2017, 25(7):1-7, 15. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.001
摘要:多智能體系統隊形控制的研究主要集中于隊形形成、隊形保持和隊形變換3個(gè)方面;首先,介紹、分析了多種隊形控制方法,包括軌跡跟蹤法、行動(dòng)選擇法、假想剛體法、網(wǎng)絡(luò )關(guān)系圖分析法、動(dòng)態(tài)編隊法、虛擬勢場(chǎng)法、學(xué)習控制法和混合控制法等;其次,對移動(dòng)機器人、無(wú)人機、水下機器人等多智能體系統的隊形控制應用進(jìn)行研究;然后,給出了近年來(lái)多智能體系統隊形控制的研究進(jìn)展,包括基于復Laplacian矩陣的多維空間隊形控制方法,其它領(lǐng)域技術(shù)(云計算、圖像處理等)用于隊形控制的研究成果,并對基于隊形控制的多移動(dòng)機器人和無(wú)人機搬運作了介紹;最后,給出了當前隊形控制研究中尚未解決的問(wèn)題,包括隊形擴展,隊形穩定性,通信、傳感器功能,異構多智能體系統隊形控制和機械臂編隊等。
2017, 25(7):8-11. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.002
摘要:智慧城市是利用物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)實(shí)現城市智慧運行和管理的新型城市形態(tài),是信息技術(shù)與城市發(fā)展深度融合的產(chǎn)物;針對當前智慧城市因碎片化、煙囪式發(fā)展模式而面臨的重復建設嚴重、跨域資源難以共享與聯(lián)動(dòng)協(xié)同等突出問(wèn)題,從資源匯聚和促進(jìn)城市應用互聯(lián)互通互操作的角度,定義了城市物聯(lián)網(wǎng)基礎設施的概念內涵,提出城市物聯(lián)網(wǎng)基礎設施是一個(gè)涵蓋“網(wǎng)絡(luò )+平臺+服務(wù)”的綜合體,分析總結了國內外政府與企業(yè)在城市物聯(lián)網(wǎng)基礎設施尤其是物聯(lián)網(wǎng)平臺方面的發(fā)展現狀,在此基礎上,研究提出了為實(shí)現城市物聯(lián)資源泛在接入、網(wǎng)絡(luò )融合、資源管理和智能服務(wù)等核心功能亟需突破的關(guān)鍵技術(shù),最后給出了推動(dòng)城市物聯(lián)網(wǎng)基礎設施快速發(fā)展的意見(jiàn)和建議。
賀強 , 王雙喜 , 李劍勇 , 曲長(cháng)征
2017, 25(7):12-15. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.003
摘要:目前,Android系統是當今網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)最對的應用系統之一,而隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對于A(yíng)ndroid系統的惡意行為軟件也逐漸增多,給當前的應用用戶(hù)的財產(chǎn)以及私人信息安全帶來(lái)了很大的威脅,嚴重的遲緩了當前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)以及相關(guān)于應用客戶(hù)端的推廣;為此,根據Android系統的特有機構設計出一種基于Binder信息流的自動(dòng)檢測惡意行為系統,以此來(lái)解決對于當前網(wǎng)絡(luò )安全對于A(yíng)ndroid系統用戶(hù)帶來(lái)的負面影響;根據目前網(wǎng)絡(luò )中的應用通信信息,檢測可能存在的泄露用戶(hù)信息的應用軟件為目標,建立信息矢量圖以此來(lái)分析當前網(wǎng)絡(luò )中的惡意行為;通過(guò)對軟件進(jìn)行檢測,研究可實(shí)用性和檢測效果,結果顯示其識別率可以達到100%,并且軟件運行只占有內存的7%,結果可以達到當前的Android用戶(hù)的使用范圍。
2017, 25(7):16-20. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.004
摘要:由于故障預測與健康管理系統(PHM)是涉及多層次、多領(lǐng)域、耦合度高的復雜系統,很難從整體對PHM系統進(jìn)行設計和驗證,所以始終沒(méi)有成熟的工具和方法;從數據驅動(dòng)的視角,研究了飛機PHM系統設計及驗證;以數據為主線(xiàn),采用了4種方法實(shí)現PHM系統設計及驗證:1)采用系統建模語(yǔ)言(SysML)進(jìn)行PHM系統的架構設計;2)采用基于事件的方法將被觀(guān)測系統的行為狀態(tài)化,實(shí)現PHM系統中資源的充分利用,降低局部的資源壓力;3)采用基于模型的推理方法,實(shí)現了系統狀態(tài)模型的應用;4)采用多線(xiàn)程、異構能量耦合等方法定義了一個(gè)PHM仿真框架,并在該框架指導下開(kāi)發(fā)了一個(gè)仿真環(huán)境,并針對機載配電系統設置了幾種測試用例進(jìn)行診斷推理,對提到的各種方法進(jìn)行了驗證;研究結果表明,上述方法是合理有效的,可以構建描述完整、資源均衡的PHM系統架構。
2017, 25(7):21-24. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.005
摘要:針對傳統船搖隔離度測試方法效率低、誤差大、操作復雜、且不能有效解決擾動(dòng)跳變的不足,對船搖隔離的基本原理進(jìn)行了分析,建立了梯度型最小二乘濾波模型,提出了基于梯度型最小二乘濾波算法對測量數據進(jìn)行濾波處理,利用VC++編程實(shí)現對船搖隔離度的自動(dòng)化測試,并在船舶生搖的條件下進(jìn)行船搖隔離度的測試分析;對比傳統方法測試結果表明,該方法能有效濾除測量數據中的隨機誤差,較大程度地降低了擾動(dòng)跳變的抖動(dòng)量,提高了伺服系統船搖隔離度的測試精度。
2017, 25(7):25-27, 31. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.006
摘要:信號與測試定義(STD)標準從被測對象信號的測試需求出發(fā),以信號的方式描述測試需求,可以為自動(dòng)測試系統提供更好的程序可移植性;STD標準規范了信號的定義與描述模型,但沒(méi)有提供具體的實(shí)現方法;為了從技術(shù)層面上解決測試信號參數傳遞與測試需求存儲問(wèn)題,分析了STD標準,并根據該標準對信號進(jìn)行設計,提出了基于STD標準的自動(dòng)測試系統信號組件設計方案,并以信號激勵產(chǎn)生的過(guò)程介紹信號組件的交互;以交流AC_SIGNAL信號組件的構建為例,對信號組件的設計方案進(jìn)行驗證;實(shí)驗結果證明該設計方案切實(shí)可行,可為自動(dòng)測試系統的研究提供參考。
2017, 25(7):28-31. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.007
摘要:民航飛機發(fā)動(dòng)機設備構造精密、復雜,其監測系統收集的數據中蘊含了豐富的故障信息;傳統發(fā)動(dòng)機狀態(tài)診斷依靠數據統計分析和機器學(xué)習模型,但其在深入理解與歸類(lèi)信號特性方面的表現難以盡如人意;此外近年興起了多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )降維算法——深度學(xué)習理論,其通過(guò)模擬人腦分析過(guò)程建立由淺入深的算法模型,數據處理效果較好;將民航發(fā)動(dòng)機自身特點(diǎn)與深度學(xué)習理論有機結合提出了基于深度信念網(wǎng)絡(luò )發(fā)動(dòng)機狀態(tài)監測方法;其優(yōu)勢在于克服了傳統方法人工提取數據特征的不確定性與狀態(tài)分類(lèi)陷入局部最優(yōu)的缺陷,可對發(fā)動(dòng)機參數進(jìn)行自主學(xué)習與特征提取;實(shí)驗結果表明該算法具有出色的特征提取能力與分類(lèi)準確率,能夠準確識別發(fā)動(dòng)機的不同狀態(tài)。
2017, 25(7):32-35. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.008
摘要:為解決電子裝備在研制生產(chǎn)過(guò)程中普遍存在的測試設備通用性差、測試過(guò)程管理缺失等共性問(wèn)題,改變當前單機測試孤立的測試作業(yè)模式,在進(jìn)行測試標準庫建設的基礎上,參照物聯(lián)網(wǎng)設計思維,網(wǎng)絡(luò )化可配置綜合測試平臺基于B/S架構實(shí)現,將測試對象、測試儀器作為物聯(lián)網(wǎng)中的傳感節點(diǎn)來(lái)進(jìn)行采集控制,結合可配置共性測試技術(shù)與信息集成技術(shù),在網(wǎng)頁(yè)上統一實(shí)現了測試任務(wù)管理、測試文件配置、測試用例執行、測試結果評估,實(shí)現了電子裝備的各個(gè)測試階段的聯(lián)網(wǎng)檢測與集成管理;測試平臺形成了基于測試知識積累的高效測試產(chǎn)出能力,可縮短測試開(kāi)發(fā)周期,提高測試效率與儀器利用率,提高測試數據利用維度,加強計劃與質(zhì)量管理,為電子裝備的全生命周期管理提供重要支撐。
2017, 25(7):36-38. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.009
摘要:大氣的質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生存環(huán)境,衡量大氣污染的程度和對身體健康造成的傷害,都離不開(kāi)對大氣的檢測;如何進(jìn)行檢測,用什么方法來(lái)評判,文章提出一種方法來(lái)實(shí)時(shí)檢測大氣霧霾的狀況,尤其是PM2.5(空氣動(dòng)力學(xué)當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認為是造成霧霾天氣的“元兇”;大氣霧霾監測系統利用霧霾檢測器和GPRS傳導,將所在地霧霾情況實(shí)時(shí)監測傳輸給手機APP終端,手機接收之后將數據整合顯示給使用者,達到霧霾監測和提前應對惡劣天氣的作用。
2017, 25(7):39-42. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.010
摘要:光纖電流互感器日益成為電力系統中最重要的設備,在實(shí)用化研究中,光纖電流互感器的檢測精度是重要的指標之一,而被測電流的諧波和光纖電流互感器內部的噪聲往往影響其測量的準確性;因此對光纖電流互感器諧波的檢測以及對其解調算法實(shí)用性的驗證非常重要;為進(jìn)一步的諧波治理提供依據及驗證解調算法能否有效運用問(wèn)題,在詳細分析現有的諧波檢測理論和兩種解調算法原理的基礎上,設計了一種基于虛擬儀器LabView的光纖電流互感器諧波檢測及解調算法測試一體化系統,在快速檢測電流各次諧波電平的同時(shí)解調出被測電流的信息并對比驗證兩種解調算法的可行性與優(yōu)越性,驗證結果表明第二種解調算法的精度明顯優(yōu)越于第一種解調算法,更能適用于光纖電流互感器的信號解調。
2017, 25(7):43-46, 50. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.011
