2021, 29(5):1-7.
摘要:智能農業(yè)除草機器人融合了環(huán)境分析、路徑導航、視覺(jué)識別和運動(dòng)控制等多種技術(shù),是應用于精準農業(yè)中除草作業(yè)的智能機器人系統,作為農業(yè)機械化研究的熱點(diǎn)備受?chē)鴥韧鈱W(xué)者關(guān)注。對除草機器人的國內外研究現狀進(jìn)行了梳理,進(jìn)一步分析了除草機器人的特點(diǎn)與優(yōu)勢;總結了除草機器人系統控制、移動(dòng)導航和機器視覺(jué)等關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展,指出關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展前景與空間;結合除草機器人的技術(shù)研究特點(diǎn)與市場(chǎng)環(huán)境分析了其未來(lái)發(fā)展趨勢;針對目前除草機器人存在的問(wèn)題提出解決思路與研究方法,為除草機器人智能化、自動(dòng)化和集成化發(fā)展研究提供理論參考。
2021, 29(5):8-14.
摘要:為了解決運載火箭對地面測試與發(fā)射過(guò)程中對數據綜合分析能力,飛行過(guò)程的故障診斷和預測能力,以及故障處理措施的快速決策等能力的迫切需求,提出一種基于數字孿生技術(shù)的火箭測試與發(fā)射過(guò)程健康管理系統設計方案。該方案通過(guò)建立運載火箭測試與發(fā)射階段數字孿生模型,實(shí)現對火箭測試和發(fā)射過(guò)程的天地鏡像仿真,依托數字孿生模型,對運載火箭健康管理功能進(jìn)行了設計和優(yōu)化。利用真實(shí)火箭和數字孿生火箭的信息交互,可有效實(shí)現火箭測試過(guò)程數據分析、飛行過(guò)程協(xié)同診斷,以及故障處理決策支持等功能。該系統提高了火箭發(fā)射的可靠性,為火箭可靠飛行提供了技術(shù)保障。同時(shí),該技術(shù)在運載火箭健康管理上的應用也面臨一些關(guān)鍵技術(shù)還需要進(jìn)一步突破和發(fā)展。
2021, 29(5):15-19.
摘要:為滿(mǎn)足自動(dòng)測試系統課程實(shí)驗的教學(xué)演示需要,以某信號調理模塊為被測對象設計開(kāi)發(fā)了一套基于LXI總線(xiàn)的多通道自動(dòng)測試系統。該自動(dòng)測試系統主要由激勵信號源、信號調理模塊、數據采集器以及設計的通道選擇模塊組成。設計的通道選擇模塊以ATmega328-PU單片機為核心,采用電平轉換芯片CH340T實(shí)現與上位機間的通信,并且使用ULN2803驅動(dòng)芯片實(shí)現對繼電器開(kāi)關(guān)的驅動(dòng)控制;在軟件設計中,使用“生產(chǎn)者-消費者”的架構進(jìn)行控制軟件的設計,采用面向對象的編程思想封裝設備的操作函數,根據技術(shù)要求基于LabVIEW完成人機交互界面的開(kāi)發(fā)。經(jīng)實(shí)驗測試表明,該自動(dòng)測試系統可由計算機控制產(chǎn)生輸入信號調理模塊的激勵信號,并具備對信號調理模塊輸出信號的采集、分析處理以及顯示功能,同時(shí)可以進(jìn)行測試通道選擇切換,在實(shí)際應用中滿(mǎn)足自動(dòng)測試系統課程實(shí)驗的教學(xué)演示需求。
蔣兆翔 , 何攀 , 劉才學(xué) , 王瑤 , 王廣金
2021, 29(5):20-24.
摘要:針對核反應堆壓力設備環(huán)形密封面進(jìn)行了泄漏監測與分析診斷研究,以自主化研制的新型蒸汽發(fā)生器的密封性能驗證為對象,搭建了環(huán)形密封面泄漏監測系統,通過(guò)制作等比例試驗件開(kāi)展泄漏模擬試驗驗證了監測系統的有效性。針對蒸汽發(fā)生器,開(kāi)展了數個(gè)升降溫循環(huán)及穩態(tài)瞬態(tài)等密封性能試驗的驗證,試驗中未監測到泄漏。試驗后對蒸汽發(fā)生器監測數據進(jìn)行了深層次分析,通過(guò)數據擬合與數據分布兩個(gè)角度與模擬件真實(shí)泄漏數據進(jìn)行對比分析論證,最終證明了研制的新型蒸汽發(fā)生器環(huán)形密封面的聲發(fā)射監測數據不符合泄漏數據的衰減規律,因此蒸汽發(fā)生器未發(fā)生介質(zhì)泄漏,密封性能可靠,具有工程應用的可靠依據,同時(shí)該監測方法也可進(jìn)一步推廣到其它壓力設備的環(huán)形密封面的泄漏監測中。
2021, 29(5):25-29.
摘要:傳統無(wú)人駕駛車(chē)輛遠程檢測系統,由于信號傳輸距離的影響,信號波在傳輸過(guò)程在電路耦合率衰減下出現監測信號清晰度降低,信號整體監測效果無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際檢測系統應用要求的問(wèn)題。對此設計系統通過(guò)采用矢量傳感器對系統變量、模量與定量數據進(jìn)行矢量統一計算,提出基于矢量傳感器的無(wú)人駕駛車(chē)輛信號遠程監測系統。首先完成基于矢量傳感器的系統總體框架設計;然后根據設計框架建立無(wú)人駕駛車(chē)輛監控信號交互硬件單元,通過(guò)不同矢量傳感器構成監控信號數據矢量轉換計算平臺;最后通過(guò)對硬件平臺的矢量化軟件適配,完成硬件與軟件監控信號統一,提升信號傳輸強度,增強信號清晰度,從而滿(mǎn)足無(wú)人駕駛車(chē)輛信號遠程監測要求,完成提出系統的設計。通過(guò)對比實(shí)驗數據表明,提出設計的基于矢量傳感器的無(wú)人駕駛車(chē)輛信號遠程監測系統,能夠在50km~100km范圍內穩定監測車(chē)輛狀態(tài),車(chē)輛狀態(tài)數據監測實(shí)時(shí)性與連續性明顯優(yōu)于傳統檢測系統。
2021, 29(5):30-33.
摘要:分布式運動(dòng)控制大量應用于激光裝置的自動(dòng)準直控制組件中,針對大型激光裝置運動(dòng)系統規模大、診斷要求高的特點(diǎn),獨立于運動(dòng)控制系統之外,基于KingSCADA 組態(tài)軟件構建運動(dòng)控制狀態(tài)監測系統,實(shí)現控制對象的運行記錄歸檔、故障查詢(xún),提升運動(dòng)控制系統在線(xiàn)診斷分析能力。狀態(tài)監測系統在大型激光裝置自動(dòng)準直控制組件中得到了應用,實(shí)現了電機故障的記錄和查詢(xún),并通過(guò)狀態(tài)監測系統的歷史數據積累,為運動(dòng)控制系統的智能故障診斷和預測提供了分析數據基礎。
2021, 29(5):34-39.
