• 2022年第30卷第5期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >测试与故障诊断
    • 基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统设计

      2022, 30(5):1-5.

      摘要 (1239) HTML (0) PDF 1.44 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统恶劣气象监测预警系统的检测准确率低、预警时效性较差的问题,提出基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统。利用GDAL软件自带的读写功能,处理已读取的遥感影像基本信息,再根据辐射定标与亮温计算数值,完成卫星遥感影像的预处理模块设计。连接插件模块的逻辑结构,利用待集成的平台插件,控制下级遥感信息显示与预警模块,实现恶劣气象监测预警系统的设计与应用。按照系统多线程的同步与通信关系,完成遥感数据的云识别处理,实现卫星遥感程序与恶劣气象监测预警模块之间的实时交互。选取风向指标作为实验对象,分析对比实验数据可知,在不同风向条件下,卫星遥感型监测系统所检测出的风向指标均呈现显著性状态,能够及时响应系统主机的预警指令。

    • 基于改进FCOS网络的光学遥感影像目标检测算法

      2022, 30(5):6-12.

      摘要 (1072) HTML (0) PDF 1.84 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前遥感影像背景复杂、目标尺度小等情况导致的检测精度偏低的问题,基于FCOS网络提出了一种结合位置注意力和感受野增强的遥感影像目标检测算法PARF-FCOS;该算法构造了一种位置注意力模块,并利用该模块对特征提取网络进行改进,增强网络对目标信息的提取能力;在特征融合阶段使用感受野模块(RFB, receptive field block)增强浅层特征图,利用目标上下文信息进行辅助判断,提升网络对小尺度目标的检测能力;在训练过程中,引入距离交并比损失(DIoU loss,distance intersection over union loss)进行边界框回归,通过优化目标框与预测框中心点之间的距离,使回归过程更加平稳和准确;在公开数据集DIOR上评估了PARF-FCOS目标检测算法,实验结果表明,相较于原始FCOS,算法的平均精确度均值提高了4.3%,达到70.4%,检测速度达到23.2FPS。

    • 某高超声速风洞模型底压精确测量方法改进研究与试验验证

      2022, 30(5):13-17.

      摘要 (1065) HTML (0) PDF 1.99 M (640) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某高超声速风洞模型底压量值低精确测量难度大、底压传感器容易过温超载等问题,在某高超声速风洞中建立了一套可精确测量风洞模型底压的专用装置。该装置采用了小量程绝压式薄膜电容规作为主要的测量元件,并有针对性的设计了传感器过压保护气路、水冷隔热结构和测控程序。该装置布置于该风洞试验段内模型支撑机构上,可大幅缩短测压气路,减少转接环节。该装置在马赫数5~9试验条件下开展了HB-2标模试验验证,试验结果表明:该模型底压精确测量装置达到了设计要求,集成度高,故障率低,系统稳压时间显著缩短,可快速响应模型底部压力变化情况,可适应高马赫数试验条件下模型底压测量要求,系统测量精度优于0.5%,能大幅度提高了高超声速风洞模型底压测量的精准度。

    • 基于惯性传感器的电力线路杆塔倾斜监测装置设计

      2022, 30(5):18-23.

      摘要 (935) HTML (0) PDF 1.36 M (562) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电力线路杆塔倾斜角实时测量的需要,设计了一种基于惯性传感器的倾斜角度实时监测装置。装置硬件上由惯性传感器、单片机、通信电路和电源变换控制电路组成。软件上采用中断模式和尽量减少工作模块和通信次数相结合的工作策略以降低系统功耗,将6轴惯性传感器的加速度和角速度原始数据进行去极值平均滤波预处理,再经由互补滤波算法进行倾斜角度的综合计算,经实测倾斜角测量相对精度能达到1.30%。该装置在测量精度、功耗、成本和易用性上均能较好地满足电力线路杆塔倾斜在线监测的需求,具有一定的推广应用价值。

    • 软件无线电硬件平台MHAL接口符合性测试方法

      2022, 30(5):24-29.

      摘要 (1236) HTML (0) PDF 1.10 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:软件无线电通信架构源自美军联合战术无线电系统,在军用、民用领域得到广泛应用。MHAL是SCA关键技术之一,用于实现软件与硬件的解耦。为测试验证软无硬件平台的SCA标准符合性,文章依据MHAL应用程序接口标准提出测试方法。标准主要内容包括GPP、DSP、FPGAMHAL接口和RFchain几个部分,并规定了其接口函数、消息格式和消息命令等。针对MHAL接口,通过设计测试用例调用API接口函数进行MHAL消息传输,检查消息传输正确性,完成软件接口测试。针对RFchain命令,通过MHAL消息发送控制命令,利用标准仪器测量信道输出响应、射频参数,验证硬件平台接口符合性和性能指标。最后搭建测试系统,对多家单位研制的软无装备进行测试,结果表明测试方法合理、可行,能适应不同架构的软无被测设备,有效验证硬件平台MHAL接口符合性。

    • 基于模型驱动的Web应用自动化测试平台设计与应用

      2022, 30(5):30-36.

