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  • 2019年第27卷第1期文章目次
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    • >測試與故障診斷
    • 適用于多星并行測試的測控地面測試平臺設計

      2019, 27(1):1-4.

      摘要 (5466) HTML (0) PDF 2.30 M (5904) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)小衛星大規模組網(wǎng)應用的不斷增多,傳統單顆衛星測控地面測試系統已不能滿(mǎn)足批量化、并行測試的需求。提出了一種適用于多星并行測試的通用測控地面測試平臺的設計方法,設計并給出了適用于典型三顆衛星并行測試的系統方案以及實(shí)施過(guò)程。該平臺設計在原有地面測試平臺中增加多星并行測試配置項,測試人員只需根據需要選擇相應的衛星進(jìn)行測試。該平臺功能更加完善、通用性更好,已成功應用于某衛星星座的并行測試,大大節省了人力、縮短了星座衛星測試時(shí)間,收到了良好的效果。

    • 基于HHT的控制閥氣密性故障診斷研究

      2019, 27(1):5-12.

      摘要 (4921) HTML (0) PDF 3.68 M (5743) 評論 (0) 收藏

      摘要:以氣動(dòng)薄膜控制閥氣室氣密性故障為研究對象,首先對控制閥閥位動(dòng)作信號進(jìn)行希爾伯特-黃變換,通過(guò)經(jīng)驗模態(tài)分解方法檢測故障的發(fā)生及發(fā)生時(shí)刻;其次分析了其各階模態(tài)及其能量占比特性,獲得了氣動(dòng)控制閥氣室氣密性故障類(lèi)別和強度的在線(xiàn)診斷。通過(guò)模型仿真和實(shí)體閥實(shí)驗驗證了本文提出的檢測及診斷方法的有效性和實(shí)用性。研究首次將希爾伯特黃變換信號分析方法引入到非周期、非平穩過(guò)程故障診斷中來(lái),完整的實(shí)現了氣動(dòng)控制閥氣室氣密性故障的檢測、診斷和強度識別。

    • 衛星導航接收設備健康管理技術(shù)研究

      2019, 27(1):13-16.

      摘要 (4944) HTML (0) PDF 1.70 M (5652) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對衛星導航接收設備的技術(shù)特點(diǎn)和維護需求,基于故障檢測與健康管理技術(shù),提出了一種從射頻前端、數字信號處理到算法實(shí)現全流程的預測與健康管理方案,搭建了衛星導航接收設備預測與健康管理系統體系結構。基于檢測信息設置,完成信號處理與狀態(tài)監測,開(kāi)展衛星導航接收設備實(shí)時(shí)健康評估與壽命預測研究,根據評估與預測結果制定維護方案,實(shí)現衛星導航接收設備的健康管理。通過(guò)開(kāi)展仿真試驗與實(shí)際工程應用,驗證了所設計的衛星導航接收設備健康管理方案的正確性與有效性,具有一定的工程推廣價(jià)值。

    • 絕緣材料的介質(zhì)損耗角在線(xiàn)檢測方法研究

      2019, 27(1):17-21.

      摘要 (4928) HTML (0) PDF 1.62 M (5703) 評論 (0) 收藏

      摘要:介質(zhì)損耗因素在線(xiàn)檢測中受到各方面因素的限定,包括系統頻率波動(dòng)、諧波及噪聲干擾。傳統的測量方法計算量大,且受環(huán)境干擾下無(wú)法保證測量的精度。通過(guò)對三角卷積窗和全相位數據處理性能進(jìn)行分析,提出了一種雙卷積窗全相位數據預處理的方法檢測介質(zhì)損耗角,同時(shí)改進(jìn)相位角校正算法。該算法能夠準確提取基波相位角,計算出介質(zhì)損耗角。通過(guò)仿真與幾種經(jīng)典方法對比,該算法具有較高的檢測精度,受上述因素影響較小。

    • 基于雙目視覺(jué)的三維測量技術(shù)研究

      2019, 27(1):22-25.

      摘要 (5089) HTML (0) PDF 1.26 M (6029) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文對基于雙目視覺(jué)的三維測量技術(shù)研究進(jìn)行了深入挖掘,主要包括攝像機模型、雙目相機的標定、圖像校正、立體匹配等。同時(shí)借鑒機器學(xué)習的分類(lèi)思想,將角點(diǎn)提取轉化為二分類(lèi)問(wèn)題,利用隨機森林算法來(lái)實(shí)現角點(diǎn)提取,再利用隨機森林的預測結果來(lái)實(shí)現亞像素級角點(diǎn)提取。該方法相對于傳統三維測量中的角點(diǎn)提取算法具有更好的自動(dòng)化性能,能避免角點(diǎn)集群現象,能實(shí)現較高精度的亞像素級角點(diǎn)提取,獲得更高精度的二維像素坐標。從而利用高精度的二維像素坐標來(lái)獲得點(diǎn)的三維世界坐標,這也是基于雙目視覺(jué)的三維測量技術(shù)的基礎與核心。

    • 基于CAN總線(xiàn)的糧倉測溫系統設計

      2019, 27(1):26-31.

      摘要 (4900) HTML (0) PDF 1.99 M (5834) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)現代糧庫規模的不斷擴大,其測溫系統既要求簡(jiǎn)化現場(chǎng)布線(xiàn)又要遠距離傳輸數據,實(shí)現集中監控。為此設計了一種基于CAN總線(xiàn)和DS18B20傳感器的糧庫測溫系統。文章介紹了改測溫系統的軟硬件設計方案,實(shí)現了糧庫現場(chǎng)布線(xiàn)的簡(jiǎn)化和數據的遠距離傳輸。實(shí)驗證明,該系統很好的適應了糧庫測溫系統的需求,正負偏差在0.3以?xún)?具有成本低、可靠性高等特點(diǎn)。

    • 模塊化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )容差模擬電路故障檢測

      2019, 27(1):32-35.

      摘要 (4755) HTML (0) PDF 1.20 M (5589) 評論 (0) 收藏

      摘要:容差模擬電路故障檢測對于電子設備的穩定運行而言至關(guān)重要,針對傳統檢測算法計算代價(jià)大、訓練時(shí)間長(cháng)及檢測誤差率高的不足,提出基于模塊化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的容差模擬電路故障檢測算法研究。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )檢測模型的功能模塊進(jìn)行劃分,并基于功能模塊提取容差模擬電路的故障信號特征;基于樣本中心到故障特征點(diǎn)的歐式距離,對比故障樣本的特征向量,依據模塊化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )決策分類(lèi)函數,實(shí)現對容差模擬電路故障的準確定位和檢測。仿真數據表明,在不同樣本容量條件下提出檢測算法均具有優(yōu)勢,最低誤差值為0.382%.

    • 基于線(xiàn)結構光視覺(jué)的燃料組件變形測量技術(shù)研究

      2019, 27(1):36-40.

      摘要 (4923) HTML (0) PDF 2.15 M (5872) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對快堆燃料組件外形變形參數的測量,設計了基于線(xiàn)結構光的燃料組件變形測量系統,并考慮到輻射對電子元器件和測量精度的影響,進(jìn)行了測量系統的輻射屏蔽設計。對輻射屏蔽玻璃的折射對測量的影響進(jìn)行了研究,并在空氣中線(xiàn)結構光測量模型的基礎上提出一種折射校正的線(xiàn)結構光測量模型。在空氣中進(jìn)行測量系統標定,然后對加玻璃的測量值進(jìn)行折射校正,通過(guò)多組測量實(shí)驗表明折射校正模型校正誤差為±0.05 mm,線(xiàn)結構光燃料組件測量系統的全局參數測量的標準差不大于0.03 mm。組件測量系統能在一定輻照劑量下能實(shí)現燃料組件變形參數的高精度測量,對于獲取燃料組件物理參數和堆芯設計具有重要的意義。

    • 霧霾圖像增強算法對目標檢測性能影響研究

      2019, 27(1):41-46.

