2015, 23(1):1-3, 7.
摘要:為借鑒國外狀態(tài)預測與健康管理(PHM)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗,促進(jìn)大型平臺實(shí)現從狀態(tài)監控向健康管理過(guò)渡,文章回顧了美軍PHM技術(shù)的發(fā)展概況,分析了F-35戰斗機PHM的體系結構組成以及各模塊的主要功能,總結了F-35戰斗機PHM的工作流程,介紹了F-35戰斗機PHM系統的發(fā)展現狀及存在的主要問(wèn)題,提出了對發(fā)展PHM技術(shù)的認識,為從事PHM技術(shù)工作者提供一些參考。
2015, 23(1):4-7.
摘要:針對石化工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)危害氣體泄漏風(fēng)險,現場(chǎng)工人作業(yè)時(shí)的安全監護問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了一種基于GPRS的工業(yè)危害氣體安全監測系統,給出了系統體系結構和軟硬件實(shí)現方法;基于STM32F103微處理器完成了便攜式個(gè)體安全檢測儀器硬件開(kāi)發(fā)和軟件設計,包括危害氣體濃度檢測、精確定位、GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸等功能;采取B/S結構完成了氣體安全監測系統軟件開(kāi)發(fā),包括技術(shù)架構、功能實(shí)現、軟件測試等;實(shí)驗室功能測試和現場(chǎng)安全監護測試結果表明:該系統檢測危害氣體濃度精確、功能多、穩定、實(shí)用性強,可應用于石化企業(yè)個(gè)體安全防護、事故應急處置、危險場(chǎng)所作業(yè)安全監護等領(lǐng)域。
2015, 23(1):8-10, 15.
摘要:為了對海水痕量營(yíng)養鹽與重金屬進(jìn)行測定,基于FCS的設計思想,采用流動(dòng)注射分光光度法研制了具有自適應外界設備、快速組建多種儀器及全數字化通信等特點(diǎn)的軟硬件一體化的通用測定平臺;平臺以ARM(S3C2416)處理器為核心,Linux為操作系統,LCD作為人機交互顯示,觸摸屏或者USB鼠標完成輸入控制,構成完整的嵌入式工控機系統;采用CAN總線(xiàn)并制定CAN應用層協(xié)議管理設備,提高了系統的可靠性及抗干擾能力;實(shí)際測試和應用證明,該平臺自動(dòng)化程度高,通用性、重用性及可擴展性均較強,可組建成亞硝氮、硝氮、氨氮、活性磷、鐵等多種痕量元素的實(shí)驗室、船載和原位分析系統,檢測限為nmol/L級別;平臺對樣品的測試準確度與商品專(zhuān)用儀器無(wú)顯著(zhù)性差異。
2015, 23(1):11-14.
摘要:為了提高測量精度和穩定性,降低測量成本,在深入研究MIE散射理論的基礎上,提出一種基于改進(jìn)反演算法的粒度測量系統設計方案;反演算法的改進(jìn)正則算子K可以降低光能殘差、增加平滑程度,增加的預處理可以準確地實(shí)現多峰反演;系統利用激光器、傅里葉透鏡、光電傳感器采集含有待測微粒信息的電信號,通過(guò)調理電路進(jìn)行處理,應用改進(jìn)反演算法分析得出粒度值及分布;通過(guò)實(shí)驗分析,基于改進(jìn)反演算法的粒度測量系統可以實(shí)現粒度顆粒準確測量,系統性能穩定可靠。
2015, 23(1):15-15, 30.
摘要:為了提高超聲波測距精度,分析了超聲波測距的原理,針對影響超聲波測距精度的主要因素——環(huán)境溫度,回波時(shí)間,從軟件和硬件上提出了解決方法;軟件上通過(guò)修正不同溫度下的傳播速度消除溫度對測距精度的影響;硬件上設計升壓驅動(dòng)發(fā)射電路、由儀表放大器組成的信號幅度補償電路和雙比較器構成的回波檢測電路以改善提高超聲波質(zhì)量和更好地確定傳播時(shí)間;0.5~5 m的障礙物試驗顯示該系統的測距誤差可限制在10 mm范圍內;應用表明該系統穩定可靠,測距精度高,所以該系統具有一定實(shí)用價(jià)值。
2015, 23(1):16-18, 21.
摘要:針對傳統電磁干擾測試存在的環(huán)境要求苛刻、操作復雜及費用昂貴等問(wèn)題,設計了一套基于虛擬儀器的電磁干擾近場(chǎng)測試系統;以近場(chǎng)探頭和頻譜儀組成系統硬件主體構架;運用LabWindows/CVI平臺的交互式界面設計實(shí)現測試項目統一管理,通過(guò)VISA技術(shù)和NI-DAQmx完成頻譜儀的控制和數據采集模塊的設計;進(jìn)行驗證測試時(shí),以3 kHz分辨率帶寬的精度,成功排查出130 MHz處的輻射干擾;系統可滿(mǎn)足非標準測試的需求,提高測試效率,并且開(kāi)發(fā)周期短,兼容性強,具有一定的實(shí)用性與推廣價(jià)值。
2015, 23(1):19-21.
摘要:為了解決裝備中大量線(xiàn)纜通斷測試的需求,將邊界掃描測試技術(shù)應用到線(xiàn)纜測試中,線(xiàn)纜之間連接關(guān)系轉化為大規模邏輯器件之間的連接關(guān)系,利用信號收發(fā)判斷連接關(guān)系的正確性;試驗證明,測試設備能夠短時(shí)間內,準確查找到線(xiàn)纜的錯連、少連、多連等錯誤類(lèi)型,測試結果準確可靠,滿(mǎn)足大量線(xiàn)纜測試的需求,也為邊界掃描技術(shù)的擴展應用提供了一種有益的參考。
2015, 23(1):22-26.
摘要:針對高速公路上結冰狀況僅靠駕駛員觀(guān)察易導致事故的現狀,根據結冰溫度和冰的導電性,并結合光在冰層中的傳播特性,提出一種利用ZigBee技術(shù)的新型的高速公路路面結冰信息檢測系統;該系統以楔形光纖作為光的傳播媒介,通過(guò)采集光纖內光強的變化,結合溫度和阻值的大小來(lái)融合出高速公路上冰的冰厚和冰型;介紹溫度、阻值和光強等采集模塊的設計原理,及實(shí)驗測試環(huán)境的實(shí)現;經(jīng)過(guò)驗證,該系統可有效檢測出路面的冰厚和冰型。
2015, 23(1):27-30.
摘要:針對現有飛行安全監控體系中ACARS報文航跡點(diǎn)數量稀疏、分布不均勻、時(shí)延長(cháng),提出基于A(yíng)DS-B技術(shù),實(shí)現實(shí)時(shí)、不間斷飛行安全監控;首先,分析ADS-B廣播的信息攜帶量,評估建立基于A(yíng)DS-B實(shí)時(shí)飛行安全監控體系的可行性;該實(shí)時(shí)監控體系使用逆仿真檢測飛行員的超限操作,使用飛行動(dòng)力學(xué)仿真評估操作產(chǎn)生的后果,從而對飛行過(guò)程中存在的誤操作進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并告警;然后,本著(zhù)實(shí)用、可靠的原則,利用現有的計算機輔助軟件,建立了ADS-B實(shí)時(shí)飛行安全半物理測試平臺;最后,基于該平臺建立了設計實(shí)時(shí)飛行安全監控系統的工程化、規范化流程;仿真結果驗證了基于A(yíng)DS-B廣播進(jìn)行飛行安全監控的實(shí)時(shí)性、有效性。
曹建樹(shù) , 張義 , 李楊 , 李魁龍 , 徐寶東
2015, 23(1):31-33.
摘要:分析了國內天然氣管道現狀及檢測維護情況,針對目前天然氣管道裂紋缺陷檢測問(wèn)題,采用電磁超聲檢測方法,并結合虛擬儀器技術(shù),設計了天然氣管道機器人測控系統;系統以PXI模塊化儀器平臺為核心,結合數據采集模塊和運動(dòng)控制模塊構建了硬件平臺,以L(fǎng)abVIEW編程語(yǔ)言為基礎開(kāi)發(fā)了人機交互軟件平臺;該系統能夠控制機器人在管道內的運動(dòng),并可在管道內壁激勵和接收超聲導波;整個(gè)系統可靠性高、擴展性強、人機交互界面友好,滿(mǎn)足了機器人管內電磁超聲檢測作業(yè)時(shí)的運動(dòng)控制、數據采集及處理要求。
2015, 23(1):34-36.
摘要:為了實(shí)現對無(wú)色液體透明瓶裝產(chǎn)品的非接觸性檢測,設計一種液位實(shí)時(shí)檢測系統;系統通過(guò)工業(yè)數字攝像頭實(shí)時(shí)采集產(chǎn)品圖像,基于OpenCV開(kāi)源平臺,對其進(jìn)行相關(guān)的預處理,檢索液體區域的輪廓,提出了一種適合液位檢測的包圍盒取高算法,可得到液位高度;圖像采集過(guò)程中利用白色背景和特殊的光源設計突顯液體區域,不借助外部測量?jì)x器對液位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測;對100副不同液位的產(chǎn)品圖像進(jìn)行測試,測量結果表明,此系統能夠快速準確地獲得瓶裝液體的高度信息,最大相對誤差0.8%,具有較好的準確性和實(shí)時(shí)性。
2015, 23(1):37-39.
摘要:砂塵濃度指標嚴重影響砂塵風(fēng)洞試驗效果;在大型砂塵風(fēng)洞中準確的測量及有效的控制砂塵濃度是砂塵風(fēng)洞設備研制中的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題;針對動(dòng)態(tài)試驗工況環(huán)境中濃度傳感器標定的問(wèn)題,分析了濃度測量時(shí)標定參數與風(fēng)速和濃度的關(guān)系,使用模型樹(shù)算法建立了三者之間的關(guān)系模型,以此模型來(lái)預測各種動(dòng)態(tài)情況下的標定參數;針對復雜環(huán)境下濃度動(dòng)態(tài)控制問(wèn)題,采用專(zhuān)家PID算法,提出了多回路控制系統結構和專(zhuān)家規則;工程實(shí)踐表明該測量和控制方法滿(mǎn)足了動(dòng)態(tài)試驗環(huán)境的需求,取得了良好效果;模型樹(shù)算法和專(zhuān)家PID系統能有效的解決動(dòng)態(tài)工況下砂塵濃度的測量與控制問(wèn)題。
2015, 23(1):40-42.
摘要:由于大型軸類(lèi)零件(d≥500 mm)本身的特點(diǎn),現有的圓柱度測量?jì)x器和裝置都無(wú)法滿(mǎn)足其圓柱度的測量環(huán)境和要求,大型軸類(lèi)零件的圓柱度測量成為了石油、造紙、鑄造等行業(yè)發(fā)展的制約因素;文章根據近年來(lái)波蘭凱爾采科技大學(xué)提出的V型塊法設計了一種大型軸類(lèi)零件圓柱度的在位測量裝置,將在位測量裝置所采集到的信號通過(guò)數據采集卡在LabVIEW軟件平臺上進(jìn)行數據分析和處理,最終得出被測軸類(lèi)零件的最小二乘圓柱度,從而驗證了V型塊法在位測量大型軸類(lèi)零件圓柱度的可行性。
2015, 23(1):43-45, 49.
