• 2020年第28卷第3期文章目次
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    • >测试与故障诊断
    • MEMS激光雷达测量下的航天器隐藏目标点测量

      2020, 28(3):1-4. CSTR:

      摘要 (1164) HTML (0) PDF 1.30 M (477) 评论 (0) 收藏

      摘要:为具有指向性的发掘航天器行驶轨迹中的隐藏节点,根据企特征进行准确测量,提出一种基于MEMS激光雷达测量技术的航天器隐藏目标点测量方法。利用离散型雷达滤波器,采集激光测量过程中的上机位数据,进而获取雷达测量性能指标,促进指向性测量系数的适度下降。在此基础上,借助航天器目标的运动特性条件,估计特征值的最大似然量,再联合相关测量指标,建立航天器目标的特征模型,对目标点微动频率的下降趋势进行抑制。利用隐藏目标的立体视觉处理结果,选择最适合MEMS激光雷达的测量点,并以此为条件,测算航天器隐藏目标的比例情况,完成MEMS激光雷达测量下航天器隐藏目标点测量方法的建立。在RCS平台中模拟航天器行驶轨迹,随着MEMS激光雷达测量技术的应用,目标点微动频率提升、指向性测量系数下降,隐藏目标节点得到有效测量。

    • 电磁波入射角对小型机载天线罩透波率的影响测试

      2020, 28(3):5-8. CSTR:

      摘要 (1194) HTML (0) PDF 1.56 M (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载天线罩良好的透波率是保证天线系统高效工作重要因素,透波率的除了受天线罩本身状况影响外,还与电磁波的方向、频率、极化等因素有关。为解决天线罩透波率测试系统构建复杂、实现困难、测试误差大等问题,构建了一种天线罩透波率测试系统,并对不同电磁波频率、入射角下天线罩透波率进行测试,通过对平面螺旋天线罩的实测表明:低频段不同的入射角对天线罩透波率造成的影响较小,高频段大入射角时对透波率影响较大。

    • 基于VxWorks的飞行器模飞测试方法研究

      2020, 28(3):9-13. CSTR:

      摘要 (2420) HTML (0) PDF 2.29 M (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统飞行器综合测试中,特别是模飞测试中,通常侧重于电气系统的接口匹配性测试,但对飞行控制软件、飞行时序和控制参数的正确性考核不够充分,往往需要依赖半实物仿真试验来进行验证。为解决飞行器传统模飞测试中测试覆盖性不足、测试效率较低的问题,在某型飞行器的测试过程中,采用闭环实时仿真的设计思路,设计了一套基于VxWorks的飞行器模飞综合测试系统。结合某飞行器电气系统综合试验开展了设计验证工作,试验过程模拟了多种工况下的飞行轨迹,能够验证和覆盖所有飞行时序动作,所有硬件系统均能按照设计流程工作,各项技术指标能够满足设计要求。试验表明该方法能够有效提高对飞行控制软件和时序动作的测试覆盖性并能提高整个飞行器的测试效率。

    • 基于高斯混合模型的逆变器故障诊断方法研究

      2020, 28(3):14-18. CSTR:

      摘要 (2121) HTML (0) PDF 1.64 M (674) 评论 (0) 收藏

      摘要:逆变器广泛应用于工业生产中的诸多领域。逆变器在工作过程中会出现元器件性能退化或损坏,造成经济损失甚至人员伤亡,为了提高逆变器工作的可靠性,识别出逆变器出现故障时的故障类型,提出了基于高斯混合模型的逆变器故障诊断方法。以谐振型逆变器的为例,分析了逆变器的四种典型故障,提取出逆变器在不同故障下输出电压的时域特征波峰系数和频域特征小波能量熵。使用时频特征数据训练高斯混合模型,并结合EM算法计算输入数据属于各种故障类型的概率,建立逆变器的故障诊断模型。仿真实验通过Simulink建立了并联谐振型逆变电路的模型,模拟出四种典型的故障状态,并用这些数据训练故障诊断模型。仿真结果验证了基于高斯混合模型的故障诊断方法的有效性和准确性。该故障诊断方法具有较高准确率,对于四种类型故障的总的识别率到达93.2%,可以应用于工业现场逆变器的故障诊断及其他领域。

    • 液压系统故障注入与故障诊断仿真研究

      2020, 28(3):25-28. CSTR:

      摘要 (2087) HTML (0) PDF 2.33 M (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过机-电-液联合仿真等技术手段,构建了基于AMESim和MATLAB软件构建故障诊断数字仿真验证系统,实现机电液系统的故障模拟、注入与诊断仿真功能。并以某典型液压举升回路系统为对象,完成故障模式及诊断方法的研究,建立仿真模型、完成故障注入和诊断过程的演示验证。结果表明,该仿真系统可应用于类似系统、不同工况、不同故障模式的故障注入与故障诊断仿真,极大程度上提高了液压系统的可靠性的设计。

    • 机载翼面压力分布测试系统校准技术研究

      2020, 28(3):29-33. CSTR:

      摘要 (2274) HTML (0) PDF 1.74 M (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于压力分布测试的飞行载荷试飞对飞机的气动设计验证及结构强度考核具有重要意义,某型机采用以压力扫描阀为核心的飞行测压模块开展压力分布测量,其测试的准确程度直接影响到科目试飞结果。针对载荷试飞科目精度需求,开展基于飞行测压模块原理的系统校准技术研究,提出了一种多通道的校准方法。经过地面校准实验表明,飞行测压模块的测试精度优于0.05%,不确定度为0.00039 psi(k=1.96)。经飞行试验验证,校准后的飞行测压模块工作稳定,为某型机结构部件表面压力分布测试,提供了准确的测试数据。

    • 一种红外成像检测系统设计

      2020, 28(3):34-37. CSTR:

      摘要 (1082) HTML (0) PDF 1.93 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:红外成像系统的性能检测是产品质量的重要保证,本文介绍了一种红外成像系统的检测设备的设计,通过设计一定特征的红外目标图像,检测红外成像系统的成像功能,同时检测红外成像系统的分辨率、成像坏元等关键性指标,通过检测系统控制设计保证检测系统输出的红外图像的温度阈值范围和质量满足被测对象的要求,并能够提供可设置的图像,实现了对红外成像系统的功能和性能检测。检测系统温度分辨率不大于0.2度,图像相对畸变2%,目标运动精度不大于0.05度,光能分布不均匀度不大于10%,视场角不小于8度。

    • 基于电-声联合的液膜厚度测量方法研究

      2020, 28(3):38-43. CSTR:

      摘要 (1095) HTML (0) PDF 1.72 M (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了拓宽液膜厚度的测量范围,提出了一种联合应用电阻法与超声渡越时间法的液膜厚度测量新方法。设计了新型的电-声复合传感器,建立了用于优化传感器电极结构参数的数值模型,以灵敏度和线性度为优化目标确定了最优电极参数,通过开展液膜厚度测量实验验证了联合测量方法的有效性。研究结果表明:同轴金属电极适合于测量较薄液膜,在2.4mm~4.4mm厚度范围内的相对误差为-4.93%至5.35%;超声探头更适用于测量较厚液膜,在3.4mm~10.0mm厚度范围内的相对误差为-3.68%至2.20%。通过联合应用电阻法和超声法可以拓展两种方法各自的测量范围并且提高测量结果的可靠性。所提出的电学-声学联合测量方法具有测量范围宽、非侵入、响应快、精度和灵敏度高、安全性好等优点,能够广泛适用于工业生产和实验室研究等场合。

    • 矿用防爆柴油机无轨胶轮车检测系统建模

      2020, 28(3):44-47. CSTR:

      摘要 (1261) HTML (0) PDF 1.92 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于煤矿无轨辅助运输中有害气体排放和柴油机事故率高,由电池组供电的无轨橡胶轮胎电动车的弹簧来了。本文考虑了驱动系统,以提高电动汽车的性能。为适应煤矿复杂环境,无轨胶轮电动汽车基本结构分析基于三相交流感应电动机。在详细阐述了感应电动机的矢量控制理论后,在Matlab / Simulink中建立了带感应电动机转子的无轨胶轮电动车驱动系统的磁场定向矢量控制系统模型。仿真结果表明,所提出的控制算法允许驱动系统实现良好的稳态和动态性能。

    • 蛋卵形天线罩损伤性能测试方法研究

      2020, 28(3):48-51. CSTR:

      摘要 (1077) HTML (0) PDF 1.68 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了得到蛋卵形天线罩物理损伤对机载火控雷达性能的影响,研究了天线罩透波特性的测量方法,并对破损区域的透波性能和破损天线罩透波一致性进行了测量。选取了透波率和插入相位移作为衡量天线罩透波性能的指标,针对透波率和插入相位移难以测量的问题,提出了通过矢量网络分析仪测量S参数的s21分量间接测量天线透波率和插入相位移的方法。首先对不同损伤程度区域的透波特性进行了测量,结果表明破损区域边缘透波性能下降明显。然后对蛋卵形天线罩横向和轴向上的透波一致性进行了测量,结果表明损伤会影响透波一致性,轴向上插入相位移尤其明显。根据测试结果,物理损伤会影响蛋卵形机载雷达天线罩的透波性能,天线罩出现破损时需及时更换。

    • 全自动轴类直线度测量及调整装置设计

      2020, 28(3):52-55. CSTR:

      摘要 (1487) HTML (0) PDF 2.41 M (650) 评论 (0) 收藏

      摘要:轴类工件的直线度调整方法需要调直和检测功能相互配合完成,一般需要两套设备或装置。通过设计一种基于DSP主控芯片技术的智能化测量调直装置,实现一台设备同步完成调直和检测。该设备设有检测工位和调直工位,工位可自动切换,设备可根据对轴类件直线度指标的检测结果,自行判断合格情况并对不满足设计要求的工件进行调直处理,直至其直线度合格。以DSP芯片为核心的嵌入式开发包,实现对激光传感器、压力传感器及电气执行单元的集成控制。软件采用CCS3.3开发环境,通过开发调直下压量自反馈机制和圆周跳动测量数据拟合程序,解决设备实现自动闭环控制的关键技术难题。调直检测实验结果表明,该设备可实现对轴类工件的全闭环智能自动检测及调直,直线度指标圆周跳动量小于0.05mm,可大幅减提高轴类工件的直线度水平。

    • 基于LabVIEW的数字式气压计自动检定系统

      2020, 28(3):56-61. CSTR:

      摘要 (1514) HTML (0) PDF 2.98 M (543) 评论 (0) 收藏

      摘要:气压是地面气象观测中的重要观测要素,现阶段气压计主要依赖人工检定,劳动强度大、效率较低且易出现失误;为此提出一种数字式气压计自动检定系统,以实现PTB220和PTB210系列数字式气压计的自动检定。系统依据JJG 1084-2013 《数字式气压计检定规程》设计,主要包括CPC6000型精密压力控制器、745-16B型高精度实验室标准表、多串口扩展卡以及计算机等。论文介绍了系统设计方案,基于LabVIEW开发了自动检定程序,包括压力控制、数据采集、数据处理、报表生成以及传感器调整等模块,并进行了检定实验。结果表明,系统可显著提高检定工作效率,经调整后的气压计测量误差符合要求。

    • 基于大数据技术的网络异常行为检测模型

      2020, 28(3):62-66. CSTR:

      摘要 (1336) HTML (0) PDF 1.72 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的网络异常检测受数据存储、处理能力的限制,存在准确率较低、误报率较高以及无法检测未知攻击的问题。在Spark框架下结合改进的支持向量机和随机森林算法,提出了一种基于大数据技术的网络异常行为检测模型。使用NSL-KDD数据集进行了方法验证,表明该方法在准确率和误报率方面明显优于传统的检测算法,整体检测的准确率和误报率分别为96.61%和2.92%,DOS、Probe、R2L和U2R四种攻击类型的准确率分别达到98.01%、88.29%、94.03%和66.67%,验证了方法的有效性。

