提供了一种切实可行的新途径。

    • 基于Trnsys平台的中央空调迭代学习控制研究

      2018, 26(3):78-81.

      摘要 (1400) HTML (0) PDF 1.56 M (901) 评论 (0) 收藏

      摘要:中央空调在生活中应用越来越广泛,但其能耗占据大型建筑总能耗的50%以上,同时全球能源危机向各国敲响了警钟,因此中央空调系统的节能改造刻不容缓。中央空调系统复杂,为了建立精确的模型以研究控制算法应用于中央空调末端风机控制的效果,采用了Trnsys(瞬时系统模拟程序)仿真平台进行建模,通过Trnsys平台搭建冷负荷建筑和中央空调系统模型。为克服Trnsys软件控制模块少、简单、不便修改等缺点,采用了Trnsys与Matlab(矩阵实验室)联合仿真系统,通过Matlab编程实现各种控制算法。基于中央空调周期性工作的特性,提出将迭代学习控制应用于其末端控制。迭代学习控制算法计算简单、适应性强,易于实现,对于重复动作的系统有很好的控制效果。对迭代学习控制的学习率、稳定性、收敛性等进行研究,并通过仿真检验其控制效果。在迭代学习控制作用下,经过一定次数的学习,被控变量能实现对目标曲线的无差跟踪,达到比较理想的控制效果。

    • 用于微流控制备的3D打印机设计

      2018, 26(3):82-85.

      摘要 (1131) HTML (0) PDF 1.69 M (750) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微流控芯片传统加工工艺成本较高,工时较长等问题提出了一种低成本、适用于微流控芯片制备的3D打印机设计方案,该设计方案由3D打印机本体和上位机控制软件组成,其中上位机控制软件负责将事先建好的三维模型进行分析、切片,并生成G-code格式文件;3D打印控制系统负责接收、解析G-code文件及转化为打印机可识别的控制指令以完成物体的快速成型。详细阐述了3D打印机各功能模块的具体实现,给出了测试打印结果,证明该打印机具有成本低、精度高的优点。

    • >军事装备测控技术
    • 导弹装备维修作业信息系统设计与实现

      2018, 26(3):86-89.

      摘要 (1387) HTML (0) PDF 2.61 M (887) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对我军导弹装备维修保障信息化的发展现状,对当前导弹装备维修信息系统建设存在的主要问题进行了剖析,对导弹装备维修作业信息系统的建设意义及建设原则进行了阐述;依据导弹装备维修信息化建设的工程实施经验,提供一种基于国产化开发框架的维修作业信息系统设计与实现过程,从系统设计思想、系统硬件功能设计、系统软件模块设计、系统数据库设计等方面详细论述了系统设计过程,从系统架构、人机交互、系统部署等方面详细论述了系统实现过程;以实际业务应用为牵引,浅谈维修作业信息系统的应用模式。

    • 作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统设计

      2018, 26(3):90-93.

      摘要 (1399) HTML (0) PDF 1.78 M (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决当前控制系统存在对无人机落地高度测量误差大,落地各姿态角度大等问题,设计了作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统。选用CMOS模拟多路复用器ADG508单芯片,对系统硬件电源电路、AD转换电路、信号采集电路、时钟复位电路、存储扩展电路及调试与接口电路进行优化,通过测量无人机落地姿态,完成系统软件设计,结合硬件与软件部分,实现作战用固定翼无人机落地姿态平衡控制系统的设计。实验结果表明,改进系统对无人机落地高度测量误差小,落地俯仰角、横滚角及偏航角小,具有较好的平衡控制效果,充分满足姿态测量需求。

    • >测试软件工程
    • 基于ARINC429接口板的嵌入式底层软件测试平台设计

      2018, 26(3):94-97.

      摘要 (1020) HTML (0) PDF 1.43 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足底层软件的使用需求及减少其存在覆盖率低、消耗成本大、丢包率高、数据采集频率小等问题,提出并设计了基于ARINC429接口板的嵌入式底层软件测试平台。根据ARINC429接口板的结构框图能够设计出嵌入式底层软件测试平台,针对用户安全登录问题,设计了平台登录验证功能;通过对嵌入式底层软件运行信息显示,能够实时对软件运行状态进行监测,进而为数据采集与查询提供支持;设计工具链作为代码编译开发和结构测试工具;通过数据采集、处理、传输来完善软件测试平台的覆盖率。通过实验对比分析可知,该测试平台能够提高测试覆盖率,降低丢包率,促使数据采集频率大大增强,为软件测试平台的安全有效运行提供了保障。

    • CMOS图像传感器参数自动化测试软件设计与实现

      2018, 26(3):98-102.

      摘要 (1532) HTML (0) PDF 1.51 M (714) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光学遥感系统图像传感器性能评估需求,搭建了一套图像传感器参数测试系统。测试系统中的参数自动化测试软件实现了图像传感器图像数据的实时采集、存储和显示;对图像传感器的主要性能参数进行实时计算分析,测试结果实时显示存储。该测试软件在DALSA公司Sapera LT 软件开发包的基础上,利用VC++进行二次开发,实现了参数测试的自动化。根据测试结果,验证了测试方法的正确性。软件设计过程中注意了模块化、规范化设计,所以软件的移植性较好,具有良好的应用前景。

    • >设计与应用
    • 程序属性的检测与程序属性的分类

      2018, 26(3):103-106.

      摘要 (1025) HTML (0) PDF 1003.34 K (711) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:在当今的各种程序中,很多人认为只存在两种程序,即善意程序和恶意程序,但对程序属性研究之后,发现还存在第三种属性的程序,该程序部分具有恶意性,部分具有善意性,第三种属性程序是由本文首次提出。本文提出解决问题的思路是:首先采用恶意权值计算公式对程序进行计算,判断该程序是善意程序还是恶意程序,并且分析了程序的权值是否发生了变化。如果是某个程序的权值发生了变化,那么此时善意程序被病毒感染的可能性很大,被病毒感染的程序在一定时候就能够体现出一定的恶意性,因此经过对病毒、被病毒感染的程序和善意程序三种不同属性程序分析之后,最后使用MMTD算法对三种属性的程序进行了分类:该程序是恶意程序,善意程序还是部分恶意部分善意的程序。

    • 光伏并网接入配电网的太阳能发电系统设计

      2018, 26(3):107-111.

