摘要:奖状飞行模拟机系统繁多，与真飞机相比，维护手册章程简单，维护技术要求高。按照现有的维护手册很难精准判断故障组件，并对故障组件快速完成拆装更换工作。针对此问题本文通过分析奖状飞行模拟机的系统结构，提出并建立了维修仿真管理模型MSM（Maintenance Simulation Model），构建了MSM模型框架，定义了MSM模型的3个要素：状态、迁移和约束条件。基于状态定义维修组件的各种状态情况，基于迁移定义维修实现的触发条件，基于约束条件建立状态与触发条件的制约关系。并阐述了MSM模型的虚拟场景的渲染驱动和切换。最后以仿真维修平台中声音控制组件拆装仿真为例，验证了维修仿真管理模型的有效性。

摘要:某水面航行平台模型需要在开阔水域进行自航试验，试验人员需在岸上对模型上的4台推进器电机和4台回转电机进行精确控制从而控制模型的运动，由于模型体积较小且能承载的重量较小，针对该问题设计了一套结构简单、成本较低的水面航行平台无线动力控制系统，该系统基于Modbus-RTU协议、通过串口控制电机。实际测试结果为该系统能够实时控制伺服电机的转动速度和转动角度，最远控制距离在1km左右，控制误差在3% 以内，结果表明该系统能够满足试验需要。

摘要:针对采用Zig Bee等传统无线技术的医用点滴监护系统存在数据传输距离有限、系统功耗高等诸多问题，设计了一款基于Lora技术的低功耗医用点滴监护系统。按照实现的功能不同可将整个点滴监护系统划分为三个部分，各个部分之间通过Lora无线网络实现数据交互。其中检测端的核心器件为红外光电传感器，其将获取的点滴速度和药液余量一方面通过Lora无线网络发送给手持端，另一方面通过语音播报和液晶显示传达给病人，检测端还负责接收手持端和后台端发送来的病人信息。手持端接收检测端发送来的信息，护士根据接收的信息实时监测病人的点滴情况，手持端还负责将病人信息发送给后台端。后台端负责全方位监测病人和护士情况。实测结果表明，本文设计的医用点滴监护系统具有较强的抗干扰能力，能够实现数据远距离传输，不仅功耗低，而且便于组网，具有广泛的应用前景。

摘要:为了实现空间二维转台在轨高可靠性和低成本的应用，同时具有低速平稳运动、高精度跟踪和360度全范围连续工作等能力，建立了以FPGA芯片为核心的步进电机矢量控制系统，通过电流正弦细分表的PWM斩波调节实现步进电机的128细分精准控制，以21位光电编码器作为位置反馈，谐波减速器作为传动机构，实现了二维转台的开环控制、速度实时调整跟踪控制、最优路径规划控制和运动超时保护等功能，并对场效应管开关时间对斩波频率和最大细分数的影响进行了分析。实验结果表明：四轴的跟踪精度3σ下优于0.005度，速度稳定性小于5%，伺服控制带宽大于4Hz，具有连续过零能力。该控制系统可以简化硬件设计、增加软件适用性，适用于超低速运动，满足二维转台对伺服控制系统的指标要求。

摘要:深海原位核辐射探测仪在经过母船配置后，可以自行在原位环境中运行。同时，仪器打捞回收后，母船需要完成与之对接和数据回收功能，探测仪和母船上位机之间的数据读出成为一个关键问题。针对目前谱仪读出设备中存在的兼容性和可扩展性问题，本文设计了深海原位核辐射探测仪的数据读出方法，硬件上采用RS485和LVDS物理层，保证谱仪数据的稳定可靠读出；应用层使用MODBUS协议，利用其开放性、易用性、可靠性等特点，提高了谱仪的兼容性和可扩展性。通过搭建实验室测试平台，对系统整体功能和物理层传输信号的误码率、眼图进行测试。结果表明，读出方法能够实现深海原位伽马探测仪数据的稳定可靠读出，在低速和高速模式下的读出数据率分别为115200bps和40Mbps。

