2021, 29(2):1-4.
摘要:針對當前航天器通信信號設備故障檢測系統受到噪聲影響,導致系統通信設備故障信號檢測精準度低,檢測時(shí)間長(cháng)的問(wèn)題,設計基于CPCI總線(xiàn)的航天器通信信號設備故障檢測系統。CPCI故障模擬模塊利用RS232串行線(xiàn)控制注入機,采用故障注入器執行故障注入CPCI總線(xiàn),接收控制系統參數和指令,使用時(shí)鐘分配芯片傳輸時(shí)鐘信號,通過(guò)CPCI檢測板卡模塊,配合FPGA實(shí)現接口控制,完成系統硬件結構設計,利用任務(wù)間相互依賴(lài)關(guān)系,實(shí)現任務(wù)間相互檢測,通過(guò)終端網(wǎng)工作站定期發(fā)送多路通信網(wǎng)相關(guān)信息,返回無(wú)疵點(diǎn)檢測結果,采用二次相關(guān)算法,提取多通道通信故障信號詳細信息,準確估算通信信號時(shí)延,排除多通道網(wǎng)絡(luò )噪聲影響造成的通信故障,完成系統軟件部分設計。實(shí)驗結果表明,本文設計的系統通信設備故障信號檢測精準度較高,能夠有效縮短通信設備故障信號檢測時(shí)間。
2021, 29(2):5-9.
摘要:針對直流接地故障檢測系統檢測結果誤差大問(wèn)題,提出了基于MapReduce并行處理的機電特種設備故障診斷系統設計。根據系統總體架構,將硬件結構分為故障檢測顯示單元和數據處理及傳輸單元。整流電流,使用二極管整流裝置設計集流故障檢測指示電路。采用多層差分電路獲取脈沖信號,以低電平電壓位置的故障檢測器作為檢測點(diǎn),設計電流突變檢測模塊。使用DH08型號開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測模塊,具有8路交流輸入,由此檢測設備斷電故障。選配6AU1410-0AB00-0AA0型西門(mén)子報警模塊,對故障點(diǎn)進(jìn)行報警處理。設計MapReduce執行流程,分析4個(gè) MapReduce作業(yè)訓練過(guò)程,計算數據屬性特征詞在每個(gè)故障類(lèi)中的頻率值,由此完成故障診斷。以軸承故障為例,進(jìn)行實(shí)驗驗證分析。由實(shí)驗測試結果可知,該系統與實(shí)際波形差別較小,其對A相、B相C相電流短路故障診斷的時(shí)間點(diǎn)波形變化與實(shí)際曲線(xiàn)基本一致,在0A附近波動(dòng),說(shuō)明該方法具有精準檢測結果,能夠為機電特種設備廣泛應用提供設備支持。
2021, 29(2):10-13.
摘要:針對目前大型精密零件自動(dòng)化測量和自動(dòng)化裝配的迫切需求,提出一種精密零件輪廓自動(dòng)化測量方法。首先利用激光跟蹤儀建立全局坐標系,基于世界統一法對多個(gè)相機坐標系進(jìn)行全局標定;采用像素點(diǎn)聚類(lèi)的方式、漫水填充法等圖像處理方法對存在重影以及環(huán)境光的激光光條中心進(jìn)行精確提取,利用統計濾波方法對三維數據點(diǎn)云進(jìn)行雜點(diǎn)的去除,結合粗匹配和精細匹配方法對多組相機下的激光光條進(jìn)行三維空間點(diǎn)云融合,移動(dòng)產(chǎn)品,對精密零件進(jìn)行全產(chǎn)品掃描,最后,借助于射線(xiàn)法對精密零件輪廓進(jìn)行超差預警。實(shí)驗表明,該方法對大型零部件產(chǎn)品的測量誤差標準差為0.25mm,15分鐘可以完成20米長(cháng)大型零部件產(chǎn)品的測量與分析,足夠滿(mǎn)足現有大型精密復雜產(chǎn)品的裝配需求,突破了現有技術(shù)瓶頸,可以對精密零件輪廓進(jìn)行快速精確三維重構,并且可以計算精密零件產(chǎn)品的結構化參數。
2021, 29(2):14-19.
摘要:液化天然氣(Liquefied Natural Gas,簡(jiǎn)稱(chēng)LNG)是目前公認的一種清潔能源,以L(fǎng)NG為燃料的汽車(chē)已投入使用。LNG車(chē)載氣瓶是LNGV車(chē)載燃料汽車(chē)動(dòng)力系統的核心部分,為保證車(chē)載氣瓶使用過(guò)程中的安全性,需實(shí)時(shí)監控LNG氣瓶液位參數,故設計一種基于無(wú)線(xiàn)通信的LNG氣瓶液位監測系統。系統利用電容式液位傳感器對液位對象進(jìn)行測量,通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)將數據進(jìn)行傳輸,選用STM32單片機作為中央處理單元,完成對數據的處理與判讀,達到LNG車(chē)載氣瓶液位監測工作要求。經(jīng)反復驗證,系統運行可靠且測量誤差不超過(guò)1.5%,完全滿(mǎn)足LNG氣瓶液位監測要求。
2021, 29(2):20-24.
摘要:針對疫情下醫護人員對病人身體各種參數監測不變和工作效率低下等問(wèn)題,本文提出了一種基于GPRS和Zigbee的無(wú)線(xiàn)心電信號監測系統。系統利用脈搏傳感器作為檢測終端可同時(shí)監測多個(gè)病人的生理狀況數據,檢測終端對數據進(jìn)行匯總分析、存儲和顯示同時(shí)在緊急情況下進(jìn)行呼救等功能,同時(shí)系統可將不同終端得到的生理參數通過(guò)ZigBee組網(wǎng)傳輸給GPRS組網(wǎng)的協(xié)調器,協(xié)調器可以將數據接入互聯(lián)網(wǎng)上傳至服務(wù)器和系統設計的上位機。通過(guò)對系統一個(gè)終端的軟硬件設計測試,系統能準確測量不同病人的生理信息。通過(guò)數據對比精確度可達到2%。可以證明該系統有很好的醫學(xué)應用前景。
2021, 29(2):25-29.
摘要:目前提出的無(wú)人機遙感影像多尺度檢測技術(shù)平均圖像灰度較差,導致檢測結果清晰度較低。為了解決上述問(wèn)題,基于局部加權擬合算法研究了一種新的無(wú)人機遙感影像多尺度檢測技術(shù),選用最小二乘法進(jìn)行多次循環(huán)計算,確定周?chē)鷧^域重復率,通過(guò)抽稀處理提高數據精度。根據高斯金字塔得到n階的影像序列,利用高斯金字塔和差分尺度劃分完成遙感影像的特征提取。引入加權擬合算法,構建有效影像數據集,確定影像網(wǎng)絡(luò )模型,從而完成合并,實(shí)現影像數據的檢測。實(shí)驗結果表明,基于局部加權擬合算法的無(wú)人機遙感影像多尺度檢測技術(shù)能夠有效提高平均圖像清晰度,增強檢測結果的清晰度。
2021, 29(2):30-34.