摘要:設計一款無(wú)需布線(xiàn)、人機交互界面好、系統數據及信息顯示直觀(guān)的RFTR1無(wú)線(xiàn)火災監測報警系統;系統以單片機STC12C5A60S2為核心控制器,利用LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境設計上位機的監測界面,上位機通過(guò)串行口與單片機通信,從而實(shí)現對多路數據的采集與監測;文中重點(diǎn)介紹系統的實(shí)現過(guò)程,設計并解釋系統的硬件連接,對系統作軟件設計,解釋了LabVIEW監測平臺的應用;經(jīng)測試火災監測系統運行正常,無(wú)線(xiàn)通信距離較遠(無(wú)障礙時(shí)達1 000 m),系統具有對功能變化的適應性強、抗干擾能力強、安裝調試簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
2015, 23(1):46-49.
摘要:故障的準確診斷和定位是云計算系統提供持續服務(wù)的前提條件;為了提高系統故障診斷和定位的性能,文章提出了一種基于故障矩陣的貝葉斯故障定位方法;首先,對云計算系統的軟件結構進(jìn)行了抽象,對事物進(jìn)行了定義,并描述了事務(wù)的執行路徑;其次,將系統運行的多個(gè)執行路徑表示為故障矩陣,并給出了組件健康狀態(tài)的邏輯命題表達式;最后,應用貝葉斯概率分析了系統故障的概率;實(shí)驗表明,文章提出的方法與其它相關(guān)方法相比,故障識別的準確性更高,所用的執行時(shí)間更短。
2015, 23(1):50-52, 56.
摘要:文章提出了一種基于激光及三維場(chǎng)景仿真技術(shù)瓷磚表面平整度檢測方法;上位機使用Multigen Creator完成檢測線(xiàn)三維場(chǎng)景建模,結合Vega Prime進(jìn)行仿真,并在vs2010單文檔程序框架進(jìn)行集成;由于實(shí)際測量過(guò)程中真值往往是不可知的,因此探討了采用不確定度對激光器縱向角偏移誤差進(jìn)行分析的方法,通過(guò)分析可知,在縱向偏移角小于3度情況下,激光傳感器安裝偏差導致的不確定性小于0.12 mm;通過(guò)不同實(shí)驗環(huán)境下測試可知,本在線(xiàn)檢測系統具有極高精度和重復穩定性,檢測精度可達0.02 mm,本系統可以擴展應用到多種領(lǐng)域的在線(xiàn)表面檢測系統中。
2015, 23(1):53-56.
摘要:某型新研舵機性能需要嚴格而有效的測試;利用LabVIEW平臺,開(kāi)發(fā)了一種舵機綜合性能測試系統;整個(gè)系統基于PXI總線(xiàn)進(jìn)行構建,以保證系統測試的精確性和可靠性,能夠產(chǎn)生對舵機的控制信號,同時(shí)實(shí)現數據的采集和存儲,波形的實(shí)時(shí)顯示,測試數據的分析、保存和打印等功能;該系統已應用在某型舵機性能測試中;試驗結果表明,該系統操作方便,運行穩定,測試結果精確可靠。
2015, 23(1):57-59, 63.
摘要:針對傳統的航空雷達網(wǎng)絡(luò )面臨的入侵威脅,以及雷達網(wǎng)絡(luò )存在的入侵診斷檢測效率較低,數據匹配速度較慢等問(wèn)題,提出了一種基于雙向聯(lián)想記憶網(wǎng)絡(luò )的航空雷達在線(xiàn)入侵診斷方法,構建航空雷達在線(xiàn)入侵診斷模型,對航空雷達網(wǎng)絡(luò )中的外部數據進(jìn)行預處理,并獲取數據特征以及數據特征的可辨識屬性矩陣和決策辨識函數,計算測試參數集的所有特征向量,從而使入侵檢測算子的匹配量減少,以此提升數據匹配效率,實(shí)現對外部入侵數據的過(guò)濾檢測,從而對雷達數據網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行在線(xiàn)監控,有效抵御外部異常數據的入侵,保證了航空雷達網(wǎng)絡(luò )的安全性;仿真結果表明文章方法有效提高了航空雷達網(wǎng)絡(luò )的在線(xiàn)數據檢測匹配速度,診斷準確率達到93.3%,且對航空雷達的入侵診斷檢測效率、誤報率、漏報率等方面都有明顯改善。
2015, 23(1):60-63.
摘要:針對TE化工過(guò)程高度非線(xiàn)性、復雜性的特點(diǎn),文章提出了一種基于相關(guān)分析和最小二乘支持向量機對TE過(guò)程進(jìn)行多模型建模方法,以提高模型性能;首先對TE過(guò)程采用相關(guān)分析法劃分為3個(gè)子系統,對每個(gè)子系統分別采用基于C-均值聚類(lèi)的最小二乘支持向量機建模和基于K均值聚類(lèi)的最小二乘支持向量機多模型建模;實(shí)驗表明,基于K均值聚類(lèi)的多模型建模能簡(jiǎn)化計算、提高模型精度、并且能更好的預測模型輸出。
2015, 23(1):64-66.
摘要:針對單一監控系統信息孤立、不能實(shí)現各子系統報警聯(lián)動(dòng)的現狀,文章結合某彈藥庫的安全防護技術(shù)要求,利用系統已有的硬件資源和網(wǎng)絡(luò )優(yōu)勢,在統一的控制策略下實(shí)現各系統的聯(lián)動(dòng),從而有效解決了各子系統之間聯(lián)動(dòng)操作,實(shí)現了系統的綜合管理、功能聯(lián)動(dòng)和遠程監控等功能;該系統集成度高,目前已成功投入運行1年多,各子系統、系統間聯(lián)動(dòng)功能正常,大大提高了庫區安全管理水平,其設計思想對于其它多點(diǎn)綜合安全防范場(chǎng)所具有很高的應用價(jià)值。
2015, 23(1):67-69.
摘要:吹掃氣氛控制是熱分析儀實(shí)驗中重要的一環(huán),氣氛的穩定度是影響儀器基線(xiàn)性能的重要因素之一,除此外,雙路氣氛平穩切換是進(jìn)行某些熱分析專(zhuān)業(yè)測試的重要條件;由于國產(chǎn)熱分析儀器大多數氣氛控制裝置為手動(dòng),控制精度差,操作不便,為了提高熱分析儀器的智能化水平,提高氣氛控制的精度,設計了一種熱分析專(zhuān)用智能化氣氛控制模塊;此模塊采用STM32F107VC32位芯片為核心控制MCU,通過(guò)合理設計信號采集及控制驅動(dòng)電路,配合控制及數據處理軟件,使原來(lái)的氣氛氣路切換控制以及流量控制由手動(dòng)完全實(shí)現微機智能控制,控制精度、響應速度以及穩定性都大為提高;此模塊已獲得國家專(zhuān)利,并應用于DSC30熱分析儀,使用效果理想。
2015, 23(1):70-72.
摘要:在催化裂化裝置生產(chǎn)中,主分餾塔的操作水平和技術(shù)水平直接影響整套裝置的經(jīng)濟效益;研究催化裂化加工裝置優(yōu)化設計,分餾系統的操作優(yōu)化非常重要;引入已經(jīng)建立的分餾塔多目標優(yōu)化函數并運用NSGA-Ⅱ對模型進(jìn)行求解;通過(guò)深入研究算法并對NSGA-II算法中各項參數設置后,求解得一組Pareto最優(yōu)解,該組最優(yōu)解具有良好的延伸和分布;并引入多目標綜合評價(jià)優(yōu)化函數,求得一組最優(yōu)解;結果表明在滿(mǎn)足約束條件下,分餾塔的汽油和柴油的產(chǎn)率能得到顯著(zhù)的優(yōu)化。
2015, 23(1):73-75.
摘要:網(wǎng)絡(luò )控制系統建模難度大或代價(jià)高,并且網(wǎng)絡(luò )環(huán)境受時(shí)延、丟包、其他節點(diǎn)干擾的影響時(shí)刻都在變化,使用傳統的控制方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足控制要求,在網(wǎng)絡(luò )控制系統中引入僅利用當前在線(xiàn)數據的無(wú)模型自適應控制,從而避開(kāi)了系統建模問(wèn)題,同時(shí)為了更好地適應網(wǎng)絡(luò )環(huán)境變化,將多新息理論應用于無(wú)模型方法的控制律計算,加快其收斂速度,達到準確快速控制的目的;利用TrueTime仿真工具箱,搭建了一個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )控制系統的仿真平臺;仿真結果證實(shí)了無(wú)模型自適應控制算法在非線(xiàn)性系統下的控制效果優(yōu)于PID,并且證實(shí)了使用多新息理論改進(jìn)無(wú)模型控制律算法的有效性。
2015, 23(1):76-79.
摘要:針對常規視頻監控系統在線(xiàn)實(shí)時(shí)性不強,海量視頻數據傳輸遲滯,任務(wù)管理單一等問(wèn)題,提出了構建在云計算環(huán)下基于多虛擬機技術(shù)在線(xiàn)視頻監控系統;利用云計算平臺中的物理資源與服務(wù)資源提升在線(xiàn)視頻監控系統數據處理能力,虛擬機可同時(shí)處理大量的視頻監控數據,并將視頻數據以云存儲的方式存儲于云端服務(wù)器,降低了設備建設成本,可根據不同用戶(hù)需求定制相關(guān)服務(wù);本系統基于云計算平臺設計,應用數十臺乃至數百臺虛擬機對在線(xiàn)視頻監控數據進(jìn)行處理,設計實(shí)現了云平臺下在線(xiàn)視頻監控系統的結構設計、以太網(wǎng)通信接口設計、服務(wù)器硬件配置和虛擬機控制;在軟件設計方面通過(guò)對各虛擬機資源利用率的計算而動(dòng)態(tài)分配資源,從而可以有效減少網(wǎng)絡(luò )傳輸系統狀態(tài)信息的帶寬開(kāi)銷(xiāo);通過(guò)系統功能與性能測試表明,在常規公共網(wǎng)絡(luò )10 M帶寬的情況下,本系統在線(xiàn)視頻監控數據的傳輸延遲時(shí)間相比于傳統視頻監控減少了85%以上,監控視頻數據量減少了75%以上。
2015, 23(1):80-82.
摘要:為實(shí)現對存在健康隱患人群的位置及生命特征信息遠程監測,設計了基于GPS與GPRS的遠程健康監護系統;以STM32為主處理器,根據生命特征傳感器采集的信號特點(diǎn),設計監測節點(diǎn)驅動(dòng)電路;在GPS與GPRS網(wǎng)絡(luò )的基礎上,設計監測節點(diǎn)軟件;利用軟件設計技術(shù),設計監控終端與數據處理中心;最終該系統能夠實(shí)時(shí)獲取和轉發(fā)人體血氧、心電、溫度及位置信息,數據處理服務(wù)平臺能夠存儲、分析和發(fā)布獲取的信息,各監控終端可以查詢(xún)被監測者的位置與生命特征信息;測試表明,該系統采集的數據準確,信號轉發(fā)能力強,能夠滿(mǎn)足應用需求。
2015, 23(1):83-85, 89.