      摘要 (5038) HTML (0) PDF 2.29 M (5764) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對霧霾環(huán)境下目標檢測率低,容易造成交通事故等問(wèn)題,提出了基于圖像增強的動(dòng)態(tài)雙閾值算法。該算法針對霧霾天氣下,傳統的檢測算法目標檢測率低、虛警率高等問(wèn)題,利用大氣散射模型及聯(lián)合雙邊濾波算法首先對原始霧霾圖像的增強處理,然后再進(jìn)行目標檢測。分別使用動(dòng)態(tài)雙閾值、基于均值濾波的動(dòng)態(tài)雙閾值、基于直方圖均衡化的動(dòng)態(tài)雙閾值、基于拉普拉斯算子的動(dòng)態(tài)雙閾值目標檢測算法對不同程度霧霾環(huán)境下的實(shí)拍車(chē)輛運動(dòng)視頻進(jìn)行目標檢測,并用11097組圖像數據對比分析改進(jìn)算法的最佳檢測率、最差檢測率、平均檢測率和虛警率。實(shí)驗結果表明,改進(jìn)算法目標檢測率高、虛警率低,有助于減少交通事故,更加適用于霧霾環(huán)境下圖像目標檢測。

    • 網(wǎng)絡(luò )安全關(guān)鍵字搜索驅動(dòng)數據備災測試系統

      2019, 27(1):47-51.

      摘要 (4600) HTML (0) PDF 1.79 M (5576) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統數據處理系統在測試網(wǎng)絡(luò )安全關(guān)鍵字搜索驅動(dòng)備災數據時(shí),花費成本高、測試精度低、誤差率高。為了解決上述問(wèn)題,設計一種新的測試系統,分別對系統硬件和軟件進(jìn)行設計,系統硬件主要由采集器、處理器、存儲器、傳輸器組成,采集器選取PL3200采集芯片,實(shí)現多功能采集;處理器選用SOC處理器,能夠同時(shí)處理多類(lèi)型數據;存儲器選用的是STM32存儲器,降低系統工作延時(shí);傳輸器采用HDMI傳輸器,提高系統兼容能力。軟件由安全數據劃分、測試計劃編寫(xiě)、測試環(huán)境構建以及測試結果檢測四部分組成。為檢測系統性能,與傳統系統進(jìn)行了實(shí)驗對比。實(shí)驗結果表明,所設計的測試系統的平均相對誤差比傳統測試系統低10.09%,系統花費成本比傳統測試系統節約了近1500千元。由實(shí)驗結果可得所設計的備災測試系統能夠有效降低成本、減少誤差率。

    • 視頻和地磁融合停車(chē)檢測機制探索研究

      2019, 27(1):52-55.

      摘要 (5205) HTML (0) PDF 1.19 M (5655) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)研究視頻、地磁等多種停車(chē)檢測技術(shù)基本原理和實(shí)際應用情況,深入分析了視頻和地磁檢測技術(shù)的適用性和挑戰性問(wèn)題,探索了視頻和地磁技術(shù)動(dòng)態(tài)融合檢測機制,并搭建了視頻和地磁停車(chē)檢測試驗環(huán)境,針對不同天氣和不同停車(chē)模式進(jìn)行了大量測試。實(shí)地測試結果驗證了融合機制可有效發(fā)揮視頻與地磁技術(shù)優(yōu)勢,精確獲取停車(chē)監測信息,提升檢測效率。該機制在強化路側停車(chē)管理與收費監管、促進(jìn)路側停車(chē)規范有序、提高車(chē)位信息檢測準確性與可靠性等方面,均具有較強的研究?jì)r(jià)值和廣泛的應用前景。

    • 校園網(wǎng)程控交換機連網(wǎng)故障斷點(diǎn)檢測技術(shù)研究

      2019, 27(1):56-59.

      摘要 (4796) HTML (0) PDF 1.26 M (5597) 評論 (0) 收藏

      摘要:當前校園網(wǎng)程控交換機連網(wǎng)故障斷點(diǎn)檢測技術(shù)檢測準確率較低、誤警率高,也無(wú)法實(shí)現對故障斷點(diǎn)區域的精確定位,提出一種基于節點(diǎn)信譽(yù)感知模型的連網(wǎng)故障斷點(diǎn)檢測技術(shù)研究。依據校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )層次結構布局,構建節點(diǎn)之間的信譽(yù)感知模型,以提取節點(diǎn)故障區域特征信息,基于小波算法對感知信譽(yù)數據進(jìn)行預處理。為提高算法的穩定性,對鄰近節點(diǎn)之間的健康程度進(jìn)行分析,以最終實(shí)現對校園網(wǎng)程控交換機連網(wǎng)故障斷點(diǎn)的準確定位與檢測。仿真實(shí)驗數據表明,提出的斷點(diǎn)故障檢測技術(shù)在節點(diǎn)感知故障率為0.6的條件下,仍可獲得86.32%的檢測率。

    • >控制技術(shù)
    • 基于SP諧振補償網(wǎng)絡(luò )的ICPT系統魯棒控制研究

      2019, 27(1):60-64.

      摘要 (4605) HTML (0) PDF 1.58 M (5560) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對系統參數攝動(dòng)和外部擾動(dòng)等不確定因素會(huì )影響感應耦合式電能傳輸系統的魯棒性這一問(wèn)題,設計一種基于H∞優(yōu)化控制方法的魯棒控制器。為方便系統魯棒控制的研究,首先采用廣義狀態(tài)空間平均方程和線(xiàn)性分式變換方法建立感應耦合式電能傳輸系統的結構化不確定性模型,然后通過(guò)H∞優(yōu)化控制方法設計基于該模型的魯棒控制器并根據μ理論分析閉環(huán)攝動(dòng)系統的魯棒性,最后仿真得到系統的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)暫態(tài)響應曲線(xiàn)。結果表明采用H∞優(yōu)化控制方法設計的控制器在保證該系統魯棒性的同時(shí),也能使系統負載電壓快速達到穩定狀態(tài)。

    • 基于水下六足機器人腿部運動(dòng)控制問(wèn)題研究

      2019, 27(1):65-70.

      摘要 (5328) HTML (0) PDF 1.73 M (5680) 評論 (0) 收藏

      摘要:水下爬游六足機器人相比于傳統的水下控制器ROV(Remote Operated Vehicle),AUV(Autonomous Underwater Vehicle)具有造價(jià)低,運行和維護成本相對較低的特點(diǎn),以及最主要的可以實(shí)現定點(diǎn)作業(yè)的問(wèn)題,設計了能夠在海底爬行的水下六足機器人。基于以往的多足機器人腿部控制方法使得機器人在運動(dòng)時(shí)存在嚴重的互斥力問(wèn)題,尤其當機器人自身重量大時(shí),對關(guān)節損傷嚴重,對如何解決分布于機體兩側各腿處于支撐態(tài)行走一步的過(guò)程中產(chǎn)生的互斥力問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,并對控制算法進(jìn)行改進(jìn),使得機器人的兩側腿處于支撐態(tài)時(shí)走出的軌跡為兩條平行線(xiàn)。給出了機器人在不同爬行狀態(tài)下正逆運動(dòng)學(xué)解,并進(jìn)行了Simulink仿真驗證。此外,對機器人如何爬行,即控制策略進(jìn)行了描述。

    • 新能源汽車(chē)電靜液制動(dòng)系統抗飽和反演控制

      2019, 27(1):71-75.

      摘要 (4836) HTML (0) PDF 1.42 M (5653) 評論 (0) 收藏

      摘要:對電靜液制動(dòng)系統存在的未知非線(xiàn)性及參數時(shí)變特點(diǎn),提出一種控制輸入受限條件下的反演控制策略。建立電靜液作動(dòng)器的狀態(tài)空間模型并表達為嚴格反饋形式,將建模誤差及未建模動(dòng)態(tài)視為未知干擾,結合反演步驟設計參數自適應律,實(shí)時(shí)估計未知擾動(dòng)。設計抗飽和補償器,將控制器輸出與被控對象輸入信號之差作為抗飽和補償器的輸入,構成反饋回路消除飽和現象。應用Lyapunov方法證明閉環(huán)系統的漸近穩定性,閉環(huán)系統信號一致有界,壓力跟蹤誤差可通過(guò)改變補償器的參數進(jìn)行調節。仿真及試驗結果表明,所提控制方法具有較強的自適應能力,與傳統反演方法相比,魯棒性和控制性能得到顯著(zhù)提高。

    • 天幕靶靈敏度自適應控制技術(shù)研究

      2019, 27(1):76-80.

