2020, 28(12):1-6.
摘要:電池故障預測和健康管理(Prediction and Health Management, PHM)評價(jià)的主要方法是確定電池的健康狀態(tài)和剩余使用壽命(Remaining Useful Life, RUL),以此保證鋰離子電池安全可靠地工作和實(shí)現壽命優(yōu)化。鋰電池RUL預測不僅是PHM中的熱點(diǎn)問(wèn)題和挑戰問(wèn)題,其預測方法的準確性也會(huì )直接影響電池管理系統(Battery Management System, BMS)的整體性能。介紹了單體電芯測評標準,對影響鋰電池循環(huán)壽命的主要因素進(jìn)行詳細分析。簡(jiǎn)述電池日歷壽命和循環(huán)壽命。概括和總結了近幾年鋰離子電池剩余壽命預測方法,比較不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)。提出了當前實(shí)際應用中預測鋰電池RUL仍存在的關(guān)鍵問(wèn)題并進(jìn)行探討。
2020, 28(12):7-11.
摘要:針對海洋溶菌酶(Marine Lysozyme,ML)發(fā)酵過(guò)程菌體濃度在線(xiàn)檢測難以實(shí)現,離線(xiàn)測量不能反映發(fā)酵過(guò)程當前變化等問(wèn)題,提出了一種基于改進(jìn)磷蝦群—自適應模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )軟測量(HLKH-ANFIS)建模方法。首先利用自適應萊維飛行策略對傳統KH進(jìn)行改進(jìn),從而提升算法的全局搜索能力;同時(shí)利用跳變技術(shù)(HOT)對KH算法位置更新公式進(jìn)行改進(jìn),提高算法的局部尋優(yōu)能力,然后利用改進(jìn)的KH算法對自適應模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )反饋進(jìn)行優(yōu)化,改善其過(guò)度修正和計算量大的問(wèn)題;最后建立基于HLKH-ANFIS的海洋溶菌酶發(fā)酵過(guò)程菌體濃度軟測量預測模型,仿真分析表明:相較于KH-ANFIS預測模型,HLKH-ANFIS模型的誤差較小,具有更好的預測能力,能夠滿(mǎn)足ML發(fā)酵關(guān)鍵參量的在線(xiàn)預測需要。
2020, 28(12):12-16.
摘要:本文針對實(shí)際過(guò)程中可能存在的無(wú)人機GPS欺騙情況,提出了基于多傳感器數據融合的GPS欺騙檢測方法。該方法通過(guò)比較多傳感器慣性導航系統加上Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )修正得到的位置信息與GPS輸出位置信息,從而判斷無(wú)人機GPS是否受到欺騙。該方法有兩個(gè)創(chuàng )新點(diǎn),第一個(gè)是使用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),在不增加傳感器成本的基礎上其有助于提高慣導系統輸出位置信息的精度;第二個(gè)創(chuàng )新點(diǎn)是使用帶延遲的擴展卡爾曼濾波器,用于解決多傳感器數據不同步的問(wèn)題。實(shí)驗結果表明,本文提出的方法能有效的檢測出GPS欺騙,從而保證無(wú)人機的安全飛行。
2020, 28(12):17-20.
摘要:針對艦炮系統在任務(wù)執行過(guò)程中出現性能退化甚至故障,嚴重制約裝備效能發(fā)揮,對維修保障帶來(lái)極大困難的問(wèn)題,提出并設計了一種基于邊緣計算的艦炮故障預測系統。其在Compact RIO數據采集平臺的基礎上,以L(fǎng)abview為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建而成,通過(guò)系統引入邊緣計算技術(shù)架構,在Compact RIO完成數據處理,將數據處理結果上傳至上位機,減少了數據傳輸量,降低了網(wǎng)絡(luò )帶寬的要求,有利于監測系統的集成。該系統設計可以實(shí)現艦炮系統狀態(tài)信號的實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲、狀態(tài)監測與故障預測,減少艦炮系統計劃外維修次數,降低檢維修成本等,顯著(zhù)提高艦炮系統的自主式維修保障能力。
2020, 28(12):21-26.
摘要:濾袋開(kāi)口的檢測與定位在濾袋智能生產(chǎn)過(guò)程中占據著(zhù)至關(guān)重要的地位。但由于濾袋具有柔性的特點(diǎn),常規檢測方法很難有效進(jìn)行,且定位精度也不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。本文提出一種結合可變形卷積與掩碼信息的多尺度目標檢測器,該檢測器使用可變形卷積改進(jìn)主干網(wǎng)絡(luò )高層中的固定卷積,結合特征金字塔技術(shù)實(shí)現多尺度信息融合。然后將所得多尺度信息通過(guò)區域提議網(wǎng)絡(luò )生成候選區域,采用改進(jìn)的Soft-NMS方法進(jìn)行篩選,最終送入檢測頭進(jìn)行識別與分割。本文在濾袋圖像數據集上進(jìn)行了實(shí)驗。結果表明,提出的算法實(shí)現了濾袋開(kāi)口的準確識別與高精度定位。
2020, 28(12):27-31.
摘要:隨著(zhù)工業(yè)化程度的提高,設備的故障預測的重要性日趨提高。提出了一種基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(RNN)的故障預測算法,通過(guò)數據訓練,充分發(fā)掘了RNN對時(shí)間序列數據的擬合能力。RNN故障預測模型由數據處理模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )識別模塊組成。在數據處理模塊中,采用數學(xué)函數分配的方法建立了RNN 模型的訓練樣本和測試樣本。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )識別模塊中,針對當前故障預測技術(shù)中異常點(diǎn)難以確定的問(wèn)題,應用了一種逐步逼近的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )訓練方法。最后利用氣體絕緣開(kāi)關(guān)(GIS)故障數據對該算法進(jìn)行了驗證,結果表明,該方法可以在故障發(fā)生前檢測到故障發(fā)生趨勢,進(jìn)而實(shí)現故障預測,并且能在逐步訓練中確定異常點(diǎn)的位置。
2020, 28(12):32-36.
摘要:使用?CCD成像元件系統和基于動(dòng)態(tài)掃描檢測系統受到噪聲影響,導致輪廓檢測不完整,為解決這一問(wèn)題,提出了基于無(wú)人機遙感影像的建筑物輪廓目標檢測系統設計。依據系統總體架構可確定系統分為數據采集模塊和處理模塊。選擇TLC2543A/D轉換芯片,使控制字從數據輸入終端連續輸入。使用半導體激光傳感器測量位置信息,在雪崩光電二極管上成像。采用MCS-51單片機內部數據存儲器,將正常運行程序傳送到高層,以便?CPU讀取程序。選擇371-4615型號CPU板,協(xié)調控制整機。設計輪廓目標檢測流程,采用激光三角法測量方法計算待測建筑物輪廓目標距離,避免檢測背景噪聲影響。提取建筑物斑塊,拐角點(diǎn)定位,完成建筑物輪廓目標檢測。由實(shí)驗結果可知,該系統不會(huì )受到噪聲影響,能夠確定建筑物輪廓和拐角,對建筑物輪廓目標識別具有一定參考意義。
張舞杰 , 葉鋒 , 謝長(cháng)貴 , 鄧華
2020, 28(12):37-40.
