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  • 2019年第27卷第3期文章目次
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    • >綜述與評論
    • 激光和視覺(jué)融合SLAM方法研究綜述

      2019, 27(3):1-6.

      摘要 (4789) HTML (0) PDF 1.05 M (1213) 評論 (0) 收藏

      摘要:激光和視覺(jué)傳感器在SLAM應用中都有其局限性,基于激光和視覺(jué)傳感器融合的SLAM方法能夠有效的利用各個(gè)傳感器的優(yōu)勢,彌補傳感器在某些特殊環(huán)境下的劣勢,成為當前研究的熱點(diǎn)之一;在分析激光SLAM和視覺(jué)SLAM優(yōu)缺點(diǎn)的基礎上,對激光和視覺(jué)融合的SLAM方法的研究現狀進(jìn)行概括和總結;介紹了激光和視覺(jué)融合SLAM的主要標志性成果,總結了激光和視覺(jué)傳感器融合SLAM的關(guān)鍵性問(wèn)題,包括激光和視覺(jué)傳感器數據的外部標定、激光和視覺(jué)傳感器數據融合方法,對激光和視覺(jué)融合SLAM方法的優(yōu)缺點(diǎn)和主要的應用領(lǐng)域進(jìn)行了總結;最后,對激光和視覺(jué)融合SLAM的主要發(fā)展趨勢及研究熱點(diǎn)進(jìn)行了討論。

    • 基于機器學(xué)習算法的壽命預測與故障診斷技術(shù)應用與發(fā)展綜述

      2019, 27(3):7-13.

      摘要 (2560) HTML (0) PDF 1.02 M (1810) 評論 (0) 收藏

      摘要:壽命預測與故障診斷作為復雜裝備系統可靠性分析中的兩類(lèi)重要問(wèn)題,基于數據驅動(dòng)的機器學(xué)習分析方法具有良好的工程效果。本文系統地從故障預測與壽命估算及后續健康管理的實(shí)際工程需求出發(fā),深入分析該類(lèi)型系統因性能衰退出現的早期故障診斷與維護時(shí)間確定的共性難點(diǎn)問(wèn)題并深度挖掘其所對應的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,對機器學(xué)習算法在其中的應用與研究進(jìn)行綜述,重點(diǎn)闡述了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、支持向量機等機器學(xué)習算法,對于完善可靠性分析方法,進(jìn)一步推動(dòng)機器學(xué)習算法在可靠性工程領(lǐng)域的運用具有一定的指導意義。

    • >測試與故障診斷
    • 基于IGSA優(yōu)化的LSSVM制冷系統故障診斷研究

      2019, 27(3):14-18.

      摘要 (944) HTML (0) PDF 1.45 M (560) 評論 (0) 收藏

      摘要:為提高制冷系統故障診斷的準確率,提出一種基于改進(jìn)引力搜索算法(IGSA)優(yōu)化的最小二乘支持向量機(LSSVM)的制冷系統故障診斷方法。首先,引入粒子群算法的速度更新機制對引力搜索算法進(jìn)行改進(jìn),增加粒子的記憶性和信息共享能力,提高了算法的收斂速度和搜索精度;其次,利用IGSA對LSSVM的核參數與正則化參數進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)的IGSA-LSSVM故障診斷模型。最后,利用故障模擬實(shí)驗臺模擬制冷系統的四種典型故障,將優(yōu)化好的LSSVM模型對其進(jìn)行分類(lèi)識別,并與標準LSSVM、GSA-LSSVM和PSO-LSSVM模型進(jìn)行比較。仿真結果表明,基于IGSA優(yōu)化的LSSVM方法具有良好的辨識能力和泛化能力,能夠更好地對制冷系統故障進(jìn)行診斷。

    • 一種兩點(diǎn)間直線(xiàn)搜索的輸電線(xiàn)檢測方法

      2019, 27(3):19-23.

      摘要 (1080) HTML (0) PDF 1.29 M (655) 評論 (0) 收藏

      摘要:在無(wú)人機應用于輸電線(xiàn)巡檢背景下,為了方便后續的輸電線(xiàn)故障檢測與分析,提出了一種兩點(diǎn)間直線(xiàn)搜索的輸電線(xiàn)檢測方法。首先,通過(guò)方向可控濾波器對無(wú)人機圖像進(jìn)行分割。然后,通過(guò)所提出的基于圓搜索(CBS)直線(xiàn)段檢測方法進(jìn)行直線(xiàn)段檢測。最后,通過(guò)所提出的連接算法進(jìn)行直線(xiàn)段連接。通過(guò)在人造圖像上的直線(xiàn)段檢測實(shí)驗,證明該方法是一種有效的直線(xiàn)檢測方法。隨后,通過(guò)在實(shí)際場(chǎng)景的無(wú)人機圖像上進(jìn)行實(shí)驗,證明該方法是一種有效的輸電線(xiàn)檢測方法。

    • 基于Kinect骨骼信息與深度圖像的指尖點(diǎn)檢測

      2019, 27(3):24-29.

      摘要 (1136) HTML (0) PDF 1.92 M (716) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對普通攝像頭手勢識別系統易受復雜環(huán)境和光照條件等因素影響,存在對指尖點(diǎn)的漏判、誤判問(wèn)題,提出一種基于Kinect 骨骼信息與深度圖像的掌心點(diǎn)提取和指尖點(diǎn)檢測的手勢識別方法。在DRVI平臺上創(chuàng )建Kinect的接口控件,對Kinect傳感器獲取人體骨骼信息和深度圖像進(jìn)行分析,采用了坐標映射、圖像分割、距離變換的關(guān)鍵技術(shù)和方法從深度圖中分割出手勢部分區域,對手勢區域形態(tài)學(xué)處理,結合凸包和K-曲率算法檢測不同手勢中指尖點(diǎn)的個(gè)數和位置,計算不同手勢凸包輪廓上的點(diǎn)集生成的HOG(Histogram of Oriented Gradient)特征描述子,最后利用特征描述子對預定的6種數字手勢進(jìn)行識別。經(jīng)實(shí)驗測試可以在復雜環(huán)境和不同光照情況下正確識別指尖點(diǎn)。

    • 改進(jìn)格雷碼結構光雙目視覺(jué)工件3D測量

      2019, 27(3):30-33.

      摘要 (1450) HTML (0) PDF 1.28 M (765) 評論 (0) 收藏

      摘要:機器人噴涂、焊接、研磨等現代制造過(guò)程,通常需要獲取工件3D幾何形狀信息以實(shí)現路徑自動(dòng)規劃。針對此需求,提出了一種改進(jìn)灰度編碼的結構光雙目視覺(jué)成像與三維測量系統。在離線(xiàn)標定獲得相機參數的基礎上,采用黑白反向重投影方法解決傳統格雷碼結構光成像中邊界模糊問(wèn)題;同時(shí),提出快速區域塊搜索算法,用于立體匹配和視差圖生成;最后,采用Lanczos插值算法填補遮擋造成的視差圖空白,從而獲得完整的深度信息,實(shí)現工件高精度3D重建。實(shí)際工件成像實(shí)驗結果表明:該方法能夠實(shí)現工件快速、高精度三維重建,尤其對無(wú)紋理和弱紋理目標能獲得較好的結果,能夠滿(mǎn)足工業(yè)環(huán)境測量需求。

    • 風(fēng)洞模型載荷實(shí)驗測量系統開(kāi)發(fā)與研究

      2019, 27(3):34-38.

      摘要 (979) HTML (0) PDF 1.99 M (504) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文為解決風(fēng)洞實(shí)驗室模型風(fēng)載荷實(shí)驗測量相關(guān)技術(shù)問(wèn)題而展開(kāi)。根據該類(lèi)型實(shí)驗特點(diǎn)及要求,設計了測量系統方案,組建測量軟硬件系統,采用多種傳感器完整測量風(fēng)載荷、風(fēng)速、溫濕度等多種數據,進(jìn)行數據融合處理得到風(fēng)載荷系數;為確保實(shí)驗測量精度,考慮了天平零漂、空氣密度變化、模型自重干擾等因素的影響,通過(guò)分析給出了其各自的數據處理方法以得到有效的風(fēng)載荷;在此基礎上完成測量程序的編寫(xiě),基本實(shí)現實(shí)驗測量自動(dòng)化,避免手工介入,大幅提高了實(shí)驗效率。最后應用本文結果展開(kāi)實(shí)際實(shí)驗測量,定量分析各因素對于測量結果的影響,結果表明,空氣密度變化、模型自重干擾、風(fēng)速波動(dòng)對模型風(fēng)載荷結果影響較為明顯,在計算風(fēng)載荷系數時(shí)需采用每一工況的實(shí)時(shí)數據;而信號噪聲對均值結果幾乎無(wú)影響而不用考慮。

    • 基于EEMD-ICA與SVD的電網(wǎng)諧波檢測方法研究

      2019, 27(3):39-43.