      摘要 (1200) HTML (0) PDF 1.75 M (604) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高Web应用的测试效率和测试覆盖率,保证Web应用软件的质量,设计了基于模型驱动的Web应用自动化测试平台。该平台结合了基于UML模型的测试用例生成、基于关键字驱动思想的框架设计和复杂多层的自动化测试框架,实现了测试用例自动设计生成及测试自动化执行,增加了测试脚本的复用性,显著提高了测试效率和测试覆盖率。最后,给出应用实例,并与现有的测试方法和平台进行对比,突出本平台的可行性和应用价值。

    • 轨道车辆车窗胶接缺陷的超声检测技术研究

      2022, 30(5):37-42.

      摘要 (960) HTML (0) PDF 1.95 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着轨道车辆大规模投入使用,列车特别是车窗结构的安全性成为日益关注的问题,车窗胶粘质量检测对于轨道车辆正常运行有着重要意义。采用了有限元仿真与超声检测相结合的手段,通过建立车窗胶接结构仿真模型,详细分析了超声波在胶接结构中的传播过程以及与不同脱粘长度缺陷之间的变化规律,建立了缺陷回波幅值与脱粘长度的关系模型;通过搭建超声检测实验系统,针对21mm处不同尺寸模拟缺陷进行检测,对检测数据进行分析后绘制出缺陷回波幅值与脱粘长度关系模型,结果表明:实际检测和仿真模拟缺陷回波幅值与脱粘长度关系模型结果一致,验证了该仿真模型以及缺陷幅值与脱粘长度关系模型的正确性和可靠性,为车窗胶接结构脱粘检测定量分析提供了参考模型和理论依据。

    • 基于单片机的便捷式车载温湿度监测系统的设计与实现

      2022, 30(5):43-48.

      摘要 (1023) HTML (0) PDF 2.34 M (633) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对普通家用汽车存在的缺少车内实时温湿度监测功能的问题,设计了一种基于单片机的便捷式车载温湿度监测系统。系统由车载监测设备、蓝牙通信模块和手机APP软件组成。车载监测设备控制温湿度检测模块实时采集车内的温湿度参数,一方面在本地液晶屏进行显示,另一方面通过蓝牙通信模块发送至手机APP软件显示。系统包括本地与远程两种方式的预警阈值设定方法,初始设定阈值的温度上限是36 ℃,温度下限是18 ℃,湿度上限80% RH,温度下限30% RH。设定完成后,车载监测设备会实时判断当前温湿度数据时候达到预警阈值,并及时进行本地声光报警。以黑龙江省哈尔滨市为例,多次测试结果表明:本系统能够在温度范围为-18 至32 ℃、湿度范围为50% 至80 % RH的环境中运行稳定,蓝牙通信模块的有效传输距离为8.2 m,不同温度区间跨度带来蓝牙通信的平均时延为265 ms。本系统具有可移植性强、装配简易、性价比高等优点,能够广泛应用于小型及中型车辆的车内环境的监测中。

    • 多CPU内部通信测试技术研究及应用

      2022, 30(5):49-54.

      摘要 (1095) HTML (0) PDF 1.15 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力系统保护与控制领域,多CPU协同工作已经是常见的应用方式,为了保证智能变电站继电保护与控制装置运行的可靠性,需要对多CPU间内部通信管理、数据异常处理等进行充分验证,以保证电力系统保护装置在各种工况下不会出现误动作;由于继电保护装置运行环境复杂,所有内部通信数据均是通过以太网总线直连,现阶段缺少对内部通信数据处理有效性的验证手段;采用在各CPU应用程序中设计一个专用检测模块,可以在不改变原有接线布局的情况下,对CPU之间的应用数据进行控制,从而验证了各种运行环境下多CPU板卡间内部通信的正确性,对智能变电站继电保护与控制装置的各种正常数据和异常数据处理能力进行充分的测试和验证,保证了保护与控制装置的运行可靠性。

    • 基于DAM和CNN-LSTM的辅助动力装置性能参数预测模型

      2022, 30(5):55-61.

      摘要 (1255) HTML (0) PDF 1.62 M (584) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对辅助动力装置(auxiliary power unit, APU)性能参数难以准确预测的问题,提出一种基于特征与时序的双阶段注意力机制(dual-stage attention mechanism,DAM)和卷积神经网络(CNN)-长短期记忆网络(LSTM)的混合模型。所提的方法在特征提取阶段加入了通道注意力机制(Channel attention mechanism ,CAM);输出阶段加入了时序注意力机制(Temporal attention mechanism ,TAM),加强了CNN对重要特征的提取能力和历史关键信息对预测输出的影响,并利用改进的粒子群算法对模型关键参数寻优,提高预测精度。实验结果表明,所提出的新方法在多变量输入和多步长的APU排气温度(exhaust gas temperature,EGT)预测中均取得了很好的效果,预测精度大幅提高。

    • 快速发射运载火箭测发控方舱列装化设计研究

      2022, 30(5):62-68.

      摘要 (1116) HTML (0) PDF 2.26 M (651) 评论 (0) 收藏

      摘要:列装化是运载火箭地面装备的重要发展趋势;作为快速发射运载火箭的典型地面装备,测发控方舱既要满足性能指标、完成试验任务,还要考虑指标、接口、性能的统一,操作简单可靠,维修保养方便,具备型号之间通用化程度高,状态固化等列装化需求;通过以蓝箭航天ZQ-2和XX-6运载火箭列装套方舱为研究对象,对快速发射运载火箭测发控方舱的列装化设计技术开展分析与研究,从方舱舱体设计、前后端布局设计、舱外布局设计等多方面梳理方舱列装化设计的具体思路,研究了不同方舱装卸模式的优缺点和适用性,并根据方舱实际使用环境选择适用于方舱快速机动的装卸设计;通过对各方面设计要素的总结,为快速发射运载火箭列装化方舱的工程实践提供技术参考。

    • 球压试验压痕直径的视觉测量方法

      2022, 30(5):69-74.

