高括 , 劉會(huì )杰 , 劉磊 , 楊杰峰 , 陳曉慶 , 潘小彤
2020, 28(7):1-4.
摘要:近年來(lái),低軌大型衛星星座蓬勃發(fā)展,使得在軌衛星數量急劇增加,衛星在軌長(cháng)期管理任務(wù)面臨巨大挑戰。首先分析了衛星星座在軌長(cháng)期管理面臨的挑戰,針對星座衛星在軌長(cháng)期管理面臨的幾種常見(jiàn)應用場(chǎng)景,通過(guò)理論分析擴頻體制測控應答機的抗干擾機理,結合地面概念星衛星平臺模擬驗證,在微波暗室通過(guò)地面概念星衛星平臺對星座衛星在軌長(cháng)期管理肯能出現的情況進(jìn)行模擬。模擬不同星座衛星在軌運行場(chǎng)景以及相應的測控應對策略,驗證了多星同時(shí)入境時(shí)的衛星長(cháng)期管理策略的可行性,給出星座衛星在軌長(cháng)期管理的有效應對策略。為衛星在軌長(cháng)期管理以及后續可能遇到的星座在軌長(cháng)管問(wèn)題提供參考。
2020, 28(7):5-8.
摘要:針對復雜裝備中存在的錯綜復雜、關(guān)聯(lián)耦合的相互關(guān)系以及大量的不確定因素和不確定信息,且測試樣本數據呈現“小子樣”、“不完備”的特點(diǎn),研究以FMEA報告為基礎,獲取雙邊相關(guān)性矩陣,利用測試項目和故障模式的相關(guān)性強弱和測試順序構建矢量矩陣,并通過(guò)模糊層次分析法和貝葉斯理論獲取雙邊矢量矩陣概率參數,解決測試數據“不確定”、“小子樣”、“不完備”情況下的故障定位問(wèn)題。
郭東歌 , 陳海永 , 賈林濤 , 鄭國鋒 , 馮山虎 , 武傳偉
2020, 28(7):9-13.
摘要:為了解決傳統燃氣巡檢設備檢測效率低、檢測距離近的問(wèn)題,文章結合可調諧激光吸收光譜技術(shù)和地物的后向散射特性, 設計了一套車(chē)載激光甲烷遙測系統,并進(jìn)行了模擬測試。測試表明,該系統對甲烷氣體的最低檢測限為5 umol/mol,可探測距離150米,體積分數為0.1%的甲烷氣體泄漏,并能在車(chē)速為50km/h行駛時(shí),檢測到燃氣泄漏點(diǎn),檢測距離遠、響應速度快、靈敏度高、抗干擾能力強,很好的滿(mǎn)足實(shí)際探測需要。通過(guò)燃氣公司實(shí)際應用表明,該系統極大地提高了燃氣巡檢效率,減少燃氣巡檢周期,非常適合長(cháng)輸管線(xiàn)的快速巡檢,實(shí)用性強。
2020, 28(7):14-18.
摘要:VIF特性曲線(xiàn),即伏特-安培-頻率特性曲線(xiàn)。分立元件或集成芯片是電路板故障的最小可隔離單元,元器件的損壞或特性改變是電路板故障的最根本原因。針對元件參數獲取的問(wèn)題,采用基于VIF特性分析的方法,對常見(jiàn)元器件進(jìn)行了分析,并模擬了常見(jiàn)的故障模式,分析其VIF特性曲線(xiàn)特征,總結了各類(lèi)組合元件曲線(xiàn)變化規律,針對某型滅火抑爆系統電路板的容性故障和感性故障進(jìn)行了診斷,效果顯著(zhù)。
莊會(huì )慧 , 楊志 , 戴澗峰 , 趙川 , 張桂英
2020, 28(7):19-23.
摘要:為了滿(mǎn)足衛星地面測試電纜和大型試驗場(chǎng)地電纜的現場(chǎng)測試需求,為此研制了一種便攜式、小型化、自動(dòng)化的電纜測試系統。該系統采用嵌入式計算機技術(shù)、功能電路模塊化設計以及良好的人機交互界面。結合不同的配套轉接電纜,經(jīng)實(shí)際應用,系統可實(shí)現最大100芯衛星地面測試電纜的導通測試和絕緣測試。文中闡述了系統的組成、工作原理、硬件、軟件實(shí)現方法以及實(shí)物運行結果。系統采用內電和外電兩種供電方式,便于攜帶,適應各種測試環(huán)境和試驗場(chǎng)地,測試操作簡(jiǎn)單,測試速度快,效率高,大大減少人力成本和設備成本。
2020, 28(7):24-28.
摘要:針對傳統的絕緣性能測試儀存在功能單一和無(wú)法兼容頻域介電響應等新方法的問(wèn)題,通過(guò)選用常見(jiàn)設備,設計了一套基于Matlab絕緣材料電氣性能測試系統。該系統利用前置濾波器消除了頻率響應函數對系統輸出的不利影響,使系統不僅擁有常規的直流跟工頻檢測功能,也具備在50Hz-1kHz頻率范圍內進(jìn)行電壓試驗的能力,測試時(shí)的最高電壓能夠達到10kV。通過(guò)測量試驗中流過(guò)介質(zhì)的漏電流,該系統適用于對被測物的絕緣性能進(jìn)行綜合的評估。試驗結果表明該系統達到了設計指標,并且能夠滿(mǎn)足日常工作中的測試需要
2020, 28(7):29-33.
摘要:針對當前IDA系統中由于數據集中處理缺陷,影響了系統入侵檢測精準性。提出了基于A(yíng)gent人工智能技術(shù)的分布式入侵檢測系統設計。在系統總體結構支持下,分析控制中心、網(wǎng)絡(luò )主機、分區控制中心和Agent庫。根據響應庫中的響應規則采取對應的響應策略,利用通信模塊及時(shí)判斷入侵行為是否異常,使用S5720S-28P-SI-AC 24口全千兆三層網(wǎng)管企業(yè)級網(wǎng)絡(luò )核心交換機,進(jìn)行數據交換。選擇AD2032型號的報警響應器,能夠監視外來(lái)入侵行為。通過(guò)V1.2綠色電腦信息檢測器,對系統內存和驅動(dòng)磁盤(pán)進(jìn)行全方位評估。分析主體通信的實(shí)現方式、通信消息格式和通信協(xié)議,設計以Agent為基礎的數據移動(dòng)過(guò)程。借助Libpcap庫函數,設計入侵檢測流程。設置攻擊環(huán)境與參數,由系統調試結果可知,該系統最高檢測精準度可達到99%,為保證網(wǎng)絡(luò )安全使用提供設備支持。
張?chǎng)?/a> , 朱良明 , 崔偉成
2020, 28(7):34-38.
摘要:為了準確地進(jìn)行齒輪故障特征提取,結合最大相關(guān)峭度解卷積和形態(tài)濾波,給出了一種新的方法。首先利用最大相關(guān)峭度解卷積恢復信號中的周期性故障特征并實(shí)現信號的降噪,再運用形態(tài)差值濾波器對解卷積后的信號進(jìn)行濾波以增強信號中的沖擊特征并解調出包絡(luò ),最后求取包絡(luò )譜以進(jìn)行故障特征提取;通過(guò)齒輪斷齒故障振動(dòng)數據的分析,驗證了方法的有效性。
2020, 28(7):39-44.