摘要:针对高速公路机电设备维护过程中人工效率低、管理不够精确的问题，设计一种基于FPGA的高速公路机电设备智能监测系统。首先，该系统以FPGA为主控芯片，结合STM32模块对设备状态信息进行多种传感器数据采集，其中传感器输出的信号利用放大滤波电路进行了调理。其次，利用分层卷积深度学习对采集到获得机电设备状态数据进行分析。通过残差网络替换传统的特征提取网络并建立候选区域的损失函数模型，实现了机电设备故障智能监测。实验结果表明，相比其他监测方法，该系统在噪声干扰下的故障漏警率得到大幅降低，仅为0.16%，满足了自动化管理工作的需求。

摘要:钻井油基钻井液环境下电信号传输困难是当前研究热点之一。针对此难题，设计高频感应耦合传输装置予以解决，其核心传输部件为感应耦合传输线圈。通过建立HFSS（High Frequency Structure Simulator高频结构仿真）仿真模型及实验室实物模型测试，设计出一种感应磁耦合传输线圈结构，解决井下复杂钻具感应耦合传输问题。仿真模型通过建立多线圈传输模型，研究不同圈数在不同介质条件下感应传输特性规律，据此规律设计了相应的实物模型。该实物模型同比放大10倍后即为实际钻杆传输装置，实测结果表明，实物传输装置与仿真模型传输特性一致性好，传输增益高，在模拟水基钻井液和油基钻井液情况下均可获得-20dB以上的增益，采用常规调制解调电路可实现信号传输及处理，具备多种介质下感应传输条件。因此，该装置为复杂钻具感应传输及多种介质情况随钻测量信号传输奠定了基础，对于工程应用具有重要意义。

摘要:本文基于伯努利原理设计了被测氨气气压闭环反馈控制系统，研究了低压条件下NH3高分辨光谱特性。系统以被测氨气吸收池压力为控制对象，采用CDG800压力传感器测量吸收池气压，1路VT317电磁阀控制高压标准浓度氨气源增大吸收池中的气压，1路VT317电磁阀控制真空泵抽取吸收池的气体降低气压，构成了NH3光谱检测的低压气路；并设计以Arduino UNO单片机为核心的压力测量、电磁阀和真空泵闭环反馈控制电路。实验结果显示，设计的气压控制系统可维持稳定时间达72小时以上，气压波动在1torr以内；压力为3.2torr时获得了NH3中红外波段1103.4cm-1的六条单根吸收光谱信号，计算得到的线强与HITRAN数据库中线强数据偏差约在2.71%－4.71%之间，实现了重叠谱线完全分离，为后续的高分辨光谱研究提供了宝贵经验。

摘要:舵机测试过程中，需要采集舵机实际舵偏角用于产品标定和性能评估，传统的舵偏角采集系统是通过基于PCI接口的专用工控机和采集卡来实现的，成本高且对计算机有特殊要求。针对舵机测试中对低成本、通用化舵偏角采集系统的需要，开发基于STM32F103的下位机代替传统的PCI板卡实现数据采集，并通过USB总线与上位机进行通信。基于LabWindows/CVI的上位机软件用于数据通信和界面交互。该采集系统具有成本低、可靠性高、使用方便等优点，已成功用于舵机测试中，并达到了良好的效果。

摘要:针对电机滚动轴承故障诊断准确率问题，提出基于小波包分析结合人工鱼(AFSA)优化支持向量机(SVM)的电机故障诊断方法。利用小波包多分辨率分析法对电机的震动信号进行多层分解及重构，得到不同频段的信号时频图；然后采用AFSA算法对支持向量机中的参数惩罚参数(C)和核参数()进行寻优选择，并最终建立AFSA-SVM故障诊断模型，提取信号时频图中频带能量值作为AFSA-SVM的输入特征向量进行学习、测试。最后通过仿真实验验证，故障诊断准确率达98.7%，并与粒子群算法优化支持向量机(PSO-SVM)和未经优化的支持向量机对比分析，结果表明此方法具有更高的故障诊断识别效果。