摘要:針對當前基于A(yíng)RM 和DSP的嵌入式圖像處理系統前端采集速度慢和圖像處理算法不易加速的缺點(diǎn),設計了一種基于HDMI接口的全高清(分辨率1920×1080)實(shí)時(shí)視頻采集與圖像處理系統。采用500萬(wàn)像素級別CMOS攝像頭作為前端數據源,主芯片內部采用ARM+FPGA的異構架構,兼備FPGA的并行處理能力與 ARM處理器任務(wù)調度功能。基于A(yíng)XI協(xié)議設計了自定義數據存儲傳輸的IP核,實(shí)現了處理速度與帶寬最大化。利用HLS工具將圖像預處理算法快速打包生成IP核,在FPGA中實(shí)現圖像算法的硬件加速,完成圖像處理系統平臺原型機的設計。與傳統的PC機和相機的機器視覺(jué)平臺相比,該系統運行平均耗時(shí)在10ms以?xún)?實(shí)時(shí)檢測效果令人滿(mǎn)意,有效解決了低功耗與高數據帶寬和處理速度之間的矛盾,為后端結果分析和邊緣加速提供了良好支持。
2021, 29(2):35-39.
摘要:針對當前水文遙感監測系統遙感圖像清晰度較低,造成水文遙感監測準確率下降的問(wèn)題,提出了基于CUAHSI-HIS的水文遙感監測系統。在硬件系統設計上,按照水文特征數據調配審核內容,劃分硬件操作模塊,選用ARM單片機作為水文遙感監測傳感器,采用AT91SAM9X35-CU微處理器芯片,通過(guò)CC2530F256RHAR微處理芯片完成信息處理,利用供電電流傳導方式特征轉換水文信息,設計系統采集模塊,集中編寫(xiě)與采集監測流域內部水文特征,根據CUAHSI-HIS對流域水文特征進(jìn)行水文數據調整,并按照調整后的水文數據對監測系統軟件平臺進(jìn)行管理,加強對平臺的管理,整理平臺改造信息,執行軟件平臺系統改造指令。實(shí)驗結果表明,基于CUAHSI-HIS的水文遙感監測系統遙感圖像清晰度較高,能夠有效提高監測準確率。
2021, 29(2):40-43.
摘要:針對當前大氣水汽監測系統數據處理時(shí)間長(cháng),監測準確率低的問(wèn)題,設計了基于拉曼激光雷達的大氣水汽監測系統。采用激光發(fā)射器,將納米棒放置在發(fā)射器內部的絕緣硅層上,連接原子級光滑銀,產(chǎn)生共振磁場(chǎng)發(fā)射激光,確保發(fā)射頻率穩定性,利用光電接收器,接收發(fā)射并折返激光波,監測大氣水汽并記錄相關(guān)數據,運用信號處理器,由分光器件獲取并交由光電倍增管緩存實(shí)時(shí)數據,完成系統硬件設計。通過(guò)拉曼激光雷達技術(shù),采集大氣水汽信號,探測大氣中散射光子數和回波光干數,根據監測數據,計算大氣水汽的信噪比,推導出大氣中水汽占比,完成系統軟件設計,實(shí)現大氣水汽實(shí)時(shí)監測。實(shí)驗結果表明,基于拉曼激光雷達的大氣水汽監測系統的監測準確率較高,能夠有效縮短數據處理時(shí)間。
2021, 29(2):44-48.
摘要:礦用電氣設備尤其是礦用變頻器對井下電網(wǎng)電能質(zhì)量污染的問(wèn)題,越來(lái)越受研發(fā)廠(chǎng)家、安全準入、各工礦企業(yè)的重視。簡(jiǎn)述了礦用變頻器的結構、原理,研究其諧波產(chǎn)生機理,闡述了其諧波的危害。設計了一套基于FLUKE1760的帶負載性能測試系統,該系統主要由測試樣機、陪試變頻器、對拖電機、電能質(zhì)量分析儀、上位機等單元組成。使用該系統對變頻器進(jìn)行了諧波加載性能測試,并對采集到的電壓電流數據進(jìn)行了諧波分析。實(shí)測結果證明:被測變頻器的電壓電流中均含有較大的5次7次諧波及高次諧波。
2021, 29(2):49-52.
摘要:雷達目標檢測近年來(lái)一直是雷達信號處理中的重要任務(wù),在探測監控等安全領(lǐng)域的有非常重要的作用。針對傳統恒虛警目標檢測方法存在的環(huán)境適應能力較弱、復雜地形環(huán)境下雷達虛警數量急劇上升等問(wèn)題,提出一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的雷達目標檢測方法。以雷達回波信號數據處理后得到的距離-多普勒圖像作為模型的訓練集和測試集,設計基于Faster R-CNN結構的雷達目標檢測模型,訓練模型并將測試結果與傳統恒虛警目標檢測算法結果相比較,所設計的模型提升了雷達目標檢測正確率并較大地減少了虛警數量,這表明將卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )應用于雷達回波信號的處理任務(wù)中是可行的。
2021, 29(2):53-57.
摘要:針對微型渦噴發(fā)動(dòng)機ECU控制系統具有時(shí)變性和非線(xiàn)性的特點(diǎn),為改善微型渦噴發(fā)動(dòng)機控制系統的控制性能,將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )PID控制方法應用于ECU的轉速與推力控制系統中。首先,利用某微型渦噴發(fā)動(dòng)機的試車(chē)數據通過(guò)系統辨識方法得到其數學(xué)模型,其次針對模糊PID無(wú)法在線(xiàn)調參的弊端,引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制方法對微型渦噴發(fā)動(dòng)機ECU系統進(jìn)行控制。為模擬發(fā)動(dòng)機在工作過(guò)程中遇到的干擾問(wèn)題,在仿真過(guò)程中加入了干擾信號,通過(guò)與傳統PID、模糊PID的仿真結果對比驗證得出,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )PID在渦噴發(fā)動(dòng)機控制系統中的表現最好,使系統的穩定速度更快,超調量更小,在有干擾的情況下恢復穩定狀態(tài)的時(shí)間更短。
2021, 29(2):58-62.