    • 特种车辆温控系统的温湿度测量网络设计

      2020, 28(3):67-71. CSTR:

      摘要 (1081) HTML (0) PDF 1.52 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:某型特种车温控系统温湿度测量方式采用多个4~20 mA电流型温湿度传感器,中央控制单元根据传感器数量设计多路专用测量电路完成信号的采集,该测量方式带来了系统成本高、通用性不强、扩展性差、维修性差及知识产权自主性不足等一系列问题,不利于武器装备的技术发展及实战化效能提升。针对上述问题,设计了一种基于XC164CS单片机和单总线技术相结合的温湿度测量网络,通过单路检测电路完成多个温湿度测点信号的同步测量,且温度和湿度精度分别满足±0.5 ℃和±3.5% RH的系统指标要求。实践表明:该方案在成本、可靠性、准确性、通用性及扩展性等各方面都较传统测量方案有较大的优势,且总体架构简单,极大地简化了特种车温控系统的总体设计,具有很重要的现实意义。

    • 基于任务的舰船装备软件测试技术研究

      2020, 28(3):72-78. CSTR:

      摘要 (1423) HTML (0) PDF 2.51 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于任务的舰船装备软件进行测试时,缺乏任务需求的系统化分析与描述手段、难以从任务执行层面有效生成测试用例、不支持跨平台测试的自动化执行等问题,对舰船装备软件任务分析与建模、基于任务模型的舰船装备软件测试用例生成及舰船装备软件测试自动化执行等三方面关键技术进行了研究,研制了配套的软件测试工具,形成了一整套基于任务的舰船装备软件测试技术,以满足基于任务的舰船装备软件测试的需要。在此基础上,开展了基于任务的舰船装备软件测试技术实例应用,验证了该技术的工程适用性和配套工具的有效性,并形成了典型应用实例,为该技术的推广提供支撑。

    • 北斗监测数据在输电线路杆塔的位移和形变方面的监测与研究

      2020, 28(3):79-83. CSTR:

      摘要 (771) HTML (0) PDF 1.01 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:北斗定位系统是一个全球无线电导航系统,由数十颗卫星组成,每颗卫星位于地球上空11,000海里的轨道上,5个地面站确保卫星正常工作。这些卫星每个需要12个小时才能绕地球轨道运行。北斗系统可以用于很多场合,尤其是在地面目标形变检测方面,独树一帜。但是其存在着受空间及地球大气环境的影响的问题,导致精度不高,为此,本文对系统做了改进和研究。最后有效消除各种主要影响因素,达到了一定的效果。

    • >控制技术
    • 基于ESO的Buck型变换器趋近律控制

      2020, 28(3):84-88. CSTR:

      摘要 (1308) HTML (0) PDF 1.44 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Buck型变换器系统中存在的时变干扰,如输出负载波动,本文提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的趋近律控制方法。首先,对系统中存在的时变干扰进行建模,把抑制时变干扰问题转换为抑制匹配和非匹配扰动问题。其次,设计一种扩张状态观测器,用于估计匹配和非匹配扰动。然后,根据提出的新型指数幂次趋近律设计滑模控制器,结合ESO,有效抑制时变干扰对系统的影响,并通过Lyapunov稳定性定理分析观测器的收敛性和闭环控制系统的稳定性。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。

    • 基于智能定位技术的无人物流车辆智能监控系统设计

      2020, 28(3):89-92. CSTR:

      摘要 (1715) HTML (0) PDF 1.43 M (726) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的无人物流车辆智能监控系统监控图像清晰度差,监控速率慢。为了解决上述问题,基于智能定位技术设计了一种新的无人物流车辆智能监控系统,系统硬件传感器模块选用选用MCJS系列角度传感器,无人物流车辆定位模块选用ZM516X定位模块,支持Mesh网络,监控平台为LAND-LDRTU款无线远程监测终端RTU,内部配置实时监控系统,在C/S模式下设计应用系统程序。实验结果表明,基于智能定位技术的无人物流车辆智能监控系统监控图像清晰度高于传统监控系统42.58%,监控速率高于传统监控系统17.22%。

    • 基于模型识别的高精度制冷控制策略

      2020, 28(3):93-97. CSTR:

      摘要 (1248) HTML (0) PDF 2.21 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:遥感相机中需要对焦面组件进行高精度的制冷控制以保证高质量的成像效果,因此基于模型识别进行焦面高精度制冷控制策略的设计。制冷系统在硬件上设计特定的二级放大机制以获得高精度测温数据,实现数字化增量式PID控制算法优化以获得高精度控温效果。系统采用脉冲管制冷机作为控制对象,结合继电反馈识别方式与高阶模型,使用最小二乘拟合方法获得制冷系统过程模型。模型的建立保证了控制算法参数的准确性与控温的精确度,这与传统的PID调参手段相比,大大降低了时间成本,提升了系统的控温精度。通过实验结果表明,本系统的控温精度为±27mk,受到干扰后在6分钟内回稳,实现了高精度高稳定度的制冷控制。

    • 基于任务容器的多源数据实时监控系统研究

      2020, 28(3):98-102. CSTR:

      摘要 (2329) HTML (0) PDF 2.32 M (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现有飞行试验监控模式存在的数据源单一、扩展性存在不足、系统鲁棒性差等缺点,进行基于数据分发服务规范DDS(data distribute service)的多源数据实时监控技术研究,在不改动实时监控系统硬件架构的情况下,根据现有实时监控系统数据特点和任务需求,采用任务容器技术对试飞数据处理任务进行分发与执行,实现飞行试验数据的分布式实时接收解析以及飞行任务的集中管控;采用基于模板方法的解析算法实现系统多源信号源的数据接入能力,提高了系统的扩展性;采用基于序列化和活跃度检查的任务派发机制实现了任务节点的状态监控及自动任务派发,提高了系统的稳定性,同时DDS通信协议的使用提高了实时监控系统在带宽受限状态下的通信能力。实际使用证明该技术的应用使监控系统具有高可靠、高稳定、动态可扩展等优点。

