主编:孙圣和
创刊:1980年
ISSN:1002-7300
CN:11-2175/TN
国内邮发代号:2-369
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2019, 42(6):1-5.
摘要:助力电机和减速装置是纯电动汽车电动助力转向系统(EPS)的核心部件,由于机构本身的惯量以及摩擦阻尼等因素影响EPS系统的转向性能,针对EPS系统响应慢、回正控制不灵敏的问题,提出一种基于模糊控制策略的控制方法来减小EPS系统的回正阻力,从而改善EPS系统的转向性能。其中,建立了EPS系统数学模型,对在实时行驶工况下纯电动汽车的EPS系统电机电流、电机转矩、方向盘转矩为控制对象,为了验证该控制策略的可行性,搭建了纯电动汽车EPS系统硬件在环实验环境,实验结果表明,所采用的模糊PID控制策略能很好的改善实时工况下的EPS系统转向性能。
2019, 42(6):6-11.
摘要:非隔离式的交错并联双向DC/DC变换器在混合直流供电系统有着广泛的应用,采用两路交错并联的拓扑结构可以有效减小DC/DC变换器的输出电压和电流纹波。为了提高双向DC/DC变换器的动态性能和过载保护性能,本文基于超级电容的备用电源储能系统,以两路交错并联Buck/Boost变换器在Boost模式下的各个模态作为模型进行分析,详细介绍了各个模态的工作过程;在导出其原始大信号模型的基础上,采用小信号线性化的方法进一步推导出其交流小信号状态方程及其等效电路模型,并得到了传递函数。以此为依据设计优化控制器的补偿网络,提高了系统的稳定性和瞬态响应速度,最后进行实验验证,结果表明,双闭环的控制策略实现了恒压限流且可以快速响应,满足实际工程的应用需要。
2019, 42(6):12-16.
摘要:测试向量工具作为集成电路测试系统软件的重要组成部分,其性能直接影响整个自动测试系统的工作效率。通过分析确定了测试向量工具的功能结构,研究了开发测试向量工具的关键技术,并重点对比了使用Table和ReportX控件设计向量工具的方法。经过分析,利用ReportX组件完成了测试向量工具的开发,并将其嵌入到国产测试系统BC3192。最后在实际环境中进行了测试,并验证了测试向量工具的良好性能。通过对ActiveX Control技术的应用,可以使虚拟仪器开发变得更为完善和强大。
2019, 42(6):17-21.
摘要:大量交通事故的分析表明行人是交通的弱势参与者。为了达到保护行人安全的目的,需要提高车辆的智能水平,通过具备智能监控能力的车载终端来协助发现处于事故危险中的行人,及时进行预警。针对车载智能监控的需要,基于聚合积分通道模型,设计了具有行人检测能力的智能移动视频监控终端。面向TI DM365芯片组与TVP5158组成的多路视频处理平台,设计了基于聚合积分通道模型的行人检测算法,并且进行了典型场景实验。实验结果表明,该终端可以通过移动网络实现远程视频监控,并且有效实现行人检测,提高了车辆智能水平与交通安全性。
2019, 42(6):22-26.
摘要:针对某弹载记录仪的工作需求,结合VB6.0图形用户界面(GUI)开发简单、编程高效与MATLAB R2016a强大的数据处理功能的特点,通过混合编程设计并实现了一款集指令下发、信息解析、数据回读及处理于一体的上位机软件。软件包括地面模拟源测试、数据回读和数据处理3部分。指令通过串口发出,数据由以太百兆网口回读,按各通道分离与解析,输出数据源码和对应的物理量文件。经测试,软件能准确下达指令,在飞行实验结束后及时得到各参数信息,满足工作需求。
2019, 42(6):27-32.
摘要:为了避免在硬塑料管道工程建设中塑料管道参数测量的误差,设计了一套探测管道内钢珠运动状况测量系统,系统整体设计由单片机控制模块、传感器测量模块、信号处理电路、显示电路和机械装置等多个部分组成。系统硬件以STM32F103单片机为控制核心,以ExEX-2E1-Z金属传感器与SCA61T-FA1H1G倾角传感器为关键测量模块。系统软件主要使用KEIL 5软件对STM32F103单片机完成编译程序,以此来驱动金属传感器与倾角传感器对数据的测量分析,得出钢球的运动状况,并通过彩色液晶显示模块显示出钢球运动状况测量结果。在测量方法上,采用最小二乘法建立倾斜角计算模型来进行曲线拟合,从而实现角度测量。系统整体功能主要为了实现在非透明没有加工痕迹的硬塑料管材中测量出钢球数量、方向、周期以及角度等运动状况测量数值。
2019, 42(6):33-36.