      摘要 (917) HTML (0) PDF 1.38 M (706) 评论 (0) 收藏

      摘要:球压试验是测试电工、电子产品中非金属材料及固体绝缘材料耐热性能的重要方法;由于压球与压痕相接触区域不易准确识别,如何客观、准确、快速地测量压痕尺寸成为困扰质检人员已久的一大问题。根据压球与压痕相接触区域与非接触区域对垂直光照反射特性的不同,通过垂直光照下采集压痕图像可以准确地分割出接触区和非接触区。图像经过预处理后采用灰度重心法确定压痕的灰度中心位置,识别压球与压痕接触区域的分界点,采用Hough圆变换计算压痕直径的像素距离,最后根据标定实验得到直径的实际尺寸;实验结果表明,测量结果的重复性标准差<0.0016mm,重复性限<0.003mm,测量值与标定结果的偏差的绝对值<0.01mm,满足压痕测量的精度要求。

    • 基于微压差测量技术的灭火剂浓度机载测试系统设计

      2022, 30(5):75-80.

      摘要 (1052) HTML (0) PDF 1.46 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确评测机载防火系统的灭火功能与性能,设计基于微压差测量技术的灭火剂浓度机载测试系统。通过真空泵采集灭火剂与空气复合气体,利用过滤器对其展开过滤后,传输至微压差浓度传感模块,经该模块的气体加热器加热该气体,温度控制器控制所加热气体温度,然后通过节流设备使其形成压差,利用压差传感器变更压差信号为电信号,再应用信号处理器展开信号处理,计算出灭火剂浓度并得出与其浓度值呈正相关的电信号;依据该信号,利用流量恒定设备高精度控制灭火剂与空气复合气体流量,合并该气体流量后将其输入稳压缓冲罐进行缓冲,通过气体分析仪测量灭火剂与空气复合气体差异浓度和压差的关联,输出灭火剂浓度数字信号,并利用排气口将测试完的灭火剂空气复合气体排入真空泵,通过真空泵将测试完的灭火剂空气复合气体排放至空气内。试验表明:该系统的测量范围大、测量数据有效且精准程度高,重复与稳定功能性好,灭火剂体积浓度与维持时长在常温下大于低温下。

    • >控制技术
    • 基于事件触发的Buck型DC-DC变换器有限时间控制

      2022, 30(5):81-86.

      摘要 (980) HTML (0) PDF 805.50 K (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Buck型DC-DC变换器输出电压跟踪控制问题,提出了一种基于事件触发机制的有限时间控制方案。首先,将Buck变换器建模成一类反馈型非线性系统。然后,为能有效地避免通信资源的浪费,通过构造一种状态变换设计了一种事件触发机制;同时,利用反步法,设计了系统的状态反馈控制器,该控制器在事件触发时刻更新;然后,基于所设计的事件触发控制器,利用有限时间Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性,并证明了所设计的控制方案不会发生Zeno现象;最后,通过Buck变换器仿真实例验证了所提出的事件触发控制方案的有效性,仿真结果表明了在所设计的控制方案下,Buck型DC-DC变换器的输出在有限时间内可以达到期望值,同时还能减少通信资源的浪费。

    • 智能阀门设计与控制方法研究

      2022, 30(5):87-91.

      摘要 (1133) HTML (0) PDF 1.09 M (737) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足智能阀门在工业生产中极高的标准,本文进行研究了智能阀门设计与控制方法,设计了智能阀门硬件系统,包括电气转换模块、微处理器、信号处理模块和阀位反馈模块四个部分,以主控制器LPC2290为核心,以及A/D转换器和CAN总线进行通信,实现了智能阀门的控制功能,为了提高智能阀门控制的精确度,本文利用PID控制器和FUZZY-PI复合算法,通过PID控制的基本原理和稳定边界法整定PID控制参数的过程,完成PID控制器的设计,再结合FUZZY-PI复合算法实现智能阀门的偏差判别与条件控制和多路转换开关与信号的转换,实现智能阀门的高精度控制,最后设计了智能阀门定位器系统,实现了智能阀门的精准定位与自我诊断功能,实验表明,本文研究的系统在4s时就能够达到控制稳定,并且控制精确度可高达95%。

    • 基于扩张状态观测器的卫星通信跟踪控制系统设计

      2022, 30(5):92-96.

      摘要 (876) HTML (0) PDF 1.38 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前卫星通信跟踪控制系统对精准度的控制仅能维持在微弧度量级,跟踪控制精度难以达到用户要求,为了解决上述问题,基于扩张状态观测器设计一种新的卫星通信跟踪控制系统。系统硬件主要设计了控制模块、传感器模块、电源模块与电机驱动模块,控制模块的核心芯片选用SXD320F2784型号,提高处理频率,电源芯片为TDG3320芯片,能够保证固定电压转换为可调电压,传感器模块通过AHRS轴向传感器、GPS、信标机组成,确保传感能力,利用L845N芯片设计电机驱动模块,增强额定电压。引入扩张状态观测器,通过系统初始化、天线经纬度计算、误差比较、卫星通信信号跟踪控制、驱动直流电机实现软件流程。实验结果表明,所设计卫星通信跟踪控制系统能够将跟踪精度从原来的微弧度量级提高到纳弧度量级,有效提升跟踪准确率,增强系统的干扰抑制能力,确保控制输入峰值达到与其要求。

    • 重复-模糊PI控制的三电平有源电力滤波器

      2022, 30(5):97-102.