摘要:微鉆的生產(chǎn)制造過(guò)程中,檢測是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節。面對市場(chǎng)對于特種頭型微鉆日益增長(cháng)的需求,提出一種針對特種頭型微鉆的視覺(jué)檢測方法。該方法通過(guò)擬合直線(xiàn)和擬合圓對刃面直徑和芯厚的尺寸進(jìn)行了測量,同時(shí)通過(guò)一種改進(jìn)的直線(xiàn)擬合方法和NURBS樣條曲線(xiàn)擬合方法,擬合出了刃面的標準輪廓,從而實(shí)現對微鉆缺陷有無(wú)判斷以及大小的計算,最后設計了可視化的軟件進(jìn)行實(shí)驗。實(shí)驗結果表明:各種頭型微鉆的尺寸參數測量重復誤差在0.02%以?xún)龋毕輩禍y量重復誤差在2%以?xún)龋惶岢龅姆椒ň哂锌尚校煽浚_的特點(diǎn),能快速且有效的滿(mǎn)足特種頭型微鉆的視覺(jué)檢測。
2020, 28(12):41-47.
摘要:為了滿(mǎn)足設備線(xiàn)纜維修快速性和準確性的需求,減少設備資源和人力的浪費,分析了線(xiàn)纜的故障模式,總結了目前常用的線(xiàn)纜故障檢測方法,主要分為傳統的故障檢測方法和基于反射法的故障檢測方法,其中傳統的故障檢測方法包括電橋法、音頻感應法和行波法,基于反射法的故障檢測基本方法包括時(shí)域反射法和頻域反射法,詳細描述了傳統的故障檢測方法、基于反射法的故障檢測方法的原理和這些方法在線(xiàn)纜檢測過(guò)程中存在的問(wèn)題,并總結了目前基于時(shí)域反射法和頻域反射法與其他的信號處理方法結合的線(xiàn)纜故障檢測,方便了設備線(xiàn)纜維修時(shí)的方法的選擇。最后根據線(xiàn)纜故障檢測方法的發(fā)展現狀,總結了目前線(xiàn)纜故障檢測技術(shù)存在的問(wèn)題,為今后的研究提供了新的方向。
2020, 28(12):48-52.
摘要:針對目前提出的車(chē)間機械手智能防碰撞監測系統監測精準度低,防碰撞效果較差的問(wèn)題,提出基于壓力反饋控制的車(chē)間機械手智能防碰撞監測系統。硬件系統引入自動(dòng)調心裝置,在機械手內部加入兩個(gè)避碰開(kāi)關(guān),將避碰開(kāi)關(guān)與報警器相連接,如果出現碰撞,則發(fā)出警報,引用JCQ1工作監測器與機械手串聯(lián),確定機械手的工作狀態(tài)和動(dòng)作次數。軟件部分依據機械臂運動(dòng)的特點(diǎn),設置機械手雙動(dòng)式液壓缸和臂架單活塞桿雙動(dòng)式液壓缸,通過(guò)壓力反饋計算活塞直徑得到液壓缸直徑,判斷最大流量,將判斷結果與閾值進(jìn)行對比,完成防碰撞軟件監測。實(shí)驗結果表明,基于壓力反饋控制的車(chē)間機械手智能防碰撞監測系統能夠更加精準地控制機械手智能防碰撞監測數據,防碰撞控制精度較高,說(shuō)明所設計系統能夠有效實(shí)現間機械手智能防碰撞。
2020, 28(12):53-56.
摘要:針對傳統兩輪平衡檢測系統易受噪聲等環(huán)境因素影響,導致測量產(chǎn)生誤差的現象,提出基于卡爾曼濾波的兩輪平衡系統設計。選擇SCA610-CA1H1G型號姿態(tài)傳感器,以MEMS技術(shù)為基礎設計姿態(tài)傳感器結構,具備可選擇的多種數據輸出模式。選取36V電源將3個(gè)12V12AH的鉛酸電池利用串聯(lián)在一起,為系統提供充足電源。設計主控芯片Pentium II/III/4系列CPU,將它的狀態(tài)信息描述和對外輸出。設計基于卡爾曼濾波的去噪流程,構建誤差修正模型,通過(guò)四元數轉旋轉矩陣轉移到當前設備坐標系上處理,由此獲取姿態(tài)矩陣從本體坐標系旋轉到另一個(gè)坐標系的過(guò)程,對測量數值進(jìn)行歸一化處理,可得到無(wú)量綱標量。使用定時(shí)采樣三階逼近法,更新四元數,完成姿態(tài)檢測。由實(shí)驗結果可知,無(wú)論是在0-15dB噪聲環(huán)境,還是15-30dB噪聲環(huán)境下,系統監測精準度最高為92%,為汽車(chē)、航天領(lǐng)域提供設備支持。
2020, 28(12):57-61.
摘要:目前設計的發(fā)動(dòng)機葉片裂紋檢測系統存在裂紋感應電壓能力差的問(wèn)題,導致缺陷信號峰值檢測結果誤差較大,為此提出基于Harris-SUSAN算法設計一種新的發(fā)動(dòng)機葉片裂紋檢測系統。利用傳感器中高靈敏度的二軸霍尼韋爾各向異性磁阻(AMR)元件,分析水平與垂直方向范圍內的磁場(chǎng)分布與變化情況,設計傳感器,選擇旋轉電磁激勵臺實(shí)現激勵臺的旋轉磁化。引用Harris-SUSAN算法設定檢測程序,計算興趣值確定最優(yōu)點(diǎn),比較磁場(chǎng)強度,檢測發(fā)動(dòng)機葉片裂紋。實(shí)驗結果表明,基于Harris-SUSAN算法的發(fā)動(dòng)機葉片裂紋檢測系統能夠有效提高裂紋感應電壓能力,增強缺陷信號峰值檢測結果檢測準確率。
顧昭 , 于立華 , 溫冬青 , 薛利豪 , 施維茹 , 王桂友
2020, 28(12):62-64.
摘要:針對供氧面罩防窒息活門(mén)性能檢測,及其對人體呼吸模式影響的研究需求,研制了多參數采集、分析及統計一體的供氧面罩防窒息活門(mén)測試系統。該系統基于CompactDAQ平臺,以面罩壓、通氣流量信號采集為基礎,采用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā),可對開(kāi)啟壓力、吸氣阻力、通氣流量峰值、潮氣量、呼吸頻率等參數進(jìn)行分析統計。通過(guò)實(shí)驗驗證,該系統具備了對防窒息活門(mén)主要性能檢測,及人體呼吸參數分析統計的能力。該系統便于攜帶,擴展性強,人機界面友好,運行可靠,較好的滿(mǎn)足了防窒息活門(mén)檢測、研究的需求,同時(shí)該系統的設計方法為供氧面罩其他性能參數的檢測的提供了一種思路
2020, 28(12):65-69.
摘要:變制冷劑流量(VRV)空調系統由于其舒適性、環(huán)保性和節能性得到了廣泛的應用,但是系統具有多變量、非線(xiàn)性、強耦合等特點(diǎn)。對于這個(gè)問(wèn)題,在VRV空調系統房間模型基礎上,應用仿真實(shí)驗以及數學(xué)建模的方式建立蒸發(fā)器過(guò)熱度、制冷劑質(zhì)量流量以及電子膨脹閥的數學(xué)關(guān)系,通過(guò)前饋控制滿(mǎn)足了有效抵消各蒸發(fā)器之間耦合量的需求;通過(guò)模糊PID控制器可以體現不同蒸發(fā)器之間的耦合關(guān)系,同時(shí)通過(guò)模糊補償器還可以提高系統建模的精度。最后經(jīng)過(guò)仿真和實(shí)驗結果發(fā)現,經(jīng)過(guò)模糊PID控制以及前饋控制以后,其他房間由于耦合性對于被控房間所造成的的擾動(dòng)可以被有效抵消,實(shí)現了被控房間的穩定運行的目的。通過(guò)設計和實(shí)驗仿真證明了模糊PID控制器的有效性以及前饋模糊控制器良好的控制性。
2020, 28(12):70-75.
