2024, 32(5):1-7.
摘要:數字化裝備具有結構復雜、技術(shù)密集、信息化程度高等特點(diǎn),傳統的故障診斷方法需要拆裝的部件多、故障定位準確率低,而深度學(xué)習能夠從裝備原始數據中挖掘有價(jià)值且敏感的特征,適合用于數字化裝備的智能故障診斷;為此,首先進(jìn)行了部隊數字化裝備故障診斷的現實(shí)困境和挑戰分析,闡述了國內外數字化裝備維修保障的研究現狀,而后總結了裝備故障診斷的主要方法和研究應用進(jìn)展,重點(diǎn)將深度學(xué)習在裝備故障診斷領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行了梳理,最后結合實(shí)際提出了基于深度學(xué)習方法實(shí)現數字化裝備故障診斷的3種研究思路。
2024, 32(5):8-16.
摘要:知識圖譜旨在為各種領(lǐng)域提供更加全面可靠的服務(wù),在實(shí)際應用中的價(jià)值不可估量,為了使其不斷更新和趨于完整,知識圖譜補全技術(shù)開(kāi)始被提出;近幾年,隨著(zhù)人工智能和深度學(xué)習的興起,許多國內外學(xué)者對知識圖譜補全方向進(jìn)行深入研究,出現了很多面向人工智能深度學(xué)習的知識圖譜補全模型,但相關(guān)的文獻綜述卻并不多;為了提供一個(gè)全面了解該領(lǐng)域的框架,有助于讀者能夠掌握當前的研究進(jìn)展和應用情況,并為未來(lái)的研究和應用提供一些參考;通過(guò)介紹其概念和典型的知識圖譜,從深度學(xué)習的知識補全技術(shù)的三個(gè)角度展開(kāi),分析和歸納了目前基于深度學(xué)習的知識圖譜補全模型,探討了不同模型的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)模型;同時(shí),討論了現階段知識圖譜補全任務(wù)所存在的問(wèn)題和挑戰,并探索了該領(lǐng)域的應用方向和發(fā)展前景;綜上所述,深度學(xué)習在知識圖譜補全中具有巨大的發(fā)掘價(jià)值,亟待學(xué)者們進(jìn)行更深入的研究和進(jìn)一步地創(chuàng )新。
2024, 32(5):17-23.
摘要:異構網(wǎng)絡(luò )具有結構復雜、多重覆蓋面積大等特征,使得網(wǎng)絡(luò )入侵檢測較為隱蔽,為網(wǎng)絡(luò )安全運行造成威脅,為此,設計基于A(yíng)gent人工智能的異構網(wǎng)絡(luò )多重覆蓋節點(diǎn)入侵檢測系統。通過(guò)檢測Agent和通信Agent裝設主機Agent,以Cisco Stealthwatch流量傳感器作為異構網(wǎng)絡(luò )傳感器檢測攻擊行為,采用STM32L151RDT6 64位微控制器傳輸批量數據,由MAX3232芯片實(shí)現系統電平轉化,實(shí)現硬件系統設計。軟件部分設計入侵檢測標準,利用傳感器設備捕獲網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)數據,通過(guò)Agent技術(shù)解析異構網(wǎng)絡(luò )協(xié)議并提取數據運行特征,綜合考慮協(xié)議解析結果及與檢測標準匹配度,實(shí)現異構網(wǎng)絡(luò )多重覆蓋節點(diǎn)入侵檢測。通過(guò)系統測試得出結論:設計的基于A(yíng)gent人工智能的異構網(wǎng)絡(luò )多重覆蓋節點(diǎn)入侵檢測系統入侵行為的漏檢率和入侵類(lèi)型誤檢率的平均值僅為6%和5%,能夠有效提高檢測精度,減小檢測誤差。
2024, 32(5):24-30.
摘要:火箭橇試驗在兵器研制和性能測試上起著(zhù)至關(guān)重要的作用,現有火箭橇測速方法均存在一些不足之處,針對火箭橇試驗中全程速度測量難題,提出了一種基于光電標簽的火箭橇全程速度測量方法;建立了光電標簽的探測模型,對光電標簽的原向反射特性進(jìn)行研究,分析并仿真了傳感器在動(dòng)態(tài)測量中的信號變化過(guò)程,基于信號的頻率特性對光電探測器件與信號處理電路進(jìn)行選型,設計并搭建出硬件測量電路,對系統進(jìn)行了測試與驗證;實(shí)驗結果表明:傳感器對光電標簽的探測距離可達40cm,系統速度測量范圍滿(mǎn)足了火箭橇試驗在兵器靶場(chǎng)上的應用,與傳統方法相比,光電標簽法成本更低、易實(shí)現,在火箭橇全程速度測量中有更廣泛的應用場(chǎng)景。
李明軍 , 胡順平 , 葛重才 , 劉延迪 , 楊旸 , 杜微 , 張璐
2024, 32(5):31-37.
摘要:針對當前微波開(kāi)關(guān)指標測試流程復雜、測試方法自動(dòng)化程度低問(wèn)題,提出了一套集指標測試、數據采集和數據管理功能于一體的自動(dòng)化測試系統;該系統基于微波開(kāi)關(guān)生產(chǎn)及試驗環(huán)節的實(shí)際使用需求,通過(guò)軟件平臺實(shí)現對通用測量?jì)x器及遙控遙測設備、射頻開(kāi)關(guān)矩陣等設備的自動(dòng)化控制,單次可滿(mǎn)足最多16個(gè)微波開(kāi)關(guān)的同步測試,可實(shí)現同軸型和波導型兩種開(kāi)關(guān)類(lèi)型總計18種指標參數的測試和試驗數據管理,達到了測試效率和試驗質(zhì)量的雙提升
2024, 32(5):38-45.
摘要:隧道內火災檢測存在檢測困難和難以直接部署到資源有限的嵌入式設備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的問(wèn)題,提出一種基于改進(jìn)YOLOv8的隧道火災檢測算法;首先引入極化注意力保持高分辨率信息來(lái)抑制冗余特征,同時(shí)增強全局信息的捕捉;其次引入了一種新的局部卷積PConv來(lái)實(shí)現低延遲和高吞吐量的模型;最后使用WIoU函數優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )的邊界框損失,使網(wǎng)絡(luò )能夠快速收斂。實(shí)驗結果表明,該網(wǎng)絡(luò )在所使用隧道火災數據集上的平均精度mAP提升了1.3個(gè)百分點(diǎn),同時(shí)輕量化后模型參數減少了了29.7個(gè)百分點(diǎn),向前推理時(shí)間降低了44個(gè)百分點(diǎn);算法能夠平衡精度和輕量化的需求,可以滿(mǎn)足隧道場(chǎng)景下的實(shí)時(shí)檢測。
向東 , 趙文博 , 王玖斌 , 鄧岳輝 , 張偉 , 石燦 , 陳柄宏
2024, 32(5):46-52.