摘要:對起重機負載電機進(jìn)行了研究,采用西門(mén)子公司的S7-200 SMART PLC采集負載電機的機械振動(dòng)信號,通過(guò)工業(yè)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)模塊以無(wú)線(xiàn)數據包的形式將采集的數據匯總到上位機LabVIEW監測平臺;上位機的LabVIEW監測平臺對電動(dòng)機振動(dòng)信號進(jìn)行相關(guān)性和頻譜分析,將實(shí)時(shí)振動(dòng)數據頻譜信號和已知常見(jiàn)負載電機的軸承外圈故障、軸承內環(huán)故障和滾子故障3種典型的故障狀態(tài)頻譜信號進(jìn)行相關(guān)性運算,得到實(shí)時(shí)信號與已知狀態(tài)的相關(guān)系數;提出了以相關(guān)系數作為故障診斷判定閾值的方法進(jìn)行故障診斷,實(shí)現了對起重機狀態(tài)進(jìn)行監測以及監控信息發(fā)布。
2017, 25(7):47-50. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.012
摘要:隨著(zhù)小衛星研制數量的增多,地面電纜的敷設數量越來(lái)越多,一旦絕緣老化而發(fā)生熱擊穿將造成很大的損失;衛星地面供電電纜的運行溫度是一個(gè)重要參數,必須對其進(jìn)行監視;為此,研制了小衛星地面供電電纜溫度監測系統,該系統采用T型熱電偶對電纜重點(diǎn)監測部位進(jìn)行測溫,并將測溫數據通過(guò)溫度數采盒轉換為RS-485信號進(jìn)行遠程傳輸,利用工業(yè)串口服務(wù)器和以太網(wǎng)交換機接入測試網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現測溫數據的便捷訪(fǎng)問(wèn),通過(guò)基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的溫度監視軟件實(shí)現溫度數據實(shí)時(shí)監視以及其他綜合應用;最后,為了獲取小衛星地面供電用電纜載流數據,進(jìn)行了該類(lèi)型電纜載流試驗,試驗數據表明了電纜溫度的重要性。
2017, 25(7):51-54. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.013
摘要:基于嵌入式技術(shù),設計了一套集控制、測試和分析于一體的伺服綜合測控平臺;該平臺采用集散式結構,在硬件上提供了多種通信與測控接口,軟件上以L(fǎng)inux嵌入式操作系統和Windows系統為基礎,提供了友好的人機交互界面;可以根據現場(chǎng)狀況工作在便攜的單機模式或者功能完備的聯(lián)機模式;平臺同時(shí)為網(wǎng)絡(luò )型伺服系統預留了網(wǎng)絡(luò )接口,有很好的通用性和可擴展性等優(yōu)點(diǎn);經(jīng)測試,該平臺操作便捷,運行穩定,可用于多種類(lèi)伺服系統的測控分析。
2017, 25(7):55-58. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.014
摘要:隨著(zhù)高速鐵路的快速發(fā)展,道岔故障頻發(fā),成為一直是急需解決的重大安全問(wèn)題;首先從道岔的運行原理出發(fā),研究了轉轍機拉力對道岔的影響;然后進(jìn)行了轉轍機的電動(dòng)機的功率和電流參數的比較,結果表明,轉轍機拉力更能直觀(guān)反映道岔的運行情況;最后提出了用轉轍機拉力參數實(shí)現基于粒子群算法優(yōu)化支持向量機(PSO-SVM)的道岔故障診斷算法;經(jīng)過(guò)對實(shí)際數據的處理,表明此種診斷方法對道岔的故障有較好的分辨能力。
2017, 25(7):59-62. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.015
摘要:對富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度進(jìn)行遙感監測,可以預防富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度增加,提高水體水質(zhì),增加水循環(huán)次數,減少水體中有機物的污染;當前富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度遙感監測系統設計方法,以Modis遙感影像數據為原理,依據富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度的特征提取結果,對富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度進(jìn)行遙感監測,沒(méi)有具體對遙感監測系統進(jìn)行詳細地設計,無(wú)法獲取富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度高精度的遙感監測信息,存在遙感監測結果偏差大的問(wèn)題;提出了一種基于Zigbee的富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度遙感監測系統設計方法;該方法先對Zigbee的富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度遙感監測系統進(jìn)行硬件設計,采用IMF對富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度進(jìn)行特征提取,以特征提取結果為基礎,依據COD濃度指數時(shí)間序列實(shí)現富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度遙感監測,最后利用Retinex法對COD濃度遙感監測的圖像進(jìn)行處理,完成對富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度的遙感監測;仿真實(shí)驗結果證明,所提系統設計方法可以精確地對富營(yíng)養化水體環(huán)境中COD濃度進(jìn)行安全快速的遙感監測。
2017, 25(7):63-65, 69. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.016
摘要:針對較強噪聲環(huán)境下的滾動(dòng)軸承故障預測問(wèn)題,為提高軸承故障預測的精度,提出并研究了一種新的滾動(dòng)軸承預測技術(shù);采用將灰色模型和極限學(xué)習機(ELM)相結合的方法,針對軸承運行狀態(tài)值的非線(xiàn)性特點(diǎn),先將樣本數據進(jìn)行灰色處理,解決數據的隨機性和波動(dòng)性問(wèn)題,然后代入學(xué)習速度快,泛化精度高的ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行訓練;在訓練完畢后,對未來(lái)的軸承運行狀態(tài)數據進(jìn)行分析,將其與軸承設備的理論診斷標準相比較以達到故障預測的目的。
2017, 25(7):66-69. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.017
摘要:飛行載荷實(shí)測是全面、定量評定飛機結構強度的必要環(huán)節,在飛行試驗中起著(zhù)至關(guān)重要的作用;傳統的有人機、小型機載荷標定需要評測的參數僅需要數十個(gè)或幾十個(gè)關(guān)鍵參數,實(shí)時(shí)采集系統通道量較小,實(shí)時(shí)監控系統服務(wù)器壓力較小;隨著(zhù)航空工業(yè)的飛速發(fā)展,大型機、無(wú)人機等需要評定的參數量急速上升到數百個(gè),而采集通道成為瓶頸,傳統的測量方法難以滿(mǎn)足需求;針對飛行載荷實(shí)測的海量參數難以測試問(wèn)題,文章提出了一種通道復用的方案,良好的解決了海量數據難以實(shí)時(shí)測量問(wèn)題;經(jīng)驗證,該方案可良好的運用在各種型號的飛行載荷海量數據實(shí)測中。
2017, 25(7):70-73. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.018
摘要:針對Epson-G6和Staubli-TX90工業(yè)機器人,研究一種基于Socket通信的工業(yè)機器人監控系統;系統分為本地監控端和Web遠程監控端;基于TCP協(xié)議和Socket通信技術(shù),編寫(xiě)了機器人控制器服務(wù)端程序和MFC類(lèi)庫開(kāi)發(fā)的客戶(hù)端程序,客戶(hù)端分為通訊功能模塊,末端坐標軌跡存儲模塊和基于OpenGL類(lèi)庫的運動(dòng)姿態(tài)展現模塊;在此基礎上, 基于J2EE架構和WebSocket通信協(xié)議編寫(xiě)了Web遠程監控端程序,分為用戶(hù)管理模塊和實(shí)時(shí)監控模塊;系統實(shí)現了機器人末端坐標軌跡的采集并遠程存儲至PostgreSQL數據庫,同時(shí)通過(guò)逆運動(dòng)學(xué)計算展現了機器人三維運動(dòng)姿態(tài),并在Web頁(yè)面以動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)方式監控機器人的末端坐標軌跡。
2017, 25(7):74-76, 81. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.019
摘要:以常熟辛莊片區排澇泵站群為載體,結合“互聯(lián)網(wǎng)+水利自動(dòng)化+優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )安全控制”的理念,采用分散控制、統一管理的模式,利用瀏覽器、手機APP為遠程終端服務(wù)軟件,以PLC作為現場(chǎng)控制核心,基于WEB以及移動(dòng)子網(wǎng)開(kāi)發(fā)了一套排澇泵站群數據采集與監視控制系統(supervisory control and data acquisition system,SCADA);文中重點(diǎn)就系統設計過(guò)程中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述,如系統通信網(wǎng)絡(luò )安全自檢模塊設計、遠程水泵工作狀態(tài)數據采集以及遠程水泵智能啟停控制實(shí)現等;通過(guò)該系統在實(shí)際現場(chǎng)的應用調試發(fā)現,其運行安全可靠,實(shí)現了利用瀏覽器或手機移動(dòng)終端進(jìn)行各排澇子站分管區域的水情監測、泵站工作狀態(tài)數據監測、排澇子站的水泵機組多模式控制等智能化功能,給泵站的實(shí)時(shí)監管帶來(lái)了便利,創(chuàng )造了很大的社會(huì )價(jià)值。
2017, 25(7):77-81. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.020
摘要:為了實(shí)現遠程控制電磁閥及監測輸水管道水壓,提高農業(yè)灌溉效率;采用STM32微控制器及Android嵌入式系統,開(kāi)發(fā)出一種對電磁閥進(jìn)行控制及水壓監測系統;微控制器通過(guò)串口連接GPRS模塊,從而接收命令控制電磁閥和發(fā)送水壓數據;Android手機客戶(hù)端實(shí)現閥門(mén)控制界面和水壓數據顯示功能;云服務(wù)器負責連接GPRS模塊和手機客戶(hù)端,并且管理底層設備與用戶(hù)信息;該系統已運用在某智能節水灌溉公司的實(shí)驗大棚基地中,實(shí)驗結果表明,系統能實(shí)時(shí)進(jìn)行遠程控制及監測,并能確保輸水系統正常運行;該系統能夠推動(dòng)農業(yè)現代化的發(fā)展,減少人力成本,提高生產(chǎn)效率。