摘要:磁悬浮轨道列车作为一种现代化的交通工具，其悬浮系统具有非线性、不稳定的性质。针对该系统的特性，对其稳定性问题进行研究与讨论。根据悬浮轨道的力学结构，建立了悬浮系统具有非线性性质的物理模型。为了便于理解和研究，将非线性系统利用逆系统的反馈线性化方法线性化，就会得到轨道列车悬浮系统经过补偿后的伪线性系统方程。分析伪线性系统的特性，设计闭环简捷鲁棒控制器。利用MATLAB软件中的Simulink工具箱对控制系统进行仿真。仿真结果表明，控制器作用下的列车悬浮系统鲁棒性较强，悬浮稳定性较好。对于外部干扰具有较强抗扰性，能更好地达到稳定的悬浮控制要求。

摘要:针对精密交流数字电桥计量与使用过程中，行业内普遍采用基本准确度作为仪器最终技术指标的现状，研究分析了精密交流数字电桥原理及影响测量准确度的因素。详细阐述了数字测量仪最大允许误差的计算方法，以E4980A为典型型号给出了电容参数“逐点计算方案”，相同测量点的计算结果较传统的计算方法最大相差±11.95%，结果表明本文的计算方法能够作为交流数字电桥评价性能指标的准确手段，更好地指导用户正确使用每一个测量点的技术指标，同时避免造成计量人员的误判，具有更高的实用性。

摘要:甚高频通信在民航中有广泛应用，但是它极易受到各种噪声的干扰，传统方法去噪效果差且没有消除固有干扰，本文提出了一种基于小波分析的自适应卡尔曼滤波算法。该算法在小波分析中提出了新阈值函数，在自适应卡尔曼滤波算法中增加了调节窗口长度的自适应因子，以此来调节滤波增益，可以有效地避免滤波发散。本文随机选择了某一时段四种不同频率的甚高频语音信号，并用提出的算法进行滤波处理，从信噪比、均方根误差、信号波形图和语谱图等方面进行分析。结果表明，该算法能够有效去除甚高频语音信号中的噪声，可以获得更高的信噪比和更小的均方根误差，进一步提升语音质量。

摘要:针对目前大满贯测井系统受限于电缆传输带宽，不能实现大数据量快速、实时采集的问题，设计了一种专用于大满贯测井系统的井下遥测传输短节。在分析大满贯测井采样数据相关性的基础上，在遥测传输短节中通过硬件电路设计和算法的嵌入式开发，将大满贯组合中各种井下仪的上传数据帧按采样时间进行缓存，形成深度对齐的二维数据阵列，根据图像无损压缩原理，采用基于CALIC 算法的自适应预测模型，对数据阵列进行无损压缩后上传。在SL油田4口井的大满贯实测数据上的仿真实验结果为本文方法较目前主流的测井数据压缩方法-LZW算法数据压缩率平均提升了约30%；在SL油田5口井的大满贯实际测井作业的应用测试结果为新的大满贯系统作业效率平均提升约22%。结果表明，新的硬件设计和数据压缩传输算法极大提升了大满贯测井时效，实现了大满贯系统的高速测量，保证了大满贯测井在节约勘探开发成本方面的巨大经济优势。

摘要:为解决传统的过套管电阻率测井数据预处理方法存在的主观性强，适用性较差以及不能反映地层中的薄层信息，连续曲线分辨率低等问题，设计了一种新的数据预处理方法。首先采用数据清洗原理剔除同一深度上的异常测量值，再根据信号稀疏表示原理，构建观测矩阵和稀疏变换矩阵，通过最优化算法及约束条件求解信号的稀疏表示系数，得到等深度间隔的连续过套管电阻率测井曲线。在SL油田5口井数据上的实验结果为数据中的异常测量值得到了有效剔除，且形成的连续测井曲线与裸眼井微电位曲线具有良好的薄层对应性。结果表明，本文方法形较传统的预处理方法，适用性好，具备较强的薄层分辨能力和更大的推广应用价值，且形成的软件通过在SL油田动态监测中的应用，为油田开发和持续稳产提供了有力的技术支撑。