      摘要 (4826) HTML (0) PDF 1.34 M (5587) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了解決天幕靶的探測靈敏度受外界環(huán)境光變化影響引起探測性能不穩定的問(wèn)題,提出了一種基于天空亮度自適應調節的天幕靶靈敏度穩定的方法。對天幕靶的探測靈敏度模型進(jìn)行了分析,確定了天空背景亮度、噪聲和彈丸口徑和速度等為主要影響因素;通過(guò)控制光通量、改變偏置電阻以及調整電路增益等手段,有效地實(shí)現了靈敏度自適應穩定的要求。經(jīng)實(shí)彈試驗驗證,天幕靶輸出信號的幅值波動(dòng)范圍減小為原來(lái)的35%,實(shí)現了天幕靶適應性強且靈敏度穩定的要求。

    • 氣動(dòng)垃圾回收系統閥門(mén)控制策略研究

      2019, 27(1):81-84.

      摘要 (4936) HTML (0) PDF 1.63 M (5823) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實(shí)現氣動(dòng)垃圾回收系統的實(shí)際應用,閥門(mén)控制策略方案的設計與驗證十分重要。分析系統運行過(guò)程,抽象出系統運行參數并建立數學(xué)模型,確定系統“自下而上”的基本控制邏輯。設計分析了以單層循環(huán)式排空策略為代表的三種控制方案,確定單元式閥門(mén)控制為最優(yōu)選擇,并以數值模擬的方式對研究?jì)热葸M(jìn)行了驗證。該方案使得系統執行排空動(dòng)作時(shí)閥門(mén)開(kāi)啟次數較少,系統設備成本降低,安全性提高。

    • 基于專(zhuān)家-模糊PID控制的松散回潮出口水分控制系統設計

      2019, 27(1):85-91.

      摘要 (4954) HTML (0) PDF 2.61 M (5788) 評論 (0) 收藏

      摘要:松散回潮屬于大時(shí)滯系統,其出口煙葉水分控制所采用的帶前饋-串級控制達不到理想的控制效果。在生產(chǎn)過(guò)程中需要根據經(jīng)驗手動(dòng)修改加水系數,并沒(méi)有真正實(shí)現完全自動(dòng)化控制。提出了一種將專(zhuān)家系統、模糊推理和常規PID控制相互結合的新方法實(shí)現了松散回朝出口水分的控制,利用專(zhuān)家系統對加水系數進(jìn)行自動(dòng)決策;采用模糊推理方法分別對前室加水控制器與后室水分控制器的PID參數進(jìn)行了在線(xiàn)自適應整定,實(shí)現了松散回潮出口水分控制的全自動(dòng)化,提高了松散回潮出口水分的穩定性與精確性。

    • 車(chē)載復合電源模糊能量管理策略?xún)?yōu)化設計

      2019, 27(1):92-96.

      摘要 (5486) HTML (0) PDF 1.74 M (5622) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對電動(dòng)汽車(chē)復合電源模糊能量管理,傳統模糊控制依賴(lài)專(zhuān)家經(jīng)驗存在精度不高、自適應性弱等不足,設計了一種基于改進(jìn)布谷鳥(niǎo)搜索算法(ICS)優(yōu)化的模糊控制方法。在Matlab/Simulink平臺上建立車(chē)載復合電源模糊控制器,采用ICS算法對模糊控制器中的隸屬度函數參數進(jìn)行優(yōu)化,然后將其嵌入到Advisor軟件中復合電源電動(dòng)汽車(chē)模型進(jìn)行仿真與分析。結果表明,與傳統模糊控制相比較,該方法能更好發(fā)揮超級電容性能優(yōu)勢,減緩了電池輸入、輸出功率且整車(chē)能耗經(jīng)濟性得到提升。

    • 爬游無(wú)人潛水器導航控制系統設計

      2019, 27(1):97-101.

      摘要 (5876) HTML (0) PDF 2.11 M (5793) 評論 (0) 收藏

      摘要:深海爬游無(wú)人潛水器是一種既可在深海巡游,又可在海底爬行的新型深海無(wú)人潛水器。針對爬游潛水器水中巡游和海底爬行作業(yè)的任務(wù)需求,以及控制系統通信量大、管理設備多、數據處理量大、工況復雜等問(wèn)題,提出了“上層導航控制+下層運動(dòng)控制”兩層控制結構的思想,設計了以PC104嵌入式計算機為硬件平臺,以實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統VxWorks為軟件平臺的爬游無(wú)人潛水器嵌入式導航控制系統。在實(shí)現多任務(wù)調度、通信管理、數據采集存儲等功能的基礎上,完成了導航避障決策仿真實(shí)驗,驗證了潛水器導航控制系統的控制效果。

    • 基于腕部可穿戴設備的跌倒監護系統設計與實(shí)現

      2019, 27(1):102-106.

      摘要 (5794) HTML (0) PDF 2.05 M (5822) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)社會(huì )老齡化加快,老年人或病人的人工監護成本越來(lái)越高,針對目前各種跌倒監測裝置的不足,設計了一款基于腕部智能穿戴設備的生理體征采集、跌倒監測和報警系統,該裝置通過(guò)集成的各種傳感器采集腕部高度、加速度、角速度等體征信號,并采用合適的算法實(shí)現了跌倒檢測報警功能。實(shí)驗結果表明,通過(guò)佩戴本文設計的腕部智能穿戴設備可以較好地實(shí)現對跌倒行為和日常非跌倒行為的區分,在不影響佩戴者舒適度情況下行為檢出率可達到98.5%。

    • 一種三自由度冗余驅動(dòng)并聯(lián)機器人控制研究

      2019, 27(1):107-111.

      摘要 (5210) HTML (0) PDF 1.68 M (5598) 評論 (0) 收藏

      摘要:并聯(lián)機器人具有無(wú)摩擦無(wú)間隙、響應快、結構緊湊、剛性好、誤差積累小等特點(diǎn),但其在幾何特性方面也存在很多缺點(diǎn),如運動(dòng)范圍小、靈活性差以及工作空間內存在奇異位形等,加入冗余度可以改善它的幾何特性。由于冗余驅動(dòng)并聯(lián)機器人在工作空間、靈活性、避障能力及動(dòng)力特性等方面具有優(yōu)點(diǎn),因而受到了越來(lái)越多的重視,本文提出一種三自由度的冗余驅動(dòng)并聯(lián)機器人控制研究方法,主要從冗余并聯(lián)機器人的運動(dòng)學(xué)模型、工作空間、MATLAB仿真及其控制程序開(kāi)發(fā)等主要方面進(jìn)行了深入細致的研究。

    • 分布式網(wǎng)絡(luò )高機密數據采集智能控制方法研究

      2019, 27(1):112-115.

      摘要 (5247) HTML (0) PDF 1.88 M (5556) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統控制方法受到網(wǎng)絡(luò )時(shí)延影響而導致控制效果較差的問(wèn)題,提出了分布式網(wǎng)絡(luò )高機密數據采集智能控制方法研究。根據網(wǎng)絡(luò )化控制體系結構,將LPC2292型號控制器引腳作為輸入功能基礎配置,并設置通信通道,完成高機密數據采集。將采集到的數據存儲到數據庫中進(jìn)行綜合控制,按照ARM靜態(tài)存儲控制機制進(jìn)行時(shí)序讀寫(xiě),利用函數靜態(tài)內聯(lián)空隙AT91Sysx寫(xiě)入方式對出現時(shí)延的數據重新寫(xiě)入,根據網(wǎng)絡(luò )時(shí)延計算結果,將數據讀出,由此完成分布式高機密數據采集的智能控制。通過(guò)實(shí)驗對比結果可知,智能控制方法控制效果最高可達98%,大大提高網(wǎng)絡(luò )數據高效采集能力。

    • 基于WinAC和Profibus的大慣量X-Y航車(chē)控制系統設計與實(shí)現

      2019, 27(1):116-120.