摘要:提出一種融合無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò )和Internet的智能路燈監控系統設計方案,該系統由遠程計算機終端、手機、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)及路燈子節點(diǎn)組成;在智能模式下,路燈能夠根據周?chē)h(huán)境光照度自動(dòng)亮滅或調整亮度;在控制模式下,值班人員可通過(guò)計算機實(shí)現對路燈進(jìn)行單獨、部分或整體定時(shí)開(kāi)關(guān)燈控制及亮度調節,或通過(guò)手機查詢(xún)系統運行狀況;實(shí)驗結果表明,操作者可遠程監控路燈,使其工作于智能模式或控制模式;系統具備路燈故障自動(dòng)檢測功能,確保故障路燈得到及時(shí)修復;路燈電源則可在市電和太陽(yáng)能蓄電池供電兩種方式間自動(dòng)切換以節約電能;系統具有人性化,智能化,性能穩定,成本低廉,節能低耗的特點(diǎn),值得推廣使用。
2015, 23(1):86-89.
摘要:為了設計一種具有低成本、低功耗、易操作、功能強且可靠性高的煤礦井下安全分站,針對煤礦安全生產(chǎn)實(shí)際,文章提出了采用MCS-51系列單片機為核心、具有CAN總線(xiàn)通信接口的煤礦井下安全監控分站的設計方案;首先給出煤礦井下安全監控分站的整體構架設計,然后著(zhù)重闡述模擬量輸入信號處理系統的設計過(guò)程,最后說(shuō)明單片機最小系統及其鍵盤(pán)、顯示、報警、通信等各個(gè)組成部分的設計;為驗證設計方案的可行性與有效性,使用Proteus軟件對設計內容進(jìn)行仿真驗證,設計的煤礦井下安全監控分站具有瓦斯、溫度等模擬量參數超標報警功能和電機開(kāi)停、風(fēng)門(mén)開(kāi)閉等開(kāi)關(guān)量指示功能;仿真結果表明:設計的煤礦井下安全監控分站具有一定的實(shí)際應用價(jià)值。
2015, 23(1):90-92.
摘要:針對脫硫的工況特點(diǎn),設計了一種基于PLC的智能化高效煙氣脫硫控制系統;該系統通過(guò)監控煙氣管道中的溫度、流量、顆粒濃度等動(dòng)態(tài)擬合出實(shí)時(shí)二氧化硫的流量,經(jīng)分析后及時(shí)輸出控制指令,進(jìn)而有效的控制脫硫裝置的運行狀況,提高脫硫效率,降低了成本;系統以西門(mén)子PLC作為脫硫裝置控制核心,以紫金橋監控軟件為上位機組態(tài)軟件,通過(guò)實(shí)際的生產(chǎn)運行,系統的脫硫效率達到了96.2%;且該系統具有良好的穩定性和實(shí)用性。
2015, 23(1):93-95.
摘要:為了實(shí)現室內環(huán)境中腦控輪椅的自主導航,提出了一種簡(jiǎn)單有效的路徑跟蹤控制方法;給定的路徑通常被表示為一系列離散點(diǎn),根據這一特點(diǎn),提出了分段直線(xiàn)路徑跟蹤方法,即依次跟蹤由前后兩個(gè)路徑點(diǎn)構成的直線(xiàn)路徑到達目標點(diǎn);基于預瞄點(diǎn)技術(shù)并結合模糊算法和傳統的PID控制方法設計控制器,完成各分段直線(xiàn)路徑的跟蹤,并給出了有效的切換條件;實(shí)驗結果表明,文章提出的路徑跟蹤控制方法能夠使腦控輪椅在室內環(huán)境中精確地跟蹤給定路徑。
2015, 23(1):96-98.
摘要:隨著(zhù)配電網(wǎng)對配電終端裝置可視化要求的提高,作為人機交互主要媒介的液晶系統得到廣泛應用;提出了一種基于A(yíng)M335X的液晶顯示控制系統,系統硬件上采用模塊化設計思路,包括核心控制電路、人機交互模塊和通信接口三部分;以Windows CE 7.0為平臺,軟件上構建了動(dòng)態(tài)鏈接庫,邏輯上采用了多線(xiàn)程結構,使得軟件實(shí)現簡(jiǎn)單,系統穩定;實(shí)驗結果表明,系統運行流暢、控制精確,完全符合工業(yè)應用要求,為各種配電終端裝置顯示前端的設計提供了一種可靠設計方案。
2015, 23(1):99-101, 105.
摘要:針對目前在木材干燥過(guò)程中檢測參數精度低的問(wèn)題,設計了一種木材干燥窯參數檢測系統;該系統對干燥窯有關(guān)參數進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、調理,經(jīng)ARM處理器進(jìn)行數據處理后,將采集的數據通過(guò)WiFi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上傳至PC機;為改進(jìn)系統的控制算法,引入深度學(xué)習方法,提出了一種基于DBN-PID的控制算法,并與BP-PID算法進(jìn)行了實(shí)驗比較;實(shí)驗結果表明,DBN-PID控制算法應用在木材干燥窯參數檢測系統中具有更高的檢測精度;為進(jìn)一步說(shuō)明DBN-PID算法的性能,還與BP-PID算法進(jìn)行了仿真比較;仿真表明,DBN-PID算法能夠很好的近似非線(xiàn)性對象,具有較強的自適應能力。
2015, 23(1):102-105.
摘要:為全面測控飛行器姿態(tài),設計了一種能實(shí)時(shí)監測、控制飛行器姿態(tài)傾角的遠程遙測系統;采用FPGA進(jìn)行中央邏輯控制,構建了智能變送模塊;將上位機作為終端設備,結合步進(jìn)電機24BYJ48-5V與雙軸傾角傳感器ROB100等前端設備,經(jīng)過(guò)硬件及軟件調試,完成步進(jìn)電機閉環(huán)控制,實(shí)現-90°~+90°范圍內對飛行器任意傾角值的實(shí)時(shí)測量與控制,測試精度達0.5°;通過(guò)大量試驗結果及分析表明,該系統可靠性高、可移植性強,能夠完成對飛行器姿態(tài)的實(shí)時(shí)測控,各項性能指標均滿(mǎn)足項目需求。
2015, 23(1):106-109.
摘要:無(wú)人直升機控制系統是一個(gè)易受環(huán)境干擾的、各通道相互耦合的非線(xiàn)性系統.為了實(shí)現無(wú)人直升機能在不同環(huán)境下自主飛行,需要設計抗干擾能力強的控制器;采用系統辨識的方法得到直升機橫向通道和縱向通道姿態(tài)環(huán)路的線(xiàn)性系統模型;根據線(xiàn)性最優(yōu)二次型理論,對直升機橫向通道和縱向通道的姿態(tài)環(huán)路設計了LQR最優(yōu)控制器,使用MATLAB仿真選取最優(yōu)控制器參數后,在A(yíng)LIGN 700N 直升機上進(jìn)行了實(shí)際飛行試驗,仿真和飛行試驗表明,采用LQR控制技術(shù)設計的無(wú)人直升機姿態(tài)控制器具有較強的魯棒性和實(shí)用性.
2015, 23(1):110-112.
摘要:針對風(fēng)力發(fā)電系統處于欠功率階段時(shí),風(fēng)能利用系數須保持在最大值的問(wèn)題,以欠功率階段的最大風(fēng)能追蹤為研究重點(diǎn),對風(fēng)力機捕獲風(fēng)能的過(guò)程進(jìn)行理論分析,提出了一種基于蟻群算法自整定PID的最大風(fēng)能追蹤控制策略,利用蟻群算法的全局優(yōu)化能力優(yōu)化PID的3個(gè)參數,給出了該算法的基本思想以及具體實(shí)現步驟,設計了蟻群算法自整定PID控制器,搭建了系統仿真圖,并對其進(jìn)行相應的仿真分析;仿真結果表明,與傳統的PID控制策略相比,該控制策略使控制系統具有良好的動(dòng)態(tài)響應能力,提高了風(fēng)電系統的控制精度、風(fēng)能利用率、輸出功率,實(shí)現了機組的優(yōu)化運行。
李運堂 , 吳進(jìn)田 , 梁宏民 , 趙靜一 , 賈宇寧
2015, 23(1):113-114, 126.
摘要:為了實(shí)現對靜壓氣體軸承氣膜厚度,壓力分布和承載能力的自動(dòng)檢測,設計了一種基于單片機的檢測裝置和控制系統;該系統采用ATmega16L單片機作為平臺運動(dòng)控制和數據處理的核心,結合軟件控制步進(jìn)電機的轉向和轉速,實(shí)現了極坐標定位,并采集承載力,氣膜壓力和氣膜厚度等數據,通過(guò)LCD顯示和鍵盤(pán)輸入,較好地實(shí)現了人機交互;同時(shí),裝置可以通過(guò)RS232與上位機通訊,實(shí)現上位機的直接控制;把該系統對氣體軸承性能參數的測量結果與仿真結果進(jìn)行對比,結果表明該裝置和系統是正確可行的。
2015, 23(1):115-117, 131.
摘要:針對現代智能樓宇與基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的LED光源調控應用需求,設計了一套分布式無(wú)線(xiàn)智能LED光照度調控系統;系統采用上下位機結構,以MSP430微處理器為分布式控制終端的主控單片機,根據控制終端內部預制的LED開(kāi)啟時(shí)間段和預期光照度參數,進(jìn)行基于光照度反饋的分布式LED光源亮度PWM閉環(huán)調控,并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊方式實(shí)現上位機對分布式多點(diǎn)LED調光控制終端的開(kāi)關(guān)控制、預制參數調整和光照度狀態(tài)監測。通過(guò)測試實(shí)驗驗證了系統設計的正確有效性。
2015, 23(1):118-119, 152.
摘要:針對城市軌道車(chē)輛行駛中出現輪對打滑的控制問(wèn)題,使用一種非奇異終端滑模控制方法,基于城軌車(chē)輛永磁同步電機數學(xué)方程,建立永磁同步電機矢量控制模型,參考非奇異終端滑模控制策略,模擬列車(chē)控制系統應對打滑的控制步驟;在Matlab環(huán)境下建立仿真模型,仿真結果表明,與傳統PID控制相比,采用非奇異終端滑模控制,牽引電機可以在更短的時(shí)間內到達給定值,且對于擾動(dòng)具有魯棒性, 軌道車(chē)輛在輪對發(fā)生打滑的情況下可以更快更穩定地恢復到平穩運行區。
2015, 23(1):120-122, 156.
摘要:磨礦過(guò)程的大滯后和時(shí)變性等特點(diǎn),致使對磨機負荷的最佳工作點(diǎn)很難進(jìn)行穩定、高效的控制,針對以上情況,借鑒生物界的免疫反饋原理和遺傳算法,利用模糊控制可以有效地實(shí)現對非線(xiàn)性、純滯后、復雜的對象進(jìn)行控制的優(yōu)點(diǎn),并結合PID與自尋優(yōu)方法,設計出磨機負荷專(zhuān)家控制系統,用VB編寫(xiě)OPC客戶(hù)端及控制程序,實(shí)現對磨機負荷的動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制;試驗結果表明,文章提出的控制策略能夠增強系統的穩定性,且在干擾存在的情況下也能很好的跟隨系統的參數變化,在提高磨機臺時(shí)產(chǎn)量的同時(shí)增加了礦廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。
2015, 23(1):123-126.