摘要:當前精密砂帶磨削精度檢測技術(shù)檢測準確率低,檢測效率差。為了解決上述問(wèn)題,引用發(fā)動(dòng)機機器人研究了一種新的精密砂帶磨削精度檢測技術(shù),對其精度數據進(jìn)行采集,將采集出的系統數據作為基礎信息來(lái)源,獲取葉片零部件的點(diǎn)云信息,處理機器人的工作主坐標系,通過(guò)三維激光掃描獲取葉片機器人的準確信息,同時(shí)配以打磨剖光操作,以PCA算法解析,進(jìn)一步將數據集簡(jiǎn)化,根據數據主要分布規律選擇合適的算法加工位置與范圍,在三維空間中,將點(diǎn)分別對應坐標軸中的點(diǎn)進(jìn)行匹配,通過(guò)對磨削接觸面的輪廓以及磨削表面完整性進(jìn)行分析,以實(shí)現對發(fā)動(dòng)機葉片機器人精密砂帶磨削精度的檢測。實(shí)驗結果表明,相較于傳統檢測技術(shù),發(fā)動(dòng)機葉片機器人精密砂帶磨削精度檢測技術(shù)檢測精度提高了31.28%,檢測誤差降低了15.21%。
2020, 28(7):45-49.
摘要:遠程故障診斷對提高飛機飛行安全、降低診斷和維護成本、建立更好的飛機維護環(huán)境具有重要作用,在遠程故障診斷過(guò)程中,面對復雜的診斷任務(wù)和冗余、不確定的決策如何做出合理的任務(wù)分解和最優(yōu)的診斷決策是個(gè)重要的研究課題。以提高診斷效率和可靠性,本文提出了一種基于故障樹(shù)模型的任務(wù)分解與決策融合方法。首先,描述了多資源遠程診斷任務(wù)分解問(wèn)題;其次,建立了基于故障樹(shù)最小割集的診斷任務(wù)分解機制;最后,提出了基于D-S證據理論的決策級信息融合方法,并通過(guò)實(shí)際算例驗證了任務(wù)分解和決策方法的可行性。
2020, 28(7):50-54.
摘要:針對當前故障檢測系統檢測網(wǎng)絡(luò )通信故障信號時(shí)存在不精準的問(wèn)題,設計了基于聯(lián)合壓縮感知重構的網(wǎng)絡(luò )通信故障檢測系統。結合聯(lián)合壓縮感知理論,設計系統總體結構。選用光時(shí)域反射儀F7高端電信級光纜故障光纖測試儀OTDR作為系統硬件,依據工作原理,判斷通信網(wǎng)絡(luò )傳輸特性,設置菜單按鈕,縮放、等比、還原檢測出的波形。采用AD8066型號低噪聲放大器,設計電流電壓轉換電路,在反饋電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容以抑制噪聲,并利用單色驅動(dòng)器24-40W激光驅動(dòng)器為激光電源提供電流,使脈沖信號轉換為電信號。在J2SE平臺下,設計中心服務(wù)功能,通過(guò)激光驅動(dòng)發(fā)射正脈沖,使格雷互補碼偏置到峰值的一半左右,實(shí)現格雷互補碼在OTDR中應用,依據系統檢測流程,完成網(wǎng)絡(luò )通信故障檢測。系統性能測試結果表明,基于聯(lián)合壓縮感知重構檢測系統對網(wǎng)絡(luò )通信故障信號檢測結果較為精準,誤差最大為0.3dB,為網(wǎng)絡(luò )運行維護奠定基礎。
2020, 28(7):55-58.
摘要:針對目前新生兒膽紅素含量升高造成的新生兒各種病癥的弊端,考慮到傳統新生兒膽紅素水平測試所帶來(lái)的患者創(chuàng )傷與操作不便捷的問(wèn)題,在VGGNet-16神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的基礎上,提出了一種改進(jìn)的VGGNet-16網(wǎng)絡(luò )算法,對已有的新生兒膽紅素醫療記錄數據進(jìn)行分類(lèi)研究,不同的類(lèi)別具備一定范圍類(lèi)的膽紅素水平值。經(jīng)過(guò)實(shí)際驗證,該算法在克服傳統新生兒膽紅素水平測定不便捷的同時(shí),保證了新生兒膽紅素水平測試的高準確性,平均準確率達95.56%,為新生兒膽紅素水平測量方法提供了思路,具有較高的推廣應用價(jià)值。
2020, 28(7):59-63.
摘要:針對高速鐵路信號設備故障發(fā)生后記錄的文本數據,提出基于文本挖掘方式的高速鐵路信號設備故障多級分類(lèi)模型研究。提出TF-IDF詞匯權重與詞匯字典結合的特征表示方法實(shí)現信號設備故障文本數據的特征提取。多級分類(lèi)模型中,基于Stacking集成學(xué)習思想設計單層分類(lèi)模型,將循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )BiGRU和BiLSTM作為初級學(xué)習器,設計權重組合計算方法作為次級學(xué)習器,將多級分類(lèi)任務(wù)分解為各層單分類(lèi)任務(wù),并采用K折交叉驗證訓練Stacking模型。采用高速鐵路自開(kāi)通至十年的信號轉轍機故障數據,通過(guò)對故障原因文本數據的分析,實(shí)現故障部位和故障原因的二級分類(lèi),經(jīng)過(guò)K=5次訓練,BiGRU較BiLSTM各評價(jià)指標都較高,經(jīng)實(shí)驗BiGRU分配權重為0.7,BiLSTM權重為0.3,組合加權對兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的輸出計算,準確率提高為0.8814,召回率提高為0.8642。實(shí)驗表明多級分類(lèi)模型能夠有效提升信號設備故障多級分類(lèi)任務(wù)的分類(lèi)評價(jià)指標,并能夠保證分類(lèi)結果隸屬關(guān)系的正確性。
2020, 28(7):64-68.
摘要:為獲得最直觀(guān)的行人目標檢測結果,避免運動(dòng)姿態(tài)不確定性對實(shí)時(shí)檢測造成的影響,設計基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的行人目標檢測系統。以CNN計算框架作為硬件結構主體,分級連接目標傳感器與神經(jīng)型卷積分類(lèi)器,按照并行檢測原理及卷積神經(jīng)架構搭建檢測體系結構。建立訓練文件體系,通過(guò)迎合目標訓練環(huán)境的方式,配置必要的檢測文件參數,完成待檢測行人目標的樣本訓練處理。在檢測節點(diǎn)架構中,規定與訪(fǎng)問(wèn)接口關(guān)聯(lián)的配置條件,借助增設的模塊復用加速結構,直接獲取行人目標檢測結果,實(shí)現行人目標的樣本重構,完成基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的行人目標檢測系統設計。實(shí)驗結果表明,與PCA、SVM算法相比,應用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )型檢測系統后,單位時(shí)間內的行人目標檢測量達到9.6×109T,目標數據堆積速率降低至1.14×109T/s,能夠直觀(guān)獲取行人目標檢測結果,有效抑制了運動(dòng)姿態(tài)不確定性對系統實(shí)時(shí)檢測的影響。
2020, 28(7):69-73.
