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  • 2021年第29卷第4期文章目次
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    • >測試與故障診斷
    • 面向復雜裝備PHM數據體系架構的研究

      2021, 29(4):1-4.

      摘要 (1528) HTML (0) PDF 539.37 K (861) 評論 (0) 收藏

      摘要:故障診斷與健康管理(Prognostic Health Management,PHM)利用裝備產(chǎn)生的數據,經(jīng)過(guò)數據處理等手段,能夠實(shí)現對復雜裝備的健康狀態(tài)進(jìn)行監測、故障診斷、預測和智能決策的一項技術(shù)。在PHM的整個(gè)階段會(huì )產(chǎn)生大量的數據,目前已有部分國內外機構針對PHM數據體系進(jìn)行了研究與構建,然而大部分的數據僅僅是針對PHM數據的管理維護方面做了探討,并不能清晰地、深入地梳理出現役裝備的設計數據、使用數據、驗證數據之間的邏輯關(guān)系,所以構建一套完整的PHM數據體系架構成為當前極為重要的工作。本文以裝備PHM技術(shù)為背景,貫穿裝備生產(chǎn)制造全壽命周期時(shí)間線(xiàn),基于PHM系統的設備級、區域級、平臺級數據的構建、融合為主線(xiàn),補全PHM數據管理維護數據,形成一套具有裝備特色的PHM數據體系架構,完善PHM不同數據要素之間的邏輯關(guān)系。

    • 基于龍芯平臺的無(wú)源檢測裝置設計與實(shí)現

      2021, 29(4):5-9.

      摘要 (720) HTML (0) PDF 685.00 K (501) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對某裝備產(chǎn)品的快速檢測、通用性以及可擴展性需求,設計并研制了一套硬件基于龍芯3A3000平臺,操作系統基于中標麒麟的無(wú)源檢測裝置。本裝置根據配置文件自動(dòng)進(jìn)行測試,有效解決了人工測試的效率低、測試結果誤差大等問(wèn)題。該裝置在CPCI機箱中內置CPCI矩陣開(kāi)關(guān)卡以及數字萬(wàn)用表卡,零槽控制器采用龍芯CPU板,安裝中標麒麟操作系統,消除了進(jìn)口產(chǎn)品帶來(lái)的安全隱患,實(shí)現了計算機安全性以及關(guān)鍵技術(shù)的自主可控。本裝置的電阻檢測范圍為0-30M?,經(jīng)過(guò)試驗表明,2分鐘內完成50個(gè)測試點(diǎn)的測試,并且測量誤差在1%以?xún)龋栽摕o(wú)源檢測裝置能夠快速地實(shí)現某裝備產(chǎn)品的無(wú)源測試,滿(mǎn)足設計需求,具有良好的可靠性、通用性和經(jīng)濟價(jià)值。

    • 基于E3238S的電磁環(huán)境監測系統設計與實(shí)現

      2021, 29(4):10-13.

      摘要 (1024) HTML (0) PDF 904.50 K (426) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實(shí)現電磁環(huán)境快速和高精度監測,采用先進(jìn)的E3238S儀器,增配相應的硬件,設計開(kāi)發(fā)了系統軟件,形成了一套完整的電磁環(huán)境監測系統,實(shí)現了電磁信號分選、識別、測頻、測向等功能,頻率范圍達到1GHz~18GHz, 掃描速度達到10GHz/s,測頻精度優(yōu)于0.1MHz,測向精度優(yōu)于3°(r.m.s)。實(shí)際使用結果表明:該系統充分利用了E3238S儀器的優(yōu)勢,彌補了其存在的不足,能夠實(shí)現電磁信號的高速搜索、分析捕獲、測向、測量數據長(cháng)時(shí)間存儲、數據回放等功能,滿(mǎn)足了電磁環(huán)境監測的需要。

    • 基于A(yíng)RM嵌入式的醫院空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測系統設計與研究

      2021, 29(4):14-18.

      摘要 (801) HTML (0) PDF 789.50 K (509) 評論 (0) 收藏

      摘要:當前多數醫院在進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測時(shí)存在檢測方法單一、操作流程復雜以及檢測結果誤差較大等問(wèn)題,本文依據模塊化、標準化和可用性原則,設計了一種基于A(yíng)RM和Lora技術(shù)的醫院空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測系統。該系統給出了嵌入式醫院空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測系統的基本功能單元和具體操作流程,上位機以L(fǎng)inux操作系統為數據處理通道,并采用Lora無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為通信支撐,設計了主控模塊、采集模塊和通信模塊,實(shí)現醫院空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測。系統測試結果驗證了醫院空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測系統的有效性,獲得了較好的目標檢測結果,能夠有效提高空氣質(zhì)量檢測效率,為改善醫院空氣質(zhì)量提供了一種高效、精準的監測工具。

    • 一種高壓開(kāi)關(guān)綜合數據采集與監測系統設計

      2021, 29(4):19-24.

      摘要 (786) HTML (0) PDF 1.08 M (589) 評論 (0) 收藏

      摘要:高壓開(kāi)關(guān)是電力系統中實(shí)現電路分合控制的重要電力裝備,對高壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行在線(xiàn)監測可以實(shí)時(shí)監測其運行狀態(tài),進(jìn)而為故障診斷、預測、電壽命、絕緣等分析提供數據來(lái)源,可以提高高壓開(kāi)關(guān)整體運行可靠性和減少故障時(shí)間。數據采集與監測裝置是實(shí)現這種在線(xiàn)監測功能的核心裝置,基于FPGA+STM32雙處理器架構的高速數據采集系統,利用FPGA靈活的可編程特性實(shí)現高速并行數據采集,利用STM32微控制器強大的處理能力和豐富的外圍接口實(shí)現數據處理、控制和傳輸,FPGA和STM32之間通過(guò)FSMC接口實(shí)現快速數據交換。裝置采集了高壓開(kāi)關(guān)設備多個(gè)傳感器數據,通過(guò)工業(yè)串口液晶屏作為本地人機交互界面,同時(shí)以太網(wǎng)接口通過(guò)TCP協(xié)議上傳數據給遠端,實(shí)現了高壓開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)的在線(xiàn)監測。

    • 航空發(fā)動(dòng)機高速振動(dòng)智能檢測監控系統設計與實(shí)現

      2021, 29(4):25-29.

      摘要 (1055) HTML (0) PDF 1.32 M (565) 評論 (0) 收藏

      摘要:設計了一種航空發(fā)動(dòng)機高速振動(dòng)智能檢測監控系統,系統采用CPCI和模塊化架構實(shí)現。針對航空發(fā)動(dòng)機高速振動(dòng)信號的特征,設計了基于DSP的信號采集與處理模塊,實(shí)現同步采集多路振動(dòng)信號并進(jìn)行數據處理。利用FPGA和PowerPC設計信號智能檢測與數據記錄模塊;通過(guò)多線(xiàn)程DSP軟件實(shí)現振動(dòng)數據的智能檢測和監控。試驗測試和驗證結果表明,系統滿(mǎn)足飛行安全實(shí)時(shí)檢測監控工程應用的需求。

    • 融合關(guān)聯(lián)與矩陣算法的變電設備狀態(tài)監測方法

      2021, 29(4):30-34.