摘要:為了更好地應對基層保障人員在高技術(shù)武器裝備現場(chǎng)保障過(guò)程中保障效能不足的問(wèn)題,基于網(wǎng)絡(luò )為中心的架構和標準化的信息描述,提出了一種裝備現場(chǎng)級綜合診斷系統的技術(shù)方案;利用便攜式自動(dòng)測試設備和遠程技術(shù)支持系統集成各級保障機構的測試診斷資源和裝備全壽命周期的保障信息資源,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將相關(guān)的診斷資源提供給現場(chǎng)的保障人員,為現場(chǎng)的裝備故障診斷提供直接的、實(shí)時(shí)的、工程化的支持,能有效提高部隊對復雜武器系統的現場(chǎng)搶修效能。
2015, 23(1):127-131.
摘要:針對現代數字化戰車(chē)電氣與電子系統技術(shù)復雜、各分系統關(guān)聯(lián)程度高、維修保障困難等問(wèn)題,設計了一種基于CAN總線(xiàn)的數字化戰車(chē)自動(dòng)測試系統;整體設計基于模塊化思想,充分利用車(chē)載備用總線(xiàn),綜合運用了DSP+FPGA控制處理技術(shù)、AFPN智能故障診斷技術(shù),在診斷過(guò)程中對功能模塊的每個(gè)擴展方向分別建立模糊Petri網(wǎng)模型,能夠對車(chē)載電氣與電子系統進(jìn)行分系統獨立測試和全系統聯(lián)合檢測,具有快速故障定位能力和拓撲適應能力;采用適配器與上位機測試軟件的分體式設計,實(shí)現了平臺物理資源復用,從而實(shí)現了底層設備的通用、互換,保障了測試一致性;應用表明,該系統能夠較好的適用于現代數字化戰車(chē)的維修保障,使用方便,故障診斷快速有效。
2015, 23(1):132-134.
摘要:坦克瞄準線(xiàn)穩定系統復雜的內部結構導致機理建模的準確性大大降低,提出了利用經(jīng)典階躍響應法與遺傳算法相結合的方法對某型坦克瞄準線(xiàn)穩定系統伺服控制回路進(jìn)行系統辨識;通過(guò)DSP系統與三次樣條插值數據處理測得了某種工況下的瞄準線(xiàn)穩定系統階躍響應曲線(xiàn);以先驗知識為基礎確定待辨識系統模型階次,并利用改進(jìn)遺傳算法辨識模型參數,從而獲取被控對象的模型;用階躍響應性能指標誤差評價(jià)法對系統辨識方法的效果進(jìn)行了驗證,結果表明,該方法能準確地實(shí)現瞄準線(xiàn)穩定系統的模型辨識。
2015, 23(1):135-138.
摘要:為了在導彈試驗任務(wù)中給指揮員提供決策支持,設計了一種基于HLA和VEGA的海基靶場(chǎng)半實(shí)物視景仿真系統;將三軸飛行轉臺、目標模擬器、負載模擬器等實(shí)物接入仿真系統,采用高層體系結構規范構建仿真系統的聯(lián)邦架構,設計了聯(lián)邦對象模型,建立了關(guān)鍵聯(lián)邦成員的數學(xué)模型,解決了反射內存網(wǎng)與HLA的時(shí)間推進(jìn)沖突問(wèn)題,有效提高了仿真系統數據傳輸的實(shí)時(shí)性;采用Multigen-Creator軟件建立了各個(gè)仿真實(shí)體的3D模型,利用Vega軟件實(shí)現模型的渲染、場(chǎng)景驅動(dòng)、聲音仿真等;通過(guò)系統測試,結果表明:該視景仿真系統能夠實(shí)時(shí)驅動(dòng)各個(gè)仿真實(shí)體運行,視景畫(huà)面流暢,圖像刷新速率達到30幀/s以上,滿(mǎn)足系統實(shí)時(shí)性要求。
2015, 23(1):139-142.
摘要:針對目前測試性驗證試驗中故障樣本分配考慮因素單一,分配結果不太合理,影響測試性驗證評估準確度的問(wèn)題,文章綜合考慮故障樣本分配的影響因素,提出了故障樣本分配的綜合加權方法;首先,在分析影響因素的基礎上,明確了綜合加權分配算法;然后對影響系數和影響因素的權值進(jìn)行確定;最后,通過(guò)在某系統測試性驗證試驗中的應用表明,該方法考慮因素更加全面,與基于故障率的按比例分層抽樣分配方法相比較,故障樣本分配結果更加合理,測試性驗證評估結果更加接近系統測試性設計的真實(shí)水平,更具有工程應用價(jià)值。
2015, 23(1):143-144, 160.
摘要:為了評估某型機載瞄準系統的精度,根據飛行試驗參數測試需要,提出了通過(guò)圖像測量與DGPS融合處理方法進(jìn)行瞄準精度評估的測試方法;該方法利用飛行試驗獲取的圖像數據與其他測量數據相結合,同時(shí)進(jìn)行了理論分析并給出了計算步驟,建立精度評估測試方法,并且計算出了跟蹤精度;最后將該方法在工程上的應用做了分析,得出該評估方法在該機載武器瞄準系統精度評估方面具有一定的參考意義,并且可在同類(lèi)試驗課題中推廣應用。
李?lèi)?ài)民 , 張立君 , 曾治巍
2015, 23(1):145-148.
摘要:為更好地通過(guò)計算機進(jìn)行裝備維修質(zhì)量控制,文章深入研究了群層次分析法,引進(jìn)了歐氏距離理論,運用距離標度對其進(jìn)行了改進(jìn),并分析、界定了裝備維修過(guò)程模塊,建立了質(zhì)量評估指標體系,得出了基于改進(jìn)型群AHP的裝備維修質(zhì)量評估方法;最后,以某型裝備為案例進(jìn)行了該方法的具體應用研究,對應用結果的分析表明了該方法較一般方法能夠更為科學(xué)、準確地得到評估結果,并且在計算機應用中更具有可操作性,為裝備維修質(zhì)量評估和控制提供了一種可借鑒的方法。
2015, 23(1):149-152.
摘要:鑒于我國運載火箭測試數據判讀工作現狀,研究測試數據的預測算法,有助于預判故障趨勢,提前采取措施;分析了運載火箭測試數據,提出測試數據依時(shí)間序列的分類(lèi)方法;針對類(lèi)周期型數據,設計了相應的特征提取算法,得出數據特征時(shí)間序列;應用滾動(dòng)自回歸預測算法,并將歷史實(shí)際值與預測值的加權值作為當前時(shí)刻的建模數據,實(shí)現了類(lèi)周期數據特征的趨勢預測;該方法有助于改進(jìn)運載火箭類(lèi)周期型數據判讀方法。
2015, 23(1):153-156.
摘要:針對無(wú)人機跟蹤目標的航跡規劃問(wèn)題,文章提出了一種雙評估函數的改進(jìn)A*算法;首先,根據無(wú)人機在跟蹤目標時(shí)的飛行特點(diǎn)提出了航跡規劃策略,并結合無(wú)人機的油耗、航跡長(cháng)短和機動(dòng)性能等約束條件來(lái)設計中間目標點(diǎn)的評估函數和航跡片段的評估函數;之后,采用加權法對A*算法進(jìn)行改進(jìn),以使航跡的優(yōu)化與時(shí)間耗費之間找到平衡點(diǎn);同時(shí),改進(jìn)在Open表中插入與刪除節點(diǎn)的方式,提高計算效率;最后,通過(guò)對跟蹤航跡的仿真,表明該算法可以快速、有效地為無(wú)人機在跟蹤目標時(shí)規劃出優(yōu)化的航跡。
2015, 23(1):157-160.
摘要:針對傳統算法預測回轉窯煅燒帶溫度存在精度低、速度慢的問(wèn)題,提出了基于改進(jìn)極限學(xué)習機(ELM)的回轉窯煅燒帶溫度預測方法;對ELM輸入權值矩陣定義了變換系數,采用黃金分割法在給定區間內搜尋變換系數的最佳值,改進(jìn)了ELM網(wǎng)絡(luò )參數的確定方式,彌補了隨機確定輸入權值并且不作調整的缺陷,在保證ELM訓練速度的前提下提高預測精度、減小模型隨機性;實(shí)驗結果表明,改進(jìn)的ELM預測精度高、訓練速度快、模型性能優(yōu),可滿(mǎn)足工況惡劣的回轉窯的生產(chǎn)需要。
2015, 23(1):161-163.
摘要:道路交通事故預測是保證道路佳通安全的重要技術(shù),以往的道路交通事故預測方法往往具有預測精度不高和收斂速度慢的缺點(diǎn),為此,設計了一種基于灰色Verhulst模型和隱形馬爾科夫鏈的交通事故預測方法;首先,采用灰色Verhulst模型對觀(guān)察事件在下一時(shí)刻的狀態(tài)進(jìn)行預測,采用最小二乘估計法去估計模型中的參數,將預測結果用于初始化HMM模型,并采用前向算法和后向算法對HMM模型進(jìn)行訓練,獲得最終的初始分布矩陣、狀態(tài)轉移概率和觀(guān)察概率分布矩陣,然后采用最終的HMM模型進(jìn)行交通事故預測;仿真試驗結果表明:文中方法能有效地實(shí)現交通事故預測,較其它方法相比,具有預測精度高和收斂速度快的優(yōu)點(diǎn),具有一定的優(yōu)越性。
2015, 23(1):164-166.
摘要:針對傳統的閘機傳感器識別系統在檢測閘機口跳閘事件的不足,文中提出了一種基于圖像處理的閘機口跳閘事件檢測方法;該方法利用模板匹配的方法進(jìn)行預處理,得到閘門(mén)圖像匹配率;其次,根據跳閘事件的連貫性特點(diǎn),提取一段連續時(shí)間序列的匹配率作為分類(lèi)特征;最后,采取基于最小錯誤率的貝葉斯分類(lèi)方法對這段時(shí)間序列特征向量進(jìn)行分類(lèi) ;實(shí)驗結果表明,該算法可以有效地檢測出閘機口的跳閘事件,具有實(shí)時(shí)性好、不需要額外的傳感器、成本低的優(yōu)點(diǎn),具有較好的工程應用前景。
2015, 23(1):167-169.
摘要:靶場(chǎng)測量中的連發(fā)彈目標數量較多,需要對此目標進(jìn)行分類(lèi)跟蹤,文章提出了一種多尺度多級模糊聚類(lèi)的分類(lèi)算法,首先對靶場(chǎng)測量中的多連發(fā)目標的特性進(jìn)行分析,定義了3種不同的類(lèi)目標群序列,其次針對模糊聚類(lèi)算法必須先驗確定聚類(lèi)初始點(diǎn)以及聚類(lèi)中心的缺陷,在此基礎上加入尺度因子,并根據目標群的位置信息以及運動(dòng)方向信息進(jìn)行多級聚類(lèi),最后通過(guò)多次聚類(lèi)實(shí)驗證明分類(lèi)結果能夠滿(mǎn)足靶場(chǎng)測量中的多連發(fā)目標的分類(lèi)要求。
2015, 23(1):170-172.