2017, 25(7):82-86. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.021
摘要:針對輪式移動(dòng)機器人的軌跡跟蹤控制問(wèn)題,在分析了機器人運動(dòng)學(xué)模型的基礎上,構建多機器人的領(lǐng)航-追隨模型;采用跟蹤微分器在輸入輸出兩端安排過(guò)渡過(guò)程,設計了一種基于多變量解耦的非線(xiàn)性PID軌跡跟蹤控制器;搭建以Arduino Mega 1280控制板為核心的移動(dòng)機器人實(shí)驗平臺,采用速度PID控制器以滿(mǎn)足機器人驅動(dòng)電機的實(shí)時(shí)調速要求,基于ROS提出一種結構化和模塊化的多機器人控制系統;在此基礎上進(jìn)行實(shí)驗,并將實(shí)驗結果與傳統PID方法控制的實(shí)驗結果進(jìn)行對比;實(shí)驗結果驗證了文章所提算法的有效性,控制器易于實(shí)現且具有一定的魯棒性。
2017, 25(7):87-89, 93. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.022
摘要:針對室內環(huán)境參數的遠程監控問(wèn)題,提出一種基于ZigBee技術(shù)與手機進(jìn)行實(shí)時(shí)數據交換的遠程無(wú)線(xiàn)監控系統:傳感器節點(diǎn)采集環(huán)境中的溫濕度、光強和煙霧濃度數據,通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸到中心協(xié)調器;協(xié)調器與WIFI模塊通過(guò)串口連接,將數據發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng);另外,設計Android手機軟件對監測數據進(jìn)行獲取,并發(fā)出對參數進(jìn)行調節的指令,從而完成遠程的無(wú)線(xiàn)監控任務(wù);經(jīng)過(guò)測試,通過(guò)手機可以在任何有網(wǎng)絡(luò )的地方實(shí)時(shí)對環(huán)境參數進(jìn)行采集和控制,且各節點(diǎn)性能穩定,滿(mǎn)足長(cháng)期監測的需求。
2017, 25(7):90-93. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.023
摘要:具有柔性關(guān)節的輕型機械臂因其自重輕、響應迅速、操作靈活等優(yōu)點(diǎn),取得了廣泛應用;針對具有柔性關(guān)節的機械臂系統的關(guān)節空間軌跡跟蹤控制系統動(dòng)力學(xué)參數不精確的問(wèn)題,提出一種結合滑模變結構設計的自適應控制器算法;通過(guò)自適應控制的思想對系統動(dòng)力學(xué)參數進(jìn)行在線(xiàn)辨識,并采用Lyapunov方法證明了閉環(huán)系統的穩定性;仿真結果表明,該控制策略保證了機械臂系統對期望軌跡的快速跟蹤,具有良好的跟蹤精度,系統具有穩定性。
2017, 25(7):94-97. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.024
摘要:近年來(lái),全球互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò )技術(shù)廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域;隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展,我國各大高校開(kāi)設計算機實(shí)驗室,在高校范圍內搭建的小型局域網(wǎng)中引入監控系統,輔助高校實(shí)驗室的日常使用管理工作;傳統的監控系統在小型局域網(wǎng)中存在數據資源交互消耗大、數據傳輸延遲高、視頻數據儲存空間利用率低等問(wèn)題,給計算機實(shí)驗室的日常管理帶來(lái)不便;針對上述問(wèn)題,提出小型局域網(wǎng)下高校計算機實(shí)驗室監控系統設計;對數據交互過(guò)程中資源消耗大的問(wèn)題,采用雙協(xié)議傳輸單元進(jìn)行資源交互算法的改進(jìn);對傳統監控系統存在的數據傳輸延遲問(wèn)題,采用數據陣列重組模組進(jìn)行數據內部?jì)?yōu)化處理;采用ViodTM視頻壓縮單元,對監控視頻進(jìn)行算法核心壓縮處理,從問(wèn)題產(chǎn)生根源進(jìn)行解決;通過(guò)實(shí)驗證明,提出的小型局域網(wǎng)下高校計算機實(shí)驗室監控系統設計,具有資源占用小、傳輸速度快、視頻存儲率高等特點(diǎn)。
2017, 25(7):98-101. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.025
摘要:針對分數階PID控制器參數整定過(guò)程參數多復雜性大,傳統靠經(jīng)驗試湊的方法不易實(shí)現且優(yōu)化效果差的問(wèn)題,提出了一種改進(jìn)的人工蜂群算法,實(shí)現分數階PID控制器參數的整定;該算法通過(guò)改進(jìn)人工蜂群算法中搜索方程,并引入一個(gè)淘汰機制,對分數階控制器參數進(jìn)行群智能搜索,將搜索到的參數送至分數階PID控制器中反復迭代,以帶有權值的誤差絕對值積分指標(AIE)作為人工蜂群尋優(yōu)的目標函數,最后得出控制器;本文以非線(xiàn)性系統為被控對象,經(jīng)過(guò)實(shí)例仿真,驗證了該算法實(shí)現的控制器比傳統整數階控制器和未改進(jìn)的人工蜂群算法實(shí)現的分數階控制器的動(dòng)態(tài)性能和穩態(tài)性能都有所提高,在超調、上升時(shí)間、振蕩性方面都優(yōu)于未改進(jìn)算法。
2017, 25(7):102-105, 109. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.026
摘要:傳統控制系統的設計方法中忽略了通信網(wǎng)絡(luò )中的時(shí)延和數據包丟失等問(wèn)題,僅通過(guò)傳統方法設計的控制器來(lái)降低其對控制系統產(chǎn)生的不利影響,嚴重影響了系統的穩定性;對于水下航行器等對系統性能要求較高的水下控制平臺,突破傳統使其在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下能夠穩定運行顯得尤為重要;在此背景下,提出了網(wǎng)絡(luò )控制系統的設計方案,以水下航行器為控制平臺,進(jìn)行系統建模,設計反饋控制器,使用MATLAB仿真工具TrueTime,研究分析了網(wǎng)絡(luò )體系結構下時(shí)延和丟包對傳統控制系統動(dòng)靜態(tài)性能的影響;仿真結果表明該設計方法優(yōu)化了系統性能,為系統在發(fā)生網(wǎng)絡(luò )誘導時(shí)延和數據包丟失時(shí)能夠穩定運行,提供了可靠的參考依據;該設計結果具有普適性,也可以用于導彈、坦克等航行器。
2017, 25(7):106-109. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.027
摘要:隨著(zhù)我國經(jīng)濟水平增長(cháng),汽車(chē)的占有率不斷增高,尤其是家用汽車(chē)已經(jīng)成為當今最為普遍的交通工具;為此,提高我國交通管制手段,提高管理監控能力是當前我國交通事業(yè)發(fā)展中非常重要的一部分;設計出一種智能交通系統,依靠THMR-V室外移動(dòng)機器人及視覺(jué)臨場(chǎng)遙感系統,配合計算機智能分析技術(shù)以及信息處理和傳遞技術(shù)為基礎,對當前的交通環(huán)境實(shí)現智能監控和管理;對該系統進(jìn)行實(shí)際應用測試,并且做出分析與結果;研究表明,此系統在設計方面大大的改善了原有系統中不成熟的部分,具有很高的智能化、實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化特點(diǎn),提高了當前我國交通監控當中的效率和準確性,加強了在實(shí)際應用中的可行性,督促駕駛人員遵守交通法規,推動(dòng)我國交通事業(yè)朝智能化以及自動(dòng)化方向發(fā)展。
2017, 25(7):110-114, 119. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.028
摘要:航空發(fā)動(dòng)機的控制規律作用巨大,它決定了發(fā)動(dòng)機能否獲得設定的穩態(tài)工作下性能指標,同時(shí)保證工作過(guò)程中的壓氣機和渦輪的氣動(dòng)穩定性;雙轉子渦噴發(fā)動(dòng)機氣動(dòng)性能優(yōu)化控制的目的就是有效地挖掘發(fā)動(dòng)機的使用潛力;研究方法采用部件特性法對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行穩態(tài)建模,并針對某雙轉子渦噴發(fā)動(dòng)機的穩態(tài)模型進(jìn)行三種不同穩態(tài)控制規律下的仿真,得到發(fā)動(dòng)機性能參數的不同變化趨勢,并對其進(jìn)行了詳細的分析;結果表明:保持低壓轉子轉速不變的情況下,隨著(zhù)壓氣機進(jìn)口總溫的增加,高壓轉子轉速上升,渦輪前溫度升高,發(fā)動(dòng)機推力增加;保持渦輪前溫度不變的情況下,隨著(zhù)壓氣機進(jìn)口總溫的升高,低壓壓氣機氣動(dòng)負荷變重,低壓轉子轉速降低;高壓轉子轉速也下降,但是下降幅度很小;燃油流量增加;保持高壓轉子轉速不變的情況下,隨著(zhù)壓氣機進(jìn)口總溫的升高,燃油流量有一定的增加,低壓轉子轉速有所降低;推力受多重因素的影響,推力值變化趨勢較為復雜。
2017, 25(7):115-119. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.029
摘要:文章介紹了一種航天相機用基于1553B總線(xiàn)的測溫控溫系統的設計,測溫部分通過(guò)電阻分壓的方式采集熱敏電阻的電壓值進(jìn)而計算出熱敏電阻的阻值,從而得出熱敏電阻的溫度,控溫部分通過(guò)PID控制方法驅動(dòng)加熱片進(jìn)行溫度補償,達到目標溫度值;文中介紹了系統的原理及電路實(shí)現、軟件流程,對測溫過(guò)程中產(chǎn)生的誤差源進(jìn)行了分析并提出修正方案;最后給出實(shí)測數據得出結論,該系統測溫精度優(yōu)于0.1℃,控溫精度優(yōu)于0.3℃。
2017, 25(7):120-123, 128. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.030
摘要:按照GJB2035-95《直升機傳動(dòng)系統通用規范》的要求,直升機傳動(dòng)系統的研制,需要大量試車(chē)臺對其設計合理性進(jìn)行試驗驗證;通過(guò)對傳統試車(chē)臺測控系統建設經(jīng)驗的總結,在滿(mǎn)足傳動(dòng)系統試車(chē)臺技術(shù)指標的基礎上,基于模塊化設計思想,采用分布式結構和C/S模式測控網(wǎng)絡(luò ),開(kāi)發(fā)一種具有通用性的測控系統,使其滿(mǎn)足不同規模結構、測試類(lèi)型和試驗方法的試車(chē)臺建設任務(wù);闡述了測控系統的結構和工作原理,詳細介紹了現場(chǎng)設備層、數據服務(wù)器層及客戶(hù)層的通訊流程和程序實(shí)現方法;該系統在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性、可靠性的基礎上提高了試驗效率和測控精度,減少了試車(chē)臺建設和適應性改造的周期和難度,增強試車(chē)臺的靈活性和可維護性;系統已成功應用于多個(gè)傳動(dòng)系統試車(chē)臺,且運行穩定可靠。