      摘要 (1114) HTML (0) PDF 1.93 M (663) 評論 (0) 收藏

      摘要:論文將EEMD-ICA技術(shù)與SVD相結合,提出基于EEMD-SVD-ICA算法的單通道電網(wǎng)電壓諧波分離方法,與現有單通道諧波分離方法相比具有無(wú)需源信號先驗信息,可分離非平穩信號諧波,算法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。EEMD方法將單通道信號分解為多路互相正交的本征模態(tài)函數分量(IMFs),然后采用SVD代替PCA方法進(jìn)行數據降維,再運用基于負熵的固定點(diǎn)獨立成分分析(FastICA)方法提取IMFs獨立分量,實(shí)現單通道電網(wǎng)電壓諧波分離。對模擬信號進(jìn)行諧波分離,驗證所提方法在該領(lǐng)域的應用的可行性,仿真結果表明論文所提方法不僅能夠分離電網(wǎng)電壓的諧波,并且對頻率小于50Hz的間諧波也有很好的分離效果。

    • 基于混沌搜索的人工蜂群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )交通流預測方法

      2019, 27(3):44-48.

      摘要 (956) HTML (0) PDF 2.29 M (569) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高長(cháng)時(shí)交通流的預測精度,提出一種改進(jìn)的人工蜂群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )分時(shí)段預測交通流的方法。利用Tent混沌映射采蜜蜂放棄的新解,實(shí)現具有混沌搜索策略的人工蜂群算法,然后優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的權值和閾值,最終訓練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以求得最優(yōu)值。利用該預測方法對合肥市黃天路全天的交通流分時(shí)段預測,實(shí)現了對長(cháng)時(shí)交通流的準確預測,與傳統的人工蜂群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測對比,能有效改善預測精度,降低預測誤差。

    • 融合PCA的支持向量機人臉檢測研究

      2019, 27(3):49-54.

      摘要 (994) HTML (0) PDF 1.51 M (557) 評論 (0) 收藏

      摘要:支持向量機(Support Vector Machine,SVM)作為一種經(jīng)典的非線(xiàn)性分類(lèi)器,用于模式識別,可以將訓練樣本從不可線(xiàn)性分類(lèi)的低維空間映射到可線(xiàn)性分類(lèi)的高維空間,再做分類(lèi),本文主要訓練支持向量機使它學(xué)會(huì )區分人臉和非人臉。支持向量機的數學(xué)推導完備,算法邏輯嚴密,整體上比Adaboost算法復雜,但在樣本量較少的情況下效果良好,因此有樣本優(yōu)勢。支撐它的理論包含泛化性理論、最優(yōu)化理論和核函數等,這些理論也被學(xué)術(shù)界廣泛用于其他機器學(xué)習算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),幾十年來(lái)被證明具有很高的可靠性。同時(shí)本文論述主成分分析技術(shù)(PCA)用于壓縮數據,實(shí)現數據降維,在數據預處理方面算法提供了很大幫助,使SVM支持向量機的輸入數據維數大幅下降,大大提高了運算和檢測時(shí)間。

    • 機場(chǎng)噪聲實(shí)時(shí)監測系統的設計與應用

      2019, 27(3):55-58.

      摘要 (1198) HTML (0) PDF 1.41 M (623) 評論 (0) 收藏

      摘要:機場(chǎng)噪聲對周邊社區居民的健康生活影響越來(lái)越突出,解決噪聲問(wèn)題首先要對飛機噪聲進(jìn)行監測。機場(chǎng)噪聲實(shí)時(shí)監測系統采用雙核 24 位Δ-Σ方式的 AD 采集技術(shù),利用 DSP 的計算能力,實(shí)現飛機噪聲數據的高速采集和實(shí)時(shí)計算。利用計算得到的時(shí)間-聲級曲線(xiàn)等參數識別飛機噪聲事件,并將聲暴露級、聲壓等參數通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到云端進(jìn)行處理,得到有利于機場(chǎng)噪聲管理所需參考文件。

    • 基于離群模糊核聚類(lèi)算法的PID毒氣檢測系統設計

      2019, 27(3):59-63.

      摘要 (1174) HTML (0) PDF 1.79 M (642) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統毒氣檢測系統混合檢測中適用性差、檢測誤差率高的不足,提出基于離群模糊核聚類(lèi)算法的PID毒氣檢測系統設計。在系統硬件設計中選擇了性能更強的STM32F2X型MCU,并設計了專(zhuān)門(mén)用于毒氣類(lèi)別分析的功能模塊;在軟件算法和主控程序的設計中,采用了離群模糊核聚類(lèi)算法提高對毒氣數據的聚類(lèi)分析能力,以此改善毒氣檢測的準確性。實(shí)驗結果表明,提出的PID毒氣檢測系統能夠識別出多種天然毒氣和化學(xué)毒氣,在毒氣濃度的檢測誤差方面也能夠控制在2%以?xún)取?/p>

    • 航空器多鏈路通信故障中斷點(diǎn)云檢測系統設計

      2019, 27(3):64-67.

      摘要 (1062) HTML (0) PDF 1.51 M (512) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決傳統斷點(diǎn)云檢測系統中高頻短消息傳輸精度較低、集成挖掘數據鏈長(cháng)度受限等問(wèn)題,提出設計一種航空器多鏈路通信故障中斷點(diǎn)云檢測系統。通過(guò)確定斷點(diǎn)故障內點(diǎn)的方式,達到對多鏈路通信信道進(jìn)行魯棒性?xún)?yōu)化的目的,并根據待傳輸信息的總量限制條件,更新云檢測流程,構建新型斷點(diǎn)云檢測模型。利用多鏈路通信尋址報文數據譯碼結果作為航空器多鏈路通信故障中斷點(diǎn)的識別參數校驗基準,并對上行報文進(jìn)行顯示識別處理,完成通信故障中斷點(diǎn)的報文參數識別。將報文參數應用到新型斷點(diǎn)云檢測模型中,完成航空器多鏈路通信故障中斷點(diǎn)的云檢測。與傳統檢測系統段相比,應用新型斷點(diǎn)云檢測模型后,檢測系統的高頻短消息傳輸精度可以達到95%,集成挖掘數據鏈長(cháng)度也得到大幅提升,確保了斷點(diǎn)的云檢測準確性。

    • 基于多目立體視覺(jué)的試件飛行運動(dòng)速度測量方法研究

      2019, 27(3):68-71.

      摘要 (1121) HTML (0) PDF 1.67 M (668) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了測量試件的飛行速度,提出了一種基于多目立體視覺(jué)技術(shù)的飛行運動(dòng)速度測量方法。首先研究了多目相機的標定方法,然后通過(guò)圖像匹配的方法來(lái)獲取各個(gè)相機圖像中目標點(diǎn)的圖像位置,最后根據各個(gè)相機的內部和外部參數,重建得到被測試件的三維坐標,結合相機的拍攝速度,計算出試件的飛行速度。結果表明:該方法可以較為準確的測量出試件在整個(gè)飛行過(guò)程中的運動(dòng)速度,且具使用靈活,操作方便等特點(diǎn)。

    • >控制技術(shù)
    • 離散Markov跳變系統事件觸發(fā)H∞量化輸出反饋控制

      2019, 27(3):72-78.

      摘要 (1326) HTML (0) PDF 1.37 M (589) 評論 (0) 收藏

      摘要:主要研究了基于事件觸發(fā)機制的離散Markov跳變系統的量化H∞輸出反饋控制問(wèn)題,對系統的建模、穩定性分析、控制器設計等三個(gè)方面進(jìn)行了研究。首先,提出了事件觸發(fā)通信機制來(lái)確定當前采樣數據是否能夠傳輸到控制器當中。其次,在傳感器與控制器之間引入對數量化器,利用扇形有界方法,量化采樣數據達到降低網(wǎng)絡(luò )中的數據傳輸速率的目的。接下來(lái),考慮網(wǎng)絡(luò )誘導時(shí)延建立一種具有外部擾動(dòng)的Markov跳變時(shí)滯系統。構造Lyapunov-Krasovskii 泛函,得到使閉環(huán)系統漸近穩定且滿(mǎn)足H∞性能指標的充分條件,在此基礎上設計相應的輸出反饋控制器。最后通過(guò)數值仿真來(lái)證明本文所提方法的有效性。

    • 基于STM32的全自動(dòng)貼片機控制系統設計與實(shí)現

      2019, 27(3):79-82.