摘要:電力負荷預測是輸電網(wǎng)絡(luò )擴展和規劃及合理電力調度的關(guān)鍵手段。針對電力負荷時(shí)間序列的非線(xiàn)性和復雜性特征,提出結合小波變換與改進(jìn)麻雀搜索算法優(yōu)化小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的電力負荷預測模型ISSA-WNN。設計改進(jìn)麻雀搜索算法ISSA對小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵參數初值尋優(yōu),有效解決梯度調參易陷入局部最優(yōu)及對參數初值敏感的不足,提升模型學(xué)習能力。對標準麻雀搜索算法SSA改進(jìn),引入Logistic-Tent混合混沌種群初始化、發(fā)現者/警戒者自適應更新、跟隨者可變對數螺旋更新和高斯-柯西混合變異策略提升算法尋優(yōu)能力。利用小波變換對電力負荷樣本分解與重構,降低負荷時(shí)序的無(wú)序性和波動(dòng)性,在此基礎上構建新的電力負荷預測模型ISSA-WNN。實(shí)驗結果表明,與標準小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型WNN和標準麻雀搜索算法優(yōu)化小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型SSA-WNN相比,預測模型ISSA-WNN的平均絕對百分比誤差和均方根誤差指標值平均可以降低18.42%和21.21%,其擬合能力更強,預測性能更加穩定。
2024, 32(5):53-59.
摘要:由于車(chē)輛超偏載檢測過(guò)程中,受天氣、路況等因素以及車(chē)輛行駛狀態(tài)影響,導致信號組成的陣列過(guò)短,利用傳統的TPDS(Trackside Performance Detection System,TPDS)車(chē)輛超偏載檢測精度較低、耗時(shí)較長(cháng)。提出基于改進(jìn)TPDS長(cháng)陣列的車(chē)輛超偏載檢測研究。通過(guò)車(chē)輛運行品質(zhì)軌邊動(dòng)態(tài)監測系統,利用測距傳感器與數據采集儀將力學(xué)信號轉換成電壓信號,將輸出信號并將其組合為長(cháng)陣列輸入到系統的測距傳感器中;采用EDM算法對長(cháng)陣列中的噪聲點(diǎn)實(shí)施消除處理;將4個(gè)測距傳感器安置到貨運車(chē)輛底部,采用貨運車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重方法,計算車(chē)輛上各彈簧組承載力的總和,并結合車(chē)輛有用信號,對車(chē)輛的載重情況展開(kāi)測量,實(shí)現對車(chē)輛的超偏載檢測。實(shí)驗結果表明,利用長(cháng)陣列改進(jìn)TPDS系統后,測試具有較高的測量精度、檢測效率以及檢測穩定性。
2024, 32(5):60-65.
摘要:微滴沉積位置的準確性是影響噴射成型器件形貌精度的主要因素之一,為了對微滴沉積位置進(jìn)行控制,需要建立微滴沉積位置的動(dòng)態(tài)預測模型。建立了微滴在下落、沉積過(guò)程中的運動(dòng)與傳熱模型,并通過(guò)數值仿真和實(shí)驗研究了單個(gè)微滴以及兩個(gè)相鄰微滴在沉積動(dòng)態(tài)過(guò)程中的形心位置變化,結果表明,相比于數值仿真模型,所建立的理論預測模型對單個(gè)微沉積位置預測誤差為0.45%,相鄰兩個(gè)微滴間的沉積距離預測誤差為0.5%,并通過(guò)實(shí)驗進(jìn)行了對比驗證,表明所建理論模型具有足夠高的位置預測精度,可用于微滴噴射3D打印過(guò)程中微滴沉積位置及打印軌跡在線(xiàn)控制的參考。
王東清 , 張炳會(huì ) , 彭繼陽(yáng) , 艾山彬 , 王兵 , 姚藩益 , 蘆飛 , 張凱
2024, 32(5):66-71.
摘要:硬盤(pán)故障預測是在故障發(fā)生前發(fā)出預警,避免數據丟失或服務(wù)中斷,提高數據中心的可靠性和安全性。然而,大多數故障預測模型將硬盤(pán)故障問(wèn)題轉化為二分類(lèi)任務(wù),忽略了硬盤(pán)故障是漸變過(guò)程的,并且缺乏故障診斷功能。因此,提出了一種基于A(yíng)E-LSTM的硬盤(pán)故障預測框架,實(shí)現多目標任務(wù):硬盤(pán)健康狀態(tài)分級、硬盤(pán)剩余使用壽命預測、硬盤(pán)故障診斷。首先,采用回歸決策樹(shù)模型智能化對硬盤(pán)健康狀態(tài)進(jìn)行標記;其次,通過(guò)AE-LSTM模型提取魯棒的隱藏變量,并構建剩余使用壽命預測模型和硬盤(pán)健康狀態(tài)分級模塊;最后,根據AE模塊的輸入輸出差異進(jìn)行硬盤(pán)故障診斷。在Backblaze公開(kāi)數據集上,對比了RF、LSTM和AE-LSTM三種算法,實(shí)驗結果證實(shí)了AE-LSTM算法在多目標硬盤(pán)故障預測中的有效性和優(yōu)勢。
2024, 32(5):72-79.
摘要:運動(dòng)目標檢測算法易受到噪聲和亮度變換的影響,從而出現虛假目標,很難滿(mǎn)足在實(shí)際應用中準確性和實(shí)時(shí)性的需求。針對上述問(wèn)題,提出了一種融合邊緣信息的多運動(dòng)目標實(shí)時(shí)檢測算法,并在FPGA平臺上構建了視頻圖像處理系統。該算法首先使用高斯濾波增強算法來(lái)提高抗噪性能。然后,采用三幀差分法減少虛假目標的出現概率。同時(shí),對圖像進(jìn)行邊緣檢測,并將邊緣信息與幀差法的結果相融合。最后,運用多目標識別算法完成對運動(dòng)目標的識別和標記。該算法實(shí)現充分利用了FPGA的并行計算和流水線(xiàn)操作,經(jīng)實(shí)驗測試檢測識別系統能夠在1280×720@60Hz視頻場(chǎng)景下實(shí)現對最多16個(gè)運動(dòng)目標的實(shí)時(shí)檢測。
2024, 32(5):80-87.