摘要:為了進(jìn)一步提高機載雷達穩定平臺的抗干擾能力,以滿(mǎn)足其愈來(lái)愈高的精度需求。提出一種基于“先微分,后預報”的機載雷達穩定平臺自抗擾控制方案。對比于傳統自抗擾控制器,此方案將擴張狀態(tài)觀(guān)測器的擾動(dòng)觀(guān)測輸出通過(guò)微分預報之后在補償系統的擾動(dòng),有效的減少了擾動(dòng)估計滯后的現象,顯著(zhù)提高了對系統擾動(dòng)補償的實(shí)時(shí)性。通過(guò)MATLAB仿真實(shí)驗表明,“先微分,后預報”自抗擾控制方案的超調量?jì)H有1.11%,穩態(tài)時(shí)間只有0.52s遠遠小于PID控制,而其對擾動(dòng)的響應幅值僅為PID控制的12.8%,且與PID控制相比,其對連續擾動(dòng)的抑制能力更為優(yōu)秀。
2021, 29(2):63-66.
摘要:光照是植物生長(cháng)和發(fā)育的重要環(huán)境因子之一,在植物組織培養過(guò)程中,為了更好地利用LED光源對組培室內植物進(jìn)行補光,節約能源和提高補光效率,設計了一種基于STM32的植物補光調控系統。系統采用STM32作為微控制器,設計植物補光總控中心和補光調控節點(diǎn)電路,補光總控中心通過(guò)RS485通信模塊與安裝在組培室內的多個(gè)補光調控節點(diǎn)進(jìn)行指令和數據的通信,補光調控節點(diǎn)根據補光總控中心的任務(wù)指令和補光參數,協(xié)調補光調控節點(diǎn)的各個(gè)電路模塊之間相互工作,實(shí)現按時(shí)、按量對組培室內的植物進(jìn)行補光。經(jīng)過(guò)實(shí)驗測試結果表明,該系統環(huán)保、易操作且性能穩定可靠,能夠實(shí)現補光的同時(shí)節約能源,進(jìn)而減少了組培室的育苗成本,為在植物組培室內實(shí)現植物的補光提供參考。
2021, 29(2):67-70.
摘要:目前研究的航天器目標跟蹤控制系統控制有效率低,追蹤圖像與實(shí)際目標不同,準確率低。基于圖像輪廓檢測設計了一種新的航天器目標跟蹤控制系統,根據系統硬件的不同性能與結構進(jìn)行模塊式劃分,同時(shí)將圖像輪廓檢測數據準則添加入中心管理系統中,時(shí)刻保證數據的檢測安全系數處于系統操作允許范圍內;調整原有的軟件結構狀態(tài),采集航天器輪廓圖像并提取輪廓信息,選用適當的圖像輪廓檢測閾值,集中檢驗跟蹤目標的運動(dòng)方向,調控方向數據,以此降低圖像的像素變化程度,得到準確的航天器目標跟蹤控制結果。實(shí)驗結果表明基于圖像輪廓檢測的航天器目標跟蹤控制系統控制有效率得到了84%,跟蹤目標更加準確。
2021, 29(2):71-75.
摘要:目前四旋翼無(wú)人機大部分都采用經(jīng)典控制方法進(jìn)行控制律的設計,然而控制參數的選擇和對被控對象數學(xué)模型的依賴(lài)一直是經(jīng)典控制方法設計中需要克服的問(wèn)題;針對此問(wèn)題,采用了一種基于深度強化學(xué)習算法Deep Q Network的無(wú)人機控制律設計方法,以四旋翼姿態(tài)角和姿態(tài)角速率作為三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的輸入數據,最終輸出動(dòng)作值函數,再根據貪婪策略進(jìn)行動(dòng)作的選取,通過(guò)與環(huán)境的不斷交互,智能體根據獎懲信息來(lái)更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的權值,使得智能體朝著(zhù)獲得累積回報最大值的方向選取動(dòng)作;仿真結果表明在經(jīng)過(guò)強化學(xué)習訓練之后,四旋翼姿態(tài)角能夠快速準確地跟蹤上參考指令的變化,證明了基于強化學(xué)習的四旋翼無(wú)人機控制律的可行性,從而避免了傳統控制方法對控制參數的選擇與控制模型的依賴(lài)。
2021, 29(2):76-81.
摘要:為了提高四旋翼無(wú)人機對地面目標跟蹤的穩定性和跟蹤精度,提出了一種結合Tiny-YOLOV3和卡爾曼濾波的跟蹤算法。首先分析了Tiny-YOLOV3的原理和網(wǎng)絡(luò )結構,并基于Tiny-YOLOV3的目標檢測結果,結合無(wú)人機狀態(tài)和目標的幾何關(guān)系建立了目標跟蹤系統的數學(xué)模型;接著(zhù)對目標相對運動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析,建立目標的運動(dòng)學(xué)模型,考慮到目標檢測結果受干擾影響較大,應用卡爾曼濾波器實(shí)現對目標軌跡的濾波和預測,進(jìn)而提升目標跟蹤的精度;最后根據經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波后的目標軌跡信息設計無(wú)人機控制律,在軌跡控制的同時(shí)引入對無(wú)人機偏航角的控制,從而實(shí)現無(wú)人機對目標的穩定跟蹤。仿真結果表明無(wú)人機對目標的位置跟蹤精度在0.5m以?xún)龋俣雀櫿`差在0.2m/s以?xún)龋浇歉櫿`差在3度以?xún)龋櫺Ч己茫瑥亩撟C了所提算法的有效性。
2021, 29(2):82-86.
摘要:針對智能家居系統的臥室溫濕度調控單元,設計了一種基于多元擬合算法控制的臥室溫濕度閉環(huán)調控系統。系統以STC89C52微處理器為核心,采用基于最小二乘的多元擬合算法建立調控模型,使用多路傳感器進(jìn)行溫濕度參數采集,配合LCD液晶顯示、藍牙通信模塊及相關(guān)執行器,可實(shí)現溫濕度信息實(shí)時(shí)交互、自動(dòng)閉環(huán)調節及故障預警等功能。通過(guò)對系統模型的運行測試,系統可實(shí)現預定的各項功能,效果較好。
2021, 29(2):87-91.
摘要:為彌補偵查機器人行進(jìn)靈活性不足的缺陷,降低無(wú)故運動(dòng)碰撞事件的發(fā)生幾率,提出基于區塊鏈的偵查機器人實(shí)時(shí)避障與航線(xiàn)控制算法。利用超聲信號處理電路,提取可供直接應用的偵查運動(dòng)節點(diǎn),聯(lián)合已完成配置的MoveIt避障程序,實(shí)現對偵查機器人的實(shí)時(shí)避障運動(dòng)規劃。在此基礎上,設置LQR控制器,在控制機器人偵查航速的同時(shí),建立必要運動(dòng)操縱方程,完成對偵查機器人的運動(dòng)航線(xiàn)控制,提升與運動(dòng)設備元件相關(guān)的行進(jìn)靈活性。完善P2P網(wǎng)絡(luò )平臺,以待交互的運動(dòng)數據作為處理支持條件,將所有偵查信息封裝至同一區塊組織中,完成基于區塊鏈的避障控制原理研究,實(shí)現偵查機器人實(shí)時(shí)避障與航線(xiàn)控制算法的搭建。對比實(shí)驗結果表明,應用基于區塊鏈的控制算法后,C-Space參數極值超過(guò)8.0,RRT靈敏度也提升至75%,實(shí)現了對偵查機器人的靈活性行進(jìn)控制,有效抑制了無(wú)故運動(dòng)碰撞事件的出現
2021, 29(2):92-97.