摘要:針對具有不確定性與參數時(shí)變性的鐘擺式噴桿主動(dòng)懸架系統的運動(dòng)控制問(wèn)題,設計出一種基于間接型自適應模糊控制方法的噴桿位姿主動(dòng)控制器。為一種結構簡(jiǎn)單、成本低廉且應用廣泛的鐘擺式噴桿主動(dòng)懸架系統建立了數學(xué)模型,并在此基礎上,為了不失一般性,對系統模型進(jìn)行了輸入輸出線(xiàn)性化變換。應用間接自適應模糊控制方法克服由于系統不確定性以及外部干擾帶來(lái)的一些負面影響。此外,應用Lyapunov綜合法設計控制器中調整參數的自適應律。仿真結果表明,所提出的控制方法具有快速響應性以及較強的自適應性和魯棒性。所設計的控制器有利于提高植保機的噴霧均勻性及噴桿的穩定性。
2020, 28(12):76-80.
摘要:針對滑跑型無(wú)人機回收階段對下滑角跟蹤以及觸地時(shí)姿態(tài)角的高要求,設計了一種無(wú)人機滑降著(zhù)陸控制方式。首先,給出了滑降控制系統結構圖,在此基礎上分別進(jìn)行了滑降橫側向控制器和滑降縱向控制器的設計,具體進(jìn)行了直線(xiàn)航跡和圓航跡的控制方法以及下滑段的高度控制量算法的分析。然后,進(jìn)行了滑降著(zhù)陸控制模式設計,將滑降過(guò)程分解為降高、平飛、下滑以及拉平四個(gè)階段分別進(jìn)行設計,并在拉平階段給出了俯偏航距仰角控制量與離地高度的關(guān)鍵技術(shù)公式。仿真結果表明,該無(wú)人機滑降著(zhù)陸控制系統平飛段偏航距小于5m,接地時(shí)偏航距約為0m;平飛段高度跟蹤誤差為0m,下滑段高度跟蹤誤差2m;落地姿態(tài)角為0.4度。具有高度控制誤差小、偏航距離短、落地姿態(tài)角安全性高的優(yōu)點(diǎn),能滿(mǎn)足滑跑無(wú)人機對滑降階段的控制要求。
2020, 28(12):81-85.
摘要:由于火電廠(chǎng)過(guò)熱蒸汽溫度控制具有大延遲、大慣性、非線(xiàn)性、強時(shí)變性的特性,傳統PID控制算法難以實(shí)現良好的控制效果。為了優(yōu)化火電廠(chǎng)過(guò)熱汽溫控制,提出了一種基于DMC的改進(jìn)串級PID控制算法。該算法采用DMC改進(jìn)主控制器輸入參數,預測未來(lái)輸出值,通過(guò)預測值與實(shí)際值的差值實(shí)現輸入參數的校正。仿真結果分析表明,該算法與傳統PID控制算法相比降低了過(guò)熱蒸汽溫度的超調量,縮短了汽溫控制的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間,提高了控制系統的抗擾動(dòng)能力,使控制系統的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能有了極大改善。
2020, 28(12):86-89.
摘要:針對車(chē)輛管理系統在新舊系統銜接過(guò)程中出現的問(wèn)題,以數據中轉服務(wù)器為基礎,構建了用于新舊系統銜接的框架。在該框架中,采用高性能Netty架構實(shí)現了大規模并發(fā)車(chē)輛數據的實(shí)時(shí)接收與轉發(fā);采用協(xié)議轉換的技術(shù)解決了新舊系統通訊協(xié)議不一致的問(wèn)題;采用數據緩存配合延遲入庫的方法對大規模車(chē)載傳感信息的實(shí)時(shí)接收、動(dòng)態(tài)表達和批量入庫進(jìn)行了實(shí)現。實(shí)例表明,該方法能夠很好的實(shí)現新舊系統的銜接,并有效的解決了銜接過(guò)程中數據并發(fā)、協(xié)議轉換、批量入庫等問(wèn)題。
2020, 28(12):90-94.
摘要:為了克服傳統控制器控制四旋翼姿態(tài)效果差的問(wèn)題,提出了基于自抗擾解耦模型的四旋翼姿態(tài)控制器設計。硬件結構通過(guò)通過(guò) PCIE-PCI 轉接卡和運動(dòng)控制板卡連接計算機,借助運動(dòng)控制板卡計算四旋翼電機控制量;選用MACH4運動(dòng)控制板卡有效控制四旋翼姿態(tài)加速度;選擇JQX-13F型號繼電器,在電氣輸出電路中形成控制量階躍性改變,借助小電流去操控大電流,有效控制四旋翼姿態(tài)角速度;使用MS-S3型號帶數顯伺服驅動(dòng)器,可根據負載不同自動(dòng)調節驅動(dòng)器輸出電流大小。以Cortex- M4內核結構為基礎設計微控制器,有效控制四旋翼姿態(tài)角。分析四旋翼姿態(tài)控制器受力情況,構建自抗擾解耦模型,在滾轉角、俯仰角和偏航角支持下,計算螺旋槳中心至機體坐標原點(diǎn)的距離、慣性力矩,借助Visual C++6.0設計控制流程。實(shí)驗結果表明,以X軸為例,采用所設計控制器得到四旋翼加速度平均值為0.8m/s2、角速度平均值為6.08m/s、姿態(tài)角平均值為10.5°,與實(shí)際情況相符合,表明該控制器能夠實(shí)現飛行姿態(tài)的穩定控制。
2020, 28(12):95-98.
摘要:某機載特種設備懸掛于飛機外部,艙內精密儀器對溫度敏感,需要工作在10℃~30℃溫度范圍內。研究設計了一種適用于某機載特種設備艙的高可靠溫度控制系統,系統采用純硬件電路控制加溫通路,通過(guò)軟件上報溫控系統工作狀態(tài)。為了提高系統可靠性,采取了分區獨立控制設計、溫度傳感器和電加溫元件冗余設計、溫度控制電路三判二設計等多種措施。測試和試驗結果表明,溫度采集精度優(yōu)于0.4℃,加溫通路接通的精度優(yōu)于0.4℃,加溫通路斷開(kāi)的精度優(yōu)于0.2℃,溫控系統可以將艙內溫度穩定控制在10℃~30℃范圍內。
2020, 28(12):99-103.