摘要:針對傳統色織物缺陷檢測重構模型存在難以保證缺陷區域的重構效果、漏檢和誤檢率偏高等問(wèn)題,提出一種注意力殘差塊引導的無(wú)監督師生網(wǎng)絡(luò )色織物缺陷檢測算法。從知識蒸餾角度出發(fā),基于Wide_ Resnet50_2網(wǎng)絡(luò )設計一種具有編碼-解碼結構的教師-學(xué)生模型,學(xué)生網(wǎng)絡(luò )通過(guò)恢復經(jīng)過(guò)預訓練的教師網(wǎng)絡(luò )的多尺度特征增強重構能力。提出一種融合雙重注意力的殘差模塊DARM(Dual Attention Residual Module),對特征信息進(jìn)行雙重權重分配的方式可以去除教師網(wǎng)絡(luò )輸出的冗余信息,進(jìn)一步擴大師生網(wǎng)絡(luò )之間對于缺陷區域的表征差異,提升模型的缺陷檢測與定位能力。實(shí)驗結果表明,提出的算法在YDFID-1數據集上AUPRO達到了85.8%、像素級AUROC和圖像級AUROC分別達到了96.3%和98.3%;在少樣本條件設置下,提出的算法在MVTec數據集上AUPRO和AUROC下降不超過(guò)4.5%,實(shí)驗結果驗證了該算法處理色織物缺陷檢測問(wèn)題的有效性以及穩定性。
2024, 32(5):88-93.
摘要:為了對飛行器進(jìn)行氣動(dòng)布局、飛行性能評估,提出了一種運動(dòng)模型式氣動(dòng)力參數測量方法,并研制了一套運動(dòng)模型式測試系統,通過(guò)運動(dòng)模型來(lái)模擬飛行器在空氣中的運動(dòng),其構造主要包含載具、測試支架、六分量天平、風(fēng)速測量模塊、數據采集模塊、控制模塊、便攜計算機等部分;該類(lèi)測試系統在某些特定工況下能準確模擬飛行器的飛行狀態(tài),對流場(chǎng)參數和模型所受載荷進(jìn)行實(shí)時(shí)測量,預測各運動(dòng)狀態(tài)下飛行器的氣動(dòng)特性;通過(guò)數值模擬分析和風(fēng)洞實(shí)驗對車(chē)載試驗數據進(jìn)行了對比驗證,結果表明,該測試系統能夠準確獲得模型的氣動(dòng)力特性數據;該系統具有一定的拓展性和通用性,可使用火箭橇等其他載具開(kāi)展高速運動(dòng)模型式氣動(dòng)力參數測量試驗。
2024, 32(5):94-101.
摘要:為了解決四旋翼無(wú)人機飛行過(guò)程中的姿態(tài)控制問(wèn)題,考慮受到執行器輸入約束和外界未知擾動(dòng)影響,設計了一種具有輸入約束和擾動(dòng)補償的四旋翼無(wú)人機姿態(tài)穩定模型預測控制方法;設計簡(jiǎn)化的四旋翼無(wú)人機姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型,降低控制器設計的復雜程度,設計帶有輸入約束的控制器,模擬飽和輸入現象,實(shí)現飽和輸入下的四旋翼姿態(tài)穩定控制;設計風(fēng)擾觀(guān)測器,實(shí)現對外部未知擾動(dòng)的估計,有效跟蹤外部持續擾動(dòng),并由此設計擾動(dòng)補償律;圍繞代價(jià)函數設計帶有擾動(dòng)補償律的最優(yōu)控制律,作用于四旋翼姿態(tài)系統,實(shí)現四旋翼無(wú)人機姿態(tài)的穩定控制;最后進(jìn)行數值仿真,設置風(fēng)擾觀(guān)測器參數λi為0.25,預測時(shí)域Np為10,控制時(shí)域Nc為9,仿真測試本文方法與不帶觀(guān)測器的非線(xiàn)性預測控制方法(NMPC),驗證本文控制方法的有效性和優(yōu)越性。
2024, 32(5):102-108.
摘要:為提升自動(dòng)控制效果,加快翻譯速率,設計基于智能語(yǔ)音的翻譯機器人自動(dòng)化控制系統。采集外界智能語(yǔ)音信號,利用A/D轉換器得到數字信號,啟動(dòng)語(yǔ)音喚醒模塊激活翻譯機器人,聽(tīng)寫(xiě)模式識別復雜語(yǔ)音信號,命令模式識別簡(jiǎn)單語(yǔ)音信號,得到語(yǔ)言文本識別結果,通過(guò)深度學(xué)習關(guān)鍵詞檢測方法提取關(guān)鍵詞作為翻譯機器人的自動(dòng)化控制指令,通過(guò)單片機識別自動(dòng)化控制指令。實(shí)驗結果表明,該系統可有效采集外界智能語(yǔ)音信號,提取智能語(yǔ)音信號的關(guān)鍵詞,完成翻譯機器人自動(dòng)化控制。
2024, 32(5):109-114.
摘要:為解決無(wú)人機通信網(wǎng)絡(luò )中數據調度行為中斷概率過(guò)大的問(wèn)題,實(shí)現對通信資源的合理分配,針對基于改進(jìn)機器學(xué)習的無(wú)人機中繼通信數據調度控制方法展開(kāi)研究。設計基本網(wǎng)絡(luò )架構,聯(lián)合BMRC協(xié)議,設置URLLC數據鏈路單元,聯(lián)合相關(guān)通信數據樣本,求解通信中斷概率的具體數值,實(shí)現對無(wú)人機中繼通信網(wǎng)絡(luò )資源的聯(lián)合優(yōu)化處理。分別計算時(shí)隙分配參量與帶寬分配參量,并以此為基礎,確定無(wú)人機中繼位置,實(shí)現對中繼通信資源的調度。按照機器學(xué)習算法標準,定義PCA改進(jìn)特征,從而完善改進(jìn)機器學(xué)習算法,再聯(lián)合最優(yōu)控制器閉環(huán),實(shí)現對通信數據調度行為的控制,完成基于改進(jìn)機器學(xué)習的無(wú)人機中繼通信數據調度控制方法的設計。實(shí)驗結果表明,改進(jìn)機器學(xué)習算法作用下,隨著(zhù)中繼數據累積量的增大,無(wú)人機通信網(wǎng)絡(luò )中數據調度行為中斷概率的最大值只能達到7.3%,有效降低了中斷概率,符合合理分配通信資源的實(shí)際應用需求。
2024, 32(5):115-121.