摘要:由于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)鏈路狀況、數據傳輸能耗及節點(diǎn)剩余能量的限制,造成網(wǎng)絡(luò )中部分感知節點(diǎn)壽命縮短,影響網(wǎng)絡(luò )生存周期,提出了一種基于人工蜂群算法的WSNs能耗均衡算法,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )能耗均衡,從而提高網(wǎng)絡(luò )壽命;文章給出了網(wǎng)絡(luò )能耗相應的數學(xué)模型及優(yōu)化求解算法,介紹人工蜂群算法的尋找食物過(guò)程,闡述了人工蜂群算法在網(wǎng)絡(luò )能耗均衡方面的實(shí)現步驟;通過(guò)實(shí)驗仿真證明,文章提到的算法與LEACH分簇算法、蟻群優(yōu)化算法相比,具有更好的能耗和負載均衡能量、丟包率和時(shí)延性,有效地提高了網(wǎng)絡(luò )生存周期。
2015, 23(1):173-175.
摘要:針對足球機器人比賽時(shí)的模型變化及其環(huán)境噪聲先驗估計不準確的問(wèn)題,提出一種基于自適應卡爾曼濾波的足球機器人視覺(jué)跟蹤算法;該算法將一種基于減背景的運動(dòng)目標識別的方法與自適應卡爾曼濾波跟蹤模型進(jìn)行結合,對背景進(jìn)行實(shí)時(shí)更新,并通過(guò)形態(tài)學(xué)濾波去除殘留的小區域,從而準確的識別運動(dòng)目標,通過(guò)自適應的在線(xiàn)調整運動(dòng)模型參數來(lái)保證模型預測值的準確性,進(jìn)而提高了目標跟蹤時(shí)的匹配效率,實(shí)現了目標的精準、迅速跟蹤;通過(guò)實(shí)驗證明,該算法是很有效的,具有推廣價(jià)值。
2015, 23(1):176-178, 182.
摘要:設計了一種基于多目視覺(jué)技術(shù)的多點(diǎn)觸摸屏系統;系統使用3個(gè)攝像機分別置于顯示屏的左右兩端和前方,利用計算機圖像處理技術(shù)使普通顯示屏具備觸摸功能;為了有效減少圖像處理時(shí)間,提高指尖坐標精度,提出了基于卡爾曼濾波器的指尖跟蹤算法,通過(guò)卡爾曼濾波器預測指尖位置并以預測指尖點(diǎn)為中心劃出矩形感興趣區域進(jìn)行指尖檢測算法處理;實(shí)驗證明,該系統能實(shí)時(shí)運行在嵌入式平臺,并可實(shí)現較高的點(diǎn)擊成功率,對于實(shí)現基于計算機視覺(jué)的觸摸屏技術(shù)有著(zhù)重要的研究意義。
2015, 23(1):179-182.
摘要:為了克服連通井中高溫、高壓、強震動(dòng)等惡劣環(huán)境對磁場(chǎng)測距系統的干擾,減小測量短節與鉆頭的耦合效應的影響、提高信號傳輸效率,實(shí)現連通井磁場(chǎng)測距系統的精確定位功能;文章在硬件上從傳感器與AD轉換芯片選型到信號調理電路等進(jìn)行匹配設計;在軟件上對比分析FIR和IIR濾波效果并根據IIR精度低的缺點(diǎn),提出一種定點(diǎn)數與浮點(diǎn)替換運算、混合編程和優(yōu)化程序結構的IIR優(yōu)化設計方案;在上下井信號傳輸中采用曼切斯特編碼通信,降低干擾、提高傳輸速率;仿真表明改進(jìn)的IIR相對原IIR數據精度提高了兩個(gè)百分點(diǎn),相對FIR濾波時(shí)間提高了19倍;在誤差允許范圍內,系統采用該方法可以克服干擾得到精確的測量結果,滿(mǎn)足設計要求。
2015, 23(1):183-186.
摘要:在大型停車(chē)場(chǎng)車(chē)位路徑尋優(yōu)中,傳統的評價(jià)指標是把距離最短作為最優(yōu)指標,并沒(méi)有考慮實(shí)際路況,為此引入了切實(shí)可行的時(shí)間較優(yōu)評價(jià)指標,既能簡(jiǎn)化引導系統硬件設計,又能節省軟件開(kāi)銷(xiāo);首先,建立了停車(chē)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )圖R(P,C,D,V)數學(xué)模型,并把網(wǎng)絡(luò )中的所有節點(diǎn)分成兩層,分別構建了不同的估價(jià)函數,采用改進(jìn)的A*算法,提高了以時(shí)間較優(yōu)為評價(jià)指標的路徑搜索效率和搜索精度;最后,程序運行結果表明,針對不同的路段屬性參數,算法總能較快的找到時(shí)間較優(yōu)路徑。
2015, 23(1):187-190.
摘要:針對大規模數據采集過(guò)程中存在數據量大與傳輸速度慢的矛盾,文章設計了基于FT245RL和FPGA的6路數據采集系統;該設計采用Xilinx公司的FPGA作為整個(gè)系統的核心,控制A/D轉換器實(shí)現6路模擬數據的同步采集,并將轉換后的數字信號存儲到Flash中,最終通過(guò)USB2.0轉換芯片將數據傳輸到上位機;試驗表明,該數據采集系統能夠滿(mǎn)足對大容量數據實(shí)時(shí)采集、存儲和上傳的要求,具有工作穩定,可靠性高,傳輸速度快的特點(diǎn),能夠廣泛應用于大規模數據的采集。
2015, 23(1):191-194.
摘要:為了降低Wrapper模式網(wǎng)絡(luò )故障特征選擇方法分類(lèi)算法的計算量,文章提出了一種基于元學(xué)習和二進(jìn)制粒子群(ML-BPSO)的特征選擇方法;算法在封裝的分類(lèi)訓練中采用元學(xué)習方法估算分類(lèi)精度,并利用BPSO在特征空間中進(jìn)行全局搜索選出最優(yōu)特征集;在DARPA數據集上的實(shí)驗可以看出本文方法選取結果與BPSO-SVM相當但是計算量大大降低;實(shí)驗結果表明文章提出的方法能夠顯著(zhù)的降低網(wǎng)絡(luò )故障特征選擇計算量,同時(shí)保證了較高的診斷精度和較好的降維效果。
2015, 23(1):195-197.
摘要:為了精確地獲取電容式編碼器輸出信號中所攜帶的位置信息,文章設計了一套基于現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的電容式編碼器數據采集系統;文中介紹了帶通濾波器、同步正交解調、低通濾波器和Cordic等系統模塊,并詳細分析了系統的穩定性和誤差;實(shí)驗結果表明,在轉速度為800 rpm時(shí),角度分辨率可達到0.192度,在一個(gè)周期內最大誤差0.002 8度,平均誤差0.000 8度,靜止抖動(dòng)0.007 26度,統能夠實(shí)時(shí)的獲取轉子的位置信息,同時(shí)具有較好的精度和穩定性。
2015, 23(1):198-200.
摘要:針對光纖捷聯(lián)慣導系統中采用傳統技術(shù)的導航計算機需重復設計且效率低的現狀,提出了一種基于Nios II的光纖捷聯(lián)慣導數據采集及預處理實(shí)現方案;運用verilog HDL語(yǔ)言完成了對光纖捷聯(lián)慣導系統中撓性加速度計和光纖陀螺儀的數據采集功能IP核設計,采用SOPC(可編程片上系統)技術(shù)定制了Nios II軟核處理器,并實(shí)現16階FIR低通濾波器的設計;通過(guò)對捷聯(lián)慣導系統的靜態(tài)采集實(shí)驗,驗證了數據采集功能IP核的準確性和FIR低通濾波器濾除部分噪聲的有效性。
2015, 23(1):201-204.
摘要:STM32對大容量數據文件存儲與管理問(wèn)題可通過(guò)NAND flash來(lái)解決;而NAND flash的高效管理需要文件系統參與;NAND flash有特殊的塊讀寫(xiě)及擦除機制,一般的嵌入式文件系統組織結構并不完全兼容NAND flash;針對NAND flash的特點(diǎn)兼顧STM32的資源承受力要提出新的NAND flash塊分配框架,框架通過(guò)塊分配槽這種數據結構,在不使用塊分配表與垃圾表的情況下,實(shí)現了NAND flash均衡負載與垃圾塊的回收;同時(shí)通過(guò)節點(diǎn)分配棧與文件節點(diǎn)表的結合來(lái)提高STM32對文件的讀寫(xiě)速度,空間利用率和系統性能;仿真實(shí)驗和計算結果表明該塊分配框架可有效提高NAND flash塊的均衡負載與節省RAM空間。
郝建衛 , 易藝 , 李長(cháng)俊
2015, 23(1):205-206, 210.
摘要:在許多檢測儀表的設計和應用中,由于被測信號幅度變化范圍大、頻帶寬,通常采用設置量程變換開(kāi)關(guān)的方式對被測信號進(jìn)行滿(mǎn)量程放大以保證測量的精度,使得硬件結構復雜;為了實(shí)現測量的智能化, 設計了一種基于FPGA的智能放大器,可以根據信號的變化相應調整放大器的增益、可對動(dòng)態(tài)范圍寬的輸入信號用最佳增益對其進(jìn)行放大,使得放大后輸出信號落入設定的窗口范圍之內;該放大器已應用于植物種苗磁電場(chǎng)復合誘導繁育控制系統中,運行結果表明,該設計參數精度高,可靠性強,方便實(shí)用。
2015, 23(1):207-210.
摘要:為了滿(mǎn)足高速即時(shí)通信對密碼運算的性能要求,在研究AES-ECB典型設計的基礎上,提出了一種基于多線(xiàn)程技術(shù)的AES-ECB改進(jìn)設計方案;通過(guò)對算法中間迭代過(guò)程進(jìn)行分割,并將其例化為多個(gè)子線(xiàn)程,改進(jìn)了算法運行流程,實(shí)現了子線(xiàn)程間的“類(lèi)流水”操作;實(shí)例性能分析表明,相比于單線(xiàn)程,多線(xiàn)程性能提高了約0.46~4.27倍;當線(xiàn)程數為12時(shí),算法處理性能最低為520 Mbps,適用于對加解密速度要求高的應用場(chǎng)合。
2015, 23(1):211-212, 217.
摘要:為了在地面對星載測量通信系統之間互聯(lián)互通性能進(jìn)行測試評估,設計了一種可替代星載測量通信系統的地面模擬器,該模擬器由收發(fā)信機,時(shí)頻單元,信道仿真器以及管理控制計算機構成,收發(fā)信機采用雙FPGA架構設計,支持星間信號的收發(fā)處理,在功能性能指標方面與星載設備具有良好的一致性,信道仿真器能夠實(shí)現信號傳輸延時(shí)、多普勒以及衰落特性的實(shí)時(shí)仿真,可顯著(zhù)增強試驗場(chǎng)景的真實(shí)性以及評估結論的可信性;互聯(lián)互通試驗過(guò)程表明,該模擬器功能齊全、性能可靠、操控簡(jiǎn)單并且易于搬運,試驗結果有效驗證了星間互聯(lián)互通方案的可行性。
2015, 23(1):213-217.