摘要:針對二自由度分數階PID控制器設計的參數多,結構復雜等復雜問(wèn)題,提出了一種基于D分解法和主導極點(diǎn)配置的新型參數整定方法。其基本原理首先基于動(dòng)態(tài)響應指標約束進(jìn)行主導極點(diǎn)配置,在確保閉環(huán)系統的響應特性良好的條件下確定系統超調量和調節時(shí)間,由此經(jīng)過(guò)轉換得到未知參數之間的函數關(guān)系。其次,使用D分解法,將未知參數在不影響的控制性能的條件下由多減少,再由相關(guān)參數取得系統性能穩定的參數域中優(yōu)化,最后以差分進(jìn)化算法為導向,以?xún)煞N方法取得的相關(guān)約束條件為指標取得最優(yōu)控制器參數,在確保所選極點(diǎn)的優(yōu)勢下使所設計的控制器達到理想的控制性能。最終,將所設計的控制器通過(guò)應用在整數階和分數階被控對象上,使用仿真驗證新方法的魯棒性和快速性,同時(shí)也表現了新方法的有效性和實(shí)用性。
2020, 28(12):104-107.
摘要:提出一種基于CAN總線(xiàn)的分布式控制系統設計方案,該總線(xiàn)主要搭載任務(wù)控制系統、導航控制系統、運動(dòng)控制系統、安保系統四個(gè)節點(diǎn)。將自主水下航行器的功能分布到不同的控制節點(diǎn),具有較好的體系結構,且便于維護與升級。不同于集中式控制系統,當系統內需增加其他功能模塊時(shí),無(wú)需修改硬件部分可直接接入控制系統,便于控制具有很好的實(shí)時(shí)性與可擴展性。最后通過(guò)湖試結果顯示,自主水下航行器航行穩定,分布式控制系統運行良好,驗證了該設計的可靠性與有效性。
2020, 28(12):108-111.
摘要:傳統智能監控可疑動(dòng)態(tài)物體定位系統的定位軌跡與實(shí)際運行軌跡相差較大,導致運行定位時(shí)間過(guò)長(cháng)。為解決上述問(wèn)題,基于區塊鏈技術(shù)設計了一種新的智能監控可疑動(dòng)態(tài)物體定位系統的定位系統。依據區塊鏈技術(shù)去中心化和不可篡改性實(shí)現數據安全管理,基于此分別優(yōu)化了系統的硬件和軟件。選擇s3c2440芯片作為硬件的核心芯片,通過(guò)核心處理器、硬盤(pán)、天線(xiàn)以及其他元件構成硬件結構,利用SPI與硬盤(pán)外圍接口連接,使用SOC芯片能夠同時(shí)支持GPS的頻點(diǎn),實(shí)現定位。由驅動(dòng)軟件、通訊協(xié)議、驅動(dòng)監控、系統內核設計μC/OS-II的體系架構,遵循數據存儲原則對可疑動(dòng)態(tài)物體運行狀態(tài)進(jìn)行判斷。實(shí)驗結果表明,基于區塊鏈技術(shù)的智能監控可疑動(dòng)態(tài)物體定位系統與實(shí)際運行軌跡吻合度較高,能夠在短時(shí)間內實(shí)現定位。
2020, 28(12):112-116.
摘要:目前提出的低軌航天器星間通信鏈路控制系統控制速率低,導致俯仰角和方位角響應能力差,角速度、角加速度、角度指向的誤差較大。針對上述問(wèn)題,基于GEO設計一種新的低軌航天器星間通信鏈路控制系統,分析低軌航天器星間通信鏈路,利用星間信號發(fā)射器、信號接收傳感器、發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)和高增益天線(xiàn),確定數據編碼,確定數據傳輸方式。分別設計星地鏈路協(xié)議控制程序和星間鏈路協(xié)議控制程序,實(shí)現協(xié)議之間的控制。實(shí)驗結果表明,基于GEO的低軌航天器星間通信鏈路控制系統控制速率高,具有較強的響應能力,控制參數魯棒性強,能夠有效降低角速度、角加速度、角度指向的誤差。
2020, 28(12):117-121.
摘要:在異構環(huán)境下無(wú)線(xiàn)傳感大數據受到網(wǎng)絡(luò )入侵影響,容易出現數據丟包率高且傳輸效率低的問(wèn)題,因此設計了異構環(huán)境下無(wú)線(xiàn)傳感大數據跨域傳輸安全控制系統。根據異構環(huán)境下無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )結構,設計由數據采集模塊、處理模塊和顯示模塊組成的系統總體結構。選擇SY AD 08T型號數據信號采集器,監控現場(chǎng)數據采集顯示結果;使用Ryzen 3 2200G型號核心處理器支持自適應動(dòng)態(tài)擴頻,執行處理指令;通過(guò)控制電路中電壓值范圍,調節電流強度。軟件設計部分利用高維數據空間降維改進(jìn)算法,借助ELM分類(lèi)器檢測大數據跨域傳輸入侵情況,利用通信竊聽(tīng)方式添加噪聲控制接收端信噪比上限,以此控制跨域傳輸噪聲。融合信道編碼糾錯與密碼流擾亂,限制數據解碼時(shí)間,阻止非正常渠道竊聽(tīng)。在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境和配置清單支持下進(jìn)行實(shí)驗驗證分析,由實(shí)驗結果可知,該系統丟包率低于1.5%,大數據傳輸效率最高為98%,有效增強了大數據跨域傳輸安全性。
2020, 28(12):122-125.
摘要:對兩棲裝甲車(chē)輛水動(dòng)力學(xué)模型的構建以及基于水上航行耐波穩定性的橫搖運動(dòng)進(jìn)行了探索。首先建立了兩棲裝甲車(chē)輛由陸入水的動(dòng)力學(xué)模型,并進(jìn)行了仿真分析;而后將模型試驗與融入遺傳算法的系統辨識思想相結合,構建了對于兩棲裝甲車(chē)輛搖蕩運動(dòng)的辨別模型;最后通過(guò)對車(chē)輛在水上的橫搖運動(dòng)試驗設計及側體方案布置,對辨別模型的應用效果進(jìn)行了驗證。通過(guò)研究發(fā)現,水動(dòng)力學(xué)模型能夠對兩棲裝甲車(chē)輛由陸入水時(shí)的車(chē)體穩定性情況進(jìn)行準確描述,基于遺傳算法的系統辨識方法能夠分段辨識兩棲裝甲車(chē)輛的橫搖運動(dòng),為車(chē)輛水上航行穩定性的研究提供了借鑒。
2020, 28(12):126-129.
摘要:測試性作為裝備通用質(zhì)量特性之一,在艦船裝備研制中逐漸受到重視,隨著(zhù)艦船綜合電力技術(shù)的發(fā)展與應用,電力電子設備的作用越來(lái)越關(guān)鍵,針對當前艦船電力電子設備未考慮測試性設計的問(wèn)題,研究了某型艦船逆變器的測試性設計與分析方法。首先分析了艦船逆變器的結構和工作特點(diǎn),并結合維修保障要求對其進(jìn)行層次劃分;然后對艦船逆變器進(jìn)行了故障模式、影響及危害性分析,并基于多信號流圖模型,利用TEAMS軟件建立了測試性模型;最后將測試性定量指標分配至可更換單元,為后續艦船逆變器的診斷設計等工作打下基礎,并給同類(lèi)型設備測試性技術(shù)的研究提供一些參考。
2020, 28(12):130-134.