      摘要 (1067) HTML (0) PDF 2.43 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:三电平有源电力滤波器(active power filter,APF)系统在负载不同的情况下,谐波补偿性能的稳定性较差,通过分析三电平APF的基本工作原理,给出了一种重复-模糊PI控制方法。该方法采用瞬时无功功率理论的谐波检测方法,将负载电流中的基波电流分离,然后通过重复-模糊PI控制器控制基波电流与负载电流的误差信号。通过MATLAB/Simulink进行仿真分析,发现相比于重复控制和模糊PI控制方法,重复-模糊PI控制的三电平APF结构在不同频点的跟踪稳定性得到了提升,降低了入网谐波含量,即总谐波失真(total harmonic distortion,THD)。该方法可应用在工商业负载场合,弥补了模糊PI控制和重复控制单独使用时系统性能受负载变化影响的缺点,提高了鲁棒性。

    • 一种激光选区BGA型芯片智能温控返修系统

      2022, 30(5):103-108.

      摘要 (1116) HTML (0) PDF 2.10 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对手机主板高密度器件布局环境下热风加热BGA型芯片返修控制系统的局限性,研发了一种激光选区BGA型芯片智能温控返修系统。以固高GTN卡为核心,结合红外测温仪、三段式传动装置、威图相机、光纤激光器与电机平台等设计了温度采集单元、电机控制单元、影像定位单元与激光控制单元;基于Windows开发系统,采用MFC技术设计了上位机检测与控制软件系统。采用了激光选区精准加热关键技术与模糊PID控制算法,实现了返修过程的实时检测与电机、温度、激光的实时控制。实验结果表明,该系统激光选区温控精度高,具有操作简单、时延短与稳定性高等优点,具有良好的推广价值。

    • 清洁车智能监测与控制系统研究

      2022, 30(5):109-114.

      摘要 (1068) HTML (0) PDF 1.56 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前市面上的清洁车容易因为驾驶员的疏忽造成清扫盘与路沿的碰撞,加速清扫盘的损坏,洒水作业容易波及路人,贴地工作的吸盘容易与减速带碰撞造成损失,不能自动根据垃圾量调节清扫功率等问题,提出了一种清洁车智能监测和控制系统。该系统采用超声测距模块避免碰撞,运用YOLOv4算法检测行人和减速带,使用VGG16网络进行垃圾量化进而调节清扫功率,通过CAN通信模块实现对清洁车设备的实时控制。该系统采用多线程实现多任务算法之间的协调与通信。行车实验表明,该系统的整体运行速度为每秒6-7帧,满足实时性。路沿距离检测及避障算法准确率为96%,垃圾量化算法准确率为90%,行人和减速带算法准确率为96.25%,准确率较高,能够有效提高清扫效率,降低设备损耗,提高行车安全。

    • 基于滑模变结构的轮式机器人运动误差控制器设计

      2022, 30(5):115-120.

      摘要 (827) HTML (0) PDF 1.86 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对当前使用的基于黎卡提微分方程、综合位姿误差控制优化仿真方法受到不确定性因素干扰,导致控制误差较大的问题,提出了基于滑模变结构的轮式机器人运动误差控制器设计。使用双框架陀螺仪,为控制器提供电力。采用FB900C/E 角位变送器,将交流信号转换为角位移输出。使用TMS320F2812的DSP控制器,负责控制整个控制器的数据传输以及电平转换。充分考虑相变量输入的n阶线形数据,设计滑模变结构控制律,计算滑模变结构控制滑动面。在滑模变结构模态控制阶段,构建滑模变结构模态控制阶段的运动方程矩阵。对滑模切换面强制状态点运动,通过控制目标实现稳定控制。对DSP程序控制流程进行设计,将基于滑模变结构的误差控制结果传递到电位器上,并将运行数据发送到主机,由此完成轮式机器人运动误差控制。由实验结果可知,该控制器通过自适应调整参数后,滑模抖振得到明显消除,且最大控制误差为0.01rad,具有精准控制效果。

    • 电动汽车永磁同步电机无位置传感器分数阶滑模控制技术仿真研究

      2022, 30(5):121-126.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 2.15 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无位置传感器永磁同步电机控制系统在启动时电机转速较低,电机的反电动势较小,信噪比太低无法满足精确估计条件的问题,采用一种分段启动控制策略,当系统转速较低或刚开始启动时,通过他控恒转矩起动方式;当电机转速较高时,通过建立分数阶滑模观测器来实现转子位置的准确预测,并通过分数阶滑模控制器实现对电机的控制。通过在Matlab/Simulink平台中的仿真,直流电压311V,开关频率设为5kHZ,给定初始参考转速为600r/min,在0.2s突加1.5N?m转矩,分数阶观测器能够实现电机的平滑启动,且达到良好的静态和动态控制性能,从而使电动汽车能够更加安全可靠,为汽车产业的可持续发展提供技术支持。

    • >军事装备测控技术
    • 导弹装备测试数据异常域检测方法研究

      2022, 30(5):127-131.