      摘要 (5709) HTML (0) PDF 1.71 M (5593) 評論 (0) 收藏

      摘要:在開(kāi)發(fā)大慣量X-Y航車(chē)工程項目中,既需要多個(gè)控制器之間可靠、實(shí)時(shí)、高刷新頻率的數據交互,又需要上位控制計算機具有PC機的強大性能、PLC系統的組態(tài)式通信編程功能。該文在綜合分析主流通信網(wǎng)絡(luò )及控制技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎上,創(chuàng )新地提出了以WinAC軟邏輯PLC為控制核心,以Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)為通信網(wǎng)絡(luò ),以PC機加RTX實(shí)時(shí)內核為上位機,以Visual Basic結合第三方控件為人機界面工具的集成設計方案,闡述了軟硬件設計流程,并介紹了系統調試結果。實(shí)驗結果表明,上位機與10臺下位機可實(shí)現2ms周期的可靠實(shí)時(shí)數據交換,基于此,總重110噸的X-Y航車(chē)在攜帶船模做直徑6m,切向速度1m/s的圓周運動(dòng)時(shí),實(shí)現了位置誤差小于±2%、角度誤差小于±0.5°的精度。

    • 基于SIMATIC NET的數控磨床車(chē)間SCADA系統設計

      2019, 27(1):121-125.

      摘要 (5613) HTML (0) PDF 1.89 M (5652) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對公司對數控磨床車(chē)間的掌控力度不足問(wèn)題,提出了基于西門(mén)子通信技術(shù)的數控磨床車(chē)間數據采集與監控系統,通過(guò)SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng),實(shí)現SIMATIC NET OPC 服務(wù)器與西門(mén)子數控系統中的S7系列PLC進(jìn)行數據交換,進(jìn)而利用SIMATIC NET所提供的通信模塊把數據提供給SIMATIC NET OPC客戶(hù)端。在數控磨床車(chē)間SCADA系統中,采用WinCC作為SIMATIC NET OPC的客戶(hù)端,同時(shí)開(kāi)發(fā)了基于VB高級語(yǔ)言的SIMATIC NET OPC客戶(hù)端,以增加SCADA系統的功能。基于SIMATIC NET的SCADA系統實(shí)現了對數控車(chē)間的數據采集與設備監控,為公司下階段的信息化建設奠定了基礎。

    • 一種集中式智能農機自動(dòng)導航駕駛控制器的設計與實(shí)現

      2019, 27(1):126-130.

      摘要 (5305) HTML (0) PDF 2.13 M (5798) 評論 (0) 收藏

      摘要:智能農機自動(dòng)導航駕駛技術(shù)屬于當前精準農業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),該技術(shù)在工程化應用過(guò)程中,需要根據不同的工況頻繁升級和更新軟件,傳統農機自動(dòng)導航駕駛系統進(jìn)行分模塊設計,導致系統升級維護繁雜,核心技術(shù)分散,限制了該技術(shù)的應用推廣。本文提出一種集中式的自動(dòng)導航駕駛控制ECU設計架構,將自動(dòng)導航駕駛系統所涉及的核心關(guān)鍵技術(shù),如組合導航、路徑自適應跟蹤控制、人機交互等集成融合到ECU中進(jìn)行集中式設計。經(jīng)過(guò)場(chǎng)地測試,相比傳統采用分立式的自動(dòng)導航駕駛系統,在保持作業(yè)精度2.5cm的輸出約束下,降低了系統復雜度,可靠性和集成度得到大幅提升。

    • >軍事裝備測控技術(shù)
    • 基于奇異值分解的雷達性能組合預測方法

      2019, 27(1):131-135.

      摘要 (5466) HTML (0) PDF 1.88 M (5584) 評論 (0) 收藏

      摘要:對雷達實(shí)施健康管理過(guò)程中,預測是重要的功能環(huán)節。雷達的性能參數監測序列反映其健康狀態(tài),在對其進(jìn)行建模預測過(guò)程中,單一模型難以滿(mǎn)足預測準確度要求。為了提高預測準確度,需選用與雷達失效機理相適應的模型。在自回歸模型、徑向基函數神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和奇異值濾波算法的基礎上,提出了一種聯(lián)合兩類(lèi)模型的最優(yōu)化組合預測方法,將奇異值分解濾波恰當地應用于辨識雷達性能的非同源影響因素并對雷達性能監測序列進(jìn)行最優(yōu)拆分。仿真結果表明,該方法相較于單一模型預測和傳統的組合預測算法,預測準確度指標提升至少一個(gè)數量級。

    • 基于hp-自適應偽譜法的高超聲速飛行器上升段閉環(huán)制導研究

      2019, 27(1):136-140.

      摘要 (5710) HTML (0) PDF 2.41 M (5854) 評論 (0) 收藏

      摘要:對于高超聲速飛行器的上升段而言,希望其能夠在短時(shí)間內飛行較遠的距離,并且達到理想的速度和高度;最重要的就是如何優(yōu)化其軌跡,規避上升過(guò)程中的各種干擾因素,自主完成整個(gè)飛行任務(wù)。文章以X-33飛行器模型作為研究對象,提出一種基于hp-自適應偽譜方法的軌跡優(yōu)化方法和閉環(huán)制導策略,實(shí)時(shí)修正飛行路徑,使其最終以理想速度到達目標位置。通過(guò)仿真驗證了該方法的可靠性。結果表明,該方法具有較高的精度,收斂時(shí)間快,為閉環(huán)制導實(shí)時(shí)性研究提供了方向。

    • 艦載遙測與紅外電視跟蹤一體化設計與實(shí)現

      2019, 27(1):141-145.

      摘要 (5349) HTML (0) PDF 1.72 M (5633) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對遙測近海面測量時(shí)面臨的復雜場(chǎng)景干擾以及視覺(jué)觀(guān)感不強等方面的問(wèn)題,提出在艦載遙測系統上加裝紅外跟蹤系統。采用口徑140 mm、焦距260 mm/520 mm的光學(xué)系統,能對紅外源目標進(jìn)行跟蹤、圖像記錄和在本地/遠程實(shí)時(shí)監控等功能。提出的Kalman濾波估計算法,能夠準確預測目標的速度,使得速度順饋技術(shù)在設備中成功實(shí)現。介紹了艦載遙測系統的特點(diǎn)以及一體化設計思想,實(shí)現了對遙測系統遠、近場(chǎng)電軸的標校以及遙測與紅外的互跟蹤,并通過(guò)實(shí)例驗證了設計的可行性。

    • >測試軟件工程
    • 基于web的用戶(hù)自適應關(guān)系模型的設計及應用

      2019, 27(1):146-149.

      摘要 (5393) HTML (0) PDF 1.41 M (5699) 評論 (0) 收藏

      摘要:Web開(kāi)發(fā)過(guò)程中,固定的數據庫關(guān)系模型設計往往難以滿(mǎn)足數據庫應用系統中多變的用戶(hù)需求。本文提出一種用戶(hù)自適應關(guān)系模型,利用主、從兩個(gè)靜態(tài)關(guān)系表來(lái)實(shí)現數據庫動(dòng)態(tài)表結構,主表用于存儲用戶(hù)自定義關(guān)系表信息,從表則用于存儲所有用戶(hù)自定義數據。利用該關(guān)系模型設計的數據庫應用系統中,用戶(hù)僅通過(guò)Web瀏覽器即可自定義數據類(lèi)型和動(dòng)態(tài)管理數據,從而在一定程度上實(shí)現了用戶(hù)需求變化的自適應。以煙草業(yè)的數據共享平臺為例,說(shuō)明了模型的使用方法,實(shí)際應用結果表明該模型顯著(zhù)提高了數據庫應用系統的用戶(hù)適應性,改善了Web站點(diǎn)的性能。

    • >設計與應用
    • 一種新型恒溫輸液輸血裝置設計

      2019, 27(1):150-155.

      摘要 (5708) HTML (0) PDF 2.50 M (5701) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對市面上現有的恒溫輸液裝置或依賴(lài)進(jìn)口,或體積龐大,在很多小型醫院不適用等特點(diǎn),設計出了一款輕巧便宜的新型恒溫輸液輸血裝置。經(jīng)實(shí)驗測試,實(shí)現了對液體包括血液的加熱恒溫等一系列功能。裝置的主控芯片選用STM32微控制器,加溫器選用220V,68W的硅橡膠加熱片,溫度檢測器選用DS18B20。利用PID算法加快了溫度控制系統的響應速度,實(shí)現了恒溫控制功能。同時(shí),有效地抑制了溫度抖動(dòng),使裝置在運行時(shí)更加穩定、可靠。另外,還通過(guò)顯示屏、語(yǔ)音合成模塊、紅外遙控開(kāi)關(guān)等人機交互系統,實(shí)現了裝置的智能化,使之提供更加人性化的服務(wù)。

    • 廣播式自動(dòng)相關(guān)監視系統研究與實(shí)現

      2019, 27(1):156-161.

