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  • 2020年第28卷第11期文章目次
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    • >綜述與評論
    • 大數據驅動(dòng)的鋼鐵工業(yè)智能故障診斷技術(shù)綜述

      2020, 28(11):1-6.

      摘要 (1356) HTML (0) PDF 1.27 M (800) 評論 (0) 收藏

      摘要:鋼鐵工業(yè)智能故障診斷系統在當前大數據時(shí)代背景下面臨著(zhù)新的機遇與挑戰。針對工業(yè)大數據的特征,分別從數據的采集與實(shí)時(shí)監控技術(shù),基于機器學(xué)習的故障診斷方法,以及遷移學(xué)習在工業(yè)故障診斷中的應用三個(gè)角度對近年來(lái)國內外工業(yè)故障診斷方法的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結與回顧;并在此基礎上,結合鋼鐵企業(yè)的實(shí)際需求與現存問(wèn)題,提出了將高爐煉鐵過(guò)程劃分為“系統—模塊—功能—屬性”四層次結構的面向整體的分層故障診斷新思想及未來(lái)可能的研究方向,闡明研究多技術(shù)融合的智能故障診斷系統對推進(jìn)鋼鐵工業(yè)在大數據時(shí)代的綠色數字化發(fā)展具有十分重要的意義。

    • >測試與故障診斷
    • 一種可配置數據交互流程的嵌入式總線(xiàn)接口測試系統設計與實(shí)現

      2020, 28(11):7-11.

      摘要 (1539) HTML (0) PDF 2.57 M (973) 評論 (0) 收藏

      摘要:在航空、航天、汽車(chē)、通信等綜合電子系統中,嵌入式軟件的占比越來(lái)越高,實(shí)現的功能和數據交互流程也越來(lái)越復雜。在嵌入式軟件測試中,現有基于總線(xiàn)通信的半實(shí)物仿真系統缺乏或不能便捷提供交互流程的模擬能力。針對該問(wèn)題,提出了一種基于總線(xiàn)通信、總線(xiàn)數據收發(fā),以及數據收發(fā)流程控制的嵌入式總線(xiàn)接口測試系統設計,可適應MIL-STD-1553B總線(xiàn)、以太網(wǎng)、RS232/422/485總線(xiàn)、CAN總線(xiàn)、ARNIC429總線(xiàn)等,具備測試用例設計、自動(dòng)化執行、接收數據解析等功能,并闡述了其系統設計、軟件設計、重要功能設計實(shí)現及試驗分析。該系統已進(jìn)行原型設計,并已在多個(gè)型號項目中應用,提高了操作人員對測試環(huán)境搭建的效率,縮短了為項目定制開(kāi)發(fā)仿真系統的時(shí)間。

    • 基于1553B總線(xiàn)的飛控軟件測試仿真平臺設計

      2020, 28(11):12-15.

      摘要 (2515) HTML (0) PDF 1.58 M (940) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對導彈飛控軟件測試系統中更高可靠性、靈活性和實(shí)用性的要求,設計了一種基于1553B總線(xiàn)的導彈飛控軟件測試仿真平臺,介紹其系統組成及上位機軟件的設計和實(shí)現。對高可靠性和靈活性的飛控軟件測試仿真平臺進(jìn)行了研究,從軟硬件方面予以分析,給出一個(gè)詳細的設計方案:測試平臺與飛控計算機采用1553B總線(xiàn)通訊的同時(shí),利用VS2010設計上位機測試軟件和S-function函數進(jìn)行子模塊封裝,并通過(guò)Higale仿真界面進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信控制與顯示,可以在保證通信可靠性的基礎上對飛控軟件的測試結果進(jìn)行判斷與分析。仿真測試結果表明,該飛控軟件測試仿真平臺方案可以實(shí)現對某型導彈飛行控制軟件的通信與測試,并且具有高可靠性和可擴展性。

    • 電動(dòng)汽車(chē)充電口的超聲位姿測量系統設計

      2020, 28(11):16-20.

      摘要 (798) HTML (0) PDF 2.51 M (512) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對電動(dòng)汽車(chē)充電口視覺(jué)定位系統存在的配置成本高、圖像處理算法復雜、環(huán)境適應性差等問(wèn)題,提出了一種基于超聲波測距的充電口位姿測量系統。首先對基于超聲波的充電口位姿的測量技術(shù)進(jìn)行了研究,然后對充電口的超聲位姿重構進(jìn)行了分析,采用了多點(diǎn)位超聲融合的關(guān)鍵技術(shù),最終實(shí)現了電動(dòng)汽車(chē)充電口位姿的測量。實(shí)驗結果表明測距模塊在300~1200mm范圍內測距精度可達±0.2959mm,位姿測量系統定位精度可達±1.5mm、±2.4°。經(jīng)實(shí)際應用發(fā)現該系統具有較強的魯棒性,達到了傳統視覺(jué)定位裝置的效果,滿(mǎn)足了電動(dòng)汽車(chē)充電口位姿測量的工程需求。

    • 基于機器視覺(jué)的電子元器件檢測系統設計

      2020, 28(11):21-26.

      摘要 (2104) HTML (0) PDF 2.56 M (714) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高宇航、軍工電子產(chǎn)品檢測的效率和準確性,設計基于機器視覺(jué)的電子元器件檢測系統,通過(guò)研究有效的定位與檢測算法,滿(mǎn)足不同規格的印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)元器件焊裝正誤檢測。采用改進(jìn)的Hough圓檢測算法識別定位點(diǎn),結合電裝工藝文件定位元器件所在位置,繪制感興趣區域(Region of Interest,ROI)。最后采用加速魯棒特征(Speeded-Up Robust Features,SURF)算法進(jìn)行特征提取,利用基于最近鄰與次近鄰比值的方法完成匹配,元器件特征點(diǎn)匹配準確率達到85%。并對元器件在光照和仿射變換下的匹配效果進(jìn)行測試,結果表明,SURF算法在不同實(shí)驗條件下,包括位移、角度以及光照變換等,匹配準確率達到90%。系統實(shí)現了宇航、軍工PCB板上元器件安裝正確性檢測,具有較好的精確性和穩定性。

    • 基于A(yíng)RIMA模型的環(huán)境監測系統設計與實(shí)現

      2020, 28(11):27-31.

      摘要 (962) HTML (0) PDF 1.84 M (439) 評論 (0) 收藏

      摘要:運載火箭存儲發(fā)射過(guò)程中,推進(jìn)劑的加注、轉注、存儲和發(fā)射,都可能存在泄漏安全問(wèn)題【1】。一旦發(fā)生泄漏事故,推進(jìn)劑的易燃、易爆、毒性和腐蝕性特點(diǎn),將引發(fā)不良的后果,嚴重影響試驗任務(wù)2-3。本文提出的環(huán)境監測系統,采用B/S架構設計,通過(guò)在關(guān)鍵位置布置的高精度傳感器,實(shí)時(shí)采集發(fā)射區周邊環(huán)境信息,運用大數據分析技術(shù)和ARIMA模型,實(shí)現了對發(fā)射區推進(jìn)劑泄漏狀況、環(huán)境健康狀況、空調設備運行狀態(tài)和人員健康狀態(tài)監測預警,預判推進(jìn)劑濃度變化趨勢及擴散情況。經(jīng)實(shí)際應用,該系統能有效降低試驗任務(wù)的風(fēng)險系數,滿(mǎn)足發(fā)射場(chǎng)環(huán)境監測系統的建設要求,具有一定的推廣價(jià)值。

    • 基于便攜式檢測設備的配電柜異常發(fā)熱檢測技術(shù)

      2020, 28(11):32-36.

      摘要 (842) HTML (0) PDF 1.84 M (403) 評論 (0) 收藏

      摘要:工業(yè)車(chē)輛的配電柜和電氣箱中有大量的控制器和元器件,涉及大量的連接線(xiàn)和接口,在生產(chǎn)和調試過(guò)程中極易產(chǎn)生虛接、短接等缺陷,在運行中存在巨大隱患。對手機端的紅外發(fā)熱檢測技術(shù)進(jìn)行研究,以檢測設備試運行或運行的初期發(fā)生的異常發(fā)熱情況,采用知識庫創(chuàng )建,圖像獲取,圖像距離獲取算法,圖像融合參數校準算法,圖像融合算法和發(fā)熱檢測算法的檢測方法,解決了車(chē)上設備檢測空間狹小和基于便攜式設備檢測引發(fā)的拍攝距離和拍攝角度不確定的難題。采用基于手機攝像頭和紅外攝像頭的集成設備進(jìn)行圖像檢測,測溫精度±2℃,位置精度±3像素,滿(mǎn)足了車(chē)上設備異常發(fā)熱檢測的需求。

    • 基于空三解算技術(shù)的樹(shù)障測量技術(shù)研究

      2020, 28(11):37-40.