摘要:列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )負載過(guò)大,會(huì )導致數據傳輸延遲或丟失,進(jìn)而影響系統的反饋控制效率和準確性。為了保證列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )的安全性,設計基于CANopen的列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)反饋控制系統。加設CANopen網(wǎng)關(guān)設備,改裝列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )數據采集器和網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)反饋控制器,調整反饋控制器驅動(dòng)電路的連接方式,完成系統硬件的優(yōu)化。設置CANopen作為列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )的通信協(xié)議,采用報文捕獲的方式采集列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)狀態(tài)數據,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)特征的提取與匹配,確定當前列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)。從緩存長(cháng)度、負載、時(shí)延等方面,計算列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )的控制量,通過(guò)公平分配列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )信道、列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )擁塞調度控制兩個(gè)步驟,實(shí)現系統的列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)反饋控制功能。實(shí)驗結果表明,在鐵路列車(chē)和公路列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下,負載控制誤差平均值分別為0.6Mbps和0.8Mbps,在所提方法控制下,通信網(wǎng)絡(luò )的緩存隊列長(cháng)度平均為10Mbps,由此證明優(yōu)化設計方法在控制功能和控制效果方面具有明顯優(yōu)勢。
2024, 32(5):122-128.
摘要:工業(yè)環(huán)境中的任務(wù)和工作場(chǎng)景是動(dòng)態(tài)變化的,機器人需要能夠根據環(huán)境的變化調整步態(tài),以滿(mǎn)足新的任務(wù)需求。為此,設計基于X86平臺和RSI的工業(yè)機器人步態(tài)自動(dòng)控制系統。以復雜指令集計算機為基礎的X86架構設計機器人控制器主板,使系統具有高集成度和擴展性。利用超聲波傳感器和紅外線(xiàn)傳感器獲取步態(tài)自動(dòng)控制傳感信號。使用基于A(yíng)S5040型高精密非接觸磁性轉動(dòng)編碼器的步態(tài)關(guān)節控制器,通過(guò)總線(xiàn)擴展,定位關(guān)節運動(dòng)方向。分析機械臂前后擺動(dòng)步態(tài)規劃軌跡,控制髖關(guān)節。使用RSI應用程序包控制點(diǎn)位運動(dòng),實(shí)現步態(tài)自動(dòng)控制。實(shí)驗結果表明,設計系統的膝關(guān)節x方向與實(shí)際軌跡只存在最大為20mm的誤差,y方向與實(shí)際軌跡一致;髖關(guān)節x方向與實(shí)際軌跡只存在最大為20mm的誤差,y方向與實(shí)際軌跡只存在最大為15mm的誤差,能夠提高控制精度,控制效果較好。
2024, 32(5):129-136.
摘要:為了提高巡檢機器人在復雜環(huán)境下的避障能力,使機器人能夠安全地完成巡檢任務(wù),設計基于深度學(xué)習的巡檢機器人避障軌跡自動(dòng)控制系統。設計由CCD傳感器、信號處理芯片等設備組成的工業(yè)智能視覺(jué)CCD相機,基于FPGA和USB2.0的視頻采集卡傳輸采集數據,完成硬件部分的設計。在軟件設計中,對采集的圖像實(shí)施目標分割、雙目目標匹配等預處理,通過(guò)對攝像頭實(shí)施雙目視覺(jué)標定獲取障礙物空間位置三維信息,基于深度學(xué)習中的CRNN設計機器人自主避障規劃網(wǎng)絡(luò )模型,并設計模糊軌跡控制器,實(shí)現避障中的軌跡自動(dòng)控制。系統測試結果表明,設計系統最終成功避開(kāi)了三個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物,最大軌跡控制誤差的最大值為1.45°,最小軌跡控制誤差的最大值為0.62°,動(dòng)態(tài)避障巡檢速度始終在3.5m/s左右,表現出了精準而穩定的軌跡控制效果。
2024, 32(5):137-143.
摘要:傳統的速度環(huán)控制在永磁同步電機負載突變時(shí),會(huì )引起轉速波動(dòng)較大從而影響電機運行的穩定性,為了抑制轉速波動(dòng),并實(shí)現電機轉速的快速響應,采用了一種基于擴展滑模擾動(dòng)觀(guān)測器(Extended Sliding-mode Disturbance Observer,ESMDO)的改進(jìn)型趨近率控制方法;新算法通過(guò)引入含有外部擾動(dòng)的電機運動(dòng)方程,并將擾動(dòng)進(jìn)行擴展分析,建立了擾動(dòng)觀(guān)測器的數學(xué)模型,增加擾動(dòng)觀(guān)測的準確性;為了減少滑模控制器的抖振,提高響應速度,提出了一種改進(jìn)型的滑模趨近率,新控制器采用增益自適應、冪次自適應的方法,實(shí)現動(dòng)態(tài)調節控制增益的目的;將新算法分別與基于傳統指數趨近律的無(wú)模型算法和PI控制策略進(jìn)行仿真對比,仿真結果驗證了所提控制策略在提高系統響應速度以及抗干擾能力方面的優(yōu)異性能。
2024, 32(5):144-150.
摘要:針對AUV高精度、高穩定性姿態(tài)控制的提升需求,提出一種結合麻雀算法(SSA)和模糊PID控制的姿態(tài)控制器。采用麻雀算法對模糊PID控制器參數進(jìn)行優(yōu)化,并將尋優(yōu)后模型用于算法的反饋補償,有效解決了模糊PID控制過(guò)度依賴(lài)經(jīng)驗,難以應對水下復雜工況的問(wèn)題。仿真結果表明,SSA-模糊PID控制器在A(yíng)UV姿態(tài)調節中表現出較傳統模糊PID控制器更好的響應速度和抗干擾能力,有效改善了AUV姿態(tài)控制性能。經(jīng)實(shí)際應用驗證,控制器在復雜工況下可快速收斂至期望姿態(tài)并維持穩定。
2024, 32(5):156-162.