      摘要 (5766) HTML (0) PDF 1.80 M (5618) 評論 (0) 收藏

      摘要:廣播式自動(dòng)相關(guān)監視(Automatic Dependent Surveillance - Broadcast,ADS-B)系統是通用航空監視的必備設備,先前ADS-B技術(shù)長(cháng)期被國外壟斷,設備價(jià)格昂貴且與我國現有的技術(shù)體系存在兼容問(wèn)題,為此設計了一套基于FPGA的小型ADS-B系統。系統能夠在FPGA中實(shí)現信號預處理、數據傳輸等功能,上位機完成數據解算并實(shí)時(shí)顯示解算結果,通過(guò)外場(chǎng)試驗對系統數據解算結果和精度進(jìn)行分析與評價(jià)。試驗結果表明,試驗系統數據處理速度快、具有較少的錯誤解算率和較高的集成度,符合ADS-B接收設備指標要求,能夠大幅降低通航成本。

    • 一種飛行器有效載荷接口擴展裝置方案設計

      2019, 27(1):162-165.

      摘要 (5524) HTML (0) PDF 1.62 M (5608) 評論 (0) 收藏

      摘要:飛行器執行不同的作戰任務(wù)需要攜帶不同類(lèi)型的有效載荷,多數飛行器由于接口資源有限,僅能攜帶單一的有效載荷,這給飛行器作戰手段帶來(lái)了極大的限制。若能利用飛行器有限的接口資源攜帶更多類(lèi)型的有效載荷,就可以使飛行器作戰手段更加豐富多樣,進(jìn)而大大提升飛行器的作戰能力。有效載荷接口擴展裝置在飛行器有限的接口資源基礎上,利用不同類(lèi)型的有效載荷分時(shí)工作的特點(diǎn),從供配電接口、數據傳輸接口、軟硬指令接口等方面對飛行器原有接口進(jìn)行擴展,目前能夠支持機械臂、小衛星、激光武器、偵查相機4種有效載荷在軌正常執行任務(wù),不同的有效載荷分時(shí)復用飛行器接口資源,在不額外增加飛行器功耗負擔的前提下,大大提高了總線(xiàn)利用率和指令利用率。有效載荷接口擴展裝置的應用對飛行器在軌作戰提供了更多可能性,使單一飛行器能夠盡可能執行多任務(wù),同時(shí)也間接降低了發(fā)射成本。

    • 基于STM32的多串口并行傳輸系統設計

      2019, 27(1):166-170.

      摘要 (5926) HTML (0) PDF 1.66 M (5761) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對工程控制系統中多串口并發(fā)通信的需求,設計了一種以STM32F429為核心的多串口并行傳輸系統。該系統充分利用了處理器內部的8個(gè)串口和網(wǎng)絡(luò )接口資源,串口利用DMA方式在緩存中循環(huán)接收,解決了并發(fā)接收時(shí)查詢(xún)或中斷接收方式可能導致的數據幀丟失以及處理器時(shí)間占用較多的問(wèn)題;針對不同的協(xié)議幀,采用了超時(shí)判斷的方式,避免了一旦串口接收數據長(cháng)度不正確后導致的后續接收問(wèn)題;網(wǎng)絡(luò )傳輸采用了lwIP協(xié)議棧。該設計實(shí)現了同時(shí)采集7路讀卡信息,并通過(guò)1路串口或網(wǎng)絡(luò )向上位機上傳數據的功能,測試表明多串口并發(fā)傳輸無(wú)數據幀丟失現象。該系統無(wú)外接串口擴充電路,減小了整個(gè)電路的體積,提高了系統的可靠性和穩定性。

    • 面向風(fēng)洞群的裝備自主式維修保障系統框架設計與實(shí)現

      2019, 27(1):171-175.

      摘要 (6429) HTML (0) PDF 2.11 M (6255) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于CBM的風(fēng)洞自主式維修保障系統在多座風(fēng)洞中已經(jīng)得到成功應用,在夯實(shí)基礎、積累成果的前提下,著(zhù)眼于實(shí)現適應多座風(fēng)洞聯(lián)合保障的架構,應用虛擬化、云計算、光纖通訊、故障診斷、故障預測、統一設備編碼、IETM等多項先進(jìn)技術(shù),設計并研制了一套面向風(fēng)洞群的開(kāi)放式裝備自主維修保障系統,實(shí)現了各風(fēng)洞在自主式維修保障功能上獨立和在存儲及計算資源上共享的有機結合,進(jìn)一步提高了裝備保障效率,有效節約了物理資源,其開(kāi)放性使得系統隨時(shí)可根據需要擴充虛擬集群,為集群型裝備的自主式維修保障系統建設提供了先進(jìn)的技術(shù)參考方案。

    • 基于NB-IoT的智能網(wǎng)關(guān)設計

      2019, 27(1):176-180.

      摘要 (5680) HTML (0) PDF 2.28 M (5814) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決家庭物聯(lián)網(wǎng)水、電、氣三表數據廣域傳輸中低功耗、低成本的問(wèn)題,設計了基于NB-IoT網(wǎng)絡(luò )的智能網(wǎng)關(guān),以STM32F103芯片為核心控制器,主要包括三表數據采集接口、NB-IoT網(wǎng)絡(luò )接口和家庭智能終端擴展接口,實(shí)現了家庭三表數據采集并對智能云端平臺的傳輸功能,并為智能家居服務(wù)數據提供網(wǎng)絡(luò )支撐。所設計智能網(wǎng)關(guān)針對性的解決了三表數據的統一管理問(wèn)題,創(chuàng )新性的將三表接入網(wǎng)關(guān)設計成86型底盒的方式,在較小改變房屋電氣布局基礎上實(shí)現了智能網(wǎng)關(guān)的安裝。實(shí)驗及應用測試結果表明,所設計智能網(wǎng)關(guān)具有性能穩定、功耗較低、便于安裝的優(yōu)勢,可快速實(shí)現家庭物理信息系統的構建。

    • 基于CompactRIO的中性束高壓平臺電源數據采集系統設計與應用

      2019, 27(1):181-184.

      摘要 (5495) HTML (0) PDF 2.13 M (5740) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決高電壓、大電流和強磁場(chǎng)對中性束注入系統高壓平臺電源數據采集系統的影響問(wèn)題,通過(guò)在CompactRIO (簡(jiǎn)稱(chēng)cRIO)控制器中運行NI Linux Real-Time實(shí)時(shí)系統,結合LABVEIW圖形化開(kāi)發(fā)工具,采用FPGA用戶(hù)I/O采集模式與節點(diǎn)I/O采集模式混合編程,設計了1套全新的基于cRIO平臺的數據采集系統。該套采集系統實(shí)現了中性束注入系統的第2條束線(xiàn)高壓平臺燈絲電源、弧流電源等信號在不同采集頻率的混合測量需求。通過(guò)在HL-2A放電實(shí)驗中測試表明,采集系統穩定可靠,抗干擾性能強,上位機界面操作靈活,維護方便。

    • 可佩戴式遠程心電采集終端的設計與實(shí)現

      2019, 27(1):185-189.

      摘要 (5441) HTML (0) PDF 2.15 M (5737) 評論 (0) 收藏

      摘要:心電數據是診斷人體心臟狀態(tài)的重要指標,在互聯(lián)網(wǎng)大數據時(shí)代,遠程醫療已成為一種趨勢。為解決傳統心電采集移動(dòng)性和遠程傳輸問(wèn)題,而研制出一款可佩戴式遠程心電采集終端。它由心電采集模塊ADS1198、中央處理模塊STM32、顯示OLED液晶模塊、USB模塊、4G模塊構成。能實(shí)時(shí)采集人體心電信號,并進(jìn)行濾波處理,再通過(guò)OLED液晶模塊大致顯示心電波形。該設備具有通過(guò)USB模塊傳輸數據至電腦實(shí)行近程心電數據管理或4G模塊傳輸數據至醫院監聽(tīng)端實(shí)現遠程心電接收的功能。其體積為,重量?jì)H為50g,工作電流僅為12.8mA。設備體積小巧,功耗低,便于佩戴,能采集醫院分析病理的標準12導聯(lián)心電數據,適用于在家庭中使用。

    • levy噪聲背景下級聯(lián)系統中弱信號的提取

      2019, 27(1):190-194.