      摘要 (865) HTML (0) PDF 1.36 M (463) 評論 (0) 收藏

      摘要:電線(xiàn)與樹(shù)冠之間的準確而有效的測量可以有效地防止與植被有關(guān)的故障,并確保電力系統的安全穩定運行。針對電力走廊樹(shù)木障礙的測量難度,提出了一種基于空三解算技術(shù)進(jìn)行測量的方法。通過(guò)拍攝電力線(xiàn)走廊區域的正面照,并使用圖像的重疊特征點(diǎn),可以算出每張照片的方向元素。根據空中三角剖分的原理,采用像素匹配算法計??算測量區域的密集點(diǎn)云數據,可以對樹(shù)障測量進(jìn)行統計,然后計算出樹(shù)障的值。實(shí)驗結果表明,空三解算方法可以實(shí)現對傳輸線(xiàn)勢壘值的測量,測量誤差可以滿(mǎn)足測量樹(shù)木與輸電線(xiàn)路之間距離的需要。

    • 基于同步壓縮-交叉小波變換算法的齒輪故障診斷研究

      2020, 28(11):41-44.

      摘要 (1153) HTML (0) PDF 1.68 M (575) 評論 (0) 收藏

      摘要:齒輪超負荷使用或者在不良環(huán)境下使用時(shí),容易造成齒輪失效。齒輪的失效形式主要有斷齒故障、齒面點(diǎn)蝕、齒輪磨損等,此外齒輪制造過(guò)程中也存在固有誤差,傳統的齒輪故障診斷通常使用振動(dòng)加速度傳感器或者SCADA數據進(jìn)行處理,但振動(dòng)加速度傳感器與SCADA通常價(jià)格昂貴,且會(huì )有大量的數據冗余,不便于后期信號處理。本設計擬采用一種同步壓縮-交叉小波變換算法,在齒輪故障機理分析的基礎上,設計了故障診斷實(shí)驗裝置,對正常齒輪、斷齒和磨損情況下的故障特性進(jìn)行提取,從而對故障進(jìn)行準確診斷,經(jīng)驗證,該方法診斷準確度高。

    • 齒輪云測量終端系統構建方法研究

      2020, 28(11):45-49.

      摘要 (781) HTML (0) PDF 2.25 M (420) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對當前齒輪網(wǎng)絡(luò )化測量中系統體系結構、信息和數據格式等方面的異構性對齒輪及族系協(xié)作測量、信息交流造成的障礙,以云計算技術(shù)和大數據技術(shù)為基礎,結合網(wǎng)絡(luò )化測量技術(shù)和Web云端應用服務(wù)構建技術(shù),提出了齒輪云測量終端系統設計方法,采用微服務(wù)架構構建系統服務(wù),使用輕量級的數據交換格式JSON(JavaScript Object Notation)靈活的定義齒輪數據結構,搭建了一個(gè)小型私有云平臺,利用數據倉庫中自定義函數對云平臺采集到的數據進(jìn)行解析、規整,實(shí)現齒輪測量數據的規范化處理,對齒輪云測量系統的數據動(dòng)態(tài)集成進(jìn)行了研究。最后,通過(guò)系統開(kāi)發(fā)測試,驗證了該方法在測量系統進(jìn)行數據共享、系統服務(wù)技術(shù)架構的統一和應用敏捷開(kāi)發(fā)部署的有效性與可行性。

    • 基于工業(yè)機器人的超聲換能器回波自動(dòng)測量系統設計

      2020, 28(11):50-53.

      摘要 (857) HTML (0) PDF 1.61 M (458) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對醫用超聲換能器回波測量中存在的自動(dòng)化水平低、測試人員主觀(guān)判斷對結果產(chǎn)生很大影響等問(wèn)題,基于工業(yè)機器人設計了一套超聲換能器回波自動(dòng)測量系統。詳細闡述了回波自動(dòng)測量系統設計思路,對系統構建的關(guān)鍵——自動(dòng)對位功能的實(shí)現方案進(jìn)行了對比分析,在Matlab環(huán)境中開(kāi)發(fā)了完整的參數設置、自動(dòng)對位和回波采集與處理程序,對自動(dòng)對位算法進(jìn)行了詳細描述。試驗結果表明該系統達到了設計指標,靈敏度測量的偏移系數小于0.5%,能夠滿(mǎn)足日常工作中的測試需要。本工作為醫用超聲換能器研發(fā)、生產(chǎn)全流程的智能制造打下了良好的基礎。

    • 交會(huì )對接多航天器聯(lián)合閉環(huán)測試模式設計與驗證

      2020, 28(11):54-58.

      摘要 (2174) HTML (0) PDF 2.42 M (861) 評論 (0) 收藏

      摘要:在載人航天領(lǐng)域,多航天器交會(huì )對接技術(shù)是研制的關(guān)鍵和難題,閉環(huán)測試系統設計的重要性尤為突出,用于交會(huì )對接的多航天器聯(lián)合閉環(huán)測試的設計與實(shí)施,實(shí)現了多航天器間的一體化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)同步電測,實(shí)現了多航天器及其測試系統的時(shí)序同步,以及敏感器及其模擬器和機電系統的動(dòng)力學(xué)模型同步動(dòng)態(tài)聯(lián)合實(shí)時(shí)驅動(dòng)的同步控制,采用了多航天器一體化實(shí)時(shí)精確控制的自動(dòng)化測試,以及多航天器間多通道大回路信息流的實(shí)時(shí)統一管理。解決飛行任務(wù)階段,多航天器交互狀態(tài)的驗證問(wèn)題,在地面真實(shí)呈現交會(huì )對接飛行的全過(guò)程,達到多船器聯(lián)合電測的目的。

    • 基于時(shí)差法的外夾式超聲波流量檢測系統的設計與實(shí)現

      2020, 28(11):59-65.

      摘要 (1227) HTML (0) PDF 4.23 M (598) 評論 (0) 收藏

      摘要:外夾式超聲波流量計因具有無(wú)需破壞管道、便于安裝、維護成本低等優(yōu)勢,而廣泛應用于石油傳輸、流量跟蹤、給排水等測試領(lǐng)域。設計了一種基于時(shí)差法的外夾式液體超聲波流量檢測系統,采用FPGA與單片機結合的系統架構,其中單片機負責數據的處理、顯示和輸出,FPGA負責邏輯控制以及為硬件電路提供驅動(dòng)信號,TDC-GP22高精度計時(shí)芯片用來(lái)測量超聲波的渡越時(shí)間。采用DAC電路實(shí)現可變甄別信號基準技術(shù)。最后,搭建了外夾式超聲波流量計測試平臺,試驗結果表明,研制的樣機有效地提高了超聲波流量計的測試精度,在層流區誤差小于4%,在湍流區誤差小于2%。

    • 基于并行Boosting算法的雷達目標跟蹤檢測系統設計

      2020, 28(11):66-70.

      摘要 (1282) HTML (0) PDF 1.99 M (597) 評論 (0) 收藏

      摘要:目前的雷達目標跟蹤檢測系統跟蹤路線(xiàn)與實(shí)際路線(xiàn)相差較大,泛化誤差率高。基于并行Boosting算法設計了一種新的雷達目標跟蹤檢測系統,硬件內部引入數據多處理器,對收集的雷達位置數據集中處理,連接I/O接口,配置數據過(guò)濾器,將雷達位置信息數據的狀態(tài)參數錄入過(guò)濾器元件中。在軟件部分,利用并行Boosting算法的內部學(xué)習融合方式調節不同的雷達目標追蹤系統狀態(tài),通過(guò)信息處理、航跡分析、落腳點(diǎn)判斷來(lái)整合相應的跟蹤檢測信息,構建檢驗方程式防止外來(lái)無(wú)關(guān)數據的侵擾,最終得到雷達目標跟蹤數據操作狀態(tài),完成目標跟蹤檢測。實(shí)驗結果表明,基于并行Boosting算法的雷達目標跟蹤檢測系統設定的檢測路線(xiàn)與實(shí)際路線(xiàn)吻合度高達99.21%,泛化誤差遠遠低于傳統目標跟蹤檢測系統,實(shí)用性更強。

    • 基于開(kāi)關(guān)矩陣的衛星通信測控站多路頻譜監測系統設計

      2020, 28(11):71-74.