摘要:針對陸基武器捷聯(lián)慣導的快速精確初始對準問(wèn)題,對車(chē)載武器在俯仰機動(dòng)下的傳遞對準方法進(jìn)行了研究。首先,以發(fā)射車(chē)定位定向系統作為主慣導,根據“速度+姿態(tài)陣”匹配傳遞對準原理,建立了子慣導姿態(tài)誤差方程和速度誤差方程;其次,基于可觀(guān)測性矩陣奇異值分解的可觀(guān)測度分析方法,分析了僅有俯仰機動(dòng)時(shí)各狀態(tài)變量的可觀(guān)測度;最后,對所提出方法的對準精度進(jìn)行仿真計算,其結果表明,狀態(tài)變量的估計效果與可觀(guān)測度分析一致,對準誤差在10s內達到角分級。
2020, 28(12):135-138.
摘要:為了解決模型進(jìn)出試驗段安裝和拆卸問(wèn)題,提出在結冰風(fēng)洞試驗段上頂面設計自動(dòng)開(kāi)閉頂蓋,利用行車(chē)吊裝模型進(jìn)出的方法,研制了外形超12m2、重近5t、定位精度1mm的移動(dòng)頂蓋自動(dòng)開(kāi)閉裝置。在結冰風(fēng)洞試驗段上壁板中心設計與移動(dòng)頂蓋同尺度的開(kāi)孔,移動(dòng)頂蓋安裝在提升機構的下端,通過(guò)四軸同步提升機構垂直升降,用于打開(kāi)或關(guān)閉上壁板開(kāi)孔;平移機構帶動(dòng)提升機構和移動(dòng)頂蓋,沿試驗段上框架頂部龍門(mén)結構的兩側支撐軌梁的滑軌水平移動(dòng),使移動(dòng)頂蓋從風(fēng)洞上壁面中心移動(dòng)到過(guò)渡擴散段頂部;研制了升降、平移兩軸伺服控制系統,實(shí)現了大載荷移動(dòng)頂蓋自動(dòng)升降和平移控制,解決了移動(dòng)頂蓋結構設計、大載荷四軸同步提升時(shí)絲杠間相互別勁、高精度定位控制等問(wèn)題。系統達到設計指標,已經(jīng)應用到結冰風(fēng)洞試驗中,提高了試驗模型更換效率。
2020, 28(12):139-143.
摘要:隨著(zhù)頭戴式顯示設備的發(fā)展,基于虛擬現實(shí)(Virtual Reality,VR)的教育培訓隨之流行開(kāi)來(lái)。在基于VR設備的教育培訓中,存在用戶(hù)與設備間進(jìn)行交互的場(chǎng)景。在這些場(chǎng)景中,VR設備對使用者頭部姿態(tài)的感知尤為重要。為了保證較高的姿態(tài)解算精度,同時(shí)降低系統的計算量,設計了四種基于頭戴式慣性測量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)的姿態(tài)解算方法,并對比了這四種算法的姿態(tài)解算精度和運算效率。實(shí)驗結果表明,相比于其他三種算法,使用四元數微分方程的三階泰勒展開(kāi)遞推式更新四元數,同時(shí)利用間接擴展卡爾曼濾波器融合地磁信息進(jìn)行修正的姿態(tài)解算方法保證了較高的解算精度和較少的運算時(shí)間。該基于地磁修正+三階泰勒展開(kāi)法的頭部姿態(tài)感知算法計算所得歐拉角與SBG公司生產(chǎn)的IG-500N型號IMU中提供的姿態(tài)角具有1.1×10-2度的總體平均偏差,且該算法使用MATLAB R2013a平臺計算14000組數據的耗時(shí)為5.1秒。
2020, 28(12):144-148.
摘要:由于在實(shí)裝上進(jìn)行衛星地面測試的日常訓練可能會(huì )造成設備的嚴重損耗,不能用真實(shí)衛星作為日常訓練對象。通過(guò)分析大量衛星的供配電特性,設計半實(shí)物供配電設備模擬器,用其代替真實(shí)部件引入閉環(huán)回路,實(shí)現衛星內部供配電分系統的實(shí)物等效。以計算機為核心實(shí)現數據采集及數據處理系統,并可實(shí)時(shí)接收遙控指令、模擬生成遙測數據,配合地面測試系統響應測試流程。硬件實(shí)物仿真設計了數據采集、信號產(chǎn)生等硬件板卡,實(shí)現配電等效、指令等效、測量等效的功能。模擬器整體設計以PXI總線(xiàn)為接口,滿(mǎn)足了系統的模塊化及通用化設計,可方便實(shí)現其他模擬器的組合及擴展。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)運行表明及用戶(hù)實(shí)際測試表明,該設備可完全替代衛星供配電分系統實(shí)現衛星電氣性能模擬,有效配合地面測試人員的日常訓練。
2020, 28(12):149-154.
摘要:針對目前圖像視覺(jué)領(lǐng)域對輸電線(xiàn)路缺銷(xiāo)螺絲部件研究較少,且在傳統圖像處理方法上,螺絲的識別精度不高等問(wèn)題。文章采用一種基于上下文語(yǔ)義分割信息的缺銷(xiāo)螺絲識別方法,在Deeplab v3+網(wǎng)絡(luò )的基礎上,對輸電線(xiàn)路數據集進(jìn)行圖像裁剪分塊和自適應Gamma校正增強預處理,將缺銷(xiāo)螺絲識別的mIoU提升了17%左右;對于普通螺絲誤識別,提出了結合上下文語(yǔ)義分割信息的方法,將分割出缺銷(xiāo)螺絲區域分別和周?chē)舾刹考^域進(jìn)行拓撲關(guān)系分析,根據拓撲關(guān)系類(lèi)別排除誤識別到的普通螺絲。通過(guò)多組實(shí)驗結果表明,采用預處理和結合上下文語(yǔ)義信息的缺銷(xiāo)螺絲識別方法要優(yōu)于Deeplab v3+算法。
2020, 28(12):155-160.
摘要:針對北斗導航系統對星間網(wǎng)絡(luò )的測量與數傳業(yè)務(wù)需求,提出一種基于啟發(fā)式遺傳算法的網(wǎng)絡(luò )拓撲優(yōu)化設計方法,首先通過(guò)理論分析制定了拓撲規劃的基本原則,給出一個(gè)能滿(mǎn)足大部分需求的拓撲框架,以此作為初值,利用遺傳算法對拓撲進(jìn)行了優(yōu)化,在路由規劃中采用了分時(shí)以最短時(shí)延為原則的路由算法,最后,對星間網(wǎng)絡(luò )測量指標進(jìn)行了統計分析,以星間數據傳輸和星星地數據下傳作為星間網(wǎng)絡(luò )數據傳輸的典型工況,對星間網(wǎng)絡(luò )拓撲路由規劃的結果進(jìn)行了邏輯仿真驗證,仿真結果表明,該網(wǎng)絡(luò )拓撲規劃能滿(mǎn)足導航星座常規業(yè)務(wù)的基本測量與數傳需求,為解決導航星座星間網(wǎng)絡(luò )的復雜運行管理提供了一種解決問(wèn)題的思路。
2020, 28(12):161-165.