摘要:为了提高矿用测斜仪在煤矿井下钻探施工时的工作时间,以STM32嵌入式芯片为核心,提出了一种基于低功耗模式的测量方案。利用磁传感器和加速度传感器配合专用驱动芯片感知地球磁场和重力场,从而获得钻孔姿态信息。通过对STM32低功耗模式的研究,使仪器在非测量时间进入休眠状态,从而降低仪器功耗,提高工作时间。通过现场工业性试验表明,在保证测量精度和时间同步性的前提下,仪器单次使用时间超过60 h,完全满足钻探施工时对钻孔轨迹测量的要求。
2019, 42(6):37-41.
摘要:系统提出了基于MSP430和ZigBee的远程玻璃破碎检测报警方法。为了设计一种高精度低成本的玻璃破碎检测系统,设计算法以典型玻璃破裂信号的特征分析结果为基础,通过板载蜂鸣器和ZigBee来远程传输玻璃破裂警报。玻璃破裂检测器的处理程序主要分为两个阶段,第1阶段主要对麦克风所采集到的信号进行滤波和特征提取,第2阶段通过对第1阶段的特征进行判断比较,达到检测玻璃破碎的功能。通过对典型的破璃破碎信号进行仿真分析和实际实验,实验统计结果表明,系统对玻璃的检测的准确率达到95%以上,相比现有的破璃破碎检测器准确率有了很大提高。
2019, 42(6):42-47.
摘要:针对侵彻弹在侵彻过程中弹体结构的变形导致弹内炸药几何特性变化引起爆燃爆轰的问题,为获得该过程中的弹体应力应变状态,设计了一种侵彻弹弹体应变存储测试系统。该系统基于FPGA+STM32双控制器,实现多路应变信号调理采集、数据存储和通信等功能。系统采用应变信号作为内触发信号,采用数字电位计实现应变电桥自动平衡调节,以减小温度变化、应变片粘贴变形等因素导致的应变信号偏置;采用单片机程控电源设计定时启动采集系统以减少待机功耗。模拟实验结果表明,该系统能够完成对8路应变信号的采样及数据存储工作,对侵彻过程中弹体应力应变测试有着一定的工程意义。
2019, 42(6):48-51.
摘要:Mock技术对提高软件单元测试的独立性和全面性起到了重要作用。现有的Mock生成框架需要人为编写Mock方法的逻辑,工作量较大且易引入人为错误。针对测试中Mock方法构建效率较低的问题,提出了一种基于数据驱动思想的Mock辅助生成方法,定义Mock模型描述要实现的内部逻辑,从而将输入输出数据独立于测试脚本。首先,通过对程序的分析,辅助确定待模拟方法及其输入输出参数;其次,针对输入输出关系进行建模;然后,根据输入输出关系为待模拟方法生成Mock方法;最后,将被测对象中的待模拟方法替换为Mock方法。通过实验,证明了所提出方法的有效性。
2019, 42(6):52-56.
摘要:电压互感器是电力系统中重要的测量设备,温度是影响其测量精度的一个主要因素。为了分析电压互感器的温度场分布、提高电压互感器的散热能力,采用ANSYS软件与CFX软件进行电压互感器的温度场和流体场耦合仿真计算的方法,以10 kV电磁式电压互感器为研究对象,建立了简化的温度场仿真计算模型。通过仿真计算,在考虑空气对流散热,采用扫描剖分的条件下,获得电压互感器模型的温度分布及热点温度位置。分析了影响热点温度的因素。计算结果表明,低压顶部绕组是电压互感器温度最高的部位,是温度监测的关键;油的热导率与粘度在正常温度范围内对温度场计算影响不大,可以忽略,侧表面的对流换热系数对热点温度的影响较大。采用增加侧表面换热能力的方法,可以增强电压互感器的散热能力。
2019, 42(6):57-61.