王石 , 曹文梁 , 江務(wù)學(xué) , 施松新
2017, 25(7):124-128. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.031
摘要:隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,數字圖像處理與優(yōu)化已普遍應用于各個(gè)領(lǐng)域;近年來(lái)集成控制技術(shù)快速發(fā)展,圖像處理系統已向集成控制方向發(fā)展;通過(guò)對現有的圖像優(yōu)化控制系統分析發(fā)現,系統普遍存在嵌入式結構下多模組協(xié)調邏輯性欠缺、自動(dòng)處理識別反饋單元缺失、系統整體控制單元統一性欠佳,導致傳統控制系統無(wú)法在嵌入式結構下快速、高效、平穩的運行;針對這些問(wèn)題,提出嵌入式結構下集成優(yōu)化自動(dòng)控制系統設計方法;采用IFCO嵌入式邏輯數據庫、多元數據主控平臺、HRG數據平流穩定模組針對性的解決傳統控制系統存在的一系列問(wèn)題;通過(guò)仿真模擬實(shí)驗測試證明,提出的系統設計方法具有處理速度快、數據信號執行準確率高、運行穩定性好的特點(diǎn)。
2017, 25(7):129-131, 135. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.032
摘要:為了更好地保證公路施工質(zhì)量,保障施工人員的生命財產(chǎn)安全,建設平安和諧社會(huì ),為廣大群眾提供一個(gè)便利、舒適、安全地空間,需要對公路施工監控系統進(jìn)行設計;當前的公路施工監控系統設計方法是利用圖像處理板對其進(jìn)行監控,監控過(guò)程中圖像處理板的體積太大,沒(méi)有設置隱蔽性屏障,導致監控盲點(diǎn)多,存在監控整體性能低,監控系統效果差的問(wèn)題;為此,提出一種基于幾何控制的公路施工智能監控系統設計方法;該方法首先確定公路施工監控類(lèi)型,并對公路施工監控系統進(jìn)行構造,然后以公路施工監控系統的構造為基礎,利用編碼感知路由,將各個(gè)終端監控的數據信息傳輸至監控系統中心,最后采用蛇形時(shí)隙數據存儲算法將公路施工終端的監控信息數據全部存儲,由此完成對公路施工的智能監控的系統設計;實(shí)驗結果證明,所提方法可以對公路施工進(jìn)行全方位,安全可靠地智能監控,減少了突發(fā)事件發(fā)生處理時(shí)間和監控盲點(diǎn),增加了公路施工速度,更大程度地保障了施工人員的人身安全,為該領(lǐng)域的研究發(fā)展提供了強有力的依據。
2017, 25(7):132-135. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.033
摘要:針對當前型號裝備存在的帶寬不足、體積龐大、信息共享程度不高、硬件標準化程度不高等問(wèn)題,提出了潛射導彈測控系統集成化設計使用需求、維修保障需求、環(huán)境對系統的需求、信息采集與共享需求,對VPX總線(xiàn)與PXI、VXI、LXI總線(xiàn)的可選擇性、速度、集成度、體積、精度、電磁屏蔽等性能進(jìn)行了對比,提出了潛射導彈地面綜合電氣系統集成化設計方案,該方案包括指揮控制中心、中間控制系統和執行部分三層網(wǎng)絡(luò )結構;針對潛射導彈測試控制信號,提出了基于VPX總線(xiàn)的測控系統設計方案,并分析了主要組成及其功能;通過(guò)對此方案的驗證試驗及分析可知,潛射導彈綜合電氣系統采用VPX總線(xiàn)設備可實(shí)現集成化、小型化,滿(mǎn)足部隊使用與維修保障需求。
2017, 25(7):136-139. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.034
摘要:微型飛行器具有高度的非線(xiàn)性特性,且氣動(dòng)參數具有不確定性,難以建立精確的數學(xué)模型;為實(shí)現其姿態(tài)、速度、以及高度的精確魯棒控制,基于自抗擾控制方法設計了微型飛行器速度回路和高度回路的控制器;首先建立了微型飛行器的非線(xiàn)性模型,然后利用擴張狀態(tài)觀(guān)測器對飛行器狀態(tài)和氣動(dòng)不確定性因素進(jìn)行了估計,并通過(guò)非線(xiàn)性反饋對模型不確定性部分和狀態(tài)耦合進(jìn)行補償,實(shí)現了縱向通道的解耦控制;通過(guò)仿真對所設計的控制器進(jìn)行性能驗證,結果表明自抗擾控制器能夠實(shí)現對微型飛行器的快速穩定控制,且不依賴(lài)于精確的飛行器數學(xué)模型,具有良好的魯棒性。
2017, 25(7):140-142, 169. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.035
摘要:為減少裝備損耗,展現某型火箭炮角限位器工作過(guò)程和常見(jiàn)故障,設計了基于A(yíng)RM的角限位器模擬訓練系統;以TX2440A開(kāi)發(fā)板為基礎,設計了高低角限位器模擬裝置、方向角限位器模擬裝置和輸入輸出控制顯示電路;采用Linux C++多線(xiàn)程編程技術(shù)和QT技術(shù),設計了硬件驅動(dòng)程序,驅動(dòng)調用程序和軟件操作界面,實(shí)現了兩種角限位器工作過(guò)程和常見(jiàn)故障的模擬;實(shí)驗結果表明,該系統能準確、實(shí)時(shí)地反映角限位器的工作狀態(tài)和故障現象,為教學(xué)訓練提供了可靠的平臺。
2017, 25(7):143-145, 173. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.036
摘要:為了能夠對飛機雪橇式減震器的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和數據保存,設計了一種基于STM32F103ZET6的雪橇式減震器檢測系統;利用壓力傳感器和光柵尺完成減震器壓力與壓縮距離的采集并轉換為數字信號,以C#軟件平臺開(kāi)發(fā)的作為上位機采集,處理壓力數據,借助圖形用戶(hù)接口控件實(shí)現壓力數據和曲線(xiàn)的顯示,借助SQL數據庫實(shí)現將數據保存在數據庫中,便于管理員讀取;上位機與下位機的傳輸利用WIFI信號進(jìn)行;測試結果表明:雪橇式減震器監測系統精度達到0.01%。
2017, 25(7):146-149, 153. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.037
摘要:運載火箭總體方案論證過(guò)程中,由于涉及專(zhuān)業(yè)多、專(zhuān)業(yè)間迭代交互頻繁、設計方案多變等特點(diǎn),容易造成多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設計時(shí)版本與技術(shù)狀態(tài)的不統一,需要研究針對運載火箭產(chǎn)品的通用建模方法,并開(kāi)發(fā)相應的軟件系統;基于統一數據源的協(xié)同設計理念,結合運載火箭總體設計與數據模型特點(diǎn),通過(guò)定義基礎信息模型、概念模型、參數模型、外部定義模型4種數據模型,提出了針對運載火箭產(chǎn)品的通用主模型構建方法;將此通用建模方法軟件化,搭建了基于主模型的協(xié)同設計軟件系統整體架構;此架構包含主模型管理系統、主模型建模工具及應用客戶(hù)端三部分,實(shí)現了多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設計過(guò)程中數據與版本的統一管理、技術(shù)狀態(tài)一致性分析、譜系追蹤、數據展示與應用等功能;該主模型建模工具與客戶(hù)端軟件系統的實(shí)現,為運載火箭的總體協(xié)同設計提供了工具支撐。
2017, 25(7):150-153. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.038
摘要:針對多旋翼無(wú)人機自主飛行實(shí)時(shí)監控需求,開(kāi)發(fā)了一套完整的多旋翼無(wú)人機地面控制站軟件系統;根據多旋翼無(wú)人機地面控制站軟件總體設計分析,基于功能模塊化思想,分別設計并實(shí)現了飛行監控、飛行任務(wù)管理、二維與三維結合的導航電子地圖以及數據庫技術(shù)等功能,為無(wú)人機的實(shí)時(shí)監控提供了有力保障;地面控制站軟件系統的三個(gè)用戶(hù)主界面簡(jiǎn)約美觀(guān),能夠實(shí)時(shí)切換,便于地面操作員對無(wú)人機的飛行監管;最后,通過(guò)某型多旋翼無(wú)人機的飛行作業(yè),對地面控制站軟件系統進(jìn)行了全方位測試;實(shí)驗測試有效地證實(shí)了該地面控制站軟件系統具有完善的監控功能,操作簡(jiǎn)便,完全滿(mǎn)足無(wú)人機地面控制站需求,已經(jīng)作為標配軟件提供給用戶(hù)使用。
2017, 25(7):154-158. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.039
摘要:為了滿(mǎn)足新型運載火箭“通用化、組合化、系列化”的設計要求,同時(shí)朝著(zhù)降本增效的方向發(fā)展,需要研究多專(zhuān)業(yè)一體化設計方法;通過(guò)梳理概念設計時(shí)總體、氣動(dòng)、彈道、姿控各專(zhuān)業(yè)的工程算法,結合MDO理論與層次式模型管理的軟件架構方法,提出了面向運載火箭概念設計的多學(xué)科集成優(yōu)化軟件構建技術(shù),包括專(zhuān)業(yè)模型、CAD模型、仿真模型、優(yōu)化模型、迭代模型等在內的8類(lèi)軟件模型的定義與有效管理,并形成專(zhuān)業(yè)計算與分析軟件;此軟件可實(shí)現火箭芯級、助推器、穩定翼面等總體外形的參數化設計,三維圖像的展示與編輯,基于部件組合法的氣動(dòng)工程計算與性能分析,質(zhì)量特性計算,動(dòng)力系統選型及彈道計算與分析,優(yōu)化設計等功能;通過(guò)此軟件構建技術(shù)的研究與功能實(shí)現,為運載火箭概念設計過(guò)程的多學(xué)科集成優(yōu)化設計提供了工具支撐。
2017, 25(7):159-164, 177. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.040
摘要:針對塔康導航系統的測試需求,結合軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù),設計并實(shí)現了塔康信號模擬系統;首先介紹了塔康導航臺導航的原理,包括:測向原理和測距原理;接著(zhù),根據塔康導航臺信號的特點(diǎn),給出信號模擬系統的需求分析;在需求分析的基礎上,完成了信號模擬系統的總體方案設計、硬件結構組成及軟件的模塊化設計;然后,根據塔康信號模擬系統信號的模塊化設計,對各個(gè)模擬信號模塊進(jìn)行詳細設計,并在GNU Radio上編程實(shí)現;最后,搭建了信號模擬系統測試試驗平臺,在平臺上完成了模擬系統各個(gè)信號模塊的測試驗證,并對塔康信號模擬系統進(jìn)行了功能試驗驗證。
2017, 25(7):165-169. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.041