摘要:傳統的工業(yè)機器人避障系統只能處理數據信息,導致障礙物檢測準確率低,設計的避障路線(xiàn)實(shí)際應用效果差。為此,引入區塊鏈技術(shù)設計一種新的工業(yè)機器人視覺(jué)檢測及避障系統。系統設計分為硬件及軟件兩部分,硬件優(yōu)化了系統電源,通過(guò)傳感器分析環(huán)境信息、障礙物參數,選用TX-AS700無(wú)線(xiàn)射頻通信模塊,以HSJ-2芯片作為檢測器電路核心,用以傳輸并存儲障礙物數據。軟件部分在Visual C++程序框架中設定應用程序,與區塊鏈技術(shù)中的數據庫資源相結合,實(shí)現圖像信息提取,計算區塊階矩得到障礙物檢測公式,通過(guò)仿真程序分析處理障礙信息,并設計有效的避障路線(xiàn)。實(shí)驗結果表明,基于區塊鏈技術(shù)的工業(yè)機器人視覺(jué)檢測及避障系統能夠提取圖像信息,檢測到的障礙物準確率高,系統的檢測有效率平均值為83%,避障準確率接近理想避障效果,能夠規劃出更加有效的避障方案。
2020, 28(7):74-80.
摘要:基于熱感覺(jué)預測的室內熱環(huán)境自動(dòng)控制方法為解決基于傳統溫度設定值控制不滿(mǎn)足用戶(hù)舒適度問(wèn)題提供新的途徑。但建模過(guò)程中用戶(hù)熱感覺(jué)信息難以獲取,因此開(kāi)發(fā)了便捷的移動(dòng)端智能交互系統以實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)數據,建立用戶(hù)學(xué)習樣本;并針對熱舒適的動(dòng)態(tài)變化性特征,設計動(dòng)態(tài)進(jìn)化神經(jīng)模糊推理系統(DENFIS)以建立用戶(hù)熱舒適在線(xiàn)預測模型。通過(guò)實(shí)時(shí)學(xué)習樣本數據驅動(dòng),系統的模糊規則與模型輸出函數系數可動(dòng)態(tài)自校正,推理預測出用戶(hù)偏好溫度。實(shí)驗結果表明所設計的DENFIS算法預測用戶(hù)的舒適溫度范圍準確率高達90.5%,誤差極小。證明了該算法所建立的在線(xiàn)預測模型用于智能空調溫度控制,可解決現有的溫度設定方式帶來(lái)的溫度設定值不合理的問(wèn)題,在實(shí)際應用中具有可行性。
2020, 28(7):81-85.
摘要:針對雜散電流的泄露對設備及主體結構腐蝕和危害較大,常規檢測技術(shù)功能單一的問(wèn)題,提出了融合導通柜、排流柜、鋼軌電位限位裝置的一體化綜合監控分析系統。通過(guò)分析鋼軌電位與雜散電流的關(guān)系,并對導通柜、排流柜、及鋼軌電位限制裝置作智能化設計,能夠進(jìn)行智能化排流。系統包括參比電極、采集器、監測裝置、排流柜、單向導通裝置、主站后臺等,根據全線(xiàn)雜散電流控制指標,結合不同設備狀態(tài)及其與雜散電流系統的耦合情況,對多元參數進(jìn)行分析運算,給出智能導通柜、排流柜、及鋼軌電位限制裝置一體化最優(yōu)控制方式,以達到最優(yōu)化的雜散電流治理效果。試驗表明,本文設計的方案最大限度的減少了雜散電流的泄露對設備及主體結構的腐蝕和危害,延長(cháng)設備及軌道洞體結構的使用壽命。
2020, 28(7):86-90.
摘要:為了提高新型傳感器柔性結構振動(dòng)抑制能力,提出基于遙測技術(shù)的新型傳感器柔性結構振動(dòng)優(yōu)化控制方法。在速度坐標系、體坐標系下構建新型傳感器柔性結構的振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型,采用卡爾曼濾波方法實(shí)現對新型傳感器柔性結構振動(dòng)參數的融合調節和小擾動(dòng)抑制。采用氣彈模態(tài)參數識別方法,進(jìn)行新型傳感器柔性結構的振動(dòng)模態(tài)參數識別,提取新型傳感器柔性結構振動(dòng)特征量,采用遙測技術(shù)進(jìn)行新型傳感器柔性結構振動(dòng)慣性參數識別,結合狀態(tài)反饋調節方法進(jìn)行穩定性控制,實(shí)現新型傳感器柔性結構振動(dòng)優(yōu)化控制。仿真結果表明,采用該方法進(jìn)行新型傳感器柔性結構振動(dòng)優(yōu)化控制的自適應性較好,具有很好的振動(dòng)抑制和控制能力。
2020, 28(7):91-96.
摘要:針對傳統的PID控制方法在對四旋翼無(wú)人機進(jìn)行控制時(shí)動(dòng)態(tài)響應差,抗干擾能力低等局限性,不能夠滿(mǎn)足高精度要求的四旋翼無(wú)人機應用場(chǎng)合的問(wèn)題。本文以四旋翼無(wú)人機的姿態(tài)控制為研究對象,通過(guò)采用基于偽微分反饋(PDF)控制策略來(lái)設計其飛行控制器,以提高動(dòng)態(tài)響應性能和抗干擾能力。在對四旋翼無(wú)人機數學(xué)建模的基礎上,將PDF控制策略引入到四旋翼姿態(tài)控制中,提出基于四旋翼無(wú)人機對象的PDF控制設計方法,并分別完成PID、PDF控制器的設計和動(dòng)態(tài)仿真。通過(guò)對仿真結果比較、分析表明PDF控制與PID姿態(tài)控制器相比,系統超調量小,具有更好的魯棒性和抗干擾能力。
2020, 28(7):97-101.
摘要:冷水機組通常占建筑物系統總能耗的主要部分,因此冷水機組運行數量控制在實(shí)現空調系統節能方面起著(zhù)重要作用。針對多臺冷水機組聯(lián)合運行時(shí)臺數選擇和負荷分配不合理的問(wèn)題,文章將通過(guò)TRNSYS模擬得出的負荷值聚類(lèi)分析,確定不同負荷值對應的冷水機組運行臺數,并提出一種冷水機組排序優(yōu)化控制方法改善順序控制方式以實(shí)現其合理運行與節能。以某大型辦公建筑為例,將優(yōu)化控制前后冷水機組運行的進(jìn)行總能耗對比。實(shí)驗結果表明:與順序控制相比,冷水機組優(yōu)化控制后兩個(gè)工作日總能耗分別節約126.1kW和342.5 kW,節能率分別為4.15%和5.22%。通過(guò)利用冷水機組順序優(yōu)化控制可滿(mǎn)足建筑的冷負荷需求同時(shí)實(shí)現降低系統能耗,在空調系統節能方面具有工程實(shí)際應用價(jià)值。
2020, 28(7):102-106.
摘要:隨著(zhù)人民對的戶(hù)外用水安全的問(wèn)題的廣泛關(guān)注,市面上出現的越來(lái)越多的凈水車(chē)設備,這些凈水車(chē)的安全的運行離不開(kāi)一套穩定的控制系統的控制。為了實(shí)現對凈水車(chē)凈水流量和凈水過(guò)程的操控,開(kāi)發(fā)了一套基于STC8系列單片機的凈水車(chē)控制系統。該系統主要分兩個(gè)部分:一是根據可移動(dòng)凈水車(chē)凈水工藝流程圖確定系統的整體操控流程。二是單片機收集液位傳感器、流量傳感器反饋的信號,來(lái)控制系統的整體安全穩定運行,并通過(guò)串口通信接收和發(fā)送數據,來(lái)連通觸摸屏完成人機交互,該系統具有當流量高于500L/H或低于50L/H時(shí),調節潛水泵的頻率來(lái)保護凈水過(guò)程的安全運行,并可實(shí)現自動(dòng)運行等特點(diǎn)。
鄭宇 , 張健 , 施衛科 , 安東 , 孫京陽(yáng)
2020, 28(7):107-111.