摘要:针对幼儿被遗忘校车惨遭闷死的事件,基于ZigBee技术研制了一种校车防滞留检测报警系统。系统通过ZigBee无线传感器网络中的声音传感器和人体红外传感器同时检测幼儿滞留情况,并上传数据到控制中心判断是否存在异常,如果存在异常则控制报警系统给出声光报警提示,并通过GSM模块发送报警短信到指定号码。设计充分发挥了ZigBee无线传感器网络低功耗、低成本、分布式和自组织的4大优点。通过软硬件设计实现了系统的功能,实验测试结果表明,系统检测异常情况的成功率高,响应时间短,能够为幼儿的生命安全起到保驾护航的作用。
2019, 42(6):62-66.
摘要:针对传统方法由两个单向DC-DC变换器构成的电池储能装置,存在效率较低、功能少、重量较大、电路复杂等问题,设计了一个双向DC-DC变换器可实现对锂电池高效率的恒流充电和恒压放电。主控单元以STC12C5A60S2单片机为核心,采用同步整流Buck-Boost电路,驱动部分以IR2104为中心控制功率MOS管。恒压充电范围1~2 A,电流步进值不大于0.1 A,电流控制精度不低于5%,充电效率大于95%;恒压放电电压30±0.5 V,放电效率大于90%;充放电过程可程控转换,具有过充保护功能。实验结果表明,整个设计样机实现电路简单,充放电效率高,重量不超过500 g,具有一定的实际应用价值。
2019, 42(6):67-71.
摘要:高级测量体系(AMI)用户量测数据的深度挖掘是当前研究热点,本文聚焦于应用AMI数据解决城市低压配电网拓扑校验的运行难题。首先分析了我国城市低压配电网的典型拓扑结构,指出低压配网拓扑中的户变和相变的内涵。然后建立了低压配电网的拓扑分析模型,包括等值电路模型和数学模型,并研究了基于多元线性回归的数学模型优化求解方法。结合电网的业务运行框架,构建电网运行中低压配电网拓扑校验框架,并针对性地详细给出了户变关系和相变关系校验流程方法。最后以合肥3个典型小区为例,进行了详细的拓扑校验分析并给出户变和相变的校验判断结果,算例表明户变校验准确率达100%,而相变校验准确率达95%。
2019, 42(6):72-76.
摘要:随着移动性电子设备的广泛应用和电池技术的不断发展,蓄电池的测试实验平台在电池的研究探索过程中显得越发重要。为了实现实时监控蓄电池的电压、电流、温度等数据,以及蓄电池的充放电状态切换的功能,设计了一种基于LabVIEW的蓄电池测试实验平台。实验平台由硬件和软件两部分组成,首先从数据采集卡接口电路和充放电状态切换电路等硬件电路详细介绍了系统的硬件组成。平台采用基于LabVIEW进行上位机开发,其次从电子负载通信模块和数据采集与数字量输出模块等方面阐述了系统的主要软件组成。最后实验表明,平台具有良好的实时测试功能,能实时监控蓄电池的健康状态。
2019, 42(6):77-81.
摘要:冠状动脉斑块在血管内超声图像上主要表现为内膜和内膜下组织不同程度地增厚,导致管腔横截面积缩小。识别动脉斑块的类型,可以为临床治疗提供指导意义。动脉斑块主要分为脂质斑块、纤维斑块和钙化斑块,其回声强度依次增强。利用图像像素点灰度在空间的分布规律提取动脉斑块图像纹理特征信息,选取灰度共生矩阵(GLCM)、局部二值模式(LBP)、邻域灰度(NGL)3种特征提取方式,并对提取到的特征通过支持向量机(SVM)和纠错输出码(ECOC)进行分类。结果表明,3种特征提取方式组合的分类准确性上获得较好的效果。
2019, 42(6):82-86.
摘要:为了满足工业检测中快速检测光纤横截面几何参数的需求,运用数字图像处理技术实现光纤几何参数测量。最大类间方差法用于分割高对比度光纤二次涂覆层区域;改进Canny算法用于提取低对比度光纤一次涂覆层和包层边缘,该算法在传统Canny算法的基础上运用局部区域距离阈值法代替双阈值法中的高阈值,实现单一边缘响应原则;结合使用二次曲线标准化法和齐次方程法用于边缘曲线拟合,并用高斯-牛顿迭代法求解光纤几何参数。检测结果与高精度光纤测试仪FGM-502进行对比,结果证明本文研究的光纤检测算法的有效性及准确性,满足企业光纤几何参数检测需求。
2019, 42(6):87-93.