摘要:大數據服務(wù)需求的認知深度和服務(wù)架構的融合度直接影響多業(yè)務(wù)大數據應用的資源管理和服務(wù)質(zhì)量,提出了一種基于大數據服務(wù)深度需求分析和面向服務(wù)的協(xié)作集成架構的異構系統融合機制;該機制,一方面,在分析大數據源多樣化、差異化大數據組織形式及其存儲方式,基于開(kāi)放性大數據服務(wù)上下文,以及上下文集合的關(guān)聯(lián)匹配與大數據服務(wù)分析的映射關(guān)系,結合不同類(lèi)型用戶(hù)的需求差異化特征,建立了大數據服務(wù)需求分析模型;另一方面,對于多態(tài)異構的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大數據服務(wù),經(jīng)過(guò)結構化和開(kāi)放性處理后,給出大數據通信和服務(wù)調用描述定義,提出了SOA協(xié)作集成的異構系統融合架構;仿真實(shí)驗結果表明,所提出的算法在大數據服務(wù)響應成功率、執行時(shí)間和代價(jià)比等方面具有明顯優(yōu)勢。
2017, 25(7):170-173. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.042
摘要:現有不同型號無(wú)人機的數據協(xié)議格式差別較大,無(wú)人機指揮控制系統與無(wú)人機緊密耦合,針對不同機種要開(kāi)發(fā)不同的指控系統,系統的通用性較差,開(kāi)發(fā)、培訓成本高,且無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)多無(wú)人機協(xié)同作業(yè)的任務(wù)需求;因此,設計開(kāi)發(fā)一套具有較高通用性的無(wú)人機指控系統,通過(guò)對異構的無(wú)人機測控數據進(jìn)行通用化處理,形成具有較強可擴展性的無(wú)人機標準數據協(xié)議,用以消除不同無(wú)人機與指控系統之間的差異性,同時(shí)最大限度的保證指控平臺的可擴展能力。
2017, 25(7):174-177. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.043
摘要:設計合理的空間基礎數據庫不僅能提高整個(gè)空間數據操作時(shí)的性能和效率,而且還可以減少后期的維護修復工作,使整個(gè)空間基礎數據運行的更加快捷,需要對空間基礎數據建立數據庫;當前的空間基礎數據庫設計方法采用ArcSDE數據引擎對空間基礎數據進(jìn)行不斷地更新調整,再利用多源空間數據格式轉換的技術(shù)對空間基礎數據庫進(jìn)行設計,存在空間基礎數據運行時(shí)速度緩慢,計算精度低的問(wèn)題;為此,提出了一種基于UML技術(shù)的空間基礎數據庫設計方法;該方法首先在空間基礎數據庫設計中建立空間基礎數據索引結構,利用R-樹(shù)族構建空間基礎數據索引樹(shù),依據空間基礎數據索引樹(shù),掃描索引空間基礎數據,過(guò)濾掉不滿(mǎn)足查詢(xún)條件的空間基礎數據對象,使空間數據查詢(xún)結果可以在額定時(shí)間內獲得,然后采用空間基礎數據點(diǎn)、數據線(xiàn)、以及由數據線(xiàn)組成的區域、一組區域、空間基礎數據網(wǎng)絡(luò )的詳細存儲方式對空間基礎數據進(jìn)行存儲,利用MongoDB驅動(dòng)程序對矢量空間數據進(jìn)行存儲存儲,最后通過(guò)對空間基礎數據庫索引、查詢(xún)、存儲等設計實(shí)現了空間基礎數據庫的建立;仿真實(shí)驗結果證明,所提方法提高了空間基礎數據的建庫速度,減少了數據運行的時(shí)間,提升了空間基礎數據的利用率。
2017, 25(7):178-180, 185. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.044
摘要:針對雷達導引頭角閃爍噪聲測量條件下的機動(dòng)目標,研究剩余飛行時(shí)間計算方法;建立了閃爍噪聲計算模型;在粒子濾波算法和擴展卡爾曼濾波算法的基礎上,推導了擴展卡爾曼粒子濾波算法的實(shí)現過(guò)程;根據估計結果建立了剩余飛行時(shí)間計算模型,在剩余飛行時(shí)間表達式中考慮了目標機動(dòng)加速度的影響;仿真結果表明,基于機動(dòng)目標當前統計模型的擴展卡爾曼粒子濾波算法對閃爍噪聲測量條件下的機動(dòng)目標具有良好的跟蹤性能,對剩余飛行時(shí)間具有較高的估計精度。
2017, 25(7):181-185. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.045
摘要:準確的輻照度預測是光伏發(fā)電系統預測輸出功率的關(guān)鍵,而輻照度受緯度、天氣類(lèi)型、海拔等因素的影響巨大,不同地區差異較大;目前對輻照度的短時(shí)預測研究中復雜的氣象數據獲取難度大,因此提出了一種利用便于獲取氣象數據進(jìn)行輻照度短時(shí)預測的簡(jiǎn)單方法;根據武漢市特有的地理位置特點(diǎn),將天氣類(lèi)型分為四類(lèi),將環(huán)境監測儀實(shí)時(shí)測量的溫度、輻照度數據及不同時(shí)刻的太陽(yáng)高度角作為網(wǎng)絡(luò )的輸入,用多變量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型對05:00到20:00時(shí)的每小時(shí)輻照度進(jìn)行短期預測;將得到的預測結果與僅用歷史輻照度數據作為輸入得到的預測結果進(jìn)行對比,該模型準確性有很大的提高;最終以持續性方法為基準得出預測技能;結果顯示該模型在A(yíng)、B類(lèi)天氣時(shí)預測技能均在0.75以上,大部分分布在0.80~0.85,表明該模型在僅利用便于獲取的氣象信息的基礎上能夠較準確地對短時(shí)輻照度進(jìn)行預測。
張曉燕 , 盧照新 , 劉學(xué)君 , 張凱 , 楊嗣源
2017, 25(7):186-189. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.046
摘要:直線(xiàn)導軌是數控技術(shù)的重要組成部件,它的精確程度非常重要;以MSP430單片機為核心,設計了一個(gè)直線(xiàn)導軌精確定位裝置;此裝置采用兩相四線(xiàn)的ST57型步進(jìn)電機和60CM的螺紋絲桿組成一個(gè)直線(xiàn)導軌組,選用M7128驅動(dòng)器驅動(dòng)步進(jìn)電機,使用PWM波精確定位算法程序精確控制電機轉速;MSP430的IO端口控制步進(jìn)電機的正反轉,使得步進(jìn)電機帶動(dòng)螺紋絲桿轉動(dòng),讓滾動(dòng)絲杠上的物體往復移動(dòng),并在電腦上顯示當前位移值;試驗證明,其定位精度為0.01 cm,具有較高的可靠性和準確性,低成本,穩定性好。
2017, 25(7):190-193. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.047
摘要:為了實(shí)現捷聯(lián)慣性導航系統(strap-down inertial navigation system,SINS)快速初始對準,根據已有可觀(guān)測性分析結果,通過(guò)理論分析和計算得到了擴展觀(guān)測量時(shí)初始對準系統最優(yōu)可觀(guān)測狀態(tài)量組合,在此基礎上簡(jiǎn)化了對準模型,建立了新的系統方程;針對載車(chē)發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)或其他情況導致系統噪聲無(wú)法精確統計,提出了運用基于強跟蹤濾波原理的自適應卡爾曼濾波算法抑制濾波發(fā)散,加快收斂速度;仿真結果表明運用簡(jiǎn)化模型和自適應濾波在系統噪聲不匹配時(shí)具有更快的收斂速度和更高的對準精度,車(chē)載實(shí)驗結果也表明運用簡(jiǎn)化模型和自適應濾波可以實(shí)現快速對準。
2017, 25(7):194-196, 201. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.048
摘要:最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)是提高光伏發(fā)電效率的重要途徑之一;擾動(dòng)觀(guān)測法是MPPT控制中最常用的方法,針對其無(wú)法兼顧跟蹤速度與最大功率點(diǎn)跟蹤過(guò)程的震蕩問(wèn)題,提出了一種基于PI調節占空比的自適應MPPT方法,該方法針對占空比采用基于PI調節的自適應策略;通過(guò)Simulink建模仿真,與其他方法進(jìn)行對比分析,結果顯示了該方法可顯著(zhù)地提高了最大功率點(diǎn)跟蹤的速度與精度。
2017, 25(7):197-201. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.049
摘要:針對SURF算法中快速Hessian矩陣行列式檢測出的特征點(diǎn)的不連續現象,從而造成的旋轉,模糊和光照變化適應性較差的不足,提出一種旋轉SURF檢測算子的圖像配準新方法;該算法通過(guò)將SURF算法的積分圖像盒子濾波模板逆時(shí)針旋轉45度,引入一種可以檢測角度旋轉的濾波核提升檢測算子對不同圖像變換的匹配性能,保證新的檢測算子與原算法較好的結合,同時(shí)利用改進(jìn)的單純形算法依據輸入圖像進(jìn)行參數優(yōu)化;仿真結果表明,該方法不僅保留了算法的速度優(yōu)勢,縮短了配準時(shí)間,而且在圖像模糊變換,光照變換和JPEG壓縮變換方面性能有明顯的提升,此外對視角變換以及小尺度變換性能也有提高。
2017, 25(7):202-205. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.050
摘要:為了能夠準確地建立電動(dòng)振動(dòng)臺的仿真模型,了解電動(dòng)振動(dòng)臺系統特性,筆者在分析電動(dòng)振動(dòng)臺數學(xué)模型的基礎上,利用先進(jìn)的滑動(dòng)回歸最小二乘辨識算法,有效地開(kāi)展了電動(dòng)振動(dòng)臺這一復雜電力學(xué)系統階數和時(shí)延的確認,參數估計,并最終建立了系統的ARMA模型;文章最后,舉出了某型電動(dòng)臺空臺面和另一型振動(dòng)臺帶滑臺的模型辨識結果,并通過(guò)正弦掃頻試驗給予驗證;結果表明,該算法辨識精度高,收斂速度快,魯棒性強,能克服一定的噪聲,對于高階線(xiàn)性系統辨識具有良好的辨識效果。
2017, 25(7):206-208, 229. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.051
摘要:相機標定技術(shù)是結構光三維視覺(jué)測量的關(guān)鍵技術(shù)之一,結構光測量系統的相機標定的精度對三維測量的精度有很大影響;首先對三線(xiàn)結構光系統圖的相機標定方法進(jìn)行了分析,簡(jiǎn)單介紹了工業(yè)相機成像的幾何模型及標定的原理;其次利用Harris角點(diǎn)檢測方法提取特征點(diǎn)坐標,并選用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)校正工業(yè)相機的畸變模型,以提高標定算法的優(yōu)化速度和標定精度;最后采用張正友的平面標定法對校正后的攝像機模型進(jìn)行標定實(shí)驗,由實(shí)驗結果知,該方法具有一定的準確性和有效性,在一定誤差范圍內,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )畸變校正的張正友相機標定能夠有效提高視覺(jué)檢測的精度。
2017, 25(7):209-212. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.052