摘要:針對控制器局域網(wǎng)絡(luò )(Controller Area NetWork,CAN)總線(xiàn)系統進(jìn)行通信丟幀及延時(shí)的補償是近幾年的研究熱點(diǎn),對于CAN總線(xiàn)系統而言,在有限帶寬約束的前提下最大限度的提升補償效果有著(zhù)非常重要的研究意義。本研究首先對通信丟幀及延時(shí)發(fā)生的具體機理進(jìn)行了分析,同時(shí)對其特點(diǎn)進(jìn)行歸納,并對其如何影響CAN總線(xiàn)控制系統進(jìn)行了研究;基于CAN總線(xiàn)高負載敏感度和通信丟幀及延時(shí)具有隨機性這兩個(gè)特點(diǎn),給出了一種分布式補償方案,同時(shí)針對補償器設計所存在的一些共性問(wèn)題進(jìn)行了詳細的探討;接下來(lái)研究了線(xiàn)性單輸入單輸出(Single Input Single Output,SISO)系統的補償方法;最后仿真驗證了在不同丟幀和延時(shí)情況下該補償方法的補償效果,結果顯示,本文所提出的補償方法具有一定的可行性和有效性。
賈召會(huì ) , 鄭磊 , 郁文山 , 金志偉 , 宋元
2020, 28(7):112-116.
摘要:油源系統作為風(fēng)洞的動(dòng)力系統,在風(fēng)洞運行和試驗中擔當著(zhù)重要角色,而由于長(cháng)期處于高油高蝕的環(huán)境,其各種部件和機構非常容易老化。文中風(fēng)洞是國內主力生產(chǎn)型風(fēng)洞,任務(wù)繁重,功能要求高,原油源控制系統已非常老舊,故障頻發(fā),維修工作復雜耗時(shí),已不能很好的滿(mǎn)足試驗需求,因此對風(fēng)洞油源控制系統的重新設計顯得尤為重要。針對這一現狀,設計了基于PLC控制的風(fēng)洞油源控制系統,包括系統硬件設計、下位機PLC軟件設計和人機界面設計等,綜合部署在風(fēng)洞測控間和風(fēng)洞現場(chǎng),實(shí)現了風(fēng)洞油源系統的機泵組啟停控制、油壓無(wú)級調節、油液冷卻控制、油源系統狀態(tài)監測、本地/遠程控制等控制功能和操作方式,具有較高的自動(dòng)化程度、狀態(tài)監測和功能拓展能力。
2020, 28(7):117-120.
摘要:傳統系統在嵌入信息后峰值信噪比較高,使圖像分割結果與實(shí)際效果相差較大,導致控制系統超聲診斷結果并不精準,針對該問(wèn)題,提出基于邊緣檢測的圖像分割的超聲診斷機器人控制系統設計。在控制系統的硬件結構部分,以STM32F103C8T6單片機為核心的控制器,使用型號為3MC58的步進(jìn)電機驅動(dòng)器,通過(guò)角位移量控制脈沖個(gè)數,以實(shí)現更加準確的定位。在軟件設計中,通過(guò)圖像分割技術(shù)檢測圖像邊緣特征,提高圖像分割精度和準確度,幫助診斷機器人提高診斷功能。分析不同嵌入率下峰值信噪比,在確定該值后將傳統系統與該系統的超聲診斷功能對比分析,由實(shí)驗結果可知,該系統在嵌入信息后峰值信噪比較高的情況下也能保證圖像分割結果與實(shí)際效果一致,對0.8 bpp嵌入率圖像的分割處理效果平均值為89%,超聲診斷準確率平均值為88.6%,表明該系統的控制性能較好,能夠為醫學(xué)、航天航空及軍事領(lǐng)域提供設備支持。
2020, 28(7):121-126.
摘要:為解決大口徑空間光學(xué)鏡面在軌組裝技術(shù)的高精度定位需求,設計了一種微位移促動(dòng)器,并對單促動(dòng)器和多促動(dòng)器六自由度平臺分別進(jìn)行了定位測控研究。通過(guò)建立單促動(dòng)器的運動(dòng)學(xué)方程、多促動(dòng)器六自由度平臺的運動(dòng)學(xué)方程,解決了微位移促動(dòng)器的高精度定位問(wèn)題。搭建了實(shí)驗硬件系統,編寫(xiě)了軟件控制程序,對單促動(dòng)器分別進(jìn)行了小步長(cháng)測試和大步長(cháng)測試,并對多促動(dòng)器六自由度平臺進(jìn)行了定位測試。實(shí)驗結果表明,設計的微位移促動(dòng)器與多促動(dòng)器六自由度平臺的定位精度滿(mǎn)足設計指標。
2020, 28(7):127-132.
摘要:當前機器人手勢容錯控制系統,手臂控制靈活性較差,難以達到人們提出的要求。為解決上述問(wèn)題,設計了一種新的機器人手勢容錯控制系統,設定“PC+控制卡” 為總體架構,加入主站和總站控制器增強系統的可擴展性,同時(shí)采用無(wú)冗余和冗余兩種方式連接發(fā)生故障的線(xiàn)纜,提高系統的容錯能力。使用最新的EtherCAT從站芯片設計了硬件的從站系統,LAN9252與外圍電路連接形成ESC通信卡和外圍電路組成ESC通信卡,引用八軸伺服控制卡作為核心部件,兼容兩種從站要求,采用決策系統和原始數據加工處理算法設計了傳感器控制。根據硬件設定驅動(dòng)程序,分別包括從PC端向EtherCAT Master開(kāi)源主站的驅動(dòng)程序、從伺服控制卡到主控器的驅動(dòng)程序、從傳感器到伺服控制卡的驅動(dòng)程序。實(shí)驗結果表明,基于PC+控制卡的機器人手勢容錯控制系統最大跟隨誤差比傳統系統誤差縮短了24.33%,測試結果能夠達到與其要求。
2020, 28(7):133-138.
摘要:結合虛擬任務(wù)操作中心思想,提出了構建快響空間地面控制系統的初步設計方案。其方法是融合快響空間任務(wù)控制流程和業(yè)務(wù)應用流程,以“快”為核,以“服務(wù)化”云架構為基,構建面向服務(wù)的快響空間地面控制系統。最后指出,通過(guò)采用虛擬任務(wù)操作中心技術(shù),探索了天基信息快速支援地面技術(shù)體制創(chuàng )新;通過(guò)采用云服務(wù)架構及天地安全互聯(lián)技術(shù),實(shí)現用戶(hù)終端以調用服務(wù)的方式遠程快速使用資源;通過(guò)重構快響空間地面控制流程,實(shí)現快響力量的統一控制,協(xié)同快速反應;通過(guò)采用微服務(wù)+容器架構實(shí)現任務(wù)規劃、調度和控制功能的快速構建。
2020, 28(7):139-142.
