• 2021年第29卷第6期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >综述与评论
    • 运载火箭测发控技术未来发展与展望

      2021, 29(6):1-4.

      摘要 (1609) HTML (0) PDF 648.04 K (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着工业电子、测试、测控、仪表、大数据、云平台等技术发展,为运载火箭测发控技术的发展提供了先进的技术途径;运载火箭箭上电气系统一体化设计,火箭快速测发、健康管理、子级独立测试、异地远程测试发射支持等需求,给测发控系统研制及更新换代提出更高的要求。本文通过对运载火箭地面测控系统供配电、有线测控、无线测控、数传通信、测发控软件五个组成部分的演变及发展方向进行了论证分析,并提出了后续测发控系统技术发展的规划路线。同时结合未来运载火箭的发展需求和目前测发控系统现状提出了,测发控系统后续发展的可实施途径。最后提出,顶层规范技术路径;从型号牵引转变为装备化研制;规范型谱产品研制、箭上地面同步发展的测发控系统设计新思路。为未来运载火箭测发控系统研制提供方向。

    • >测试与故障诊断
    • 运载火箭地面一体化测发控系统设计

      2021, 29(6):5-8.

      摘要 (1436) HTML (0) PDF 1.20 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:现役运载火箭各分系统的测发控系统各自独立,存在资源浪费,兼容性差、信息传递低效等问题。随着测控技术发展和火箭电气系统需求牵引,新一代运载火箭地面测试、发射与控制在通用化、集成化、智能化等方面提出了更高的要求。通过梳理一体化设计的功能,提出一种运载火箭地面测发控系统的体系架构,整合传统运载火箭控制、测量、总控网等分系统的测发控共性需求,在统一供配电、有线测控、无线调解调、数据处理与分析4个功能层面进行设计,包括系统组成、交互关系、重要单机(软件)的设计及其关键技术应用。该设计在某型号完成了原理性试验和关键技术验证,结果表明系统通用性强、集成度高、信息架构合理高效,能够在确保可靠性安全性的情况下,简化操作、提高效率、降低成本。

    • 机载显控设备测试性设计

      2021, 29(6):9-13.

      摘要 (662) HTML (0) PDF 2.18 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:机载显控设备作为人机交互终端,具有数据处理及与人交互的工作特点,采用传统BIT(机内测试)测试性设计方法,故障检测率指标难以满足用户要求。根据其设备组成和主要功能,结合FMECA(失效模式影响及危害度分析)分析结果,提出BIT检测与人工检测相结合的方式开展测试性设计,通过TADS软件建立设备测试性模型并进行了计算和分析,设备故障检测率由74.72%有效提高到93.26%,以较小代价实现了用户要求。为其他人机交互机载设备测试性设计提供参考,具有较好的工程实用价值。

    • 基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统设计

      2021, 29(6):14-18.

      摘要 (787) HTML (0) PDF 2.40 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前提出的数控机械在线监测诊断系统温度采集准确度较低,导致诊断过程稳定性及准确性较差,为此基于CRIO设计了一种新的数控机械在线监测诊断系统,以期更好地分析数控机械的运行状态。通过数控机床在线监测模块和远程设备管理及故障诊断模块两大模块组成系统总结构,硬件设备包括nTI CPIO驱动器、新型伺服电动机、采集卡、传感器以及PC上位机,分别设置了多参数在线监测模块、网络控制模块、设备管理模块和故障诊断模块。通过LabView来编写软件语言,在采集中的信号中提取数控机械运行状态数据,通过格拉布斯准则估算标准偏差,去掉误差数据后,输出有效数据。完成数据的采集及存储,实现数控机械在线监测诊断系统设计。实验结果表明,基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统可以有效提高采集精准度,增强数控机械在线监测诊断系统的准确性及稳定性。

    • 火箭飞行时串测试误差分析研究

      2021, 29(6):19-24.

      摘要 (775) HTML (0) PDF 1.98 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:火箭飞行时串是按照时间序列输出的一系列指令参数,对其输出精度的测量是判断火箭正常飞行的重要依据。针对运载火箭飞行时串输出链路复杂,测试判读途径多的特点,首先分析了火箭飞行时串输出的原理,然后针对地测时串和遥测时串两种测试判读方法分析了时串测试误差的来源,地测时串误差主要来源于控制系统软件周期和时序线路延时;遥测时串误差主要来源于遥测采样编码误差和起飞信号接收误差。最后通过运载火箭某次任务出厂测试和飞行数据验证了对测试误差分析的正确性,并给出提高火箭飞行时串输出精度,减少测试误差的几种途径。

    • 基于LMD-PE与神经网络的刀具故障诊断方法

      2021, 29(6):25-29.

      摘要 (737) HTML (0) PDF 919.73 K (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对刀具故障诊断信号信噪比低、诊断结果不准确等问题,采用局域均值分解(LMD)结合排列熵(PE)来处理采集到的刀具加工时的振动信号,然后将提取到的特征向量输入到训练好的长短期记忆神经网络(LSTM)中得到诊断结果,为了提高LSTM的诊断效率,结合卷积神经网络(CNN)对LSTM进行了改造。试验表明,本文提出的方法诊断准确率比BP神经网络提高了将近12%,改进LSTM网络比传统LSTM的诊断时间缩短了50%。

    • 基于5G通信的地面气象观测站数据监测系统设计

      2021, 29(6):30-34.