      摘要 (643) HTML (0) PDF 971.51 K (494) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着导弹装备信息化水平的快速提高,对作战与保障的智能化应用要求不断增强,因此,如何快速处理导弹装备在长期使用、贮存、维护过程中积累的数据信息,提高数据质量,是数据时代背景下首要研究内容,也是数据智能化应用的根本途径。本文以大数据技术为基础,以统计理论、深度学习方法等手段展开测试数据异常域检测方法分析,将测试数据异常域划分为异常点、异常曲线以及异常簇,围绕导弹装备测试数据及数据特点,详细阐述不同特征数据条件下的测试数据异常域检测方法原理、检测模型、算法步骤等内容,并模拟导弹装备典型测试数据序列开展应用技术研究。

    • 基于几何相似法的弹丸类目标初速度测量方法

      2022, 30(5):132-137.

      摘要 (867) HTML (0) PDF 1.18 M (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:几何相似法隶属于单目视觉测量方法,单目视觉测量方法具有结构简单、计算速度快、稳定性好等优点,越来越多的应用于计算机视觉测量领域。依据几何相似法测量原理,提出一种基于几何相似法的单目视觉光学测速方法,主要用于弹丸类高速目标的初速度测量,相比于雷达、激光等测速方法具有可视化优势,目标飞行过程中状态细节可见,相比于其它单目视觉测量方法更加快捷、稳定,并且布站简单。经过试验测试,结果表明利用该方法进行速度测量,能够有效的给出弹丸类高速目标的初速度,测速误差在1%以内,验证了采用单相机进行弹丸类高速目标出筒初速度测量方法的可行性。

    • 空投型无人子机系统研究与设计

      2022, 30(5):138-142.

      摘要 (648) HTML (0) PDF 1.33 M (684) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要:本文围绕从载机平台空投无人子机这一应用场景,介绍了近几年美国分别基于直升机、有人机和无人机平台对空投型无人子机的相关试验,分析了其应用场景和发展趋势,总结整理了美国在空投型无人子机这一领域的设计思路和主要关键技术。同时,结合我国战略战术需求及未来使用场景,本文提出了一种基于无人机载机平台的空投型无人子机的武器系统设计思路。

    • >测试软件工程
    • 桥梁远程结构综合参数获取与智能评估软件设计

      2022, 30(5):143-149.

      摘要 (766) HTML (0) PDF 1.79 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对老旧桥梁受环境与自身寿命的影响,养护维修的成本不断提高的问题,本文设计开发了桥梁远程结构综合参数获取与智能评估软件。首先利用在桥梁上布设的多个传感器组成一个全天候硬件监测系统,软件通过5G公共网络与监测系统通信,同时借助软件内嵌的多分类卷积神经网络,将深度神经网络在分类领域的独特优势应用于老旧桥梁健康状况的评估。经过实际测试,满足设计要求,解决了老旧桥梁因监测周期长和效率低,而导致的健康诊断难的问题,该系统具有参数获取难度低、精度高、健康评估准确的优势。

    • 北斗三号终端软件关键技术研究及应用

      2022, 30(5):150-266.

      摘要 (822) HTML (0) PDF 2.68 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:北斗三号卫星导航系统建成并服务为产业化发展提供了新的机遇和动能,如何利用好北斗、发挥其应用效能是北斗应用领域研究的热点问题。针对行业用户对北斗终端软件的应用需求,研究了格式化报文服务、虚拟化动态组网、多媒体压缩重建、长报文自适应传输等关键技术,设计研制了北斗三号终端软件,并在国防军工、救灾减灾、生态环保等领域典型场景进行应用。实际应用表明,北斗三号终端软件能够较好地实现格式化报文、语音、图像、长报文等多媒体信息高效传输,满足多用户之间动态组网和信息共享需求。这对于丰富北斗应用场景,促进产业应用发展具有重要意义。

    • >设计与应用
    • 基于K-means和改进KNN算法的风电功率短期预测系统

      2022, 30(5):156-162.

      摘要 (993) HTML (0) PDF 3.06 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高风电功率短期预测的准确性,针对KNN(K-Nearest Neighbor algorithm)算法在风电功率预测中的不足,提出了基于K-means和改进KNN算法的风电功率短期预测方法。利用K-means聚类方法确定风电历史样本的类别,对KNN算法中搜索相似历史样本集的方式进行了改进和优化,构建了预测模型,并采用C/S架构实现了预测系统的设计。该系统具有自修正功能,能够随着预测次数的增加,不断修正预测模型,逐渐降低预测的误差率。以吉林省某风电场历史数据为样本进行了仿真分析,结果显示该算法与其它算法相比平均绝对误差和均方根误差最大下降1.08%和0.48%,运算时间提升了5.45%,在风电功率超短期多步预测中具有推广应用价值。

    • 电力网络机巡智能调度编排系统设计

      2022, 30(5):163-168.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 1.10 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,大多数国家电网公司仍采用“人巡+机巡”协调定期检查的方式对输电线路进行维护。定期检验计划由人工安排,耗费大量人力物力。为了解决上述问题,提出电力网络机巡智能调度编排系统设计,考虑到各城市年检的个性化需求,将年检计划的调度问题转化为NP问题,采用禁忌搜索算法结合遗传算法实现年检计划的智能调度。通过仿真实验验证了算法的可行性,证明了禁忌搜索算法与遗传算法的结合可以有效提高机器巡更网格的效率。

    • 基于实例和属性加权朴素贝叶斯的电气事故分类研究

      2022, 30(5):169-174.