    • 基于广义预测控制的松散回潮出口含水率控制系统

      2020, 28(3):103-108. CSTR:

      摘要 (1284) HTML (0) PDF 2.27 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:松散回潮作为卷烟生产加工的首道核心工序,其出口含水率稳定性对后续各工序工艺指标有着直接的影响。为解决松散回潮工序烟片出口含水率控制精度低、过程控制能力弱等问题,本文围绕德国虹霓TB-L(flex)松散回潮机控制系统进行优化升级,充分利用厂内现有的工业控制和信息化系统采集制丝实时数据并分析,而后采用广义预测控制(generalized predictive control,GPC)方法,建立了具备工况自适应能力的加水量动态预测和调整模型,并编写相应的软件模块对过程进行自动化控制,实现了工艺过程参数动态优化、智能化的预测性控制系统。实际应用效果表明,该系统有效提高了松散回潮工序出口含水率稳定性。

    • 有向拓扑下网络化运动控制系统的容侵同步控制

      2020, 28(3):109-003. CSTR:

      摘要 (1217) HTML (0) PDF 1.90 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要: 针对有向通信拓扑下网络化多轴运动控制系统收到网络攻击威胁及未建模不确定性影响,其轨迹同步控制精度迅速下降,提出了一种基于分布式中间观测器的容侵同步控制方法。首先将非线性未建模不确定性分解成控制通道匹配分量和不匹配分量,进而将攻击、领航者的参考输入和非线性匹配部分合并成一个组合未知输入信号,通过设计分布式中间观测器对跟踪误差系统的状态、组合未知输入信号进行估计并设计容侵同步控制协议。利用李雅普诺夫函数证明跟踪误差系统稳定性。网络化多轴运动控制系统的实验结果表明所提方法能够保证系统具有良好的容侵同步控制性能,并且能够通过调节特定参数确保跟踪误差系统对于不匹配非线性不确定性的鲁棒性。

    • 基于分数阶PIαDβ的飞机永磁同步电机转速控制技术

      2020, 28(3):114-118. CSTR:

      摘要 (1193) HTML (0) PDF 1.75 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前飞机永磁同步电机控制技术电流干扰性大、且电机鲁棒性较差,存在控制速度慢的问题。据此,提出基于分数阶PIαDβ研究了一种新的飞机永磁同步电机转速控制技术, 通过分数阶PIαDβ的比例积分对飞机永磁同步电机的输入电流与输出电流进行抗干扰处理,采用分数阶PIαDβ积分技术更能提高控制系统的抗干扰性,相同开环增益环境下,使用控制器提高电机的鲁棒性,通过分数阶PIαDβ的微分技术处理控制飞机永磁同步电机的转速。 为检测控制技术效果,设定对比实验,结果表明,基于分数阶PIαDβ的飞机永磁同步电机转速控制技术以分数阶PIαDβ为基础,通过进行相关的分数阶计算,选择最匹配的控制模式,使飞机永磁同步电机能够更高效的工作,控制速度提高了12.81%。

    • 基于DDS和WPF技术的试飞实时监控系统设计

      2020, 28(3):119-122. CSTR:

      摘要 (2038) HTML (0) PDF 1.58 M (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以服务为中心的客户端服务器(C/S)架构监控模式存在着数据融合困难、传输协议单一、扩展灵活性差等不足,将数据分发服务(DDS)技术引入到试飞实时监控系统中,结合WPF图形引擎技术形成了一整套解决方案。在完全兼容当前架构规范的前提下,采用DDS技术作为数据传输中间件,有效提高了试飞监控系统的实时性,加强了多源数据融合粒度,降低了试验资源的集成难度;采用WPF图形引擎技术构建实时监控可视化编辑平台,最终实现了空天地综合监控环境下多源数据接收、处理、分发以及可视化展示等关键技术。此方案已经在飞行试验地面实时监控中得到了成功应用。

    • 基于双模控制的直流力矩发动机控制系统设计

      2020, 28(3):123-127. CSTR:

      摘要 (1372) HTML (0) PDF 2.11 M (522) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对航控发电机对控制直流力矩发动机性能要求,在分析传统控制系统故障目标精准度定位速度慢基础上,提出了基于双模控制的直流力矩发动机控制系统设计。根据直流力矩发动机双模控制原理,设计系统总体结构。通过转速信号模拟器产生数字信号,在串行A/D转换电路中引入MAX144型号可编程逻辑器件,改善信号转换精准度。使用碳化硅(Sic)智能功率模块,为硬件设备提供合适膨胀匹配系数,改善能耗问题。选择TMS320F28335PGFA型号数字信号处理器,可将信号转换为数字形式。控制电源开关频率在50-100kHz范围内,具有一定抗干扰能力。添加电流环,为发动机提供相对恒定电流。在MPLABI_DE集成开发环境下,采用双模控制磁场补偿方式调试电流环控制程序,选择大小适中的通电电流,设置转子预定位程序,根据系统主程序流程,完成发动机控制系统设计。由试验结果可知,该系统在故障目标精准度定位速度上最快可达到0.05个/s,大大增强了系统鲁棒性能。

    • 高精度的短波发射机功率校准控制系统设计

      2020, 28(3):128-131. CSTR:

      摘要 (935) HTML (0) PDF 1.74 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:短波发射机功率存在控制精度问题,而校准生成的衰减值表格是其关键。针对该问题,设计一种高精度的短波发射机功率校准系统。首先,介绍对发射机系统组成进行介绍,分析了功率校准生成的衰减值表格和AD值表格的精度之间存在着非线性关系,给出了功率校准原理框图。其次,设计了衰减值调整算法,并在实际工程中进行试验和应用。实验结果表明,能够提高发射机功率控制的精度,提高发射机的使用性能。