      摘要 (1324) HTML (0) PDF 2.23 M (800) 评论 (0) 收藏

      摘要:对配电网发电系统进行设计,可以减少电网输电时产生的故障,提高配电网运行效率。当前方法利用一次性能源,例如石油、煤炭以及天然气等化石能源实现发电系统的设计。由于化石能源在本质上,是数万年以来由太阳能辐射至地球的一部分能源,该能源消耗快,导致发电系统运行不稳定。为此,提出光伏并网接入配电网的太阳能发电系统设计方法。该方法对光伏并网接入配电网进行研究,利用图解的方式详细介绍并网点及接入点,系统的硬件部分通过光伏阵列以及一体化框架、逆变单元VSR、交流配电单元以及放电模块和系统电源电路,组建太阳能光伏并网接入配电网发电系统构造。采用三相桥结构对太阳能发电系统电路进行设计,太阳能发电系统的温度采样模块设计中,利用的是温度传感器AD590,根据TLP250驱动Power MOSFET完成放电控制模块的组建,依据光伏阵列、利用80C196MC等可逆变流控制组建光伏并网逆变模块。系统的软件部分利用构建光伏并网接入配电网的太阳能发电数学模型实现。实验证明,所提方法有效利用可再生资源与绿色能源,实现发电系统的稳定设计。

    • 基于RecurDyn和Matlab/Simulink的一种小型轮式平台的联合仿真

      2018, 26(3):112-115.

      摘要 (2687) HTML (0) PDF 1.68 M (871) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了验证后轮为万向轮时平台的转向性能,提出了一种基于RecurDyn与Simulink的联合仿真策略。在SolidWorks建立了一种小型轮式平台,平台前轮为主动轮,后轮为万向轮,两个主动轮分别由两个电机独立驱动。将三维模型导入到RecurDyn中,添加相应的约束,设定相应的参数,验证模型的准确性,建立相应的接口;在Simulink中搭建无刷直流电机的模型,并且搭建相应的调速系统,同时验证模型的正确性;将两个电机的转速作为输出,通过接口输入到RecurDyn中作为两主动轮的驱动,通过对电机的控制,从而完成平台的直行、转弯、中心转向等动作。仿真结果表明这种轮式平台有良好的转向性能,搭建的电机模型能够实现相应的功能,电机的控制策略也是可行的。本研究对平台的实物研制及实验具有重要意义。

    • 增强图像处理算法在在线加工零件轮廓识别中的应用研究

      2018, 26(3):116-119.

      摘要 (1203) HTML (0) PDF 1.37 M (856) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对加工中心圆形零件在线检测的生产需求,及目前存在的轮廓识别算法冗余、误差漂移的问题,利用Opencv计算机视觉库,采用理论与实验结合方法,选取圆形多孔零件作为研究对象,通过CCD图像采集搭建图像处理软件编码调试的手段,开发了一套实用的图像处理软硬件系统。经过对零件图像的高斯滤波,轮廓增强,霍夫圆检测,尺寸计算等算法处理,最终的实验表明零件识别曲线尺寸精度达到±0.01mm,验证了图像处理技术在多轮廓、曲线形零件轮廓识别中的可靠性与准确性。软件开发集成环境采用Visual Studio 2013,程序设计语言采用C++语言。

    • 基于RGB-D相机的室内移动机器人自定位方法

      2018, 26(3):120-123.

      摘要 (1402) HTML (0) PDF 1.76 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:精准可靠的自定位是移动机器人实现多机协同、路径规划与控制决策等自主能力的基础。因此,室内服务机器人作为移动机器人的典型代表,要求能够实时进行自定位,并且有效地避开各种静态和动态障碍物。基于此,提出一种基于RGB-D相机的室内移动机器人自定位方法,该方法利用Hough变换对机器人建立的环境地图进行线特征提取,并建立环境模型误差查找表,将非结构化环境中的自定位问题转化为结构化环境中的自定位问题,然后利用匹配优化算法实现自定位。实验结果表明,采用所提出的方法,机器人能够实现室内环境下实时精确的自定位。

    • 基于Linux内核framebuffer的图像采集与显示系统设计

      2018, 26(3):124-128.

      摘要 (1265) HTML (0) PDF 1.75 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工业控制领域的自动化生产需要,设计了一种基于Linux内核驱动 framebuffer和UVC类型摄像头的图像采集与显示系统。以三星公司的S5PV210微控制器为控制单元,基于Linux内核移植了framebuffer驱动,调用Linux内核提供的V4L2编程接口,基于Epoll架构进行多路图像采集。对采集到YUVU格式图像进行编码,转化成BMP和JPEG保存,以便后续对图片做相应的应用开发。最后调用libjpeg库函数对jpeg图片进行解码,并显示在TFT LCD屏幕上。实验结果显示:能够采集到图片数据,并能成功在LCD屏幕上显示,framebuffer驱动能正常工作,满足工业自动化生产图象处理的需求。

    • 北斗宽波束“U”型槽双频微带天线的设计

      2018, 26(3):129-132.

      摘要 (1534) HTML (0) PDF 1.97 M (957) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于北斗导航系统的实际通信需求,要求接收天线具有多频带、宽波束、小型化等特点,为此选定设计一款矩形贴片微带天线。结合微带天线的双频圆极化理论,采用同轴线的馈电方法,设计了一款在贴片上开“U”型槽的双频微带天线,使微带天线可以同时工作在北斗B2频段(1210±10MHz)和B3频段(1268±10MHz),实现了微带天线的双频化,而且减小了天线尺寸。通过HFSS对该天线进行了仿真和参数优化,结果表明,天线回波损耗S11小于-20dB;天线增益大于3dB;双频内的轴比小于6dB;具有较宽的波束,较好的圆极化性能,较小的尺寸,可达到设计要求;而且,电路的设计方法简单,制作工艺简单,可为实际的应用提供参考。

    • 优化组合相关函数方法的BOC无模糊跟踪性能研究

      2018, 26(3):133-136.