      摘要 (1883) HTML (0) PDF 1.93 M (784) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前人工監測方法受到干擾信號影響而導致監測精準度低的問(wèn)題,提出了基于開(kāi)關(guān)矩陣的衛星通信測控站多路頻譜監測系統設計。設計監測系統總體結構,通過(guò)接入基帶上行中頻信號,獲取遙控信號頻譜,采用USB接口將計算機與頻譜分析儀連接,實(shí)現頻譜分析器下的四個(gè)下行載波信號分時(shí)顯示,利用串行EEPROM器件,內集成總線(xiàn)為雙線(xiàn)串行進(jìn)行數據傳輸,選用MAX3232芯片進(jìn)行電平轉換,運用視窗2000作為載體,實(shí)現PC機與頻譜儀之間交互,分析發(fā)射信號、傳輸信號延時(shí)時(shí)間和其對應的時(shí)間差,利用開(kāi)關(guān)矩陣控制干擾信號,設計基于開(kāi)關(guān)矩陣的多路頻譜監測系統軟件流程,實(shí)現多路頻譜監測控制。實(shí)驗結果表明,該系統監測信號強度與實(shí)際值偏差較小,監測精準度較高,能夠實(shí)現衛星通信信號高效監測。

    • 基于WEBGIS技術(shù)的地質(zhì)滑坡測量實(shí)時(shí)監測系統設計

      2020, 28(11):75-78.

      摘要 (1730) HTML (0) PDF 1.90 M (658) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統地質(zhì)滑坡測量實(shí)時(shí)監測系統滑坡位移差異率大,監測消耗時(shí)間長(cháng)。基于WEBGIS技術(shù)設計一種新的地質(zhì)滑坡測量實(shí)時(shí)監測系統,利用功能性存儲器實(shí)現數據存儲,選取KP24傳輸器構建傳輸模塊,將監控元件與預警信號元件結合到一起,實(shí)現數據監控硬件設計。通過(guò)WEBGIS技術(shù)匹配相應的內部操作檢驗數據,降低內部滑坡數據的冗余度,并通過(guò)WEBGIS模式將不同區域的地質(zhì)條件集中反映在地圖模塊中,檢驗屬性數據庫中的數據信息,執行數據庫改造指令,完成軟件設計。與傳統質(zhì)滑坡測量實(shí)時(shí)監測系統進(jìn)行實(shí)驗對比,結果表明,基于WEBGIS技術(shù)的地質(zhì)滑坡測量實(shí)時(shí)監測系統系統滑坡位移差異率較小,監測消耗時(shí)間大幅縮短,實(shí)際應用效果更強。

    • >控制技術(shù)
    • 基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的智能家居中心控制系統設計

      2020, 28(11):79-83.

      摘要 (1248) HTML (0) PDF 1.95 M (617) 評論 (0) 收藏

      摘要:摘要:智能家居為現代家庭提升了安全性、便利性、舒適性,并且智能家居的應用使生活更加節能環(huán)保。針對目前人們生活中對室內環(huán)境質(zhì)量、家庭娛樂(lè )、智能安防等方面的需求,以ESP32單片機為控制芯片,設計了基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的智能家居中心控制系統。用戶(hù)可以通過(guò)設備端離線(xiàn)語(yǔ)音識別、WEB端在線(xiàn)語(yǔ)音識別和WEB端界面操作對設備進(jìn)行操作,WEB端的操作指令由網(wǎng)絡(luò )通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺將指令發(fā)送到設備,完成智能家居中心控制系統數據采集和設備控制的目標。詳細介紹了系統總體方案設計,系統硬件電路設計,系統各功能模塊的選擇與分析,系統軟件流程設計。進(jìn)行了系統軟硬件環(huán)境下的運行結果及性能分析,運行結果表明該系統穩定、準確,操作簡(jiǎn)單、維護方便,具有很高的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值,對于其它的智能家居工程同樣具有借鑒意義。

    • 基于粒子群算法的無(wú)線(xiàn)充PID控制器優(yōu)化設計

      2020, 28(11):84-88.

      摘要 (801) HTML (0) PDF 1.59 M (404) 評論 (0) 收藏

      摘要:對于諧振式無(wú)線(xiàn)充電系統,由于負載和線(xiàn)圈耦合變化等擾動(dòng)影響,供電池負載充電的電流若只進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制易產(chǎn)生擾動(dòng),故在前向通道中加入經(jīng)典PID控制器,對系統進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的閉環(huán)控制。針對經(jīng)典PID控制器的參數無(wú)法自適應整定的問(wèn)題,提出了利用粒子群算法(PSO)自整定設計無(wú)線(xiàn)充電PID控制器參數的方法,并進(jìn)行仿真分析和實(shí)驗驗證,結果表明:引入粒子群算法后的PID控制器快速性和穩定性都優(yōu)于經(jīng)典PID控制器,調節時(shí)間減少0.647s,最大超調量下降了4,1%,穩態(tài)誤差誤差下降了1.04%,證明了該方法對于改善無(wú)線(xiàn)充電系統輸出動(dòng)靜態(tài)特性的可行性和有效性。

    • 一種空間曲線(xiàn)軌跡跟蹤的無(wú)人機自適應導航控制算法

      2020, 28(11):89-94.

      摘要 (2050) HTML (0) PDF 2.32 M (772) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)固定翼無(wú)人機飛行任務(wù)復雜化,為了實(shí)現高精度的空間曲線(xiàn)導航控制,基于L1-Navigation非線(xiàn)性導航控制算法,設計自適應模糊控制器優(yōu)化固定翼無(wú)人機跟蹤空間曲線(xiàn)導航控制方法。以球面上的空間八字曲線(xiàn)為例,對八字曲線(xiàn)建模,通過(guò)坐標轉換求得目標航點(diǎn)位置來(lái)計算無(wú)人機飛行加速度。為了優(yōu)化加速度控制無(wú)人機跟蹤空間曲線(xiàn)性能,在L1-Navigation導航控制器中,針對增益系數設計一個(gè)雙輸入單輸出模糊控制系統,以軌跡誤差和軌跡誤差變化率為輸入量,以計算橫向加速度的增益系數常數為輸出量。最后,在A(yíng)rdupilot飛控中進(jìn)行飛行模擬實(shí)驗,飛行實(shí)驗表明,所提出方法能夠精確跟蹤空間曲線(xiàn)路徑,并且有很好的自適應性。

    • 基于音樂(lè )情感識別的舞臺燈光控制方法研究

      2020, 28(11):95-100.

      摘要 (1089) HTML (0) PDF 1.68 M (573) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實(shí)現音樂(lè )情感識別的舞臺燈光自動(dòng)控制,需對音樂(lè )文件進(jìn)行情感標記。針對人工情感標記效率低、速度慢的問(wèn)題,開(kāi)展了基于音樂(lè )情感識別的舞臺燈光控制方法研究,提出了一種基于支持向量機和粒子群優(yōu)化的音樂(lè )情感特征提取、分類(lèi)和識別算法。首先以231首MIDI音樂(lè )文件為例,對平均音高、平均音強、旋律的方向等7種音樂(lè )基本特征進(jìn)行提取并進(jìn)行標準化處理;之后組成音樂(lè )情感特征向量輸入支持向量機(SVM)多分類(lèi)器,并利用改進(jìn)的粒子群算法(PSO)優(yōu)化分類(lèi)器參數,建立標準音樂(lè )分類(lèi)模型;最后設計燈光動(dòng)作模型,將新的音樂(lè )文件通過(guò)離散情感模型與燈光動(dòng)作相匹配,生成舞臺燈光控制方法。實(shí)驗結果表明了情感識別模型的有效性,與傳統SVM多分類(lèi)模型相比,明顯提高了音樂(lè )情感的識別率,減少了測試時(shí)間,從而為舞臺燈光設計人員提供合理參考。

    • 基于非線(xiàn)性制導的四旋翼軌跡跟蹤控制

      2020, 28(11):101-105.