摘要:為獲得更好的制導性能,針對一類(lèi)采用流量可調發(fā)動(dòng)機的導彈,利用其所增加的飛行速度控制自由度,提出一種三維空間下比例導引+飛行速度控制的雙重控制滑模制導律。以比例導引作為基礎,在對二維、三維零控脫靶量分析的基礎上,以零控脫靶量為跟蹤目標選取合適的滑模面,并進(jìn)一步使用輔助滑模面和有限時(shí)間超螺旋干擾觀(guān)測器對滑模面中的不確定項進(jìn)行估計,推導了減少脫靶量的速度控制制導律。仿真結果表明,相比于經(jīng)典的比例導引,在考慮空氣阻力的場(chǎng)景下,所設計的制導律脫靶量更小,彈道更平滑,滑模面收斂情況理想,實(shí)現了導彈飛行速度的主動(dòng)控制。
2024, 32(5):163-171.
摘要:戰斗部破片的飛行速度是體現其性能指標的重要參數。針對目前在戰斗部破片速度參數測試中存在對測試環(huán)境要求高,測試面積小,設備結構易被破片誤擊而損壞,成本昂貴等問(wèn)題,設計了非接觸式戰斗部破片光電測速系統,包含原向反射膜,反射式光電探測裝置,光電轉換電路,信號處理電路及測速裝置;闡述了系統結構組成和測速原理,通過(guò)反射式光電探測裝置與光電轉換電路,將得到的光信號轉換為電信號,利用集成信號處理電路對電信號濾波放大,比較整形處理,由FPGA,STM32及其他外設組成的測速裝置自動(dòng)處理數據輸出并顯示戰斗部破片的飛行速度結果;實(shí)驗結果表明:該系統能夠可靠,穩定地完成戰斗部破片速度的測量任務(wù);與傳統測速系統相比,具有不受限于環(huán)境,測試區域大,易維護,低成本,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢。
王學(xué)進(jìn) , 董海迪 , 王淅娜
2024, 32(5):172-177.
摘要:針對現有導彈測試設備存在的裝備體積大、結構復雜、維修困難、測試時(shí)間長(cháng)等突出問(wèn)題,提出一種基于PCI總線(xiàn)和虛擬儀器技術(shù)的便攜式測試系統設計方案。在分析電液伺服機構工作原理基礎上,推導建立其數學(xué)模型;根據伺服機構動(dòng)態(tài)測試需求,完成測試系統硬件設計和選型,按照“模塊化、標準化、小型化”的原則,采用工控機控制PCI-1742U多功能數據采集卡實(shí)現測試過(guò)程中的信號激勵和采集;基于Visual Studio軟件開(kāi)發(fā)平臺,編制動(dòng)態(tài)測試軟件,實(shí)現測試過(guò)程中激勵信號參數設置、數據采集、信號處理,以及數據管理等功能;最后通過(guò)基于正弦相關(guān)分析法和基于chirp信號的測試方法的仿真測試實(shí)驗分析了采樣頻率對測試結果的影響。
2024, 32(5):178-185.
摘要:本文針對某型導彈武控系統結構復雜、難于建立精確數學(xué)模型等特點(diǎn),利用故障樹(shù)分析法,以“網(wǎng)絡(luò )接口發(fā)送正常,接收異常”、“武控臺顯示對接訓練彈加電查詢(xún)異常”、“武控電源操控面板上指示燈不亮”典型故障為例,詳細描述故障現象,深入剖析故障原因,全面梳理故障機理,精準建立故障樹(shù),標準表達故障格式。依據專(zhuān)家經(jīng)驗,給出故障的出現率及對武控系統的影響程度,完成故障定性定量分析,從而更高效地實(shí)現該故障的定位和排除,同時(shí)可為維修保障過(guò)程中出現的各種故障提供完整的故障診斷案例借鑒。因此,具有一定的理論和實(shí)用價(jià)值,為后續該型導彈武器裝備提供系統、全面、針對性和時(shí)效性強的作戰使用技術(shù)保障產(chǎn)品打下堅實(shí)的基礎,進(jìn)而全面提升該型導彈武器裝備使用和維修保障能力。
2024, 32(5):186-192.
摘要:針對煉焦廠(chǎng)煙火排放全天候環(huán)保監測的要求,提出了基于改進(jìn)YOLOv5s的焦爐煙火識別算法;該算法以YOLOv5s為基礎網(wǎng)絡(luò ),在主干網(wǎng)絡(luò )Backbone中添加CBAM注意力機制模塊,使網(wǎng)絡(luò )更加關(guān)注重要的特征,提升目標檢測的準確率;新增FReLU激活函數代替SiLU激活函數,提高激活空間的靈敏度,改善煙火圖像視覺(jué)任務(wù);在自建數據集中煙、火樣本標簽基礎上,增加燈光標簽來(lái)解決強燈光對火焰識別的干擾,并通過(guò)分流訓練、檢測的方式來(lái)解決晝夜場(chǎng)景的煙火檢測問(wèn)題;在自建數據集上做對比實(shí)驗,更換激活函數后,聯(lián)合CBAM模塊的YOLOv5s模型效果最佳;實(shí)驗結果顯示,與原始YOLOv5s模型相比,在白天場(chǎng)景下的煙火識別mAP值提升了6.7%,在夜間場(chǎng)景下的煙火識別mAP值高達97.4%。
2024, 32(5):193-200.
摘要:影響極端氣象產(chǎn)生與演變的因素眾多,給極端氣象的預警工作帶來(lái)較大難度,為及時(shí)對極端氣象作出有效防御,利用遙感衛星觀(guān)測數據設計并開(kāi)發(fā)了極端氣象觀(guān)測數據安全預警系統。設計遙感衛星觀(guān)測數據校準器、觀(guān)測數據采集器、處理器、安全報警器,調整通信模塊的連接方式,完成安全預警系統硬件的優(yōu)化。通過(guò)遙感衛星、暴雨極端天氣等數據庫表的構建與連接,建立系統數據庫。在系統硬件和數據庫的支持下,利用遙感衛星觀(guān)測數據獲取氣象觀(guān)測數據,通過(guò)氣象觀(guān)測數據特征的提取,估算極端氣象參數,將其與設置的安全閾值進(jìn)行比對,綜合極端氣象強度和緊迫度系數,實(shí)現系統的安全預警功能。實(shí)驗結果表明,所設計系統的平均預警時(shí)間偏差為0.18h,誤警率和漏警率平均值分別為2.8%和2.7%,,響應時(shí)延平均值為20ms。
2024, 32(5):201-207.