      摘要 (754) HTML (0) PDF 1.47 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前地面气象观测站中冗余干扰信息研究存在的数据监测精准度低的问题,提出基于5G通信的地面气象观测站数据监测系统设计。以CC2430芯片参考电路为基础,设计系统硬件结构,利用传感器单元将物理量转化为电信号形式,使用HMP45D型温度/湿度传感器调理温湿度信号,采用MSP430F437 MCU模块,具有可编程电压管理器/监视器。通过GPRS通信模块,将采集到的气象数据传送到处理设备之中,经过后端数据处理模块完成数据处理。确定5G通信RIM-RS时域传输位置,构建地面气象观测站数据监测方程,使用5G通信TD-LTE远端基站干扰管理技术,完成观测站数据监测。由系统调试结果可知,该系统能够抑制来自雷达150°方位0-160km和雷达300°方位150-300km的干扰回波,数据监测精准度最高为99%,具有良好监测效果。

    • 半刚性基层沥青路面抗裂性能测试系统研发

      2021, 29(6):35-40.

      摘要 (809) HTML (0) PDF 1.56 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更加精确的评价半刚性基层沥青路面的抗裂性能,系统分析了沥青路面开裂机理,依此设计抗裂测试系统的功能设计,明确其具体构造要求,并对其框架及细部进行了详细设计,基于层底应力敏感性分析确定测试的控制模式及参数范围,依据仪器的工作原理、检验指标,进行了温控系统、横向拉伸系统、竖向剪切系统设计,开发与仪器匹配的计算机辅助分析软件并进行测试。测试系统为半刚性沥青路面的抗裂性能的定理评价提供了设备支撑。

    • 基于相关峭度反卷积逆滤波器的薄膜生产线故障监测

      2021, 29(6):41-45.

      摘要 (709) HTML (0) PDF 1.84 M (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:在薄膜生产的过程中,由于模块或者部件的失效会产生随机故障。为了减少故障的发生,保证设备能够安全高效运行,通过对关键的机组振动进行采样分析,采用基于相关峭度的故障检测方法,设计最大三阶相关峭度(M3CKD)反卷积逆滤波器,以采集到的实时数据序列的三阶相关峭度最大作为代价函数,提取并识别机组振动信号峰值,进行故障信号识别与定位。算法性能验证结果表明该算法的可行性及可操作性,并且算法有较快的收敛速度和较好地稳定性,能有效地识别故障信号,适用于实际的薄膜生产线工业生产过程。

    • 基于自适应高斯混合模型的软件测试用例集约简算法研究

      2021, 29(6):46-50.

      摘要 (882) HTML (0) PDF 823.91 K (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了最大化的找出软件测试用例集中的相似用例,实现对用例的最优精简,提出了一种自适应的高斯混合模型。提出的模型使用K-means初始化EM,自适应地确定聚类簇数目,在此过程中能够评判聚类结果,同时给出式高斯混合模型的所有参数,这些参数作为各个聚类簇进行新一轮迭代计算的参数,最终得到的结果更趋于最优解。实验结果表明,相对现有的高斯混合模型和模糊K-Means聚类模型等算法,本文提出的自适应高斯混合模型算法能够最小化软件测试用例集,约简后的用例所覆盖的范围相对更广,测试出的软件错误率较高,对软件测试用例集多变的适应性好。

    • 航空通信电台软件测试系统的设计与实现

      2021, 29(6):51-54.

      摘要 (727) HTML (0) PDF 1.06 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:软件自动化测试对于航空通信电台至关重要。由于电台测试环境的搭建困难、测试用例的设计与执行的脱节、仪器仪表的手工操作,测试数据难以复用。因此提出了一种集成计算机、通信总线、仪器仪表和被测电台的解决方案,并开发了模块化的软件程序来解决上述问题。最终,该系统实现了智能辅助编写工具和“一键式”自动测试,还保存并回溯了测试结果。为测试人员针对电台测试提供了一款功能强大,界面友好,灵活开展测试任务,批量执行测试用例的自动测试平台。实际测试结果证明,该平台明显提高了测试人员的工作效率,实现了自动化测试与批量测试的基本要求。

    • 基于六轴MEMS器件姿态测量系统

      2021, 29(6):55-59.

      摘要 (882) HTML (0) PDF 1.40 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决噪声和漂移等原因造成的误差不断累积的问题,针对陀螺仪的静态性能以及加速度计的动态性能,提出了一种利用六轴MEMS器件对照相机三脚架的稳定测量系统,介绍了MEMS器件的工作原理,介绍硬件系统和软件系统,完成了基于ADXR450陀螺仪和ADXL355加速度计的检测硬件系统设计,通过传感器获取角速度加速度信息,采用不同的滤波方式对输出结果进行了分析,比较卡尔曼滤波和一阶RC数字滤波。经比较,卡尔曼滤波实时性更好,一阶RC滤波动态响应更好。实验证明,系统静态下更适用于一阶滤波,计算出姿态测量角度误差在0.104°以内,得到理想的姿态信息,能有效的提高检测目标姿态的精度。

    • 基于骨架理论的机电特种设备启动故障检测系统设计

      2021, 29(6):60-63.

      摘要 (694) HTML (0) PDF 1.54 M (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前机电特种设备启动故障检测方法缺少故障检测指标提取过程,导致系统准确率低、召回率高的问题,设计基于骨架理论的机电特种设备启动故障检测系统。设计二极管组成整流电流采集电路模块消除开关电弧,通过吸收太阳光直接加热或间接产生能量提供热量,构成太阳能光伏电池板或组件,以L298N为主驱动芯片,避免损坏稳压片,使用5V外部电源供电,采用大容量滤波电容,设计自由保护二极管的L298N电机驱动模块,利用有载调容变压器监测变压器低压侧的电压、电流,判断当前负载电流,完成系统硬件设计,重新定义离散化获得离散域骨架,基于骨架理论,提取节点散度、骨架节点、骨架曲率特征故障检测指标,由此设计故障检测流程,完成系统软件设计。实验结果表明,该系统的召回率较低,能够有效提高故障检测准确率。

    • 基于机器学习的刀具表面缺陷检测及分类方法

      2021, 29(6):64-68.