摘要:在固定有向拓撲結構下,研究了具有多個(gè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)領(lǐng)導者的多智能體有限時(shí)間包含控制問(wèn)題。假設領(lǐng)導者之間不存在信息的交互,提出基于快速終端滑模的控制算法,該算法驅使跟隨者的運動(dòng)軌跡在有限時(shí)間收斂到由領(lǐng)導者組成的凸包中。進(jìn)一步,考慮實(shí)際應用中跟隨者狀態(tài)不能在線(xiàn)獲得的情況,提出基于有限時(shí)間觀(guān)測器的包含控制協(xié)議。利用圖論和Lyapunov有限時(shí)間穩定性理論,給出了有限時(shí)間包含控制的充分條件。最后通過(guò)仿真實(shí)例,驗證了算法的有效性。
2021, 29(2):98-102.
摘要:本文基于無(wú)控火箭,設計了一種低成本多路點(diǎn)火時(shí)序控制器。系統以STM8為控制器,采用震動(dòng)開(kāi)關(guān)完成火箭計時(shí)零點(diǎn)的采集,按照既定流程,完成火箭的時(shí)序控制。系統設計火工品運輸及發(fā)射,因此設計了一套完整的電路與軟件流程,完成火工品安全保護、火箭時(shí)序裝訂,火工品阻值檢測、時(shí)序控制器自檢及上報、過(guò)載檢測,火工品點(diǎn)火,故障上報及處理等功能,系統在地面的自檢率為85%以上。試驗結果表明,控制器可以在-20℃至50℃工作,可應用于增雨防雹火箭、探空火箭以及模擬訓練火箭等領(lǐng)域,用戶(hù)可以根據不同的火箭發(fā)動(dòng)機選擇過(guò)載檢測時(shí)間,根據點(diǎn)火頭引爆參數,選擇不同的容值的電路參數,根據不同流程,裝訂不同的時(shí)序,完成精確的無(wú)控火箭時(shí)序控制。
2021, 29(2):103-107.
摘要:對公安信息網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò )間的跨網(wǎng)絡(luò )與跨信任域的安全數據交換進(jìn)行了研究,提出了一種數據安全傳輸控制系統設計方案,底層硬件設計上基于光單向傳輸特點(diǎn),保證數據的單向安全傳輸,實(shí)現網(wǎng)絡(luò )間的物理隔離,上層系統軟件通過(guò)采用完整性校驗、數據加解密、數據重發(fā)、病毒掃描、內容過(guò)濾等多種技術(shù)保證系統傳輸數據的完整性、保密性、可靠性和內容合規性。整個(gè)系統由通道資源調度、通道資源上報、通道任務(wù)管理、隊列任務(wù)管理以及主任務(wù)管理等模塊組成,可實(shí)現設備信息注冊、設備狀態(tài)上報、通道任務(wù)管理、安全訪(fǎng)問(wèn)控制、監控與審計等功能,滿(mǎn)足不同網(wǎng)絡(luò )間文件數據、流數據、數據庫數據、請求服務(wù)數據的安全、高效傳輸需求。
王新德 , 包樂(lè ) , 王超 , 李培培 , 王景賢
2021, 29(2):108-115.
摘要:為解決現有固體火箭發(fā)動(dòng)機噴管防熱結構件粘接自動(dòng)化程度不高、生產(chǎn)效率低、人為因素影響多、粘接質(zhì)量不穩定等問(wèn)題,設計防熱結構件智能壓粘機控制系統;基于A(yíng)M5718 DSP+ARM雙核處理器開(kāi)發(fā),搭載綜合驅動(dòng)采集卡,進(jìn)行系統多軸運動(dòng)精準控制及信號精確采集,實(shí)現系統整體控制;并闡述了設計中的控制難點(diǎn)及解決思路;采用運動(dòng)控制函數跟蹤插補控制技術(shù)、壓力位移多公差窗口匹配控制技術(shù)、比例調節控制技術(shù)等,實(shí)現涂膠均勻度控制、旋轉保壓排氣控制、成型過(guò)程精準穩壓控制;經(jīng)實(shí)際應用與原有加工方式相比,加工時(shí)間縮短65%、溢膠率減少85%以上、一次粘接合格率提高25%。
2021, 29(2):116-121.
摘要:針對非自衡化工過(guò)程難以控制及所得控制器參數調節無(wú)規律可循的問(wèn)題,為提高過(guò)程控制品質(zhì),本文通過(guò)設計跟蹤給定值控制回路和抑制干擾控制回路來(lái)實(shí)現非自衡化工過(guò)程的控制,利用最優(yōu)控制理論、Taylor近似,設計得到的跟蹤給定值控制器和抑制干擾控制器其PID參數可解析給出,每個(gè)控制器只有唯一的調節參數且兩個(gè)回路的參數調節相互獨立,最后定性分析了閉環(huán)控制系統的穩定性,仿真結果表明基于該控制系統可有效實(shí)現非自衡化工過(guò)程的控制。
2021, 29(2):122-125.
摘要:目前設計的超聲速風(fēng)洞控制系統軟件采集精準度低,軟件程序安全性差。基于PMAC開(kāi)發(fā)設計了一種新的超聲速風(fēng)洞控制系統軟件,通過(guò)Windows XP平臺下中的語(yǔ)言編輯器開(kāi)發(fā)與調試程序,選擇PMAC運動(dòng)控制卡操作控制程序,利用XP系統進(jìn)行程序協(xié)調,完成程序內的上位機與通信模型的數據編寫(xiě),在64種功能函數下計算和提取程序代碼,根據三個(gè)獨立的風(fēng)動(dòng)參數進(jìn)行PID計算,應用集成軟件統一配置計算機中的軟件資源,確保在程序的控制下其他軟件程序可以自行執行相應的工作,以Fame View組態(tài)軟件作為此程序的運行基礎,采用C++語(yǔ)言編寫(xiě),開(kāi)發(fā)監控程序。實(shí)驗結果表明,基于PMAC的超聲速風(fēng)洞控制系統軟件采集精準度得到了提高,監測范圍較大,且監測波動(dòng)較穩定,有效保證了軟件程序的安全性。
2021, 29(2):126-131.