摘要:為了及時(shí)發(fā)現天然氣管道泄漏,研究分析了天然氣管道泄漏后產(chǎn)生聲波信號的頻率成分,以及Duffing振子檢測方法中驅動(dòng)力相位、頻率與相軌跡狀態(tài)之間的關(guān)系。通過(guò)設置不同的驅動(dòng)力相位,對天然氣管道泄漏聲波信號進(jìn)行頻率變換可以實(shí)現天然氣管道泄漏的檢測。現場(chǎng)測試結果表明該方法對多種泄漏孔徑的泄漏均具有較好的檢測效果,可解決天然氣管道較小泄漏的檢測問(wèn)題。
2021, 29(5):40-44.
摘要:針對傳統智能化網(wǎng)絡(luò )安全檢測平臺處理數據效率低、誤差大等問(wèn)題,本研究提出一種新型的解決方案。該方案基于大數據融合模型構建新型的智能化網(wǎng)絡(luò )安全檢測平臺,采用卡爾曼濾波算法、采用數據融合分類(lèi)算法和模糊推理算法三種方法結合構建出數據融合模型來(lái)對網(wǎng)絡(luò )安全檢測數據進(jìn)行運算與處理。其中,采用卡爾曼濾波算法進(jìn)行改進(jìn),對原始網(wǎng)絡(luò )安全檢測數據進(jìn)行濾波降低噪聲干擾,提高數據的精準度;通過(guò)SAE稀疏自動(dòng)編碼器自主提取網(wǎng)絡(luò )安全檢測數據的特征信息,之后K-means聚類(lèi)算法對SAE稀疏自動(dòng)編碼器輸出的數據進(jìn)行處理,通過(guò)模糊推理算法調整權值。試驗表明,本研究所提方案克服了現有技術(shù)存在的不足,顯著(zhù)提高了處理數據效率和精準度,在數據量為2TB的環(huán)境下,本文方法的誤差低至6.9%。
2021, 29(5):45-48.
摘要:針對微創(chuàng )手術(shù)機器人運動(dòng)過(guò)程受到信號干擾而導致機器人主從臂控制效果差、控制精度較低的問(wèn)題,提出了基于STFT的微創(chuàng )手術(shù)機器人運動(dòng)控制系統設計。主控制器通過(guò)藍牙的無(wú)線(xiàn)傳輸方式與主機連接,采用I/O口模擬SCI硬件流控方式,實(shí)現MCU與藍牙通信,為系統提供基礎數據。設計時(shí)鐘基準電路的并聯(lián)振蕩模式,方便失控程序重啟。根據運動(dòng)控制器結構,設計預留模數轉換接口,并對機器人主從操作臂展開(kāi)詳細分析。使用基于STFT短時(shí)傅里葉變換方法抑制外界干擾,在LM629運動(dòng)控制專(zhuān)用集成芯片支持下設計控制流程,完成基于STFT的微創(chuàng )手術(shù)機器人運動(dòng)控制系統設計。設計對比實(shí)驗,結果表明該系統與期望主臂運動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(10mm,-35mm,45mm)和從臂運動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(18mm,-45mm,25mm)一致,能夠精準控制微創(chuàng )手術(shù)機器人運動(dòng)精度,為醫學(xué)手術(shù)智能化開(kāi)展提供設備支持。
2021, 29(5):49-53.
摘要:滑轉率是輪式車(chē)輛運動(dòng)狀態(tài)的重要參數,該值過(guò)大嚴重影響牽引效率、油量消耗以及行駛安全。實(shí)時(shí)精準檢測車(chē)輪瞬時(shí)滑轉率是車(chē)輛優(yōu)化控制的關(guān)鍵技術(shù)。當車(chē)輛在被各種土質(zhì)或植被覆蓋的田地里或復雜地形的環(huán)境中低速作業(yè)時(shí),傳統方法難以精準測量該動(dòng)態(tài)參數。文中采用新測量方法:采集衛星導航、微慣導和輪速等多源信息;依據檢測點(diǎn)的空間結構關(guān)系,建立多源數據結構融合算法(Multi-source Data Structured Fusion, MDSF);實(shí)時(shí)地測量各車(chē)輪的瞬時(shí)滑轉率。模擬仿真與實(shí)測試驗的結果表明:(1)輪向速度相對誤差2.43%,輪轉速相對誤差0.54%,使滑轉率誤差小于3.00%。(2)實(shí)測數據準確地反映車(chē)輛運動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)關(guān)系,實(shí)時(shí)地體現左右車(chē)輪各自的動(dòng)態(tài)特性。
2021, 29(5):54-58.
摘要:為了解決目前公鐵聯(lián)運車(chē)落軌時(shí)需要人工輔助,效率較低的問(wèn)題,基于機器視覺(jué)技術(shù),設計并實(shí)現了公鐵聯(lián)運車(chē)導引落軌檢測系統。系統利用安裝在轉向架附近車(chē)架下的攝像頭獲取車(chē)輛與鋼軌的圖像信息,采用邊緣檢測和Hough變換結合的算法來(lái)檢測地面標志線(xiàn)與車(chē)輛鋼輪的相對位置,計算出車(chē)輛鋼輪與鋼軌之間的偏移距離和角度。測量結果通過(guò)工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳送到駕駛室里的平板顯示器上,輔助司機調整車(chē)輛位置完成精準落軌。現場(chǎng)試驗表明:導引落軌檢測系統能夠實(shí)時(shí)有效測量鋼軌與鋼輪的距離,檢測誤差不超過(guò)±3mm,且結果更新時(shí)間低于200ms,滿(mǎn)足轉向架落軌精度和實(shí)時(shí)性要求。
2021, 29(5):59-63.
摘要:為解決傳統網(wǎng)絡(luò )安全漏洞掃描受限,導致網(wǎng)絡(luò )應用環(huán)境的安全性承載能力較差的問(wèn)題,設計基于區塊鏈技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )安全漏洞檢測系統。利用網(wǎng)絡(luò )爬蟲(chóng)模塊抓取任務(wù)管理模塊所需的待檢測信息參量,按照漏洞數據所屬的具體類(lèi)別,將其分別反饋至XSS檢測模塊、SQL檢測模塊與CSRF檢測模塊之中。在此基礎上,定義區塊信息的實(shí)際交易格式,聯(lián)合各項智能化合約,實(shí)現對系統功能需求的定向化分析,并完成相關(guān)用例圖的構建。通過(guò)上述軟、硬件設備基礎,完成基于區塊鏈技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )安全漏洞檢測系統設計。對比實(shí)驗結果顯示,與C/S型網(wǎng)絡(luò )漏洞檢測系統相比,基于區塊鏈技術(shù)檢測系統的安全性等級劃分條件更加細致,掃描web漏洞覆蓋范圍也更為廣泛,有助于網(wǎng)絡(luò )應用環(huán)境安全性承載能力的穩定提升。
2021, 29(5):64-69.