      摘要 (1392) HTML (0) PDF 1.68 M (812) 评论 (0) 收藏

      摘要:二进制偏移载波(Binary-Offset-Carrier)调制广泛应用于现代化的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)中,但BOC信号的自相关函数(Autocorrelation Function, ACF)的多副峰性质易产生跟踪模糊。针对该问题,提出了一种基于优化组合相关函数方法来实现BOC信号无模糊跟踪。该方法以自相关函数主峰为无模糊跟踪目标函数,采用最小二乘法获得多组不同时延BOC信号自相关函数组合的加权系数,并将获得的无模糊相关函数与原自相关函数相乘构成非相干鉴相器实现无模糊跟踪。分析了正弦相位和余弦相位BOC信号的跟踪性能,仿真结果表明该方法消除了BOC信号的跟踪模糊,同时保持了良好的跟踪性能。

    • 基于总线技术的防电磁三防信号屏设计

      2018, 26(3):137-140.

      摘要 (1278) HTML (0) PDF 2.02 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对防护工程屏蔽室外的微电子显示设备电磁防护措施薄弱的现状,开展了信号屏防护技术研究,介绍了一种总线式防电磁三防信号屏的设计方案和实现技术。解决了两项关键技术:三防信号屏总线通信和显示类设备防电磁设计。

    • 水电气多表合一数据自动采集系统设计

      2018, 26(3):141-144.

      摘要 (2193) HTML (0) PDF 2.08 M (897) 评论 (0) 收藏

      摘要:对水电气多表合一数据自动采集系统进行设计,可提高水电气等抄表效率,提高公共事业局工作质量,为用户提供便利。当前水电气多表合一数据自动采集系统设计方法是利用GSM/GPRS网络,设计水电气采集方案以及部分编程实例完成的。存在系统工作效率低,系统运行不稳定等问题。为此,提出一种基于ATT7022B的水电气多表合一数据自动采集系统设计方法。该方法利用数据采集系统主电路、数据采集系统控制电路、数据采集系统接口、数据采集系统电源电路组建系统的硬件部分。数据采集电路根据计量芯片ATT7022B设计完成,数据采集系统控制电路中水气暖数据的采集,利用K60的I/O引脚完成计数,对于气体的数据可利用K60的ADC进行采集,电量的采集通过多路转换开关对用户电流进行切换实现,系统的电源电路采用三组5V的电源组建完成。系统的软件部分利用数据采集系统主程序流程,以及以电能数据采集为例的流程组成,实现多表合一数据自动采集系统整体设计。并通过实验证明,所提方法可快速实现水电气多表合一数据自动采集系统的设计,提高了系统的稳定性和可靠性。

    • 某型机载高度表指示器数字化显示电路设计

      2018, 26(3):145-149.

      摘要 (1101) HTML (0) PDF 2.08 M (755) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载高度表磁电指针式显示器存在着读数精度不高、抗震性差、非线性程度不好、模拟数据不易存储等缺陷,将高度表指示器进行数字化显示处理,除了方便读取高度数据和提高读数精度外,还能将高度数据存储到计算机内配合其他作战数据处理系统使用,进而提高设备的综合性能;针对这一问题,根据模拟高度电压信号特点,利用MCS-51单片机及接口电路设计了高度表指示器数字化显示电路。通过接口电路功能扩展和软件编程对高度表模拟高度电压进行采样量化、A/D转换、非线性修正以及LED数码显示;实践结果表明,该数字化电路显示精度高、数据易存储、制作成本低、通用性强,只需修改查表程序即可应用于其他高度表磁电示器的数字化显示,在模拟信号数字化显示处理方面具有一定的典型性。

    • 远程分布式数据库动态图像信息检索系统设计

      2018, 26(3):150-152.

      摘要 (985) HTML (0) PDF 1.31 M (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:在社会日益多元化的今天,对于数据库的动态图像信息检索的性能要求也越来越严格。传统的图像信息检索系统存在检验图像完好率与检索图像准确率方面较差、检索的速度较慢等问题,已经不能满足当下人们对图像信息检索的需求,为此,提出了一种远程分布式数据库动态图像信息检索系统设计。首先根据远程分布式数据库的特点,设计出了动态图像的检索硬件系统框图;然后基于动态图像特征检索算法对软件进行了设计;最后进行了对比的实验。实验结果证明,该系统设计具有分布性广、通信良好以及稳健性较强的优点,检验图像完好率与检索图像准确率较高,速度较快,适应分布式的管理模式对机构进行控制,在经济上的性能也比较优越,可靠性与可用性较强,扩展性能极好,有益于多图像的共同检索。

    • 基于自适应权值的图割立体匹配算法

      2018, 26(3):153-157.

      摘要 (2200) HTML (0) PDF 1.51 M (893) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统自适应权重存在计算复杂度高和传统图割匹配精度低的问题,提出一种改进的基于自适应权值和图割的立体匹配算法。首先根据灰度相似性和空间相近性重新定义能量函数的数据项,利用图像的梯度信息作为能量函数的平滑项;然后运用图割理论和 α 扩展算法进行模型求解;最后对视差图运用左右一致性检验和加权中值滤波进行视差精化。算法采用了Middlebury 网站提供的四幅国际标准立体图像对进行测试,实验表明所提算法能够得到较准确的视差图。

    • CY7C68013A端口模式下数据传输模块的设计

      2018, 26(3):158-161.

      摘要 (1253) HTML (0) PDF 1.89 M (826) 评论 (0) 收藏

      摘要:Cypress公司的USB2.0控制芯片CY7C68013A可配置成三种接口模式:端口、从属和GPIF主控模式。从属模式和GPIF主控模式实现了USB内部数据缓冲与外部设备之间的无缝连接,常用于高速实时传输外设。而对于低速实时传输和高速非实时传输外设,由CPU控制的端口模式则提供了有效的传输方案。针对于端口模式文献介绍较少的现状,同时为帮助开发者更好地理解USB数据传输过程,提出了端口模式下数据传输模块的设计方法。以芯片CY7C68013A为核心,通过描述USB数据传输过程,给出了端口模式下数据传输模块的通信协议设计、硬件设计、固件程序设计、驱动程序设计和上位机界面程序设计。模块实现了计算机与外设数据的可靠传输,测试表明,满足了数据传输系统要求。采用命令/响应式传输方式,保障了数据稳定可靠传输,具有很高的使用价值,同时为其它接口模式的开发提供了借鉴意义。

    • 基于机器视觉的指针式仪表示数识别方法研究

      2018, 26(3):162-166.