摘要:針對機械臂藥盒抓取操作中對藥盒定位和姿態(tài)估計的要求,提出一種基于YOLOv3深度學(xué)習算法和EPnP算法相結合的多藥盒姿態(tài)估計方法,此方法主要分為多藥盒定位和姿態(tài)估計兩部分。首先通過(guò)YOLOv3算法實(shí)現藥盒的快速精確定位,并通過(guò)定位框分割出單個(gè)藥盒。然后進(jìn)行特征提取和特征匹配并估計單應矩陣。通過(guò)對單應矩陣的透視矩陣變換求得藥盒平面四個(gè)角點(diǎn)的像素坐標并作為EPnP求解所需的2D點(diǎn),結合藥盒先驗尺寸信息在相機坐標系下構建藥盒對應的3D點(diǎn)坐標以實(shí)現藥盒姿態(tài)求解。通過(guò)結合OptiTrack系統設計了藥盒姿態(tài)精度對比實(shí)驗,結果表明,本算法充分發(fā)揮了YOLOv3算法兼具快速性和準確性的優(yōu)勢,并且具有良好的姿態(tài)估計精度,總體算法速度達到15FPS,藥盒姿態(tài)估計平均誤差小于0.5度。
2021, 29(2):132-136.
摘要:為了解決無(wú)人機群體在復雜戰場(chǎng)環(huán)境下的編隊、避障、避碰問(wèn)題,提出了一種將基于行為法和虛擬領(lǐng)航者法相結合的混合編隊技術(shù)。為無(wú)人機編隊設計了奔向目標、隊形保持、避碰、避障四種基本行為,通過(guò)對編隊無(wú)人機的行為權重參數進(jìn)行調整控制無(wú)人機編隊的機動(dòng),編隊無(wú)人機的行為權重參數通過(guò)自適應粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化,然后對編隊無(wú)人機的基本行為進(jìn)行矢量合成,歸一化處理后控制無(wú)人機的機動(dòng)。仿真實(shí)驗測試證明了該方法能使無(wú)人機群體保持期望的隊形,實(shí)現了編隊避障和內部避碰,進(jìn)而更有效地完成編隊任務(wù),提高了多無(wú)人機編隊的機動(dòng)性能,促進(jìn)了多無(wú)人機混合技術(shù)的發(fā)展。
2021, 29(2):137-143.
摘要:目前視覺(jué)慣性組合導航系統多采用優(yōu)化緊/松耦合以及濾波緊/松耦合算法,應用誤差狀態(tài)卡爾曼濾波能夠將較低頻率的視覺(jué)位姿信息提升到與慣性信息同步的頻率。提出一種基于自適應卡爾曼濾波的視覺(jué)慣導組合導航算法,首先考慮到系統建模與傳感器測量誤差,采用自適應漸消卡爾曼濾波進(jìn)行導航解算,通過(guò)實(shí)時(shí)計算遺忘因子,以調節歷史數據的權重,可抑制建模誤差,提高組合導航系統性能,然后針對視覺(jué)SLAM解算過(guò)程造成的視覺(jué)位姿信息滯后于慣導信息的問(wèn)題,提出一種延時(shí)補償方法。仿真實(shí)驗表明,采用延時(shí)補償的自適應漸消卡爾曼濾波算法能夠有效抑制建模誤差,并降低視覺(jué)位姿信息滯后帶來(lái)的影響,提高無(wú)人機組合導航的解算精度,姿態(tài)、速度、位置解算精度分別達到5°、0.5m/s、0.4m以?xún)取?/p>
2021, 29(2):144-149.
摘要:通量分裂是在方程組條件下實(shí)現迎風(fēng)特性的主要手段,為了實(shí)現典型通量分裂格式在CPU/GPU異構平臺的性能分析。在NVIDIA GTX1660super上,使用統一設備計算架構(Compute Unified Device Architecture,CUDA)編程模型實(shí)現一維歐拉求解器。以激波管Riemann問(wèn)題為算例,對矢通量分裂格式van leer、通量差分分裂格式Roe以及混合通量分裂AUSMPW +進(jìn)行計算分析。數值結果表明,三種格式在異構計算體系能夠得到合理且可用的計算結果;Roe格式激波分辨率最高且在CPU/GPU體系加速效果最好;Van Leer激波分辨率較低于Roe和AUSMPW+,計算效率高但其格式構造中存在大量判斷分支,影響了加速性能;AUSMPW+格式激波分辨率與Roe相當,加速性能略好于Van Leer。
2021, 29(2):150-154.
摘要:在低軌衛星通信系統中,初始同步技術(shù)是其至關(guān)重要的一步,而由于低軌衛星信道的大多普勒頻偏等原因影響了信號的同步性能,為了減少影響,借鑒地面5G初始同步算法,在PSS檢測中進(jìn)行本地PSS整數頻偏處理,擴大了頻率估計范圍,減少了初始同步時(shí)間,其正確檢測率比傳統算法提高了1.5dB;在小數倍頻偏估計中,采用分段處理的PSS差分互相關(guān)算法,其精確度相較于傳統算法,提高了1到2dB。最終通過(guò)仿真可知,該算法可以在高動(dòng)態(tài)、低信噪比環(huán)境下完成初始接入過(guò)程的同步信號檢測,可以滿(mǎn)足低軌衛星通信系統的下行同步要求。
2021, 29(2):155-160.
摘要:摘 要: 針對氣動(dòng)數據高維、量大、來(lái)源廣泛的特點(diǎn)以及使用單機工具進(jìn)行數據分析功能單一的問(wèn)題,在已有飛行器氣動(dòng)數據的基礎上,設計并實(shí)現了基于MVVM模式的氣動(dòng)數據可視化分析系統。該系統基于氣動(dòng)試驗、仿真、處理與分析的領(lǐng)域類(lèi)數據語(yǔ)義化,通過(guò)MVVM框架的動(dòng)態(tài)模板建立了靈活、快速的氣動(dòng)數據分組及聚合機制,并同時(shí)適配氣動(dòng)力、熱、壓的可視化分析需求,動(dòng)態(tài)生成通用的交互與可視化UI組件,通過(guò)對系統進(jìn)行不同參數的選取及條件值設置來(lái)進(jìn)行氣動(dòng)數據的分析、處理與結果的可視化,從而提高研究人員的工作效率。實(shí)際應用表明,該系統界面友好,性能穩定,能簡(jiǎn)單快捷的通過(guò)動(dòng)態(tài)生成的數據篩選條件進(jìn)行分析可視化的操作,滿(mǎn)足研究人員的需求。
2021, 29(2):161-165.