      摘要 (747) HTML (0) PDF 2.85 M (450) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對變電設備運行過(guò)程中容易出現諸多故障的問(wèn)題,提出基于大數據技術(shù)的變電設備狀態(tài)評估及其智能檢修方法。首先,根據變電設備關(guān)鍵性能的狀態(tài)評估需求,建立基于大數據技術(shù)的變電設備狀態(tài)監測的架構。其次,基于多元時(shí)間序列建立變電設備的關(guān)鍵參數體系,對采集到的原始大數據采用關(guān)聯(lián)模式方法進(jìn)行數據挖掘。將高維隨機矩陣用于變電設備狀態(tài)大數據的多元統計分析,實(shí)現監測狀態(tài)參量之間的關(guān)聯(lián)模式識別,以及不同類(lèi)型輸變電設備典型故障類(lèi)型與狀態(tài)參量之間的對應關(guān)系。試驗表明,本研究方案誤差低,穩定性好,本研究方法提高了變電設備大數據模型的預測精度和可靠性。

    • 基于SVM的低壓直流斷路器故障診斷研究

      2021, 29(4):35-40.

      摘要 (966) HTML (0) PDF 5.06 M (432) 評論 (0) 收藏

      摘要:低壓直流斷路器作為電力系統控制和保護的最重要的開(kāi)關(guān)設備之一,它的可靠運行關(guān)系著(zhù)電力系統的安全穩定性。因此實(shí)現低壓直流斷路故障診斷對于提高電力系統可靠性和穩定性方面具有重要意義。首先搭建了低壓直流斷路器信號監測與采集平臺,然后提取斷路器在分合閘過(guò)程中的機械振動(dòng)信號和線(xiàn)圈電流信號的特征量作為訓練和識別故障的特征,最后研究了SVM對電流、振動(dòng)特征向量的故障診斷效果。結果表明:SVM能夠實(shí)現低壓直流斷路器故障診斷,并且在融合振動(dòng)信號和電流信號時(shí)的診斷效果更好。

    • 一種新型波高測量系統的設計

      2021, 29(4):41-44.

      摘要 (699) HTML (0) PDF 125.48 K (394) 評論 (0) 收藏

      摘要:波高測量是海洋工程模型試驗中的一項重要內容,為了能夠準確、穩定地實(shí)時(shí)測量實(shí)驗水池中的波浪,采用了一種新型的波高測量系統設計方法:首先利用液位高度與波高傳感器電容量的線(xiàn)性關(guān)系將波高測量問(wèn)題轉化為電容量測量問(wèn)題;其次利用波高傳感器的電容量與其充放電時(shí)間的關(guān)系將波高傳感器的電容量測量問(wèn)題轉化為充放電時(shí)間的檢測問(wèn)題;然后運用單片機片內模擬比較器和定時(shí)器的輸入捕獲功能將電容充放電時(shí)間轉化為計數值;接下來(lái)將計數值通過(guò)USB接口送到上位機進(jìn)行數據處理及波形顯示。最后進(jìn)行實(shí)驗測試,實(shí)驗結果表明所采用的波高測量方法是有效的,且具有線(xiàn)性度好、靈敏度高、精度高的優(yōu)點(diǎn)。

    • 改進(jìn)LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在電機故障診斷中的應用

      2021, 29(4):45-50.

      摘要 (799) HTML (0) PDF 816.88 K (465) 評論 (0) 收藏

      摘要:三相異步電機因其結構簡(jiǎn)單、維護方便、可靠性高等特點(diǎn)被廣泛應用到工業(yè)生產(chǎn)中,所以保證三相異步電機在生產(chǎn)環(huán)境中的安全與穩定運行具有十分重要的意義。傳統的三相異步電機故障診斷均采用特征電流法,但在實(shí)際應用中由于特征諧波難以分離,從而導致無(wú)法判斷;采用先進(jìn)的長(cháng)短期記憶(LSTM, Long Short-term Memory)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以及最新提出的RAdam優(yōu)化器,在電機正常運轉時(shí)對其運行特性進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,通過(guò)雙峰譜線(xiàn)插值法以及滑窗法提取諧波之后,對電機輸出結果進(jìn)行時(shí)序預測和比對;最后以工程中實(shí)際電機數據為例,通過(guò)測量其故障運行實(shí)際數據,驗證了該算法的可行性;經(jīng)實(shí)驗測試可得,相比于傳統神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),該算法具有更好的故障檢測能力。

    • 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò )的風(fēng)力發(fā)電機故障診斷方法

      2021, 29(4):51-58.

      摘要 (854) HTML (0) PDF 314.20 K (496) 評論 (0) 收藏

      摘要:貝葉斯網(wǎng)絡(luò )是概率統計學(xué)的重要分支,具有強大的不確定性問(wèn)題處理能力,適用于復雜系統的故障診斷。風(fēng)力發(fā)電機系統維護成本較高,為減少維修成本,需要進(jìn)行準確的故障定位。文章對基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò )的故障診斷方法進(jìn)行了研究,介紹了貝葉斯網(wǎng)絡(luò )故障診斷模型的建立過(guò)程,并著(zhù)重介紹了診斷算法推導和計算過(guò)程。利用歷史故障統計數據建立了風(fēng)力發(fā)電機系統貝葉斯網(wǎng)絡(luò )MATLAB模型,主要包括網(wǎng)絡(luò )結構有向無(wú)環(huán)圖和條件概率分布參數等內容。最后,模擬了兩種故障,分別采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò )方法和相關(guān)性矩陣方法進(jìn)行故障診斷,通過(guò)對兩種方法診斷結果的比較,前者具有更好的故障分辨率,可有力支持復雜系統的維護保障、降低維修成本。

    • 基于機器視覺(jué)的燃燒碳化面積測量方法研究

      2021, 29(4):59-64.

      摘要 (656) HTML (0) PDF 1.48 M (502) 評論 (0) 收藏

      摘要:燃燒試驗碳化面積測量是標準要求對于帶電作業(yè)屏蔽服裝耐燃性評估的必檢項目。針對傳統面積測量方法存在人為誤差因素多,測量誤差大,效率低等問(wèn)題,提出基于機器視覺(jué)的亞像素面積測量新方法。本研究先進(jìn)行像素級輪廓提取與面積測量,然后在獲得像素級輪廓的前提下,提出一種梯度方向確定方法,采用基于灰度值的反正切函數擬合法獲取亞像素輪廓,最后利用格林公式計算面積。采用標準圖形塊和實(shí)際碳化樣品進(jìn)行面積測量試驗。結果表明,亞像素級面積測量方法誤差可達到2%以下,較像素級方法精度提高4倍;亞像素級重復測量標準差為5.02mm2,為傳統方法的1/4;機器視覺(jué)測量方法一次測量耗時(shí)3.6s,較傳統方法效率提高20倍以上。為碳化面積測量提供了一種可滿(mǎn)足實(shí)際需求的簡(jiǎn)單、準確、高效的新方法。

    • 基于布谷鳥(niǎo)算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的鋰電池健康狀態(tài)預測

      2021, 29(4):65-69.