摘要:針對在推薦系統領(lǐng)域中常用數據集的數據分布不平衡、稀疏性大和用戶(hù)評分偏好不同等問(wèn)題,提出了基于難分樣本挖掘的對抗自編碼器推薦模型。考慮到用戶(hù)偏好差異,使用均模型對數據集進(jìn)行特征提取處理,在保留數據統計學(xué)特征的同時(shí),降低了計算復雜度。之后,基于三元組損失算法對經(jīng)過(guò)均模型處理的數據集進(jìn)行難分樣本挖掘。通過(guò)對數據集樣本進(jìn)行正負分類(lèi),提升了訓練樣本質(zhì)量。再將正負樣本分類(lèi)后的數據分別作為對抗自編碼器的輸入,從重構和對抗兩方面共同對評分預測模型進(jìn)行訓練。同時(shí),采用Adam優(yōu)化算法為不同參數單獨計算更新梯度。實(shí)驗結果表明,該推薦模型顯著(zhù)提升了推薦性能,多項指標優(yōu)于基線(xiàn)模型。基于難分樣本挖掘的推薦自編碼器推薦系統具有一定實(shí)用價(jià)值。
2020, 28(12):166-171.
摘要:為了追求節能減排與凈利潤最大化,建立一種置換流水車(chē)間訂單接受與調度模型。禁忌搜索是一類(lèi)啟發(fā)式全局搜索算法,傳統禁忌搜索對初始解依賴(lài)較大,沒(méi)有對考慮能效的置換流水車(chē)間調度問(wèn)題進(jìn)行更深入的優(yōu)化。鑒于問(wèn)題的復雜性,提出了一種節能混合禁忌搜索算法,結合了NEH構造啟發(fā)式算法的優(yōu)勢,并在該算法中設計了訂單接受與拒絕編碼方式、能耗調整與交貨期配置策略。最后采用大量隨機實(shí)例對性能進(jìn)行分析。實(shí)驗結果表明,通過(guò)上述改進(jìn),改善了算法的全局搜索能力與解決復雜模型的尋優(yōu)能力,節能混合禁忌搜索較單一算法而言性能更優(yōu),可以有效增加企業(yè)總凈利潤,降低能源消耗。
2020, 28(12):172-175.
摘要:針對當前遙操作工程機器人雙目視覺(jué)定位技術(shù)匹配精準度低,導致定位誤差過(guò)大的問(wèn)題,提出種基于OpenCV改進(jìn)的遙操作工程機器人雙目視覺(jué)定位技術(shù)。在分析HSV色彩空間后,建立適合工程機器人的顏色特征識別空間體系,通過(guò)分析圖像特征及運動(dòng)坐標確定圓形光點(diǎn),利用提供的靶點(diǎn)目標,創(chuàng )建模板后通過(guò)雙目視覺(jué)獲取具有靶點(diǎn)特征的其他圖像,將圖像代入OpenCV技術(shù)函數庫中。在OpenCV技術(shù)函數庫中通過(guò)光流法對圖像進(jìn)行函數匹配,應用將目標的背景模型與圖像的處理方式分割開(kāi)來(lái),提取背景與干擾因素的全部信息,利用二值化閾值處理運動(dòng)目標的形態(tài),實(shí)現無(wú)干擾圖像顯示,確保定位結果的準確性。實(shí)驗結果表明,基于OpenCV的遙操作工程機器人雙目視覺(jué)定位技術(shù)能夠有效提高匹配精度,降低定位誤差,具有一定的實(shí)際應用價(jià)值。
2020, 28(12):176-180.
摘要:近幾年,目標跟隨技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。核相關(guān)濾波跟蹤算法通過(guò)循環(huán)矩陣構造訓練樣本,將時(shí)域的卷積轉換到頻域的點(diǎn)乘完成濾波器的訓練,降低計算復雜度,跟蹤速度較快。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型深度特征表征能力較強,可以充分利用圖像信息,跟蹤精度較高。將兩種算法優(yōu)勢互補,構造一種卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與核相關(guān)濾波算法融合型改進(jìn)算法。即在線(xiàn)下階段訓練模型,分層提取孿生網(wǎng)絡(luò )的深度特征,然后通過(guò)相關(guān)濾波器快速計算出最大響應圖,預測目標所在位置。因此,改進(jìn)后的算法在保持核相關(guān)濾波跟蹤算法實(shí)時(shí)性的同時(shí),可以大幅提高跟蹤精度。
2020, 28(12):181-185.
摘要:為提高光幕靶測速精度和彈徑適應范圍,設計了一種光幕靶用自動(dòng)調節增益的對數放大電路,擴大信號處理電路的測試動(dòng)態(tài)范圍。論文分析矩形探測光幕和扇形探測光幕兩類(lèi)典型光幕靶式光幕工作原理,分析彈丸過(guò)幕信號幅值與彈丸直徑和過(guò)幕位置之間的關(guān)系。依據對數放大電路特性設計了基于TL441芯片的電壓型對數放大電路和LOG112芯片的電流型對數放大電路,對設計的電路進(jìn)行對數放大特性和動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行測試。試驗結果表明,設計的信號處理電路的輸入輸出信號幅值具有對數特性,其動(dòng)態(tài)范圍可達31dB,提高了光幕靶的測試動(dòng)態(tài)范圍,滿(mǎn)足各口徑彈丸的速度測量。
2020, 28(12):186-190.
摘要:網(wǎng)絡(luò )控制系統是通過(guò)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )來(lái)形成閉環(huán)反饋的控制系統。網(wǎng)絡(luò )的介入會(huì )帶來(lái)許多不確定因素,包括網(wǎng)絡(luò )誘導時(shí)延和數據包丟失以及量化誤差,它們會(huì )影響系統的穩定性,嚴重時(shí)甚至會(huì )導致系統失穩。本文針對短時(shí)延網(wǎng)絡(luò )控制系統,考慮傳感器-控制器和控制器-執行器兩個(gè)通道都存在數據包丟失,在傳感器到控制器端設立量化器,將系統建模為一個(gè)異步動(dòng)態(tài)系統,利用異步動(dòng)態(tài)系統指數穩定性理論、線(xiàn)性矩陣不等式工具分析了閉環(huán)系統穩定性,并基于MATLAB軟件的線(xiàn)性矩陣不等式(LMI)工具箱實(shí)驗仿真進(jìn)行有效性驗證,結果證明了方案的可行性,最后給出控制器參數的設計方法。
2020, 28(12):191-196.
摘要:為提高明文圖像和密鑰在加密算法的敏感性和不可預測性,設計了一種基于混合混沌系統和ECG信號相結合的圖像加密算法。ECG信號因人而異且難以模仿和復制。首先利用wolf算法計算出隨機性強的ECG信號特征值,以及生成明文圖像的SHA-256哈希值,用于計算混合混沌系統和ZigZag變換的初始條件;其次利用改善的ZigZag變換對明文圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)置亂,并進(jìn)行DNA動(dòng)態(tài)編碼;最后對置亂的圖像按照一定的方法完成擴散過(guò)程。通過(guò)理論分析和實(shí)驗結果表明,該加密算法對明文圖像和ECG信號高度敏感,具有密鑰空間大的優(yōu)點(diǎn),能夠有效地抵抗已知明文、選擇明文攻擊、抗窮舉攻擊和差分攻擊。
2020, 28(12):197-201.
摘要:針對基于TSC695F處理器的星載計算機模擬在軌飛行測試中CPU板異常復位問(wèn)題進(jìn)行研究。通過(guò)使用邏輯分析儀捕捉過(guò)程數據,定位問(wèn)題發(fā)生部位,發(fā)現導致星載計算機復位的根本原因是數據裝載出錯。結合芯片驅動(dòng)能力限度參數分析,發(fā)現CPU板實(shí)際驅動(dòng)負載的數量是決定TSC695F處理器是否復位的重要因素,負載一旦超過(guò)芯片驅動(dòng)能力上限,即會(huì )容易造成數據裝載出錯,從而造成復位發(fā)生。最后通過(guò)仿真和實(shí)驗驗證了理論分析的正確性,并提出了改進(jìn)方案。
2020, 28(12):202-206.