    • 垃圾破碎机控制系统设计

      2020, 28(3):132-137. CSTR:

      摘要 (1275) HTML (0) PDF 3.32 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于大流量(生活垃圾可达40t/h)的垃圾破碎机,能满足在常规流量和试验阶段的大流量破碎需求。破碎机设计功率250kW,设计扭矩2x66000N·m,最大工作压力35MPa。其控制系统采用西门子PLC1500作为控制中心,配备就地显示屏、ABB变频器,通过Profinet总线通信连接在一起,经由显示屏通过Profinet总线实现破碎机的所有操作。控制系统通过采集一次仪表运行数值实现破碎机的报警、连锁,保证其正常可靠运行。采用模块化编程,优化核心算法,使破碎机的在不同工况下运行更加稳定可靠。根据上游来料量的不同,调节变频器,使垃圾破碎机运行在不同的速度,达到环保节能的目的。

    • >军事装备测控技术
    • 超声速弹丸着靶时刻声学测试方法

      2020, 28(3):138-143. CSTR:

      摘要 (1702) HTML (0) PDF 2.12 M (633) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对超声速弹丸终点弹道着靶时刻测试问题,研究了声学传感器测试机理,建立了声波延迟触发模型,开发了一套着靶时刻测试系统。采用传感器阵列采集超声速弹丸激波到达不同传感器的时间差,建立了测量超声速弹丸着靶时刻的数学模型,该模型包含了传感器坐标、时间差和弹丸着靶时刻。针对直线形传声器布阵,基于高斯-牛顿法对定位模型进行解算,分析了高斯-牛顿法的迭代公式、收敛性和适定性等。通过计算机仿真分析了误差大小和传感器数目对误差的影响。通过模拟试验数据计算表明,声学测试结果与实际结果一致。该方法应用在某型高炮试验任务中,成功测试了弹丸着靶时刻。

    • 连发弹丸爆炸声信号时延估计技术研究

      2020, 28(3):144-147. CSTR:

      摘要 (1244) HTML (0) PDF 2.43 M (587) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据声测连发地面炸点技术研究课题的需求,分析了复杂背景下连发弹丸爆炸声信号的特点,研究了一套适用于靶场实际测量环境的多目标信号时延估计技术,主要步骤为信号预处理、目标识别和时延提取。计算机模拟仿真结果表明,算法的时延估计精度可达到1.2毫秒,并可正确分离间隔大于半个信号主脉宽(约10毫秒)的粘连信号。利用课题组自行研制的原理样机采集了实弹射击的声信号,试验处理结果验证了算法的可靠性与正确性,且时延估计误差与数值仿真一致,较好地解决了连发地面炸点目标声学定位中的时延估计问题。

    • 基于FPGA的便携式导弹快速测试方法研究

      2020, 28(3):148-153. CSTR:

      摘要 (2219) HTML (0) PDF 3.83 M (852) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前导弹测试方法繁琐复杂、测试效率较低等问题,同时结合导弹快速发射等实际需求。论文提出了一种基于FPGA的便携式测试方法研究。该方法以Cyclon IV FPGA芯片作为核心数据综合处理单元,核心处理单元采用双核处理器架构,搭载对应的通信板、模拟量以及数字量板卡,分别完成对应的测试指令发送和对应的数据采集,数据处理软件采用采用uc/OS II操作系统完成任务整个系统任务调度。同时采用便携式智能数据终端来实施查看并自主分析测试数据。实验表明该方法,可降低测试设备体积、降低测试方法复杂度同时提高测试效率,从而实现实现快速发射。

    • >测试软件工程
    • 一种通用的电磁兼容试验测控软件设计

      2020, 28(3):154-158. CSTR:

      摘要 (1111) HTML (0) PDF 2.22 M (669) 评论 (0) 收藏

      摘要:对当前国内外电磁兼容试验测控软件的现状与不足进行了分析,设计了一种通用的电磁兼容试验测控软件。该软件通过采用网络化中间件封装技术、图形化测试序列编辑技术、任务统一调度执行技术和报告管理及自动生成技术等,可实现实验室多类型接口设备与设施的一体化测控,试验流程的快速编辑及一键测试,试验报告的模板管理及自动生成。与传统电磁兼容试验软件相比,该软件具有更强的通用性和更好的可扩展性,对智慧电磁兼容实验室的建设具有较好的支撑。

    • RTX系统下并行I/O卡驱动程序的开发

      2020, 28(3):159-162. CSTR:

      摘要 (1252) HTML (0) PDF 1.16 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:研华PCI-1751板卡作为众多接口卡的一员被广泛使用,而出厂时该板卡并不携带RTX系统下的驱动程序,对于实时性要求较高的环境下,该板卡的使用是不太方便的。因此,开发RTX操作系统下PCI-1751板卡驱动程序成为了一个急需解决的问题。本文利用RTX提供的接口,使用I/O映射的方法操作板卡寄存器,讨论PCI-1751板卡的驱动开发流程,并对比Windows驱动与RTX驱动的实时性差异。

    • LINUX系统下GPIB驱动优化设计与实现

      2020, 28(3):163-167. CSTR:

      摘要 (1415) HTML (0) PDF 1.88 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:为方便开发基于LINUX操作系统的GPIB仪器,近几年,Linux内核也集成了专用在测试测量领域里的GPIB总线驱动,但直接拿来利用发现,在向仪器发命令的频率比较高时,此驱动传输性能不是很理想,偶尔还会出现驱动挂掉,造成LINUX内核崩溃。针对以上问题,给出了在LINUX架构下GPIB驱动优化设计方案。分析了LINUX字符设备驱动模型;在中断服务程序底半部里,引入了结合睡眠机制的非原子操作工作队列,提高了驱动运行效率;提出了利用FIFO半满而非传统的全满标志位作为数据传输判断标准,提升了数据传输速率,引入了读写操作互斥的信号量,消除了由于读写竞态引起的驱动异常;对优化后的GPIB驱动进行测试,结果表明,上述问题得到了一定的改善。