      摘要 (5442) HTML (0) PDF 2.11 M (5788) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對沖擊噪聲背景下弱周期信號難以提取的問(wèn)題,提出了以levy噪聲作為背景噪聲的級聯(lián)隨機共振方法。首先,在數值上分析了隨機共振系統最佳參數區間與levy噪聲參數的關(guān)系;其次,總結了系統輸出的微弱信號頻譜值跟隨系統參數的變化規律;最后,利用級聯(lián)系統對levy噪聲背景下微弱信號的提取進(jìn)行了研究。實(shí)驗結果表明,隨機共振參數的最佳區間不隨噪聲參數 α、β 的變化而變化;系統輸出信號的頻譜幅值會(huì )隨噪聲參數 α、β 的改變而改變,但浮動(dòng)不大;在級聯(lián)系統中,二級系統輸出的待檢測信號頻譜值是一級系統的1.4倍。該系統對沖擊環(huán)境中弱信號的提取具有很強的實(shí)用性。

    • 6LoWPAN中的路由選擇策略的改進(jìn)

      2019, 27(1):195-198.

      摘要 (5638) HTML (0) PDF 1.43 M (5593) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)IPv4地址資源的耗盡,IPv6網(wǎng)絡(luò )替代IPv4成為不可逆轉之勢。在近幾年中無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(Wireless Sensor Network,WSN)的發(fā)展,使得IPv6網(wǎng)絡(luò )的應用范圍得到很大的拓展。其中6Lowpan的提出使得WSN中的節點(diǎn)可以以IP地址的方式進(jìn)行通信,本文探討了網(wǎng)絡(luò )層的IPv6數據包長(cháng)度和MAC層的數據包分片數量對網(wǎng)絡(luò )性能的影響,在Contiki實(shí)驗平臺下分析了不同的RSSI和網(wǎng)絡(luò )負載下6LoWPAN的表現,提出了基于RSSI的改進(jìn)的RPL路由協(xié)議,明顯增強了6LoWPAN下的通信能力。

    • 外骨骼離線(xiàn)參數化上樓梯步態(tài)規劃

      2019, 27(1):199-204.

      摘要 (5566) HTML (0) PDF 1.93 M (6342) 評論 (0) 收藏

      摘要:為擴大脊椎損傷患者在外骨骼機器人輔助下的活動(dòng)范圍而不僅僅只是起坐、站立和行走,提出一種離線(xiàn)參數化上樓梯 步態(tài)規劃算法,該算法基于慣性測量單元檢測穿戴者運動(dòng)意圖,基于足底壓力傳感器計算整個(gè)系統的零力矩點(diǎn)(ZMP) 以確 保上樓梯過(guò)程的安全性。 該算法根據人體大腿、小腿長(cháng)度、樓梯高度和寬度等參數規劃出關(guān)節的最優(yōu)空間位置軌跡, 然后通 過(guò)逆運動(dòng)學(xué)求解關(guān)節角度軌跡,該算法可為不同的穿戴者生成適應于不同樓梯尺寸的步態(tài)軌跡, 最后 3 名實(shí)驗者穿戴外骨骼 在樓梯高度 18cm、寬度 26cm 的樓梯上實(shí)驗,外骨骼按照規劃的步態(tài)軌跡幫助穿戴者多次完成上樓梯任務(wù),規劃的樓梯尺寸 與實(shí)際測量的尺寸誤差在 2%以?xún)龋ㄟ^(guò)實(shí)驗驗證了該算法的有效性與實(shí)用性。

    • 基于FFRLS和EKF算法的磷酸鐵鋰電池SOC估算研究

      2019, 27(1):205-208.

      摘要 (5498) HTML (0) PDF 1.43 M (5598) 評論 (0) 收藏

      摘要:準確估計荷電狀態(tài)是磷酸鐵鋰電池安全工作和電動(dòng)汽車(chē)正常使用的基礎,以混合的簡(jiǎn)化電化學(xué)模型為基礎,使用遺忘因子遞推最小二乘法(FFRLS)對模型的參數進(jìn)行辨識。對安時(shí)積分法進(jìn)行參數修正,降低了充放電倍率,溫度等因素的影響,并對擴展卡爾曼濾波(EKF)進(jìn)行改進(jìn),使得觀(guān)測值的修正能力提高。以參數修正過(guò)的按時(shí)積分法的方程為狀態(tài)方程,結合開(kāi)路電壓法,利用改進(jìn)過(guò)的EKF進(jìn)行SOC的估計。與安時(shí)積分法相比,SOC的估算效果提高了不少,使估算偏差保持在3%以?xún)取?/p>

    • 高光譜場(chǎng)景輻亮度模型仿真研究

      2019, 27(1):209-213.

      摘要 (5363) HTML (0) PDF 2.05 M (5766) 評論 (0) 收藏

      摘要:高光譜遙感的地面場(chǎng)景是高光譜遙感系統中影響因素最復雜多變的部分。首先基于星載高光譜遙感成像的輻射傳輸過(guò)程,對非均勻的朗伯表面的入瞳處大氣輻亮度傳輸模型進(jìn)行了研究,得到只需要考慮目標與鄰近像元反射率,大氣傳輸因子的輻亮度簡(jiǎn)化模型。之后介紹了大氣中光子擴散原理,并采用蒙特卡洛方法對大氣點(diǎn)擴散函數進(jìn)行仿真;聯(lián)合地表目標像元反射率數據計算得到基于非均勻朗伯面地表的鄰近像元反射率;然后總結了大氣傳輸模型軟件MODTRAN計算入瞳處輻亮度數據的原理步驟,并利用其反演了朗伯表面的相關(guān)大氣傳輸參數。最終利用基于傳感器入瞳處的輻亮度數據表征了高光譜地面場(chǎng)景。

    • 基于多粒度匹配的高超速飛行體三維重構方法

      2019, 27(1):214-218.

      摘要 (5235) HTML (0) PDF 1.43 M (5595) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對高超速飛行體在飛行過(guò)程中能獲取到的圖像信息較少,無(wú)法完全復現其輪廓信息,提出一種基于多粒度匹配的三維重構優(yōu)化方法。首先通過(guò)兩臺高分辨率CCD相機正交的陰影照相站系統采集高超速飛行體多幅圖像信息,利用圖像分割技術(shù)提取物體的二維輪廓;然后采用改進(jìn)的SFS算法求解出物體表面各點(diǎn)的相對高度和表面法向量,恢復其三維形貌;最后使用圖像拼接優(yōu)化技術(shù)實(shí)現高超速飛行體表面的三維重構。并經(jīng)過(guò)實(shí)體模型的三維重構驗證所提方法的可行性及有效性。

    • 衛星網(wǎng)絡(luò )路由器高速數據轉發(fā)設計

      2019, 27(1):219-222.

      摘要 (5691) HTML (0) PDF 1.61 M (5767) 評論 (0) 收藏

      摘要:衛星網(wǎng)絡(luò )由多顆衛星和地面站組成,星間通過(guò)高速激光鏈路通信。衛星網(wǎng)絡(luò )的核心之一就是路由器。高性能路由器的典型特點(diǎn)為數據路徑和控制路徑的分離。控制路徑處理與高層路由協(xié)議相關(guān)的數據包,數據路徑處理需要轉發(fā)的數據包。數據路徑是路由器的關(guān)鍵路徑,直接影響著(zhù)路由器的整體性能。在調研路由器技術(shù)發(fā)展歷程之后,分析了高性能路由器典型結構及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),考慮目前衛星網(wǎng)絡(luò )系統需求、軟硬件環(huán)境約束條件,對現有技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化和適應性修改,確定了衛星網(wǎng)絡(luò )路由器中數據路徑的實(shí)現方案。該方案滿(mǎn)足當前衛星網(wǎng)絡(luò )應用需求,且經(jīng)簡(jiǎn)單擴展后,還可滿(mǎn)足后續更高性能衛星網(wǎng)絡(luò )路由器的設計需求。

    • 軌道扣件的圖像采集與振動(dòng)補償方法

      2019, 27(1):223-227.