      摘要 (1028) HTML (0) PDF 1.20 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:刀具在生产的过程中,由于人员、机器、环境等多方面原因,刀具的表面会出现各种缺陷,如划痕、碰撞凹坑、涂层剥落和边缘豁口。这些缺陷会严重影响刀具的质量和外观,对于刀具的缺陷检测,目前主要采用人工目检的方式,人工检测方法效率和准确率都比较低。为解决上述问题,提出一种刀具缺陷的自动化检测及分类算法。针对刀具图像的预处理,提出了一种基于双边滤波的降噪方法和基于差分的对比度增强算法。对于刀具的缺陷检测任务,提出了基于图像差分的缺陷检测算法。对于缺陷的分类任务,提出了一种基于SVM的分类算法。即通过提取缺陷区域的形状、纹理等特征来训练SVM分类器。最后对提出的缺陷检测及分类算法进行实验,结果表明算法的缺陷检出率达97.2%,分类准确率可达94.3%。算法能够很好的满足工业需求,可以替代人工实现刀具缺陷的自动化和高效率检测。

    • 基于离散傅里叶变换的多旋翼无人机循迹检测系统设计

      2021, 29(6):69-73.

      摘要 (718) HTML (0) PDF 1.01 M (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统多旋翼无人机循迹检测系统在循迹数据检测方面存在数据动态性强,变数大的问题,影响循迹检测整体效果。为此提出基于离散傅里叶变换的多旋翼无人机循迹检测系统设计。设计系统主要分为检测硬件与执行程序两部分,其中,检测硬件分别设计了数据传感器、数据采集模块、数据逻辑变阻器与信号分量控制器模块,通过各模块共同实现信号分量控制器调制输出;软件部分通过离散算法设计循迹数据离散处理程序,通过离散傅里叶变换对循迹数据传输通道内的回路进行闭环转换,设计循迹数据傅里叶变换输出程序,实现多旋翼无人机循迹检测系统设计。通过实验数据的对比表明:设计系统具有优化多旋翼无人机循迹数据识别精度,提升系统整体循迹效率的作用。

    • >控制技术
    • 基于LabVIEW的太阳能光伏发电监控系统设计

      2021, 29(6):74-78.

      摘要 (894) HTML (0) PDF 1.50 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对新能源发电系统中实时数据采集不完整、监控资料缺失等问题,本文设计了基于LabVIEW的太阳能光伏发电监控系统。下位机采用STM32F105作为主控芯片、电压检测元器件PCF8591、LM75A温度检测、三杯式风速检测、BH1750光照强度检测等芯片构成太阳能光伏发电监控模块电路。上位机采用LabVIEW实现监控参数的实时显示、故障报警与记录,监控系统智能开闭和集中化管理。经过测试,系统误差范围在±10%以内,仿真数据与标准数据准确值范围在0.5~20区间。相较于传统的光伏发电监控系统更加节能环保、更加智能、更加便于系统化集中化管理。

    • 基于FPGA的静力加载谱生成与控制算法研究

      2021, 29(6):79-82.

      摘要 (506) HTML (0) PDF 1.19 M (293) 评论 (0) 收藏

      摘要:静力加载试验谱是根据静力加载试验中的载荷表形成的加载谱形,由不同的目标值和其它参数组成。试验加载谱的生成过程指按规定时间和曲线类型运行到指定值的过程。参照当前主流控制系统中上位机的操作流程,实现一种基于FPGA的加载谱生成与控制算法,满足现有控制系统中对试验加载谱和命令的操作,包括连续加载谱的生成、谱的单步调节、单点控制、选择谱段控制等操作,为自主控制器的开发奠定基础。

    • 消失模自动浇铸过程监控系统设计

      2021, 29(6):83-88.

      摘要 (695) HTML (0) PDF 2.25 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对自动浇铸过程中生产效率低、数字化程度低、浇铸信息不完善等问题,设计了一种基于组态技术以及PLC技术的浇铸监控系统。该系统以MCGS组态软件作为监控系统开发平台,对分布式网络下PLC采集的设备运行状态和处理后的数据进行深层次地解析,实现了对浇铸过程的实时监控;采用无线AP Client的网络架构搭建了底层移动设备间的数据传输通道,保证了系统能够快速且稳定地完成数据采集以及设备的运行控制,实现了浇铸监控系统的实时信息显示、历史数据查询等功能。该系统已经应用于消失模铸造车间,极大提高了车间的数字化程度,利用射频识别技术(RFID)实现了浇铸工位定位,当读写次数达4000-8000,RFID的准确率为100%;以浇铸100kg的变速箱体为例,平均耗时低于35s,每包铁水用时累积节约180s,提高了生产效率。

    • 大规模运行试验监控系统研制

      2021, 29(6):89-92.

      摘要 (650) HTML (0) PDF 1.57 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型设备的研制需要开展整机的运行测试试验,用于设备的指标考核。监控系统作为运行试验系统中的重要组成部分,对于获取宝贵数据,保障设备的长期稳定运行起到至关重要的作用。对于上万点规模的监控系统而言,除了系统检测控制功能的实现外,系统的准确度、响应速度、稳定性是研制的关键点。文章针对某设备的大规模运行试验监控系统的研制情况,围绕总体架构、软硬件设计、数据接口设计、数据分析及存储设计、人机交互等核心问题进行了阐述。该监控系统基于Rockwell自动化产品研制。上层管理层采用CS架构设计,现场站控制层由工控一体机和PLC组成,底层设备层由各检测装置、仪表、执行部件组成。研制的监控系统长期运行准确、稳定、可靠。

    • 基于Deep Q Networks的交通指示灯控制方法

      2021, 29(6):93-97.