    • 基于NX二次开发的三维弹簧快速设计方法

      2020, 28(3):168-173. CSTR:

      摘要 (768) HTML (0) PDF 1.93 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以弹簧为研究对象,根据NX Open API的二次开发原理,论述了二次开发环境设置、二次开发窗体设计及二次开发程序调试等基本功能,在此基础上提出了三维弹簧快速设计方案,并就开发及实现过程中的关键技术,如程序结构、接口、逻辑流程图等分别进行了详细论述,设计结果满足理论计算要求,可以为基于NX的二次开发提供支撑。

    • 基于VxWorks的网络数据实时处理软件的设计与实现

      2020, 28(3):174-177. CSTR:

      摘要 (2348) HTML (0) PDF 1.33 M (893) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载实时数据处理可以大幅提高数据处理的效率。为满足机载网络化测试系统架构下的实时数据处理的需求,设计并实现了一种基于VxWorks的网络数据实时处理软件。该软件运行在多核嵌入式数据处理系统上,通过多任务并发执行的方法保证实时性。软件运行过程中利用零拷贝技术实时接收机载测试系统发送的网络包数据,然后按照自定义的文件格式存储原始数据,同时将需要处理的网络包存入数据处理缓存中,根据网络数据协议实时解析网络包数据,最后利用预留缓存的办法将处理结果写入结果文件。实践证明,该软件能快速接收并实时处理网络数据,同时将原始数据和结果数据进行存储,该方法有效提高了数据处理的效率,为飞行试验数据处理提供了新的途径。

    • 基于C#和SQL Server的信号接收机自动校准系统软件设计与实现

      2020, 28(3):178-182. CSTR:

      摘要 (1835) HTML (0) PDF 1.66 M (671) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证信号接收数据的准确性,提高测试校准工作的自动化水平,本文基于C#与SQL Server对信号接收机自动校准系统软件进行了设计。基于多线程设计系统程序,提高了测试校准效率;基于双缓存技术绘制测试数据波形,解决了波形显示闪屏的问题;采用SQL Server数据库存储测试数据和仪器控制指令,实现高效数据存储和管理;运用测试报告自动生成技术实现校准证书和原始记录的自动生成。该自动校准系统设计对提高信号接收机校准工作效率,增强设备计量保障能力具有较强的应用价值。

    • >设计与应用
    • 基于双目立体视觉避障的四旋翼飞行器设计

      2020, 28(3):183-186. CSTR:

      摘要 (1993) HTML (0) PDF 2.36 M (744) 评论 (0) 收藏

      摘要:将双目立体视觉技术融入四旋翼飞行器设计,通过两个在相对水平位置上的单目相机模拟人的眼睛,在双目立体视觉测距系统上经过图像采集、双目矫正、双目立体匹配等步骤得到视差结果,计算出深度信息并进行三维重构,实现四旋翼飞行器一键起飞、定高、定点巡航、悬停及自主避障。实验结果表明,所设计的飞行器响应速度快,跟随性能好,定位精度较高。

    • 1553B总线数据参数解析方法研究

      2020, 28(3):187-191. CSTR:

      摘要 (1958) HTML (0) PDF 1.86 M (738) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着1553B总线技术在靶场武器系统试验中的逐步应用,为解决其遥测参数解析问题,阐述了1553B总线数据结构和特点,定义了标准帧格式,通过消息提取以及数据帧拆分和重组,实现了总线数据帧的参数解析。通过某型武器系统试验的实际应用证明,该方法与原遥测数据处理系统参数解析方法相比,在帧格式和处理流程上保持了一致性,便于系统实现功能整合升级。

    • 机场智能驱鸟系统中的网关设计

      2020, 28(3):192-196. CSTR:

      摘要 (1022) HTML (0) PDF 2.57 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:鸟撞是威胁航空安全的重要因素之一,严重影响着人类的生命财产安全,因此必须采取有效的措施防止此类事件的发生。目前国内外学者针对现有驱鸟方式与方法存在的问题所提出的改进驱鸟效果的方法主要分为两类,即设备改进法与设备联动法。其中设备联动法受限于机场地理环境的特性,使得设备联动的范围受到了限制,因此在物联网技术的支撑下如何实现与驱鸟设备的远距离通信就成为亟待解决的问题。本文结合现有驱鸟设备与机场地理环境的特性提出以STM32为核心处理器,融合Zigbee技术与移动通信技术并最终实现了数据的远距离传输和交换,一定程度上改进了现有机场驱鸟设备的效果。

    • 一种可抑制航向运动影响的单轴转位方案

      2020, 28(3):197-200. CSTR:

      摘要 (1112) HTML (0) PDF 1.15 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了单轴旋转惯导系统误差调制原理和转位方案,针对传统转位方案会因为载体航向运动降低调制效果和现有航向隔离方案会严重减小转位机构寿命的问题,通过计算确定转位机构停止角度,从而极大程度消除惯性器件常值零偏对惯导系统的影响且没有增加转位机构运行频率,设计了能够有效抑制航向运动对调制效果影响的灵活单轴转位方案。仿真结果表明,灵活转位方案能够有效抑制载体航向运动对旋转调制效果的降低作用,具有理论研究和工程应用价值。

    • 一种改进的偏二叉树孪生支持向量机算法及其应用

      2020, 28(3):201-205. CSTR:

      摘要 (1475) HTML (0) PDF 1.75 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对二叉树分类性能受其层次结构影响较大的问题,提出了一种改进的偏二叉树孪生支持向量机多分类算法。该算法定义了一种基于加权样本类内距离和类间距离的混合分离性测度β,根据β的大小构造出合理层次结构的偏二叉树孪生支持向量机分类器。通过UCI数据集,验证了改进算法相较于其它SVM多分类算法的优越性。以风电机组齿轮箱故障诊断作为研究对象,基于时频联合方法提取其故障特征,应用改进的偏二叉树孪生支持向量机算法实现了对齿轮箱故障的准确识别。