      摘要 (6027) HTML (0) PDF 2.09 M (5839) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于車(chē)載圖像采集系統進(jìn)行軌道扣件檢測是保障列車(chē)運行安全的一項關(guān)鍵技術(shù),受運行過(guò)程中低頻機械振動(dòng)和外界光照的影響,常規的圖像采集檢測方法所得圖像精度較低。為了解決該問(wèn)題,提出一種基于機器視覺(jué)光源模型的振動(dòng)補償方法。通過(guò)建立線(xiàn)陣相機、激光光源和扣件區域的照明模型消除外界光照的干擾,并采用頻域分析法和多傳感數據融合技術(shù),設計補償算法消除振動(dòng)信息的干擾。最后,通過(guò)搭建采集平臺進(jìn)行實(shí)驗驗證,結果表明該方法可以有效地減弱外界光照對成像質(zhì)量的影響,并對±5°以?xún)鹊膱D像偏移實(shí)現了修正。與未采用機器視覺(jué)光源模型的方法相比,扣件區域對比度提高10倍以上。

    • 基于局部投影方差的快速車(chē)牌校正方法

      2019, 27(1):228-232.

      摘要 (5402) HTML (0) PDF 2.53 M (5809) 評論 (0) 收藏

      摘要:車(chē)牌傾斜與錯切校正作為車(chē)牌識別的重要環(huán)節,雖已提出不少方法,但仍存在準確度低、效率低等不足。鑒于現有方法的不足提出一種高效的車(chē)牌傾斜與錯切校正方法。首先,根據車(chē)牌圖像的投影方差存在著(zhù)明顯的局部性規律,提取車(chē)牌的局部特征圖像用于角度檢測。并提出一種基于坐標旋轉的最大投影方差獲取方法,快速得到車(chē)牌水平傾斜角度和垂直錯切角度。此外,針對字符本身的結構對于垂直錯切角度檢測的影響,提出相應的解決策略。最終使用3000張情況各異的車(chē)牌進(jìn)行實(shí)驗。實(shí)驗結果表明,在正確率比現有傳統方法略高的情況下,算法效率也得到大幅提升。

    • 典型金屬立體目標的毫米波輻射特性研究

      2019, 27(1):233-236.

      摘要 (5944) HTML (0) PDF 1.30 M (5752) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對規則金屬立體目標的毫米波輻射特性數據庫不完善的問(wèn)題,對金屬球、金屬柱和金屬立方體三種典型目標分別進(jìn)行3mm和8mm兩個(gè)波段輻射特性研究,并對比分析不同結構對目標毫米波輻射特性的影響。通過(guò)理論計算金屬平面目標天線(xiàn)溫度對比度,利用面元法推導出天線(xiàn)主波束范圍內的金屬立體目標表面的視在溫度。在此基礎上使用輻射計對不同金屬立體目標進(jìn)行實(shí)際的測量,分析了造成視在溫度差異的原因。實(shí)驗豐富了金屬立體目標的毫米波輻射特性數據庫,為典型金屬立體目標成像和目標識別提供準確有效的數據支持。

    • 基于路徑預測人工勢場(chǎng)法的自動(dòng)跟隨小車(chē)路徑規劃

      2019, 27(1):237-240.

      摘要 (5827) HTML (0) PDF 1.53 M (5720) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對自動(dòng)跟隨小車(chē)實(shí)際工作環(huán)境下目標點(diǎn)和障礙物具有可移動(dòng)特征,在傳統人工勢場(chǎng)法的基礎上提出一種具有動(dòng)態(tài)路徑預測功能的路徑規劃方法。通過(guò)實(shí)時(shí)采集和計算小車(chē)、目標點(diǎn)和障礙物的距離、運動(dòng)速度和方向,預測未來(lái)三者之間可能的位置關(guān)系。根據目標點(diǎn)預測結果采用人工勢場(chǎng)法確定接近目標點(diǎn)路徑,根據預測的障礙點(diǎn)運行軌跡確定繞過(guò)障礙點(diǎn)的路徑。將基于路徑預測人工勢場(chǎng)法與傳統人工勢場(chǎng)法進(jìn)行仿真對比,結果表明該方法在跟隨效率和避障能力上具有顯著(zhù)的提高。

    • 航天器通用SpaceWire總線(xiàn)路由單元的研究與實(shí)現

      2019, 27(1):241-244.

      摘要 (5767) HTML (0) PDF 1.81 M (5704) 評論 (0) 收藏

      摘要:為滿(mǎn)足日益增長(cháng)的航天器各系統間高速數據多路傳輸的需求,對SpaceWire高速數據總線(xiàn)特點(diǎn)進(jìn)行了研究,提出了一種航天器通用SpaceWire總線(xiàn)路由單元的設計方法,采取了標準化SpaceWire總線(xiàn)接口,支持多個(gè)SpaceWire接口的自適應路由功能,可實(shí)現組網(wǎng)設備的即插即用。同時(shí)采用中央控制器進(jìn)行高級協(xié)議算法處理,支持網(wǎng)絡(luò )分布式中斷管理功能,實(shí)現網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的事件觸發(fā)式交互控制功能,總線(xiàn)數據包能夠按照配置參數能夠在任意SpaceWire端口間的一對一路由傳輸、一對多組播傳輸。經(jīng)試驗測試路由單元可以支持路由端口數最多達18個(gè),每路接口工作速率最大可達到200Mbps,其提供的通用功能能夠滿(mǎn)足大部分航天器SpaceWire網(wǎng)絡(luò )的需求。

    • 線(xiàn)陣CCD精度靶圖像觸發(fā)算法設計

      2019, 27(1):245-249.

      摘要 (5536) HTML (0) PDF 1.80 M (5658) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對線(xiàn)陣CCD精度靶測量彈丸坐標時(shí)需要額外觸發(fā)光幕發(fā)送觸發(fā)信號來(lái)決定其何時(shí)開(kāi)始采集的問(wèn)題。在圖像采集過(guò)程中,設計一種圖像觸發(fā)算法在接收線(xiàn)陣CCD相機的圖像數據信號的同時(shí)自動(dòng)檢測彈丸并實(shí)時(shí)發(fā)送觸發(fā)信號。通過(guò)研究彈丸圖像的特性以及算法在FPGA上的硬件實(shí)現方法,利用當前采集到的圖像對算法進(jìn)行了實(shí)驗驗證。實(shí)驗驗證表明,該算法可有效識別彈丸信號,并能排除其它非彈丸信號的干擾。該算法對提高線(xiàn)陣CCD精度靶觸發(fā)精度,精簡(jiǎn)線(xiàn)陣CCD精度靶結構具有十分重要的意義。

    • 無(wú)控制條件下機載LiDAR航帶擬穩平差方法

      2019, 27(1):250-254.

      摘要 (5231) HTML (0) PDF 1.70 M (5562) 評論 (0) 收藏

      摘要:對無(wú)控制條件下機載LiDAR測區數據在平差過(guò)程中,由于受平差基準選取因素的影響,或難以補償因POS系統導致的系統偏差,或容易造成誤差累積的問(wèn)題,提出了一種機載LiDAR航帶擬穩平差方法。首先介紹了航帶平差方法采用的航帶形變模型,然后提出了航帶擬穩平差模型,并推導了航帶擬穩平差約束條件,同時(shí)可根據測區實(shí)際情況調整擬穩基準權值。最后利用該模型進(jìn)行機載LiDAR航帶平差。實(shí)驗表明,該方法能夠在無(wú)控制條件下有效減弱或消除機載LiDAR數據的系統誤差,同時(shí)抑制航帶平差過(guò)程中累積誤差的產(chǎn)生,從而提高點(diǎn)云數據的質(zhì)量和精度。

    • 基于FPGA+COM Express的基帶數字信號處理平臺設計

      2019, 27(1):255-258.

      摘要 (5164) HTML (0) PDF 1.22 M (5615) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對衛星信號分離系統運算量大,實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn),設計了一種基于FPGA+COM Express的基帶數字處理平臺。通過(guò)對系統需求的分析,構建系統的硬件架構,將系統分為運算模塊、網(wǎng)絡(luò )接口模塊、 A/D電路、D/A電路、電源變換電路和時(shí)鐘管理電路等部分,然后根據各部分的具體需求確定主要芯片的選擇和電路的具體設計。根據系統特點(diǎn),將系統運算分為兩類(lèi),將數據運算量大,實(shí)時(shí)性要求高但結構簡(jiǎn)單的部分用FPGA實(shí)現,將數據量少但控制結構復雜、實(shí)時(shí)性要求低的部分用COM Express實(shí)現。經(jīng)測試,該平臺能夠滿(mǎn)足衛星信號分離系統的運算需求和實(shí)時(shí)性要求。該方案可作為通用數字基帶處理平臺,能夠靈活實(shí)現常用的基帶數字信號處理系統所需的信號采集、運算、控制和輸出,具有設計靈活多樣,開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單易行,研發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。

    • 基于COTS SoC的星載微型GNSS接收機硬件設計

      2019, 27(1):259-262.