      摘要 (871) HTML (0) PDF 1.22 M (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:交通指示灯的智能控制是当前智能交通研究中的热点问题。为更加及时有效地自适应动态交通,进一步提升街道路口车流效率,提出了一种基于Deep Q Networks的道路指示灯控制方法。该方法基于道路指示灯控制问题描述,以状态、行动和奖励三要素构建道路指示灯控制的强化学习模型,提出基于Deep Q Networks的道路指示控制方法流程。为检验方法的有效性,以浙江省台州市市府大道与东环大道交叉路口交通数据在SUMO(Simulation of Urban MObility)中进行方法比对与仿真实验。实验结果表明,基于Deep Q Networks的交通指示灯控制方法在交通指示等的控制与调度中具有更高的效率和自主性,更有利于改善路口车流的吞吐量,对道路路口车流的驻留时延、队列长度和等待时间等方面的优化具有更好的性能。

    • 基于MQTT的机器人集群控制系统设计与实现

      2021, 29(6):98-102.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 1.68 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的多机器人的控制系统编程复杂且不可灵活地更改机器人动作的弊端,基于MQTT的机器人集群控制系统采用了网络传输模式,通过MQTT在不使用有线连接的基础上将动作发送给目标机器人,并且具有动作复现的功能,可以通过手动将机器人的动作记录下来,然后进行复现,大大降低了编程和调试的难度。这种控制系统使得机器人只需要接受上位机的命令,执行上位机发出的动作指令就可以完成同步协调工作,大大减少了机器人的CPU处理的任务,降低了机器人的制作成本,同时通过上位机控制机器人的动作,可以及时纠正错误动作,停止工作,更改任务等,无需担心机器人因先前的程序导致动作出错。实验中使用该系统对三台四足机器人进行控制,结果表明该系统可以使三台机器人协同工作,动作误差极小,并且可以完整复现动作。

    • 基于Profibus-DP现场总线的多功能色谱分离装置控制系统设计

      2021, 29(6):103-108.

      摘要 (696) HTML (0) PDF 1.33 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现多功能色谱分离装置的精准化控制,加速模拟移动床色谱纯化分离速度,设计基于Profibus-DP现场总线的多功能色谱分离装置控制系统。以STM32F103微处理器作为底层控制设备,连接PROFIBUS-DP协议芯片、VPC3与RS-485接口电路,转化从站地址电路与设定应用模块,利用模拟移动床控制回路,完成Profibus-DP现场总线的硬件电路设计。建立梯度SMB色谱,采用异步切换方式,控制变浓度进料的实际操作行为,分离处理模拟移动床多功能色谱,结合多功能色谱分离装置的控制原理,运用气相色谱法,分析色谱分离过程中的基质效应形式,实现多功能色谱分离装置控制系统软件设计。实验结果表明,基于Profibus-DP现场总线控制系统的模拟移动床色谱纯化分离速度较快,能够有效满足多功能色谱分离装置精准化控制的操作需求。

    • 一种环境自适应控制的直流电机控制系统设计

      2021, 29(6):109-113.

      摘要 (814) HTML (0) PDF 1.72 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对智能家居、智慧农业等应用领域对直流电机的环境自适应控制需求,设计了一种基于单片机小系统(AT89C51)的环境自适应控制的直流电机控制系统。该系统由直流电机控制系统由限位开关、复位按钮模块、无线遥控模块、水滴感应模块、直流电机控制模块、蜂鸣器报警模块、光线检测模块和单片机最小系统模块等组成。可实现2种模式的直流电机控制模式,一是根据光线强度、雨滴等环境因素自适应控制直流电机正/反转,另一种是利用按键功能模块手动控制直流电机的正/反转。经测试发现,当环境的光照强度的感知幅度值在(10lx,600lx)之间变化时,该控制系统能够按照设定值实现直流电机的自动控制或者手动控制;同时,通过水滴感应模块,判断雨滴的有无和大小,实现直流电机的自动控制或者手动控制。因此,该环境自适应控制的直流电机控制系统具有响应特性好、可靠性高、成本合理等优点,可广泛应用于智能家居、智慧农业等领域。

    • 基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法

      2021, 29(6):114-118.

      摘要 (625) HTML (0) PDF 1.63 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某亚跨超声速风洞复杂的安全关车工况,设计了一种基于组态方式的风洞安全关车控制方法,通过灵活组态调压阀压力调节、模型迎角回零以及调压阀关闭功能模块,形成五种运行工况对应的安全关车控制策略。经调试运行,各功能模块能够实现设计功能,安全关车控制策略可以在异常报警情况下实现压力调节,模型迎角回零以及调压阀关闭,完成安全关车,保证风洞安全。

    • 基于区块链技术的机器人数据加密传输控制系统设计

      2021, 29(6):119-122.