摘要:隱私數據嵌入量過(guò)大會(huì )導致航天網(wǎng)絡(luò )主機信息參量提取時(shí)間延長(cháng),數據安全性下降,所以研究基于Docker容器的航天網(wǎng)絡(luò )隱私數據安全防護控制方法。利用Docker容器收集航天網(wǎng)絡(luò )負載數據,評估Docker容器實(shí)時(shí)負載量,聯(lián)合目標防護信息實(shí)現對航天網(wǎng)絡(luò )Docker容器的調度。根據Docker容器調度和Paillier同態(tài)加密結果,提取靜態(tài)污點(diǎn)后完成航天網(wǎng)絡(luò )隱私數據的訓練與處理。根據所得到的數據,定義混沌映射關(guān)系,通過(guò)離散變換的方式生成安全性種子密鑰,結合安全防護控制函數求解結果實(shí)現航天網(wǎng)絡(luò )隱私數據安全防護控制。實(shí)驗結果表明,所提方法能夠將隱私數據實(shí)時(shí)嵌入量控制在5.5GB以下,保證網(wǎng)絡(luò )主機提取信息參量的時(shí)間不超過(guò)0.7ms,能夠有效保證航天網(wǎng)絡(luò )隱私數據安全性。
2024, 32(5):208-214.
摘要:為便捷的解決雷達精度標定問(wèn)題,本文介紹了一種基于廣播式自動(dòng)相關(guān)監視系統(ADS-B)的雷達精度準實(shí)時(shí)分析系統。針對民航航跡用于雷達動(dòng)態(tài)精度分析的可行性,從ADS-B數據率、位置精度、最大可接收距離等多個(gè)方面進(jìn)行了探討,并搭建原理樣機在高精度雷達上進(jìn)行了驗證、標定。最后基于WEB架構設計了雷達精度實(shí)時(shí)分析系統,系統在某中遠程雷達上進(jìn)行多個(gè)批次測試,結果表明該方法有效且可行。
張體浪 , 徐曉龍 , 楊亞峻 , 許俊松 , 宋柯 , 黃英 , 李志偉 , 黃俊凱 , 江雅馨
2024, 32(5):215-223.
摘要:三維重建技術(shù)逐漸成為獲取全面、完備、準確的排水管道信息的關(guān)鍵手段。而實(shí)際檢測受到管道堵塞等工況與管道檢測規程等因素限制,造成所獲得的管道聲吶點(diǎn)云模型會(huì )出現位姿不同、部分重疊或空缺等情況,需要通過(guò)配準獲取完整管道模型。同時(shí),傳統ICP算法針對管道模型存在效率低、精度差的問(wèn)題。因此,該文提出基于特征點(diǎn)匹配的粗配準與改進(jìn)的ICP精細配準相結合的點(diǎn)云配準算法。首先,利用ISS特征點(diǎn)檢測法檢測出模型特征點(diǎn),通過(guò)FPFH對特征點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的描述;其次,采用RANSAC算法篩選出正確特征匹配點(diǎn)集,利用四元數法解算出初始變換參數完成粗配準;最后,在粗配準基礎上,通過(guò)改進(jìn)最近對應點(diǎn)查詢(xún)的ICP算法完成精細配準。實(shí)驗結果表明了該文算法的可行性與優(yōu)越性,能為后續排水管道缺陷檢測提供高完備、全面、準確的點(diǎn)云模型。
2024, 32(5):224-229.
摘要:針對足球機器人全局視覺(jué)系統的特殊應用場(chǎng)景,提出了一種基于兩步法簡(jiǎn)化標定模型的快速有效標定算法。利用近似歐拉角旋轉矩陣建立攝像機標定模型,確定需要求取的攝像機內外參數,借助場(chǎng)地上現有的一些標志點(diǎn)作為靶標,對模型的相關(guān)參數進(jìn)行分步求取初始值,并利用L-M優(yōu)化算法對攝像機內外參數進(jìn)行分步優(yōu)化求取精確值。通過(guò)實(shí)驗分別從標定誤差和機器人動(dòng)作實(shí)現效率兩個(gè)方面與其他標定算法進(jìn)行對比,驗證了該算法具有較高的標定精度。實(shí)驗表明,本算法的優(yōu)點(diǎn)在于不用借助專(zhuān)門(mén)的標定靶標,即可快速有效完成相機標定,標定精度可達1mm,且標定過(guò)程簡(jiǎn)單易實(shí)現。
2024, 32(5):230-237.
摘要:為解決在測試日內的短期預測過(guò)程中,農村城鎮人體熱舒適中建筑惰性及人員等隨機因素使人體感受變化的樣本對預測結果影響大而導致預測精準度低的問(wèn)題,提出基于改進(jìn)麻雀搜索算法(Improvement Sparrow Search Algorithm, ISSA)優(yōu)化長(cháng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(Long Short-Term Memory Neural Network, LSTM)的方法建立新型戶(hù)用空調熱舒適短期預測模型。首先,對測試日氣象數據進(jìn)行動(dòng)態(tài)性分析,對數據進(jìn)行有效性驗證并構建多種熱舒適預測模型;隨后選用新型戶(hù)用熱舒適短期預測模型(ISSA-LSTM)對熱舒適進(jìn)行預測。結果表明,模型的最高預測均方誤差(Mean Squared Error,MSE)比麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)和蜣螂優(yōu)化算法(Dung beetle optimizer,DBO)優(yōu)化LSTM分別提高了0.02296和0.10827,采用ISSA-LSTM方法后改善了短期熱舒適預測的精度問(wèn)題,并提高了分體式空調通過(guò)熱舒適來(lái)控制溫度的性能。
2024, 32(5):238-245.
摘要:在腦機接口系統中,高通道數神經(jīng)信號采集是一個(gè)核心功能模塊。在高通道數神經(jīng)信號采集中,因其原始數據量巨大,直接傳輸和處理產(chǎn)生的原始數據會(huì )消耗極大的功耗并增加硬件設計上的難度。為解決這個(gè)問(wèn)題,一個(gè)有效的方法是在數據傳輸和處理前對原始數據進(jìn)行壓縮。神經(jīng)元動(dòng)作電位信號具有不應期性的特點(diǎn),文中利用此特點(diǎn),將多通道神經(jīng)信號的數字標記輸出在一定時(shí)間范圍內定義為一個(gè)稀疏矩陣,并對此稀疏矩陣進(jìn)行特征提取,根據其特征動(dòng)態(tài)地采用優(yōu)化算法進(jìn)行數據壓縮。文中的算法在使用FPGA作為中控硬件的32通道神經(jīng)采集硬件系統上通過(guò)實(shí)時(shí)驗證,實(shí)驗證明文中提出的動(dòng)態(tài)稀疏矩陣壓縮算法可實(shí)現83.4%的數據壓縮率。
2024, 32(5):246-252.