      摘要 (2056) HTML (0) PDF 1.66 M (1447) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于机器视觉技术实现指针式仪表数据的自动读取具有重要意义,针对现有方法中存在的识别精度不高等不足,提出一种基于标定的指针式仪表数据视觉读取方法。首先,基于标定模板完成仪表表盘最大、最小刻度线识别与斜率计算;其次,通过仪表表盘图像预处理及连通区域筛选得到指针大致区域;然后,融合Hough和边缘聚类与拟合方法实现仪表指针边缘的精确定位,进而实现指针数据的识别与读取;最后,以某品牌避雷器监测器为例,对上述方法进行实验验证。结果表明,该方法能够准确、稳定的识别出指针式仪表读数。

    • 基于BIM的低成本工程项目进度控制系统设计

      2018, 26(3):167-170.

      摘要 (1647) HTML (0) PDF 1.77 M (667) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工程项目中出现的施工进度规划不合理等问题,提出低成本工程项目进度控制系统进行设计。传统的工程项目进度控制方法覆盖面有限,仅可完成某个领域进度的控制,存在成本高,效率低的问题。针对该问题提出基于BIM的低成本工程项目进度控制系统设计方法。该方法首先对控制系统的整体硬件结构进行设计,通过ARM7微处理器以及液晶显示模块、IC总线、以太网模块构建系统硬件组成了整体系统结构。对于所设计的系统软件部分,是基于CSDT-S对TR(传送请求)的处理,结合对TR的处理调度,先实现用户的工程项目进度控制的实时请求,并对其进行响应高效处理,进而利用进度数据信息存储器进行并行分布控制,对获取的控制结果进行进一步整合,按照相关度排序传送到用户的控制界面。为验证所设计系统的有效性,进行一次仿真实验,实验结果表明该系统能够实现人力资源与建筑资源合理分配,并且可以高效控制低成本工程项目管理的具体进度。

    • 单相功率因数整流器的理论研究

      2018, 26(3):171-175.

      摘要 (1044) HTML (0) PDF 1.92 M (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电网中存在的谐波会导致功率因数降低和电流波形发生畸变等问题,详细阐述了一种最适合小功率范围内的有源功率因数校正方法。并根据相关原理,结合Boost变换器设计了一种单相高功率因数整流器。结果表明:经过校正后的输出电流产生的谐波数量明显降低,输出电流的波形近似为正弦波。同时,通过调节电感和电容的参数取值,使电流波纹稳定在了9.667%,输入电压抖动范围稳定在了6.8%左右,使得功率因数获得很大的提高,有效的降低了输入电流的谐波,并抑制了系统中的电磁干扰,保证了系统的正常稳定工作,达到了预期设定的目标。因此,抑制整流电路的谐波,提高功率因数是提高电网供电质量的有效途径。

    • 云计算中基于排队系统的任务调度模型研究

      2018, 26(3):176-179.

      摘要 (1323) HTML (0) PDF 1.12 M (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缩短云计算中任务调度过程任务等待时间及提高虚拟机任务调度系统的执行效率,提出一种云环境下基于 排队系统的任务调度模型。对该模型中系统稳态分布和条件随机分解结果进行了分析,给出该模型的稳态队长的随机分解和稳态等待时间,结合数值例子,准确的找到服务率与期望队长、期望等待时间及其它性能指标之间的关系。通过云任务调度系统的仿真,实验结果验证了该模型能够快速地完成云任务的调度,提高了虚拟机资源的平均利用率。

    • 无人机数据采集EKF滤波悬停稳定的研究与应用

      2018, 26(3):180-182.

      摘要 (2646) HTML (0) PDF 1.50 M (1155) 评论 (0) 收藏

      摘要:许多国内外的研究机构致力于四旋翼无人机飞行控制姿态和高度悬停稳定的研究,以实现四旋翼无人机的自主飞行。四旋翼无人机是一种多输入、强耦合、多变量、欠驱动的系统,其稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性对飞机性能起着决定性的作用。针对四轴无人机悬停运动测试环节中不稳定的影响,基于已有的无人机平台,最新科研前沿的文献,以ARM嵌入式系统作为上位机,设计了一个无人机数据采集的扩展卡尔曼滤波器(EKF),结合二次型最优控制预估气压计最优初始矩阵值进行开源编程。从扩展卡尔曼滤波器的建立与优化,原程序气压计程序严谨的探讨、衔接和写入飞控,最终在软件匿名科创地面站上,通过无人机对气压计大量实时悬停数据采集,实验仿真进行滤波图形对比验证和无人机实际运行的稳定性分析表明,提出的无人机数据采集扩展卡尔曼滤波方法效果良好,具有良好的应用和推广价值。

    • 基于关注关系的互联网云数据挖掘方法实现

      2018, 26(3):183-186.

      摘要 (1181) HTML (0) PDF 1.56 M (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着互联网技术的飞速发展,互联网上的数据的获取也变得越来越简单与便捷。然而由于现在互联网云数据的海量性,如何精准有效地从其中获取数据变得尤为重要。针对海量互联网云数据的数据挖掘的技术研究成为不可缺少的网络数据研究领域一部分。因此,本文将数据网页以及内容间的引用与被引用行为抽象为一种关注关系,根据对此关系的分析与综合处理,设计并实现了一种互联网云数据挖掘方法。

    • 基于面结构光的机械工件三维扫描系统设计

      2018, 26(3):187-190.

      摘要 (2007) HTML (0) PDF 1.83 M (1038) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工业机器人对自动化装配过程生产效率的提高以及工件拾取对三维扫描技术的应用需求,设计了能够准确提取机械工件表面点云的视觉系统。扫描系统主要由计算机、投影仪和工业相机构成。基于光学测量和机器视觉的原理,主要研究设计了扫描系统工业相机和投影仪的标定策略、结构光栅编码解码的检测策略以及点云重构的几何策略。对于机械工件三维扫描重构的多余背景平面点云,研究设计了通过随机选取点云并反复迭代构造背景平面实现分割的有效方法。实验结果表明采用面结构光技术,由投影仪投影不同频率的结构光栅在机械工件上,工业相机同步采集被机械工件调制的结构光栅图像,对图像中的光栅条纹进行提取并计算,并利用三角检测算法提取机械工件表面点云的方案具有高准确性,能够有效重构机械工件表面点云。

    • 基于自组网的多路由冗余传输算法研究

      2018, 26(3):191-194.