摘要:針對人機交互領(lǐng)域中基于視覺(jué)的傳統動(dòng)態(tài)手勢識別方法準確率不高、易受不同強度光照影響等問(wèn)題,對動(dòng)態(tài)手勢識別方法進(jìn)行了研究。首先利用Kinect傳感器采集的深度圖像對手勢進(jìn)行分割,并基于矩和鏈碼進(jìn)行手勢質(zhì)心與手勢軌跡特征的計算,再利用動(dòng)態(tài)時(shí)間規整算法進(jìn)行手勢軌跡特征識別。最后將識別結果傳輸給六足機器人進(jìn)行人機交互實(shí)驗,實(shí)現了動(dòng)態(tài)手勢對六足機器人的控制。實(shí)驗結果證明:該方法識別準確率最高可達97%且不易受光照影響,具有較強的魯棒性,同時(shí)也滿(mǎn)足了人機交互需求。
2021, 29(2):166-170.
摘要:Web代理服務(wù)器緩存能夠在一定程度上解決用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)延遲和網(wǎng)絡(luò )擁塞問(wèn)題,Web代理緩存的緩存替換策略直接影響緩存的命中率,從而影響網(wǎng)絡(luò )請求響應的效果。為此,使用一種通過(guò)固定大小的循環(huán)滑動(dòng)窗口提取Web日志數據的多項特征,并使用高斯混合模型對Web日志數據進(jìn)行聚類(lèi)分析,預測在窗口時(shí)間內可能再次訪(fǎng)問(wèn)到Web對象, 結合最近最少使用(LRU)算法, 提出一種新的基于高斯混合模型的Web代理服務(wù)器緩存替換策略。實(shí)驗結果表明,與傳統的緩存替換策略L(fǎng)RU、LFU、FIFO、GDSF相比,該策略有效提高了Web代理緩存的請求命中率和字節命中率。
2021, 29(2):171-175.
摘要:云爆彈是內裝高能燃料的高效毀傷彈藥,需在特定的高度引爆,才能發(fā)揮最大殺傷效能,為此提出了一種適用于低速投放高著(zhù)速的云爆彈定高引信。該引信系統以FPGA作為主控制器,通過(guò)判定GPS提供的高度信息,控制配電器使彈丸在特定高度執行相應的動(dòng)作,并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊與外部進(jìn)行通信,接收配置命令或將定高過(guò)程產(chǎn)生的數據發(fā)送給上位機。針對GPS定位數據更新速率低導致彈丸實(shí)際動(dòng)作高度與目標高度相差大的問(wèn)題,特提出了一種高度補償算法,該算法通過(guò)在GPS連續兩次測定的高度之間插入10個(gè)高度判定點(diǎn),在提高高度信息采樣率的同時(shí)提升了定高精度。最后用衛星導航信號模擬器對該系統進(jìn)行了試驗測試,結果表明該引信系統定高精度誤差不超過(guò)1%,系統功耗約為1.5W,滿(mǎn)足實(shí)際應用需求。
2021, 29(2):176-179.
摘要:隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)數據的快速增長(cháng),原始的Kmeans算法已經(jīng)不足以應對大規模數據的聚類(lèi)需求。為此,提出一種改進(jìn)的Canopy-Kmeans聚類(lèi)算法。首先面對Canopy算法中心點(diǎn)隨機選取的不足,引入“最大最小原則”優(yōu)化Canopy中心點(diǎn)的選取;接著(zhù)借助三角不等式定理對Kmeans算法進(jìn)行優(yōu)化,減少冗余的距離計算,加快算法的收斂速度;最后結合MapReduce框架并行化實(shí)現改進(jìn)的Canopy-Kmeans算法。基于構建的微博數據集,對優(yōu)化后的Canopy-Kmeans算法進(jìn)行測試。試驗結果表明:對不同數據規模的微博數據集,優(yōu)化后算法的準確率較Kmeans算法提高了約15%,較原始的Canopy-Kmeans算法提高了約7%,算法的執行效率和擴展性也有較大提升。
2021, 29(2):180-186.
摘要:為了獲取炮彈落地前后的動(dòng)作信息,同時(shí)為了克服手動(dòng)預觸發(fā)高速攝像機的不穩定性及存在的延時(shí)和記錄完整性問(wèn)題,以及內觸發(fā)丟失信息的缺點(diǎn),設計了基于UWB模塊的無(wú)線(xiàn)觸發(fā)系統。該系統以FPGA作為UWB模塊的核心控制器,射頻芯片DW1000為UWB模塊核心,在炮彈與地面站分別放置UWB模塊作為標簽,通過(guò)TOA測距算法精確計算出兩點(diǎn)距離,當小于給定距離時(shí)給出觸發(fā)信號,實(shí)現高速攝像機的提前觸發(fā)。對測距系統進(jìn)行靜態(tài)誤差測量與靶場(chǎng)試驗,靜態(tài)誤差在20cm~40cm,靶場(chǎng)試驗時(shí)給定距離300米,測試結果分別為291.34m,288.48m,293.27m。實(shí)驗結果表明,該觸發(fā)系統可以完成預觸發(fā),滿(mǎn)足炮彈記錄實(shí)驗的預觸發(fā)需求。
2021, 29(2):187-193.
摘要:針對鯨魚(yú)優(yōu)化算法(WOA)存在的收斂速度慢、收斂精度低和易陷入局部最優(yōu)等問(wèn)題,提出了采用非線(xiàn)性收斂因子、協(xié)同a的慣性權重、時(shí)變獨立搜索概率和免疫記憶改進(jìn)的鯨魚(yú)優(yōu)化算法(Immune memory-a Weight-Time varying search factor Improved Whale Optimization Algorithm,IWTWOA)。應用非線(xiàn)性收斂因子、協(xié)同a的慣性權重和時(shí)變獨立搜索概率改進(jìn)WOA迭代模型,平衡了算法的全局搜索和局部搜索能力,有效避免了陷入局部最優(yōu)的問(wèn)題;引入免疫算法的免疫記憶機制,提高了算法收斂速度;選取了15個(gè)基準測試函數進(jìn)行性能測試,結果表明IWTWOA算法在穩定性、計算精度和收斂速度上均有所提高;最終將其應用在路徑規劃問(wèn)題中,獲得了較好的結果。
2021, 29(2):194-201.
摘要:隨著(zhù)商業(yè)航天的發(fā)展,為了能以更低成本將宇航計算單元得到應用,需要結合設計成本、預期壽命、實(shí)時(shí)性和系統復雜度等因素,對不同計算單元冗余架構的可靠性進(jìn)行評估。目前在基于高性能商用貨架(Commercial Off-The-Shelf,COTS)器件的宇航計算單元研究多滿(mǎn)足于工程應用,缺乏關(guān)于對不同架構可靠性的對比。首先,針對幾種不同冗余計算單元冗余架構,簡(jiǎn)單介紹具體的拓撲結構和工作方式;其次,根據工作方式給出了他們的故障狀態(tài)轉移圖;第三,根據上述幾種架構,運用馬爾可夫模型理論,對這些計算單元結構進(jìn)行可靠性建模可靠性模型,在考慮失效率和維修率兩個(gè)參數對系統可靠性影響的情況下,并以一個(gè)虛擬的長(cháng)時(shí)期任務(wù)為背景對各結構的可靠性指標進(jìn)行了評價(jià)。仿真結果為更低成本基于COST器件制造宇航計算單元提供了設計支撐。
2021, 29(2):202-206.