摘要:針對工業(yè)產(chǎn)品中類(lèi)鏡面透明物體表面缺陷檢測的問(wèn)題,研究了基于相位偏折術(shù)和圖像處理結合的檢測方法。采用格雷碼和四步相移法解算反射條紋圖的絕對相位,將絕對相位轉換為梯度后可視化即可得到缺陷圖。分析缺陷圖中后表面干擾產(chǎn)生的原因,提出采用圖像處理的方法消除后表面反射干擾。該方法能保留前表面缺陷,過(guò)濾后表面干擾。實(shí)驗結果表明,本文所提方法能夠實(shí)現對類(lèi)鏡面透明物體表面缺陷檢測,效果較傳統明場(chǎng)檢測有較大提升。
2021, 29(5):70-73.
摘要:隔離電路是工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)智能監測設備、顯示儀表等之間連接不可或缺的組成部分,能夠去除共模電壓和外界電磁干擾,對整個(gè)系統的測量精度和運行狀態(tài)有著(zhù)至關(guān)重要的作用。首先研究現有的隔離電路,并設計一種將1路4~20mA輸入信號轉換為2路1~5V輸出信號的高可靠隔離電路。該電路由1路輸入、單片機、2路輸出以及隔離電源組成。其中,輸入電路負責將輸入的電流信號轉換為電壓信號并進(jìn)行濾波;單片機負責對AD轉換、誤差補償以及輸出組態(tài)選擇;輸出電路負責光耦隔離、信號整形和DA轉換。經(jīng)過(guò)上述處理,輸出2路相同的電壓信號。該電路能夠將干擾源和易干擾部分隔離,從而保證設備與操作安全。典型故障模式下的評估結果標明,該隔離電路能夠有效消除串擾和降低外部干擾,能夠滿(mǎn)足不同監測平臺隔離要求,適用于高精度測控系統。
2021, 29(5):74-78.
摘要:在特殊航天環(huán)境中,由于電磁波等干擾條件的存在,容易導致航天器設備偏離預設的軌跡路徑,為解決此問(wèn)題,設計基于物聯(lián)網(wǎng)及ADRC的航天器的在軌姿態(tài)監測系統。分析物聯(lián)網(wǎng)監測體系中的位姿控制需求,分層次連接主動(dòng)振動(dòng)控制器與航天器姿態(tài)控制器,借助FBG應變傳感器,建立主機結構與航天器元件之間的監測感應連接,實(shí)現在軌姿態(tài)監測系統的硬件應用結構設計。在此基礎上,對應變傳感器進(jìn)行標定處理,通過(guò)計算姿態(tài)傳遞系數的方式,確定航天器的橫向在軌應變效應,再通過(guò)ADRC原理,提取航天器在軌姿態(tài)感知參量的最佳行進(jìn)狀態(tài)信號,完善航天器的在軌姿態(tài)監測控制律,實(shí)現基于物聯(lián)網(wǎng)及航天器的在軌姿態(tài)監測系統設計。對比實(shí)驗結果顯示,與光纖傳感型監測系統相比,物聯(lián)網(wǎng)監測系統能夠有效屏蔽電磁波干擾,確保航天器在特殊航天環(huán)境中不會(huì )出現偏離預設軌跡路徑的行進(jìn)行為。
2021, 29(5):79-85.
摘要:針對機器人在隧道施工環(huán)境中,由于陰暗強光等因素導致紅外圖像中的目標檢測失敗,提出一種基于單位統計曲率特征匹配的紅外目標檢測方法。采用最小二乘法對目標的曲面進(jìn)行擬合,根據擬合曲面計算出目標中各像素的高斯曲率和平均曲率,使用曲率代替梯度構造圖像特征描述符并建立曲率平面,根據曲率分布的密度將其劃分為多個(gè)單位區域,對每個(gè)單位中的像素使用統計信息來(lái)生成穩定的單位統計曲率特征矩陣,通過(guò)計算矩陣之間的歐氏距離得到目標的相似性,識別紅外圖像中待檢測的目標。對該算法與現有其它算法對標準圖像數據集和實(shí)際施工隧道中的棧橋的檢測準確率進(jìn)行對比評價(jià),結果表明,該算法的檢測準確率最高,滿(mǎn)足了工程上隧道機器人行進(jìn)中識別棧橋的使用需求。
杜洪亮 , 王志剛 , 徐輝 , 趙鑫 , 李強 , 許紅達
2021, 29(5):86-91.
摘要:為實(shí)現環(huán)境模擬風(fēng)洞風(fēng)速性能指標,對動(dòng)力系統進(jìn)行了設計。介紹了環(huán)境模擬風(fēng)洞的氣動(dòng)輪廓構型,闡述了動(dòng)力系統的工作原理,包括主驅動(dòng)回路、散熱輔助系統和控制系統,給出了10kV 4MW動(dòng)力電機的計算選型過(guò)程并分析了電機特性曲線(xiàn)。采用高壓變頻器實(shí)現了動(dòng)力系統的調速驅動(dòng),通過(guò)48脈沖整流完美無(wú)諧波矢量變頻實(shí)現高品質(zhì)的電能利用。通過(guò)基于Modbus TCP現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議,實(shí)現了主控計算機、本地控制系統的實(shí)時(shí)通訊和數據交互,給出了控制系統軟件工作流程。通過(guò)不同構型風(fēng)洞噴口試驗,分析研究了最大風(fēng)速和極端溫度負荷工況條件下,軸功率隨試驗溫度的變化關(guān)系、電機溫升特性以及稀油站供油壓力與軸升的關(guān)系。實(shí)驗測試結果表明,本系統對于環(huán)境模擬風(fēng)洞有較好的風(fēng)速、溫度匹配性能,對于開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗具有優(yōu)良環(huán)境適應性。
2021, 29(5):92-96.