摘要:針對傳統數據采集系統功能單一,抗干擾能力差,精度低,內存小,速度慢無(wú)法處理大量數據的問(wèn)題,設計了一款基于DSP處理器的聲壓與振動(dòng)數據采集系統;儀器內置的FPGA保障了高速數據采集,DSP處理器和大容量DDR2存儲器使得系統可以不依賴(lài)上位機而直接在設備底層進(jìn)行FFT計算,以太網(wǎng)接口有效地提高了數據傳輸的安全性和可靠性;環(huán)境試驗結果顯示該系統性能穩定,適用于如高溫、低溫、鹽霧、高沖擊等惡劣環(huán)境下的數據采集,可以滿(mǎn)足聲壓和振動(dòng)信號的采樣和分析要求。
2017, 25(7):213-217. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.053
摘要:呼吸是人的基本生命活動(dòng),監測呼吸可以得知呼吸道和胸廓運動(dòng)的生理、病理學(xué)狀態(tài),對某些呼吸系統疾病的診斷有重要的參考價(jià)值;提出了一種非接觸式呼吸監測方法:對紅外視頻流中的每幀胸腹部區域數據進(jìn)行降維,計算所有胸腹部區域數據的方差,將一定時(shí)間段內的方差序列進(jìn)行低通濾波;最后根據方差序列可以獲得該段時(shí)間內的呼吸頻率和呼吸暫停時(shí)間;提出的非接觸式呼吸檢測算法在不影響被監測者正常睡眠活動(dòng)的情況下,可以準確獲取呼吸頻率與其他相關(guān)參數,為健康監測和相關(guān)疾病的診斷提供了數據支持;日常家居場(chǎng)景的實(shí)驗中,檢測到的呼吸次數與實(shí)際完全一致,并且與實(shí)際胸腹部起伏變化基本同步,較好的保證了結果的準確性。
2017, 25(7):218-221. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.054
摘要:當今社會(huì )通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了視頻技術(shù)的運用,而視頻圖像分析技術(shù)在安防、娛樂(lè )、交通等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注并遇到一些挑戰;而近些年FPGA的穩定可靠、研發(fā)周期短等特性和該技術(shù)的成熟運用為圖像的采集分析提供了一個(gè)新的方向;因此文章研究分析將FPGA運用到實(shí)時(shí)圖像采集分析系統的技術(shù);分析方法從介紹軟硬件基礎入手,硬件分析中主要講解了各個(gè)功能模塊的硬件選則和工作原理,軟件部分分析了圖像處理的算法并通過(guò)仿真檢驗算法;最后利用視頻庫資源的實(shí)驗表明,系統可以完成對圖像信息的讀取、存儲、算法檢測、顯示等功能,盡管存在一定的不足;從而得出結論:基于FPGA芯片技術(shù)為核心的系統可以完成對實(shí)時(shí)圖像的采集與分析功能,較好地滿(mǎn)足了系統對實(shí)時(shí)性的要求。
2017, 25(7):222-224. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.055
摘要:個(gè)人健康管理系統能夠幫助人們獲得大量有價(jià)值的健康信息,為了實(shí)現一款安全、高效的個(gè)人健康管理系統,在充分考慮用戶(hù)實(shí)際需求的前提下,對該系統數據庫進(jìn)行了設計與實(shí)現;首先對系統數據庫進(jìn)行了全面的需求分析,然后進(jìn)行概念結構設計,形成實(shí)體聯(lián)系(E-R)圖,并將(E-R)圖進(jìn)行邏輯結構的轉換,根據三范式的要求形成數據關(guān)系表,同時(shí),在設計過(guò)程中通過(guò)犧牲一定存儲空間的反范式操作,來(lái)?yè)Q取更加快速的查詢(xún)速度;通過(guò)上述方法,最終設計并實(shí)現了一款個(gè)人健康信息數據庫;該數據庫能夠滿(mǎn)足個(gè)人健康管理系統的實(shí)際開(kāi)發(fā)需求,并且保證系統的查詢(xún)運行效率,讓用戶(hù)能夠更加方便,快捷的使用該系統對健康數據進(jìn)行管理,達到幫助用戶(hù)獲得更多、更有價(jià)值的健康信息的目的。
2017, 25(7):225-229. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.056
摘要:為了在醫學(xué)圖像分割中,發(fā)現均勻幾何三維區域的復雜形狀,以提高分割準確率,提出一種基于3D幾何特征分裂-合并(ASM)的腦部MRI圖像分割算法;首先構建簡(jiǎn)單平行六面體的12種3D區域分割策略,體積分割技術(shù)將整個(gè)體積劃分為許多大的均勻三維幾何區;然后,在體積內定義更多小的均勻區域,以便在隨后的合并步驟中有更大的生存概率;最后,進(jìn)行多級區域合并,合并階段只涉及復雜ASM樹(shù)的葉子,考慮灰度相似性和共同邊界區的大小,將小的區域合并為大鄰近區;相比其他幾種MRI圖像分割算法,提出的方法在分割過(guò)程對噪聲具有魯棒性,提高了分割性能和準確率;另外提出的方法不需要訓練數據集。
2017, 25(7):230-234. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.057
摘要:為了解決光照變化對疲勞檢測系統造成的識別準確性不高的問(wèn)題,提出了一種近紅外環(huán)境下判斷人眼狀態(tài)的方法,即針對紅外光補圖像的人眼狀態(tài)判斷;首先,利用Adaboost算法進(jìn)行人眼區域定位,在網(wǎng)格法標記人眼瞳孔部分的基礎上,采用Retinex算法對紅外圖像進(jìn)行增強;接著(zhù),結合“亮瞳效應”特性,對二值化以及邊緣檢測后的紅外圖像分別進(jìn)行網(wǎng)格法閉合度計算,得到人眼閉合度大小;最后,根據閉合度計算結果設定雙閾值并結合PERCLOS準則來(lái)判斷人眼特征狀態(tài);另外,在DM642硬件平臺上進(jìn)行疲勞檢測試驗,實(shí)驗結果表明,該方法的人眼狀態(tài)識別率達到了90%以上,且平均每秒能處理21幀圖片;證明了該方法不僅能有效解決光照變化帶來(lái)的問(wèn)題,而且滿(mǎn)足疲勞狀態(tài)檢測系統的快速性、準確性和有效性等要求。
2017, 25(7):235-238. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.058
摘要:高爐煤氣是鋼鐵企業(yè)重要的二次能源,其產(chǎn)生量和消耗量的實(shí)時(shí)準確預測對高爐煤氣系統的平衡調度具有重要作用;但由于高爐煤氣系統工況多變、產(chǎn)消量數據波動(dòng)較大,給高爐煤氣產(chǎn)消量的準確預測帶來(lái)了很大的挑戰;為此,通過(guò)對煤氣產(chǎn)消量數據特征的深入分析,提出了一種基于自適應遺忘因子極限學(xué)習機(AF-ELM)的在線(xiàn)預測算法;在序貫極限學(xué)習機的基礎上,引入遺忘因子逐步遺忘舊樣本,通過(guò)預測誤差反饋機制,自適應的調節遺忘因子,從而提高預測方法對系統工況的動(dòng)態(tài)變化的適應能力,提高預測精度;將該算法應用于鋼鐵企業(yè)的高爐煤氣產(chǎn)消量在線(xiàn)預測,實(shí)驗結果表明與序貫極限學(xué)習機相比,該預測方法在系統工況變化的情況下能保持較高的預測精度,更適合于高爐煤氣產(chǎn)消量的在線(xiàn)預測。
2017, 25(7):239-242. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.059
摘要:針對牲畜放養情況下出現的易走丟,難以定位和統計問(wèn)題,設計實(shí)現了基于RFID和無(wú)人機的畜牧定位系統;系統主要由數據采集、數據處理和終端顯示3個(gè)功能模塊組成;通過(guò)給每個(gè)牲畜綁定一個(gè)有源RFID標簽,結合裝配有RFID閱讀器和手機的無(wú)人機進(jìn)行自動(dòng)巡航,實(shí)現把RFID數據和掃描到RFID時(shí)所對應的經(jīng)緯度數據經(jīng)手機進(jìn)行預處理,再使用移動(dòng)數據網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到數據服務(wù)器;服務(wù)器端對數據進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理后,將牲畜位置數據和統計數據在養殖戶(hù)手機終端顯示,方便養殖戶(hù)進(jìn)行牲畜查看和管理;最后通過(guò)實(shí)地實(shí)驗,對獲取到的數據進(jìn)行結果分析,顯示牲畜定位誤差在系統估計誤差范圍之內,具有較高準確性;對比原有的修筑圍欄等方式,本系統具有成本較低、使用方便、可行性高的優(yōu)點(diǎn)。
2017, 25(7):243-245. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.060
摘要:針對閃光造成的光照變化會(huì )導致視頻幀之間巨大的強度差異問(wèn)題,提出利用反向投影的flash場(chǎng)景自適應視頻編碼算法;根據直方圖差異提取閃光和非閃光幀,相應地為每個(gè)幀分配適當的編碼類(lèi)型,并在加權預測(WP)參數集確定中采用運動(dòng)向量導數,通過(guò)反向投影保證flash場(chǎng)景的全局一致性;實(shí)驗結果顯示,提出的算法在Lena、Peppers、Building、Baboon、Nestling 5個(gè)視頻上的峰值信噪比(PSNR)值分別可高達32.31 dB、34.14 dB、34.76 dB、34.94 dB、35.05 dB,非常接近原始圖像的PSNR;相比其他幾種加權預測算法,提出的算法在PSNR及計算復雜度方面均獲得了更加優(yōu)越的編碼性能。
2017, 25(7):246-248, 252. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.061
摘要:針對校園中現有用電管理系統的存在的缺陷與弊端,提出了一種基于B/S架構的嵌入式遠程用電管理系統的解決方案;系統以ARM-CORTEX-A8為主控板的核心處理器,Linux操作系統為應用程序的運行環(huán)境,同時(shí)在Linux系統中搭建了嵌入式BOA服務(wù)器;系統中使用html語(yǔ)言完成系統與用戶(hù)的交互頁(yè)面,并通過(guò)CGI技術(shù)實(shí)現了瀏覽器與嵌入式服務(wù)器的數據交互;為不改變原有建筑電力布線(xiàn),系統終端采用zigbee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程的用電監控,從而實(shí)現遠程用電管理系統;為使系統運行效率高,主進(jìn)程中使用多線(xiàn)程技術(shù)完成系統中各任務(wù),系統中使用數據共享內存的方式完成各進(jìn)程間的數據通信,使用消息隊列實(shí)現客戶(hù)端對系統終端設備的控制,系統中通過(guò)sqlite3數據庫完成所有歷史數據的記載;通過(guò)系統實(shí)驗測試,該系統可以正確響應用戶(hù)需求以及滿(mǎn)足校園內所設置的合理用電申請的遠程用電管理要求,在安全、節約用電的同時(shí)有最大程度的方便了校園內非常規工作需求。
2017, 25(7):249-252. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.062