摘要:針對再入飛行器遙測領(lǐng)域要求存儲系統容量大、誤碼率低、惡劣環(huán)境下可靠回收等特點(diǎn),以及傳統供配電方式存在的地面設備組成多、操作復雜、可靠性低等不足,提出了一種適用于再入飛行器的低誤碼率數字化遙測系統設計方法。系統采用大容量冗余備份存儲設計、基于ECC糾錯編碼算法的低誤碼率設計、抗高沖擊回收防護設計等關(guān)鍵技術(shù),存儲容量提高到32GB,可連續存儲9h數據,存儲器誤碼率降低至10-10,實(shí)現了高沖擊條件下的可靠回收;采用基于1553B總線(xiàn)的數字化供配電技術(shù)、在線(xiàn)故障診斷技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),簡(jiǎn)化了地面測試設備及操作,節約研制成本,提高了飛行器智能化和測試性水平。該系統已成功應用于某再入飛行器,通過(guò)了地面炮擊試驗和飛行試驗考核,獲取到了完整的全程飛行試驗數據。
李欣 , 禹霽陽(yáng) , 郝維寧 , 張溢 , 汪路元
2020, 28(7):143-147.
摘要:為了提高星載SRAM型FPGA在軌應用的可靠性,星載SRAM型FPGA在軌重構系統需要提高FPGA配置數據的存儲可靠性。對配置數據存儲方法進(jìn)行了研究,提出了一種“三模+巡檢”的復合式存儲設計方法及相關(guān)系統實(shí)施方案。采用Markov模型,結合星上設備在軌運行時(shí)出現的永久性錯誤、暫時(shí)性錯誤以及修復率的影響,對“三模+巡檢”的復合式存儲設計進(jìn)行可靠度分析,給出了系統可靠度微分方程組。通過(guò)Matlab仿真分析了永久性錯誤率、修復率等因素對可靠度的影響。經(jīng)過(guò)仿真分析,“三模+巡檢”的復合式存儲系統在軌可靠度大于0.99, 進(jìn)一步證明其可靠性明顯優(yōu)于傳統三模冗余的存儲方式,滿(mǎn)足在軌可靠性要求。
2020, 28(7):148-152.
摘要:針對航空機電系統中遠程接口單元(RIU)信號種類(lèi)多、總線(xiàn)接口控制文檔數量大、功能復雜的特點(diǎn),測試軟件采用模塊化設計思想,基于LabWindows/CVI平臺開(kāi)發(fā),將硬線(xiàn)配置、總線(xiàn)管理、測試流程、用戶(hù)管理等信息都存儲于數據庫中,降低應用軟件的復雜度、提高軟件的靈活性、可維護性。測試軟件提供了自動(dòng)測試功能,操作簡(jiǎn)潔,減輕工作人員測試工作量;自動(dòng)測試流程可在數據庫中編輯,通用性好,靈活性高。實(shí)驗應用表明,該軟件功能滿(mǎn)足測試需求,性能穩定,已成功應用于遠程接口單元的現場(chǎng)測試中。
2020, 28(7):153-157.
摘要:靜止衛星海洋成像輻射計是測量海洋目標輻射特性的被動(dòng)式遙感器。為了使靜止衛星探測器達到對探測區域的全覆蓋,需要系統計算機處理器驅動(dòng)控制精密機械轉臺帶動(dòng)光學(xué)指向鏡規律運轉。文章利用Visual C++開(kāi)發(fā)工具設計一款成像輻射計指向鏡的操控軟件,通過(guò)串口通訊驅動(dòng)控制指向鏡,使得海洋成像輻射計依靠二維指向鏡做東西與南北方向的運動(dòng)指向,實(shí)現覆蓋區域的調整和觀(guān)測。在設計中調用了PI公司六軸轉臺的庫函數,運用多線(xiàn)程技術(shù),控制基于PI轉臺的指向鏡巡掃模式可調、運動(dòng)速度可調。通過(guò)軟件的增量化設計和測試,結合整機在海上塔臺對水體光譜連續采集的外場(chǎng)試驗,驗證了該軟件的設計實(shí)現達到海洋輻射計指向鏡精密控制的目標,有效提高了地面光學(xué)測試和數據處理的工作效率。
2020, 28(7):158-161.
摘要:提高無(wú)人機的自主決策能力是提升無(wú)人機在現代戰爭中作戰能力的重要手段。通過(guò)對無(wú)人機對地作戰過(guò)程的研究,分析歸納影響無(wú)人機自主決策的相關(guān)因素,并將無(wú)法用數學(xué)模型描述的軍事規則使用產(chǎn)生式規則來(lái)表達,建立作戰規則庫。然后提出一種基于知識庫的自主決策方法,該方法通過(guò)動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò )模擬人對態(tài)勢的認知,通過(guò)產(chǎn)生式規則進(jìn)行決策,其中加入實(shí)體的狀態(tài)描述來(lái)控制決策流程,以此來(lái)完成無(wú)人機的自主決策。仿真結果表明,該方法科學(xué)有效,可使無(wú)人機自主做出合理決策。
2020, 28(7):162-166.
摘要:對于激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統,基于線(xiàn)性結構光快速、高精度地提取焊縫特征點(diǎn)是系統搭建的關(guān)鍵。現有算法多是采取像素級別的提取特征,現提出改進(jìn)的亞像素精度算法用以提取焊縫特征點(diǎn)。與以往算法不同的是,算法不需要進(jìn)行閾值的選取,提取條紋中心線(xiàn)和檢測特征點(diǎn)的過(guò)程,都采用了先計算出亞像素位置,再對圖像進(jìn)行處理,顯著(zhù)地提高了算法的精度。并且目前圖像處理多采用深度學(xué)習,但都為對像素的離散點(diǎn)實(shí)現,難以做到亞像素精度。實(shí)驗結果表明,該算法能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)實(shí)際要求,能夠實(shí)時(shí)、精確地實(shí)現焊縫提取。
2020, 28(7):167-172.
摘要:摘要:針對現在大空間建筑消防應急疏散問(wèn)題,在火災發(fā)生時(shí),為撤離人群提供一條從危險區域到安全地帶的最短安全路線(xiàn)。對疏散路徑優(yōu)化進(jìn)行了研究,提出一種融合量子進(jìn)化算法的改進(jìn)蟻群算法用于消防疏散路徑規劃,用量子比特表示信息素,量子旋轉門(mén)反饋控制信息素更新,即能體現量子并行計算的高效性,又能擁有蟻群算法較好的尋優(yōu)能力。通過(guò)三個(gè)基準函數優(yōu)化仿真與傳統量子進(jìn)化算法進(jìn)行對比,證明算法較優(yōu)的性能。再通過(guò)路徑優(yōu)化的仿真實(shí)驗與經(jīng)典蟻群算法進(jìn)行比較,結果表明,算法能夠有效避免陷入局部最優(yōu)和擁有更快的收斂速度,在疏散路徑規劃中更為有效。
2020, 28(7):173-176.