      摘要 (1511) HTML (0) PDF 2.16 M (663) 評論 (0) 收藏

      摘要:四旋翼是一種欠驅動(dòng)、強耦合的可垂直起降的飛行器,為了實(shí)現其能夠以設定速度跟蹤空間軌跡,設計了一種基于非線(xiàn)性制導算法的軌跡跟蹤控制方法。該方法分為了導引與控制兩部分組成,導引部分以任務(wù)軌跡與期望速度為輸入量通過(guò)非線(xiàn)性制導算法輸出當前四旋翼的期望加速度,控制部分以得到的期望加速度為輸入量采用串級PID算法對四旋翼進(jìn)行姿態(tài)控制,從而實(shí)現四旋翼保持設定速度對任務(wù)軌跡的跟蹤。仿真結果表明,所提方法能夠實(shí)現四旋翼對復雜任務(wù)軌跡的精確跟蹤,二維復雜軌跡跟蹤距離偏差不超過(guò)±0.6m,速度偏差不超過(guò)2m/s;三維復雜軌跡除了受自身控制力限制的飛行段外,跟蹤距離偏差基本控制在±4m以?xún)龋俣绕畈怀^(guò)2m/s。

    • 一種大功率TEC溫控系統的設計

      2020, 28(11):106-110.

      摘要 (1875) HTML (0) PDF 1.84 M (597) 評論 (0) 收藏

      摘要:小功率半導體激光器常采用TEC片進(jìn)行溫度控制,其中,TEC片工作電壓為5V,工作電流低于4A的應用已經(jīng)有了幾種成熟的芯片方案,而更高電壓和電流的TEC溫控需要自行設計控制系統。設計了一種基于A(yíng)VR單片機ATmega128,適用于較大功率TEC片的溫控系統,主要技術(shù)指標包括:TEC片工作電壓范圍6V-24V,峰值電流≤20A,控溫范圍:0-70℃,控溫精度±0.05℃。使用負溫度系數熱敏電阻采集溫度,包含溫度信息的電壓值轉化為數字量輸入單片機,單片機根據位置式PID控制算法的計算結果輸出控制信號,驅動(dòng)由兩片BTN7971B構成的H橋電路,H橋輸出電壓提供給TEC片。對硬件和軟件的實(shí)現方法進(jìn)行了詳細分析,重視控溫精度、系統的可靠性設計。經(jīng)過(guò)實(shí)際測試,可實(shí)現前述技術(shù)指標,能滿(mǎn)足較大功率半導體激光器的控溫要求。

    • 基于北斗導航通信技術(shù)的無(wú)人艇運動(dòng)導航控制系統設計

      2020, 28(11):111-115.

      摘要 (1690) HTML (0) PDF 1.68 M (729) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實(shí)現對無(wú)人艇行進(jìn)器的運動(dòng)控制,建立更加完善的導航應用策略,設計基于北斗導航通信技術(shù)的無(wú)人艇運動(dòng)導航控制系統。以無(wú)人艇運動(dòng)姿態(tài)研究作為切入點(diǎn),在電機驅動(dòng)器、電機測速模塊的支持下,連接中央處理單元、電源模塊、方位監測模塊等硬件設備結構體,完成導航控制系統的硬件電路設計。在此基礎上,確定與導航信息相關(guān)的短報文傳輸特征,通過(guò)協(xié)調接口數據傳輸協(xié)議應用格式的方法,定義通信協(xié)議加密對象的所屬連接形式,完成對報文加密密鑰參數的初步配置,實(shí)現基于北斗導航通信技術(shù)的無(wú)人艇運動(dòng)導航控制系統的短報文加密處理。與基于慣性測量技術(shù)的導航控制系統相比,基于北斗導航通信技術(shù)控制系統的實(shí)際應用續航時(shí)間更長(cháng),在行進(jìn)過(guò)程中始終能對無(wú)人艇運動(dòng)方向進(jìn)行精準化控制,可在完善行進(jìn)器導航應用策略方面起到較強促進(jìn)作用。

    • 基于多STM32和CAN總線(xiàn)的分布式控制電動(dòng)護理床設計

      2020, 28(11):116-121.

      摘要 (1100) HTML (0) PDF 2.83 M (423) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統的電動(dòng)護理床控制方式單一、信號走線(xiàn)復雜、干擾嚴重、系統穩定性差的問(wèn)題,提出分布式控制思路。基于STM32為主控芯片的各個(gè)控制單元,分別實(shí)現運動(dòng)控制、檢測控制、命令輸入、終端集中顯示和控制功能,并通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行通信,構成分布式控制系統。詳細介紹了各個(gè)控制單元的實(shí)現原理、硬件設計方案和軟件設計流程。系統完整實(shí)現了床體動(dòng)作,包括升降、傾斜和伸縮;床體姿態(tài)識別,包括傾斜角度計算和護欄位置識別;床體狀態(tài)和數據同步顯示;控制命令輸入功能。經(jīng)實(shí)驗測試和實(shí)踐應用表明,系統性能穩定、動(dòng)作響應迅速,符合設計規范,能夠滿(mǎn)足實(shí)際應用需求。同時(shí)也驗證了CAN總線(xiàn)在電動(dòng)護理床控制系統中應用的先進(jìn)性。

    • >軍事裝備測控技術(shù)
    • 某航空兵場(chǎng)站機載彈藥保障仿真研究

      2020, 28(11):122-125.

      摘要 (812) HTML (0) PDF 1.59 M (423) 評論 (0) 收藏

      摘要:航空兵場(chǎng)站機載彈藥保障的要素和環(huán)節眾多,且相互影響、相互制約,通常采用計算機仿真對這類(lèi)系統效能進(jìn)行定量評估。本文對某航空兵場(chǎng)站機載彈藥保障的力量構成、保障過(guò)程和特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并將其抽象為一個(gè)離散事件系統,建立了涵蓋任務(wù)下達與執行、保障對象、保障資源以及保障過(guò)程等要素的建制單位離散事件仿真模型,并在此基礎上開(kāi)發(fā)了仿真系統。應用表明,該仿真模型運行正確、可靠,為某航空兵場(chǎng)站機載彈藥保障效能評估提供了有力的分析工具。

    • 微波著(zhù)艦引導設備動(dòng)態(tài)校驗系統設計與技術(shù)實(shí)現

      2020, 28(11):126-130.

      摘要 (776) HTML (0) PDF 3.73 M (408) 評論 (0) 收藏

      摘要:微波著(zhù)艦引導系統是一種高精度的艦載航空導航系統,在引導艦載機安全著(zhù)艦過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)不可替代的作用。為確保微波著(zhù)艦引導設備引導的精準度和運行的可靠性,必須對其開(kāi)展定期或不定期的動(dòng)態(tài)飛行校驗工作。針對微波著(zhù)艦引導設備的動(dòng)態(tài)飛行校驗問(wèn)題,結合飛行校驗基準的精度指標要求,研究提出了飛行校驗系統的總體結構設計方案,重點(diǎn)研究了基于移動(dòng)基準站實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分定位(MB-RTK)的校驗基準獲取以及校驗數據的誤差處理等關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)計算機仿真和飛行實(shí)驗數據,驗證了校驗系統設計與技術(shù)實(shí)現的可行性和有效性。研究成果對提高微波著(zhù)艦引導設備的安全性與可靠性具有較好的軍事應用價(jià)值和推廣前景。

    • >測試軟件工程
    • 水下航行器通用數據處理軟件的實(shí)現

      2020, 28(11):131-134.

      摘要 (1578) HTML (0) PDF 1.73 M (552) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對多型水下航行器試后大容量、多類(lèi)型、可視化的數據處理需求,采用自適應內存映射技術(shù)、試驗數據對象抽象提取、多線(xiàn)程等關(guān)鍵技術(shù),設計了一種水下航行器通用的數據處理軟件,軟件可快速高效地實(shí)現各系統關(guān)鍵參數的數據特征值可視化分析和航行器綜合性能評估,結合人工判讀生成當前航行任務(wù)的評估報告,最終評判水下航行器的航行姿態(tài)、聲學(xué)、磁學(xué)等工作效果和性能指標。經(jīng)實(shí)際應用,軟件滿(mǎn)足了多型水下航行器海量數據處理需求,實(shí)現了不同任務(wù)、不同系統、不同側重點(diǎn)的彈道參數的特征值分析、聯(lián)合縮放、對比分析等處理方法。該軟件具有通用化程度高,可移植性強,運行穩定可靠等特點(diǎn),縮短了數據處理軟件的研制周期,提高了工作效率,工程實(shí)踐效果良好。

    • >設計與應用
    • 6LoWPAN協(xié)議在電力物聯(lián)系統中的應用研究

      2020, 28(11):135-139.