      摘要 (695) HTML (0) PDF 1.15 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统方法机器人数据加密传输缺少信息交互步骤,信息置换过程出现失误,导致加密效果较差的问题,提出了基于区块链技术的机器人数据加密传输控制系统设计。分析机器人硬件结构,在Ts-210型号可信存储器、NoSQL数据库、X86服务器上完成信息存储、操作与分析。根据区块链链接结构,及时发现异常情况,防止数据被恶意篡改。在区块链上进行去中心化和抗篡改信息交互,分解机器人数据客户端传输信息,经信息编码处理后,可获取信息加密矩阵。以原始信息矩阵为依据,选择加密信息初始密钥,使用区块链技术设计机器人数据加密传输控制系统软件加密流程。引入信息签名验证机制,提取机器人上传加密信息,通过SHA-256 哈希算法控制加密流程。由实验结果可知,该方法置乱结果与理想结果一致,加密程度最大值为98%,为机器人高效率加密传输信息提供帮助。

    • 基于多轴联动的航天器带动力风洞实验控制系统设计

      2021, 29(6):123-127.

      摘要 (667) HTML (0) PDF 1.62 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前航天器带动力风洞实验控制系统受动态性能和稳态精度的影响,导致航天器中心偏离风洞轴心距离控制误差较大,上旋翼所能承受压力与实际值不符的问题,设计基于多轴联动的航天器带动力风洞实验控制系统。采用PROFIBUS现场总线方式,设计控制系统总体结构。使用伺服电机模块,控制启停指令,以西门子57-300 PLC为主站设计现场控制器,研制一种航天器风洞测试支撑装置,并将迎角机构安装在模块化分层结构中。利用多轴联动控制器,采用RS-232串行通信原理,根据负载惯量选择2kW伺服驱动器,实现伺服电机紧急停车,完成控制系统硬件设计。计算多轴联动随动目标动态,使用柔性bang-bang控制,消除系统动态性能和稳态精度的影响,在误差数据支持下,设计实验控制流程,完成控制系统软件设计。实验结果表明,该系统控制航天器中心偏离风洞轴心最大偏离距离为0.32mm,最小为0.1mm,且上旋翼所能承受压力与实际值一致,控制误差较小,具有精准控制效果。

    • >军事装备测控技术
    • 基于改进CRNN的导弹编号识别算法研究

      2021, 29(6):128-135.

      摘要 (931) HTML (0) PDF 2.24 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:海军某部队导弹出入库使用人工登计,导致了出入库过程浪费大量的人力时间。利用深度学习,可实现自动登记。在CRNN算法中加入非对称卷积,提升宽度感受区域,加入Attention机制对特征序列进行加权平均。通过在人工合成的数据集上进行实验对比分析,本文提出的改进CRNN算法识别目标导弹编号模型的准确率以及LOSS均达到较好的性能,较其他先进的文本识别算法,其字符准确率达到了98.9%,同时其平均编辑距离低至0.92,且经实际测试其均能准确识别出导弹编号。因此,利用改进的CRNN算法识别导弹编号,辅助工作人员进行导弹出入库自动登记方案是可行的。

    • 远程高速弹丸目标运动及红外辐射特性研究与应用

      2021, 29(6):136-141.

      摘要 (704) HTML (0) PDF 1.67 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光学测量装备在远程高速弹丸目标跟踪测量过程中存在的跟踪测量难题,对弹丸目标的运动特性、红外辐射特性进行了研究分析,采用计算机仿真飞行弹道曲线、飞行表面温度随时间的变化曲线,得到给定条件下目标辐射度随时间的变化曲线,获得了满足试验测量需求的弹丸目标特性。通过仿真测量和半实物仿真测量等方式将研究成果应用于试验工程,在弹丸测量方案制定、装备跟踪性能评估等方面发挥重要作用,提高了试验成功率。研究成果可推广应用于其他类型目标的测试测量试验,具有较好的实用价值。

    • >测试软件工程
    • 船载系统日志自动分析软件的设计与实现

      2021, 29(6):142-146.

      摘要 (675) HTML (0) PDF 1.99 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:船载中心计算机系统的系统日志和测控软件日志记录了大量的系统故障与软件异常信息,如何及时、全面地分析系统日志、软件日志,发现系统运行故障,及时予以处理、解决,是系统运维人员的一项重要工作。本文详细分析了当前船载中心计算机系统日志分析现状及存在的问题,提出进行系统日志和测控软件日志自动分析的思路和方法,并介绍其实现的技术要点和效果。测试结果表明日志自动分析软件有效的提升了人员工作分析效率,在快速分析故障问题和批量进行系统日志维护方面具有较好应用。

    • 基于华为统一扫码服务编程实现装备信息的交互查询

      2021, 29(6):147-152.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 1.27 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现装备信息的精确化、智能化查询使用管理,研究利用华为统一扫码服务技术,通过扫描装备部组件及其对外接口连接线缆的二维码标签以完成身份识别,进而自动从装备信息数据库中查询与之相对应的技术信息,并以文字、图片、表格等形式将信息展示给用户,此种使用方式更加契合现今用户使用习惯,更易激发用户兴趣,在装备信息使用管理、技术培训、维修保障等方面具有极大的军事使用价值。

    • >设计与应用
    • 基于多图融合和改进Xception网络的跨设备手背静脉识别研究

      2021, 29(6):153-158.

      摘要 (797) HTML (0) PDF 2.02 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:手背静脉是一种新兴的生物特征识别技术,相比其他生物特征具有唯一性、防伪造性、稳定性、和非接触性等明显优势。由于采集设备和采集环境的不同,手背静脉灰度图像存在亮度、角度旋转、尺度缩放等差异,识别率较低。由此提出一种基于多图融合和Xception网络的手背静脉识别算法。首先在图像预处理后分割得到二值纹理图,然后将二值图转换为距离图,再由二值图细化得到骨架图。最后融合二值图、距离图和骨架图,得到包含纹理特征和形状特征的三通道合并图。采用Xception结构作为分类网络,并将其激活函数ReLU改为非线性更强的h-swish激活函数。相关实验在由实验室自建的1库和2库两个数据库上进行,其中1库作为训练集,2库作为测试集,最高识别率达到93.54%.