      摘要 (1414) HTML (0) PDF 1.83 M (635) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對貼片機控制系統對貼裝速度、位置精度的嚴格要求,設計了一種基于STM32微處理器的貼片機運動(dòng)控制系統。針對貼片機控制系統在快速啟停過(guò)程中因抖動(dòng)等干擾影響位置跟蹤精度的問(wèn)題,在X軸和Y軸步進(jìn)電機控制中設計了基于自抗擾控的(ADRC)閉環(huán)控制器,其線(xiàn)性擴張狀態(tài)觀(guān)測器(LESO)對系統的內外干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)估計,并通過(guò)線(xiàn)性誤差補償控制律進(jìn)行擾動(dòng)補償,從而提高了單軸位置跟蹤精度。設計了上位機系統管理軟件,通過(guò)串口通信將PCB版圖文件中元器件坐標、數量等數據下發(fā)到下位機控制系統。實(shí)際應用中,該控制系統運行穩定,抗干擾性能良好,控制精度高,具有一定的實(shí)際應用價(jià)值。

    • 基于DMC預測控制算法的智能四驅車(chē)控制器設計與仿真

      2019, 27(3):83-90.

      摘要 (1189) HTML (0) PDF 3.23 M (513) 評論 (0) 收藏

      摘要:結合動(dòng)態(tài)矩陣算法應用的條件和環(huán)境,針對輪式四驅智能車(chē)系統進(jìn)行運動(dòng)學(xué)建模和線(xiàn)性化處理,得到多變量智能車(chē)控制系統模型;通過(guò)三種不同方法設計MPC控制器,利用MPC的DMC算法實(shí)現了對智能車(chē)系統的運動(dòng)控制。分別基于階躍響應模型和狀態(tài)空間模型,使用相關(guān)命令函數設計智能車(chē)系統的控制器,利用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗,驗證了不同參數對階躍響應性能的影響,并確定最優(yōu)參數。同時(shí),使用MATLAB的MPC TOOL工具箱完成智能車(chē)控制系統的設計。最后,對三種方法的仿真結果進(jìn)行了分析和比較,進(jìn)一步驗證了DMC算法的可行性。

    • 一種球形滾動(dòng)機器人的路徑跟蹤控制器設計

      2019, 27(3):91-96.

      摘要 (1378) HTML (0) PDF 1.38 M (524) 評論 (0) 收藏

      摘要:對一種球形滾動(dòng)機器人的路徑跟蹤問(wèn)題進(jìn)行研究,設計一種基于自適應滑模控制策略的路徑跟蹤控制器。所設計的路徑跟蹤控制器采用魯棒滑模自適應增益控制律,能夠有效實(shí)現帶有擾動(dòng)和不確定性的實(shí)際球形滾動(dòng)機器人的路徑跟蹤。推導球殼純滾動(dòng)和無(wú)自轉非完整約束下球形滾動(dòng)機器人的運動(dòng)方程,并在此基礎上設計自適應滑模路徑跟蹤控制器。對于給定的參考幾何路徑,所設計的路徑跟蹤控制器能夠確保路徑跟蹤誤差在有限時(shí)間內收斂至很小的零鄰域內。基于Lyapunov穩定性理論證明了閉環(huán)控制系統的穩定性,數值仿真與樣機實(shí)驗結果進(jìn)一步驗證了所設計的路徑跟蹤控制器的有效性。

    • 基于PLCopen的六軸工業(yè)機器人運動(dòng)控制功能塊設計

      2019, 27(3):97-102.

      摘要 (2203) HTML (0) PDF 2.79 M (965) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對工業(yè)機器人控制系統的開(kāi)放性要求,設計符合PLCopen規范的六軸工業(yè)機器人運動(dòng)控制功能塊。基于CodeSys軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,結合SMC_CNC庫中數組、結構體和功能塊,采用IEC61131-3編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了六軸工業(yè)機器人運動(dòng)控制功能塊,包含:坐標變換、正逆運動(dòng)變換、直線(xiàn)與圓弧插補運動(dòng)等;在此基礎上,開(kāi)發(fā)了一系列機器人運動(dòng)控制指令和可視化編程界面。最后,以埃夫特ER50六軸工業(yè)機器人為實(shí)驗對象,采用研制的機器人運動(dòng)控制器,實(shí)施機器人編程控制實(shí)驗,結果表明所開(kāi)發(fā)的機器人運動(dòng)控制功能塊及其指令達到了設計要求。

    • 存儲器中易失性用戶(hù)大數據并行處理控制系統

      2019, 27(3):103-106.

      摘要 (962) HTML (0) PDF 1.34 M (458) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統的并行處理控制系統在處理存儲器中易失性用戶(hù)大數據時(shí),對CPU的利用率很低,導致處理控制工作精密度差。為了解決此問(wèn)題,設計了一種新的大數據并行處理控制系統,分別對系統的硬件和軟件進(jìn)行設計,分析了控制系統中各組件的結構關(guān)系,重點(diǎn)設計了系統總線(xiàn)、中央處理器;軟件部分分為打開(kāi)文件、更新文件、監測運行、數據連接四步。為了檢測系統的可行性,與傳統并行處理控制系統進(jìn)行實(shí)驗對比,結果顯示,設計的并行處理控制系統能夠充足的利用系統CPU,精確地處理存儲器中易失性用戶(hù)大數據。該系統具有超強的工作能力,值得推廣使用。

    • 基于表面肌電信號的虛擬現實(shí)控制系統設計

      2019, 27(3):107-111.

      摘要 (927) HTML (0) PDF 1.81 M (525) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了減少傳統康復訓練的單調乏味,設計了一種利用無(wú)線(xiàn)表面肌電控制虛擬現實(shí)環(huán)境中廚房的實(shí)時(shí)控制系統。該系統是以MATLAB為平臺,利用圖形用戶(hù)界面進(jìn)行設計;在算法上利用均方值與移動(dòng)平均窗方法對實(shí)時(shí)肌電信號進(jìn)行檢測與分割;采用幅值絕對值均值和小波系數奇異值作為特征值;選取支持向量機算法進(jìn)行模型訓練和分類(lèi)識別;最后,完成對虛擬廚房的動(dòng)作控制。結果表明,該系統可以完成對虛擬廚房動(dòng)作的實(shí)時(shí)控制,平均識別率為90.31%。后續可用于肌肉康復訓練的患者,可提供具有沉浸感和真實(shí)感的虛擬廚房生活場(chǎng)景,對患者的康復具有積極意義。

    • 文獻掃描機器人多關(guān)節機械臂滑膜控制系統設計

      2019, 27(3):112-116.

      摘要 (2534) HTML (0) PDF 1.68 M (869) 評論 (0) 收藏

      摘要:為提升機器人機械臂關(guān)節的傳動(dòng)性能,使其處于良好的反步自適應工作環(huán)境,設計文獻掃描機器人多關(guān)節機械臂滑膜控制系統。利用關(guān)鍵控制電路,實(shí)現機械臂全局PID滑膜控制器與機器人多關(guān)節滑膜控制器間的定向連接,完成新型控制系統的硬件運行環(huán)境搭建。通過(guò)機器人控制傳感器標定操作,建立等效控制及動(dòng)態(tài)滑膜方程,并利用上述計算結果界定機械臂滑膜的動(dòng)態(tài)品質(zhì),實(shí)現新型控制系統的軟件運行環(huán)境搭建,結合軟、硬件運行單元,完成文獻掃描機器人多關(guān)節機械臂滑膜控制系統設計。模擬文獻掃描機器人多關(guān)節機械臂運行狀態(tài),設計對比實(shí)驗結果表明,與傳統系統相比應用新型滑膜控制系統后,機械臂關(guān)節的傳動(dòng)能力得到有效提升,反步自適應參數最大值可達到1.70

    • 基于VNX總線(xiàn)的航天飛行器綜合控制系統設計

      2019, 27(3):117-120.

      摘要 (1446) HTML (0) PDF 1.56 M (782) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對小型化航天飛行器對綜合控制系統的需求,結合目前國內外先進(jìn)飛行器綜合航電應用的經(jīng)驗,設計了一種以VITA74總線(xiàn)為基本架構的綜合控制系統,使其在性能、功耗、體積等方面產(chǎn)生了大幅提升。利用SiP芯片內部的雙核SoC芯片來(lái)運行主控程序及導航控制算法等功能,通過(guò)芯片集成的接口資源和可編程邏輯資源實(shí)現豐富的外圍接口。給出了綜合控制系統的硬件系統設計、軟件系統設計及結構設計方案,并詳細介紹了各個(gè)功能模塊的設計思想。通過(guò)相應的性能測試試驗,表明該系統工作正常,各項性能指標滿(mǎn)足任務(wù)需求,可用于未來(lái)航天飛行器的使用。

    • >軍事裝備測控技術(shù)
    • 基于DSP的一體化PGK控制系統設計

      2019, 27(3):121-125.