摘要:當永磁同步電機的工作環(huán)境和工作任務(wù)發(fā)生改變時(shí),被控對象的模型會(huì )出現較大的變化。由于每次模型改變都要對控制器的參數進(jìn)行調整,為了簡(jiǎn)單、快速的對線(xiàn)性自抗擾控制器的參數進(jìn)行整定,設計了一種基于改進(jìn)粒子群的算法的參數自整定方法。該算法引入了自適應權重因子從而兼顧了粒子的局部搜索能力和全局搜索能力。為了避免粒子陷入局部最優(yōu)解,采用了對粒子群進(jìn)行柯西變異的方法使粒子跳出局部最優(yōu)從而找到全局最優(yōu)解。仿真實(shí)驗表明,采用改進(jìn)粒子群算法整定的線(xiàn)性自抗擾控制器具有更高的跟蹤精度和更強的抗干擾能力,且比標準粒子群算法具有更快的收斂速度和更高的收斂精度。
2021, 29(5):97-101.
摘要:機械臂關(guān)節控制過(guò)程存在姿態(tài)誤差,提出基于最小二乘法的橋式起重機機械臂關(guān)節控制系統設計。設計機械臂總體架構,達到級聯(lián)組成末端位姿目的,使用全驅動(dòng)靈巧手,包含1手掌和3手指,采用多個(gè)連桿串并聯(lián)混合的形式傳遞運動(dòng)和力矩,借助 AT89C51 單片機設計電路結構。采用最小二乘法構建機械臂的響應面模型,通過(guò)H-D參數法計算機械臂末端運動(dòng)關(guān)節間位姿誤差,建立誤差模型,利用DETMAX算法分析運動(dòng)參數,實(shí)現最小姿態(tài)選取,將機械臂運行速度數據記錄在控制系統平臺中,根據機械臂運行速度信息獲取其均勻性控制狀況,實(shí)現控制。由實(shí)驗結果可知,該方法機械臂關(guān)節運動(dòng)擬合度與實(shí)際情況基本一致,系統能夠快速對期望位置進(jìn)行跟蹤,響應速度較快,產(chǎn)生的誤差在允許的范圍之內。
2021, 29(5):102-106.
摘要:在武器電子裝備對信息安全自主可控的需求背景下,研制了一套基于國產(chǎn)化平臺的船用機旁監控系統。根據系統的功能需求和通信接口要求,進(jìn)行了系統需求分析,提出了基于龍芯處理器和中標麒麟操作系統的監控系統構造方案,闡述了國產(chǎn)化硬件設計原理、系統軟件框架、接口驅動(dòng)開(kāi)發(fā)流程,QT界面設計方法,實(shí)現了四路CAN通信總計每秒3600幀,以太網(wǎng)采集的IO點(diǎn)數達到1400點(diǎn),符合自主可控要求的國產(chǎn)化監控系統,而且監控系統軟件具備跨平臺的可移植性、可復用性和可擴展性。通過(guò)實(shí)驗結果進(jìn)行分析,該監測系統具有數據通信冗余可靠、界面及后臺任務(wù)執行效率高,工作穩定,環(huán)境適應性滿(mǎn)足實(shí)際電子裝備工程要求,提高的數據采集與監視控制系統自主可控性,對自主可控系統設計運行具有推廣應用的價(jià)值。
2021, 29(5):107-111.
摘要:采用云技術(shù)和WEB技術(shù),設計了一款基于阿里云的裁斷機監控系統,系統主要分為阿里云WEB監控端和本地運動(dòng)控制端,本地運動(dòng)控制端主要工作是采用Winform框架在本地服務(wù)器搭建了上位機系統,通過(guò)OPC UA協(xié)議與裁斷機控制器進(jìn)行數據交互,控制裁斷機完成對沖裁料的加工。阿里云WEB監控端采用前后端分離的模式進(jìn)行開(kāi)發(fā),基于VUE框架設計了前端用戶(hù)操作界面,并通過(guò)Canvas標簽搭建了排樣結果可視化區域。基于Django框架設計后端,主要編寫(xiě)了刀模排樣算法用于生成單一刀模樣片在沖裁料上的排樣方案,并將開(kāi)發(fā)完成的系統部署至阿里云服務(wù)器。最后,通過(guò)搭建MQTT數據交互模塊實(shí)現裁斷機沖裁命令的下發(fā)和運行數據的回傳。
2021, 29(5):112-115.
摘要:針對智能電能表質(zhì)量問(wèn)題非常容易發(fā)生開(kāi)關(guān)跳閘、斷電無(wú)法工作等故障問(wèn)題,本文研究出了一種完善的解決方法。通過(guò)調研智能電能表生產(chǎn)企業(yè)的信息化系統和生產(chǎn)過(guò)程數據,發(fā)現生產(chǎn)企業(yè)的信息化系統在不同企業(yè)間的都存在各個(gè)信息系統之間分割嚴重,導致企業(yè)內部的數據分布在各個(gè)數據倉庫內,數據分散,需要對每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都進(jìn)行定的采集裝置采集功能采能進(jìn)行定制化對接,基于邊緣計算技術(shù)的業(yè)務(wù)系統能夠更加切合采集終端,并進(jìn)行數據處理。本研究采用SVG技術(shù)和Ajax技術(shù)結合使用,構成智能電能表質(zhì)量監控系統方案框架。經(jīng)過(guò)實(shí)驗結果表明,通過(guò)SVG技術(shù)和Ajax技術(shù)對智能電力表各項數據信息處理,得到了很好的效果。
2021, 29(5):116-121.
摘要:摘要 為了提高LED晶片分選機的分選速度和精度,設計了基于IPC+ACS運動(dòng)控制的LED晶片分選系統.分析了晶片分選過(guò)程直線(xiàn)電機定位、直驅電機旋轉以及音圈電機拾取三部分的時(shí)序,并結合電機性能分別規劃了三類(lèi)電機的定位時(shí)間.以直驅電機為例分析了在SPiiPlus MMI軟件環(huán)境中調試電機電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)以及頻域穩定性的過(guò)程,并最終給出三類(lèi)電機的定位時(shí)間和定位誤差.設計了吸嘴和頂針接觸式剝離拾取晶片的方案,利用ACSPL+語(yǔ)言編寫(xiě)拾取動(dòng)作的程序,并在速度環(huán)和位置環(huán)曲線(xiàn)中加以驗證.在ZKMY-P10型號的分選機分選平臺進(jìn)行了連續分選測試,實(shí)驗結果表明,分選機的X/Y軸定位精度為±0.5mil,晶片分選的平均速度為125ms/片.
2021, 29(5):122-125.
摘要:針對具有速度約束的移動(dòng)機器人視覺(jué)軌跡跟蹤問(wèn)題,提出了一種基于LOQO內點(diǎn)法的模型預測控制方法。在眼到手框架下,首先建立了移動(dòng)機器人誤差模型,并對該誤差模型進(jìn)行離散化,給出了移動(dòng)機器人視覺(jué)伺服跟蹤的代價(jià)函數。同時(shí)考慮到實(shí)際中移動(dòng)機器人存在速度約束問(wèn)題,將代價(jià)函數的最小化問(wèn)題轉換為帶輸入約束的模型預測控制問(wèn)題。然后采用障礙函數法將移動(dòng)機器人的速度約束轉化為等式約束并采用拉格朗日乘子法引入到代價(jià)函數中。進(jìn)而,利用LOQO內點(diǎn)法求解具有速度約束的最小化問(wèn)題,得到基于視覺(jué)的軌跡跟蹤控制器。最后,通過(guò)仿真驗證了所提算法的有效性和優(yōu)越性。
2021, 29(5):126-130.