    • 基于小型无人飞行器的CAN总线余度技术研究

      2021, 29(6):159-163.

      摘要 (453) HTML (0) PDF 1.70 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航空技术和微电子技术的发展,航电系统朝着综合化、智能化、模块化、标准化和系统化的方向发展,CAN总线由于其低成本、协议开放、实现简单、速率快、挂接节点多的特点得到了广泛应用,而这又对其可靠性提出了新的要求;由于飞行器上的众多设备均作为节点挂在CAN总线上,如果总线出现故障会对飞行器的安全带来灾难性的后果。本文在对CAN总线模型进行分析的基础上提出一种双余度CAN总线模型,并给出了实现方法,经过实践验证,本方法切实可行并显著提高了系统可靠性。

    • 基于图像处理参数反馈自适应方法设计与应用

      2021, 29(6):164-168.

      摘要 (669) HTML (0) PDF 1.78 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动图像处理程序的参数优化是一个耗时过程。对于具有高噪音和阴影复杂图像分析任务,手动调整参数无法产生较好的效果。为了多参数同时调优,提出了基于反馈的参数自适应模型来改进标准图像分割方法。通过前馈方式实现算法,对其调整参数来比较算法的性能,根据基准数据集对算法进行评估、比较来讨论图像阴影和噪声对分割和分类精度的影响。研究结果表明,在不同阴影等级的背景下,采用反馈参数自适应的图像分割算法比采用前馈算法的图像分割、分类效果更好。当仅存在抽象基准数据时,该方法执行自动图像分析的有效,同时,使用分级的数据集评估不同图像处理的鲁棒性,有利于最终用户进行图像处理。为自动化图像处理理论研究与实践提供借鉴。

    • CINRAD/CB型天气雷达远程机外定标系统的设计与实现

      2021, 29(6):169-175.

      摘要 (604) HTML (0) PDF 3.95 M (280) 评论 (0) 收藏

      摘要:新一代天气雷达站的建设普遍采取局站分离的方式,不利于雷达的日常维护和机外定标,在极端天气情况下,由于技术保障人员无法到达雷达站,严重影响雷达保障的时效性。CINRAD/CB型新一代天气雷达远程控制和在线定标系统能够有效解决雷达远程机外定标的问题,其由硬件子系统和软件子系统两大部分组成。硬件系统采用嵌入式结构和FBGA封装技术相结合的架构,软件系统采用B/S的架构。在某新一代天气雷达站经过为期一年实际应用,该系统实现了CINRAD/CB型新一代雷达的远程机外定标、故障报警维护和雷达附属设施监控等功能并远程排除雷达故障10余次,达到了系统设计的目标。

    • 基于AprilTag的分体式飞行汽车自主导引对接方法研究

      2021, 29(6):176-180.

      摘要 (761) HTML (0) PDF 1.99 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:分体式飞行汽车作为一种新概念空中陆地交通工具,可解决当前频繁发生的城市交通拥堵、城市郊区交通不便捷等问题。针对分体式飞行汽车进行模态转换时涉及的模块间精准导引对接问题提出了一种基于AprilTag的视觉定位导航方案,将AprilTag识别算法的解算结果进行坐标变换后,得到模块间的相对位姿,再结合基于无人机PID控制器的导引对接降落流程设计,解决了因GPS定位误差大而无法达到厘米级精度的导引对接任务需求的问题,并提升了导引对接降落过程的平稳性。最后,在ROS平台利用实物实验验证了该方案的可行性。

    • 基于深度学习模型LeNet-5-L的车牌识别算法

      2021, 29(6):181-187.

      摘要 (927) HTML (0) PDF 2.15 M (356) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对车牌中汉字识别率低和识别速度慢问题,提出一种基于深度学习的车牌识别网络LeNet-5-L,该网络把车牌识别分为两个阶段,运用OpenCV库函数对车牌图像预处理,结合垂直投影分割方法将车牌分割为7个独立字符图像,降低了图像特征提取难度,从而提高车牌中各个的字符识别率和整个车牌识别速度;运用卷积神经网络解决车牌字符识别问题,基于LeNet-L设计一种车牌字符识别网络LeNet-5-L,有效提高车牌中首字符汉字识别率。实验结果表明,该网络对车牌中各个字符的识别准确率均高于99.97%,单个车牌识别时间仅需0.83ms,该方法有效的提高车牌识别的正确率和识别速度。

    • 用于脑网络连接加权图比较的可视分析系统设计与实现

      2021, 29(6):188-193.

      摘要 (698) HTML (0) PDF 1.79 M (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:人脑功能网络的研究是近十年生物学领域的重要课题,可视化工具作为数据分析的重要手段,在脑科学研究中有着举足轻重的地位。然而现有的脑功能网络可视化工具存在信息获取效率低、功能单一等问题。针对以上问题,设计并实现了一款用于脑网络连接加权图比较的可视分析系统,帮助研究人员探索不同群组间的差异。首次提出并使用一种用于脑网络连接加权图比较的新可视化方法,针对该方法的用户评估表明,改进后的可视方法在做对比分析任务时更有效。此外,系统将数据挖掘与可视化相结合,增强了群组间差异的表现形式。并且提供了多视图协同等一系列交互方式供研究人员自主探索。最后使用了两组公开数据集进行案例分析,验证了系统的有用性和高效性。

    • 基于机器视觉的最大内接矩形快速检测算法

      2021, 29(6):194-198.