      摘要 (905) HTML (0) PDF 906.93 K (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现对电气事故快速、准确和动态的分类,提出一种有机结合实例和属性加权的朴素贝叶斯电气事故分类方法(AIWNB)。朴素贝叶斯分类方法中的先验概率和条件概率采用两种实例加权方式加以改进,积极实例权值取决于各属性值频度的统计值,而消极实例权值通过逐条计算训练实例与测试实例间的相关性加以确定。属性权值则基于互信息定义为属性-属性相关性和属性-类相关性之间的残差。所提出的AIWNB方法将属性加权和实例加权有机结合在朴素贝叶斯统一框架内,利用高低压用户的电气实测数据进行验证,实验结果表明,与朴素贝叶斯相比,加权后的朴素贝叶斯方法更具竞争性,准确率和F1分数可提升3.09%和9.39%,证明所提的AIWNB算法在电气事故分类的实用性及有效性,并可推广至其他分类情形。

    • 基于机载1394B总线采集系统的SIPI仿真激励研究

      2022, 30(5):175-180.

      摘要 (609) HTML (0) PDF 1.94 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决1394B总线信号完整性与电源完整性仿真中的激励问题,探究机载总线测试设备工作中的最坏工作环境,围绕最坏情况激励进行了研究。基于同步开关噪声原理,通过将不同占空比选通波产生的激励导入三种机载1394B总线采集模块的仿真环境中,研究不同选通波占空比对系统输出眼图的影响。在原有总线采集模块仿真环境中,1/2占空比的选通波产生的结果激励相比于3/4占空比的情况,输出眼图的眼高减少85mV,眼宽减少3.56ps。在不同电源网络传输性能和信号网络传输性能下,1/2占空比选通波产生的激励都为最坏情况激励。研究成果可为国产化高速总线采集板卡的集成设计提供借鉴,并为总线采集过程中的故障排除提供思路。

    • 基于改进Bi-RRT的移动机器人路径规划算法

      2022, 30(5):181-185.

      摘要 (1176) HTML (0) PDF 1.31 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:双向快速扩展随机树(Bi-RRT)算法因采样点的随机性导致在复杂环境中的路径规划存在搜索时间长、采样效率低等问题,为此提出了一种改进Bi-RRT的移动机器人路径规划算法。算法引入启发式搜索策略,分别以机器人的起点和终点为中心,构造了二维高斯分布函数,并用该概率密度函数约束采样点的生成,使得越接近目标点的空间采样点出现概率越大,同时保留部分均匀分布的采样点,这样采样过程既可以利用目标点的位置信息又保证了算法的概率完备性。通过算法设计的启发式采样点的引导,两棵随机树可以快速向着目标区域生长,降低了搜索的盲目性,提高了搜索的效率。仿真结果:相比于基本Bi-RRT算法,改进算法在复杂环境下规划时间缩短了43.9%,扩展节点数目减少了41.4%,路径长度优化了8.1%,并分析了高斯分布采样点占采样点总数的比值对算法性能的影响。

    • 一种用于提高北斗短报文通信成功率的基于数据特征提取的数据融合算法

      2022, 30(5):186-190.

      摘要 (788) HTML (0) PDF 1.46 M (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着北斗短报文在航空飞行器跟踪监视的应用中,通信成功率直接决定了飞行器的实时跟踪监视效果。由于飞行器在飞行过程中可能会遇到各种复杂电磁信号干扰,北斗短报文通信成功率会随着电磁环境的变化而变化。为了提高通信成功率,利用北斗短报文接收和兼收两种通道进行了数据接收效果对比,并比较了两者之间的内容差异。基于信息融合理论的Dasarathy模型中的融合概念,使用北斗短报文的数据接收和数据兼收两种数据,提出了基于数据和特征组合的数据处理融合算法。该算法针对短报文数据特征进行融合,有效提高了北斗短报文的通信成功率,试验效果显著。

    • 响应置信度的多特征融合核相关滤波跟踪算法

      2022, 30(5):191-196.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 1.56 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:针对传统核相关滤波(KCF)在跟踪彩色视频序列不能有效利用颜色特征,并且处理目标遮挡和形变能力低等问题,提出一种响应置信度的多特征融合核相关滤波跟踪算法。该算法首先提取目标图像的方向直方图特征和颜色直方图特征,通过计算高响应值点在响应图上层的占比,来判断目标的跟踪情况,进而调整学习率的大小;然后用两种特征的平均峰相关能量(APCE)和最大响应峰值的乘积来加权融合目标位置。实验对比表明,提出的跟踪算法在精度和成功率上相对于KCF算法分别提升了12.8%和22.6%, 在目标发生遮挡、快速移动、旋转等复杂情况下仍然具有较强的鲁棒性。

    • 利用优先级双重深度强化学习的自适应Web服务组合方法

      2022, 30(5):197-202.

      摘要 (869) HTML (0) PDF 1.17 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大规模Web服务组合在动态环境下难以实现高可靠性、高动态适应能力的问题,提出一种结合优先级双重强化学习和POMDP的自适应Web服务组合方法。首先,采用POMDP对大规模Web服务组合优化策略进行建模,简化了组合优化分析的步骤,提高了大规模Web组合服务的效率;然后,在POMDP基础上,利用双重深度强化学习方法对优化策略进行分层重构,并求取最优解,提高了组合服务对动态服务环境的适应能力;实验结果表明,与现有优秀方法相比,所提方法在可靠性、效率和动态环境适应能力方面均有显著提升。

    • 无人车载以太网技术研究

      2022, 30(5):203-208.