摘要:針對傳統Canny邊緣檢測算法對噪聲圖像的去噪效果不佳,以及雙閾值需要預先設定的問(wèn)題,提出了一種基于改進(jìn)Canny算法的噪聲圖像的邊緣檢測。首先構建自適應高斯濾波器對曲度算子進(jìn)行改進(jìn),得到優(yōu)化的二值邊緣圖;然后基于最大類(lèi)間方差法構建了灰度梯度映射函數,確定最佳的雙閾值;最后對二值邊緣圖進(jìn)行雙閾值檢測以及邊緣連接。實(shí)驗結果表明,改進(jìn)算法與現有Canny算法相比,在不同類(lèi)型噪聲和不同濃度噪聲的環(huán)境下,改進(jìn)算法提高了對噪聲圖像邊緣檢測的性能,其中PSNR值平均提高了1.9%,MSE值平均降低了1.6%,且具有自適應性強、運行效率高的優(yōu)點(diǎn)。
王亞?wèn)| , 劉澤 , 霍繼偉 , 趙鵬飛 , 王成飛 , 袁偉
2020, 28(12):207-212.
摘要:電磁層析成像逆問(wèn)題根據靈敏場(chǎng)的邊界測量值,通過(guò)合適的圖像重建算法重建出物場(chǎng)區域內具有電導率或者磁導率的物體的分布情況,是電磁層析成像技術(shù)的核心。在逆問(wèn)題求解的過(guò)程中,存在嚴重的不適定性,導致求解結果不準確,這主要是由于在圖像重建過(guò)程中靈敏度矩陣的病態(tài)性所導致的。為了改善靈敏度矩陣的病態(tài)程度,提高成像質(zhì)量,文章提出將人群搜索算法引入到電磁層析成像圖像重建中,利用人群搜索算法對靈敏度矩陣進(jìn)行優(yōu)化,降低其條件數,改善病態(tài)程度,然后采用Landweber迭代算法進(jìn)行圖像重建驗證效果。仿真結果表明,人群搜索算法能夠明顯降低靈敏度矩陣的條件數,從而有效提高圖像重建結果。
2020, 28(12):213-216.
摘要:為了解決SRAM型FPGA和配置存儲器中存在的單粒子反轉現象導致的FPGA工作異常和配置失敗問(wèn)題,同時(shí)滿(mǎn)足FPGA類(lèi)產(chǎn)品在總裝后可以通過(guò)和地面通信接口實(shí)現遠程更新的需求,提出了三種基于Xilinx FPGA的軟件重構方法。對于7 系列以下FPGA,采用ASIC在線(xiàn)重構技術(shù),通過(guò)JTAG和SPI接口控制配置存儲器讀寫(xiě)實(shí)現在線(xiàn)重構,該方法簡(jiǎn)單,適用于多板卡應用場(chǎng)景;對于7系列FPGA,采用MultiBoot多鏡像技術(shù)實(shí)現多鏡像啟動(dòng),通過(guò)直接更新M鏡像的方式實(shí)現在線(xiàn)重構功能,該方法不需要外部控制芯片,電路簡(jiǎn)單,設計方便,適用于單芯片控制場(chǎng)合;針對ZYNQ類(lèi)芯片,利用其內部的BootROM和FSBL功能,在配置存儲器中通過(guò)多鏡像方式實(shí)現在線(xiàn)重構設計,適用于高性能應用場(chǎng)景。三種方法保證了FPGA可靠啟動(dòng),同時(shí)具備在線(xiàn)更新功能,可以保證在更新失敗的情況下,依然可以運行舊版本或可以重新對其進(jìn)行配置,增強了系統的安全性和可靠性。
2020, 28(12):217-221.
摘要:通過(guò)資源調度優(yōu)化提升云計算的效率并降低數據中心能耗是云計算領(lǐng)域的主要研究?jì)热葜弧AW尤核惴ǔS糜诮鉀Q資源調度問(wèn)題,然而粒子群算法在云計算資源調度應用中算法初期收斂速度快,后期收斂速度緩慢,易陷入局部尋優(yōu)。本文提出了一種自適應改進(jìn)的粒子群算法用于云計算資源調度問(wèn)題的研究,該算法通過(guò)自適應改進(jìn)粒子的個(gè)體學(xué)習因子和社會(huì )學(xué)習因子,以提高算法的全局探索能力,使得粒子逼近更優(yōu)解。實(shí)驗結果表明:本文提出的自適應粒子群算法不僅具備良好的收斂性和全局尋優(yōu)能力,同時(shí)能夠大幅度降低云資源調度中任務(wù)隊列的總完成時(shí)間。
2020, 28(12):222-226.
摘要:作為新技術(shù)和新生產(chǎn)力水平基礎上涌現出來(lái)的產(chǎn)物,以全新設計理念研制的現代小衛星相較于傳統大衛星在功能密度上有了顯著(zhù)提升,得到了廣泛的應用。針對目前現代小衛星技術(shù)面臨的設計復雜度提高和研發(fā)周期縮短的雙重壓力,提出了一種基于虛擬原型(Virtual Platform, VP)技術(shù)來(lái)構建星載智能計算機的虛擬原型機的設計,利用SystemVerilog的直接編程接口(Direct Programming Interface, DPI)技術(shù)在仿真驗證平臺上對C語(yǔ)言的調用,實(shí)現不同硬件平臺間的通信,模擬星載計算機在軌運行的數據流向。該設計能縮短衛星的研發(fā)周期,降低衛星研制的成本。通過(guò)工程實(shí)例中虛擬原型機中的構建流程展示,結果證明,基于VP技術(shù)構建的虛擬原型機能夠模擬星載計算機的部分工作流程,實(shí)現星載計算機的功能仿真,滿(mǎn)足了商業(yè)小衛星快速迭代的研發(fā)需求,為小衛星的研制提供新的思路。
2020, 28(12):227-232.
摘要:根據柔性作業(yè)車(chē)間調度問(wèn)題的特點(diǎn),針對不同生產(chǎn)效率的并行設備,以完工時(shí)間最小化為目標建立優(yōu)化模型,提出了混合果蠅優(yōu)化算法和遺傳算法的兩階段組合算法(FOA-GA). 在嗅覺(jué)階段,通過(guò)局部路徑搜索技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)路徑尋優(yōu);在視覺(jué)階段,結合遺傳算法的交叉和競爭機制,進(jìn)行個(gè)體間的信息交換,利用尋優(yōu)變異算子和常規變異算子進(jìn)行兩部分變異,再引入自適應動(dòng)態(tài)轉移算子進(jìn)行調整以加快收斂速度. 在生產(chǎn)實(shí)例中,將FOA-GA算法與果蠅優(yōu)化算法和遺傳算法的結果進(jìn)行比較,證明了其可行性和有效性.
2020, 28(12):233-237.