      摘要 (911) HTML (0) PDF 564.16 K (477) 評論 (0) 收藏

      摘要:鋰電池健康狀態(tài)(SOH)的預測是電動(dòng)汽車(chē)鋰電池管理系統的最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統的誤差逆向傳播(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )容易使權值和閾值陷入局部最優(yōu),從而導致預測結果不精確。結合布谷鳥(niǎo)搜索算法(CS)的全局優(yōu)化能力,提出一種基于CS算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的鋰電池SOH預測方法,該方法的核心在于優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的初始權值和閾值,從而減小算法對初始值的依賴(lài)。為了驗證算法的泛化性,利用美國國家航空航天局開(kāi)源鋰電池數據集6號電池和7號電池進(jìn)行仿真實(shí)驗,仿真得到該算法預測SOH的均方根誤差(RMSE)分別為0.2658和0.2620,平均絕對百分比誤差(MAPE)分別為0.3319%和0.2605%。通過(guò)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、粒子群優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(PSO-BP)、遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(GA-BP)對比,布谷鳥(niǎo)算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(CS-BP)具有更小的預測誤差。

    • 基于優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )光伏出力短期預測研究

      2021, 29(4):70-75.

      摘要 (735) HTML (0) PDF 339.99 K (464) 評論 (0) 收藏

      摘要:太陽(yáng)能擁有豐富的資源,而且分布廣泛,現已被廣泛應用到各種應用中,光伏發(fā)電已是一種可靠可行,可擴展的重要可再生能源利用的方式,因此對光伏出力進(jìn)行精準的預測意義重大。從寧夏市某光伏發(fā)電站獲得了一年的光伏發(fā)電數據與氣象等因素,選取四月至五月的數據進(jìn)行研究預測。針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的收斂時(shí)間長(cháng),容易陷入局部極小值等缺點(diǎn)。建立單一BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測模型,基于遺傳算法(GA)優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的GA-BP預測模型與基于狼群算法(WPA)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的WPA-BP預測模型。選擇平均相對誤差作為誤差評估指標,結果表明,三種預測模型均能對光伏電站的發(fā)電功率進(jìn)行預測,但是單一的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型誤差較大,晴天時(shí),誤差為5.1%,經(jīng)遺傳算法改進(jìn)后的預測誤差為4.9%,較單一模型提高了0.2%精度,而WPA-BP預測模型誤差為4.4%,預測精度高于前者。同時(shí)多云天和雨天的時(shí),均為WPA-BP模型的預測誤差小,穩定性高,具有一定的研究?jì)r(jià)值。

    • 通用化、高可靠性航天器供配電測試設備的實(shí)現

      2021, 29(4):76-79.

      摘要 (807) HTML (0) PDF 1.20 M (439) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)航天型號發(fā)射周期越來(lái)越短,對供配電以及其它分系統的地面測試設備的通用性、靈活性、可靠性提出了更高的要求。但目前所研制的供配電測試設備定制化程度高、研制周期長(cháng),重點(diǎn)關(guān)注功能的實(shí)現,而通用性、可靠性考慮的較少,出現問(wèn)題后排查維修耗時(shí)久,不易更換維修。基于此,本文介紹了一種基于功能板卡與可配置軟件組合設計思路,實(shí)現了通用化,配置靈活的高可靠性供配電測試設備的設計。大大縮短了設備研制周期以及平均故障維修時(shí)間。經(jīng)過(guò)多個(gè)型號的成功使用,取得了較好的效果,該研制思路值得推廣與借鑒。

    • 基于PXI平臺的通用火化機質(zhì)量檢測系統設計

      2021, 29(4):80-85.

      摘要 (704) HTML (0) PDF 1.92 M (458) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現有火化機質(zhì)量檢測方式落后、檢測能力不足等問(wèn)題,設計了基于面向儀器系統的外圍組件互連擴展(Peripheral Component Interconnection extensions for Instrumentation, PXI)平臺的通用火化機質(zhì)量檢測系統。系統采用分級管理原則,分為現場(chǎng)檢測子系統和車(chē)載檢測子系統,兩者核心設備均采用PXI平臺架構。現場(chǎng)檢測子系統利用傳感器采集火化機各項質(zhì)量檢測所需數據,并傳輸至車(chē)載檢測子系統;車(chē)載檢測子系統接收來(lái)自現場(chǎng)檢測子系統的數據進(jìn)行數據處理及分析,并發(fā)送至遠程數據中心。系統基于PXI平臺可具備各種信號類(lèi)型的傳感器數據采集能力,以兼容現有不同型號的火化機,同時(shí)可通過(guò)擴展升級支持未來(lái)火化機的質(zhì)量檢測。比對實(shí)驗結果表明,系統檢測精度和性能滿(mǎn)足火化機質(zhì)量檢測要求。

    • 批生產(chǎn)衛星的桌面電接口快速自動(dòng)化測試系統設計

      2021, 29(4):86-89.

      摘要 (976) HTML (0) PDF 893.50 K (472) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)衛星星座的規模越來(lái)越大,對衛星研制周期的要求越來(lái)越短,對衛星自動(dòng)化測試的要求也越來(lái)越高。傳統的桌面電接口測試存在有安全隱患、測試效率較低、數據一致性差等問(wèn)題,亟需開(kāi)展桌面電接口的自動(dòng)化測試研究。針對具備自動(dòng)化測試能力、具備數據自主分析能力、具備模塊化集成能力的要求,對批生產(chǎn)衛星的桌面電接口自動(dòng)化測試系統進(jìn)行了詳細的方案設計。通過(guò)程控接線(xiàn)盒實(shí)現了任意待測節點(diǎn)信號的選通控制,利用NI的采集板卡和控制分析軟件完成待測項目的分析及自動(dòng)測試報告的生成。該方法可以避免測試過(guò)程中的線(xiàn)纜插拔等操作,而且具備自動(dòng)數據分析、自動(dòng)生成報告的能力,同時(shí)可完成多顆星的并行測量,可大幅提升桌面電接口的測試效率,具有很強的應用推廣價(jià)值。

    • >控制技術(shù)
    • 基于SOC架構的智能圖像處理和外設控制系統設計

      2021, 29(4):90-94.

      摘要 (1040) HTML (0) PDF 585.76 K (422) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對當前采用的DSP+FPGA實(shí)時(shí)圖像處理和控制系統的不足,提出了一種基于SOC架構的智能圖像處理和控制系統,該系統硬件上使用SOC架構進(jìn)行算法電路實(shí)現和外設控制,能夠對所獲取的圖像進(jìn)行跟蹤、識別和匹配等圖像處理,同時(shí)根據軟件配置對外部器件進(jìn)行控制和交互,具有通用性好、可靠性高、處理速度快和控制精準的特點(diǎn)。文中介紹了系統的硬件架構和工作原理。

    • 基于擴張狀態(tài)觀(guān)測器的反饋線(xiàn)性化無(wú)人飛行器姿態(tài)控制

      2021, 29(4):95-99.