摘要:随着计算机图像处理技术的快速发展,在菌落筛选环节上,传统的人工手动筛选已经逐渐被自动筛选仪器所替代。自动筛选仪器的核心是菌落图像识别模块,而菌落图像识别的关键在于图像分割技术,本文提出了一种改进的分水岭分割算法。该算法首先采用高斯滤波去除图像噪声,再对去噪后的图像进行形态学处理,然后进行倒角距离变换得到菌落距离图像,再采用形态学方法填补其空洞信息,接着对标记后的区域进行分水岭分割,最后利用区域合并算法聚集图像相似区域,从而得到最终的分割图像。采用本文提出的改进型分水岭算法进行菌落图像分割的准确率为93.4%,而传统的分水岭算法的分割准确率为75%,通过与传统分水岭对比实验的结果可以看出,改进后的算法较好地抑制了传统分水岭的过分割现象,极大提高了识别精度。
2019, 42(6):94-98.
摘要:光学技术的发展对光学元件提出了更高的要求,检测的精度和准确性是其重要的部分,而疵病图像的配准是一个很重要的环节,因此对疵病图像的配准进行研究很有必要。针对疵病图像配准算法进行了阐述,并对基于特征点匹配的SIFT算法的原理及过程进行了介绍,用MATLAB软件进行编程,搭建实验平台获取疵病图像,并采用尺度不变特征变换(SIFT)算法对所获取的疵病图像进行配准、拼接,得到了完整的疵病图像。实验结果表明,该算法能有效地对疵病图像进行配准,为后续的疵病信息提取打下良好的基础。
2019, 42(6):99-103.
摘要:我国是一个幅员辽阔的国家,地理条件复杂,常规的国土安全巡检方法会耗费大量人力物力。为此,提出了一种基于深度学习的航空监视方法,其利用无人机从高空采集图像,并利用卷积神经网络对采集图像进行分类判断,从而对场景进行监视。其目的在于用人工智能的手段,通过无人机代替人工进行巡检,从而提高国土安全监视效率。为此,本文建立了包含10种不同场景的俯视视角的数据库。通过卷积神经网络模型,对不同场景的图像特征进行学习,使得模型可以分辨不同的场景。为了验证本方法的可行性,本文在10种空基视角的数据库上进行了实验,结果显示其分类准确率达到97%。说明本方法可满足安全监视的需求,为实现智能监视提供了思路。
2019, 42(6):104-108.
摘要:在计算机视觉领域,行人检测是一项艰巨的任务。利用TOF(time-of-flight)相机提供的深度信息进行俯视行人的高精度检测。当TOF相机处于俯视角度时,作为人体的一部分,人的头部具有非常丰富的特征信息,并且能在很长的时间里不被遮挡。鉴于此,提出了一种头部检测与注水算法相结合的俯视行人检测方法。该方法首先利用混合高斯背景模型来寻找图像中的感兴趣区域;然后采用注水算法对候选头部区域进行过滤;最后,结合深度信息等先验条件来确定场景中行人的真实头部。为了验证算法的有效性,分别在两种实时采集的深度图像数据集上进行了实验,与其他算法相比,本文所提出的方法具有更好的性能,能够实现实时、准确的行人检测。
2019, 42(6):109-113.
摘要:在航空航天电子领域,时间触发以太网(TTE)可以担当承载控制指令和实时数据的综合化网络,其中具有高关键性等级的通信任务采用时间触发(TT)通信。TT通信任务调度需要拓扑构型和路径选择等深化设计参数;然而,在设计的前期更关注应用层对于通信任务的要求,需要在不具备深化设计参数的条件下对TT通信任务进行规划。本文提出含有两个阶段的通信任务规划方法,首先将双次通信任务交换矩阵扩容为通信任务容量矩阵,随后引进并改进BVN分解方法,将后者分解非冲突通信任务组合的时间片,形成易于在后续调度过程中排布的模板。案例仿真研究表明,该规划方法可使通信任务延迟缩短43%,同时兼容后续时间调度表生成步骤。
2019, 42(6):114-118.