      摘要 (1127) HTML (0) PDF 1.77 M (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着“网络中心战”、“网电一体战”概念的提出,自组网在组网通信中扮演着越来越重要的角色。在实际应用中,自组网常常面临着电磁频谱环境复杂,无线设备侦听干扰频繁等问题,对网络的抗干扰、抗截获性能提出了更高的要求。针对上述问题,提出一种多路由冗余传输算法,源节点对原始数据进行冗余编码,利用多径路由协议发现多条路由并行传输编码包,目的节点只需接收到一定数量的编码包即可恢复出全部原始信息。该算法有效融合了多径路由和冗余编码的特点,具有抗干扰、抗截获和无需重传的优势。利用OPNET Modeler仿真平台进行仿真建模,测试了多路由冗余传输算法下通信节点对之间收发包数量以及监听节点截获数据包情况。试验表明,多路由冗余传输算法能有效提高网络的抗干扰、抗截获性能。

    • 基于CloudSim的分类负载均衡调度模型

      2018, 26(3):195-199.

      摘要 (1316) HTML (0) PDF 1.68 M (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的集群调度模型效率低下不足以满足用户需求的问题,本文提出一种基于模糊聚类的分类负载均衡调度模型。首先,构建任务请求的指标体系以完成数学模型的建立;接着,采用基于模糊C均值聚类算法的改进算法对请求分类,即用改进的最小支撑树算法获取初始中心,有效性测度获取其分类个数,BP神经网络算法提高其学习能力;然后,采用两次分类的方法对服务器分类,预聚类对服务器进行功能预聚类,模糊关联聚类按处理负载能力对其分类;最后将分类调度模型在CloudSim下仿真实验,通过对比其他调度算法得到分类调度模型更具适应性和高效性,具有工程指导意义。

    • BD-2/GPS双模组合定位性能分析

      2018, 26(3):200-202.

      摘要 (1891) HTML (0) PDF 1.42 M (817) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对BD-2/GPS组合以及GPS、BD-2单独系统在济源地区的定位性能进行了评估。分析了在不同模式下的可视卫星数量、几何精度因子、定位的稳定和准确性。当今几大世界卫星导航定位系统的兼容性日益提高和完善,在这种技术发展下使多系统联合定位成为可能。为达到两种系统组合定位的目的,将我国的BD-2与美国GPS技术相融合,在BD-2单系统定位原理的基础上提出了基于BD-2/GPS双系统构成的组合接收系统的设计思路和BD-2/GPS组合导航定位系统的数学解算方法。通过试验表明双模组合定位进一步提高了单独系统模式下的定位性能。

    • 基于部分FFT-WFRFT的高效MMSE波束成形算法

      2018, 26(3):203-207.

      摘要 (1122) HTML (0) PDF 2.17 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:现代无线通信环境下多种干扰同时存在造成通信过程受到多种干扰的影响。高速运动环境中,收发两端相对运动产生较大的多普勒频移进而产生时间选择性衰落,同时,由于多径的影响,会造成多条路径之间到达接收端的延迟不同进而产生频率选择行衰落。时频双选信道中,多径干扰产生的ISI和多普勒效应产生的ICI往往同时存在,传统的通信系统设计中,往往只针对一个方面进行考虑,不能满足现代复杂通信环境中通信的需求。针对现代无线通信系统的这种时频抗干扰的需求,研究了基于四项加权分数傅里叶变换的混合载波系统,同时,考虑系统的抗干扰能力有限,提出了混合载波系统中的部分FFT-WFRFT的高效MMSE波束成形算法,通过特殊的导频结构设计,在多径时延长度小于信号长度一半时,即使多径时延的长度小于循环前缀的长度仍能够满足通信需求,提高了系统的传输效率。通过仿真本算法信号的传输效率提高了2.7%,在多径时延更严重的情况下传输效率甚至可以提高5%左右。

    • 嵌入式新型机载实时数据处理系统的设计与实现

      2018, 26(3):208-211.

      摘要 (2369) HTML (0) PDF 1.86 M (1292) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足C919机上实时监控要求以及对试飞结果数据快速获取的迫切需求,针对现今机载网络数据包大流量、高速率的特点,通过对传统应用模式和系统结构的分析,指出传统机载实时数据处理系统在功能和性能上的不足,并提出了一种基于嵌入式结构、具有实时监控和重要参数快速处理复合功能的新型机载实时数据处理系统设计方法。相比基于工控机的系统结构,采用嵌入式结构和实时操作系统工作模式可极大提高系统多任务实时数据处理能力。同时,在系统中增加对重要参数在线处理和结果数据存储功能,可使试飞工程师在任务结束后的便可拿到结果数据,以解决以往地面数据处理等待时间长的难题。实际应用表明,新型系统很好满足了C919型号任务需求,可显著加快试飞决策和提高试飞效率。该设计方法也可为其它机载实时数据处理系统的设计提供方法借鉴。

    • 视频监控领域基于自适应学习因子与积分通道特征的核相关目标跟踪算法

      2018, 26(3):212-215.

      摘要 (1588) HTML (0) PDF 1.05 M (721) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂场景下单一特征跟踪算法适应性不强的问题,提出一种基于积分通道特征的核相关目标跟踪算法,该算法利用积分通道特征丰富多样的特征信息与高效的计算效率,将不同通道的特征整合到核相关模型中,可以克服单一通道特征对目标区域描述不足的缺陷。同时,本文也提出了一种自适应学习因子策略,增强了模型的泛化能力。大量的定性定量实验表明本文所提的算法的跟踪性能超过传统的核相关跟踪算法,对复杂的跟踪场景具有更强的鲁棒性与抗干扰能力。

    • 基于FC-AE-ASM协议的两种通讯板卡对比及应用

      2018, 26(3):216-219.

      摘要 (2398) HTML (0) PDF 1.33 M (864) 评论 (0) 收藏

      摘要:在航电系统光纤通道(FC)网络的测试维修保障过程中,搭建了一套基于FC-AE-ASM协议的仿真测试系统,FC-AE-ASM通讯板卡作为测试系统的重要组成部分,分析其应用十分必要。首先,简述了测试系统的架构和组成;其次,分析对比了国外板卡1和国内板卡2两种通讯板卡的功能及特点;再次,重点介绍了两种通讯板卡的安装、应用软件及其配置;最后,给出了通讯实例应用情况。通过测试结果表明:两种通讯板卡间实现了ASM协议的通讯功能,满足了仿真测试系统的设计要求,其对比可为后续仿真测试系统设计提供参考和借鉴。

    • 一种钻杆焊缝热处理温度采集记录实现方法

      2018, 26(3):220-223.