      摘要 (5816) HTML (0) PDF 1.79 M (5680) 評論 (0) 收藏

      摘要:衛星平臺的小型化使小衛星、納衛星及皮衛星等微小衛星成為研究熱點(diǎn)。針對微小衛星對星載導航接收機小型化、低功耗、低成本等要求,提出一種基于COTS (Commercial off-the-shelf)組件和SoC技術(shù)構建星載微型導航接收機的硬件設計方法。該設計包括射頻模塊,基帶處理模塊、時(shí)鐘模塊和電源管理模塊。實(shí)測表明,該導航接收機原理樣機重約45g,尺寸100mm×60mm,功耗約3W,兼容處理GPS L1/L2、BD2 B1/B2信號,可完成雙模、雙頻、雙模雙頻等多種模式的配置,符合微小衛星對導航接收機提出的技術(shù)要求,為微小衛星等空間飛行器的衛星導航提供了新的思路。

    • 基于網(wǎng)格化壓縮挖掘船舶航道位置信息

      2019, 27(1):263-266.

      摘要 (5203) HTML (0) PDF 1.44 M (5544) 評論 (0) 收藏

      摘要:由于海上軍事目標的異常多為位置異常,為了實(shí)現海上軍事目標在位置上的異常檢測,需要挖掘出海上正常船舶航道的位置信息。針對傳統航道挖掘方法多基于單一目標的小樣本進(jìn)行,而無(wú)法實(shí)現海量數據挖掘航道的問(wèn)題,本文提出了一種基于網(wǎng)格化壓縮挖掘船舶航道位置信息的算法。該算法首先采用網(wǎng)格化壓縮的方法提高了計算效率;之后采用九宮格矢量化方法重構了航跡方向屬性;最后通過(guò)設置變閾值實(shí)現不同方向上的主航道位置信息的提取。實(shí)驗結果表明網(wǎng)格化壓縮方法有效壓縮了原始數據,提高了計算效率;同時(shí)在適當的閾值下可以有效挖掘出航道的位置信息。

    • 無(wú)砟軌道扣件快速匹配定位方法研究

      2019, 27(1):267-270.

      摘要 (5551) HTML (0) PDF 1.72 M (5712) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現有扣件定位方法速度慢、定位不準確的問(wèn)題,結合無(wú)砟軌道的特點(diǎn),提出一種無(wú)砟軌道扣件快速匹配定位算法。該算法針對傳統匹配算法運算量大、匹配結果不準確的缺點(diǎn),采用梯度法求取扣件圖像的方向場(chǎng),并根據鋼軌區域方向場(chǎng)的各向一致性,鎖定扣件感興趣區域,實(shí)現圖像裁剪,減少模板搜索空間;模板匹配則通過(guò)計算模板和圖像方向場(chǎng)對應點(diǎn)之間的絕對值距離實(shí)現扣件匹配定位,并利用方向場(chǎng)采樣、基于統計方法確定搜索起點(diǎn)位置、隨機抽樣一致性等方法提高匹配速度和精度。實(shí)驗結果表明,該算法匹配速度快、魯棒性強,能夠滿(mǎn)足扣件檢測識別中對扣件匹配的實(shí)時(shí)性和準確性的要求,與傳統的模板匹配定位方法相比,速度提高了30%左右,且對于不同光線(xiàn)條件下的匹配成功率均大于95%。

    • 一種衛星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證系統的設計與實(shí)現

      2019, 27(1):271-274.

      摘要 (5443) HTML (0) PDF 1.69 M (5606) 評論 (0) 收藏

      摘要:衛星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證系統,有效解決了目前衛星任務(wù)規劃的驗證仿真、修改反演等關(guān)鍵環(huán)節,能夠保證衛星任務(wù)規劃的正確實(shí)施,替代傳統星務(wù)測試床,將任務(wù)塊解譯為星務(wù)主機可執行的指令集合;另外可通過(guò)本系統對任務(wù)塊中的參數、任務(wù)塊的設置進(jìn)行修改、重新生成任務(wù)塊并對其進(jìn)行迭代分析以保證正確性,提高任務(wù)塊生成的效率及可靠性,將最終生成的正確任務(wù)塊的解譯結果與任務(wù)規劃系統生成的動(dòng)作序列進(jìn)行比對,可驗證任務(wù)規劃的正確性及合理性;減少崗位人員及人工操作,縮短了測試所需時(shí)間,提高了測試效率;高效測試方案已應用于衛星地面測試中,應用效果良好。

    • >智能儀器與傳感技術(shù)
    • 基于ZYNQ 7000的S波段USB應答機設計

      2019, 27(1):275-279.

      摘要 (5877) HTML (0) PDF 1.76 M (5709) 評論 (0) 收藏

      摘要:文章目的在于在ZYNQ 7000的基礎上設計一款小型的S波段USB應答機,以縮小應答機的體積,降低應答機的功耗;文章首先對于ZYNQ的優(yōu)勢做了簡(jiǎn)單的介紹,并基于ZYNQ 7000提出了USB應答機的設計方案,論述了調制、解調中的關(guān)鍵技術(shù)和工作原理。應答機工作過(guò)程如下:衛星進(jìn)入在軌飛行段時(shí),應答機接收地面測控站發(fā)射的上行遙控副載波信號,解調后將遙控PCM碼流通過(guò)與衛星其他分系統接口發(fā)送至相關(guān)設備;接收地面測控站發(fā)射的上行測距信號,將變頻后的測距基帶信號進(jìn)行本地上變頻后對地發(fā)送;通過(guò)UART串口接收PCM遙測數據,將調制后的遙測數據通過(guò)遙測副載波發(fā)送至地面站;同時(shí),將內部的遙測信息通過(guò)串口發(fā)送至其它分系統。即該應答機在非擴頻模式下具有測距、解調遙控指令和發(fā)射遙測副載波的功能;應答機上下變頻部分采用了集成的芯片,將電路進(jìn)行了簡(jiǎn)化。ZYNQ及集成芯片的使用都大大地縮小了應答機的體積,降低了應答機的功耗。

    • 基于多傳感器的無(wú)人機避障方法研究及應用

      2019, 27(1):280-283.

      摘要 (6262) HTML (0) PDF 1.47 M (5758) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)無(wú)人機巡檢作業(yè)方式應用越來(lái)越廣泛,巡檢過(guò)程中對障礙物檢測并進(jìn)行避障顯得愈發(fā)關(guān)鍵。若無(wú)人機碰到桿塔或線(xiàn)路不僅會(huì )造成無(wú)人機自身的損壞,還會(huì )對居民用電造成影響,給檢修帶來(lái)麻煩。毫米波雷達、激光雷達、雙目視覺(jué)傳感器在機器人避障中有廣泛應用。但是基于輸電線(xiàn)路巡檢的多旋翼無(wú)人機的實(shí)際情況,傳感器器件的選型、尺寸、重量,以及障礙物信息與飛控的融合,顯得尤為重要。通過(guò)對多旋翼無(wú)人機搭載毫米波雷達、雙目視覺(jué)傳感器、差分GPS進(jìn)行了研究,采用多傳感器融合方法檢測障礙物,利用虛擬力場(chǎng)法(VFF)進(jìn)行航跡重規劃,并實(shí)際飛行驗證。測試表明該方法對桿塔避障取得了較好的應用效果。

    • 飛行器綜合測試設備可靠安全接地設計

      2019, 27(1):284-287.

      摘要 (5998) HTML (0) PDF 1.30 M (5729) 評論 (0) 收藏

      摘要:飛行器綜合測試主要對電氣系統各功能及接口的協(xié)調性和匹配性進(jìn)行全面的綜合檢查。測試設備接地不正確,可能干擾地面設備和飛行器產(chǎn)品,甚至將危險電壓引到飛行器上。本文簡(jiǎn)要介紹接地的作用,結合飛行器綜合測試系統功能和組成,分析了各類(lèi)測試設備的接地原則和方法,最后提出測試設備接地安全保證措施,為航天項目產(chǎn)品研制提供參考。

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