      摘要 (723) HTML (0) PDF 647.50 K (437) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)集成電子等技術(shù)逐漸成熟,無(wú)人飛行器得到了廣泛的關(guān)注和應用。其中,由于飛行器在飛行階段具有高響應速度、耦合動(dòng)力學(xué)和非線(xiàn)性等特點(diǎn),使其在飛行階段的姿態(tài)控制成為該領(lǐng)域重點(diǎn)研究的方向之一。針對該研究方向,本文提出了一種基于反步法技術(shù)的反饋線(xiàn)性化無(wú)人飛行器姿態(tài)跟蹤控制方案來(lái)解決其在受到環(huán)境干擾的條件下可以精準跟蹤姿態(tài)角度的問(wèn)題。在該方法中,設計了反步法技術(shù)拆分簡(jiǎn)化模型和反饋線(xiàn)性化減少調節參數,并利用擴張狀態(tài)觀(guān)測器(ESO)來(lái)對擾動(dòng)進(jìn)行估計和補償,同時(shí)給出了ESO的收斂性和閉環(huán)系統的穩定性來(lái)證明該方法的可實(shí)施性。最后給出了仿真結果,驗證了該方法在干擾的環(huán)境下仍可以精準控制無(wú)人飛行器姿態(tài)。

    • 客艙數字壓力控制系統的仿真分析

      2021, 29(4):100-104.

      摘要 (698) HTML (0) PDF 369.93 K (381) 評論 (0) 收藏

      摘要:客艙壓力的控制是商用飛機主制造商必須攻克的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。基于參數固定的傳統PID壓力控制器難以適應復雜多變的客艙內外環(huán)境,嚴重影響了乘客乘坐的舒適性,也對飛行安全構成了嚴重威脅。推導并簡(jiǎn)化客艙和排氣閥門(mén)的數學(xué)模型,設計數字模糊自適應PID控制器。仿真結果表明,當客艙模型參數發(fā)生變化時(shí),采用模糊自適應PID控制要比采用傳統的PID控制穩定得多。這不僅增加乘客乘坐舒適性,提升乘坐體驗,而且避免壓力交替對飛機結構造成疲勞損傷,提高飛行安全,增強飛機的市場(chǎng)競爭力。

    • 基于STM32的航天器電氣負載監控系統設計

      2021, 29(4):105-109.

      摘要 (971) HTML (0) PDF 853.66 K (441) 評論 (0) 收藏

      摘要:目前研究的電氣負載監控系統通信糾錯率較低,導致邏輯代碼編寫(xiě)結果與實(shí)際情況不符,造成航天器電氣負載監控準確率較差的問(wèn)題,為了解決該問(wèn)題,基于STM32設計一種新的航天器電氣負載監控系統。分別設計電氣負載監控系統的硬件和軟件。系統硬件主要設計了嵌入式數據接口以及外接設備、驅動(dòng)芯片以及監控繼電器控制模塊,WLAN驅動(dòng)芯片能夠有效降低成本和功耗,提高通信速率。通過(guò)電氣負載監控執行實(shí)現軟件功能,建立電力負載管理中心軟件,提高監控系統的通信能力,提升負載監控的準確性。實(shí)驗結果表明,基于STM32的航天器電氣負載監控系統能夠有效提高通信糾錯率,增強邏輯代碼編寫(xiě)結果與實(shí)際結果,對航天器電氣負載監控的準確率較高,具有一定的實(shí)際應用性。

    • 基于PID調節的恒溫控制系統

      2021, 29(4):110-114.

      摘要 (821) HTML (0) PDF 370.18 K (491) 評論 (0) 收藏

      摘要:MEMS加速度計在溫度環(huán)境變化劇烈的情況下,測量精度受到很大影響,產(chǎn)生漂移誤差,難以滿(mǎn)足高精度導航的需求,因此迫切需要設計一種恒溫電路,使加速度計長(cháng)期工作在穩定的工作環(huán)境中,研究了在恒溫情況下加速度計工作狀態(tài)。針對恒溫控制這一要求,設計了基于DSP2812的一種恒溫控制電路,將傳感器由加熱電路和保溫層包圍,減少散熱,提出了由DSP和高精度數字溫度傳感器TMP116相結合的軟件控制系統,對PID控制進(jìn)行深入研究,提出一種新的控制方式。最終輸出PWM占空比、控制溫度和檢測溫度數據,經(jīng)實(shí)驗測試,-40℃工作環(huán)境下,PID控制后系統超調量為1%,在兩分鐘內溫度從57℃升溫至70℃并穩定,穩定后滿(mǎn)足溫度精確控制在70±0.06℃,能夠有效維持系統恒溫。

    • 基于某型雷達的著(zhù)陸航跡糾偏監控研究

      2021, 29(4):115-119.

      摘要 (677) HTML (0) PDF 549.50 K (453) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了減少飛機著(zhù)陸階段的飛行事故,基于某型精密進(jìn)場(chǎng)雷達設計了飛機著(zhù)陸航跡糾偏監控設備。通過(guò)研究某型雷達的回波數據格式和傳輸要求,在Windows環(huán)境下,采用Microsoft Visual Studio 10.0開(kāi)發(fā)工具,用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了著(zhù)陸航跡糾偏監控軟件。該軟件能實(shí)時(shí)、自動(dòng)監控加入著(zhù)陸航線(xiàn)的多批次飛機的著(zhù)陸航跡數據,對超出安全著(zhù)陸要求的飛機按不同著(zhù)陸等級設置三類(lèi)告警門(mén)限,在超限事件引發(fā)嚴重事故之前,實(shí)時(shí)提醒地面人員指揮引導飛機切入安全合適的下滑道進(jìn)行著(zhù)陸,解決了某型雷達完全依賴(lài)人工監視飛機著(zhù)陸狀態(tài)的缺陷。同時(shí),軟件可對雷達數據包進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和誤差分析,以作為日常飛行訓練質(zhì)量的輔助分析手段和飛行事故的調查依據。

    • 基于FPGA的可調諧激光器控制電路設計

      2021, 29(4):120-125.

      摘要 (819) HTML (0) PDF 612.66 K (439) 評論 (0) 收藏

      摘要:可調諧激光器是光纖光柵解調系統中最主要的部件之一,其輸出波長(cháng)和功率的穩定性影響整個(gè)解調系統的性能。文中對MG-Y可調諧激光器的調諧原理進(jìn)行了分析,設計了一種基于FPGA的可調諧激光器控制電路。使用溫度控制芯片ADN8834對MG-Y激光器進(jìn)行溫度控制,通過(guò)改變電流源的輸出電流,控制激光器的輸出波長(cháng)。利用光譜分析儀采集激光器的輸出波長(cháng),并對激光器的輸出波長(cháng)進(jìn)行標定,制作“波長(cháng)-電流”查詢(xún)表。FPGA通過(guò)調用“波長(cháng)-電流”查詢(xún)表,實(shí)現激光器的波長(cháng)在1527~1567 nm范圍內以20 pm間隔連續線(xiàn)性?huà)呙琛M瑫r(shí)搭建光纖布拉格光柵解調系統,驗證了可調諧激光器解調光纖光柵中心波長(cháng)的可行性。

    • 油泵試驗臺的智能控制系統

      2021, 29(4):126-129.

      摘要 (664) HTML (0) PDF 918.24 K (390) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實(shí)現智能化生產(chǎn),采用西門(mén)子最新型的PLC和觸摸屏做為噴油泵試驗臺的控制中樞和顯示界面,實(shí)現了自動(dòng)控制實(shí)驗臺的主軸轉速、噴油計數、燃油溫度、燃油壓力等等,完成了噴油泵在任意工況下噴油量的測量;采用了數字化稱(chēng)重模塊,極大地提高了噴油量的測量精度;優(yōu)化了人機交互界面,提高了系統安全警報功能。多年來(lái)正常運行的結果表明,該系統實(shí)現了試驗臺的自動(dòng)化和智能化,達到了電機轉速范圍0到3000rpm,電機轉速誤差為±2rpm,單次測試噴油泵的時(shí)間小于20分鐘等指標,完全滿(mǎn)足企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需要。

    • >設計與應用
    • 基于A(yíng)FSMC算法的飛機飛行姿態(tài)自適應滑模控制系統

      2021, 29(4):130-134.