      摘要 (960) HTML (0) PDF 1.52 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:在钻杆生产过程中焊缝热处理是极为重要的一道工序,该工序用来实现钻杆焊缝的热处理工艺,通过热处理使钻杆达到预期的强度。如果该工位没有热处理温度的采集和记录,对热处理工艺检查会造成很大困难,同时也不能保证加工工艺的实施,对钻杆质量和事故分析产生很大影响。经过现场调研研究,钻杆焊缝热处理工序增加温度采集和记录功能,可以实现温度监控和历史数据的追溯,对产品质量的保证和使用过程中产品问题的追溯具有重大意义。针对钻杆焊缝热处理的温度监控和数据的可追溯性问题,经过对温度信号的分析研究,提出使用PID调节器实现温度焊缝热处理温度的控制,同时采用PLC技术实现各个温度信号的采集和处理功能,结合WinCC和SQL-server实现温度信号的实时显示和数据记录,该方法很好的实现了钻杆焊缝热处理温度的采集和记录。

    • 基于集成相关向量机的水质在线预测模型

      2018, 26(3):224-227.

      摘要 (986) HTML (0) PDF 1.37 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对污水处理过程存在着强非线性和非稳态运行等特征,传统传感器维护成本高昂且无法快速准确地测量生化需氧量(BOD)等水质指标的问题,提出一种基于集成相关向量机的水质在线预测模型。该模型首先采用相关向量机(RVM)为弱预测器,利用改进的AdaBoost.RT算法将多个弱预测器集成为强预测器,实现了污水处理过程中水质的在线预测。仿真实验结果表明,该水质在线预测模型预测精度高,综合性能突出,克服了单一预测器随着异常点增多,模型泛化能力下降和鲁棒性不足的问题,能较好地实现了污水处理过程中的水质在线预测。

    • 基于交织的错误图样对DVB-S协议级联码译码性能的影响

      2018, 26(3):228-231.

      摘要 (1156) HTML (0) PDF 1.57 M (616) 评论 (0) 收藏

      摘要:以DVB-S协议标准中物理层级联码作为研究对象,建立了由RS码、卷积码和卷积器交织器构成的典型级联码的通信模型,深入分析了级联码的体系结构,并在编码体制上找到了DVB-S协议标准中级联码存在的弱点,设计了一种基于交织的错误图样,给出了设计思路和具体设计方法,仿真研究了错误符号中含有不同错误比特数的错误图样对级联码译码性能的影响,并与突发错误图样进行了对比。仿真结果表明,基于交织的错误图样对级联码的译码性能影响要大于突发错误。

    • 基于逆矩阵法的汽车关键点振动传递路径分析

      2018, 26(3):232-235.

      摘要 (2240) HTML (0) PDF 2.08 M (1051) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某样车建立了关键点振动传递路径的分析模型,构建传递函数逆矩阵,建立了激励点载荷计算模型。通过试验测试获取各条传递路径的传递函数和各关键点响应,以传递函数逆矩阵法对各激励点进行载荷识别。对比目标点振动的计算值与实测值,验证模型的可靠性,将识别的载荷用于各条传递路径的振动贡献量分析以找出振动关键传递路径。结果表明,计算值与实测值的曲线吻合度高,验证了模型的可靠性;发动机后悬置X向、排气管前悬挂X和Y向的贡献量最大,为关键的振动传递路径;进一步对关键振动路径进行传递函数与载荷力的分析结果表明,在频率为25Hz和75.5Hz左右时,方向盘Z向的振动主要是由激励点载荷力过大所引起的。此结果为汽车振动原因的诊断和改进提供理论依据。

    • 精确时间同步协议在空间无线信道下的适应性研究

      2018, 26(3):236-240.

      摘要 (1934) HTML (0) PDF 1.66 M (1050) 评论 (0) 收藏

      摘要:IEEE1588协议定义的精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)能够实现地面以太网网络节点中的时钟同步,达到亚微秒级时间同步精度。相比于稳定的地面以太网环境,深空网络环境具有长时延、时延抖动及信道不对称等特点。对PTP协议在深空邻近空间无线信道下的时间同步性能进行了研究。首先,介绍了PTP协议的同步原理。其次,对深空邻近无线网络信道环境对于适用于地面以太网环境的PTP协议时间同步性能的影响进行了分析,并提出采用卡尔曼滤波算法和设定主从时钟钟差阈值相结合的方法,对PTP协议进行适应性改进。最后,采用损伤仪和测试仪模拟深空邻近无线网络信道环境,利用时钟分析仪对软件结合硬件实现的PTP协议进行了时间同步性能测试。测试结果表明,改进后的PTP协议提高了在深空邻近空间无线信道下时间同步的精度和稳定性。

    • 多目标试验机试飞态势监视系统的设计与实现

      2018, 26(3):241-243.

      摘要 (2238) HTML (0) PDF 1.79 M (1087) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决当前型号任务中因环境和飞机大机动等因素导致测试目标丢失后的重新搜索和跟踪问题,对实时遥测系统的结构和原理进行了研究,设计并实现了具有多目标监视功能的试验机试飞态势监控系统。系统通过引入二次雷达数据,解决了由于PCM信号中断后,不能及时掌握试验机态势信息的问题。另外,通过计算飞机相对遥测天线的相对角度,辅助遥测天线跟踪测试目标。使用结果表明,系统对保障重点型号的试飞安全起到了重要的作用。

    • 车牌超分辨率重建与识别

      2018, 26(3):244-249.

      摘要 (3592) HTML (0) PDF 1.62 M (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从图片中快速准确地识别车牌,提出一种结合图像超分辨率技术的车牌识别方案。车牌图片具有明显的特定的模式特征,只是具体的字符编码不同。因此车牌图片非常适合做超分辨率重建。本文提出的系统主要由车牌检测定位、车牌超分辨率重建、字符分割、字符识别等模块组成。综合基于边缘、基于颜色和基于最大稳定极值区域三种车牌检测策略并采用并行编程方法来综合检测结果得到候选车牌。采用车牌图片正负样本来训练支持向量机分类器。得到分类器模型后对候选车牌判决得到真正的车牌。随后对真实车牌图片进行超分辨率重建。该部分主要由基于固定邻域回归的方法实现。这种方法综合了稀疏字典学习和领域嵌入的方法,比较好的兼顾了准确率和计算速度。运用OpenCV提供的图像处理库来对重建后的图片做字符分割。得到单独的字符图片后采用人工神经网络进行识别。识别前先使用一定数量的字符图片对网络进行有监督训练获取识别模型。采用一个单隐层的神经网络,运用反向传播算法进行训练得到识别模型。最后提取字符图片的特征并输入网络进行分类完成识别。为了测试系统的表现,在实际场景中采集了一百张车牌图片作为测试集。实验表明,该系统具有较高识别准确率和较快的处理速度。

    • 移动云环境中基于节点自适应配置的可靠服务架构

      2018, 26(3):250-253.