摘要:北斗三號系統已于2018年12月完成建設,并開(kāi)始提供全球服務(wù),北斗短報文應用也即將覆蓋全球。由于一些特殊環(huán)境并沒(méi)有北斗系統專(zhuān)用的接收機,配備接收機也很不方便,為了使通信聯(lián)絡(luò )正常,基于北斗一號用戶(hù)機數據接口2.1協(xié)議,以STM32系列單片機為數據處理單元,重點(diǎn)從系統硬件、軟件兩部分入手,對北斗短報文與固定電話(huà)語(yǔ)音通訊服務(wù)系統進(jìn)行了研究與設計。該系統利用北斗電話(huà)網(wǎng)關(guān)實(shí)現北斗短報文與固話(huà)座機或移動(dòng)電話(huà)的互聯(lián)互通,解決了在沒(méi)有接收機的特殊環(huán)境或者不使用接收機的情況下,無(wú)法進(jìn)行正常通信聯(lián)絡(luò )問(wèn)題,以及基于北斗短報文通信的安全性、可靠性、局限性問(wèn)題,同時(shí)擴展了北斗短報文的通信應用范圍。
2020, 28(7):177-181.
摘要:隨著(zhù)大型客機電傳飛控的引入,系統非線(xiàn)性問(wèn)題逐漸突顯。對于陣風(fēng)載荷減緩系統而言,非線(xiàn)性因素往往會(huì )嚴重影響陣風(fēng)減緩效果。采用有限元和偶極子網(wǎng)格方法建立氣動(dòng)彈性模型,并分析其實(shí)際工程中主要的系統非線(xiàn)性因素,包括飽和、速率限制與延遲。其次,根據機載設備探測的陣風(fēng)信息,以翼尖加速度、翼根剪力和彎矩作為陣風(fēng)減緩指標,設計了陣風(fēng)預測以及自適應前饋控制方案,從而彌補傳統反饋控制中的不足性。最后,針對三種系統要求指標,分別與傳統反饋控制進(jìn)行減緩效率的對比分析。研究結果表明,系統的非線(xiàn)性因素對陣風(fēng)減緩效果具有重大影響,且利用前方陣風(fēng)探測信息設計的自適應前饋控制方案具備更好的陣風(fēng)減緩效果。
滿(mǎn)益明 , 韓金鵬 , 江凌彤 , 陳稗 , 羅明強
2020, 28(7):182-187.
摘要:飛行器總體布局設計作為空天飛行器總體設計的核心工作之一,與飛行器總體性能和技術(shù)指標密切相關(guān),其設計與控制貫穿空天飛行器研制全過(guò)程。基于空天飛行器總體布局“五約束”、“六要求”、“十流程”,提出了空天飛行器總體布局快速設計系統方案,并基于CATIA VPM數字化設計環(huán)境開(kāi)發(fā)了原型系統。工程實(shí)踐結果表明,文章提出的系統方案解決了飛行器外形、結構布置、系統布置和質(zhì)量特性快速精細化設計及總體布局設計難以自動(dòng)調整、快速迭代優(yōu)化的難題,實(shí)現了飛行器外形、結構布置、儀器設備的參數化、實(shí)體化、具體化、可視化及質(zhì)量特性動(dòng)態(tài)分析與評估。該成果后續還可推廣應用于其他航天器研制。
2020, 28(7):188-191.
摘要:利用云計算平臺實(shí)現人員身份識別及其進(jìn)出信息記錄,是提高危化品實(shí)驗室門(mén)禁系統安全性的有效技術(shù)手段。在分析面向身份識別的云計算平臺應用框架的基礎上,設計了危化品實(shí)驗室門(mén)禁系統,包括硬件模塊和后臺管理等。描述了系統軟件開(kāi)發(fā)流程,包括:云計算平臺接入、人臉圖像檢測及調用、身份識別與門(mén)禁控制參數設置。當被試人員與攝像頭之間的距離為40cm至105cm時(shí),門(mén)禁系統身份識別性能滿(mǎn)足設計要求,選取最佳測試距離70cm進(jìn)行全天候測試,測得系統身份識別準確率大于85%,響應時(shí)間少于1.82s。
2020, 28(7):192-198.
摘要:現代制造業(yè)對小型斷路器(MCB)生產(chǎn)過(guò)程的效率和精度要求都在不斷提高,傳統的人工裝配效率低且裝配質(zhì)量參差不齊,而傳統基于振動(dòng)盤(pán)上料的自動(dòng)裝配技術(shù)限制了制造的柔性化水平。針對上述問(wèn)題以及未來(lái)的市場(chǎng)需求,提出了一種基于機器視覺(jué)的小型斷路器柔性裝配系統,該系統搭建專(zhuān)用的視覺(jué)識別模塊,通過(guò)VGG-16架構的深度學(xué)習分類(lèi)器和特征模板匹配方法,對小型斷路器零件的種類(lèi)、位置坐標、當前姿態(tài)進(jìn)行識別,并將識別結果發(fā)送給工業(yè)機器人控制器,指導工業(yè)機器人對不同型號產(chǎn)品的不同零件類(lèi)型通過(guò)機器人夾爪的靈活切換來(lái)完成不同的裝配任務(wù)。實(shí)驗表明,該系統對零件種類(lèi)識別準確率為99.8%,坐標偏差在±0.3mm以?xún)龋D角度偏差在±0.8°以?xún)?達到了MCB裝配的精度要求,符合柔性化制造的需求。
2020, 28(7):199-203.
摘要:統一空間基準是海上作戰平臺實(shí)現精準探測打擊的重要保證,而船體角變形的存在將嚴重影響空間基準的建立。針對這一問(wèn)題,提出一種基于狀態(tài)相依自回歸(state-dependent auto-regressive, SD-AR)與徑向基(radial basis function, RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的極短期變形預報方法,實(shí)現船體角形變的實(shí)時(shí)預報,為后續角變形的補償提供依據。不同于傳統的時(shí)間序列預報方法,該模型用一組RBF網(wǎng)絡(luò )來(lái)逼近SD-AR模型中的函數系數,并采用一種結構化的非線(xiàn)性參數優(yōu)化方法(structured nonlinear parameter optimization method, SNPOM)辨識該模型。基于該RBF-AR預報模型,給出了船舶變形預報算法設計并進(jìn)行了仿真實(shí)驗。實(shí)驗結果表明,該方法在船體變形預測精度上優(yōu)于傳統時(shí)間序列預測方法,具有較好的應用前景。
2020, 28(7):204-209.
摘要:針對傳統生物激勵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(BINN)在點(diǎn)對點(diǎn)全局路徑規劃中存在的路徑偏離和路徑非最優(yōu)問(wèn)題,提出了基于路徑修正和無(wú)障礙理想路徑制導的生物激勵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法。路徑規劃的初始階段,通過(guò)判斷起始單元外部激勵輸入和起始單元活性值大小決定是否觸發(fā)路徑生成策略,從而實(shí)現初始路徑修正;在生成下一位置單元的算法中結合無(wú)障礙理想路徑的導向,引入實(shí)際路徑單元與無(wú)障礙理想路徑單元間的理想路徑接近率使路徑神經(jīng)元活性值增大,從而實(shí)現路徑優(yōu)化。在靜態(tài)復雜環(huán)境下,分別以三種算法進(jìn)行了對比實(shí)驗。實(shí)驗結果表明,改進(jìn)后的路徑規劃算法相比傳統生物激勵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法和基于目標制導的生物激勵算法,不僅解決了路徑規劃初始階段的路徑偏離問(wèn)題,而且使路徑長(cháng)度和路徑轉折次數更低,效率更高。
2020, 28(7):210-213.