      摘要 (730) HTML (0) PDF 410.41 K (380) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統飛機飛行姿態(tài)滑膜控制系統,存在飛機飛行姿態(tài)自適應系數穩定性差的問(wèn)題,在控制過(guò)程中會(huì )受到多重因素影響,導致飛行姿態(tài)可控誤差系數增大,需要輔助控制系統修正才能完成飛行姿態(tài)的控制操作。針對上述問(wèn)題,提出基于A(yíng)FSMC算法的飛機飛行姿態(tài)自適應滑模控制系統。系統硬件基于PID自適應滑模控制器,對飛機飛行姿態(tài)控制器進(jìn)行結構設計;軟件部分通過(guò)引入自適應滑模控制策略,對PID控制器姿態(tài)控制變量進(jìn)行適配;引入AFSMC算法計算姿態(tài)控制器當前時(shí)間點(diǎn)下的運動(dòng)控制方程,得到飛行姿態(tài)自適應滑模控制的最優(yōu)量,完成基于A(yíng)FSMC算法的飛機飛行姿態(tài)自適應滑模控制系統設計。實(shí)驗結果表明,所設計系統能夠在不同飛行工況下,對飛機飛行姿態(tài)作出準確控制,系統的整體控制精度范圍為90%~97.4%,飛機飛行控制穩定性較好,有效提升了系統對飛機飛行姿態(tài)的控制準確度。

    • 基于FPGA的高頻逆變裝置的變頻移相控制實(shí)現

      2021, 29(4):135-139.

      摘要 (702) HTML (0) PDF 747.03 K (390) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電系統中逆變部分的有效控制,比較分析了高頻逆變器移相控制和調頻控制的特性,確定了移相和調頻相結合的方案。提出了實(shí)現該方案的DSP+FPGA的控制硬件構架,主要描述了控制構架中FPGA根據DSP指令進(jìn)行實(shí)時(shí)移相調頻的實(shí)現原理,以及FPGA中的硬件語(yǔ)言設計,提出了該原理容易出現的窄脈沖的避免辦法。最終在11kW無(wú)線(xiàn)充電高效高密度地端功率裝置中進(jìn)行驗證,實(shí)現了頻率和相位更新時(shí)PWM波的無(wú)縫切換以及逆變器在系統中的有效控制,裝置通過(guò)調節移相角可以穩定工作在不同功率范圍,工作效率均超過(guò)國標要求的92.5%,證明了該控制方法的正確性,且滿(mǎn)足了實(shí)際工程的需求。

    • >測試軟件工程
    • 基于框架的開(kāi)放式機載電子戰嵌入式軟件設計

      2021, 29(4):140-144.

      摘要 (714) HTML (0) PDF 1.19 M (450) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文提出了一種基于框架技術(shù)的開(kāi)放式機載電子戰嵌入式軟件設計方法,對機載電子戰嵌入式軟件的開(kāi)放式架構設計,軟件框架的設計決策、軟件構件接口抽象與實(shí)現要點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)闡述,并基于軟件框架對典型的機載電子戰管理控制和信號處理軟件進(jìn)行了示例設計,有效提升了機載電子戰軟件的設計質(zhì)量、開(kāi)放性和復用度。

    • 高速磁浮軌道檢測系統地面處理軟件的設計

      2021, 29(4):145-149.

      摘要 (613) HTML (0) PDF 16.85 M (464) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了解決高速磁浮軌道檢測數據量大、處理難度大、處理程序不方便一線(xiàn)工人操作的問(wèn)題,對數據處理類(lèi)軟件的設計方法進(jìn)行了研究,分析了高速磁浮軌道檢測各數據對象在處理工具與處理流程方面的差異性,設計了基于LabVIEW、MATLAB及Python混合編程的高速磁浮軌道檢測系統地面處理軟件。該軟件利用LabVIEW簡(jiǎn)單快捷的軟件交互界面開(kāi)發(fā),結合MATLAB強大的計算能力和Python在圖像處理領(lǐng)域的成熟算法,快速完成工程軟件的開(kāi)發(fā)工作,實(shí)現大量數據的“一鍵式處理”,解決實(shí)際工程需求。同時(shí)將不平順處理模塊、磁場(chǎng)處理模塊及圖像處理模塊單獨封裝為可執行文件進(jìn)行調用,極大地提高了代碼運行的穩定性和可維護性,便于進(jìn)行功能擴展。

    • >設計與應用
    • 基于北斗系統的高可靠箭載無(wú)線(xiàn)定位裝置

      2021, 29(4):150-153.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 13.30 M (476) 評論 (0) 收藏

      摘要:介紹了一種高可靠、高精度、低成本的箭載無(wú)線(xiàn)定位裝置。通過(guò)解算北斗系統衛星導航電文,實(shí)時(shí)獲取安裝位置的定位數據;利用北斗系統RDSS業(yè)務(wù)短報文通信功能,將定位數據發(fā)送給地面手持終端,從而輔助地面搜尋人員快速找到火箭殘骸。在產(chǎn)品設計中,除考慮功能性能指標實(shí)現外,還針對設備的可靠性開(kāi)展了大量工作,從導航信號的自主可控性、上下行通信鏈路的裕度、設備工作的環(huán)境適應性以及重要模塊的冗余設計等方面進(jìn)行了總體方案設計。經(jīng)飛行試驗驗證,該無(wú)線(xiàn)定位裝置水平定位精度優(yōu)于5m,實(shí)現了殘骸回收“下車(chē)即見(jiàn)”的預定目標。

    • 基于CenSurE-star和LDB的被測目標圖像匹配算法

      2021, 29(4):154-158.

      摘要 (643) HTML (0) PDF 472.52 K (376) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統點(diǎn)特征匹配方法計算量大、匹配速度慢的問(wèn)題,給出了一種基于CenSurE-star和LDB的圖像匹配算法,以用于在視覺(jué)檢測中對被測目標圖像進(jìn)行快速匹配。該算法首先通過(guò)調整濾波器尺寸從而快速檢測被測目標圖像中不同尺度的CenSurE-star特征點(diǎn),然后采用LDB方法對特征點(diǎn)結合其鄰域進(jìn)行描述,以描述符漢明距離為標準衡量圖像特征點(diǎn)間的相似度并進(jìn)行相應篩選,最終結合RANSAC剔除剩余的誤匹配點(diǎn)對,實(shí)現了圖像間準確匹配。實(shí)驗研究表明,在關(guān)于光照、噪聲和模糊變化的三組被測目標圖像匹配中相較SIFT、SURF等常見(jiàn)算法,該算法不僅顯著(zhù)提升匹配速度,而且保證了較高的匹配準確率。

    • 基于融合策略的改進(jìn)Retinex低照度圖像增強算法

      2021, 29(4):159-164.