摘要:針對現有衛星光通信跟蹤控制系統存在光通信信號數據分割誤差大,跟蹤控制精度降低的問(wèn)題,提出基于中間節點(diǎn)預測的衛星光通信精確跟蹤控制系統設計。采用DPS嵌入式技術(shù)構建基于中間節點(diǎn)預測數據處理的硬件平臺,利用MCU作為中間節點(diǎn)預測數據的指揮調度單元;將CDD光學(xué)傳感器應用于光通信光譜信號特征采集單元。通過(guò)STM32F103RBT6主控對CDD光學(xué)傳感器的高精度光通信光譜特征信號處理;通過(guò)73M2901CE-IGV/F跟蹤信號精度調制IC完成對高精度跟蹤信號的控制調節。對設計系統控制精度的多場(chǎng)景進(jìn)行測試。數據表明,設計系統能夠支持光通信信號強度大于32%小于50%的條件下,保持通信跟蹤控制指標為0.92,最大化接近標準指標量1,在600個(gè)測試數據量下,所設計系統的檢測耗時(shí)為1.2s,說(shuō)明所設計跟蹤控制的精度較高,控制耗時(shí)較短,滿(mǎn)足光通信實(shí)際跟蹤控制系統的應用要求。
2021, 29(5):131-135.
摘要:為滿(mǎn)足多電飛機的供電性能需求,針對供電系統中存在的線(xiàn)路電纜老化、部件參數時(shí)變、大功率負載突加突卸等不確定干擾,提出了一種基于H∞混合靈敏度的魯棒控制策略。通過(guò)狀態(tài)空間方程搭建發(fā)電機數學(xué)模型,以最大化系統抗不確定性干擾能力為目標,對發(fā)電系統模型參數不確定性和外部干擾不確定性進(jìn)行分析,合理的選擇權函數,設計了針對高壓直流飛機發(fā)電系統(HVDC)的魯棒控制器。仿真實(shí)驗表明,發(fā)電系統魯棒控制器對不確定性因素帶來(lái)的振蕩具有良好的抑制效果,使系統具有較強的魯棒性。
2021, 29(5):136-140.
摘要:針對艦艇高溫管路系統難以同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)與高溫加載的技術(shù)難題,研制了管路高溫振動(dòng)耦合試驗系統,為艦艇高溫管路的減振設計提供有效的測試平臺;該系統分為熱環(huán)境模擬子系統和振動(dòng)激勵子系統;以石英燈為輻射熱源,設計圓筒形加熱器,采用ANSYS對溫度場(chǎng)進(jìn)行瞬態(tài)熱分析,通過(guò)試驗與仿真對比表明熱環(huán)境模擬子系統具有較優(yōu)的溫度加載特性;以電磁激振器、功率放大器、數據采集器共同組成振動(dòng)激勵子系統;在20°C、100°C、200°C、300°C、400°C、500°C等溫度下對剛性吊架管路與阻尼吊架管路進(jìn)行熱振耦合試驗,結果表明溫度對管路的振動(dòng)特性有顯著(zhù)影響,且阻尼吊架能有效降低管路的振動(dòng)水平;所提出的方法可用于高溫管路振動(dòng)特性試驗。
2021, 29(5):141-145.
摘要:針對某大型相控陣雷達裝備電源系統維修過(guò)程中型號多、數量大、維修周期長(cháng)、檢測維修難的問(wèn)題,設計了一種便攜式電源檢測維修系統。該系統由FPGA核心板、數據采集板、ePC-K70-Lite-L一體化模組組成,集成維修人員故障維修經(jīng)驗,通過(guò)數據處理及故障診斷軟件分析采集的電源數據,最終實(shí)現對多種類(lèi)電源故障的快速檢測維修。該系統可對該型雷達三大類(lèi)13種電源實(shí)現在線(xiàn)控制、參數讀取和賦值,最多同時(shí)可對7組電源參數實(shí)現在線(xiàn)檢測,測試時(shí)間由5分鐘縮短到10秒內,電源檢測準確率達99%以上,不依靠外接電源可連續工作達5小時(shí)以上。本系統投入使用4年以來(lái),運行穩定、易于操作維護,檢測維修多種類(lèi)電源達800余次,極大提高了裝備的自主保障能力和維修效率,提升了裝備的任務(wù)執行成功率。
張 波 , 張朋坤 , 王長(cháng)江 , 張文成 , 王 萍
2021, 29(5):146-149.
摘要:針對目前聲納多路水聽(tīng)器靜態(tài)指標測試過(guò)程復雜,測試效率低的現狀,設計實(shí)現了一種智能多路水聽(tīng)器參數掃描測試分析設備。基于Visual Studio開(kāi)發(fā)的多路水聽(tīng)器參數掃描測試分析軟件運行在PC工控機上,通過(guò)通信端口控制絕緣電阻與等效電容測試電路對水聽(tīng)器靜態(tài)指標進(jìn)行測試,并實(shí)時(shí)顯示測試數據。同時(shí)將測試數據保存至數據庫中,可實(shí)現對測試數據的查詢(xún)、復現、分析與生成測試報告等功能。通過(guò)裝備試用表明,該設備測試過(guò)程簡(jiǎn)單、測量精度高、性能穩定,有效提高多路水聽(tīng)器指標測試效率,滿(mǎn)足聲納裝備保障實(shí)際需求,具有良好的應用前景與推廣價(jià)值。
2021, 29(5):150-153.
摘要:集成電路測試在集成電路生產(chǎn)中具有重要的作用,針對集成電路測試軟件不易跨平臺使用的問(wèn)題,基于Qt設計實(shí)現了一款采用視圖/委托/模型框架的集成電路測試軟件,給出了測試參數配置、測試程序運行及測試結果管理三部分功能的設計與實(shí)現方法。使用Lua開(kāi)發(fā)了軟件二次接口,利用多線(xiàn)程技術(shù)設計了軟件運行引擎,并且采用標準測試數據格式實(shí)現了測試數據的存儲。實(shí)驗表明,所設計的軟件能夠進(jìn)行集成電路測試并且具有良好的可擴展性和通用性。
2021, 29(5):154-158.