      摘要 (932) HTML (0) PDF 1.82 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人工智能的高速发展,其相关技术已经运用到生产生活的很多领域,在无人平台上,人工智能已经不可或缺。无人车网络系统由于智能感知的并入,使得传统的总线通信技术难以满足发展要求。车载以太网的出现能为大量数据高集成的通信系统提供一种有效解决方案。无人车载网络系统采用时间触发以太网的架构来进行设计。首先考虑整个时间触发网络系统的通信节点,针对通信链路设计相应的通信板卡。在板卡方面,主要设计了TTE交换机、端节点子系统控制器,为了增加整个系统的可靠性,采用了三余度通信结构。根据控制器和交换机相应的功能进行软件开发,并通过系统测试验证,满足各个系统通信任务需求,验证了此无人车网络系统可行性和准确性。

    • 基于VxWorks的CPCI多通道卡驱动设计与实现

      2022, 30(5):209-214.

      摘要 (644) HTML (0) PDF 1.44 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的实时性和处理效率问题,提出了采用CPCI工控机箱为硬件平台,VxWorks实时操作系统为软件处理平台,设计和实现了一套CPCI多通道卡驱动程序。通过分析VxWorks驱动程序结构和CPCI总线设备特点,重点给出了从内存映射模块、中断注册初始化模块和中断处理模块等方面进行CPCI多通道卡驱动程序的设计方法、实现过程和关键代码。集成CPCI多通道卡驱动程序的“海燕”拖缆定位与控制系统具备12个通道数据处理能力,多次成功应用到海上生产作业中,其实时性和处理效率满足大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的要求。CPCI多通道卡驱动程序设计合理,易于扩展到其他具有多通道、多任务、实时性要求高的嵌入式数据采集系统中。

    • 基于通信量权值二分图分配算法的列车通信网络研究

      2022, 30(5):215-220.

      摘要 (644) HTML (0) PDF 1.63 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对列车通信网络的网络性能直接受到网络拓扑结构的影响,提出一种基于设备间的通信量权值的二分图分配算法,解决网络拓扑中设备到交换机的分配问题。首先,根据列车通信网络中各设备间的实际通信情况,建立列车交换式以太网模型,得出设备间的通信量权值;然后,利用通信量权值的二分图分配算法完成设备到交换机的分配,构建新的交换式列车网络拓扑结构。通过OPNET建模仿真对该结构的网络性能进行分析,结果表明,优化后的列车通信网络拓扑结构比未优化的拓扑结构,在网络时延、链路利用率和吞吐量等网络性方面能均有很大的提升,可为列车通信网络拓扑结构优化研究提供理论参考。

    • 基于无线传输技术的肉鸡养殖场音频采集系统设计与实现

      2022, 30(5):221-230.

      摘要 (594) HTML (0) PDF 4.54 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效监测养殖场内肉鸡的健康状况,需要采集现场的音频信号,从中识别出鸣叫声与咳嗽声等生命体征信息,本研究设计了一种基于无线传输技术的肉鸡养殖场音频采集系统。系统由采集终端、无线通信模块与远程服务器组成。无线通信模块作为采集终端与远程服务器之间的通信媒介,用于建立两者之间的Socket连接。远程传输正常时,采集终端工作于定时或实时工作模式,将采集的音频信号经带通与谱减法滤波后发送至远程服务器存储。远程传输异常时,采集终端将不同工作模式下采集与处理的音频信号保存至SD卡存储模块。现场测试表明:采集终端能够根据设定的工作模式进行5 min时长音频信号的采集,采集的音频信号能够在10 s内快速传输至远程服务器保存,滤波前后音频信号的信噪比平均提升幅度为1.862。统计一个月时间内传输与保存的音频信号,得出总丢包率在0.3%以内。该系统为后续肉鸡健康状况监测的研究提供了重要的音频(数据)来源,因而具有较高的实用价值。

    • 基于迭代的旋转视觉元件针脚位姿估计精度优化

      2022, 30(5):231-237.

      摘要 (657) HTML (0) PDF 1.60 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:高效率型插件机通过同步带拖动旋转轴,插件模块紧凑重量轻,但大角度转动时旋转角定位误差偏大,针对旋转角定位误差影响针脚位姿估计精度的问题,提出基于位置约束和迭代拟合的位姿估计精度优化方法;元件针脚的相对位置固定,因此旋转测量时所有针脚转过相同角度,且针脚轨迹为圆周,该方法根据这两种约束构造了圆轨迹拟合方程和旋转角拟合方程,通过迭代实施这两种拟合得到旋转角的精确估计值,从而实现了元件针脚位姿精密估计;为了验证本文方法的有效性,进行了理论分析和仿真,仿真结果表明该方法可抑制大角度转动时旋转角的定位误差的增大,在常用针脚元件及工作参数下,迭代仿真的位姿误差控制在±0.018mm之内,耗时低于65ms,精度和实时性均能满足异形插件机的实际需求。

    • 基于移动边缘计算环境下的服务缓存和任务调度联合优化算法

      2022, 30(5):238-242.