      摘要 (970) HTML (0) PDF 1.54 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决移动云计算系统中因链接断开和网络分区对服务可靠性的影响问题,提出一种基于服务副本管理和节点自适应配置的服务软件架构。其由通信中间件、监测系统、上下文管理器以及副本管理器组成。根据监测到的服务需求和节点信息,副本管理器通过一种自适应配置算法来激活或休眠节点,使任务能够在当前最适合的节点中执行,以此提高计算服务系统的可靠性。案例结果表明,该方案能够保证动态网络环境中的服务可靠性。

    • Ku频段相控阵馈源设计

      2018, 26(3):254-257.

      摘要 (1348) HTML (0) PDF 2.58 M (705) 评论 (0) 收藏

      摘要:平方公里阵SKA(Square Kilometer Array)将是世界上最大的综合孔径射电望远镜,包括中国在内的多个国家正在进行先导天线、相控阵馈源、超宽带单波束馈源等关键技术的实验研究。针对SKA的关键技术之一,相控阵馈源,设计了工作在Ku频段的相控阵馈源。首先,通过对天线的焦面场进行分析,确定阵列的尺寸;接着,选择最合适的阵元形式,设计阵元并进行优化;然后,根据设计要求,以天线的灵敏度为标准,进行阵列设计,确定阵列的排布形式;再对阵元间距对灵敏度的影响进行了仿真分析,选择合适的阵元间距,使系统达到灵敏度最优。最后给出了仿真结果。

    • 基于不相似性的软件缺陷预测算法

      2018, 26(3):258-262.

      摘要 (1326) HTML (0) PDF 1.36 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:软件缺陷预测是典型的类不均衡学习问题,其中有缺陷的样本数量远少于无缺陷的样本数量,但有缺陷的样本通常是预测的重点。现有的软件预测模型大多建立在基于静态度量元的软件缺陷数据集上,重点关注如何平衡类分布,而忽略了数据集中属性特征对软件缺陷的判别能力。当软件缺陷数据集中的属性特征对类目标概念缺乏判别能力时,传统机器学习算法难以构建有效的软件缺陷预测模型,从而无法获得有效的预测性能。为此,提出了一种基于不相似性的软件缺陷预测算法,通过改善软件缺陷数据集中属性的判别能力,进而提升软件缺陷预测性能。实验证明:基于不相似性的软件缺陷预测算法能够有效地改善传统机器学习算法在软件缺陷数据集上的预测性能。

    • 基于层次回声状态网络的电力EPON业务流感知

      2018, 26(3):263-266.

      摘要 (1051) HTML (0) PDF 1.60 M (751) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步提高电力EPON(Ethernet Passive Optical Network)对智能电网多业务的支持能力,文章提出了一种层次基于回声状态网络的电力EPON业务流感知技术,采用离散回声状态网络算法对电力通信业务流进行识别感知,以实现EPON对业务的高效匹配能力。在此基础上通过OLT与ONU的交互,优化电力EPON的资源调度与分配能力。为了验证所提出的业务流感知机制,以配用电通信EPON作为典型业务,对基于回声状态网络算法的业务感知进行仿真,仿真结果表明该机制能有效降低丢包率和缩短时延,提高了EPON系统对电力通信多业务的支持能力。

    • 利用节点选择的分布式无线自组网区域调度算法设计

      2018, 26(3):267-271.

      摘要 (984) HTML (0) PDF 1.13 M (658) 评论 (0) 收藏

      摘要:在无线自组网中,调度算法允许节点共享无线信道以便成功解码并传输数据。但由于冲突问题,调度算法需要高效最大化空间复用且最小化重发,为了能够使算法以一种分布式的方式实现,还应考虑网络中节点的协调检测选择。为此,提出一种基于节点选择的分布式无线自组网区域调度算法,使用随机几何推导了一种最优保护区域,该区域能以一种分布式方法实现,并根据节点接受的“Hello”消息包选择合适邻居节点。在该算法中,随着不同网络参数如路径损失、中断、扩频增益和节点密度的变化,最优保护区域大小和性能也在变化。仿真结果表明,该算法的性能接近于高复杂度和最优的集中算法性能,并且允许新链路的建立而不影响正在进行的数据传输。

    • 基于超材料的椭圆波束馈源技术研究

      2018, 26(3):272-275.

      摘要 (1108) HTML (0) PDF 1.91 M (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统工程用椭圆波束馈源带宽窄、加工难度大等问题,设计了一种新型的椭圆波束馈源,即在角锥喇叭内壁加载超材料层,使得馈源在水平极化和垂直极化两个极化辐射相同椭圆外形的波束。根据阻抗匹配原理,当电磁波水平极化和垂直极化入射时波阻抗的乘积与真空中波阻抗乘积相等时,超材料单元的性能达到最优,将优化后的超材料单元周期排布为超材料层加载到喇叭内壁,即可形成椭圆波束馈源。在Grasp软件中仿真计算了该馈源作为前馈馈源和后馈馈源使用时,反射面天线的电气性能。仿真结果表明:在工作频带10.95GHz-14.5GHz内,基于超材料的椭圆波束馈源实现了良好的极化波束等化,波束宽度比在0.9-1.14之间,驻波小于1.55。前馈照射反射面时,天线效率在65%-75%之间,交叉极化电平低于-30dB;后馈照射反射面时,天线效率在61%-72%之间,交叉极化电平低于-30dB,验证了馈源设计的可行性。

    • >军事装备测控技术
    • 基于信息共享的测量引导网的构建方法

      2018, 26(3):276-279.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 2.12 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对飞行试验中各参试装备不能实时共享数据、相互引导的问题,本文设计了一种将所有参试测量装备通过有线和无线的方式链接为一个能够信息共享的网络平台,讨论了运用平滑剔点、坐标转换、数据融合、数据外推等数学方法优化引导数据,实现了各设备之间快速、实时相互引导的功能,有效增强了装备使用效率和整体测量能力。

    • >测试与故障诊断
    • 镉大米在EDXRF光谱仪中的检测应用研究

      2018, 26(3):280-284.