      摘要 (966) HTML (0) PDF 1.90 M (378) 評論 (0) 收藏

      摘要:當前電力物聯(lián)網(wǎng)系統應用Zigbee協(xié)議,該協(xié)議不能滿(mǎn)足IEE802.15.4的MAC層的Ipv6需求,造成電流傳輸速率低,且電壓越限開(kāi)關(guān)控制失敗。為此,采用6LoWPAN協(xié)議優(yōu)化了電力物聯(lián)系統的網(wǎng)關(guān)功能。利用6LoWPAN技術(shù)原理、應用規范以及相比于其它物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,基于IEE802.15.4的網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議,提出Zigbee和6LoWPAN共存,協(xié)議中間層為雙協(xié)議棧網(wǎng)關(guān)的總體設計方案,實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)與Ipv6 Internet的互聯(lián)和信息交互。設計6LoWPAN適配層,解決IEE802.15.4的MAC層不能滿(mǎn)足Ipv6需求問(wèn)題。仿真結果顯示:應用6LoWPAN協(xié)議后電力物聯(lián)系統連通性能以及UDP數據報傳輸性能均符合實(shí)際應用需求;6LoWPAN協(xié)議應用后可顯著(zhù)提升數據采集節點(diǎn)的續航時(shí)間,降低功耗,增加電流傳輸速率,提升電壓越限開(kāi)關(guān)控制成功率。6LoWPAN協(xié)議的應用可有效提升電網(wǎng)的安全運行水平。

    • 微型集成化低功耗電光調Q電路的設計

      2020, 28(11):140-144.

      摘要 (994) HTML (0) PDF 1.92 M (414) 評論 (0) 收藏

      摘要:研制了一種能在-40℃~+85℃環(huán)境下,適用于超小型無(wú)人測距照射平臺的微型集成化低功耗脈沖激光器電光調Q電路,集成了高壓電源與高壓開(kāi)關(guān),克服了傳統電光調Q電路驅動(dòng)復雜、功耗高、邊沿抖動(dòng)、可靠性低、體積大不利于小型化集成的缺點(diǎn)。進(jìn)行了實(shí)驗驗證,取得了實(shí)驗數據:該型電光調Q電路功耗小于2W,調Q高壓在1~5kV范圍內可調,脈沖上升沿或下降沿小于25ns,可直接采用TTL控制信號觸發(fā),觸發(fā)頻率可達1KHz,適用于多種電光調Q晶體,易于集成使用,為高重頻、高峰值功率脈沖激光器提供可靠的電光調Q電路,已在多個(gè)型號項目上應用。

    • 支持交會(huì )對接任務(wù)精密時(shí)間基準方法研究與實(shí)現

      2020, 28(11):145-149.

      摘要 (1784) HTML (0) PDF 1.99 M (696) 評論 (0) 收藏

      摘要:在交會(huì )對接載人飛行器綜合測試過(guò)程中,為了實(shí)現多飛行器協(xié)同工作,需要對多航天器同步實(shí)時(shí)模擬航天器在軌交會(huì )對接過(guò)程中的飛行狀態(tài)及時(shí)序,這就對航天器和測試系統間的協(xié)調匹配性提出了很高的要求,系統時(shí)間基準精度要求尤為突出。地面測試設備需要有一個(gè)統一、高精度的時(shí)間標準,作為測試數據、測試指令的參考,是準確測量船載頻率標準的關(guān)鍵所在,在整船綜合測試過(guò)程中,對時(shí)間基準和時(shí)間基本修正方法進(jìn)行了研究,采用了時(shí)間精度同步算法關(guān)鍵技術(shù)和方法,以保證時(shí)間的準確性和一致性。經(jīng)實(shí)際應用高精度時(shí)間精準方法及系統設計,滿(mǎn)足交會(huì )對接載人航天器工程上的應用,保證精密時(shí)間基準系統功能、精度能滿(mǎn)足測試要求,為載人航天器可靠性驗證提供極為重要的輔助手段。

    • 扁平漆包線(xiàn)抖動(dòng)干擾處理的研究

      2020, 28(11):150-154.

      摘要 (758) HTML (0) PDF 1.77 M (369) 評論 (0) 收藏

      摘要:在扁平漆包線(xiàn)表面缺陷在線(xiàn)檢測過(guò)程中,樣線(xiàn)抖動(dòng)導致使用幀間差分法分離背景時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)干擾。常見(jiàn)抖動(dòng)干擾處理方法存在處理時(shí)間太長(cháng)和誤消除真實(shí)缺陷的問(wèn)題,故提出了改進(jìn)方法,首先分析了抖動(dòng)干擾的分布區域,得到了抖動(dòng)干擾與真實(shí)缺陷不處在同一行,且存在抖動(dòng)干擾的行上前景像素點(diǎn)數量較多的性質(zhì)。然后在分布區域內,將前景像素點(diǎn)數量超過(guò)一定閾值的行置零,實(shí)現對抖動(dòng)干擾的消除。閾值的選取利用一種改進(jìn)的Otsu處理分布圖得到,該圖是將圖像所有行,按照行上前景像素點(diǎn)數量多少,統計行出現的頻率。實(shí)驗證明,與常見(jiàn)方法相比,改進(jìn)方法處理時(shí)間短,不會(huì )誤消除與抖動(dòng)干擾連接的真實(shí)缺陷,得到的處理結果與理想結果的交并比達到88%以上,具有很好的應用前景。

    • 車(chē)載超短波電臺維修數字化訓練系統的設計與實(shí)現

      2020, 28(11):155-158.

      摘要 (1118) HTML (0) PDF 2.02 M (588) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對陸軍某新型車(chē)載超短波電臺原理和結構復雜,采用實(shí)裝或半實(shí)物仿真訓練成本高、訓練效益低的實(shí)際問(wèn)題,采用嵌入式技術(shù)、數字化樣機、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信等技術(shù),開(kāi)發(fā)車(chē)載超短波電臺維修數字化訓練系統。系統采用“主控機+電臺數字樣機”模式,通過(guò)對“數字樣機”面板模塊及內部模塊電路的數字化設計,實(shí)現采用“電臺數字樣機”對車(chē)載超短波電臺工況的模擬,通過(guò)主控機控制“電臺數字樣機”完成超短波電臺的正常工作狀態(tài)檢查、分解組合、故障判排等訓練,以期解決陸軍部隊車(chē)載超短波電臺維修訓練手段不足、維修保障能力落后的問(wèn)題。

    • 基于多云架構進(jìn)行應用編排混合部署的研究

      2020, 28(11):159-163.

      摘要 (743) HTML (0) PDF 2.49 M (353) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對單云架構存在的技術(shù)不足,提出了多云架構的編排混合部署方案。構建出包括多云存儲層、云軟件平臺、數據傳遞層和應用層的架構體系,在多云網(wǎng)絡(luò )架構中,云軟件平臺包括數據層、控制層、數據接口層和應用層,并在網(wǎng)絡(luò )設備的控制平面設置SDN控制器,通過(guò)VPC(Virtual Private Cloud 虛擬私有云)對底層網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行計算、分析、處理、存儲和共享等。并在編排器內引入自適應蟻群算法,應用基于SDN/NFV 的通訊網(wǎng)絡(luò )實(shí)現數據重構,進(jìn)而實(shí)現數據網(wǎng)絡(luò )的集中控制和智能編排。通過(guò)試驗,本研究的方法誤差精度低, 應用效果較好。

    • 結合深度學(xué)習的機器人示教系統設計

      2020, 28(11):164-169.

      摘要 (2748) HTML (0) PDF 1.93 M (792) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統的機器人示教系統在使用上受到應用對象和硬件設備的限制,導致其開(kāi)放性和易用性較低,為了降低示教系統的使用門(mén)檻,提高人機交互的效率,利用ROS(Robot Operating System)的開(kāi)放性和跨平臺性,設計了手勢引導機器人示教系統,可以控制機器人進(jìn)入學(xué)習、編碼、執行等模式。系統采用YCbCr與RGB空間相結合的膚色分割算法,利用CNN深度學(xué)習框架進(jìn)行特征提取完成手勢識別;基于ROS集成手勢對機器人模式控制。通過(guò)在公開(kāi)數據集上實(shí)驗驗證手勢識別準確率可達96.49%,并測試了系統的有效性與可靠性。

    • 基于工程化參數優(yōu)化的遙測伺服系統仿真分析

      2020, 28(11):170-174.