摘要:針對經(jīng)典3DDV-Hop算法定位精度不高的問(wèn)題,提出一種基于改進(jìn)麻雀搜索算法優(yōu)化的改進(jìn)的3DDV-Hop算法。算法首先通過(guò)多通信半徑優(yōu)化傳感器節點(diǎn)之間跳數,并且在平均跳距計算過(guò)程中引入動(dòng)態(tài)加權因子提高平均跳距計算精度,最后利用改進(jìn)后的麻雀搜索算法替代最小二乘法計算未知節點(diǎn)坐標,將未知節點(diǎn)坐標計算問(wèn)題轉化成改進(jìn)后的麻雀搜索算法尋優(yōu)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)matlab仿真驗證,改進(jìn)算法對比于經(jīng)典3DDV-Hop算法和相關(guān)算法,定位精度得到有效提高。
2024, 32(5):253-259.
摘要:常規的醫院信息安全防護主要采用信息屬性特征融合分類(lèi)的方法進(jìn)行安全防護,忽略了信息存儲邏輯節點(diǎn)拓撲結構造成的安全影響,導致安全防護攻擊成功概率較高。因此,本文對醫院訪(fǎng)問(wèn)控制系統進(jìn)行了研究。提出采用機器學(xué)習中的改進(jìn)方差特征法對醫院訪(fǎng)問(wèn)控制系統進(jìn)行優(yōu)化設計。在硬件設計部分,對醫院訪(fǎng)問(wèn)控制終端、控制終端與人機接口和接口數據傳輸模塊進(jìn)行設計;在醫院訪(fǎng)問(wèn)控制方案設計中,采用方差特征選擇方法對醫院信息進(jìn)行過(guò)濾和歸一化處理完成數據更新;采用3DES加密算法,建立信息的模糊判斷矩陣,完成醫院信息安全訪(fǎng)問(wèn)控制系統設計。經(jīng)過(guò)實(shí)驗測試本文設計的系統可有效降低各種攻擊的成功概率,平均攻擊成功率僅為2.33%,安全性較高,有效保障醫院信息安全,避免醫院信息的泄露或故障。
2024, 32(5):260-266.
摘要:本文針對超圖切割上的半監督學(xué)習和聚類(lèi)算法進(jìn)行了研究;首先,通過(guò)對超圖切割和超邊展開(kāi)法及其切割函數的討論,引入了超圖上的總變異作為超圖切割的洛瓦茲擴展,并在此基礎上提出了一組正則化函數,它對應于圖上的拉普拉斯型正則化;然后,基于正則化函數族提出了半監督學(xué)習方法,并基于平衡超圖切割提出了譜聚類(lèi)方法;為了求解這兩個(gè)學(xué)習問(wèn)題,將它們轉化為求解凸優(yōu)化問(wèn)題,并為此提出了一種主要組成部分為近端映射的可擴展算法,從而實(shí)現半監督學(xué)習和聚類(lèi);仿真實(shí)驗結果表明,本文提出的基于超圖切割實(shí)現的半監督學(xué)習和聚類(lèi)方法相比于經(jīng)典的超邊展開(kāi)法和其他圖切割方法有更好的標準偏差和聚類(lèi)誤差性能。
2024, 32(5):267-273.
摘要:設計了一種基于FPGA的低功耗深度可分離卷積加速核;根據PW卷積和DW卷積計算中的共性,采用一種固定乘法陣列通過(guò)改變特征和權重輸入數據流的方式實(shí)現兩種卷積的計算結構,最大化DSP的利用率;針對8位非對稱(chēng)量化中符號位可能會(huì )溢出的問(wèn)題,采用符號位單獨處理的方法重新封裝了雙乘法器結構;通過(guò)層內7級流水結構保證每個(gè)周期數據處理的并行度;在Zynq UltraScale+系列FPGA上成功部署了加速結構;經(jīng)實(shí)驗測試,提出的加速結構在提高網(wǎng)絡(luò )推理速度的同時(shí)降低了片上資源的依賴(lài)度和整體功耗,原生MobilenetV2在所提FPGA加速器上的平均吞吐率高達130.6GOPS且整體功耗只有4.1w,滿(mǎn)足實(shí)時(shí)邊緣計算的要求;相比其他硬件平臺,能效比有明顯提升;與FPGA上的同類(lèi)型加速器相比,在性能密度(GOPS/LUT)、功率效率(GOPS/W)和DSP效率(GOPS/DSP)上均有優(yōu)勢。
2024, 32(5):274-281.
摘要:針對傳統的安全扣生產(chǎn)在存在位置擺放存在偏差時(shí),無(wú)法實(shí)現夾取的問(wèn)題,提出了一種無(wú)序安全扣快速識別和定位方法。該方法采用一種基于子模板和圖像金字塔的改進(jìn)NCC算法進(jìn)行模板匹配,并結合圓投影算法實(shí)現對旋轉安全扣的目標檢測,同時(shí)采用基于交叉匹配和RANSAC方法進(jìn)行安全扣精確定位。實(shí)驗驗證通過(guò)將定位結果與實(shí)際坐標進(jìn)行對比,結果表明識別誤差為0~1個(gè)像素,其中X軸的平均誤差僅為1.02mm,而Y軸的平均誤差為0.76mm,實(shí)現了無(wú)序安全扣精確地識別和定位,能夠滿(mǎn)足工程上的實(shí)際需求。
2024, 32(5):282-289.
摘要:現有剛體姿態(tài)估計存在數據稀缺、復雜場(chǎng)景下的低魯棒性及低實(shí)時(shí)性等問(wèn)題,為此提出一種基于合成數據的剛體目標位姿追蹤網(wǎng)絡(luò )結構。采用時(shí)空間特征融合技術(shù),捕捉時(shí)間與空間特征信息,生成具有時(shí)空敏感的特征圖;利用殘差連接學(xué)習更為豐富和抽象的優(yōu)質(zhì)特征,改善追蹤目標的準確性;對稀缺數據進(jìn)行數據增強,生成符合現實(shí)物理特性的復雜合成數據,以此訓練深度學(xué)習模型,提高模型的泛化性。在YCB-Video數據集中選取7個(gè)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)姿態(tài)追蹤實(shí)驗,結果表明,提出的方法相較于同類(lèi)相關(guān)方法,在復雜場(chǎng)景下對剛體姿態(tài)估計的更為準確,在實(shí)時(shí)估計效率上表現最優(yōu)。
2024, 32(5):290-295.