      摘要 (2425) HTML (0) PDF 2.09 M (862) 評論 (0) 收藏

      摘要:彈載系統的一體化、模塊化已成為趨勢,據此提出利用DSP來(lái)實(shí)現精確制導組件(Precision Guidance Kit, PGK)一體化系統的控制,完成導彈的制導和控制任務(wù),從而提高彈載系統的可靠性和導彈的作戰能力;敘述了PGK控制系統中硬件與軟件的設計過(guò)程,包括對控制模塊、GPS接收機、地磁測量模塊、無(wú)線(xiàn)裝定模塊等的設計和功能介紹,以及對軟件工作流程和軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹;通過(guò)發(fā)射安裝本PGK系統的修正彈進(jìn)行飛行試驗,GPS模塊與地磁測量模塊的測試結果表明該系統可以基本實(shí)現模塊功能。

    • 新型防化發(fā)煙車(chē)RMST一體化設計與關(guān)鍵技術(shù)分析

      2019, 27(3):126-130.

      摘要 (1288) HTML (0) PDF 2.15 M (611) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對我軍裝備可靠性維修性保障性測試性(RMST)設計中存在的問(wèn)題,著(zhù)眼防化發(fā)煙車(chē)任務(wù)特點(diǎn)和使用保障需求,提出將能執行任務(wù)率指標引入到新型發(fā)煙車(chē)RMST設計研制中,創(chuàng )建適用于防化發(fā)煙車(chē)的RMST設計流程、一體化設計定量指標體系和頂層參數數學(xué)模型,并對涉及到的系統工程設計、綜合權衡優(yōu)化、指標調整分配等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。本文可為提高新型防化發(fā)煙車(chē)RMST設計水平提供一定的研究基礎。

    • >測試軟件工程
    • 基于A(yíng)ndroid系統的光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端設計

      2019, 27(3):131-136.

      摘要 (1703) HTML (0) PDF 2.08 M (695) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種基于A(yíng)ndroid系統的光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端軟件設計,可以實(shí)現用戶(hù)與光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)的數據交互及數據處理功能。移動(dòng)終端包括用戶(hù)信息,節點(diǎn)信息,數據信息三個(gè)模塊,使用ViewPager類(lèi)搭建雙列表界面展示節點(diǎn)信息,使用SOAP協(xié)議與云服務(wù)器進(jìn)行數據交互,可以將得到的光譜以及環(huán)境數據以圖像的形式展示,并支持圖像的保存功能。進(jìn)一步在移動(dòng)終端上實(shí)現了光譜數據的歸一化,一階微分,二階微分,峰值尋找等數據處理功能。環(huán)境數據包括溫度、濕度、二氧化碳濃度以及光照強度數據,可以實(shí)時(shí)顯示最新環(huán)境數據,也可選擇時(shí)間段對環(huán)境數據進(jìn)行查詢(xún)繪圖。經(jīng)測試,該應用程序運行穩定,可滿(mǎn)足光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端的基本應用需求。

    • >設計與應用
    • 基于DSP和FPGA的信息化發(fā)射平臺多協(xié)議網(wǎng)關(guān)設計

      2019, 27(3):137-140.

      摘要 (1141) HTML (0) PDF 1.91 M (738) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實(shí)現信息化發(fā)射平臺控制系統不同網(wǎng)段之間互聯(lián)互通,實(shí)現了一種能夠對以太網(wǎng)、CAN等不同協(xié)議數據進(jìn)行解析、過(guò)濾及轉發(fā)的多協(xié)議網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)采用DSP+FPGA的控制器架構,在FPGA內部通過(guò)CAN IP核的方式實(shí)現了六路CAN控制器;FPGA內部還實(shí)現了一路Microblaze軟核,軟核上運行lwIP以太網(wǎng)協(xié)議棧,實(shí)現一路以太網(wǎng)控制器功能。DSP作為控制核心,調用FPGA實(shí)現的驅動(dòng)函數實(shí)現以太網(wǎng)和CAN數據收發(fā),并根據特定的轉發(fā)策略對接收數據進(jìn)行解析、過(guò)濾和轉發(fā)。試驗結果表明,該多協(xié)議網(wǎng)關(guān)單元具有通信接口種類(lèi)多、數量多,數據轉發(fā)實(shí)時(shí)性強、可靠性高,數據解析、轉發(fā)規則可編程設定、靈活性高等特點(diǎn),能夠適應不同系統的應用需求。

    • 郵輪客房火災自動(dòng)探測與報警電路的設計

      2019, 27(3):141-145.

      摘要 (1478) HTML (0) PDF 2.63 M (729) 評論 (0) 收藏

      摘要:郵輪客房火災具有突發(fā)性,不易控制,危害大等特點(diǎn),火災自動(dòng)探測與報警裝置對于郵輪必不可少。本文設計了一種基于單片機的郵輪客房火災并報警電路。該電路包括主控模塊、溫度檢測模塊、煙霧檢測模塊、顯示模塊和報警模塊,并運用Keil軟件進(jìn)行編程和Proteus軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗。當溫度值和煙霧濃度值同時(shí)超過(guò)上限值時(shí)系統會(huì )發(fā)出聲光報警信號。仿真分析表明:該電路工作穩定可靠,可及時(shí)、準確地實(shí)現客房溫度、煙霧濃度的顯示和自動(dòng)報警。

    • ISM與4G網(wǎng)絡(luò )融合的無(wú)線(xiàn)熱計量云系統設計與實(shí)現

      2019, 27(3):146-149.

      摘要 (1688) HTML (0) PDF 2.28 M (774) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對我國建筑能耗監測系統中熱計量數據遠程采集難度大,建筑內部近距離計量節點(diǎn)部署不靈活等問(wèn)題,將ISM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和4G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相融合應用于熱計量數據的采集、轉換、傳輸和處理過(guò)程中,對ISM網(wǎng)絡(luò )熱計量節點(diǎn)有效組網(wǎng)方式和4G網(wǎng)絡(luò )數據傳輸轉換方法進(jìn)行了研究,構建了ISM與4G網(wǎng)絡(luò )融合的無(wú)線(xiàn)熱計量系統,提出了一種基于云服務(wù)器的遠程熱計量數據采集平臺,并在后期實(shí)踐中驗證了系統功能的可靠性。研究結果表明,使用ISM網(wǎng)絡(luò )可以方便靈活地對建筑內部熱計量節點(diǎn)進(jìn)行近距離數據采集,降低線(xiàn)路鋪設改造成本,結合4G網(wǎng)絡(luò )和云服務(wù)器TCP/IP技術(shù)進(jìn)行遠程數據傳輸與處理可以高效地對熱計量數據在云端進(jìn)行集中實(shí)時(shí)優(yōu)化管理,同時(shí)也為多種類(lèi)型的遠程熱計量數據應用提供了一種解決方案。

    • 機器視覺(jué)系統的自動(dòng)對焦技術(shù)研究

      2019, 27(3):150-154.

      摘要 (1367) HTML (0) PDF 1.83 M (888) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了解決在工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)復雜環(huán)境下機器視覺(jué)系統中定焦相機的失焦問(wèn)題,提出了一種機器視覺(jué)定焦相機的自動(dòng)對焦技術(shù),該技術(shù)通過(guò)上位機實(shí)時(shí)對相機采集到的圖像進(jìn)行感興趣區域(Region of Interest,ROI)裁剪、離散傅里葉變換(Distributed Fourier Transformation,DFT)濾波等預處理過(guò)程,再由改進(jìn)的圖像清晰度評價(jià)函數對圖像清晰度進(jìn)行評價(jià),最后由運動(dòng)機構帶動(dòng)相機自動(dòng)搜尋焦點(diǎn)位置并完成對焦功能。實(shí)驗結果表明,經(jīng)過(guò)傅里葉變換濾波后,提升了評價(jià)函數的靈敏度。通過(guò)與幾種典型的評價(jià)函數對比,提出的方案能有效地排除環(huán)境干擾,自動(dòng)對焦的結果與標準樣張最為接近,且在不同物距情況下仍能夠高效運行。

    • 基于場(chǎng)景理解的人體動(dòng)作識別模型

      2019, 27(3):155-158.