摘要:六足仿生機器人因其靈活度好、可靠性高、適應性強等特點(diǎn)而得到廣泛應用。針對六足仿生巡檢機器人,從結構設計、步態(tài)規劃、系統仿真和實(shí)物構建等方面,探索一般意義上系統設計和實(shí)現方法。首先設計了六足仿生機器人的多關(guān)節機械結構,并給出了此類(lèi)系統的量化建模方法;然后采用了重心隨動(dòng)的三角步態(tài)規劃方法,對系統穩定性和典型步態(tài)規劃進(jìn)行了量化分析;在此基礎上基于標準D-H參數法建立了機器人的運動(dòng)學(xué)模型,并且通過(guò)仿真實(shí)現了六足機器人向前縱向行走和向右橫向行走的直線(xiàn)平穩運動(dòng);最后通過(guò)六足仿生巡檢機器人實(shí)物測試,驗證了所設計的結構和步態(tài)規劃方法的可行性和有效性。
王光增 , 華獻宏 , 柴志華 , 張照鋒 , 金東紅 , 李燦燦 , 徐成浩
2021, 29(2):207-211.
摘要:針對配電網(wǎng)中由于諧波等因素影響,導致無(wú)功功率增加的問(wèn)題,提出了新型的無(wú)功功率最佳補償點(diǎn)查找方案。該方案構設出包括設備層、節點(diǎn)層、通信網(wǎng)絡(luò )層、計算機管理層和遠程管理中心的補償點(diǎn)分析系統,能夠以系統化的架構在本地或者遠程對電力節點(diǎn)進(jìn)行分析,并設計出一套諧波控制系統,能夠通過(guò)在線(xiàn)、實(shí)時(shí)檢測諧波發(fā)生點(diǎn)來(lái)選擇功率補償點(diǎn)。并在傳統的蟻群算法中融合粒子群算法,解決了常規技術(shù)中難以實(shí)現全局最優(yōu)解的技術(shù)弊端。通過(guò)200次的迭代計算,試驗表明,本研究的方法在達到預定周期時(shí),能夠通過(guò)最佳化地更新全局位置搜索到局部的最優(yōu)解,收斂速度快,收斂時(shí)間約為60s, 通過(guò)對比試驗,本研究的方案具有一定的技術(shù)進(jìn)步性。
2021, 29(2):212-217.
摘要:空間在軌服務(wù)過(guò)程中,當目標航天器周?chē)腥舾尚⌒l星環(huán)繞時(shí),服務(wù)航天器要避開(kāi)小衛星的安全范圍,與目標航天器成功交會(huì )并進(jìn)行在軌服務(wù),航天器的機動(dòng)軌道規劃是其重要前提。在路徑規劃中,遺傳算法應用廣泛,但是求解實(shí)際問(wèn)題的時(shí)間容易受到染色體基因等算子數目的影響,求解效率未得到保證。提出了一種混合遺傳算法,將遺傳算法全局搜索能力和模擬退火算法較強的局部搜索能力進(jìn)行整合,以服務(wù)航天器機動(dòng)軌道的路徑安全、任務(wù)時(shí)間、燃料消耗、總路程等為約束條件,并對算子進(jìn)行特殊設計,規劃出最優(yōu)機動(dòng)軌道路徑。通過(guò)場(chǎng)景假設和仿真實(shí)驗證明,該混合遺傳算法能夠規劃出符合約束條件的最優(yōu)機動(dòng)軌道路徑,并且極大提高了求解效率。
2021, 29(2):218-221.
摘要:為了在臨床中能夠獲得實(shí)時(shí)穩定出圖且分辨率高的準靜態(tài)彈性成像,在彈性成像系統設計中加入了幀對構造模塊、幀對篩選模塊、彈性計算模塊以及彈性幀相關(guān)處理模塊。在幀對構造和幀對篩選模塊中設計了幀對預篩選方案及評估方法,能夠以較少的計算量實(shí)現對錯誤幀對數據的自動(dòng)剔除,一方面減少了對操作手法的依賴(lài),另一方面促進(jìn)為了彈性圖像輸出穩定;彈性計算模塊中采用二維自相關(guān)算法進(jìn)行彈性應變值的計算,可以實(shí)現高分辨率彈性成像;彈性幀相關(guān)處理模塊對多幀彈性圖像做幀相關(guān)處理,進(jìn)一步確保彈性圖像輸出穩定。臨床乳腺及甲狀腺病變檢測結果表明,該系統設計方案可以實(shí)現幀率達18幀每秒的實(shí)時(shí)穩定、高分辨率(1.5mm)彈性成像輸出,且能夠為臨床醫生提供有價(jià)值的輔助診斷信息。
2021, 29(2):222-228.
摘要:針對智能門(mén)禁系統實(shí)名制管理及安全性問(wèn)題,設計了一種基于身份證和人臉雙重識別技術(shù)的智能門(mén)禁系統,通過(guò)RFID射頻識別技術(shù)實(shí)現了身份證識別,通過(guò)寬度學(xué)習卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法實(shí)現了人臉識別,設計了智能門(mén)禁系統的通信指令,提出了一種基于優(yōu)先級的周期性多任務(wù)調度算法,有效的提高實(shí)時(shí)多任務(wù)系統的整體控制性能。經(jīng)實(shí)驗結果表明,該智能門(mén)禁系統可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化管理以及實(shí)名化開(kāi)鎖,可以應用于門(mén)禁系統、政府公租房、長(cháng)短租公寓、民宿網(wǎng)約房、家庭聯(lián)網(wǎng)門(mén)鎖、寫(xiě)字樓等多領(lǐng)域。
2021, 29(2):229-233.
摘要:文章介紹了一種基于BCI實(shí)現輪椅運動(dòng)控制的新型控制方法,研究了一種便攜化的腦機接口范式,搭建了適用于普通輪椅的便攜化腦機輪椅控制系統。系統根據腦電信號的自身特點(diǎn),選用Emotiv公司的EPOC無(wú)線(xiàn)便攜式腦電儀采集腦電電波信號,由單片機控制,實(shí)現腦電電波數據的處理,由集成兩個(gè)無(wú)刷電機的制動(dòng)器執行命令,選用ZD6716V3作為無(wú)刷電機的控制器,且每個(gè)電機中,都有一個(gè)霍爾傳感器,提供來(lái)自電機的速度反饋信號,以精確獲取每個(gè)電機的速度參數,并將電機集成在輪椅后輪上,實(shí)現輪椅速度和方向的控制。此外,進(jìn)行了基于腦電識別率的控制方式實(shí)驗、基于小車(chē)的腦控實(shí)驗以及基于輪椅的腦控實(shí)驗。實(shí)驗結果表明腦電信號的準確率可以達到83%,滿(mǎn)足實(shí)際使用需求。
2021, 29(2):234-237.