      摘要 (594) HTML (0) PDF 1.36 M (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:在进行皮革裁切、板材边角料再利用等过程时都会遇到求解不规则图型最大内接矩形的问题。当前工厂的裁定手段普遍由人工估测来完成,这种作业方式不仅主观性强,而且效率低下。在研究了基于数字图像处理的遍历法、中心扩散法、遍历中心扩散法后,结合以上方法提出一种高效实用的最大内接矩形快速检测算法:边界排序生长法。实验结果证实:遍历法无法正确适用于凹多边形。中心扩散法虽然可适用于任意不规则图型,但其检测效果不够理想。遍历中心扩散法的检测结果较为理想,但该方法耗时巨大。而边界排序生长法在保证高效率的同时依旧可以拟合出理想的内接矩形。

    • 一种2D-VMD与NLM结合的芯片图像去噪算法研究

      2021, 29(6):199-204.

      摘要 (700) HTML (0) PDF 1.59 M (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高智能电表芯片图像的字符识别精度,需要消除芯片图像中的噪声,以减小干扰。文章提出了一种基于二维变分模态分解算法(two dimensional variational mode decomposition,2D-VMD)与非局部均值(non-local mean, NLM)滤波的芯片图像去噪算法。首先利用2D-VMD将含有噪声信号的芯片图像分解为K个模态分量;然后根据提出的结构相似(SSIM)阈值设置方法确定噪声分量并将其去除,使用剩余的有效分量重构图像;最后通过非局部均值滤波算法对重构后的图像进行处理,进一步滤除残余噪声,达到二次去噪的效果。实验结果表明,相比传统的图像去噪算法,提出的算法能在较好保留原始芯片图像的字符信息的基础上,去除不相关的噪声干扰,使去噪后的芯片图像的均方误差值变小,峰值信噪比增大,提高芯片图像质量。

    • 基于视情维修的涡轴发动机维修保障辅助决策体系研究

      2021, 29(6):205-211.

      摘要 (799) HTML (0) PDF 4.54 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:复杂装备科学的维修保障策略是保证装备合理使用与适时修理的基础,是有效实施复杂装备全寿命保障的前提,关系装备任务效能的有效发挥。文中立足于航空装备的视情维修策略,以直升机中广泛采用的涡轴发动机为研究对象,首先基于装备维保过程的大量信息提出了构建涡轴发动机涡轴发动机及其关键部件寿命与健康管理综合知识库的方法、策略;其后结合涡轴发动机循环寿命统计法与基于K均值聚类算法等各类使用条件下的寿命损耗研究方法,阐明了涡轴发动机不同应用条件下的备件量化分析策略;更进一步地,以涡轴发动机关键部件典型故障模式梳理与成因分析(FMECA)与考虑故障概率的发动机核心备件的量化分析为基础,给出了涡轴发动机关键部件备件量化方法与策略。最后基于上述方法的研究成果,阐述了涡轴发动机维修保障辅助决策软件平台的体系架构。文中的相关研究成果可被用于航空发动机等复杂装备系统的维修保障策略构建与工程化应用。

    • 基于分布式仿真系统的时钟同步技术研究

      2021, 29(6):212-218.

      摘要 (921) HTML (0) PDF 2.22 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了推进时钟同步在分布式仿真系统中的实际应用,识别了时钟同步系统的具体要求,在对比多种时钟同步方案后,选择NTP方案并进行优化。在介绍NTP时钟同步的基本原理基础上,进行了时钟同步精度影响因子分析,创造性的提出了构建高精度逻辑时钟、不等式法优化网络回路往返时延的不对称性、时钟晶振频率在线补偿三种优化方法,并建立了时钟同步系统。试验结果表明,设计的时钟同步系统的同步精度优于1ms,且平均校准周期达到5h左右。该时钟同步系统能封装为DLL,可灵活集成到具体项目中。

    • 基于动态策略的移动警务终端安全管控系统的设计与实现

      2021, 29(6):219-223.

      摘要 (671) HTML (0) PDF 1.69 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:对移动警务安全接入平台中的终端设备的安全防护问题进行了研究,提出并研制了一种基于动态策略的移动警务终端安全管控系统,整个系统由客户端、前置服务端和内网服务端组成,前置服务端和内网服务端分别部署在前置区和公安内网,客户端部署在移动终端设备上,确保在移动接入区和公安内网区有效进行物理隔离的前提下,将系统制定的各种安全策略规则下发到客户端执行,规范用户对移动终端的本地软硬件资源和网络资源的使用,实现安全威胁检测、防护及预警,对移动终端用户的违规访问、操作行为进行全面监测和上报,实现终端设备安全和行为的统一管理。

    • 基于多网融合的测发网络架构研究

      2021, 29(6):224-227.

      摘要 (648) HTML (0) PDF 1.31 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:现役火箭型号现阶段仍是基于以太网的冗余交换机模式,火箭测发应用的网络架构在节点数量、传输速率和实时性、安全性等方面已经不能满足对于当前数据通信需求。随着智能终端大规模运用及发展,火箭通信设备也向智能化、模块化和集成化前进。为满足又多又快的需求,现开展多网融合架构设计,将有线与无线网络有机结合,充分发挥各自的优势,优化设计全网架构,并在实时性、安全性等方面进行深入研究,解决了箭上及地面等各个复杂电气系统之间高可靠性、高效率、高实时性、建立复杂数据集成网络的需要,进而为全箭飞行试验成功奠定技术基础。

    • >试验与评价技术
    • 空间反射镜面形校正技术实验系统设计

      2021, 29(6):228-233.