      摘要 (879) HTML (0) PDF 732.50 K (492) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對Retinex算法處理低照度彩色圖像出現色彩失真,邊緣保持性差等問(wèn)題,提出一種基于融合策略的改進(jìn)Retinex低照度圖像增強算法。該算法首先在YIQ顏色空間提取亮度分量Y,對其進(jìn)行MSR算法增強;然后采用高斯-拉普拉斯算子對彩色圖像的RGB三個(gè)分量進(jìn)行邊緣檢測,將其疊加合成后轉換成灰度圖;最后使用小波變換將兩幅圖像融合得到新的亮度分量,將其與I、Q分量融合后轉回RGB顏色空間,從而獲得色彩保真度高,細節清晰的圖像。實(shí)驗結果表明,該方法有效提高了圖像邊緣細節信息,避免了色彩失真,具有很好的視覺(jué)效果。

    • 挖掘機北斗高精度自動(dòng)定位和引導方法

      2021, 29(4):165-169.

      摘要 (626) HTML (0) PDF 611.73 K (380) 評論 (0) 收藏

      摘要:對挖掘機行走機構和工作裝置進(jìn)行高精度定位,能夠實(shí)現挖掘機自動(dòng)跟蹤和引導,提高作業(yè)效率、優(yōu)化作業(yè)效果、降低工作損耗。以北斗高精度接收機和定位天線(xiàn)為主,配合角度傳感器和車(chē)載計算機,組成一種高精度定位系統,可實(shí)現挖掘機自動(dòng)跟蹤和引導。同時(shí),通過(guò)對方法運行過(guò)程進(jìn)行流程化概括和討論,介紹設備總體定位、運動(dòng)姿態(tài)分析、坐標轉換等詳細算法,并在軟件程序中予以實(shí)現。系統在某礦山挖掘機進(jìn)行測試并于傳統方法對比,證明本方法在挖掘機行走機構和工作裝置高精度定位中的效力和適用性。

    • 基于ZigBee的個(gè)人健康信息管理與隱私保護系統設計

      2021, 29(4):170-174.

      摘要 (769) HTML (0) PDF 217.55 K (486) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決健康數據采集、傳輸、管理過(guò)程中存在的系統效率滯后、數據隱私泄漏問(wèn)題,本文依據實(shí)用性和安全性原則,設計了一種基于ZigBee的個(gè)人健康信息管理與隱私保護系統。該系統分為感知層,傳輸層和應用層,包括數據采集、數據傳輸及數據處理分析等模塊,在實(shí)現對個(gè)人體征數據的實(shí)時(shí)監測與分析管理的同時(shí),使用ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),有效保障數據的隱私安全。此外,系統設計中采用RSA加密算法和分布式存儲技術(shù)保證了數據傳輸和存儲安全。實(shí)驗結果表明,該系統對個(gè)人健康信息的管理具有實(shí)時(shí)性與便捷性,實(shí)現了對個(gè)人健康信息的實(shí)時(shí)監測功能,且為有效保護用戶(hù)數據隱私安全提供思路。

    • 基于LoRa自組網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)實(shí)現用電信息采集系統設計

      2021, 29(4):175-179.

      摘要 (863) HTML (0) PDF 363.16 K (498) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統通信技術(shù)存在經(jīng)濟需求高、易被外界干擾、功率損耗高等問(wèn)題,本文設計了一套非常適用的解決方案,該方案基于LoRa自組網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),與A/D用電信息采集系統結合,組成一套很好的方案。通過(guò)LoRa擴頻技術(shù)和低功耗技術(shù)來(lái)解決遠距離無(wú)線(xiàn)通信易受到干擾和功率損耗高的問(wèn)題,利用A/D用電信息采集系統解決大數據環(huán)境下傳統采集方法準確率低的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗結果表明,該方案LoRa無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的遠距離通信和低功耗能夠實(shí)現,在大數據環(huán)境下A/D用電信息采集系統的準確率比WEB自動(dòng)采集程序高達3%。

    • 動(dòng)態(tài)跟蹤條件下船載ACU雙機平穩切換功能的實(shí)現

      2021, 29(4):180-184.

      摘要 (742) HTML (0) PDF 4.63 M (402) 評論 (0) 收藏

      摘要:天線(xiàn)控制單元(Antenna Control Unit, 簡(jiǎn)稱(chēng)ACU)作為船載天線(xiàn)伺服系統的主要組成部分,已實(shí)現ACU雙機熱備份,但在天線(xiàn)跟蹤目標過(guò)程中進(jìn)行切換會(huì )產(chǎn)生較大階躍,可能造成跟蹤目標的丟失,削弱了熱備份的功能實(shí)現。針對該情況,闡述了跟蹤環(huán)和主備機切換的工作原理,分析了產(chǎn)生階躍的原因,提出一種實(shí)現動(dòng)態(tài)跟蹤條件下ACU雙機平穩切換的方法,此方法采用記憶跟蹤的方式進(jìn)行過(guò)渡,實(shí)現切換周期內天線(xiàn)的速度指令不發(fā)生突變,使天線(xiàn)穩定跟蹤,實(shí)驗結果表明,最大誤差電壓不超過(guò)0.08V,有效提高了設備的可靠性。

    • 鐵路信號燈用交流繼電器轉換時(shí)間提取方法

      2021, 29(4):185-189.

      摘要 (706) HTML (0) PDF 1.81 M (449) 評論 (0) 收藏

      摘要:交流燈絲轉換繼電器的可靠性對鐵路色燈信號機的安全運行至關(guān)重要,轉換時(shí)間為反映其可靠性的重要參數。針對目前交流燈絲轉換繼電器轉換時(shí)間測量不準確的問(wèn)題,文章提出了基于最小二乘法和改進(jìn)交流峰值快速計算法的轉換時(shí)間提取方法。以某型號交流燈絲轉換繼電器為研究對象,搭建參數測試系統對線(xiàn)圈電流和觸點(diǎn)電壓進(jìn)行采集,通過(guò)最小二乘法對線(xiàn)圈電流進(jìn)行擬合,求取最優(yōu)參數,建立線(xiàn)圈斷電模型,得出緩放時(shí)間,然后利用改進(jìn)的交流峰值快速計算方法對觸點(diǎn)電壓進(jìn)行變換求出觸點(diǎn)彈跳時(shí)間。最后通過(guò)多次實(shí)驗,結合高速相機拍攝觸點(diǎn)運動(dòng)圖像序列分析,結果表明測量精度在1%以?xún)龋_到了轉換時(shí)間檢測系統的設計要求。

    • 一種外骨骼輔助康復機器人設計與實(shí)現

      2021, 29(4):190-194.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 261.50 K (382) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)我國社會(huì )老齡化程度加深及各種意外傷害事故頻發(fā),下肢運動(dòng)障礙患者持續增加,各種輔助康復機器人技術(shù)迅速發(fā)展。為幫助患者改善下肢運動(dòng)功能,設計了一種基于TI高性能處理器的四自由度下肢外骨骼康復機器人,采用分布式控制系統結構,以組態(tài)屏為上位機,各關(guān)節驅動(dòng)采用驅控一體化模塊,使用C++語(yǔ)言編寫(xiě)機器人控制程序。通過(guò)實(shí)物樣機實(shí)驗,康復機器人可輔助患者完成正常步態(tài)行走、起立、坐下等基本功能,具有操作簡(jiǎn)便、結構輕巧、控制精度良好、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

    • 一種光學(xué)式運動(dòng)捕捉系統下的物體運動(dòng)數據捕捉方法研究

      2021, 29(4):195-200.