摘要:為減輕航天發(fā)射任務(wù)落區工作負擔,提升落區應急處置速度,需建設一套火箭殘骸回收系統,采用全球衛星導航技術(shù)完成殘骸墜落過(guò)程的實(shí)時(shí)自定位,利用精簡(jiǎn)適用型落點(diǎn)計算模型實(shí)現殘骸落點(diǎn)快速精準計算,從而高效完成殘骸回收工作。提出了一種基于火箭殘骸實(shí)時(shí)定位信息的落點(diǎn)計算模型,即以殘骸墜落過(guò)程中的實(shí)時(shí)位置、速度信息為輸入,建立考慮空氣阻力的動(dòng)力學(xué)模型,計算出預測落點(diǎn)。并基于火箭殘骸墜落試驗獲取的自定位實(shí)測數據,對模型精度進(jìn)行了驗證,計算結果理想,模型簡(jiǎn)化適用、準確有效,可推廣應用至基于可靠的彈道測量數據對火箭落點(diǎn)進(jìn)行預測計算。
2021, 29(5):159-163.
摘要:通過(guò)特定無(wú)線(xiàn)電(NR)同步信號研究了5G網(wǎng)絡(luò )中高速列車(chē)的定位問(wèn)題,對3GPP指定的無(wú)線(xiàn)電信道模型路徑損耗、陰影和快衰落效應的進(jìn)行了仿真。從波束成形的NR同步信號中測量到達時(shí)間(TOA)和出發(fā)角(AOD)。根據給定的測量值和假設列車(chē)運動(dòng)模型,使用擴展卡爾曼濾波器(EKF)對列車(chē)位置進(jìn)行跟蹤。結果表明,TOA測量能夠達到比AOD測量更好的精度,同時(shí)考慮兩個(gè)測量值,可獲得最佳跟蹤性能。該方法可以在大部分跟蹤時(shí)間內實(shí)現亞米級跟蹤精度,從而達到了5G NR預期的定位精度要求。
2021, 29(5):164-168.
摘要:針對傳統機械臂局限于按既定流程對固定位姿的特定物體進(jìn)行機械化抓取,設計了一種基于機器視覺(jué)的非特定物體的智能抓取系統。系統通過(guò)特定的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )對深度相機采集到的圖像進(jìn)行目標定位,并在圖像上預測出一個(gè)該目標的可靠抓取位置,系統進(jìn)一步將抓取位置信息反饋給機械臂,機械臂根據該信息完成對目標物體的抓取操作;系統基于機器人操作系統,硬件之間通過(guò)機器人操作系統的話(huà)題機制傳遞必要信息;最終經(jīng)多次實(shí)驗結果表明,通過(guò)改進(jìn)的快速搜索隨機樹(shù)運動(dòng)規劃算法,桌面型機械臂能夠根據神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型反饋的的標記位置對不同位姿的非特定物體進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的抓取,在一定程度上提高了機械臂的自主能力,彌補了傳統機械臂的不足。
2021, 29(5):169-173.
摘要:在高可靠性航空航天、航空電子設備和軍用應用中,輻射引發(fā)的多比特翻轉(MBU)成為FPGA存儲器的一個(gè)主要的可靠性問(wèn)題。傳統的單比特錯誤糾正(SEC) 和雙比特錯誤檢測(DED) 無(wú)法對FPGA存儲器發(fā)生的MBU故障提供防護,引發(fā)存儲器的存儲故障。為了減少MBU造成的影響,利用RM(2,5)編碼對FPGA塊存儲器進(jìn)行防護,實(shí)現了單個(gè)碼字小于4位的翻轉錯誤的糾正。對RM編碼系統進(jìn)行了三模冗余設計,解決了RM碼不具備抗輻射的缺陷。設計的RM(2,5)編譯碼模塊在 Xilinx Virtex-5 FPGA中實(shí)現,編碼模塊頻率以225.284MHz運行,占用LUT資源1.33%。通過(guò)理論分析和硬件實(shí)驗表明,該錯誤檢測與糾正(EDAC)系統能夠糾正4位以下的翻轉,提高FPGA存儲器的可靠性。
2021, 29(5):174-178.
摘要:針對傳統智能化網(wǎng)絡(luò )安全防攻擊檢測平臺處理數據效率低、誤差大等問(wèn)題,本研究提出一種新型的解決方案。該方案數據抽取模型和大數據分析構建智能化網(wǎng)絡(luò )安全防攻擊檢測平臺,采用特征模板、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法模型和條件隨機場(chǎng)算法三種方法結合構建出數據抽取模型來(lái)抽取網(wǎng)絡(luò )安全檢測數據。其中,利用特征模板提取局部特征向量并進(jìn)行語(yǔ)句轉換得到初始局部向量序列,通過(guò)CNN算法對每個(gè)網(wǎng)絡(luò )安全檢測數據樣本進(jìn)行卷積和聚合,并提取其特征信息,將語(yǔ)義特征和局部特征相結合經(jīng)過(guò)條件隨機場(chǎng)算法進(jìn)行序列標記,并抽取最優(yōu)的特征向量序列,最后通過(guò)置信傳播改進(jìn)的邏輯回歸模型進(jìn)行分析。實(shí)驗表明,本研究所提方案克服了現有技術(shù)存在的不足,顯著(zhù)提高了處理數據效率和精準度,在數據量為2GB的環(huán)境下,經(jīng)過(guò)對數最大似然損失函數得出的損失值只有0.35。
2021, 29(5):179-183.
摘要:為滿(mǎn)足對尋北儀導航系統中加速度計采集數據的高精度要求,提出了基于石英撓性加速度計的A/D采集系統與I/F數據采集系統的對比研究。系統采用了高精度A/D轉換芯片AD7693和V/F高精度轉換芯片LM331分別對石英撓性加速度計采集的數據進(jìn)行處理轉換,以FPGA芯片XC7Z020為邏輯控制核心對轉換的數據進(jìn)行編幀處理,通過(guò)RS232總線(xiàn)將處理的數據發(fā)送到上位機。測試結果表明,在相同條件下,I/F采集系統轉換的精度99.99%優(yōu)于A(yíng)/D采集系統轉換的精度98.7%;短時(shí)間內,I/F采集系統采集的數據變化不大,A/D采集系統采集的數據變化大,所以I/F采集系統穩定性更好。
2021, 29(5):184-188.
摘要:傳統的基于最小二乘法的狀態(tài)向量估計方法,存在估計值與實(shí)際電力系統中的參數值相差較大的問(wèn)題,基于此提出了一種適用于電力系統實(shí)時(shí)監測的有效狀態(tài)估計模型。該模型采用了一種基于直角坐標系的加權最小二乘法,由一組與測量量和狀態(tài)變量相關(guān)的非線(xiàn)性方程組描述,使用預測-校正迭代技術(shù)求解狀態(tài)估計器模型。利用粒子群算法優(yōu)化同步相量測量單元(Phasor Measurements Unit,PMU)儀表的分配,增強了算法的有效性。該模型被應用于IEEE14總線(xiàn)和IEEE-30總線(xiàn)測試系統。結果表明,提出模型在收斂迭代次數、執行時(shí)間和準確性方面對狀態(tài)最優(yōu)估計做出了重要貢獻。
2021, 29(5):189-192.