      摘要 (1373) HTML (0) PDF 1.44 M (639) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了滿(mǎn)足在復雜環(huán)境下對人體動(dòng)作識別的需求,提出了一種基于場(chǎng)景理解的雙流網(wǎng)絡(luò )識別結構。將場(chǎng)景信息作為輔助信息加入了人體動(dòng)作識別網(wǎng)絡(luò )結構中,改善識別網(wǎng)絡(luò )的識別準確率。對場(chǎng)景識別網(wǎng)絡(luò )與人體動(dòng)作識別網(wǎng)絡(luò )不同的融合方式進(jìn)行研究,確定了網(wǎng)絡(luò )最佳識別結構。通過(guò)分析不同參數對識別準確率的影響,最終確定了雙流網(wǎng)絡(luò )的所有結構參數,設計并訓練完成了雙流網(wǎng)絡(luò )結構。通過(guò)在UCF50,UCF101等公開(kāi)數據集上實(shí)驗,分別取得了95%,93%的準確率,高于典型的識別網(wǎng)絡(luò )結果。對其他一些典型識別網(wǎng)絡(luò )加入同樣場(chǎng)景信息進(jìn)行了研究,其實(shí)驗結果證明了此方法可以有效改善識別準確率。

    • 一種云計算環(huán)境下的虛擬機動(dòng)態(tài)遷移策略

      2019, 27(3):159-163.

      摘要 (2147) HTML (0) PDF 1.67 M (879) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出一種云計算環(huán)境下的虛擬機動(dòng)態(tài)遷移策略DMS-VM(Dynamic Migration Strategy for Virtual Machine) 。首先,假設了一種云計算環(huán)境下虛擬機遷移場(chǎng)景,在該場(chǎng)景下多種應用服務(wù)請求處于動(dòng)態(tài)變化之中,并且提供的應用服務(wù)與虛擬機是一對一綁定的;其次,提出了該場(chǎng)景下的基于多約束的多目標規劃模型,并設計遺傳算法作為虛擬機的主要遷移策略;最后利用某個(gè)企業(yè)的大數據中心作為云端測試環(huán)境, 對比測試DMS-VM算法與已有的虛擬機遷移算法的性能。實(shí)驗結果表明,DMS-VM遷移策略能夠更好的減少物理主機的使用數量和虛擬機的遷移次數,同時(shí)降低數據中心能耗,性能優(yōu)于已有的遷移策略。

    • 基于FPGA的星內高速路由實(shí)現方案

      2019, 27(3):164-167.

      摘要 (1870) HTML (0) PDF 1.79 M (779) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對星內各載荷設備數據交互速率快、接口復雜的現狀,設計了一種基于現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的高速路由實(shí)現方案,解決了星內路由設計中矩陣交換、路由查找、同步動(dòng)態(tài)隨機訪(fǎng)問(wèn)存儲器(SDRAM)仲裁訪(fǎng)問(wèn)控制、可靠性設計等多個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。該路由方案采用模塊化設計,具有便于集成和擴展的特點(diǎn),可用于控制局域網(wǎng)絡(luò )(CAN)總線(xiàn)、通用異步收發(fā)傳輸器(UART)、低電壓差分信號(LVDS)等多種標準接口的載荷設備構建通信網(wǎng)絡(luò )。同時(shí),文章給出了該方案在工程中的具體實(shí)施和試驗驗證情況,可為航天器星內和星間路由設計提供參考。

    • 火焰觸發(fā)器用自適應信號處理電路設計

      2019, 27(3):168-172.

      摘要 (2111) HTML (0) PDF 2.11 M (720) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決火焰觸發(fā)器無(wú)法依據天空背景亮度自動(dòng)調整電路增益,易于出現信號飽和和無(wú)信號輸出的問(wèn)題。基于乘法除法運算原理,本文設計了一種新型前饋型AGC電路用以擴大火焰觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)范圍。輸入信號經(jīng)峰值采集電路、過(guò)峰時(shí)刻判斷電路、峰值保持電路、除法電路后生成增益控制電壓,增益控制電壓與經(jīng)延時(shí)的原始信號相乘,實(shí)現對輸入信號的自適應放大。經(jīng)模擬實(shí)驗驗證,該電路可有效將80mV~1V范圍內的模擬信號放大至5V,電路動(dòng)態(tài)范圍15dB~35dB、延遲時(shí)間100μs,輸出信號信號幅值波動(dòng)較小,最大誤差小于5%。

    • 分布式SVR在短期負荷預測中的研究

      2019, 27(3):173-176.

      摘要 (1973) HTML (0) PDF 1.34 M (704) 評論 (0) 收藏

      摘要:準確的負荷預測,可以合理安排機組啟停,降低發(fā)電成本,特別是短期負荷預測對電力系統控制、運行和規劃都有重要意義。傳統的預測方法不能及時(shí)準確地反映需求響應,在Hadoop環(huán)境下利用分布式支持向量回歸機(Support Vector Regression,SVR)實(shí)現負荷預測,同時(shí)使用基于均勻設計的自調用SVR(UD-SVR)方法進(jìn)行參數尋優(yōu),進(jìn)一步提高本文實(shí)現的分布式SVR算法精度。通過(guò)真實(shí)的電力負荷數據集驗證該算法,實(shí)驗數據來(lái)自我國西部某地級市連續424天的真實(shí)用電量數據。結果表明,本文改進(jìn)后的算法用于短期電力負荷預測是可行的,不僅預測準確度又在原有基礎上明顯提高,并且隨著(zhù)數據量的增加,計算速度也大幅提高,減小了負荷預測時(shí)間。

    • 基于虛擬儀器與FPGA的多類(lèi)型信號模擬器設計

      2019, 27(3):177-182.

      摘要 (1898) HTML (0) PDF 2.16 M (793) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)現有各類(lèi)信號接收機不斷推陳出新,為滿(mǎn)足接收機測試所使用的信號多樣性、參數可調等需求,對信號產(chǎn)生技術(shù)進(jìn)行了研究,根據現有主流雷達、通信等信號,設計了一種新穎的基于虛擬儀器與FPGA的多類(lèi)型信號模擬器。其中多類(lèi)型信號模擬軟件使用C語(yǔ)言基于LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)。通過(guò)模擬軟件與FPGA控制數據的傳輸,使用PCIE接口與總線(xiàn)先將信號數據傳輸至硬件部分的DDR3存儲器中進(jìn)行緩存,而后從DDR3存儲器讀取到DAC模塊中,最終經(jīng)數模轉換,通過(guò)兩個(gè)通道輸出模擬信號。與傳統的模擬器相比,所提出的軟硬件體系架構在集成度、通用性、靈活性、可擴展性、系統成本等方面均取得較為顯著(zhù)的提升。測試結果表明模擬器能正常工作,性能滿(mǎn)足使用需求。

    • 基于DCA算法的微博虛假信息檢測

      2019, 27(3):183-187.

      摘要 (1034) HTML (0) PDF 1.52 M (555) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)對微博虛假信息的分析,基于DCA算法的思想,提出一種檢測微博虛假信息的方法。以新浪微博為例,從虛假信息發(fā)布者的用戶(hù)屬性和虛假信息評論的文本內容兩個(gè)方面進(jìn)行分析。從用戶(hù)方面選取用戶(hù)的特征屬性,如是否認證、有無(wú)簡(jiǎn)介、地址信息是否詳細、關(guān)注數、粉絲數等,從評論內容方面選取評論與微博內容的相關(guān)性、評論的支持性及其置信度等特征屬性,將以上屬性的分析結果作為區別虛假信息與真實(shí)信息的特征信號,并基于樹(shù)突狀細胞算法(Dendritic Cells Algorithm, DCA)實(shí)現新浪微博虛假信息的識別。使用新浪微博真實(shí)數據對算法有效性進(jìn)行了驗證和對比實(shí)驗,結果表明該方法能夠有效檢測出新浪微博中的虛假信息,具有較高的檢測準確率。

    • 體感手環(huán)控制幻燈片翻頁(yè)方法及裝置設計

      2019, 27(3):188-191.

      摘要 (1205) HTML (0) PDF 1.23 M (604) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對課堂教學(xué)中教師需要手握激光筆遙控PowerPoint幻燈片翻頁(yè)的問(wèn)題,提出了體感手環(huán)控制幻燈片翻頁(yè)的方法,設計了基于MPU6050傳感器的體感手環(huán)教學(xué)控制裝置,該裝置采用體感無(wú)線(xiàn)手環(huán)和教學(xué)接收裝置組成的無(wú)線(xiàn)數據傳輸控制結構,重點(diǎn)研究并提出了手勢動(dòng)作定義、手勢信號感知與預處理和手勢特征提取等算法,并通過(guò)該裝置的設計和測試,進(jìn)行算法有效性和準確率的驗證。實(shí)驗結果顯示,系統能夠有效識別向左或向右一揮的手勢動(dòng)作,能夠可靠控制PowerPoint幻燈片向上或向下翻頁(yè),實(shí)現設計效果。

    • 高速列車(chē)受電弓氣動(dòng)噪聲分析與降噪研究

      2019, 27(3):192-196.