      摘要 (847) HTML (0) PDF 2.25 M (363) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對試湊法研制的XX設備的天線(xiàn)伺服系統無(wú)法得到最優(yōu)化的PID參數情況,研究該設備伺服系統的PID參數優(yōu)化。首先從設備原始資料及說(shuō)明書(shū)著(zhù)手,分析設備的組成原理、各元器件的性能以及天線(xiàn)伺服系統指定角度跟蹤的機理,其次查閱相關(guān)資料,分析該系統關(guān)鍵部件的傳遞函數模型從而建模整套天線(xiàn)伺服系統,從系統的三環(huán)結構依次按照工程化設計的原則對天線(xiàn)伺服系統的參數進(jìn)行理論優(yōu)化,最后,采用Matlab/Simulink軟件對優(yōu)化后的整套伺服系統進(jìn)行仿真分析。仿真分析結果表明采用工程設計優(yōu)化后參數其總體天線(xiàn)伺服系統的階躍動(dòng)態(tài)響應性能相比于當前天線(xiàn)的伺服系統性能更佳。該方法從理論上對天線(xiàn)伺服系統的控制性能優(yōu)化提出了一定的指導作用,對設備到的優(yōu)化和性能提升提供了一定的實(shí)用價(jià)值。

    • 基于空譜特征的核極端學(xué)習機高光譜遙感圖像分類(lèi)算法

      2020, 28(11):175-181.

      摘要 (1010) HTML (0) PDF 1.44 M (379) 評論 (0) 收藏

      摘要:近年來(lái),局部二值模式(Local Binary Patterns,LBP)由于其在空間特征提取方面具有顯著(zhù)的優(yōu)勢被應用于高光譜遙感圖像分類(lèi)中,該算法在空間特征提取上雖減少類(lèi)內方差,卻忽視了用于區分不同地物類(lèi)別的光譜特征。為避免在圖像分類(lèi)過(guò)程中提取單一特征導致特征提取不充分、分類(lèi)效果不理想的問(wèn)題,通過(guò)將空間特征和光譜特征進(jìn)行矢量堆疊得到新的空譜特征向量。再將新的空譜特征向量引入到核極端學(xué)習機中,提出一種基于空譜特征的核極端學(xué)習機高光譜遙感圖像分類(lèi)算法(Space Spectrum feature Kernel Extreme Learning Machine,SS-KELM)。為驗證所提算法的有效性,將使用兩個(gè)高光譜圖像數據集進(jìn)行實(shí)驗。實(shí)驗結果表明所提SS-KELM算法的分類(lèi)性能優(yōu)于目前較為常見(jiàn)的傳統分類(lèi)算法。

    • 基于RF技術(shù)的智能安防閉鎖系統的設計與實(shí)現

      2020, 28(11):182-186.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 1.94 M (442) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現有技術(shù)存在的不足,設計出基于RFID技術(shù)的智能安防閉鎖系統,該系統融合了 RFID技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù),實(shí)現了安防閉鎖系統的智能化、自動(dòng)化物聯(lián)工作。在設計時(shí),構建出包括設備層、閉鎖硬件層、閉鎖工作層和管理層的安防閉鎖系統,應用支持 IEC 61850 通信協(xié)議的通訊模塊進(jìn)行數據通訊,使得上層管理中心可以直接獲取底層RFID設備信息。該系統還設計出包括標簽、閱讀器、數據管理系統的RFID射頻智能鎖,通過(guò)nRF905 射頻收發(fā)芯片實(shí)現安防故障數據的接收和發(fā)射,通過(guò)設置有D觸發(fā)器的閉鎖控制電路實(shí)現故障信號的接收,并控制PWM脈沖動(dòng)作,執行閉鎖動(dòng)作。試驗表明,本文研究的方法響應時(shí)間短,計算速度快,準確度高,穩定性好。

    • 基于C++語(yǔ)言的雷達系統組件化建模與仿真

      2020, 28(11):187-191.

      摘要 (2194) HTML (0) PDF 3.01 M (721) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統的基于面向過(guò)程式語(yǔ)言的雷達仿真系統存在功能耦合嚴重,運行速度慢,開(kāi)發(fā)難度大的問(wèn)題。為了降低雷達仿真系統的開(kāi)發(fā)難度,提高程序復用性,利用C++語(yǔ)言面向對象編程的特性和軟件工程中組件復用的思想,設計了一種基于C++語(yǔ)言的雷達系統建模與仿真方法,將雷達系統各個(gè)組成部分包括資源調度、發(fā)射機、天線(xiàn)、回波生成、接收機、信號處理和數據處理抽象成單個(gè)功能組件分別進(jìn)行開(kāi)發(fā),然后根據雷達系統工作順序將各個(gè)組件集成在一起,實(shí)現了一個(gè)包含雷達參數設置、場(chǎng)景設置、數據存儲和顯控終端的完整的雷達仿真系統。仿真實(shí)驗結果表明組件化雷達仿真系統運行正確,目標探測誤差符合要求,航跡顯示正常,并且具有較好的程序復用性和擴展性,促進(jìn)了現代雷達仿真的快速應用。

    • 一種啟發(fā)式算法和改進(jìn)遺傳混合算法在流水車(chē)間重調度中的應用

      2020, 28(11):192-195.

      摘要 (859) HTML (0) PDF 1.17 M (375) 評論 (0) 收藏

      摘要:在解決以合同懲罰和存儲成本最小化為優(yōu)化目標的流水車(chē)間重調度問(wèn)題時(shí),提出了一種啟發(fā)式算法和改進(jìn)的遺傳混合算法。傳統的遺傳算法是一種基于優(yōu)勝劣汰的隨機、自適應的優(yōu)化算法。通過(guò)復制,交叉和變異,將問(wèn)題解編碼所表示的“染色體”群在逐代進(jìn)化,最終收斂到最合適的群體,從而得到問(wèn)題的最優(yōu)或滿(mǎn)意解。但缺點(diǎn)是求解結果依賴(lài)于初始值,且運行時(shí)間過(guò)長(cháng)。因此對傳統遺傳算法做了相應的改進(jìn),考慮到啟發(fā)式算法的快速性,為充分發(fā)揮倆種算法的優(yōu)勢,提出啟發(fā)式算法和改進(jìn)遺傳混合算法。最后對性能進(jìn)行分析;試驗結果表明:該算法運行時(shí)間短,且在大規模數據集下,更易于靠近全局最優(yōu)解。

    • 中值小波閾值混合濾波在粗對準中的應用

      2020, 28(11):196-200.

      摘要 (734) HTML (0) PDF 2.79 M (388) 評論 (0) 收藏

      摘要:捷聯(lián)慣性導航系統的粗對準過(guò)程是實(shí)現精確初始對準的前提,也是裝備精確導航定位的保證。受外界環(huán)境影響,粗對準過(guò)程存在著(zhù)時(shí)間長(cháng)、精度低等問(wèn)題,初始對準過(guò)程的對準時(shí)間和精度也受到一定影響。通過(guò)分析陀螺和加速度計在粗對準過(guò)程中受到的干擾因素,采取中值濾波和小波閾值濾波相結合的混合濾波方法來(lái)實(shí)現信號消噪。仿真和實(shí)驗證明,在外界干擾嚴重的前提下,采用混合濾波方法,粗對準方位姿態(tài)角標準差由47°提高至1.588°,為后續的精對準過(guò)程提供更好的數據支撐,且縮短了對準時(shí)間,提高了裝備的快速反應能力。

    • 便攜式自動(dòng)割膠機器人結構設計與靜力學(xué)分析

      2020, 28(11):201-205.

      摘要 (865) HTML (0) PDF 2.27 M (533) 評論 (0) 收藏

      摘要:天然橡膠在現代社會(huì )中占據著(zhù)重要的地位,但是其獲取主要依靠人工割膠,勞動(dòng)強度大、生產(chǎn)效率低。目前國內外仍未研制出攜帶方便、使用簡(jiǎn)單、結構精煉、成本低廉的全自動(dòng)智能化割膠設備。為了提高產(chǎn)膠效率,改善膠工工作條件,提出一款便攜式自動(dòng)割膠機器人的設計方案。在半覆蓋復合式割膠機器人的基礎上進(jìn)行提質(zhì)升級,抱緊機構改為開(kāi)合結構,提高了對不同樹(shù)徑膠樹(shù)的適應性;切削運動(dòng)機構實(shí)現了對膠槽螺旋切割軌跡的任意調節;通過(guò)分析刀具的受力情況,確定刀具最優(yōu)切入角。經(jīng)過(guò)ANSYS仿真驗證,該便攜式自動(dòng)割膠機器人結構設計精良,具有一定的實(shí)用價(jià)值。

    • 基于Mask R-CNN的機場(chǎng)地面保護區航空器識別研究

      2020, 28(11):206-210.