      摘要 (615) HTML (0) PDF 2.88 M (255) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对空间相机主镜面形在轨主动校正的工程需求,设计了用于验证空间反射镜面形校正技术的实验系统。该实验系统将一面口径为676mm的SiC反射镜面形作为被控对象;将9只基于无刷直流电机的力促动器作为执行机构;将基于PXI总线的工控机和基于虚拟仪器技术的测控软件作为控制器;将干涉仪作为面形检测模块;可实现对反射镜面形的闭环控制。实验结果表明:所研制的力促动器达到了输出范围不低于-320N +320N,输出精度优于0.1N的指标需求;基于面形响应函数的校正方法可以有效地校正反射镜面形。针对幅值为0.5 像散和0.5 三叶两种像差,一次校正后的校正偏差分别为6%和4%。利用该实验系统,力促动器的单机性能指标得到了测试与评估;面形校正方法得到了有效验证。

    • 基于量子门线路神经网络的射击试验安全风险评估

      2021, 29(6):234-238.

      摘要 (671) HTML (0) PDF 1.25 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高射击试验安全,在分析现有安全管理机制基础之上,结合射击试验安全管理实践经验,采用量子旋转门控制量子位的翻转与相位的偏转,建立风险评估指标模型,通过仿真实验来验证文章所采取研究方法的有效性,并与传统BP神经网络性能进行风险评估精度的比较。通过分析及比较,本文构建的量子门线路模型降低了安全试验相关数据处理的复杂度,对射击试验安全风险评估的收敛速度更高,提高了对射击试验过程中安全风险的预测精度,为射击试验相关管理人员评估试验危险及制定措施提供了理论依据。

    • 基于模糊层次分析的装甲车辆PHM系统性能评估

      2021, 29(6):239-244.

      摘要 (856) HTML (0) PDF 1.26 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对装甲车辆PHM系统性能水平难以度量的问题,采用模糊层次分析法对装甲车辆PHM系统的性能进行评估,该方法在专家知识和经验的基础上增加了模糊数学的理论,评估结果更加科学可靠。首先通过深入研究装甲车辆PHM系统的应用现状和影响因素,建立装甲车辆PHM系统性能度量指标体系,然后采用多层次交互式层次分析法确定指标权重,最后采用模糊综合评判分析计算8套装甲车辆PHM系统性能状态。综合评价结果表明,不但有效的区分了不同装甲车辆PHM系统性能的优劣,同时还为装甲车辆PHM系统的研究与改进提供了参考方向。

    • 固体火箭发动机点火试验燃面退移最优重建方法研究

      2021, 29(6):245-248.

      摘要 (657) HTML (0) PDF 1.58 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:在固体火箭发动机点火试验中实际测试过程仅能够获得有限的燃面投影数据的背景下,通过在ART 算法基础上对最小化图像进行图像全变分约束,以提高图像边缘重建质量;增加微波CT成像场的磁力线条数,以增加成像信息量,从而实现不同直径固体火箭发动机燃面退移图像最优重建,并以仿真实例对方法进行验证,得出重建数值与实际数值之间的误差小于1mm,符合重建要求,并证明了固体火箭发动机点火试验燃面退移最优重建方法的有效性 。

    • 蒙特卡洛法在发动机推力测量不确定度评估中的应用

      2021, 29(6):249-254.

      摘要 (536) HTML (0) PDF 1.10 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:现行对发动机试验推力测量不确定度的评估一直采用GUM法,存在输入量和输出量概率分布假设以及非线性模型近似等问题,有一定的局限性。以发动机推力矢量测量为例,文中简述了压电式推力矢量测量的数学模型,运用GUM法对推力矢量参数的不确定度评估,同时分析了蒙特卡洛法的原理、具体评估过程和适用性,编制了软件,并将不确定度评估结果与GUM法评估结果进行对比。对比结果表明,在发动机试验推力矢量参数的不确定度评估过程中,蒙特卡洛法相比GUM法更为适用。

    • 典型机电系统PHM评价指标分析

      2021, 29(6):255-259.

      摘要 (850) HTML (0) PDF 1.70 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:PHM评价指标是装备健康管理系统设计输入与目标要求,也是对PHM成果进行验收核查的评价依据。目前国内航空主机所、科研院所与高校开展了大量的PHM技术的研究工作,但由于缺乏PHM系统指标体系的建立,导致PHM系统在设计阶段和定型阶段缺乏统一的评价标准,使PHM系统的工程化进程缓慢。本文以典型机电系统为研究对象,通过剖析国外先进的PHM技术标准与规范文件,结合装备典型机电系统PHM系统的能力需求,建立满足适用于装备设计与验证需求的机电系统PHM评价指标体系,解决装备PHM系统设计中缺乏设计依据与验证评价指标的问题。

    • >智能仪器与传感技术
    • 一种无线振动传感器频响带宽提高方法

      2021, 29(6):260-265.

      摘要 (454) HTML (0) PDF 1.61 M (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:高频响无线振动传感器是机械设备预测性维护领域不可或缺的信号采集设备,目前机械设备监测应用中常用的无线振动传感器频率响应较低,限制了其在机械设备预测性维护领域的应用。为了进一步提高无线振动传感器频率响应带宽,提出一种提高无线振动传感器频响范围的方法,从结构设计、振动探头设计、信号调理链路设计和模数转换器设计四个方面对传统无线振动传感器进行了改进。实验结果表明,无线振动传感器带宽提高方法将无线振动传感器频率响应带宽提高了7.96 dB。在振动监测领域具有较强的实用性,对智能传感器制造领域具有较好的指导意义。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行