摘要:為了改進(jìn)PTPV2時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò )非對稱(chēng)時(shí)延抖動(dòng)對主從時(shí)鐘同步精度的影響,設計了傳輸報文的非對稱(chēng)時(shí)延抖動(dòng)修正算法。基本思路是在主從時(shí)鐘交換報文信息中,找出最佳報文用于從時(shí)鐘的調整。采用兩級過(guò)濾先進(jìn)增強時(shí)間恢復算法,即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò )傳輸阻塞,也能篩選出未受阻塞的幸運報文用于時(shí)鐘偏差估計。新算法能夠很容易集成到PTPV2協(xié)議中,而不會(huì )影響基本的報文信息交換。實(shí)際測試結果表明,新設計的時(shí)間恢復算法,在普通交換機網(wǎng)絡(luò )中,可有效抑制非對稱(chēng)時(shí)延抖動(dòng),主從時(shí)鐘同步精度也可優(yōu)于100ns。
徐勝軍 , 歐陽(yáng)樸衍 , 郭學(xué)源 , Taha Muthar Khan
2020, 28(7):214-219.
摘要:針對傳統深度網(wǎng)絡(luò )模型難以精確提取建筑物邊緣輪廓特征及對不同尺寸建筑物無(wú)法自適應提取的問(wèn)題,提出一種膨脹卷積特征提取的多尺度特征融合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型(Multiscale-feature fusion Deep Neural Networks with dilated convolution,MDNNet)對遙感圖像建筑物自動(dòng)分割的方法。首先在ResNet101模型中引入膨脹卷積擴大提取視野保留更多特征圖像分辨率;其次利用多尺度特征融合模塊獲取多個(gè)尺度的建筑物特征并將不同尺度的特征融合;最終利用特征解碼模塊將特征圖恢復到原始輸入圖像尺寸,實(shí)現遙感圖像建筑物精確分割。在WHU遙感圖像數據集的實(shí)驗結果表明,提出模型有效克服道路、樹(shù)木和陰影等因素影響,分割結果有效保留建筑物邊界細節信息,有效提升分割精度,像素準確率PA達到0.864,平均交并比mIoU達到0.815,召回率Recall達到0.862。
2020, 28(7):220-224.
摘要:針對傳統人工提取專(zhuān)家特征來(lái)進(jìn)行通信信號識別的方法存在局限性大、低信噪比下準確率低的問(wèn)題,提出一種復基帶信號與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)調制識別相結合的新方法。該方法將接收到的信號進(jìn)行預處理,得到包含同相分量和正交分量的復基帶信號,該信號作為輸入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型的數據集,通過(guò)多次訓練調整模型結構以及卷積核、步長(cháng)、特征圖和激活函數等超參數,利用訓練好的模型對通信信號進(jìn)行特征提取和識別。實(shí)現了對2FSK、4FSK、BPSK、8PSK、QPSK、QAM16和QAM64 七種數字通信信號類(lèi)型的識別分類(lèi)。實(shí)驗結果表明,當信噪比為0dB時(shí),七種信號的平均識別準確率已達94.61%,驗證了算法是有效的且在低信噪比條件下有較高的準確率。
2020, 28(7):225-229.
摘要:為了避免同向和相向干擾信號對識別精準度影響,引入機器學(xué)習,研究車(chē)用主動(dòng)防撞預警雷達信號識別系統。在機器學(xué)習支持下,設計預警雷達信號識別系統總體架構,采用BGT24MTR12E6327XUMA1型號原裝雷達收發(fā)器,通過(guò)TendaA9信號放大器將混頻信號送到信號處理系統之中,以此控制汽車(chē)行駛速度。TMS320F206 DSP通過(guò)CAN總線(xiàn)連接外部設備和TJA1041A總線(xiàn)收發(fā)器,使PC和DSP之間能夠串行通信。使用抗干擾流水線(xiàn)結構轉換方式,基于機器學(xué)習獲取無(wú)干擾實(shí)時(shí)狀態(tài)信號。通過(guò)計算雷達信號相似度,設計具體識別流程。依據各個(gè)子雷達在汽車(chē)上分布情況設計實(shí)驗,由實(shí)驗結果可知,相向干擾下機器學(xué)習技術(shù)信號識別精準度最高可達到96%;同向干擾下機器學(xué)習技術(shù)信號識別精準度最高可達到94%,為車(chē)輛安全行駛提供設備支持。
2020, 28(7):230-234.
摘要:近年來(lái)隨著(zhù)商業(yè)航天的發(fā)展,空間飛行器計算機系統開(kāi)始大量使用工業(yè)級甚至商業(yè)級電子元器件,這種設計帶來(lái)眾多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)卻存在一個(gè)嚴重問(wèn)題:商用芯片無(wú)法直接適應空間環(huán)境,商用元器件存儲單元在空間環(huán)境下現單粒子多位翻轉MBU(multiple bits upset)的情況越來(lái)越多,傳統容錯方法由于糾錯能力不足無(wú)法解決此類(lèi)問(wèn)題,為解決上述不足文中提出了一種改進(jìn)型準循環(huán)碼作為容錯方法來(lái)解決單粒子多位翻轉問(wèn)題。仿真和試驗結果表明,該方法可以滿(mǎn)足存儲單元相鄰位2位、3位翻轉的糾錯需求,且編碼邏輯簡(jiǎn)潔,編解碼延遲較低,適于工程應用。
2020, 28(7):235-238.
摘要:為提高衛星導航在復雜電磁環(huán)境和高緯度地域的應用,采用低軌衛星彌補衛星導航在信號功率和覆蓋方面的不足,提出一種采用偽距和多普勒測量值的聯(lián)合定位技術(shù),分析了基于偽距和多普勒參數的定位原理,針對最小二乘收斂域狹窄問(wèn)題給出一種結合網(wǎng)格搜索的定位解算方法,針對接收機鐘差未知給出了基于轉發(fā)和雙向測量體制下的測量參數獲取方法,并分析了單星定位誤差的分布特性,指出誤差分布對不同誤差種類(lèi)具有不同的敏感程度。最后給出一種特定衛星軌道下的定位結果,驗證了算法的有效性,定位精度達到百米量級。
2020, 28(7):239-243.
摘要:伴隨國家地質(zhì)勘探、基礎設施建設和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統以人工采樣、離線(xiàn)實(shí)驗、專(zhuān)家評判為特點(diǎn)的巖土體成分分析的方法有待改善。靜力觸探實(shí)驗作為典型原位測試方法,由于其高效、準確、土體擾動(dòng)小、數據連續性好等特點(diǎn),越來(lái)越多的在巖土工程中得到應用。此外,靜力觸探實(shí)驗是評價(jià)工程地質(zhì)條件、評估地質(zhì)災害的重要手段。因此,對成套靜力觸探系統的研究也越來(lái)越多。 首先介紹基帶板的設計,其中包括數據采集模塊設計,數據存儲模塊設計,探頭傾斜管控模塊設計,基帶板通訊模塊設計,時(shí)間同步模塊設計和數字溫控傳感模塊設計,完成了對下位機的設計和開(kāi)發(fā)。 其次,通過(guò)RTC時(shí)鐘界面、參數設置界面和數據傳輸界面設計,完成了上位機的設計,方便與計算機進(jìn)行交互。 最后,通過(guò)實(shí)驗結果對該簡(jiǎn)易靜力觸探采集系統進(jìn)行功能分析。 通過(guò)高性能、低成本的STM32與各種外圍芯片相結合的方式,設計了基帶板軟硬件配置策略。同時(shí)進(jìn)行上位機功能研發(fā),完成了基于STM32的簡(jiǎn)易靜力觸探采集系統的設計,實(shí)現了高性?xún)r(jià)比的巖體成分分析解決方案,完成了多種模式下對巖體數據的采集、存儲和傳輸,為工程的前期分析提供重要支撐。
2020, 28(7):244-248.