摘要:針對單一數據挖掘方法對肺結核疾病診斷效率低、準確性不高的問(wèn)題,本研究對北京市昌平區結核病防治所,北京市結核病控制研究所的1203例肺結核病人檔案資料構建了電子檔案,采用粗糙集和決策樹(shù)結合方法建立肺結核疾病診斷模型,并對其準確性進(jìn)行評估,在此基礎上構建肺結核疾病診斷系統;在研究中,使用粗糙集和決策樹(shù)相結合的方法進(jìn)行屬性約簡(jiǎn),約簡(jiǎn)掉冗余屬性57個(gè),剩余屬性22個(gè),得到?jīng)Q策規則7條,模型準確率為83.46%;與未未約簡(jiǎn)的方法相比,決策規則減少128%,模型準確率基本保持不變;研究結果表明:使用該組合算法,在保證模型準確率的同時(shí),降低了算法的時(shí)間和空間復雜性,提高了挖掘效率,為臨床診斷提供了一定的借鑒。
2017, 25(7):253-256, 259. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.063
摘要:作為電力機車(chē)牽引傳動(dòng)系統核心部件的牽引變流器是牽引供電網(wǎng)的主要諧波來(lái)源之一;牽引變流器采用的單相四象限整流器,輸出含有二次脈動(dòng),且工作開(kāi)關(guān)頻率較低,導致變流器網(wǎng)側電流諧波問(wèn)題嚴重;目前單相四象限整流器的控制脈沖產(chǎn)生主要采用SPWM技術(shù);與SPWM相比,SHEPWM(特定諧波消除PWM)可以針對性的消除特定的諧波,諧波含量更小,效率更高,但其無(wú)法消除調制波中本身就存在的諧波;針對SHEPWM調制策略進(jìn)行了分析設計,同時(shí)對陷波濾波器技術(shù)、PR控制策略和LC回路在降低諧波含量中的作用進(jìn)行深入分析;經(jīng)過(guò)合理的方案選擇,有效的降低了網(wǎng)側電流諧波含量,并通過(guò)MATLAB仿真實(shí)驗進(jìn)行了分析驗證。
2017, 25(7):257-259. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.064
摘要:目前國家不斷推進(jìn)的國產(chǎn)自主可控信息系統建設,其核心國產(chǎn)計算機系統由于技術(shù)成熟度低、市場(chǎng)推廣晚等原因,暴露出可靠性低、穩定性差的問(wèn)題,直接導致系統功能無(wú)法成功應用;圍繞國產(chǎn)化計算機系統的并行冗余架構開(kāi)展研究,通過(guò)計算機系統架構的軟硬件設計,以及高速緩存一致性架構、高速互聯(lián)總線(xiàn)和三狀態(tài)轉換機制方法的應用,基于國產(chǎn)CPU 并行冗余計算機系統,可以有效消除備份計算機系統進(jìn)行當班切換時(shí),存在的切換時(shí)間延時(shí)和切換過(guò)程數據丟失的問(wèn)題;通過(guò)試驗驗證,該系統可以完成計算機系統中CPU處理器和功能橋片故障模式的容錯處理,并保障信息數據的完整性和實(shí)時(shí)性,有效提高設備中計算機系統的工作可靠性與穩定性。
2017, 25(7):260-263, 268. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.065
摘要:近年來(lái),隨著(zhù)我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展與大規模網(wǎng)絡(luò )運算平臺研究的深入,云平臺下的數據處理已成為大規模數據的主要處理方式;但是,現有的云計算Hadoop平臺在海量數據異常涌入狀態(tài)下,常常出現數據邏輯錯誤、數據鏈完整性缺失、數據失效的問(wèn)題,造成無(wú)法對上述異常數據進(jìn)行有效檢測處理,嚴重影響云計算Hadoop平臺的數據運算準確性;針對上述問(wèn)題,提出云計算Hadoop平臺的異常數據檢測算法研究方法;采用JNS數據采集篩查模組、算法邏輯補償模組與動(dòng)態(tài)反饋模組對現有的云端計算平臺存在的問(wèn)題進(jìn)行針對性解決;通過(guò)仿真模擬實(shí)驗證明,提出的云計算Hadoop平臺的異常數據檢測算法研究方法,具有異常數據識別率高,準確性高,速度快、可實(shí)施性強、穩定性好的特點(diǎn)。
2017, 25(7):264-268. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.066
摘要:在無(wú)線(xiàn)接收機中,天線(xiàn)接收的信號強度往往變化很大,自動(dòng)增益控制環(huán)路(automatic gain control,AGC)根據這個(gè)信號強度來(lái)動(dòng)態(tài)調節控制放大器的增益,向后級基帶電路(如ADC)提供幅度恒定的信號,使得接受到的不同強度信號均能被正確接收和解調;為了達到通過(guò)識別接收機接收信號的強度動(dòng)態(tài)調節放大器的增益,以實(shí)現輸出信號幅度恒定的目的,文章基于TSMC90nm CMOS工藝著(zhù)重論述了針對70 MHz中頻信號的AGC電路設計過(guò)程,詳細設計了AGC各模塊電路,并從提高線(xiàn)性度、降低直流失調和提高穩定性等方面對電路進(jìn)行了優(yōu)化,主要介紹AGC芯片的版圖設計并進(jìn)行了后仿,給出了整個(gè)AGC系統的工作特性和各項指標;在電路設計過(guò)程中,針對線(xiàn)性度、輸出信號幅度、增益控制范圍等進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化,得到符合設計指標的電路結構;最后對AGC環(huán)路的性能進(jìn)行仿真驗證,得到該AGC在滿(mǎn)足輸出信號幅度和線(xiàn)性度的基礎上達到了30 dB的動(dòng)態(tài)范圍,滿(mǎn)足了接收機系統的要求。
2017, 25(7):269-272. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.067
摘要:無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器中視頻推薦技術(shù)已成為重要技術(shù)之一,視頻推薦技術(shù)是為了用戶(hù)在使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是視頻務(wù)器時(shí),更快的找到感興趣的視頻;采用當前方法對用戶(hù)進(jìn)行視頻推薦時(shí),未考慮用戶(hù)的興趣偏好是否隨著(zhù)時(shí)間有所變化,使視頻推薦出現偏差;為此,提出一種基于視頻推薦技術(shù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器設計方法;該方法首先使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器硬件部分的MPEG-4進(jìn)行視頻數據采集,并對MPEG-4采集的視頻數據進(jìn)行整理;在由軟件部分把采集到的視頻數據儲存到緩沖區,進(jìn)行視頻緩沖,并建立視頻數據隊列進(jìn)行視頻數據輸送;以計算無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻的相似度來(lái)搜索相近視頻,將搜索到的視頻與目標用戶(hù)觀(guān)看過(guò)的視頻進(jìn)行對比,對比相似度越接近1,則說(shuō)明用戶(hù)對推薦視頻感興趣的幾率大,反之越接近-1用戶(hù)對推薦視頻越不感興趣;此計算方法能有效的從海量視頻數據中快速的搜索出目標用戶(hù)感興趣視頻;實(shí)驗結果表明,將視頻推薦技術(shù)應用到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻中可以迅速準確的搜索出目標用戶(hù)感興趣視頻。
2017, 25(7):273-275, 281. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.068
摘要:為了提高人臉檢測的準確性及檢測速度,需要對基于數字圖像處理技術(shù)的人臉檢測算法進(jìn)行研究;使用當前方法進(jìn)行人臉檢測時(shí),需要提取臉部特征數目較多、檢測速度過(guò)慢,降低人臉檢測效率;為此,提出一種基于數字圖像處理技術(shù)的人臉檢測算法;該方法首先獲取人臉數字圖像,通過(guò)拉開(kāi)數字圖像的灰度間距,使數字圖像灰度均勻分布,進(jìn)而提高數字圖像對比度,使圖像更加清晰,再通過(guò)Wiener維納濾算法對處理后的數字圖像進(jìn)行圖像平滑去噪,在此基礎上使用Robert邊緣檢測算子方法對數字圖像人臉邊緣每個(gè)像素點(diǎn)檢測,得到數字圖像中人臉邊緣的基本圖像,將其輸入到計算機數字圖像處理系統中進(jìn)行識別檢測;實(shí)驗仿真證明,所提算法在檢測速度及準確性等方面具有明顯的優(yōu)勢。
2017, 25(7):276-281. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.069
摘要:蝙蝠算法作為一種新的元啟發(fā)式算法,尚未被應用到模糊車(chē)輛路徑問(wèn)題中;針對帶模糊需求的車(chē)輛路徑問(wèn)題,以極小化總運輸距離為目標,建立基于可信性理論的模糊規劃模型,提出一種改進(jìn)的蝙蝠算法;算法采用基于客戶(hù)編號的編碼方式,利用隨機模擬算法計算額外行駛距離;在蝙蝠位置更新時(shí),引入基于非線(xiàn)性調整的慣性權重和基于子路徑的局部搜索;為提高全局搜索能力,避免算法早熟,對處于較差位置的蝙蝠進(jìn)行交叉操作;最后,利用隨機實(shí)驗數據進(jìn)行仿真,分析了決策者主觀(guān)偏好值對目標值的影響,并與其它算法的尋優(yōu)結果進(jìn)行對比分析,結果表明,算法具有一定的可行性和有效性。
2017, 25(7):282-284, 289. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.070
摘要:為了提高異構式分布下的internet數據的利用率,增加internet的多樣化使用功能和數據傳輸率,減少internet運行的時(shí)間,需要對異構式分布下的internet數據進(jìn)行挖掘;當前的數據挖掘方法多是先采用SOM系統的可視化功能對異構式分布下的internet數據進(jìn)行聚類(lèi),然后根據聚類(lèi)結果的計算完成對異構式分布下的internet數據挖掘;但該方法存在操作過(guò)程復雜,internet數據經(jīng)常性丟失的問(wèn)題;為此,提出了一種基于本體論的異構式分布下的internet數據挖掘優(yōu)化方法;該方法首先對異構式分布下的internet數據進(jìn)行預處理選取出數據特征,并利用特征選擇決策系統對挖掘數據進(jìn)行特征選擇,在此基礎上利用信息熵實(shí)現異構式分布下的internet數據的過(guò)濾,過(guò)濾過(guò)程中通過(guò)信息熵數據過(guò)濾的理論值減小的變動(dòng),得到最佳數據過(guò)濾值,最后以預處理中獲得的各項數據信息為基礎,采用決策樹(shù)生成算法中的信息增益值的迭代計算結果對異構式分布下的internet數據進(jìn)行高精度挖掘;仿真實(shí)驗結果證明,所提方法提高了異構式分布下的internet數據操作的靈活度,增加了internet數據的可循環(huán)利用率,使異構式分布下的internet操作更加簡(jiǎn)潔化、高效率化,為該領(lǐng)域的研究發(fā)展提供了強有力的依據。
2017, 25(7):285-289. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.071