      摘要 (704) HTML (0) PDF 1.01 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:在移动边缘计算中,在资源有限的边缘设备上对服务缓存和任务执行进行合理的决策能够大幅度地提高卸载效率和减少应用程序的处理时延。针对边缘计算环境下服务缓存与任务卸载决策问题,建立网络模型和服务缓存模型,定义关联的边缘设备、协作的边缘设备任务执行时延及远端云数据传输和任务执行的时延,提出一种联合优化算法来求解任务执行时延约束条件下的服务缓存决策最优解。该算法采用粒子群优化Particle Swarm Optimization(PSO),将移动用户的任务按照整数编码,优化任务处理时延适应度和粒子速度更新,缩短任务延迟时间。仿真实验结果表明,联合优化算法取得相比其他策略完成时间更少且能适应大规模任务调度的效果。

    • 基于数字光处理的短焦微型投影光学系统设计

      2022, 30(5):243-250.

      摘要 (742) HTML (0) PDF 1.84 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于投影仪逐渐走向大众化,产品从原来的专业应用向个人或家庭应用迅速转变;为满足短焦微型投影小型化、高照度、低功耗等需求,设计了一款适用于0.3″单片数字光处理器的短焦微型投影光学系统;本文基于复眼透镜的匀光特性,利用复眼透镜匀化整形光源,结合棱镜转向的照明技术方案,完成了照明系统设计,分析了照明系统的光照度分布;其次,基于反远距结构的成像原理,结合非球面和像方远心技术,在缩短光路的基础上增大了成像系统的景深;最后,建立成像系统的仿真模型,分析成像系统的像质和公差;结果表明:照明系统在数字微镜器件上的照度均匀性为90.91%,整个系统的光效率达到了88.45%;成像系统长度为53.9mm,全视场达到67°,在93lp/mm处调制传递函数大于0.52,畸变小于1.0%;该系统具有结构简单紧凑、体积小、照度高等优点,满足要求。

    • 基于FPGA的机载电力线载波通信调制解调模块设计

      2022, 30(5):251-257.

      摘要 (1047) HTML (0) PDF 2.11 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向复杂机载环境下大量电子设备控制信号和数据信息的传输需求,研究基于机载电力线的载波通信方案和设计实现方法,进行原理开发验证和应用测试;论文研究基于FPGA的机载电力线载波通信系统中调制解调模块设计方法,设计的2FSK调制解调模块包含调制电路、解调电路和控制电路三个部分,给出了每个部分内部具体子模块的设计原理和实现方法,并针对子模块功能分别进行了仿真和实验验证,最终结合所开发的电力线载波通信系统进行通信性能测试,结果表明了本文设计的调制解调模块的正确性,在通信波特率115.2kbps情况下,可实现通信误码率低于10-5。

    • >试验与评价技术
    • 遥感卫星地面接收系统业务能力评估

      2022, 30(5):257-261.

      摘要 (940) HTML (0) PDF 684.81 K (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航天事业的快速发展,遥感卫星的发射数量越来越多,遥感卫星地面接收系统面临着快速、稳定的接收新发射卫星下传数据的迫切需求。在此背景下提出了一种遥感卫星地面接收系统业务能力的评估方法,建立基于AHP的业务能力评估指标体系。结合业务特点,阐述了系统单机状态评估模型、系统业务能力评估模型并确定了各级因素的影响权重。实例分析结果表明,此评估方法能够快速确定遥感卫星地面接收系统对于某遥感卫星数据接收业务能力状态,给出系统最小化改进指引,对系统资源的利用及优化提供了可行性建议。

    • 一种1750A指令集仿真软核设计与验证

      2022, 30(5):262-267.

      摘要 (848) HTML (0) PDF 2.56 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:MIL-STD-1750A指令集是星载弹载计算机常用指令集之一,为实现该类指令集CPU+FPGA的通用性验证,实现安全性、强度、单粒子翻转等异常测试,满足测试覆盖率要求,保证星载弹载计算机系统可靠性,提出了一种CPU+FPGA的仿真模型搭建方法,利用如中断和故障处理机制的实现、浮点运算单元设计方式、异常注入机制设计以及图形控制界面等关键技术,实现了一种精简1750A仿真软核。实验证明,利用该仿真软核设计的CPU+FPGA的仿真模型平台,可极大提高1750系列CPU相关接口的FPGA产品的验证效率和可靠性,也为后续星载弹载软件的测试提供了一套故障注入方便、故障定位清晰的测试平台。

    • 国产航天元器件自主可控应用验证方法研究

      2022, 30(5):268-273.

      摘要 (781) HTML (0) PDF 2.05 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国正处于从航天大国成为航天强国的重要阶段,航天元器件自主可控关系到国家制造能力的提升,但由于我国国产元器件发展起步晚、技术差、可靠性不高,因此亟需建立一套较完整的元器件应用验证方法进而加速国产化替代工作。在此通过对元器件生产过程要素评价、功能性能验证、质量可靠性验证、应用适应性验证等多维度综合评估,建成面向产品维度、过程维度、体系维度的系统协调、融合开放的质量能力体系。采用该应用验证体系对国产ADC类器件HWD976进行测试,测试结果SNR为74.3213dB,SINAD为73.6524dB,SFDR为79dB,满足设计之初需求。该方法为支撑后续国产化替代产品的质量保障和应用可靠性评价提供了理论依据,加速推动我国航天装备自主可控目标的实现。

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