摘要:為解決仿真中的實(shí)時(shí)性問(wèn)題,提出利用灰色預測模型進(jìn)行仿真數據預測的方式加快仿真速度,并針對灰色模型在仿真數據預測方面實(shí)際應用時(shí)的問(wèn)題做出了相應的改進(jìn);首先利用三次樣條插值對非等時(shí)距序列進(jìn)行插值處理得到等時(shí)距的序列;然后改進(jìn)了灰色模型建模過(guò)程中的背景值計算過(guò)程;最后在持續的預測過(guò)程中結合新陳代謝的思想,弱化舊數據、強化新數據對模型的影響;最后將灰色模型接入到飛機分布式虛擬仿真平臺中進(jìn)行驗證,驗證結果表明改進(jìn)后的灰色預測模型性能更好,接入到仿真平臺中能加速8.9%,效果明顯。
2024, 32(5):296-301.
摘要:體系作戰是未來(lái)海上戰爭的主要模式,兵力協(xié)同是面向體系作戰的具體手段。人機混合智能技術(shù)將人類(lèi)智能和機器智能有機地結合起來(lái),充分發(fā)揮人類(lèi)和機器各自的智能優(yōu)勢,以提高系統整體的性能和效率,完成對海上協(xié)同作戰任務(wù)的混合決策與作戰。本文對現有人機混合智能決策作戰的研究方法進(jìn)行了論述和對比分析,并針對海戰場(chǎng)協(xié)同作戰決策系統,分析了不同模式的人機混合智能技術(shù)在海上協(xié)同作戰方面的應用。在此基礎上,提出了一種系統的人機混合智能協(xié)同作戰方法,能夠提高決策效率、增強態(tài)勢感知能力和優(yōu)化資源分配。為后續深入研究和完善海上智能協(xié)同作戰提供了理論基礎。
2024, 32(5):302-311.
摘要:為了應對當前航天器軟件功能日趨復雜與軟件研制周期短、對軟件可靠性和安全性要求高的矛盾,同時(shí)為了滿(mǎn)足國產(chǎn)化自主可控的需求,在國產(chǎn)Linux操作系統下,以QEMU的 SPARC V8指令集模擬器為基礎,解決了SOC2012片內外設與A6017仿真等關(guān)鍵問(wèn)題,搭建了一種星載嵌入式軟件全數字仿真開(kāi)發(fā)驗證平臺;提出了通過(guò)共享內存解決方案,提高QEMU指令集仿真內核對外圍IO空間讀寫(xiě)仿真效率;該平臺已經(jīng)用于某衛星型號控制分系統軟件和星務(wù)軟件測試,相較于基于硬件的測試平臺,該平臺具有更好的可重用性和快速搭建性,能夠大大降低硬件測試的風(fēng)險和成本,同時(shí)具備更強的可控性以及更豐富的調試和測試手段。
2024, 32(5):312-317.
摘要:針對高價(jià)值彈藥引信利用全彈飛行試驗驗證其可靠性成本過(guò)高的問(wèn)題,采用繼承因子、環(huán)境因子折算數據的多源數據融合方法,并將所得的數據與靶試數據結合,減少靶試試驗樣本量。以混合Beta分布為先驗分布,得到了評估引信可靠性的Bayes方法,該法解決了模擬試驗數據與靶試數據融合的問(wèn)題。以某引信為應用背景進(jìn)行了可靠性評估,證明該方法比經(jīng)典方法減少了一定的靶場(chǎng)試驗量。
2024, 32(5):318-324.
摘要:為了適應日漸復雜的電磁對抗環(huán)境,有別于傳統的處理器采用串行架構使用IQ數據進(jìn)行測向算法運算,為了能更快速、更穩定的計算出相位差,提出一種優(yōu)化后的相關(guān)干涉儀測向算法架構并在FPGA上實(shí)現設計。詳細給出FPGA測向系統架構和運算流程,并結合實(shí)際采取一個(gè)穩定的、經(jīng)濟實(shí)惠的系統架構。為了滿(mǎn)足后續實(shí)際應用需求,在Xilinx的xc7vx690tffg1927-2為邏輯控制單元的載板進(jìn)行板級測試中,驗證了FPGA進(jìn)行相關(guān)干涉儀測向識別結果的穩定性和高效性,經(jīng)過(guò)驗證發(fā)現,相較于傳統的FPGA相關(guān)干涉儀測向架構,經(jīng)實(shí)驗測試后實(shí)現了所提出的架構在LUT資源占用率上降低了39.5%,測向速度提高17%,可處理信號帶寬80MHz,跳速高達1200跳/s。
2024, 32(5):325-333.
摘要:光幕靶是一種能夠對彈丸飛行速度測量的儀器,對光幕靶進(jìn)行檢定與校準是保證其測試數據準確、可靠的必備工作,針對現階段有關(guān)光幕靶校驗測試設備中存在操作繁瑣復雜、造價(jià)高、專(zhuān)用性不強、測量效率低等問(wèn)題,設計了基于FPGA與STM32的便攜式光幕靶校驗儀;提出了光幕靶校驗儀的總體方案,分析和設計同步檢定與異步校準信號,介紹了DDS技術(shù)的原理;設計了FPGA、STM32、DA模塊硬件電路與光電夾具、串口觸摸屏、電池模組,完成了對應芯片與所用器件的選型;在LabVIEW平臺完成對FPGA的開(kāi)發(fā),利用FPGA采用DDS技術(shù)通過(guò)DA模塊實(shí)現觸發(fā)信號的生成,STM32完成數據處理與數據傳輸,使用串口觸摸屏實(shí)現人機交互功能,最終由光電夾具輸出信號;實(shí)驗結果表明:該光幕靶校驗儀輸出信號同步時(shí)間一致性誤差在330 ns~370 ns之間,異步延時(shí)精確度在±0.1 μs以?xún)龋哂姓`差小、精度高、便攜輕量等特點(diǎn),滿(mǎn)足光幕靶快速校驗的應用需求,為提高光幕靶的裝調精度提供技術(shù)保證。
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