摘要:船舶海水冷卻系統與船外海水直接接觸,工作環(huán)境較為惡劣,而基于小波理論、灰色理論等參數預測方法受環(huán)境影響較大,為了實(shí)現對船舶海水冷卻系統狀態(tài)參數的準確預測,提出了根據平穩時(shí)間序列建立自回歸移動(dòng)平均模型(ARMA)的方法;介紹了ARMA模型原理及建模過(guò)程;選取“育鯤輪”海水冷卻系統6天的狀態(tài)參數作為訓練樣本,輸入到ARMA預測模型中進(jìn)行訓練;在MATLAB環(huán)境下,獲得預測數據;運用平均絕對百分比誤差對預測模型的準確性進(jìn)行驗證并對誤差進(jìn)行分析,結果表明所建立的船舶海水冷卻系統狀態(tài)參數預測模型具有良好的預測能力,能有效地反應未來(lái)一段時(shí)間海水冷卻系統的工作狀態(tài)的變化,提示系統是否存在異常,為早期故障診斷提供有效手段,進(jìn)而為船舶的穩定運營(yíng)提供了條件。
2017, 25(7):290-293. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.072
摘要:為了提高視頻手寫(xiě)簽名認證的準確率,確保身份認證的嚴謹性,需要對隱馬爾可夫(Hidden Markov Models,HMM)模型下視頻手寫(xiě)簽名認證算法進(jìn)行改進(jìn)設計;使用當前算法對視頻手寫(xiě)簽名進(jìn)行認證時(shí),存在認證判斷誤差大、效率低的問(wèn)題;提出基于HMM模型下視頻手寫(xiě)簽名認證算法;該算法將使用Wacom手寫(xiě)板采集手寫(xiě)簽名特征點(diǎn)及壓力數據,對采集到的手寫(xiě)簽名特征與壓力數據進(jìn)行預處理,消除采集過(guò)程中環(huán)境和手寫(xiě)板產(chǎn)生的影響,并且規范采集的視頻手寫(xiě)簽名特征位置、尺寸,提取手寫(xiě)簽名特征與壓力數據,再以HMM模型對已提取的視頻手寫(xiě)簽名特征點(diǎn)與壓力數據進(jìn)行認證與計算,確定簽名的真實(shí)度;實(shí)驗仿真證明,所提算法提高了視頻簽名認證的性能。
2017, 25(7):294-297. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.073
摘要:信息技術(shù)的高速發(fā)展促進(jìn)了信息領(lǐng)域內涵的根本性變革,信息特征的表述方法和內涵不斷擴充,高維特征大幅涌現;這些高維特征中可能存在許多不相關(guān)和冗余特征,造成了維度災難,這對基于特征空間聚散特性的分類(lèi)識別算法提出了更高的要求,需要利用特征選擇算法,降低特征向量維數并消除數據噪音的干擾;針對高維特征向量引入的維度災難等問(wèn)題,圍繞目標分類(lèi)識別的具體應用,基于標準的序列浮動(dòng)前向特征選擇算法,完成交叉驗證重復次數優(yōu)化,提出了改進(jìn)的特征選擇算法;通過(guò)仿真實(shí)驗表明,基于Bayesian分類(lèi)器開(kāi)展識別時(shí),改進(jìn)算法能夠在確保分類(lèi)識別正確率的前提下,有效提升特征選擇的計算速度,并維持一個(gè)相對更為收斂且穩定的置信區間,具備良好的準確度。
2017, 25(7):298-301. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.074
摘要:為了提高醫療技術(shù)水平,加快醫務(wù)人員對醫療信息數據的分析,使醫療信息數據運行更加順暢,減少數據存儲所占空間,需要對醫療信息數據存儲系統進(jìn)行設計;當前的醫療信息數據存儲系統對醫療信息數據進(jìn)行存儲時(shí),利用FPGA構建系統硬件,以硬件為基礎將醫療信息數據存儲,但在存儲過(guò)程中,沒(méi)有將冗余數據清除,導致存儲空間易滿(mǎn),容量變小,存在正常醫療信息數據無(wú)處安放的問(wèn)題;為此,提出一種基于模糊處理的醫療信息數據存儲系統設計方法;該方法首先對醫療信息數據的來(lái)源進(jìn)行統計,根據數據來(lái)源實(shí)現醫療數據的硬件構造,然后利用醫療信息數據中特征相似數據間的中介點(diǎn)實(shí)現數據聚類(lèi),完成對醫療信息數據的聚類(lèi)存儲,最后采用高斯混合模型對冗余醫療數據進(jìn)行特征分析,以分析結果為基礎,利用分數階Fourier變換對冗余醫療信息數據進(jìn)行刪除操作,由此完成了基于模糊處理的醫療信息數據存儲;實(shí)驗結果證明,所提方法增加數據存儲空間容量,減少對冗余數據的存儲,加快醫療信息數據的存儲速度,提高數據存儲精度,為該領(lǐng)域研究發(fā)展提供強有力的依據。
2017, 25(7):302-305. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.075
摘要:為了保證學(xué)校學(xué)生和其他在校人員的學(xué)習生活安全,并且可以最大限度的保障內部人員的人身以及財產(chǎn)安全,需要對校園的安防報警系統進(jìn)行優(yōu)化;但目前設計方法在智能安防報警系統優(yōu)化過(guò)程中,無(wú)法在校內無(wú)人的狀況下對學(xué)校的突發(fā)事件智能安防報警系統,存在校園智能安防報警系統性能不高的問(wèn)題;為此,提出了一種基于MSP430單片機的信息技術(shù)環(huán)境下校園智能安防報警系統設計方法;該設計方法先將MSP430單片機嵌入至安防報警系統多控制傳感器模塊中進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,并且統計關(guān)于學(xué)校內部人員以及其貴重物品的進(jìn)出與防火災安全情況,然后采用C/S(Client/Server)結構根據安全狀況設置智能聲光報警,使用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)快速組網(wǎng),各個(gè)采集終端在監控安防報警信息的同時(shí),利用無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送到總控制平臺,方便學(xué)校的管理人員實(shí)時(shí)了解學(xué)校安防狀況;最后在危險情況發(fā)生時(shí)發(fā)送短信快速通知校內安防人員,盡量避免或者降低校內人員的財產(chǎn)損失,保證學(xué)生以及校內其他人員的安全;仿真實(shí)驗證明,所提方法提高了信息網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下校園智能安防報警系統的穩定性,增強了校園智能安防報警系統的靈活性和自動(dòng)性。
2017, 25(7):306-308. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.076
摘要:為了提升銣鐘的頻率準確度等性能,以提供高精度的原子頻率標準,在分析了現有銣鐘馴服方法的基礎上,提出了一種基于GPS/北斗共視技術(shù)的銣鐘馴服方法,將銣鐘的輸出頻率馴服到時(shí)間頻率的最高國家基準UTC(NIM)上,克服了原來(lái)將銣鐘頻率直接馴服到星載原子鐘方法中存在的頻率準確度不高的缺點(diǎn);另外,為了拓展北斗衛星導航系統的應用范圍和維護我國在時(shí)間頻率計量領(lǐng)域的獨立自主地位,系統設計中除實(shí)現了GPS共視馴服外,還設計兼容了北斗共視馴服模式;試驗結果表明,利用基于共視技術(shù)的馴服方法可以有效實(shí)現對銣鐘的馴服,原來(lái)相對頻率偏差指標為5e-11的銣鐘經(jīng)過(guò)GPS和北斗共視馴服后,其相對頻率偏差指標分別提升至1.62133e-14和1.36395e-14,提升了3個(gè)數量級,達到了銫鐘的水平。
2017, 25(7):309-312, 316. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.077
摘要:為了以最小代價(jià)提高多模可重構計算機的可靠性,需要結合系統體積功耗等因素,對不同計算機體系結構的可靠性進(jìn)行評估;首先,針對三模冗余、三熱一冷以及四模熱備這幾種不同冗余可重構計算機體系結構,給出了他們的故障狀態(tài)轉移圖;其次,運用馬爾可夫模型理論,對這些計算機結構進(jìn)行可靠性建模;第三,根據上述3種系統的可靠性模型,在考慮失效率和維修率兩個(gè)參數對系統可靠性影響的情況下,對各結構的可靠性指標進(jìn)行了評價(jià);結果表明,三熱一冷的可靠性大于三模冗余,而小于四模熱備;但綜合考慮系統的可靠度、體積、功耗等因素后,在這幾種形式的表決系統中,三熱一冷是最優(yōu)的;同時(shí),設計完善的三模可重構系統可靠度會(huì )比一個(gè)設計不合理的四模可重構系統要高。
2017, 25(7):313-316. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.078
摘要:控制閥在工業(yè)控制領(lǐng)域扮演十分重要的角色,但目前國內對控制閥性能測試評估系統的研究十分薄弱,并且常規的儀器儀表很難精確測試控制閥的性能;針對這種情況,基于NI compactRIO硬件、各類(lèi)傳感器以及LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)設計了一套控制閥性能測試評估系統,該系統能實(shí)時(shí)檢測、采集處理數據,能夠把閥門(mén)性能測試過(guò)程中的數據自動(dòng)保存與分析處理,實(shí)現了控制閥的在線(xiàn)測試和功能評估,并且可將控制閥各項性能指標評估結果匯集于一張類(lèi)似體檢單的報表顯示,給閥門(mén)廠(chǎng)商的出廠(chǎng)測試、維修檢測以及日常維護提供參考依據;采用該系統對某公司的直通氣開(kāi)式薄膜調節閥S9044進(jìn)行了性能測試評估,實(shí)驗結果表明,該系統能夠全面、精確地測試出調節閥的各項性能指標,且系統軟件交互界面良好、擴展性強、精度高。
陳長(cháng)浩 , 王安
2017, 25(7):317-319, 324. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.079
摘要:鐵路信號室里信號線(xiàn)的數量眾多,如何準確定位芯線(xiàn)接地故障的位置是個(gè)亟待解決的問(wèn)題;文章針對故障芯線(xiàn)阻容網(wǎng)絡(luò )的接地模型,提出了單頻幅相法的故障定位方法,即用故障芯線(xiàn)各個(gè)測試點(diǎn)的幅相信息來(lái)確定故障點(diǎn)的位置,并且為了解決單頻幅相法操作上的局限性,提出了基于折合相位差的雙頻幅相法定位原理;介紹了一種以TMS320C5509A數字信號處理芯片為數據處理和控制核心的便攜式信號電纜接地故障檢測儀,給出了該系統的工作原理及硬件、軟件實(shí)現方案;經(jīng)實(shí)驗室測試及系統聯(lián)調,實(shí)驗室條件下用信號發(fā)射裝置和信號接收裝置對模擬故障電纜進(jìn)行測試,測試結果表明,設計的測試系統能夠定位1 MΩ接地電阻故障;該儀器達到了一定的精度,能較好地適用于工程現場(chǎng)的測試。
2017, 25(7):320-324. DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.080
摘要:針對某精密工程測量?jì)x器中的測控系統采集外設信息、分析處理測量的數據,并集中控制各設備的需求,從系統的整體設計考慮,實(shí)現了該系統控制器的硬件電路設計以及驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。系統硬件采用ARM9處理器AT91RM9200芯片作為控制器的核心,對控制器進(jìn)行了各部分電路的設計,同時(shí)基于實(shí)際需求完成應用程序的設計并對系統的測角誤差進(jìn)行分析,推導其形成機理。為了提高測量精度和方便操作,分析了系統橫軸傾斜、豎軸傾斜、視準軸傾斜等引起的測量誤差,通過(guò)建立數學(xué)模型、同時(shí)采用電子補償器對系統進(jìn)行補償和校正。
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