      摘要 (792) HTML (0) PDF 3.80 M (431) 評論 (0) 收藏

      摘要:多相機視覺(jué)運動(dòng)捕捉系統能通過(guò)捕捉標記點(diǎn)的空間坐標從而獲得運動(dòng)物體的運動(dòng)學(xué)參數,本文提出了一種基于多相機運動(dòng)捕捉系統下的通用物體運動(dòng)數據捕捉方法。首先根據三個(gè)標記點(diǎn)組成固定模型獲取物體運動(dòng)過(guò)程中對應標記點(diǎn)的瞬時(shí)坐標,然后通過(guò)向量法求解出被測物體在運動(dòng)過(guò)程中各采集點(diǎn)對應的物體位姿,然后通過(guò)卡爾曼濾波方法消除運動(dòng)捕捉過(guò)程中的系統和環(huán)境誤差的影響,獲得平滑的物體位姿運動(dòng)軌跡,并根據濾波數據計算出物體在各采集點(diǎn)對應的速度、加速度、角速度、角加速度。最后基于協(xié)作機器人進(jìn)行物體的運動(dòng)數據捕捉實(shí)驗,驗證了所提出物體運動(dòng)數據捕捉方法的正確性。

    • 基于無(wú)人機跟蹤的目標反遮擋算法

      2021, 29(4):201-205.

      摘要 (842) HTML (0) PDF 1.73 M (388) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)計算機視覺(jué)和無(wú)人機的蓬勃發(fā)展,目標跟蹤是當下研究熱點(diǎn)之一。但對于該方向,目前存在大量問(wèn)題,目標的遮擋就是其中之一。因此,為了解決該問(wèn)題,在此提出了一種無(wú)人機抗遮擋目標跟蹤算法。該算法基于均值漂移目標跟蹤算法。采用動(dòng)態(tài)參數選擇策略和雙預測機制相結合的方法來(lái)解決目標跟蹤過(guò)程中的目標遮擋問(wèn)題。為了避免目標丟失,算法中采用目標檢測的方法。大量實(shí)驗表明,在與現有的算法比較過(guò)程中,該算法展示出了對遮擋目標跟蹤有較好的魯棒性和實(shí)時(shí)性。與其他算法相比,其精度提高約了10%,平均目標符合率提高了約15%。

    • 惡劣氣象條件下機場(chǎng)跑道侵入的預警研究

      2021, 29(4):206-211.

      摘要 (700) HTML (0) PDF 14.37 M (516) 評論 (0) 收藏

      摘要:飛行安全是民航發(fā)展的基礎,經(jīng)統計,有40%-50%的飛行事故發(fā)生在起飛降落的“黑色十分鐘”。為保證惡劣氣象條件下飛機的安全率,本文使用直方圖優(yōu)化技術(shù)和形態(tài)學(xué)的權重自適應算法對機場(chǎng)惡劣天氣下的監視視頻進(jìn)行去霧降噪處理,之后采用光流法與混合高斯-卡爾曼濾波等機器視覺(jué)算法實(shí)現同時(shí)對多目標的檢測、跟蹤和預測。最后建立攝像機標定算法完成攝像機視角與機場(chǎng)視角坐標的轉換,構建一套完整的機場(chǎng)跑道侵入的預警系統。

    • 基于大數據技術(shù)的石油數字化平臺設計

      2021, 29(4):212-216.

      摘要 (711) HTML (0) PDF 1.56 M (537) 評論 (0) 收藏

      摘要:大數據技術(shù)成為驅動(dòng)石油化工服務(wù)類(lèi)企業(yè)數字化轉型的有效手段,基于大數據技術(shù)的石油數字化工作平臺建設是石油化工服務(wù)類(lèi)企業(yè)的大數據應用實(shí)踐,該技術(shù)整合了企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等多個(gè)板塊的多種業(yè)務(wù),串聯(lián)了企業(yè)數據采集、存儲、治理、挖掘、分析及應用的整個(gè)數據生命周期。本研究從石油化工服務(wù)類(lèi)企業(yè)數字化發(fā)展現狀及遇到的問(wèn)題出發(fā),結合大數據技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)勢,提出了基于大數據技術(shù)的石油化工服務(wù)類(lèi)企業(yè)石油數字化工作平臺建設方案,通過(guò)對大數據故障信息進(jìn)行提取,應用DBN大數據學(xué)習算法模型實(shí)現石油全壽命周期管理的數據計算和處理。通過(guò)實(shí)驗,本研究的方法數據處理量大,準確度。

    • 基于深度學(xué)習的小樣本聲目標識別方法

      2021, 29(4):217-221.

      摘要 (795) HTML (0) PDF 560.29 K (523) 評論 (0) 收藏

      摘要:聲目標分類(lèi)識別是聲源識別領(lǐng)域的核心問(wèn)題。然而,在應用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行聲目標分類(lèi)識別時(shí),從少量樣本中學(xué)習(樣本復雜度較低)是一個(gè)具有挑戰性的問(wèn)題。針對此問(wèn)題,提出了一種基于深度學(xué)習的小樣本聲目標識別方法,該方法將手工設計特征和對數梅爾聲譜特征結合到一起,擴充了深度學(xué)習模型的可利用特征量,提高了聲信號識別效率和精度。在實(shí)驗驗證中,該方法在測試集上實(shí)現了87.6%的識別精度;更進(jìn)一步的,用較少量的訓練樣本對該方法和其它幾種主流的深度學(xué)習模型的性能進(jìn)行了比較驗證,結果表明,該方法只需要更少量的數據即可實(shí)現同樣的識別精度,在聲源探測領(lǐng)域具有一定應用價(jià)值。

    • 基于動(dòng)態(tài)角色服務(wù)權限控制的物聯(lián)網(wǎng)平臺設計

      2021, 29(4):222-226.

      摘要 (819) HTML (0) PDF 460.70 K (491) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現有基于身份的訪(fǎng)問(wèn)控制系統無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)定制的各種軟件組合服務(wù)的需求,提出了一種基于動(dòng)態(tài)角色服務(wù)權限控制的物聯(lián)網(wǎng)平臺。首先,在物聯(lián)網(wǎng)平臺設計中,通過(guò)了解設備的整個(gè)生產(chǎn)周期,整合物聯(lián)網(wǎng)平臺的功能模塊;然后以動(dòng)態(tài)角色為中心,展開(kāi)邏輯設計;之后根據RBAC(基于角色訪(fǎng)問(wèn)控制)模型組織用戶(hù)的權限和組,劃分訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)的用戶(hù)的角色;最后在基于角色的操作級別上對Web服務(wù)部分功能提供更細粒度的訪(fǎng)問(wèn)控制。實(shí)驗表明:基于動(dòng)態(tài)角色服務(wù)權限控制后,角色可實(shí)現動(dòng)態(tài)化定義,權限訪(fǎng)問(wèn)的范圍細粒度可精確到操作級別,優(yōu)于傳統的訪(fǎng)問(wèn)控制系統。該方法實(shí)現了簡(jiǎn)單、靈活地對角色權限進(jìn)行管理,在實(shí)際工程應用中具有重要的指導意義。

    • 面向ADHD的利用HTC Vive采集手部運動(dòng)數據的可行性研究

      2021, 29(4):227-232.