      摘要 (857) HTML (0) PDF 2.02 M (377) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決民航中小機場(chǎng)缺乏低成本運行的防跑道侵入技術(shù)的問(wèn)題,提出了一種通過(guò)攝像頭獲取地面保護區圖像信息以防止跑道侵入的模型。該模型首先利用遷移學(xué)習Mask R-CNN對航空器進(jìn)行識別和跟蹤,通過(guò)結合攝像頭在地面保護區的布局方案,提出了一種基于攝像頭的檢測結果判斷是否發(fā)生跑道侵入的邏輯電路。該模型通過(guò)等比例縮小的機場(chǎng)模型進(jìn)行實(shí)驗驗證。結果表明,該模型的跟蹤準確率為95%,可以有效地跟蹤機場(chǎng)場(chǎng)面目標,進(jìn)而判斷跑道侵入的發(fā)生。

    • 基于A(yíng)RCADIA MBSE在運載火箭能源子系統的應用

      2020, 28(11):211-215.

      摘要 (1235) HTML (0) PDF 2.87 M (480) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統的基于文檔的研制模式已經(jīng)難以適應復雜的運載火箭能源子系統設計的需要,而實(shí)踐證明目前廣泛使用的基于模型的系統工程方法(Model-Based System Engineering , MBSE)——Harmony 系統工程方法較為復雜,對設計師要求較高,給工程應用帶來(lái)了一定的困難。因此,本文提出了面向運載火箭能源子系統開(kāi)發(fā)設計的架構分析與設計集成 (Architecture Analysis and Design Integrated Approach, ARCADIA) MBSE方法,考慮運載火箭研制流程和特點(diǎn),利用其迭代細化的特點(diǎn),分別構建系統分析模型、邏輯架構模型和物理架構模型,該方法提供了無(wú)歧義且精確的能源子系統模型,保證了該系統的一致性、正確性和完整性。相較于Harmony 系統工程方法,ARCADIA MBSE方法更符合設計習慣,便于設計師理解與建模,從而進(jìn)一步提高了系統設計效率。這套ARCADIA MBSE設計研制流程能適用于運載火箭電氣系統,可為下一步應用奠定基礎。

    • 基于改進(jìn)迭代貪婪算法的預制構件調度研究

      2020, 28(11):216-221.

      摘要 (1140) HTML (0) PDF 1.21 M (425) 評論 (0) 收藏

      摘要:迭代貪婪算法是一種具有較強局部搜索能力的元啟發(fā)式算法,但由于傳統迭代貪婪算法搜索范圍過(guò)大,搜索效率有限,為了進(jìn)一步提升傳統迭代貪婪算法的搜索能力,考慮到閾值接受算法具有能縮小搜索范圍的特點(diǎn),提出了一種改進(jìn)的迭代貪婪算法解決流水車(chē)間預制生產(chǎn)的訂單接受與調度問(wèn)題。該改進(jìn)算法是在破壞原調度序列后加入一種基于構造啟發(fā)式規則的重建策略,并結合閾值接受算法的自適應接受準則用以跳出局部最優(yōu)。經(jīng)大量仿真實(shí)驗結果顯示,與傳統迭代貪婪算法、禁忌搜索算法以及遺傳算法對比,改進(jìn)的迭代貪婪算法具有更好的求解質(zhì)量和魯棒性。

    • 基于STM32的鋰電池充放電系統的研究與設計

      2020, 28(11):222-226.

      摘要 (1355) HTML (0) PDF 1.96 M (648) 評論 (0) 收藏

      摘要:鋰電池是當前便攜式手持電子設備可循環(huán)充放電電池的首選,但是鋰電池在使用過(guò)程中可能存在過(guò)沖、過(guò)放、過(guò)流充電以及充電時(shí)間過(guò)長(cháng)后產(chǎn)生高溫的問(wèn)題,從而影響電池使用壽命,甚至出現安全事故,為解決以上問(wèn)題,提高鋰電池使用效率,本文基于STM32平臺設計了一款鋰電池充放電管理系統,通過(guò)軟硬件的設計和實(shí)驗測試,該系統實(shí)現了對鋰電池充放電路徑管理、對充放電的參數及電池的狀態(tài)實(shí)現了實(shí)時(shí)準確監測,輸出電壓穩定,極大提高了電池的使用效率,該成果已在企業(yè)項目中得到了應用。

    • 適用于大容量毫米波通信的低復雜度幀同步方案

      2020, 28(11):227-231.

      摘要 (918) HTML (0) PDF 1.59 M (394) 評論 (0) 收藏

      摘要:在大容量毫米波通信系統中,超高的傳輸速率使得硬件單元難以實(shí)時(shí)地實(shí)現幀同步。因此,降低幀同步方法的算法復雜度是實(shí)現大容量毫米波通信中實(shí)時(shí)幀同步的關(guān)鍵。針對大容量毫米波通信場(chǎng)景中傳統幀同步方法算法復雜度過(guò)高的問(wèn)題,提出了一種低復雜度的時(shí)頻聯(lián)合幀同步方案。該方案通過(guò)聯(lián)合時(shí)域的粗同步和頻域的精同步簡(jiǎn)化了幀同步的實(shí)現方式,降低了幀同步算法的復雜度,為大容量毫米波系統的實(shí)時(shí)幀同步提供了一個(gè)可行方案。仿真結果表明:所提方案比Park的方法的門(mén)限信噪比低7dB,比Meng的方法的門(mén)限信噪比高1dB,算法復雜度從Meng的或Park的方法的O(N2)級降低為O(Nlog2N)級。

    • 一種移動(dòng)機器人路徑規劃新算法

      2020, 28(11):232-237.

      摘要 (2282) HTML (0) PDF 2.29 M (698) 評論 (0) 收藏

      摘要:快速搜索隨機樹(shù)(Rapidly-exploring random Tree Star,RRT*)算法在移動(dòng)機器人實(shí)際應用中規劃路徑在轉向部分存在較多的冗余轉折點(diǎn),導致移動(dòng)機器人在移動(dòng)轉向過(guò)程中出現多次停頓與轉向,為剔除規劃路徑中的冗余路徑點(diǎn),提高機器人移動(dòng)流暢性,提出一種改進(jìn)的 RRT*算法。算法將局部逆序試連法引入移動(dòng)機器人路徑規劃,在確保RRT*算法概率完備性和漸進(jìn)最優(yōu)性的前提下,剔除規劃路徑中的冗余路徑節點(diǎn),使最終路徑更加接近最短路徑。通過(guò)MATLAB仿真實(shí)驗證明,規劃路徑平均長(cháng)度縮短4%,算法耗時(shí)縮短35%,改進(jìn)后的RRT*算法能縮短規劃路徑且轉向部分路徑更加平滑。最后,使用改進(jìn)后的RRT*算法在室內環(huán)境下進(jìn)行移動(dòng)機器人路徑規劃實(shí)驗。實(shí)驗結果表明:規劃路徑上無(wú)冗余路徑點(diǎn),且移動(dòng)機器人沿路徑移動(dòng)流暢。

    • 基于Linux的多核實(shí)時(shí)任務(wù)調度算法改進(jìn)

      2020, 28(11):238-241.

      摘要 (1479) HTML (0) PDF 1.19 M (492) 評論 (0) 收藏

      摘要:嵌入式實(shí)時(shí)系統通常被實(shí)現為多任務(wù)系統,以滿(mǎn)足多個(gè)外部輸入的響應時(shí)間的最后期限約束。Linux內核中已經(jīng)實(shí)現了基于EDF(Earliest Deadline First)調度算法的DL調度器,使得實(shí)時(shí)任務(wù)能在截止期限內運行完成。但對于多核處理器,由于實(shí)時(shí)任務(wù)在EDF算法下會(huì )出現Dhall效應,論文對 Linux內核中實(shí)時(shí)任務(wù)調度算法進(jìn)行了改進(jìn)。在EDF算法的基礎上,實(shí)現LLF(Least Laxity First)調度算法并對其加以改進(jìn),通過(guò)降低任務(wù)上下文切換頻率以及減少松弛度的計算來(lái)減小調度過(guò)程中的顛簸現象。實(shí)驗證明該方法既避免了Dhall效應,又減少了任務(wù)上下文切換帶來(lái)的系統開(kāi)銷(xiāo),并使得任務(wù)能在截止期限內完成調度,取得了較好的調度性能。

    • 基于3D虛擬現實(shí)技術(shù)的雷達維修虛擬培訓系統設計

      2020, 28(11):242-246.