      摘要 (1136) HTML (0) PDF 1.94 M (592) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)列車(chē)速度的大幅提升,氣動(dòng)噪聲問(wèn)題愈發(fā)凸顯。受電弓噪聲在整車(chē)噪聲中占較高位置,為研究高速列車(chē)受電弓氣動(dòng)噪聲特性,通過(guò)Lighthill聲學(xué)理論的寬頻噪聲模型對高速列車(chē)氣動(dòng)噪聲源進(jìn)行識別,利用定常SST k-w湍流方法分析高速列車(chē)受電弓的流場(chǎng)特性;基于大渦模擬與FW-H聲學(xué)比擬理論計算高速列車(chē)受電弓遠場(chǎng)氣動(dòng)噪聲。數值算例結果表明,受電弓部位的碳滑板、弓頭為受電弓主要噪聲源;以軌道中心線(xiàn)為對稱(chēng)線(xiàn),遠場(chǎng)氣動(dòng)噪聲監測點(diǎn)的聲壓級及頻譜特性表現出較高的對稱(chēng)性;在同一列車(chē)運行速度下,監測點(diǎn)聲壓級隨離軌道中心線(xiàn)距離增大而減小,列車(chē)以不同速度運行時(shí),其聲壓級降低的幅值相差較小;高速列車(chē)遠場(chǎng)氣動(dòng)噪聲為寬頻噪聲,主要能量集中在500Hz~5000Hz。提出一種射流降噪方法,在350km/h速度下,監測點(diǎn)總聲壓級值降低了15.2dB。

    • 基于SLAM的旋翼無(wú)人機組合導航算法研究

      2019, 27(3):197-201.

      摘要 (2395) HTML (0) PDF 2.15 M (1057) 評論 (0) 收藏

      摘要:在旋翼無(wú)人機組合導航中,針對缺乏GPS作為導航信號源的室內飛行環(huán)境,為了達到精確定位的目的,提出一種基于SLAM(simultaneous localization and mapping)的旋翼無(wú)人機組合導航算法。首先,引入雙線(xiàn)性插值算法,實(shí)現基于掃描匹配的即時(shí)定位與地圖構建;其次,對陀螺儀、加速度計和磁羅盤(pán)建立捷聯(lián)慣導系統誤差模型,針對旋翼無(wú)人機的使用環(huán)境對誤差模型進(jìn)行簡(jiǎn)化;最后,應用聯(lián)邦卡爾曼濾波算法,設計組合導航系統模型,將SLAM算法和捷聯(lián)慣導系統估計出的位置數據進(jìn)行融合。仿真結果表明所設計基于SLAM的旋翼無(wú)人機組合導航算法能夠進(jìn)一步提高組合導航系統對旋翼無(wú)人機位姿估計的精度。

    • 基于Kalman濾波器的高精度電子稱(chēng)設計

      2019, 27(3):202-205.

      摘要 (1549) HTML (0) PDF 1.68 M (610) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統電子稱(chēng)功能單一、數據穩定速度慢、精度低等問(wèn)題,設計了一種基于Kalman濾波器的高精度電子稱(chēng)。系統以STM32為主控單元,詳細介紹了各個(gè)模塊的實(shí)現方法。首先設計了高精度的應變片式稱(chēng)重傳感器,并在該硬件基礎上設計了更加快速有效的數據濾波算法,然后從算法的時(shí)間復雜度和空間復雜度的角度,對電子稱(chēng)中數據的幾種常用濾波方式進(jìn)行了對比。最后在傳統電子稱(chēng)的基礎上增加了一些聯(lián)網(wǎng)、標定等新穎功能。實(shí)際測試結果表明,該電子稱(chēng)性能穩定,數據穩定速度快,稱(chēng)重精度滿(mǎn)足國家規定的三級稱(chēng)稱(chēng)重標準。

    • 基于TDMA的LoRa通信網(wǎng)絡(luò )設計

      2019, 27(3):206-210.

      摘要 (3014) HTML (0) PDF 1.38 M (855) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對LoRa通信技術(shù)具有長(cháng)距離傳輸和抗干擾能力強但只支持半雙工通信的特點(diǎn),提出一種基于TDMA的通信組網(wǎng)方法。該方法通過(guò)劃分信道和時(shí)隙可在同一個(gè)信道下容納多個(gè)通信設備,在信道資源有限的情況下可充分利用信道。基于LoRa的UE設備以星型組網(wǎng)的方式接入基于LoRa的中心基站,中心基站可以控制接入的設備以及對信道時(shí)隙管理,加上適當的網(wǎng)關(guān)還可以接入互聯(lián)網(wǎng)。為提高信道時(shí)隙的利用率以及手持UE人員的活動(dòng)范圍,采用隨機接入中心基站的方法。根據該通信組網(wǎng)方式的特性,設計出對應的上下行通信協(xié)議和對UE添加唯一標號,這很好地解決了接入基站過(guò)程中的競爭沖突。實(shí)驗測試表明基于TDMA的LoRa組網(wǎng)能隨機接入中心基站擴大使用人員的活動(dòng)范圍,并提高信道利用率。

    • 新能源電廠(chǎng)的可重構高透明度光通信技術(shù)

      2019, 27(3):211-214.

      摘要 (914) HTML (0) PDF 1.40 M (486) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)新能源技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得數據光通信呈現出一種爆炸式增長(cháng)態(tài)勢,因此其安全性、可靠性、管理方式等都成為在電力光通信網(wǎng)管理工作中急需考慮的問(wèn)題,并需要優(yōu)化相應的新能源電廠(chǎng)光通信并網(wǎng)的管理方式。本文提出了一種高透明度、可重構性的波長(cháng)轉換方案,并提出了最優(yōu)驅動(dòng)條件。通過(guò)理論推導、仿真模擬和實(shí)驗分析,驗證了該驅動(dòng)條件可以使波長(cháng)轉換具有最高轉換效率和誤比特率性能,同時(shí)驗證了該波長(cháng)方案可以動(dòng)態(tài)可控地調整轉換波長(cháng)的頻率,對轉換信號幾乎沒(méi)有波形損傷等優(yōu)點(diǎn)。

    • 基于LSTM的PM2.5濃度預測模型

      2019, 27(3):215-219.

      摘要 (6228) HTML (0) PDF 1.77 M (1094) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)近年霧霾天氣的頻繁出現,空氣質(zhì)量開(kāi)始越來(lái)越受到公眾關(guān)注。PM2.5濃度指數是判斷空氣質(zhì)量的重要指標,如何根據歷史數據有效地預測空氣中PM2.5濃度,具有很高的應用價(jià)值。分析以往空氣質(zhì)量數據表明,PM2.5濃度有明顯的非線(xiàn)性和不確定性波動(dòng),很難用傳統機器學(xué)習算法有效地預測。本文基于LSTM循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),依據過(guò)去20小時(shí)采集的空氣數據,預測未來(lái)5小時(shí)的PM2.5濃度指數。實(shí)驗結果表明,LSTM可以有效地捕獲空氣質(zhì)量的時(shí)序特征,較準確預測出未來(lái)時(shí)刻的PM2.5濃度指數。

    • 一種組網(wǎng)人臉識別門(mén)禁系統的設計

      2019, 27(3):220-224.

      摘要 (1233) HTML (0) PDF 2.15 M (590) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統人臉識別門(mén)禁中識別率不高的情況,設計了一種具有環(huán)境針對性的可靠人臉識別網(wǎng)絡(luò ),采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和基于TCP/IP的云應用技術(shù),對人臉識別過(guò)程中的人臉提取進(jìn)行了改進(jìn),采用了先進(jìn)的MTCNN模型,實(shí)驗結果表明,在2代和10代訓練后識別結果收斂效果不明顯,存在較大梯度,20代時(shí)訓練后結果收斂,準確率逼近100%,loss值也逼近0%,表明20代訓練模型確實(shí)已經(jīng)完全收斂,且訓練的擬合速度適中,既沒(méi)有出現過(guò)快或者梯度消失的現象,也沒(méi)有出現過(guò)慢或者不收斂甚至反升的情況,可以說(shuō)模型的學(xué)習率也已經(jīng)取到最佳效果。經(jīng)工程測試,該系統具有更高的識別準確性和注冊兼容性,可以滿(mǎn)足小區、公司等人員數量不多且較為固定的場(chǎng)所的應用需求。

    • 基于可驗證SM2門(mén)限算法的移動(dòng)終端簽名系統的設計與實(shí)現

      2019, 27(3):225-230.