摘要:針對MEMS慣性測量單元器件特性導致的測量精度低,數據發(fā)散和航向角積分漂移等問(wèn)題,提出一種基于卡爾曼濾波的四元數姿態(tài)解算算法。設計了4維卡爾曼濾波器,通過(guò)加速度計和磁力計的數據作觀(guān)測量,對姿態(tài)解算過(guò)程中的四元數進(jìn)行線(xiàn)性最優(yōu)估計,在計算量沒(méi)有大幅提高的前提下修正了四元數的值,進(jìn)而完成了對姿態(tài)角和姿態(tài)矩陣的補償。通過(guò)在無(wú)磁轉臺上進(jìn)行靜態(tài)測試以及在測試標定系統上進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試,分析各軸向的補償效果表明,該方法可以有效增強MIMU的動(dòng)態(tài)跟隨性能、明顯提升姿態(tài)解算精度。
2020, 28(12):238-242.
摘要:目前提出的彈藥檢測虛擬訓練系統接收檢測信號接收率較低,檢測虛擬訓練成功率較低。基于3D虛擬現實(shí)技術(shù)設計一種新的彈藥檢測虛擬訓練系統,硬件由主控操作機、檢測總線(xiàn)接口以及資源測試器組成,軟件部分在3D虛擬現實(shí)技術(shù)下構建虛擬空間,在開(kāi)放式軟件結構構建的基礎上進(jìn)行檢測指標劃分,對用戶(hù)界面的文件進(jìn)行整改,按照彈藥檢測的指標數據提升整改的方向正確性,選用自檢公式對檢測的信息進(jìn)行系統自檢,依據檢測到的問(wèn)題的發(fā)生形式判斷下一次問(wèn)題發(fā)生的觸發(fā)機制,由此避免下一次問(wèn)題的產(chǎn)生,從而實(shí)現軟件流程。實(shí)驗結果表明,基于3D虛擬現實(shí)技術(shù)的彈藥檢測虛擬訓練系統能有效提高信號接收率,增強虛擬訓練接收成功率,具有較強的應用性。
2020, 28(12):243-247.
摘要:衛星通信鏈路建立后,需對鏈路狀態(tài)進(jìn)行確認。依托于目前設備條件,主要依靠崗位人員手動(dòng)在監控系統中進(jìn)行參數比對,實(shí)地設置頻譜儀并觀(guān)察信號頻譜。整個(gè)過(guò)程對人員崗位經(jīng)驗要求高、確認效率低。針對于此,提出了將衛通鏈路狀態(tài)確認自動(dòng)化的流程,通過(guò)對設備指標與頻譜數據的采集、運用,實(shí)現了鏈路狀態(tài)確認流程自動(dòng)化。該方法運用后,崗位人員僅需一鍵式操控即可自動(dòng)完成鏈路狀態(tài)確認。另外,當鏈路發(fā)生告警時(shí),系統可自動(dòng)進(jìn)行鏈路狀態(tài)確認并保存確認結果,便于崗位人員事后分析查詢(xún)。大幅提高了衛通站工作的效率、準確性,對故障狀態(tài)的保存更及時(shí),降低了對人員的經(jīng)驗要求。
2020, 28(12):248-252.
摘要:隨著(zhù)部隊作戰任務(wù)的需要變化,原有的基于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )固定終端的網(wǎng)絡(luò )終端安全認證機制的性能瓶頸逐漸顯現,針對存在有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )終端并存、授權認證節點(diǎn)設備易損毀等近似實(shí)戰情況下入網(wǎng)終端的安全認證要求無(wú)法提供低成本、高可靠性的解決方案。為解決上述問(wèn)題,基于區塊鏈技術(shù)的去中心化、防篡改、自動(dòng)協(xié)商的特性,提出高兼容、自適應、抗損毀的網(wǎng)絡(luò )終端安全認證方法。利用區塊鏈對終端信息進(jìn)行分布式存儲并記錄,通過(guò)ASE對區塊信息進(jìn)行加密,防止敏感信息泄漏,并利用終端信息對終端進(jìn)行基于身份的安全認證的方法,經(jīng)實(shí)際應用滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )終端的權限認證及安全管理需求。
2020, 28(12):253-257.
摘要:設計了一種適用于果蔬等農產(chǎn)品微波干燥的反饋控制系統。詳細論述了系統的實(shí)現原理及其功能模塊,重點(diǎn)介紹了微波干燥單元、溫度與功率控制單元、重量檢測單元和上位機控制單元的設計思路和實(shí)現方法。應用純凈水加熱實(shí)驗對改造后的家用微波爐的輸出功率進(jìn)行標定,基于實(shí)驗數據建立了微波功率與控制電壓間的數學(xué)模型。以生姜為樣本開(kāi)展恒溫干燥實(shí)驗,結果表明本系統可實(shí)時(shí)記錄溫度、重量等數據,基于溫度反饋控制能實(shí)現微波功率的連續、無(wú)級調節。
2020, 28(12):258-261.
摘要:通過(guò)遙測信號可以獲取飛行器的工作狀態(tài)和環(huán)境數據,為評定性能和故障分析提供依據。本文利用小波包變換能對高頻信號分解的優(yōu)點(diǎn),針對傳統小波包去噪方法的閾值函數在處理既含突變又含平滑信號的情形下,不能在保持良好信號邊緣特性與消除恒定偏差的同時(shí),又能避免出現信號原本沒(méi)有的振蕩的問(wèn)題,提出一種基于動(dòng)態(tài)閾值函數的改進(jìn)小波包遙測信號去噪方法,通過(guò)量化當前處理信號的平滑程度和構造介于硬閾值函數和軟閾值函數之間并可切換的動(dòng)態(tài)閾值函數,跟隨信號變化進(jìn)行去噪處理。通過(guò)算例仿真分析,驗證了本文方法在處理既含突變又含平滑信號時(shí),比傳統小波包法具有更好的去噪效果。
2020, 28(12):262-266.
摘要:針對工業(yè)CT檢測技術(shù)對小缺陷定量及不確定度評定缺乏有效手段,分析小缺陷尺寸、材料密度對CT圖像局部灰度變異系數的影響規律,結果顯示變異系數隨小缺陷尺寸的增大而增大,其幅值與小缺陷尺寸相關(guān)系數達99%以上。建立基于變異系數的小缺陷定量及不確定度評定方法,采用不銹鋼材料加工一系列不同尺寸的小缺陷參考試塊開(kāi)展工業(yè)CT實(shí)驗。結果表明:在Ф50mm圓形對比試樣上對已知Ф0.7mm的人工通孔缺陷上進(jìn)行驗證,缺陷尺寸實(shí)測結果為0.386mm2±0.073 mm2。本方法定量精度高、測量過(guò)程簡(jiǎn)便,對金屬材料內部小缺陷定量及不確定度評定有一定的參考價(jià)值。
2020, 28(12):267-272.
摘要:為了提升管制現場(chǎng)運行數據挖掘效率,改善現有空管流量預測系統存在系統結構與算法設計復雜性,提出一種基于空中交通管制自動(dòng)化系統綜合航跡數據和基礎飛行數據交換報文處理的,能夠實(shí)時(shí)修正航空器航跡4D剖面預測模型的流量預測算法。主要通過(guò)計劃航跡和雷達航跡匹配關(guān)聯(lián)算法模型以及利用航向角平面投影匹配算法提高流量預測的精確性。通過(guò)與當前主流的優(yōu)秀算法對比和驗證,方法能夠全面、真實(shí)反映目標航跡當時(shí)運動(dòng)態(tài)勢和管制區域流量預測信息,工程實(shí)現較為簡(jiǎn)潔,具有一定的工程實(shí)踐意義。
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