摘要:多核技術(shù)是現在提高芯片性能的主要方法;區別于傳統以PC和DSP為核心的車(chē)牌識別系統,以FPGA為核心,利用SOPC技術(shù)構建了車(chē)牌識別多核處理器;給出了一種基于多核的車(chē)牌識別架構,在該多核處理器中,以3個(gè)Nios II 軟核為主要處理器核處理車(chē)牌定位、字符特征識別提取及識別等處理,同時(shí)構建硬件加速器作為協(xié)處理器處理圖像增強、邊緣檢測和膨脹、腐蝕等數學(xué)形態(tài)學(xué)處理;在CQ片上路由器基礎上,構建了NOC用以實(shí)現片上多核通信;另外,為了保證路由器與多處理器核之間的快速、并行通信,加入了數據驅動(dòng)模塊;整個(gè)系統在A(yíng)ltera Cyclone IV FPGA上實(shí)現了車(chē)牌的識別;這種片上系統設計方法具有硬件設計靈活,可擴展性強等優(yōu)點(diǎn),能有效地降低系統軟硬件設計的難度,縮短開(kāi)發(fā)周期,并提高設計的可靠性。
崔小明 , 何軻 , 雷開(kāi)卓 , 史文濤 , 王會(huì )文
2015, 23(1):218-220.
摘要:超寬帶信號具有分辨率高、截獲概率低、穿透能力強等優(yōu)點(diǎn),將在水下目標探測、定位及通信等領(lǐng)域具有良好的應用前景;基于水下等離子體聲源提出了窄脈沖超寬帶信號產(chǎn)生方法,建立了以傳播損失和海洋環(huán)境噪聲為主要影響因素的超寬帶脈沖傳播信道模型;結合湖試實(shí)測數據,利用Matlab仿真軟件和Welch譜分析法,仿真分析了不同頻率的超寬帶脈沖在水下傳播不同距離后的功率譜密度以及傳播特性;研究成果對水下等離子體超寬帶脈沖的工程應用具有重要的參考價(jià)值,同時(shí)對水下等離子體超寬帶脈沖聲源的設計和研制也有一定的借鑒意義。
2015, 23(1):221-223.
摘要:為了提高時(shí)柵位移傳感器的測量精度及分辨率,提出了一種基于STM32F4的時(shí)柵位移傳感器信號處理系統;系統包括硬件電路設計和軟件設計;硬件電路以STM32F4內核處理器芯片和復雜可編程邏輯器件CPLD為核心,集成了信號調理、信號處理等電路模塊;運用高頻時(shí)鐘脈沖插補時(shí)柵位移傳感器感應信號和參考信號之間的相位差,通過(guò)軟件設計控制信號的采集和處理,實(shí)現了相位檢測;經(jīng)實(shí)驗驗證,采用以STM32F4為核心的時(shí)柵信號處理系統后,時(shí)柵位移傳感器的角度誤差峰峰值達到2.4",實(shí)現了高精度、高分辨率的時(shí)柵角位移測量。
2015, 23(1):224-226, 230.
摘要:針對納米通道單分子檢測系統的信號特點(diǎn)和對數據采集的采樣精度、采樣速率及實(shí)時(shí)性等要求,設計并實(shí)現了基于FPGA和USB2.0接口的數據采集系統;該系統以FPGA作為控制核心,包括數據采集模塊、電壓輸出模塊和USB接口電路模塊;通過(guò)USB2.0接口與計算機連接,實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采樣和參數的在線(xiàn)配置;此外本系統還采取了低噪聲設計;經(jīng)過(guò)相關(guān)試驗表明,該系統引入的噪聲在1 mV內,能夠穩定進(jìn)行數據采集,且采集信號與電壓輸出信號同步傳輸,證明該系統能夠滿(mǎn)足納米通道單分子檢測系統對數據采集的要求。
2015, 23(1):227-230.
摘要:針對仿真可視化系統開(kāi)發(fā)時(shí)間長(cháng)、開(kāi)發(fā)費用高的問(wèn)題,提出了一種利用Unity3D引擎進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真可視化系統開(kāi)發(fā)的模塊式設計方法;首先,對武器仿真可視化系統進(jìn)行了分析,提出了智能彈藥實(shí)時(shí)仿真可視化系統的五大模塊;然后,通過(guò)在3ds Max下建立智能彈藥模型和Unity3D下的二次開(kāi)發(fā),構建了智能彈藥仿真可視化系統的仿真環(huán)境,以C為編程工具,設計了仿真驅動(dòng)、串口數據通訊和仿真輸出模塊;最終,實(shí)現了智能彈藥實(shí)時(shí)仿真可視化系統;實(shí)驗證明,該系統可以有效地在監視器上實(shí)時(shí)顯示出智能彈藥的飛行姿態(tài)、飛行參數和飛行軌跡。
2015, 23(1):231-233.
摘要:由IMU或電子羅盤(pán)組成的無(wú)人機航姿測量系統易受載體有害加速度或周?chē)植看艌?chǎng)干擾導致姿態(tài)角解算不準確;針對該問(wèn)題提出將自適應擴展卡爾曼濾波算法應用于該系統;在卡爾曼濾波算法中提出引入分段函數構造自適應測量噪聲方差陣;相比于傳統噪聲方差陣的閾值判斷方法,該方法提高了傳感器信息的利用率,進(jìn)一步減小了外界干擾對系統姿態(tài)估計的影響,最終提高了姿態(tài)角的解算精度;最后針對該方法進(jìn)行了仿真分析和無(wú)磁轉臺實(shí)驗驗證,仿真和實(shí)驗結果表明,該方法能有效提高無(wú)人機航姿測量系統的抗干擾能力,具有一定的應用價(jià)值。
2015, 23(1):234-236.
摘要:航空飛機計算機通信系統進(jìn)行通信的過(guò)程中,由于航空飛機上的電子設備相互之間的電磁干擾嚴重,導致信道中存在大量的干擾信號;提出基于小波變換算法的抗干擾濾波器設計方法;根據小波變換算法相關(guān)原理,綜合航空飛機通信中特有的軟閾值特點(diǎn),利用自適應調整參數的方法得到高空通信中的最優(yōu)小波系數閾值,使得高空噪聲過(guò)濾閾值函數具有更強的適應性;利用新的閾值函數設計了新的濾波器,對行濾波模塊和列濾波模塊的設計進(jìn)行了詳細闡述;實(shí)驗結果表明;利用設計的濾波器能夠對航空飛機計算機通信過(guò)程中的干擾信號進(jìn)行有效濾波,縮短了濾波時(shí)間,提高了高空通信系統的抗干擾能力。
2015, 23(1):237-239.
摘要:激光陀螺儀由于存在閉鎖效應需要外加抖動(dòng)偏頻來(lái)消除;以往的模擬抖動(dòng)控制電路存在體積大,難以進(jìn)行精確控制等問(wèn)題;針對這些問(wèn)題,設計了一種基于DSP的數字抖動(dòng)偏頻系統,通過(guò)DSP對抖動(dòng)電壓進(jìn)行精確控制,并注入一種參數可調的鋸齒波噪聲來(lái)消除激光陀螺的動(dòng)態(tài)鎖區;經(jīng)過(guò)實(shí)驗表明,抖動(dòng)偏頻控制系統工作穩定,控制精確,噪聲注入效果良好;激光陀螺儀靜態(tài)測試結果表明,在所設計的抖動(dòng)偏頻系統控制下,激光陀螺測量精度高。
2015, 23(1):240-242.
摘要:航空通信環(huán)境中存在復雜的干擾信號,對正常的通信信號造成強烈的干擾;利用傳統算法進(jìn)行干擾信號過(guò)濾,無(wú)法避免由于干擾信號過(guò)于復雜導致過(guò)濾不充分的缺陷;提出一種基于加權殘差優(yōu)化算法的航空通信網(wǎng)絡(luò )中復雜干擾過(guò)濾方法;對原始信號進(jìn)行降頻處理,能夠消除峰值干擾信號,提高了信號的準確性;根據加權殘差修正優(yōu)化算法的相關(guān)原理,對通信信號進(jìn)行殘差優(yōu)化處理,經(jīng)過(guò)處理后的通信信號在受到干擾時(shí)會(huì )形成零陷,實(shí)現了對復雜干擾信號的過(guò)濾;實(shí)驗結果表明,利用該算法進(jìn)行航空通信網(wǎng)絡(luò )中復雜干擾信號過(guò)濾,能夠有效提高過(guò)濾的準確性,效果令人滿(mǎn)意。
2015, 23(1):243-246.
摘要:數據采集的抗混疊濾波,在電路設計中是很重要的考慮因素;在數據采集系統中,對一定帶寬的模擬信號, 采樣率必須滿(mǎn)足奈奎斯特采樣定理,否則將產(chǎn)生混疊現象,這將導致原始信號無(wú)法從取樣信號還原,嚴重影響測量結果;本設計在信號調理部分及A/D采集部分均采用了抗混疊設計,FPGA采用XILINX公司的XC3S400作為主控制器;綜合各個(gè)環(huán)節,提出了高精度數據采集中抗混疊濾波設計的方法,并簡(jiǎn)單介紹了AD采樣與模擬開(kāi)關(guān)切換時(shí)序設計,為高精度數據采集系統的設計提供了十分有益的參考。
2015, 23(1):247-249.
摘要:由于OBS網(wǎng)絡(luò )交換采取單向資源預約機制,其資源競爭比較激烈,這直接影響到網(wǎng)絡(luò )性能;因此,從有效解決競爭沖突的方向出發(fā),提出了動(dòng)態(tài)偏移時(shí)間機制、中間節點(diǎn)主動(dòng)前向延遲調度機制、中間節點(diǎn)被動(dòng)前向延遲調度機制以及稀疏配置FDL方案,并分別就各自的工作原理和沖突解決流程進(jìn)行了論述分析,所述內容可為OBS網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)理論分析和實(shí)際應用提供參考。
2015, 23(1):250-253.
摘要:目前高校通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)所用實(shí)驗設備主要完成調制、交織、信道編碼和系統信令實(shí)驗,較難配合3GPP標準來(lái)完成教學(xué)和科研及課程設計及畢業(yè)設計的任務(wù);在充分研究3GPP標準文檔后,在自主開(kāi)發(fā)的ARM和DSP單板上完成了3G系統UE,NODEB,RNC的協(xié)議開(kāi)發(fā)及4G系統的終端及網(wǎng)絡(luò )側的協(xié)議開(kāi)發(fā);文中對MAC層協(xié)議的功能及算法的具體實(shí)現進(jìn)行了研究,包括MAC的發(fā)送控制、接收控制、業(yè)務(wù)量測量等MAC主要功能;實(shí)現了符合3GPP標準的移動(dòng)通信系統教學(xué)與研究平臺,并跟蹤整個(gè)系統的運行;較好地配合了教學(xué)和科研工作,對3GPP標準的演進(jìn)過(guò)程的跟蹤教學(xué)與研究也有一定作用。
2015, 23(1):254-257.