摘要:飛行器遙測數據是飛行器狀態(tài)的直接體現,對飛行器遙測數據的不斷深入分析和研究,可為飛行器的安全性和穩定性提供有效保障。目前復雜飛行器的遙測數據存在試驗數據量大、人工判讀效率低、數據間關(guān)聯(lián)關(guān)系復雜且不易梳理等問(wèn)題。同時(shí),數據智能化分析程度低,缺少對海量歷史試驗數據的有效利用。為克服現有技術(shù)不足,通過(guò)對飛行器遙測數據的關(guān)聯(lián)規則挖掘方法進(jìn)行研究,提出基于狀態(tài)轉換提取的關(guān)聯(lián)規則挖掘算法,并與FP-Growth算法進(jìn)行試驗挖掘對比分析,實(shí)現對飛行器遙測數據參數的關(guān)聯(lián)規則挖掘分析,有效地解決飛行器遙測數據間關(guān)聯(lián)規則的梳理問(wèn)題,試驗結果準確率高,為飛行器工況與參數的關(guān)聯(lián)規則挖掘提供重要參考意義。
梁杰 , 巨龍 , 張岳洪 , 李慶超 , 翟艷輝 , 黃亞飛
2021, 29(5):193-197.
摘要:為準卻分析風(fēng)洞結構參數對所產(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)穩定性的影響規律,以現有低速風(fēng)洞為藍本,通過(guò)改變其試驗段結構參數建立多個(gè)不同參數試驗模型;采用ansys CFD對建立的多個(gè)新模型進(jìn)行結構流體仿真,對仿真結果進(jìn)行數據擬合,找出風(fēng)洞收縮段曲線(xiàn)結構參數變化對試驗段軸向風(fēng)速梯度和法向風(fēng)速均勻性的影響;仿真實(shí)驗結果表明,試驗段法向中心面的有效試驗區的均勻性系數隨著(zhù)收縮段長(cháng)度增加而減小,到一定程度趨于穩定,風(fēng)洞模型在L>23cm后風(fēng)場(chǎng)均勻性系數基本處于穩定,試驗段前半段的風(fēng)速軸向梯度明顯大于后半段的風(fēng)速軸向梯度,有效試驗區域多集中在后半段,風(fēng)洞模型中軸向有效試驗區域x>(10~15)cm,可以為風(fēng)洞的設計提供可靠參考。
2021, 29(5):198-203.
摘要:基于激光掃描的三維建模技術(shù)是機器視覺(jué)研究領(lǐng)域的重要課題,在許多學(xué)科領(lǐng)域都有有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。傳統的導盲系統主要分為兩種類(lèi)型,視覺(jué)輔助型系統和視覺(jué)替代型,這兩種類(lèi)型的導盲系統都存在過(guò)多依賴(lài)外界環(huán)境,如光照、距離、濕度、溫度等,受客觀(guān)條件影響較多。因此,提出基于激光建模技術(shù)的導盲系統,通過(guò)激光掃描儀采集路面的點(diǎn)云和紋理信息;運用修補算法和預處理算法,完善和簡(jiǎn)化點(diǎn)云信息,在可視化平臺實(shí)時(shí)生成三維路況;微處理器S3C2440從經(jīng)過(guò)處理的點(diǎn)云數據提取特征變量進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,對危險的路況進(jìn)行語(yǔ)音報警。實(shí)驗結果表明,外界環(huán)境對設計的干擾性較小,系統反饋平均耗時(shí)0.8s,具有一定的應用價(jià)值。
2021, 29(5):204-208.
摘要:針對大數據加密算法安全性不高,計算效率低等問(wèn)題,本研究采用雙混沌系統結合改進(jìn)AES加密算法設計出一個(gè)混合加密算法,改進(jìn)AES算是利用仿射變換對(A7、6F)生成新的S盒,采用的雙四維超混沌系統是從兩個(gè)三維混沌系統進(jìn)行改造而成,然后利用改造后的超混沌系統生成混沌序列,設計出一個(gè)分組加密方案,在Hadoop大數據平臺上,將雙超混沌加密方案和改進(jìn)的AES算法進(jìn)行合并。試驗表明,本研究的大數據加密算法安全性能高、密鑰空間大,加密解密效率高。
2021, 29(5):209-214.
摘要:對分布式仿真系統架構進(jìn)行研究,針對仿真的實(shí)時(shí)性需求進(jìn)行分析,采用了基于RTX的實(shí)時(shí)仿真技術(shù)和基于反射內存的實(shí)時(shí)通訊技術(shù)。通過(guò)對實(shí)時(shí)仿真性能的測試驗證,設計了實(shí)時(shí)模型的加載方法,針對實(shí)時(shí)通訊性能開(kāi)展優(yōu)化設計。構建了一套完整的仿真平臺,并在數控系統的測試仿真中進(jìn)行應用,滿(mǎn)足實(shí)時(shí)仿真需求。
2021, 29(5):215-219.
摘要:本文面向無(wú)人機自主偵察任務(wù)中在線(xiàn)目標識別與定位需求,首先梳理了無(wú)人機偵察中目標識別領(lǐng)域的相關(guān)研究成果。然后,介紹了Faster RCNN目標識別算法的實(shí)現原理,并針對任務(wù)需求進(jìn)行了改進(jìn)。之后,介紹了圖像拼接的相關(guān)算法并進(jìn)一步提出了目標相對定位算法。最后,設計了完整的偵察試驗流程對所設計自主目標識別與定位方法進(jìn)行驗證。結果表明,本文改進(jìn)的目標檢測網(wǎng)絡(luò )能夠達到83.3%的識別準確率和35幀/秒的識別速度,所提出的相對定位算法可以達到0.702m的平均定位精度,能夠滿(mǎn)足偵察無(wú)人機在線(xiàn)目標識別與定位的任務(wù)需求。
2021, 29(5):220-224.
摘要:無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)普及到人們的生活中,并且隨著(zhù)大眾的安全意識提高,無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的加密流量所占比重越來(lái)越大,網(wǎng)絡(luò )流量加密化已成為必然趨勢,其在給用戶(hù)和企業(yè)帶來(lái)隱私和安全的同時(shí),也給網(wǎng)絡(luò )安全監管和網(wǎng)絡(luò )流量管理帶來(lái)了挑戰。本文研究了有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的差異性,構建無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )加密傳輸環(huán)境,采集無(wú)線(xiàn)加密網(wǎng)絡(luò )數據,提取出數據鏈路層各種業(yè)務(wù)的特征并進(jìn)行分類(lèi)。結果表明,對不同業(yè)務(wù)的識別率在85%以上。
2021, 29(5):225-229.