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 2.10 M (461) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統雷達維修虛擬培訓系統受到線(xiàn)性濾波影響,導致系統培訓效果較差,為了解決該問(wèn)題,提出了基于3D虛擬現實(shí)技術(shù)的雷達維修虛擬培訓系統設計。依據雷達虛擬訓練系統硬件拓撲結構,設計各分機內部組件虛擬器。設置教員控制臺控制整個(gè)系統的運行,使用1塊8串口卡安裝在顯控臺上,確定故障位置。采用耦合饋電技術(shù)設計天線(xiàn)結構,用于降低不同單元高頻段耦合度。將三相380V市電經(jīng)過(guò)配電箱轉換成多路AC220V,通過(guò)控保分機、發(fā)射分機和接收分機完成收發(fā)機柜控制。使用3D虛擬現實(shí)軟陰影技術(shù)加速硬件,并將結果存儲到陰影紋理之中,由此設計虛擬培訓流程。由實(shí)驗結果可知,該系統雷達故障信號精準度可達到99%,故障維修虛擬培訓內容也能解決各種故障問(wèn)題,具有良好培訓效果,有效滿(mǎn)足雷達維修訓練需要。

    • 基于深度學(xué)習的多機械手軌跡規劃系統設計

      2020, 28(11):247-250.

      摘要 (1635) HTML (0) PDF 1.39 M (602) 評論 (0) 收藏

      摘要:目前提出的多機械手軌跡規劃系統路徑規劃精準度低,避障能力差。基于深度學(xué)習對多機械手的規劃系統進(jìn)行設計,通過(guò)研究傳統系統中存在精確度、智能性不足的缺點(diǎn),在設計的系統分別引入了相應的解決條件,在硬件結構的設計中本文應用ISL-320型號的伺服電機提升多機械手的動(dòng)力功能,應用SKT64系列的芯片提升多機械手的路徑精準度;在應用程序設計上應用擬合算法與疊加算法對規劃路徑中的節點(diǎn)精準運算,在提升系統整體精準度的同時(shí)提升了系統的智能程度。實(shí)驗結果表明,基于深度學(xué)習的多機械手軌跡規劃系統路徑與標準路徑十分接近,說(shuō)明該方法的規劃精準度較高,避障能力得到有效增強。

    • 基于A(yíng)DAMS的欠驅動(dòng)三指機械手虛擬設計及參數優(yōu)化

      2020, 28(11):251-255.

      摘要 (892) HTML (0) PDF 2.27 M (422) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現有一款模塊化欠驅動(dòng)三指機械手本身的結構特征不完善,所能實(shí)現的抓取任務(wù)、承載能力有限等問(wèn)題,設計了一種彈簧被動(dòng)自適應手指機構。根據欠驅動(dòng)手指的結構、構件的尺寸、驅動(dòng)規律及構件間相對關(guān)系,以單指為例采用D-H坐標法建立了運動(dòng)學(xué)模型;利用ADAMS軟件對該欠驅動(dòng)手的3種抓取構型進(jìn)行運動(dòng)學(xué)仿真,驗證了結構設計的合理性;在滿(mǎn)足運動(dòng)學(xué)模型準確性的前提下,選出1種抓取構型,以中心滑盤(pán)連接手指處所受應力最小為目標,對基指節內部推桿的長(cháng)度及擺動(dòng)的角度進(jìn)行參數優(yōu)化,有效地增強了欠驅動(dòng)手抓取的多樣性,可為該機械手的設計研究提供可靠的理論依據。

    • 基于STM32 的“模塊化”電子技術(shù)綜合創(chuàng )新平臺的設計與實(shí)現

      2020, 28(11):256-259.

      摘要 (979) HTML (0) PDF 2.91 M (394) 評論 (0) 收藏

      摘要:設計了一款基于嵌入式系統 STM32 的“模塊化”電子技術(shù)綜合創(chuàng )新平臺,包括 “口袋實(shí)驗室式”STM32核心控制板和“電子積木”式功能模塊。其中“電子積木”式功能模塊主要包括輸入與輸出功能模塊、顯示功能模塊、模擬電子技術(shù)功能模塊、數字電子技術(shù)功能模塊、電力電子技術(shù)模塊、傳感器類(lèi)功能模塊、執行機構功能模塊、工業(yè)通信功能模塊、智能家居模塊等9大功能模塊。滿(mǎn)足模電、數電、電力電子、傳感器、單片機、嵌入式及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等課程單項技能實(shí)訓要求,還能夠讓學(xué)生利用STM32核心控制板和“電子積木”式功能模塊,通過(guò)不同技術(shù)方案實(shí)現超聲波測距等綜合創(chuàng )新應用項目。通過(guò)平臺的應用推廣,學(xué)生的知識綜合應用能力和創(chuàng )新能力明顯提升,成效明顯。

    • >智能儀器與傳感技術(shù)
    • 傳感器自適應跟蹤算法研究及仿真系統實(shí)現

      2020, 28(11):260-264.

      摘要 (1644) HTML (0) PDF 2.18 M (529) 評論 (0) 收藏

      摘要:雷達和紅外作為目標跟蹤常用的兩種探測手段,各有其優(yōu)缺點(diǎn),利用雷達高精度的距離測量和紅外高精度的角度測量,通過(guò)信息融合技術(shù)充分實(shí)現二者的優(yōu)勢互補,并結合交互式多模型(IMM)跟蹤思想,給出對目標位置的精確估計;設計基于雷達/紅外多傳感器跟蹤平臺的自適應融合跟蹤算法,實(shí)現根據目標不同運動(dòng)特性進(jìn)行跟蹤模型靈活、合理切換的自適應目標跟蹤,改善對目標的綜合識別,達到更好的跟蹤效果;選取當前工程實(shí)踐中廣泛應用的目標運動(dòng)模型,設計基于VC++環(huán)境的目標跟蹤仿真系統軟件,并利用MFC界面制作技術(shù)創(chuàng )建可視化目標跟蹤仿真軟件平臺,對跟蹤算法性能進(jìn)行驗證。

    • 基于薄膜壓力傳感器的矯形鞋墊個(gè)性化定制方法

      2020, 28(11):265-269.

      摘要 (755) HTML (0) PDF 1.53 M (393) 評論 (0) 收藏

      摘要:矯形鞋墊對治療足部疾病和足部引起的生物力疾病有顯著(zhù)的療效。借助3D打印技術(shù),矯形鞋墊能夠高效、便捷地被制造出來(lái)。鞋墊加厚厚度的變化對患者足底疼痛點(diǎn)位置、足底局部集中力影響很大,嚴重影響矯正效果,鑒于適合患者行走的3D打印矯形鞋墊的設計模型需要有其足底的幾何模型和受力數據,但是現有的模型參數設定大多依賴(lài)于醫生的經(jīng)驗來(lái)量化其大小,為此本文提出了通過(guò)穿戴足底壓力檢測裝置獲取患者的足底壓力數據,依據壓力中心軌跡的位置與大小計算矯形鞋墊局部加厚厚度,經(jīng)過(guò)個(gè)性化定制流程,可以較科學(xué)地實(shí)現矯正目標。

    • 基于GNU Radio的ADS-B信號收發(fā)系統設計

      2020, 28(11):270-276.

      摘要 (1866) HTML (0) PDF 2.48 M (763) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對高集成度ADS-B系統不易開(kāi)展創(chuàng )新性研究的問(wèn)題,基于軟件無(wú)線(xiàn)電設計了一套ADS-B信號收發(fā)系統。首先以可修改形式實(shí)現ADS-B報文編碼、基帶信號生成、前導脈沖檢測、信號解調以及ADS-B信息解碼等自定義GNU Radio模塊的編寫(xiě);然后創(chuàng )建ADS-B發(fā)射機和接收機流圖,驅動(dòng)硬件外設HackRF實(shí)現ADS-B信號的發(fā)射與接收;最后通過(guò)實(shí)驗對各模塊功能及數據接口進(jìn)行測試。實(shí)驗結果表明,該系統設計方案可行,ADS-B信號格式及報文廣播速率符合Do-260B標準,且ADS-B接收機接收靈敏度為-68dBm,信號檢測率達89%。

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