摘要:為實(shí)現碳鋼石墨化的智能化評級,基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與遷移學(xué)習的方法構建了碳鋼金相圖像的自動(dòng)分類(lèi)模型。首先通過(guò)幾何變換和像素調整的數據增強方法建立了碳鋼石墨化圖像數據集。然后采用統一擴展網(wǎng)絡(luò )寬度、深度和分辨率方式來(lái)協(xié)調精度與效率的輕量級EfficientNet網(wǎng)絡(luò )作為主干特征提取網(wǎng)絡(luò ),構建碳鋼石墨化圖像評級模型,并在訓練階段利用遷移學(xué)習與參數微調的方法來(lái)提高模型的訓練效率。最后使用測試數據集對模型的分類(lèi)精度與復雜度進(jìn)行了驗證實(shí)驗,結果表明該模型能快速準確的對碳鋼石墨化程度進(jìn)行自動(dòng)評級,在僅需12MB內存的情況下,便可實(shí)現97.01%的評級準確率,單幅金相圖像的平均檢測時(shí)間也僅需10.27ms,滿(mǎn)足現場(chǎng)檢測的精度與實(shí)時(shí)性要求。
2021, 29(2):238-245.
摘要:當今社會(huì ),焊接技術(shù)廣泛應用于工業(yè)設備的制作,焊接質(zhì)量的好壞對設備的使用安全造成巨大的影響。超聲檢測是如今無(wú)損檢測的重要手段之一,它能有效對接頭的焊接情況進(jìn)行檢測,從而判斷內部是否存在缺陷,檢測結果是焊縫質(zhì)量評價(jià)的重要依據。本文對多塊坡口形狀為“U”型、“X”型、“V”型的焊接試樣中的裂紋、夾雜、未熔合等典型缺陷進(jìn)行CIVA仿真模擬以及超聲相控陣檢測。首先通過(guò)仿真確定了檢測工藝,掃查方式、掃查角度以獲得更好的信噪比和缺陷可檢測性。其次對比16塊對焊接試板中多種不同典型缺陷的多次試驗檢測結果,分析各類(lèi)典型缺陷的漏判及誤判情況。最后對常規超聲、相控陣超聲、射線(xiàn)檢測缺陷的測長(cháng)結果進(jìn)行了統計比較,分析影響相控陣超聲測長(cháng)結果的幾個(gè)因素,從而為超聲相控陣在實(shí)際焊縫檢測中提供更大的可行性及可靠性。
2021, 29(2):246-250.
摘要:脈搏測量是醫療護理基本監測工作之一,傳統脈搏傳感器多采用的是比如指脈、耳脈等方式,但也具有難以有效維護、數據不精確等弊端。為有效解決上述問(wèn)題,設計了一款基于STC89C52單片機的指脈測量?jì)x,運用紅外對管傳感器以及光電轉換,感知手指的微弱波動(dòng)實(shí)現信號接收。本設計采用STC89C52單片機作為控制器核心,通過(guò)心率傳感器來(lái)輸出方波,當單片機收到相應脈沖波,數碼管即可進(jìn)行計數向接收端發(fā)送信號,達到脈搏測量?jì)x計數和監控功能。仿真結果顯示,通過(guò)相關(guān)的調試使用,該脈搏測量?jì)x成功實(shí)現了設計時(shí)的相應功能,具有潛在應用推廣價(jià)值。
2021, 29(2):251-255.
摘要:為了提高多傳感器一致性數據融合的效果,在進(jìn)行多傳感器測量數據融之前,必須要對各傳感器的測量數據是否具有一致性進(jìn)行判定處理。針對現有各種多傳感器一致性數據融合方法存在的不足,文章運用統計學(xué)中的假設檢驗理論、聚類(lèi)分析和正態(tài)分布的優(yōu)良性質(zhì),提出了一種在線(xiàn)迭代聚類(lèi)的多傳感器一致性數據融合方法,用Matlab進(jìn)行大量仿真實(shí)驗的結果表明,本文給出方法優(yōu)于現有的多傳感器一致性數據融合方法。
2021, 29(2):256-261.
摘要:設計制作了一種集成信號調理電路的高溫壓阻式壓力傳感器,包含倒裝式的壓敏敏片、無(wú)源電阻溫度補償電路和信號調理電路組成。壓敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS標準工藝,溫度補償和信號調理電路采用高溫電子元件。試驗表明,無(wú)源電阻溫度補償具有顯著(zhù)的效果。此外,采用了高溫信號調理電路來(lái)提高傳感器的輸出靈敏度,通過(guò)溫度補償來(lái)降低輸出靈敏度。與傳統的經(jīng)驗算法相比,所提出的無(wú)源電阻溫度補償技術(shù)具有更小的溫度漂移,在220℃條件下傳感器輸出靈敏度為4.93mV/100KPa,傳感器靈敏度為總體測量精度為±2%FS。此外,由于柔性傳感器的輸出電壓可調,因此不需要使用一般的電壓轉換器隨動(dòng)壓力變送器,這大大降低了測試系統的成本,有望在惡劣環(huán)境下的壓力測量中得到高度應用。
2021, 29(2):262-266.
摘要:無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)功耗直接決定了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的生存周期,為了降低節點(diǎn)能耗,在對多種微處理器芯片和射頻芯片性能分析比較的基礎上,選擇了MSP430F2618處理器芯片和射頻芯片CC2520射頻芯片,采用微處理器與無(wú)線(xiàn)模塊獨立架構,設計了一種性能靈活無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。提出了微處理器、射頻芯片在工作模式與多種低功耗模式之間切換,以及微處理器時(shí)鐘的控制等節能策略,在此基礎上設計了網(wǎng)絡(luò )路由節點(diǎn)和端節點(diǎn)軟件系統。實(shí)驗證明:在發(fā)射功率為0dBm,數據傳輸速率為1MHz時(shí),設計的節點(diǎn)運行電流和休眠電流(26.1mA,1.57μA)與傳統的Imote節點(diǎn)(35.1mA,3.6μA)、Mica2節點(diǎn)(56.2mA,21μA)相比,明顯低于傳統節點(diǎn)。當節點(diǎn)電池容量為2*700mAh,工作周期為10分鐘時(shí),其生存周期為7.2個(gè)月。設計的節點(diǎn)的壽命達到預期目標。
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