摘要:針對海底觀(guān)測網(wǎng)中攝像機防護罩易受污染問(wèn)題,設計了一套以控制器MSP430為核心,配以電機驅動(dòng)、行程限位、角度檢測、清潔刷等外圍模塊的海底云臺自動(dòng)清潔系統;系統選用梯度結構相似度(GSSIM)的圖像質(zhì)量評價(jià)方法對防護罩污染程度進(jìn)行判斷,當污染程度超出閾值時(shí),通過(guò)串口命令單片機驅動(dòng)清潔刷,實(shí)現對污染物的自動(dòng)清潔;實(shí)驗表明,系統根據圖像實(shí)時(shí)質(zhì)量評價(jià)結果自動(dòng)清潔防護罩,克服了手工清潔困難、定時(shí)清潔耗能等缺點(diǎn),快速高效,保證攝像機的正常工作。
2015, 23(1):258-261.
摘要:針對無(wú)人地面車(chē)輛軌跡跟蹤精度不高,魯棒性差的問(wèn)題,提出了一種基于補償控制的算法;該算法分為運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩部分:基于方向角調整策略的運動(dòng)學(xué)控制律能確保無(wú)人地面車(chē)輛有效跟蹤參考軌跡;基于PD與模型參考模糊滑模自適應控制相結合控制的動(dòng)力學(xué)控制律能有效補償建模不精確和外界擾動(dòng)帶來(lái)的影響;仿真結果表明:該算法能夠有效跟蹤參考軌跡,控制量分配合理且魯棒性較好。
2015, 23(1):262-265.
摘要:針對火災圖像紋理識別問(wèn)題,提出了基于Gabor小波變換的ICA火災圖像紋理識別算法,并根據火災圖像紋理識別特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化;首先用不同尺度和方向的Gabor濾波器對待識別圖像濾波,得到其特征圖像,然后將特征圖像轉化成特征向量作為ICA的輸入,得到基矢量子空間,再將測試圖像經(jīng)過(guò)Gabor濾波器的特征向量投影到ICA子空間中得到系數向量作為目標識別特征,最后用支持向量機進(jìn)行識別;通過(guò)與Gabor濾波器法和ICA方法的對比實(shí)驗,表明該算法可以在火災紋理圖像的識別率上比傳統方法提高5%以上,為火災圖像識別提供了一種新思路。
2015, 23(1):266-268, 272.
摘要:研究管道外腐蝕程度預測問(wèn)題;傳統預測方法有專(zhuān)家評分系統等,而造成管道腐蝕的原因眾多,專(zhuān)家對各個(gè)因素的偏好不一樣,因此這類(lèi)方法個(gè)人主觀(guān)因素較強,預測的結果不夠客觀(guān)、準確;為了克服個(gè)人主觀(guān)影響,提高預測精度,提出粗糙集-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測模型;該預測模型首先利用粗糙集理論消除管道腐蝕影響因素中的冗余因素,然后利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )依據處理后的數據進(jìn)行學(xué)習建模,并測試;仿真結果表明了該模型簡(jiǎn)潔性、快速性和有效性。
2015, 23(1):269-272.
摘要:傳統的超高頻RFID網(wǎng)關(guān)無(wú)法避免由于多種數據同時(shí)在一個(gè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)程中競爭,將會(huì )造成網(wǎng)關(guān)的沖突,導致任務(wù)失敗,從而降低了環(huán)境監控信息采集的準確率;為此,設計并實(shí)現了基于MC13213的多通道分布式環(huán)境監測系統的超高頻RFID網(wǎng)關(guān)系統;硬件部分詳細闡述了基于MC13213的RFID網(wǎng)關(guān)設計方法,重點(diǎn)闡述網(wǎng)關(guān)終端節點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)路由節點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)中心節點(diǎn)的設計方法;軟件部分詳細闡述了網(wǎng)關(guān)進(jìn)程之間通信機制的設計和網(wǎng)關(guān)任務(wù)機制數據結構程序設計方法;實(shí)驗結果表明,利用文章系統能夠避免超高頻率RFID網(wǎng)關(guān)在通信過(guò)程中的沖突,提高了環(huán)境信息采集的準確率。
2015, 23(1):273-276.
摘要:作業(yè)調度是一種云計算核心技術(shù),為了獲得更優(yōu)的云計算作業(yè)調度方案,提出一種文化框架下多群智能優(yōu)化算法的云作業(yè)調度方法;首先構建云作業(yè)調度問(wèn)題的數學(xué)模型,然后借助文化算法模型,粒子群算法組成信仰空間,人工魚(yú)群算法組成群體空間,兩者之間并行演化,相互促進(jìn),對云計算作業(yè)調度數學(xué)模型進(jìn)行求解,最后通過(guò)仿真實(shí)驗測試算法的性能;結果表明,本文加快了算法的收斂速度,獲得了更優(yōu)的云計算作業(yè)調度方案,大幅度縮短少云計算作業(yè)完成時(shí)間,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
2015, 23(1):277-279, 283.
摘要:高低溫模擬系統主要用于大型空間可展開(kāi)天線(xiàn)及其他大型機構、結構的高低溫極限環(huán)境下的展開(kāi)功能性試驗、機械性能測試及其他相關(guān)試驗;系統要求測控的范圍較廣、精度較高且不會(huì )超調;空氣的狀態(tài)具有非線(xiàn)性以及時(shí)變的特點(diǎn),并且控制參數間存在著(zhù)復雜耦合現象;針對上述難點(diǎn),設計分布式測控系統,提出了智能PID測控方案;采用模糊控制的原理,離線(xiàn)建立PID模糊控制數據庫,使系統能夠根據控制目標值選擇最優(yōu)PID參數值;使系統能夠在具體工況以及干擾條件下達到良好的控制效果;在實(shí)際應用的過(guò)程中完全滿(mǎn)足了指標的要求,同時(shí)解決了傳統PID的部分控制難點(diǎn),對于類(lèi)似的復雜系統也有著(zhù)一定的借鑒意義。
2015, 23(1):280-283.
摘要:為解決農田灌溉過(guò)程中不能根據土壤墑情進(jìn)行水量控制,水量浪費嚴重的難題;設計并實(shí)現了基于XR234Q電子鼻和ARM7的農田精準灌溉系統;采用墑情探頭電子鼻模塊采集土壤墑情信息,提取并且隔離干擾信息,建立墑情等級判斷模型,利用最小二乘法對用水量進(jìn)行擬合,控制灌溉出水量,配合ZIGBEE網(wǎng)絡(luò )實(shí)現信息遠程傳遞,在滿(mǎn)足水量需求的情況下最大程度地節約了灌溉用水;實(shí)驗表明,所提出的系統具備墑情自主判斷和用水量計算能力,能夠快速、準確的完成農田灌溉任務(wù),相比于傳統系統,文章系統土壤熵情檢測誤差率在5%以?xún)?節水能力提高35%,應用前景廣闊。
2015, 23(1):284-286.
摘要:為了提高高速條件下數據傳輸的穩定性和可靠性,文章提出了運用DSP與FPGA相配合的方式,控制CAN總線(xiàn)實(shí)現數據傳輸;系統采用SJA1000作為CAN總線(xiàn)控制器;采用PCA82C250作為CAN總線(xiàn)收發(fā)器;采用特有并行處理方式的FPGA實(shí)現對CAN總線(xiàn)控制器讀寫(xiě)、使能等信號的控制;采用數據處理單元DSP與CAN總線(xiàn)控制器直接進(jìn)行數據傳輸,省去了數據在DSP與FPGA之間傳輸的時(shí)間;采用兩片74LVC4245完成3.3 V TTL標準信號與5 V COMS電平信號之間的轉換;實(shí)驗結果表明,系統數據傳輸過(guò)程穩定可靠,可以基本滿(mǎn)足高速信號的處理與傳輸要求。
2015, 23(1):287-290.
摘要:網(wǎng)格集群資源調度是一個(gè)NP難題,而現有的調度方法通常具有任務(wù)調度效率低和負載不均衡的問(wèn)題,由此設計了一種基于強化學(xué)習算法和蟻群算法融合的協(xié)同依賴(lài)型任務(wù)調度方法;首先對基于DAG的網(wǎng)格集群協(xié)同調度數學(xué)模型進(jìn)行了定義,然后,采用改進(jìn)的一步TD算法即Q-Learning算法實(shí)現集群資源的初始分配,從而得到最優(yōu)調度方案以及對應的Q值,在此基礎上提出一種改進(jìn)的蟻群算法實(shí)現網(wǎng)格集群資源到任務(wù)分配的進(jìn)一步優(yōu)化,將Q-Learning算法得到的分配方案的Q值用于初始化蟻群路徑中的信息素,以避免蟻群的盲目搜索,同時(shí)將Q值引入路徑概率函數中使得螞蟻具有啟發(fā)式的搜索能力,從而獲得協(xié)同依賴(lài)多任務(wù)集群調度的最終方案;在Gridsim環(huán)境下進(jìn)行仿真試驗,結果表明文中方法能有效地實(shí)現網(wǎng)格集群調度,且較其它方法具有任務(wù)調度效率高、CPU利用率高和負載均衡的優(yōu)點(diǎn),具有較大的優(yōu)越性。
2015, 23(1):291-293, 296.
摘要:信號頻譜中頻率分量接近時(shí),在較低的頻域分辨率下難以檢測,而傳統FFT分析在提高頻域分辨率的同時(shí)導致計算量大大增加;針對此問(wèn)題,在LabVIEW平臺中采用復調制Zoom-FFT方法,通過(guò)移頻、濾波、重采樣、FFT和頻率調整實(shí)現頻譜的細化;結果表明,復調制Zoom-FFT可以靈活地選擇細化頻帶,提高頻帶內的頻域分辨率并有較小的計算量;此外,合理的選擇窗函數能夠減少頻譜失真;將該方法應用于異步電機故障診斷中,實(shí)現了轉子斷條故障分量的檢測,為L(cháng)abVIEW中的頻率檢測與故障診斷提供一種有效途徑。
2015, 23(1):294-296.
摘要:為有效提取測控系統輸入信號的幅度和相位信息,設計了基于FPGA與Matlab的信號數字正交解調器;在Matlab/Simulink環(huán)境中產(chǎn)生一路調幅信號,并在此環(huán)境下利用5個(gè)直接I型的4階FIR濾波器節搭建了20階FIR濾波器;利用FPGA查表法實(shí)現數控振蕩器(NCO),并控制1路調幅信號與正交的正、余弦信號分別進(jìn)行數字混頻處理;對經(jīng)FPGA數字混頻處理后的兩路倍頻分量和基頻分量信號進(jìn)行濾波處理,經(jīng)處理后的信號在FPGA的控制下進(jìn)行相加處理;最后在硬件平臺上進(jìn)行了仿真測試實(shí)驗,驗證了該方案的正確性和可行性。
2015, 23(1):297-299, 303.