      摘要 (848) HTML (0) PDF 969.44 K (406) 評論 (0) 收藏

      摘要:虛擬現實(shí)技術(shù)在輔助注意力缺陷伴多動(dòng)障礙(Attention Deficit Hyperactivity Disorder,ADHD)的客觀(guān)診斷中取得了一定成效。為了分析ADHD患者與正常兒童在虛擬環(huán)境中手部交互的運動(dòng)差異,需要追蹤被試的手部運動(dòng)并對其進(jìn)行測量。消費級虛擬現實(shí)系統HTC Vive配有手持控制器,具有運動(dòng)捕捉功能。然而目前臨床上還未將手持控制器用于人體手部運動(dòng)追蹤,因此嘗試探討手持控制器用于追蹤人體手部運動(dòng)的可行性,并設計了兩個(gè)實(shí)驗。實(shí)驗一評估HTC Vive系統追蹤手持控制器靜置時(shí)的位置和旋轉精度,分析系統的隨機誤差;實(shí)驗二評估系統追蹤手持控制器的平移和旋轉精度。實(shí)驗一測量得出:手持控制器靜置時(shí)在X、Y、Z軸的位置抖動(dòng)誤差均小于0.25 mm,旋轉抖動(dòng)誤差均小于0.05°;進(jìn)而采用艾倫方差方法對實(shí)測數據進(jìn)行分析,得到系統量化噪聲、零偏不穩定性、速率斜坡等主要誤差項系數。實(shí)驗二測量得出:手持控制器繞X、Y、Z軸的旋轉誤差均小于0.35°,沿X、Y、Z軸的平移誤差均小于3 mm。實(shí)驗結果表明:HTC Vive系統可用于采集人體的手部運動(dòng)數據,為輔助ADHD患者的客觀(guān)診斷提供了可靠的基礎支持

    • >試驗與評價(jià)技術(shù)
    • 薄膜熱電極尺寸效應分析及試驗研究

      2021, 29(4):233-237.

      摘要 (800) HTML (0) PDF 251.56 K (417) 評論 (0) 收藏

      摘要:薄膜型熱電極作為薄膜熱電偶結構的核心部位,其尺寸設計對熱電偶功能及性能的實(shí)現起著(zhù)重要作用。文章研究了熱電偶電極薄膜的尺寸效應,建立了薄膜熱電偶熱電及熱傳導機理數學(xué)模型,分析了熱電極尺寸對熱電偶靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性的影響,設計并制作了不同尺寸規格熱電極的薄膜熱電偶,對熱電極的尺寸效應物理性能開(kāi)展了試驗研究,試驗結果表明熱電偶電極薄膜厚度與動(dòng)態(tài)響應時(shí)間呈正相關(guān),長(cháng)度、寬度、面積等尺寸參數對熱電偶特性無(wú)明顯影響,為薄膜熱電偶電極尺寸設計提供了理論基礎與工程依據。

    • 基于正交仿真試驗的柔性網(wǎng)開(kāi)網(wǎng)參數評估方法

      2021, 29(4):238-243.

      摘要 (652) HTML (0) PDF 745.99 K (396) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對短時(shí)高動(dòng)態(tài)、流固耦合現象嚴重導致柔性網(wǎng)低空展開(kāi)過(guò)程不確定性問(wèn)題,提出一種綜合運用極差法與方差法的參數評估方法。對影響柔性網(wǎng)空中開(kāi)網(wǎng)效果的彈體速度、彈射角度、牽引頭質(zhì)量、彈射速度、彈道傾角等5項參數開(kāi)展靈敏度研究,評估開(kāi)網(wǎng)參數對開(kāi)網(wǎng)性能的影響。仿真試驗結果表明,柔性網(wǎng)展開(kāi)面積主要取決于彈射速度、彈射角度及牽引頭質(zhì)量;柔性網(wǎng)滯空時(shí)間與牽引頭質(zhì)量、彈射速度、彈射角度均呈負相關(guān)關(guān)系;柔性網(wǎng)有效攔截面積與牽引頭質(zhì)量、彈射速度、彈射角度均呈正相關(guān)關(guān)系。該方法能夠減少試驗運算和數據處理工作量,可有效應用于非線(xiàn)性、高動(dòng)態(tài)的柔性網(wǎng)空中開(kāi)網(wǎng)過(guò)程控制參數靈敏度分析,可為柔性網(wǎng)開(kāi)網(wǎng)參數設計提供理論支撐。

    • 無(wú)人機無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的形式化認證分析與驗證

      2021, 29(4):244-250.

      摘要 (642) HTML (0) PDF 927.12 K (382) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對無(wú)人機組與地面控制站之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信時(shí)的身份認證問(wèn)題,首先分析無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的工作流程及其形式化表示,然后對網(wǎng)絡(luò )系統中的誠實(shí)主體和攻擊者進(jìn)行形式化建模,其中推導了協(xié)議安全屬性的LTL公式,通過(guò)建立密鑰機制,實(shí)現控制站與無(wú)人機節點(diǎn)以及各個(gè)無(wú)人機節點(diǎn)之間的身份認證。運用模型檢測工具SPIN驗證無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的一致性,其中提出一種改進(jìn)的知識項獲取方法,加快攻擊者需掌握知識集的求取過(guò)程。驗證結果表明該無(wú)人機無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議具有中間人攻擊漏洞。

    • >智能儀器與傳感技術(shù)
    • 一種數字式可調穩壓電源系統的設計

      2021, 29(4):251-255.

      摘要 (644) HTML (0) PDF 264.56 K (518) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對自動(dòng)檢測等應用系統對直流穩壓電源的需求,設計了一種數字式可調穩壓電源系統。該數字式可調穩壓電源系統選擇單片機(AT89S51)作為核心控制部件,外圍模塊電路包括MCP4921構成的AD轉換模塊、基于集成運放LM324設計的電壓電流放大模塊與采樣電壓降壓模塊、液晶顯示模塊及基于78系列、79系列集成穩壓芯片設計的電源供電模塊。系統軟件設計采用C語(yǔ)言進(jìn)行了模塊化程序結構設計。測試結果表明:該系統輸出可調直流電壓范圍為0V-12V、輸出直流電流為500mA、電壓誤差小于0.1V,且可以通過(guò)鍵盤(pán)電路進(jìn)行目標電壓的設置。具有設計簡(jiǎn)單、輸出電壓穩定、性能可靠等特點(diǎn)。

    • >設計與應用
    • 基于量子遺傳粒子濾波的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的目標跟蹤算法的研究

      2021, 29(4):256-260.

      摘要 (870) HTML (0) PDF 180.78 K (403) 評論 (0) 收藏

      摘要:摘要: 文章主要研究的是關(guān)于量子遺傳粒子濾波跟蹤算法,應用量子遺傳算法有效保證粒子組成的多樣性,從而減緩了粒子濾波的退化現象,解決了粒子耗盡問(wèn)題。本文通過(guò)引入量子的概念,同時(shí)讓其并行可以有效地減少算法的運行時(shí)間,實(shí)時(shí)跟蹤性能得到了大大提高。通過(guò)仿真結果表明該算法具有有效性、可行性。通過(guò)仿真:與原算法相比,在大噪聲條件下量子遺傳粒子濾波算法改善了粒子貧乏問(wèn)題,提高了跟蹤精度。

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