    • 一种改进PSO的室内机器人路径规划方法

      2020, 28(3):206-211. CSTR:

      摘要 (1864) HTML (0) PDF 2.68 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对室内空间局限性造成的移动机器人路径规划难度提升问题,文章分析了机器人室内移动中转弯、启停等运动特征,为获得最优规划路径引入了粒子群算法(particle swarm optimization, PSO),同时为改善经典算法中收敛度低,易早熟等问题,首先使用收敛因子、线性递减、非线性凹函数、随机分布方式等对PSO惯性权重的选取进行了讨论,并结合三次样条插值方法、选取罚函数作为适应度函数等对PSO进行了算法改进,最后,以实验室作为室内环境背景进行了仿真实验,并与经典的PSO路径规划方法进行了对比,实验结果表明,文章中改进的PSO路径规划方法精度高于经典PSO方法5%,平均寻优时间比经典PSO的少5s左右,能够有效的提高规划路径的平滑度,对于室内环境中机器人路径规划具有良好的实时性和有效性。

    • 国外新型智能优化算法——北极熊算法

      2020, 28(3):212-217. CSTR:

      摘要 (2410) HTML (0) PDF 1.70 M (769) 评论 (0) 收藏

      摘要:北极熊算法(Polar Bear Optimization, PBO)是2017年由David等人提出的一种受自然界启发的优化算法,算法的灵感来自于北极熊赖以在北极严酷的环境下生存下来的捕猎方式。由于PBO是近年才提出来的新颖智能优化算法,中文文献中关于PBO算法的描述和应用微乎其微。还原了PBO的开发背景,介绍了算法的相关运算算子和算法的详细执行步骤,展现了PBO算法在现实世界中的应用领域和实际效果。

    • 基于能量优化的射频识别标签防碰撞算法研究

      2020, 28(3):218-221. CSTR:

      摘要 (1056) HTML (0) PDF 1.25 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:射频识别标签防碰撞算法相关内容已经成为了物联网技术的一个重要的研究方向,以往的射频识别标签防碰撞算法的复杂度以及效率存在一些不足。提出一种基于功率控制的分组算法,以达到提高防碰撞算法性能以及节约能量的目标。采用功率控制相关技术使系统中的阅读器可以利用不同的发射功率来实现与不同距离的标签进行通信,每次在与阅读器通信时,只选定其中一定指定的区域进行通信,这样一来就可以实现阅读器与不同距离标签通信的功能。经实验测试实现了较好的节能效果,经实际应用满足了基于云平台和RFID实现闭环模式下智能表全寿命周期管理系统工程上的应用。

    • 基于MicroBlaze的测控终端数据处理模块的设计与实现

      2020, 28(3):222-226. CSTR:

      摘要 (1911) HTML (0) PDF 2.07 M (700) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决实时实时遥测数据挑路及浮点运算在FPGA上实现难度较大的问题,设计了一种基于MicroBlaze的测控终端数据处理模块;测控终端数据处理模块利用FPGA嵌入式处理器实现了复杂遥测数据的挑路及浮点运算,同时利用FPGA的动态部分重配置技术实现了遥测数据挑路的在线配置功能;测试表明该模块可以实现对1553B等具有复杂数据结构的遥测数据进行处理,并能够实现20帧/秒以上的处理速度;测控终端数据处理模块可以实现很多以往需要ARM或DSP才能够实现的复杂遥测数据处理功能。在不增加系统硬件成本的情况下,有效提高了系统的集成度和设计灵活性。

    • 数据中心网络中基于传输速率分配算法的TCP协议

      2020, 28(3):227-230. CSTR:

      摘要 (1073) HTML (0) PDF 1.49 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)是数据中心网络中常用的传输协议。然而,同一个网络环境下,由于TCP协议的公平共享原则,TCP无法保障不同优先级业务的服务质量。针对该问题,提出了基于传输速率分配算法的TCP(Transmit Rate Allocation based TCP,TRA-TCP)。汇聚节点实时监测记录不同优先级业务的数据传输速率,并为不同优先级的业务流分配不同的传输速率,以保障高优先级业务的QoS。实验表明,与已有协议相比,TRA-TCP协议最高能够将高优先级业务的吞吐量提升50%,并且将高优先级业务的时延保持在0.1秒以下。

    • 无线多跳通信网络中基于贝叶斯概率模型的消息转发机制研究

      2020, 28(3):231-234. CSTR:

      摘要 (1045) HTML (0) PDF 1.34 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线多跳通信网络依赖多节点中继实现信息传输,因不需要依赖预先架设的基础设施而成为军用及民用领域等特殊应用场景下的重要通信方式。为了能在复杂及恶劣环境下组网,信源节点往往采用全网广播路由请求分组RREQ的泛洪方法,以提高多跳转发路径构建成功率。然而,全网泛洪广播产生消息的冗余转发和重叠效应引起节点能耗的上升和信道利用率的下降,导致分组碰撞与网络拥塞概率的上升,严重时可能造成网络瘫痪而失去效用。本文基于贝叶斯概率论设计了无线多跳通信网络的消息转发模型,通过计算节点密度和后验概率在保证网络连通性的条件下减少不必要的消息转发。基于NS2的仿真结果表明,本文所提出的基于贝叶斯概率模型的消息转发机制能够有效减小广播分组的重播次数。相比于同类算法,在基本保证网络吞吐量的前提下,可以有效降低能量消耗、路由开销,并提高分组成功交付率,从而为未来广域大规模动态多跳网络部署提供技术支撑。

    • 基于模型结构和事件日志的流程相似度计算

      2020, 28(3):235-241. CSTR:

      摘要 (1269) HTML (0) PDF 1.67 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:流程相似度的计算在企业业务流程管理中具有重要作用。目前相似度的计算主要存在两个问题:一是大多数相似度计算方法只考虑模型结构或事件日志,导致算法不够精确;二是综合考虑了模型结构和事件日志的算法复杂度高且效率低。因此,提出了一种改进的流程模型结构和事件日志相结合的方法。首先将流程模型结构中的紧邻活动转化为邻接矩阵,然后根据事件日志中的行为信息对邻接矩阵进行加权得到加权邻接矩阵,最后采用符合距离度量特性的矩阵间距离的算法来度量流程间相似度。通过实验与MDS、GED以及WBPG等算法进行对比,所提方法的准确率更高,为99.51%,计算效率也更高。

    • 飞行试验总静压参数现场校准技术研究

      2020, 28(3):242-245. CSTR:

      摘要 (1826) HTML (0) PDF 1.38 M (661) 评论 (0) 收藏

      摘要:某型试验机由于一体化改装状态限制,总静压传感器拆卸困难,难以实现实验室校准,通过对总静压参数测试、校准原理以及现场环境下的误差影响关键因素开展研究提出一种新的现场原位校准方法以解决该问题。为验证该方法在飞行试验数据测试工作中的准确及实用性,在该型试验机地面试验现场采用提出的在线校准方案进行校准,结果表明,校准数据线性度高,经过校准后的传感器基本误差优于0.1%。经过飞行试验工程验证,该校准方案可满足飞行试验测试数据精度要求,为机载参数校准工作的流程和精度优化提供一种新思路。

    • 多流多科目实时数据处理算法的设计与实现

      2020, 28(3):246-249. CSTR:

      摘要 (2219) HTML (0) PDF 1.33 M (851) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着飞行试验测试技术的快速发展,单架次需要处理的试飞科目越来越多,而多科目处理参数分布在不同的网络流中,这对机载实时数据处理的效率带来严峻的挑战。利用“合并-处理-分流”的方法,设计一种多流多科目网络数据实时处理算法。该算法将多科目处理参数按照参数名、采样率等信息进行整合形成合并参数列表;在实时处理时根据合并参数信息实时处理多网络流中的数据,并将处理结果存储在数据缓存中;最后将多科目数据进行分流即可得到处理结果。测试结果表明,该算法可实际应用于多流多科目数据处理中,大幅提高实时处理的效率,同时可以得到准确的数据处理结果。

    • 基于Python的机器视觉实验教学平台设计

      2020, 28(3):250-254. CSTR:

      摘要 (2410) HTML (0) PDF 2.03 M (828) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对机器视觉领域的学习内容抽象、难以理解,相关的实验教学产品不足这些问题,基于Python语言,采用开源的opencv-python图像处理库与TensorFlow机器学习框架,提出构建机器视觉实验教学平台。该系统涵盖机器视觉的经典方法,主要包括向量机、K临近图像分类,神经网络、卷积神经网络目标识别,基于经典方法融合常用函数,对系统分模块设计。经过测试,该系统具有较好的交互性与可扩展性,可以适应机器视觉的实验要求,训练数据、样本测试数据导入灵活,机器视觉参数优化、代码迭代方便,并且能够编译生成.exe可执行文件,辅助学生学习机器视觉技术的真实应用场景,提高学生实践解决问题能力和创新能力。

    • >试验与评价技术
    • 一种航空机载嵌入式软件安全性评价方法研究

      2020, 28(3):255-259. CSTR:

      摘要 (726) HTML (0) PDF 1.46 M (373) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载嵌入式软件是航空电子系统的重要组成部分,其安全性直接关系到飞行安全。由于软件安全性包含的范围较广,对安全性的评价往往周期长、结果不明确。针对嵌入式软件安全性评价的难题,在软件的整个生命周期采用分类模糊综合评价方法,建立了评价模型,提出了一种嵌入式软件安全性评价方法,在软件生命周期的5个阶段提出了59种评价元素,每种评价元素均反应出软件在每个阶段的关键活动。在各个阶段选择相关项目人员对每个元素进行评价,并依据计算公式得出软件安全分值。通过工程实践证明,该方法切实可用,评价过程相比传统的方法节约了时间,评价结果准确、直观,为航空机载嵌入式软件尤其是型号软件的安全性评价提供了一种新方法,为软件总体质量的评价和软件安全性的改进方向提供支撑。

    • 基于改进AHP-Fuzzy的面向测试的软件质量评价模型

      2020, 28(3):260-266. CSTR:

      摘要 (756) HTML (0) PDF 2.48 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决面向测试的软件质量评价难以有效开展的问题,基于对传统AHP-Fuzzy模型的适当改进,提出一种面向测试的软件质量评价模型——SFSE,首先对所有叶子节点执行单因素实测评价,再按照自底向上的顺序逐层评价各级评估原子集。实验结果表明,拓展综合评价集向量提供了可调节的评估参数,通过基于实测问题规模构建评估模糊评价矩阵、将权重投射至评价因素集上的模糊子集等方式,SFSE模型可在无需人工干预的情况下实现对被测软件的定量评价。

    • >智能仪器与传感技术
    • 基于FPGA和STM32的流式细胞仪数据采集系统设计

      2020, 28(3):267-271. CSTR:

      摘要 (1154) HTML (0) PDF 2.22 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对流式细胞仪采集微弱信号高速高精度的需求,设计了一种基于FPGA和STM32控制的模数转换多通道高速高精度数据采集系统。该系统接收并调理放大光电转换后的微伏级细胞脉冲电信号,经模数转换传给FPGA作识别,再由STM32读取传至上位机分析处理。FPGA结合STM32单片机控制其外围芯片,可实现数据的同步采集、实时缓存和高速传输。为验证系统的有效性,采用彩虹八峰微球上机测试,实验结果表明荧光通道荧光检出限以及荧光线性符合国家标准,满足流式细胞仪数据采集的高速高精度要求,在医疗电子仪器设计领域具有广阔的应用前景。

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