摘要:考虑从信源到信宿经过m跳的多跳AF中继传输,给出了混合时间分配和功率切割的无线携能通信协议的帧结构构建过程。在每个中继的总传输功率和吞吐量一定的约束条件下,评估了功率传输效率和信息传输性能之间的权衡关系。导出了双参数混合的非闭合形式表达式,计算出在给定节点吞吐量下的最大可实现跳数。数值仿真结果表明,为了扩展网络覆盖范围和保证能源效率,可以通过不同的中继跳数动态调整两个参数,以实现最佳的无线携能通信性能。
2019, 42(6):119-122.
摘要:结合工程应用中对滤波器的需求,对基于CFA的有源低通滤波器的设计方法进行研究。选用一种典型的电流反馈型运算放大器,在对VCVS滤波电路传递函数分析的基础上,设计了基于CFA的六阶切比雪夫有源低通滤波器,并阐述了根据滤波器性能参数及截止频率确定电路参数的方法。软件仿真结果表明,该有源低通滤波器截止频率约为15 MHz,通带增益为39.796 dB,通带起伏为3.18 dB,过渡带衰减速率为-47.992 dB/倍频,滤波器性能指标与理论一致。该数据表明设计方法有效可行,可为其他有源滤波器的设计提供参考价值。
2019, 42(6):123-128.
摘要:电力通信网现场可穿戴运维对于电力通信网以及智能电网的稳定和有效运营至关重要,为了保证电力通信网现场可穿戴运维作业质量和提高运维作业效率,本文提出了一种电力通信网现场可穿戴运维作业工单调度优化方法,促进现场可穿戴运维作业的高效实施。针对目前电力通信网现场工单调度业务特征,结合运维人员技能、作业资源等特点,描述并建立多资源约束下的现场可穿戴运维作业技能最大化与时间最优工单调度模型,然后使用改进病毒遗传算法进行求解。本文提供了对提出算法的实验评估,并通过数值算例验证了该算法在多资源约束下的现场可穿戴运维作业工单调度中的有效性和可行性。
2019, 42(6):129-133.
摘要:针对地震勘探现场环境复杂多变,利用传统有线或单一无线技术传输数据存在可靠性低、成本高、效率低的问题,通过对现有无线技术进行分析,提出一种基于4G蜂窝网络和WiFi网络的混合型无线数据传输方案,通过TCP Vegas和队列管理预防并解除拥塞状况。测试结果表明,提出的混合型无线数据传输方案在地震勘探系统中运行可靠稳定,数据传输速率高,可吸收短时间内的大量数据流并预防拥塞的发生,为野外地震勘探过程提供技术支持,具有一定的应用前景。
2019, 42(6):134-138.
摘要:随着汽车市场PEPS技术的不断普及和发展,越来越多的车型上已经具备了智能进入和智能启动功能。除此之外,衍生出现的迎宾功能也被越来越多的使用。传统智能钥匙由于集成度不高,而且不能满足市场新增功能需求。为了适应市场发展需要,采用恩智浦半导体推出的真正单芯片智能汽车门禁解决方案,即NCF29A1。它将无钥匙系统(PKE)、遥控射频发射器以及防盗锁止系统组合在一起,实现了真正的单芯片解决方案,大大简化了硬件设计电路。本设计使用NCF29A1作为主控芯片,实现了智能钥匙的软硬件设计。功能方面包括RKE、PKE、PS、IMMO防盗、迎宾等,满足了市场最新的设计需求。并且在成本及性能方面,由于选用了最新的NCF29A1的单芯片方案,降低了钥匙的静态功耗,进而延长了钥匙使用寿命。具有成本低、性能优、易扩展等特点。
2019, 42(6):139-143.
摘要:为解决现有依赖具体链路探测包的物联网路由方案易遭受干扰的问题,给出了一种基于虚拟网络估计的物联网路由方案。所给方案首先利用网络状态矢量和活动共享估计每条链路的成功传输数据率,然后根据节点局部产生流量、邻居节点的流入流量和重传流量估计节点流量,最后选择能够增加网关流量的节点作为下一跳节点,并按照这一原则建立物联网路由。仿真分析结果表明,所给路由方案估计的传输数据包数与仿真实验结果一致,并且所给路由方案的吞吐量优于基于负载感知的物联网路由方案。因此,所给路由方案可以很好地用于寻找物联网的有效传输路径,具有较好理论研究价值和实际推广应用价值。
主编:孙圣和
创刊:1980年
ISSN:1002-7300
CN:11-2175/TN
国内邮发代号:2-369