      摘要 (1714) HTML (0) PDF 1.54 M (566) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速崛起,移動(dòng)終端作為重要的信息通信及數據載體,其在信息傳輸及處理過(guò)程中發(fā)揮了極大作用,但是移動(dòng)終端密鑰的使用、存儲不安全性限制了其使用。因此本文在國密算法標準基礎上,提出并實(shí)現了一種適用于移動(dòng)終端的基于可驗證SM2門(mén)限簽名方案。該方案對密鑰進(jìn)行分散生成、存儲,并在密鑰生成、數字簽名階段采用驗證公式對傳遞份額進(jìn)行計算,保證了在移動(dòng)端的數字簽名的安全性,并通過(guò)性能測試,表明該系統具有良好的性能并滿(mǎn)足簽名算法的安全性要求。

    • 一種多策略雙機熱備方法

      2019, 27(3):231-234.

      摘要 (1267) HTML (0) PDF 1.57 M (486) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)電網(wǎng)監控系統對實(shí)時(shí)性要求的不斷提高,為避免由于網(wǎng)絡(luò )環(huán)境、程序故障等原因導致的服務(wù)中斷,保障實(shí)時(shí)應用服務(wù)不間斷運行,本文提出了一種多策略雙機熱備方法。通過(guò)利用主備節點(diǎn)之間HeartBeat協(xié)議以及借助與數據庫的時(shí)間同步機制實(shí)現對運行狀態(tài)的雙重心跳檢測,避免裂腦問(wèn)題;再利用節點(diǎn)IP多重校驗完成服務(wù)接管,并實(shí)現主備間的平滑切換。該方法處理機制簡(jiǎn)單高效,無(wú)需任何額外系統配置,并在實(shí)際應用中驗證了其穩定的性能。

    • 多模衛星導航星載終端仿真平臺設計

      2019, 27(3):235-239.

      摘要 (2636) HTML (0) PDF 2.16 M (896) 評論 (0) 收藏

      摘要:高分辨率衛星的大成像幅寬、多成像模式、多時(shí)空協(xié)調、全天候、全天時(shí)對地觀(guān)測需求對衛星高精度高穩定度姿態(tài)控制技術(shù)、高精度衛星定軌技術(shù)提出了極高的要求。為確保衛星定軌精度指標達到設計要求,并提高對衛星定軌技術(shù)的分析能力,提出了搭建多模式精密定軌半物理仿真驗證系統,在地面用衛星導航星載終端仿真平臺模擬各種星載導航設備。提前開(kāi)展仿真驗證工作,減少星載導航設備在軌飛行風(fēng)險,提高可靠性。提出一種多模衛星導航定軌星載終端仿真平臺的設計方法,整機設計包括導航板、接口板。實(shí)測表明,該仿真平臺重約1.5kg,尺寸220mm×140mm×70mm,功耗約20W,兼容處理GPS L1/L2、BD2 B1/B2/B3等信號,模擬星載導航設備在高動(dòng)態(tài)條件下定位、定軌、授時(shí)的性能,提供精密定軌所需要數據,為星載導航設備精密定軌仿真驗證提供了新的思路。

    • 空間環(huán)境長(cháng)期演化模型研究

      2019, 27(3):240-244.

      摘要 (1576) HTML (0) PDF 1.52 M (707) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對空間碎片對航天器日益凸顯的威脅,在明確對空間環(huán)境研究方法的基礎上,分析了國內外在空間環(huán)境長(cháng)期演化模型方面的研究現狀,以L(fǎng)EGEND模型和DAMAGE模型為例,對國外空間環(huán)境長(cháng)期演化模型的機理進(jìn)行了研究,提出長(cháng)期演化模型的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,并闡述了研究現狀;展望長(cháng)期演化模型的未來(lái)研究方向。

    • 基于xml技術(shù)的電網(wǎng)復雜設備信息統計系統及其應用

      2019, 27(3):245-249.

      摘要 (1737) HTML (0) PDF 1.60 M (569) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統電網(wǎng)復雜設備信息統計系統統計范圍小、統計耗時(shí)長(cháng)的問(wèn)題,設計了一種新的電網(wǎng)復雜設備信息統計系統。該系統引入xml技術(shù),優(yōu)化設計了系統的硬件和軟件部分,硬件部分重點(diǎn)設計了采集器、處理器、存儲器和顯示器,采集器選用LT500數據采集器,處理器為ARM10處理器,存儲器選擇了EMC存儲器,在二極管顯示器中顯示統計結果。系統軟件由電網(wǎng)復雜設備信息采集、設備信息統計處理、設備信息處理結果顯示三部分組成。立足于實(shí)際,對該系統在電力網(wǎng)絡(luò )中的適用性進(jìn)行了分析。為檢測系統工作效果,與傳統系統進(jìn)行實(shí)驗對比,結果表明,設計的系統對電網(wǎng)復雜設備信息的統計范圍高達99.26%,耗時(shí)很短,具有很高的應用價(jià)值。

    • 基于低分辨率的人臉識別方法研究

      2019, 27(3):250-253.

      摘要 (1040) HTML (0) PDF 1.06 M (509) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)我國經(jīng)濟實(shí)力的提高,大多公共場(chǎng)所都配備有監控設備[1],用以對出現行人及行為的監控,通過(guò)監控識別人臉是其發(fā)展的重要方面以后也將進(jìn)一步發(fā)展。為減少視頻數據的空間占比[2],目前市場(chǎng)大部分采用低分辨率的存儲方式來(lái)存放視頻數據,這對人臉的識別率帶來(lái)了極大的影響。人臉識別是完善和加深圖像識別在視頻監控領(lǐng)域應用的基礎,如何能夠準確、快速、低成本的完成人臉識別工作,無(wú)論在生活領(lǐng)域、信息安全領(lǐng)域和公共安全領(lǐng)域等都有著(zhù)無(wú)限的應用空間。因此,本文在前人所做的基礎之上,結合近些年該領(lǐng)域的發(fā)展情況,進(jìn)行了比較有針對性的描述。對一些比較熱點(diǎn)的方法進(jìn)行了詳細的理論介紹,希望相關(guān)研究工作者能夠基于本文所作的相關(guān)研究,發(fā)揮其更大的價(jià)值。

    • 商用航空發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)管控的數字孿生模式探索

      2019, 27(3):254-258.

      摘要 (1150) HTML (0) PDF 2.11 M (780) 評論 (0) 收藏

      摘要:【】針對商用航空發(fā)動(dòng)機研制時(shí)間周期長(cháng)、復雜程度高的特點(diǎn),面向型號研制階段需求,及規模化批量生產(chǎn)轉型的潛在需求,以知識可重用、適航規范質(zhì)量管理為基礎,研究基于數字孿生的生產(chǎn)管控模式,從生產(chǎn)管控的質(zhì)量、設備、計劃、物流等環(huán)節,明確物理與信息系統映射模型框架,通過(guò)物理環(huán)節與信息系統的連接和交互,為型號研制提供更加實(shí)時(shí)、高效的服務(wù),為規模化批量生產(chǎn)構建生產(chǎn)管理、現場(chǎng)組織技術(shù)架構。

    • 基于LoRa的智能圖書(shū)館座位管理系統設計與實(shí)現

      2019, 27(3):259-263.

      摘要 (1552) HTML (0) PDF 1.63 M (646) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對當前圖書(shū)館在采取傳統無(wú)人管理座位模式時(shí),出現的座位有效使用率低,占座情況頻發(fā)等突出問(wèn)題,提出一種基于LoRa協(xié)議的智能圖書(shū)館座位管理系統的設計方案。該系統的感知層部署座位管理節點(diǎn),LoRa網(wǎng)絡(luò )采用星型拓撲結構,構建低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)智能圖書(shū)館座位管理系統。從系統總體設計、系統網(wǎng)絡(luò )架構設計、系統功能設計、LoRa座位管理節點(diǎn)與LoRa基站軟硬件設計以及通信協(xié)議設計等方面詳細論述設計要點(diǎn),并且對系統進(jìn)行了功能及性能兩方面的測試,結果表明,基于LoRa的智能圖書(shū)館座位管理系統相比傳統的無(wú)人管理座位模式,座位有效使用率更高,讀者尋找座位時(shí)間明顯縮短,占座情況也得到改善,非常適合在圖書(shū)館的座位管理中推廣應用。

    • 時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)確定性調度設計與研究

      2019, 27(3):264-270.