摘要:針對光伏發(fā)電系統在復雜遮陰條件下,光伏輸出P-V特性曲線(xiàn)呈現高度非線(xiàn)性,采用基于分組粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)和優(yōu)化的擾動(dòng)觀(guān)察法(perturb and observe, P&O)相結合的MPPT(maximum power point tracking)算法進(jìn)行光伏發(fā)電系統輸出功率的提升。提出的最大功率點(diǎn)算法分為兩個(gè)階段,首先通過(guò)將混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm, SFLA)的分組思想引入到傳統粒子群算法,并采用改進(jìn)后算法實(shí)現近似全局最大功率點(diǎn)的快速搜索,以加快最大功率點(diǎn)跟蹤的收斂速度和穩定性。然后,采用優(yōu)化的擾動(dòng)觀(guān)察法實(shí)現最大功率點(diǎn)附近的動(dòng)態(tài)精確跟蹤,同時(shí)減少后續最大功率點(diǎn)跟蹤過(guò)程中的計算量。通過(guò)在不同階段發(fā)揮兩種MPPT算法的各自?xún)?yōu)點(diǎn)來(lái)提高光伏最大功率點(diǎn)跟蹤控制的效率。最后進(jìn)行光伏系統遮陰條件變化的仿真實(shí)驗,與傳統粒子群算法相比,提出MPPT方法具有較快的跟蹤速度和穩定的功率輸出。
2020, 28(7):249-252.
摘要:為提升商用航空發(fā)動(dòng)機控制軟件的效率、節省驗證成本,數字仿真技術(shù)被廣泛采用,在仿真平臺保證功能邏輯正確的前提下,再進(jìn)行電子控制器硬件(EEC)的集成。商用航空發(fā)動(dòng)機控制軟件在滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機的功能和性能要求,還需要滿(mǎn)足適航安全的目標,由于仿真平臺與真實(shí)硬件平臺的差異,在仿真平臺獲得的驗證結果往往不被適航所采納,因此提高仿真度,使得仿真平臺能作為控制軟件開(kāi)發(fā)平臺被適航所認可,是進(jìn)一步節省成本的有效方法;基于通用仿真運行平臺SIMICS,通過(guò)采用模擬硬件處理器的寄存器、指令集以及存儲器、外設等,使得在目標平臺上運行的代碼可以直接運行在仿真平臺,在仿真平臺達到目標碼級別的驗證;通過(guò)軟件時(shí)間行為的分析與模擬,使得系統和硬件的仿真程度進(jìn)一步提高,更接近真實(shí)硬件,在仿真平臺所獲取的驗證數據,更容易被適航所采納。
2020, 28(7):253-259.
摘要:建筑能耗異常檢測對于建筑管理和運行至關(guān)重要,論文提出了一種基于D-S證據理論的不平衡數據多劃分(Multi-partition,MP)聚類(lèi)算法,并構建MP算法能耗異常檢測模型對建筑能耗中的異常值進(jìn)行準確檢測。首先通過(guò)改進(jìn)的信任c均值算法將能耗數據集多劃分;利用基于K-NN的均值漂移算法確定數據集的真實(shí)類(lèi)別個(gè)數;然后根據密度合并規則對能耗數據進(jìn)行合并;最后對未合并的能耗數據再次劃分得到最終的能耗異常檢測結果。UCI數據集驗證結果表明,MP算法對于不平衡數據聚類(lèi)效果良好,能夠有效避免樣本“均勻效應”,降低錯誤率;通過(guò)對某大型商場(chǎng)建筑空調和照明用電能耗異常值檢測,驗證了MP算法能耗異常檢測模型的有效性。
2020, 28(7):260-264.
摘要:設計并開(kāi)發(fā)了一套基于STC89C52單片機籃球比賽計時(shí)計分器系統,借助Keil編程工具實(shí)現了對控制程序的設計與調試,將程序拷貝到系統中,實(shí)現對系統功能的不同控制。經(jīng)過(guò)實(shí)驗仿真,該設計能完整實(shí)現比賽計時(shí)、計分、開(kāi)始、暫停、提示和交換場(chǎng)地等功能,特別是LCD1602液晶顯示屏相對傳統LED顯示器具備顯示清楚、操作便捷的優(yōu)勢。
2020, 28(7):265-268.
摘要:針對當前裝備健康狀態(tài)評估方法無(wú)法反映健康狀態(tài)變化過(guò)程的問(wèn)題,提出了一種基于測試數據的裝備健康狀態(tài)評估方法。該方法通過(guò)對待測部件進(jìn)行測試,觀(guān)察測試數據變化規律并對比測試數據的正常范圍,分別計算測試部件的基本健康度、健康度變化率和健康度變化幅度,得到了裝備動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的健康度數學(xué)模型,并建立了串聯(lián)、并聯(lián)系統的武器裝備健康狀態(tài)評估方法。利用該方法分別對某型潛射導彈發(fā)動(dòng)機、伺服機構液壓源的測試數據進(jìn)行實(shí)例分析,結果表明該方法可準確真實(shí)反映裝備健康狀態(tài)的變化過(guò)程,提供使用者科學(xué)有效的故障預測和維修決策依據,更加符合裝備基于狀態(tài)的維修要求,提高了裝備完好率和任務(wù)完成率,具有較強的可操作性。
2020, 28(7):269-273.
摘要:三大手段融合氣動(dòng)試驗是新一代航空航天飛行器研制的必然需求,當前由于鏈路不通、設備數字化程度低等多種因素,制約了三大手段的有效融合應用。文章分析了氣動(dòng)試驗研究體系中的信息物理系統內涵和建設必要性,闡述了信息物理系統與氣動(dòng)試驗研究融合的目標愿景,通過(guò)構建氣動(dòng)試驗研究體系信息物理系統,提出打通數據、流程、試驗手段三個(gè)鏈路的方法,形成氣動(dòng)設備、試驗研究對象(型號、標模)和人三個(gè)維度的數字化,通過(guò)氣動(dòng)試驗研究大數據為三大手段融合注入新的驅動(dòng)力,促進(jìn)氣動(dòng)試驗研究能力從數據組織、信息價(jià)值、管理能力三個(gè)維度螺旋提升,有力推動(dòng)氣動(dòng)試驗研究體系的建立。
2020, 28(7):274-279.
摘要:針對無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )能量消耗不均及節點(diǎn)過(guò)早死亡等問(wèn)題,提出一種新的基于改進(jìn)蟻群算法的路由算法。在網(wǎng)絡(luò )結構方面,加入網(wǎng)絡(luò )分隔帶和搜索角,并結合節點(diǎn)剩余能量,共同限制下一跳節點(diǎn)的轉移概率;同時(shí)改進(jìn)啟發(fā)函數,加入能量影響因子,增強算法尋優(yōu),避免陷入局部最優(yōu);在信息素更新方面,引入閾值機制并設立最優(yōu)路徑權重值來(lái)尋找最優(yōu)路徑。仿真結果表明,改進(jìn)后的算法能夠進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò )能耗,延長(cháng)網(wǎng)絡(luò )生命周期。
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