      摘要 (1332) HTML (0) PDF 1.55 M (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:以光谱分析法为原理,采用新型的硅漂移探测器和高性能的低功率X射线管搭建了一台便携式能量色散X射线荧光光谱仪检测系统,为使X射线管的激发有效增强和探测器的工作效率提高,重新整合了硬件平台,优化了光路系统的几何布局。简单介绍了光谱仪的工作原理和上、下位机的结构组成以及光谱数据的采集,着重介绍了光谱数据的形式和上位机数据预处理过程以及镉大米的定性定量方法。结果表明,设计的检测系统寻峰的绝对误差在3%以内,定量的相对误差可控制在10%以内,样品测量的平均时间为900s。上位机分析软件是基于.NET Framework平台用C#语言结合MATLAB语言进行的混合编程,定量分析的检出限为0.0515 ppm,定量限为0.1716 ppm。精度和稳定性满足要求,具有误差小、操作简单、方便快速、安全稳定等特点,为现场原位检测镉大米提供了另一种方法。

    • >试验与评价技术
    • 智能变电站通信安全评价管理系统的设计

      2018, 26(3):285-287.

      摘要 (866) HTML (0) PDF 1.03 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改变变电站通信系统安全评价管理的传统手工工作方式,根据国家电网颁布的《国家电网公司信息通信安全性评价标准》和《国家电网公司信息通信安全性评价查评依据》,设计了一套基于Web的智能变电站通信安全评价管理系统,该系统采用了B/S架构作为开发模式、采用基于C#语言的ASP.NET技术设计前台友好界面、采用SQL数据库进行评价内容及数据的存储、采用ADO.NET技术实现前台界面对后台数据的存取功能,最终通过局域网在客户端和其他移动终端之间对系统进行测试,该系统实现登录、管理、存取、专家评价、企业用户查询等功能,不仅全面改变了电网企业信息通信安全性评价管理方式,提高了查评工作效率,而且推进电力企业的信息化。

    • 基于LSTM的风洞设备健康状态评估方法研究

      2018, 26(3):288-291.

      摘要 (2760) HTML (0) PDF 1.37 M (1147) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对风洞设备健康状态评估中特征提取困难、量化算法复杂等问题,提出了一种基于深度学习的健康度评估方法,利用正常状态样本数据训练LSTM编解码器网络并构建特征空间,利用测量数据特征向量与特征空间的欧氏距离衡量健康状态的退化程度,从而高效地实现了系统或设备的健康状态量化评估;经风洞试验室轴流风机转子不平衡故障、长轴轴承裂缝故障等两个数据集进行验证,取得了与设备工作状态一致的健康度评估值,具有很强的工程应用价值。

    • 飞行器地面试验评价方法研究

      2018, 26(3):292-295.

      摘要 (839) HTML (0) PDF 1.93 M (609) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:为进一步提高飞行器的地面试验效能,提出了一种基于试验建模的飞行器地面试验评价体系,包括地面试验过程建模和适用度评价方法研究两个步骤,针对试验需求与目标、试验任务、试验过程、试验资源、试验场、试验结果等六个试验环节,进行基于UML机制的建模技术研究,建模工具选择美国Rational公司的面向对象的可视化建模工具RationalRose,通过“蛛网图”评价、灰色关联分析和基准评价三种评价方法对试验模型进行了适用度指标评价研究, 通过适用度评价指标选出较优化的试验方案。结合某飞行器地面点火试验方案,构建了基于试验建模的试验评价体系,对试验过程、试验方法、试验手段、试验数据等,根据适用度评价方法进行了试验方案最优化研究应用,取得了良好的验证效果。

    • >智能仪器与传感技术
    • 基于Creo2.0平台的分体式电位计参数化设计

      2018, 26(3):296-300.

      摘要 (1009) HTML (0) PDF 1.64 M (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Creo2.0 平台program 参数化工具,通过零件参数化,组件关联化,产品二维工程系列化,建立了分体式电位计三维参数模型。实现了通过修改约束参数自动修改三维模型和二维工程图自动更新的参数化设计目,实现了同类产品快速建模目的,达到了三维模型和二维工程模型修改工作的一致性目的,减少了重复劳动,提高了设计效率.

    • 面向移动汇聚节点的无线传感器网络自适应路由方法

      2018, 26(3):301-305.

      摘要 (958) HTML (0) PDF 1.63 M (640) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线传感器网络面向移动汇聚节点的自适应路由问题,为实现路由过程中对节点能量以及计算、存储、通信资源的优化利用,并对数据传输时延和投递率等服务质量进行优化,提出一种基于强化学习的自适应路由方法,设计综合的奖赏函数以实现对能量、时延和投递率等多个指标的综合优化。从报文结构、路由初始化、路径选择等方面对路由协议进行详细设计,采用汇聚节点声明以及周期性洪泛机制加速收敛速度,从而支持汇聚节点的快速移动。理论分析表明基于强化学习的路由方法具备收敛快、协议开销低以及存储计算需求小等特点,能够适用于能量和资源受限的传感器节点。在仿真平台中通过性能评估和对比分析验证了所述自适应路由算法的可行性和优越性。

    • 基于WSN节点部署中数据采集能量优化研究

      2018, 26(3):306-309.

      摘要 (1201) HTML (0) PDF 1.60 M (926) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线传感器网络(WSN)数据采集能量利用率低和网络生命周期短的问题,本文利用 Mobile Sink(MS)采集簇内簇头的数据,提出了一种结合簇头选取和MS路径优化算法(LEACH-sink)。即先使用低功耗自适应分簇(LEACH)算法选取簇头并确定位置,然后根据簇头的位置采用蚁群结合遗传算法规划MS最短路径,MS通过该路径对每个簇头数据进行收集。实验结果表明,该算法选取簇头的同时还可以及时规划最佳收集数据的路径,与传统的算法相比提高了数据传输比率、能量利用率、簇头产生比和系统的稳健性,且网络生命周期提高了60%。

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