      摘要 (1774) HTML (0) PDF 3.71 M (684) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)航空航天領(lǐng)域電子系統向分布式發(fā)展,對機載網(wǎng)絡(luò )高帶寬、低延遲、高可靠性的要求越來(lái)越嚴格。傳統的CAN、ARINC429等總線(xiàn)正在逐漸被AFDX、TTP、TTE等新一代航空總線(xiàn)技術(shù)代替。針對TTE交換式網(wǎng)絡(luò ),設計了一種新的兼容時(shí)間觸發(fā)流量和標準的事件觸發(fā)流量的TTE以太網(wǎng)交換機方案,保證了時(shí)間觸發(fā)流量的延時(shí)是可控的,并且固定在一定的范圍內。經(jīng)wireshark、Iperf3等軟件測試檢驗了交換機的交換速率、抖動(dòng)和丟包率;經(jīng)modelsim軟件仿真,并在FPGA硬件實(shí)驗板上通過(guò)嵌入式邏輯分析儀和示波器檢驗了時(shí)間觸發(fā)流量傳輸的可靠性、延遲范圍和時(shí)間同步精度,根據同步周期的不同使同步精度達到了us級、ns級。

    • 基于Labwinidows/CVI的北斗短報文上位機設計

      2019, 27(3):271-274.

      摘要 (2478) HTML (0) PDF 1.29 M (957) 評論 (0) 收藏

      摘要:目前,國外大多數采用GPS通信相對比北斗通信精度更加準確,為了能夠提高北斗的大大推廣與使用,北斗短報文通信在國內展開(kāi)一系列的應用。北斗在國內的優(yōu)勢主要體現在方方面面。例如,北斗短報文通信在生活中,軍用方面等起著(zhù)不可替代的作用。通信抄表中,海上船員健康監測中,泥石流監測系統中。[1]根據北斗短報文的廣泛應用,分析北斗短報文通信的基本性能,設計了基于Labwindows/CVI的上位機北斗短報文通信軟件,軟件與系統硬件的傳輸由Visual C++開(kāi)發(fā)的串口通信調用RS232接口驅動(dòng)程序完成。進(jìn)行完成北斗短報文的通信,能夠完成自檢信息和IC地址的檢測,根據用戶(hù)的操作可以每間隔60秒進(jìn)行一次接收與發(fā)送通信。最終通過(guò)測試順利完成了基于Labwindows/CVI的上位機北斗短報文通信。

    • 一種多位置多時(shí)刻同步采樣系統設計與實(shí)現

      2019, 27(3):275-278.

      摘要 (973) HTML (0) PDF 1.33 M (463) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于某外場(chǎng)試驗同步采集某裝甲車(chē)內不同時(shí)刻多個(gè)位置氣體樣品的現實(shí)需求,依據電磁閥通電開(kāi)閥斷電關(guān)閥的工作原理和時(shí)間繼電器的延時(shí)控制原理,運用電磁閥控制一定規格的真空負壓采樣瓶開(kāi)始與停止采樣、時(shí)間繼電器控制多條采樣線(xiàn)路按預設順序自動(dòng)開(kāi)啟采樣的方法,采用多點(diǎn)分布式布設方式設計了一款氣體采樣系統。在預試驗過(guò)程中,分為分系統測試和系統聯(lián)調聯(lián)試兩個(gè)階段,對系統工作的穩定性、采樣的可靠性進(jìn)行了全面測試。從測試結果來(lái)看,該系統工作穩定、采集的樣品可信,樣品量能夠滿(mǎn)足儀器分析需求,采樣系統引入的試驗誤差小,試驗結果真實(shí)可靠,系統完全能夠滿(mǎn)足在某行進(jìn)裝甲車(chē)內多位置多時(shí)刻自動(dòng)同步采集氣體樣品的試驗需求,為試驗順利實(shí)施提供了物質(zhì)條件,有效解決了密閉空間氣體多位置多時(shí)刻同步采集難題。

    • 一種改進(jìn)的病理顯微圖像亞像素快速配準方法

      2019, 27(3):279-283.

      摘要 (1025) HTML (0) PDF 2.11 M (479) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對病理顯微圖像的快速高精度配準的應用需求,提出了一種改進(jìn)的亞像素快速配準方法。通過(guò)采用對數差值函數對顯微圖像重疊區域進(jìn)行信息量評估,由H型對數差值模板配準獲取兩幅圖像像素級的粗定位和有效子圖,繼而在兩幅子圖上采用局部上采樣相位相關(guān)法來(lái)獲取亞像素級別的配準估計值。該方法利用H型對數差值模板簡(jiǎn)潔、配準速度快的優(yōu)點(diǎn)規避了相位相關(guān)法計算量隨著(zhù)圖像尺寸增大而急劇增長(cháng)的缺陷,并能夠對顯微圖像進(jìn)行信息量評估以避免空白圖像造成的誤配。經(jīng)實(shí)驗表明,改進(jìn)的顯微圖像配準方法配準精度可達0.01像素,速度為相位相關(guān)法的3.7倍(圖像大小為2448×2048),更適合應用于病理顯微圖像的快速高精度配準。

    • >試驗與評價(jià)技術(shù)
    • 間歇性風(fēng)電并網(wǎng)能源調度綜合模糊評價(jià)系統設計

      2019, 27(3):284-287.

      摘要 (1053) HTML (0) PDF 1.46 M (459) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統風(fēng)電并網(wǎng)能源調度評價(jià)系統設計評估準確率低、系統響應時(shí)間慢的不足,提出基于綜合模糊理論的能源調度評價(jià)系統設計。給出了模糊評價(jià)系統的硬件架構與軟件實(shí)現流程,依托于數據輸入管理模塊、編輯查詢(xún)模塊、模糊評價(jià)模塊與數據輸入模塊構建了可變模糊評價(jià)模型,并分別確定出兩級的指標評價(jià)體系、權重指標和模糊隸屬度矩陣;基于模糊算子和模型參數確定出綜合評價(jià)向量矩陣,實(shí)現對并網(wǎng)能源調度方案的精確評價(jià)。算例分析結果表明,提出評價(jià)系統的平均偏差率可以控制到0.131%,顯著(zhù)優(yōu)于傳統能源調度評價(jià)系統。

    • >智能儀器與傳感技術(shù)
    • 基于PWM的紅外理療儀器實(shí)時(shí)溫度控制系統設計

      2019, 27(3):288-292.

      摘要 (975) HTML (0) PDF 1.58 M (495) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統電控理療儀器在溫度控制精度方面的不足,提出一種基于PWM的紅外理療儀器實(shí)時(shí)溫度控制系統設計。在分析PWM紅外溫控技術(shù)原理的基礎上設計了系統的硬件構成,主要包括單片機微處理器、加熱模塊、溫度控制器、直流穩壓電源、數碼顯示器等部分;與硬件結構相匹配給出了理療儀器實(shí)時(shí)溫控系統的軟件工作流程,系統基于PWM技術(shù)進(jìn)行紅外信號采樣和脈沖寬度調節,實(shí)現對紅外理療儀器溫度的精準控制。實(shí)驗結果表明,提出溫控系統設計的溫度控制偏差低于1.36%,紅外信號幅值的輸出也更為穩定。

    • 面向智慧農業(yè)的無(wú)線(xiàn)傳感器路由協(xié)議和節點(diǎn)定位算法研究

      2019, 27(3):293-297.

      摘要 (940) HTML (0) PDF 2.53 M (621) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的的進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),云計算,區塊鏈,大數據等先進(jìn)的技術(shù)給人類(lèi)社會(huì )的各個(gè)方面帶來(lái)了翻天復地的改變,為了實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)狀態(tài)的智慧化,無(wú)人化管理,基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的農業(yè)無(wú)線(xiàn)監控系統研究將從無(wú)線(xiàn)監控系統的路由協(xié)議算法和節點(diǎn)定位算法兩方面進(jìn)行探討研究。在路由協(xié)議算法方面提出了基于劃分四邊形網(wǎng)格分簇的拓撲控制算法,并從網(wǎng)絡(luò )拓撲結構,節點(diǎn)死亡、能量消耗三方面和LEACH算法進(jìn)行對比,從仿真結果可以看出,基于劃分四邊形網(wǎng)絡(luò )分簇的算法比LEACH算法性能更優(yōu)。節點(diǎn)定位算法方面提出基于臨時(shí)錨節點(diǎn)逐步定位算法,對節點(diǎn)定位算法從不同節點(diǎn)的鄰居節點(diǎn)圖和節點(diǎn)誤差兩方面做對比,仿真對比的結果表明農田面積為1000m*1000m,錨節點(diǎn)為50,傳感器的數量為200時(shí),網(wǎng)絡(luò )連通性最大,節點(diǎn)定位誤差最小,構建的無(wú)線(xiàn)監控系統適合于農田,溫室大棚等農業(yè)應用。

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