摘要:針對云計算存儲中心由于數據和訪(fǎng)問(wèn)控制的安全性無(wú)法得到有效保障,從而可能造成用戶(hù)存儲的敏感數據被盜取的問(wèn)題,在對CP-ABE(eiphertext-policy attribute-based encryption)進(jìn)行深入分析的基礎上提出了一種基于改進(jìn)屬性加密訪(fǎng)問(wèn)控制模型,對CP-ABE進(jìn)行了改進(jìn),并對公鑰和主密鑰的生成、數據所有者加密文件、訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)解密文件以及用戶(hù)權限的全面管理過(guò)程均進(jìn)行了詳盡的定義和描述,從而設計了一種通用的安全訪(fǎng)問(wèn)機制;在仿真工具Ubuntu中進(jìn)行實(shí)驗,結果表明文中方法能有效地實(shí)現云計算環(huán)境下的安全訪(fǎng)問(wèn)控制,與其它方法相比,具有計算和存儲開(kāi)銷(xiāo)低優(yōu)點(diǎn),具有較大的優(yōu)越性。
2015, 23(1):300-303.
摘要:新一代運載火箭時(shí)序仿真系統具有數字電路速度快、集成度高的特點(diǎn),系統要求發(fā)出多路高精度時(shí)序、時(shí)串信號以滿(mǎn)足新一代運載火箭地面測試設備的檢查與校準需求,因此信號完整性問(wèn)題在系統設計中不容忽視;針對仿真系統的典型模塊(USB 3.0 Super-speed差分線(xiàn)、FPGA外設數據走線(xiàn)、時(shí)鐘走線(xiàn))進(jìn)行建模分析仿真得出PCB硬件電路設計參數,給出時(shí)序仿真系統設計信號完整性問(wèn)題的抑制和解決方法,優(yōu)化了板級信號質(zhì)量,改善系統可靠性、工作連續性和輸出精度,可有效提高新一代運載火箭測試效率和測試可靠性。
2015, 23(1):304-306, 316.
摘要:針對現有的云計算工作流調度方法側重于節能和可靠性等方面進(jìn)行研究,忽略了安全性約束的要求,設計了一種基于協(xié)同禁忌算法的具有安全型約束的能實(shí)現云計算工作流高效調度的方法;首先,定義了云計算工作流調度的DAG圖,對安全性約束進(jìn)行了形式化描述,并建立了云計算工作流調度的數學(xué)模型;然后,在經(jīng)典的協(xié)同禁忌算法的基礎上,通過(guò)設計解的編碼方式、適應度函數、變鄰域結構和雙禁忌表,實(shí)現對經(jīng)典的協(xié)同禁忌算法進(jìn)行改進(jìn);最后,定義了基于改協(xié)同禁忌算法實(shí)現對云計算工作流調度的具體算法;在云計算的仿真環(huán)境Cloud-Sim下進(jìn)行實(shí)驗,實(shí)驗結果證明了文中方法不僅具有較快的收斂速度,而且能尋求到比其它方法更優(yōu)的調度方案,能滿(mǎn)足安全性約束要求,是一種可行實(shí)用的調度方法。
2015, 23(1):307-309.
摘要:時(shí)變性是節點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )的典型特征;針對時(shí)變可靠性問(wèn)題主要是基于上穿率法進(jìn)行分析,傳統的上穿率法分析方法通過(guò)時(shí)間離散,然后采用FORM法計算其瞬時(shí)可靠度,進(jìn)而計算上穿率;對于功能函數非線(xiàn)性程度較高時(shí),FORM求解精度降低;文章采用pso算法改進(jìn)上穿率法,首先在離散時(shí)間之后,通過(guò)PSO算法求解瞬時(shí)可靠度指標,然后計算上穿率進(jìn)行時(shí)變可靠性分析,并通過(guò)實(shí)例與上穿率法及Monte-Carlo方法進(jìn)行對比,文章提出的方法可以提高計算精度。
2015, 23(1):310-312.
摘要:某型導彈模擬器采用ARINC429總線(xiàn)通信,根據通信協(xié)議的實(shí)時(shí)性要求,通信板卡需要運行在實(shí)時(shí)環(huán)境中,因此設計并實(shí)現基于RTX實(shí)時(shí)環(huán)境下PCI插槽的ARINC429總線(xiàn)驅動(dòng);在簡(jiǎn)要介紹ARINC429通信板卡和RTX實(shí)時(shí)子系統的基礎上,將硬件板卡從Windows環(huán)境下轉換到RTX環(huán)境,詳細介紹了驅動(dòng)系統結構以及標準驅動(dòng)的實(shí)現步驟和關(guān)鍵技術(shù),并通過(guò)實(shí)驗測試證明,該驅動(dòng)程序能夠準確可靠實(shí)現總線(xiàn)數據的接收和發(fā)送,且實(shí)時(shí)性良好。
2015, 23(1):313-316.
摘要:針對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的定位誤差較高的問(wèn)題,提出蝙蝠算法校正DV-Hop算法的傳感器節點(diǎn)定位精度提高方法(BADV-Hop);首先測量未知節點(diǎn)與錨節點(diǎn)之間的距離,然后采用DV-Hop算法初步確定未知節點(diǎn)的坐標,再采用蝙蝠算法校正DV-Hop算法的定位誤差,最后在Matlab 2012平臺上對算法性能進(jìn)行仿真分析;實(shí)驗結果表明,相對于DV-Hop算法,BADV-Hop算法提高了傳感器的節點(diǎn)定位精度。
2015, 23(1):317-319, 323.
摘要:在測控領(lǐng)域內,隨著(zhù)傳感器技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展,對傳感器的精確度、可靠性要求越來(lái)越高,要求傳感器具有一定的數據處理、自我檢測、自我糾錯能力,并且具有數據通信和擴展組網(wǎng)功能;為了滿(mǎn)足這個(gè)要求,文章提出了一種基于CAN總線(xiàn)技術(shù)的振動(dòng)傳感器智能化方案,詳細介紹了智能傳感器節點(diǎn)硬件電路和固件程序設計的具體實(shí)現;對智能節點(diǎn)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測試,靜態(tài)環(huán)境下傳感器電壓值輸出為2.5 V,上位機對數據處理后作圖,符合實(shí)際要求;動(dòng)態(tài)環(huán)境下,將傳感器置于連續振動(dòng)環(huán)境,數字量數據接收后經(jīng)處理作圖,與標準傳感器波形圖進(jìn)行比較,滿(mǎn)足設計要求。
2015, 23(1):320-323.
摘要:相比于一般的嵌入式系統,無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)對操作系統的能量利用率、實(shí)時(shí)性和多任務(wù)并發(fā)等方面提出了更高的要求,針對這些特點(diǎn),提出了基于事件驅動(dòng)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )嵌入式實(shí)時(shí)操作系統;采用分層結構的設計思想,構建內存管理、事件管理和任務(wù)管理等模塊化的操作系統組件,利用內存控制塊動(dòng)態(tài)鏈表,實(shí)現簡(jiǎn)易高效的內存管理;基于事件驅動(dòng)和任務(wù)優(yōu)先級,實(shí)現系統低功耗和搶占式的任務(wù)調度;實(shí)驗結果表明,系統功耗低,響應速度快,實(shí)時(shí)性好。
2015, 23(1):324-326.
摘要:針對目前包絡(luò )檢波算法計算復雜且不適宜在便攜式設備上進(jìn)行軸承監測診斷的問(wèn)題,介紹了一種基于FPGA的便攜式軸承狀態(tài)監測儀的設計方案;儀器采用FPGA作為主控制器,通過(guò)模擬信號放大電路、濾波電路和包絡(luò )檢波電路等硬件電路實(shí)現了包絡(luò )信號的提取、檢波功能,并使用FPGA的IP核對包絡(luò )信號進(jìn)行DFT運算得到頻譜信息,最后通過(guò)液晶屏進(jìn)行結果顯示,為軸承狀態(tài)監測診斷提供依據;文章儀器基于FPGA的嵌入式架構,通過(guò)硬件實(shí)現包絡(luò )檢波功能,具有運算速度快、便攜性強、低功耗、高性能的優(yōu)點(diǎn)。
2015, 23(1):327-328.
摘要:在復雜環(huán)境下,工業(yè)大功率微波加熱設備中模擬信號傳輸系統的設計,對于設備的精確控制和安全運行至關(guān)重要;針對現有的模擬信號傳輸方案在復雜電磁環(huán)境下抗干擾能力低下的缺陷,提出一種基于光纖,并整合V/F轉換器和FPGA組成的模擬信號傳輸解決方案;經(jīng)過(guò)仿真分析和實(shí)驗驗證,該模擬信號傳輸系統抗復雜電磁干擾能力優(yōu)于現有方案,同時(shí)傳輸精度高,連續傳輸誤差小于0 .1%;該系統為復雜環(huán)境下工業(yè)大功率微波加熱設備中模擬信號的傳輸提供了一個(gè)性能優(yōu)良的解決方案。
2015, 23(1):329-332.
摘要:在無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò )中,如何提高節點(diǎn)能源的利用率,延長(cháng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的生命周期是當前迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題;從視頻數據處理和傳輸能耗的角度出發(fā),對分布式視頻編碼(DVC)基礎理論及視頻傳感器節點(diǎn)的能耗模型進(jìn)行分析和研究;通過(guò)實(shí)驗仿真的方式將H.264幀內編碼方案同DVC方案進(jìn)行比較,實(shí)驗結果表明了DISCOVER-DVC方案在節點(diǎn)節能方面的優(yōu)勢;最后基于DISCOVER-DVC算法,在S3C6410硬件平臺和嵌入式Linux操作系統平臺之上完成視頻傳感器節點(diǎn)設計,來(lái)降低節點(diǎn)能耗,提高節點(diǎn)生命周期。
2015, 23(1):333-335.
摘要:為了滿(mǎn)足對高速串行數據長(cháng)時(shí)間實(shí)時(shí)顯示存儲的要求,提出了一種采用FPGA+ARM作為主控制器結合大容量Flash緩沖的設計方案;系統前端采用FPGA串并轉換并控制Flash進(jìn)行數據采集,后端采用ARM進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示存儲;該系統采集速率高,能夠采集高達8.45 Mbps的輸入數據,存儲容量可擴;系統是針對兩路輸入速度高達460 800 bps的串行數據而設計的,經(jīng)測試驗證,數據存儲可靠穩定,可廣泛應用于飛行裝置上。
2015, 23(1):336-338.
摘要:在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中,傳感器節點(diǎn)對信號采集傳遞的可靠性決定系統結果的準確程度,而對于應用于不同領(lǐng)域的WSNs而言,節點(diǎn)損壞、信息傳遞過(guò)程受到攻擊的情況時(shí)有發(fā)生,為了保證結果的準確,及時(shí)準確的判斷節點(diǎn)的工作情況至關(guān)重要;進(jìn)而對傳感器節點(diǎn)進(jìn)行分析,介紹幾種可疑節點(diǎn)判斷方式,同時(shí)結合WSNs在母嬰監控系統中的應用,通過(guò)信號強度及信號呈現的規律檢測可疑節點(diǎn)的方案在母嬰監控系統中的實(shí)用性,分析了母嬰監控系統中是如何利用可疑節點(diǎn)來(lái)達到監控的效果。
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