摘要:在研究華為海思Hi3516A進(jìn)行視頻編碼壓縮的過(guò)程中,針對其壓縮碼流僅支持本地保存和網(wǎng)絡(luò )流媒體應用的局限性,提出了一種基于FPGA和以太網(wǎng)接口的H.264碼流實(shí)時(shí)傳輸方案。Hi3516A視頻編碼端采用RAW_SOCKET原始套接字協(xié)議構建UDP幀,通過(guò)網(wǎng)口傳輸H.264壓縮碼流到FPGA平臺;FPGA使用一片2Gbit的DDR3作為數據緩存介質(zhì),保證網(wǎng)口速率的匹配和一次傳輸的H.264 Nalu包的完整性;利用USB2.0接口回傳碼流到PC進(jìn)行功能測試。從模擬傳輸本地文件和實(shí)際傳輸視頻兩方面對系統功能進(jìn)行測試。模擬傳輸本地文件測試中,PC端網(wǎng)口發(fā)送55,844,864字節本地文件到本系統,USB上位機接收的系統返回數據大小與發(fā)送數據大小相同,證明數據傳輸完整;實(shí)際傳輸視頻測試中,MilkPlayer軟件播放USB上位機保存的碼流文件,畫(huà)面流暢,無(wú)卡頓及明顯丟幀,使用FFmpeg軟件解碼碼流文件,測試表明,數據壓縮比均值達143:1,與系統設定值相比,存在4%左右的誤差,USB上位機12h和24h保存接收碼流測試中,數據量分別達到22.3GB和43.5GB,碼流文件播放效果良好。因此,此系統能實(shí)現H.264碼流的實(shí)時(shí)傳輸,滿(mǎn)足設計要求,具有很好的實(shí)用價(jià)值。
2021, 29(5):230-234.
摘要:U71Mn高錳鋼為我國鐵軌主要原材料,當銑削參數配置不合理時(shí)易導致金屬表面馬氏體粗大造成加工硬化,難以滿(mǎn)足使用要求。針對此問(wèn)題使用M-V5CN銑削U71Mn高錳鋼獲取了1000組切削數據集,建立了基于Xgboost算法的表面粗糙度預測模型,作為非線(xiàn)性模型其訓練參數眾多為最大化Xgboost模型性能,提出一種改進(jìn)的混合編碼DE算法進(jìn)行模型超參數優(yōu)化。模型建立完成后,經(jīng)測試較未經(jīng)優(yōu)化的Xgboost最大誤差下降7.4%,平均絕對誤差下降11.7%,方差降低6.4%,且較主流DNN、GA-SVM模型性能提升明顯可以更有效承擔U71Mn高錳鋼粗糙度預測任務(wù)。
2021, 29(5):235-240.
摘要:提出了一種新的蟻群算法優(yōu)化的虛擬機放置策略ACA-VMP(Ant Colony Algorithm based virtual machine placement)。ACA-VMP以云數據中心的總體能量消耗降低、服務(wù)質(zhì)量最佳及減少虛擬機遷移次數為目標函數;根據蟻群優(yōu)化算法,ACA-VMP采用了全局最優(yōu)解和局部最優(yōu)解信息素強度更新規則;全局最優(yōu)解經(jīng)過(guò)多次迭代后,螞蟻路徑的多次尋優(yōu),保證這個(gè)虛擬機放置優(yōu)化策略的完成。局部信息素強度參數更新可以補充螞蟻其他局部最優(yōu)路徑的尋找,這樣也可以使得ACA-VMP虛擬機放置優(yōu)化算法更快的接近全局最優(yōu)解。仿真結果表明: ACA-VMP策略使得云數據中心的各類(lèi)性能指標都可以改善,該實(shí)驗結果對于其他企業(yè)構造節能云數據中心有很好的參考價(jià)值。
2021, 29(5):241-246.
摘要:在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,控制器性能的好壞直接影響了系統的收益。事實(shí)上,由于工作環(huán)境的復雜性,控制器容易受到各種干擾信號的影響,這通常會(huì )導致控制效果不符合預期。因此,對控制器的性能進(jìn)行評估顯得尤為重要。針對反饋系統中測量噪聲的干擾問(wèn)題,分析了測量噪聲對基于廣義最小方差控制(GMVC)的控制器性能評估(CPA)結果的影響;為了提升CPA的精度,提出了一種動(dòng)態(tài)數據校正(DDR)方法來(lái)降低測量噪聲對系統性能的影響。首先,在SISO和MIMO系統中引入基于GMVC的CPA;接著(zhù)討論了測量噪聲對CPA結果的影響;最后,采用DDR濾波器來(lái)提升CPA結果的準確性。仿真中系統在不同情況下輸出的比較驗證了DDR濾波器的良好性能。
2021, 29(5):247-250.
摘要:為保障水質(zhì)安全,實(shí)現水體中有機污染物的在線(xiàn)監測,基于熒光檢測原理,設計了一種水體有機物在線(xiàn)熒光監測儀。監測儀包括熒光檢測裝置、流路及采樣模塊、電源模塊、工控機及觸摸屏、數據庫及分析軟件、數據傳輸模塊。詳細介紹了熒光檢測裝置的組成結構。給出了監測儀的光學(xué)參數、電氣參數和結構參數,并對其性能進(jìn)行了測評。監測儀光譜檢測范圍為300nm~750nm,檢測時(shí)間小于10s。采用色氨酸水溶液作為樣品進(jìn)行實(shí)驗測試,監測儀線(xiàn)性度判定系數R2為0.95,熒光強度檢測結果的相對標準偏差(RSD)為2.68%。監測儀遠程數據傳輸可靠穩定,維護周期為每月一次。該監測儀可以對水體有機污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,能夠及時(shí)獲取水質(zhì)信息,檢測速度快,無(wú)需檢測試劑,有效避免化學(xué)試劑對環(huán)境可能造成的二次污染。
2021, 29(5):251-255.
摘要:設計了一種基于音頻定位法的埋地非金屬管道定位儀,該定位儀以STM32F103C8T6微控制器為核心,由發(fā)射機和接收機組成。首先介紹了系統的工作原理,然后對發(fā)射機和接收機的硬件電路組成和控制軟件設計作了詳細的介紹。測試結果表明該定位儀定位比較準確,抗干擾能力強,平均檢出率達到80%以上,水平精度最高達到0.2 m,檢測有效埋深1.8m,有效長(cháng)度達1000m。能夠滿(mǎn)足城市建設施工開(kāi)挖、自來(lái)水管測漏等對埋地非金屬管道定位的需求,為管理和維護城市埋地管網(wǎng)帶來(lái)了方便。
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