摘要:针对被动式太赫兹成像信噪比低、成像模糊等问题，提出了一种基于多维特征融合的太赫兹隐蔽目标检测方法。该方法首先设计了关于太赫兹图像的预处理流程，实现了图像的滤波与增强效果。然后分别提取方向梯度分布特征、灰度分布特征和像素空间分布特征，再进行多维特征融合，完成了对隐蔽目标的特征综合表示。最后采用支持向量机实现了隐蔽目标的分类任务，同时，通过计算最大轮廓的外接矩形完成了隐蔽目标的定位任务。评估实验在0.2 THz数据集上进行，结果表明，基于多维特征融合的检测效果优于使用单一特征或两两组合特征的检测效果，该方法对太赫兹隐蔽目标的检测具有良好的性能表现。

摘要:由于浅层神经网络网络结构和训练方式的限制，网络学习能力和泛化能力在大样本条件下没有深度学习网络强，为此，本文提出了一种基于栈式混合编码器的水质传感器数据融合算法。该算法通过堆叠自动编码器和稀疏自动编码器形成深度学习网络模型，实现对样本数据的特征挖掘和稀疏表示。经过大规模样本训练后的网络模型能够拟合复杂非线性函数，对低质量的样本数据有一定的泛化能力，并提高预测分类的精度。仿真结果证明，提出的算法取得了更高的评价分类准确率。

摘要:应用机器视觉技术对孔类零件进行尺寸测量，采用边加工边测量的方式进行在线检测，可有效缩短零件的生产周期，提高生产效率。通过分析零件的工艺特征，选用CMOS相机与高精度远心镜头，对有倒角的特征采用环形光源照明，对未倒角的特征采用同轴光源照明，提高了硬件平台的柔性化。针对图像采集与传输过程中的椒盐噪声与高斯噪声，对采集后的灰度图像先采用中值滤波去除椒盐噪声，然后采用最小误差法选定阈值，将灰度图二值化，完成图像分割，再使用Canny算子进行边缘检测，同时去除高斯噪声。最后，使用标定板进行相机标定来获取标定系数，调用图像处理软件Open eVision进行尺寸测量，将系统检测数据与检具测量数据进行比较分析，实验结果表明本检测系统的精度可达0.02mm。

摘要:瞳孔定位是眼动识别中的一个关键步骤。针对目前瞳孔定位算法存在精度低、耗时高、人脸偏转时的定位误差较大等问题，本文提出了一种通过创建滑动窗口来精确定位瞳孔中心的算法。首先利用CLM模型提取人脸的眼部区域，对提取后的图片进行预处理，然后通过创建圆形滑动窗口对图片进行扫描并计算每个窗口内灰度值的和，利用人眼瞳孔的灰度值相对较低这一特性选取灰度值相对较低的窗口为人眼瞳孔区域，计算出其中心点坐标即可定位出瞳孔中心。实验结果表明，该算法针对不同测试对象可以相对精确地定位瞳孔中心，并且具有较高的鲁棒性。

摘要:针对目前钢板缺陷检测精度和速度的不足，提出了一种改进的 YOLOv3(You Only Look Once)检测算法。首先使用小波-中值滤波处理缺陷图像，清除图像里的噪声使图像更平滑。而后在原有网络中的密集连接网络(Darknet-53)上增加一个尺度输出增强算法对小目标缺陷的识别能力。最后为了增强算法模型的准确性对算法原有的损失函数进行优化，得到改进版的YOLOv3算法模型。改进的算法在测试集上的maP值可以达到64.31，比原有的YOLOv3 网络提高了7.9，结果表明了改进算法在钢板缺陷上具有较好的检测效果。

摘要:针对久坐人群长期缺乏运动导致身体呈现亚健康状态和现有训练方法缺乏监督性的现状，本文提出一种人体动作识别与计数方法实现四种无器械训练动作精准识别与计数。以手机摄像头捕获训练者的视频信息作为输入，通过BlazePose网络模型处理得到的人体骨骼点数据经过数据滤波处理、特征提取后，利用三种常见的机器学习算法进行动作分类，将分类的结果结合骨骼信息，采用检测波峰波谷计数算法统计训练动作的完成次数。实验结果表明：采用GBDT算法得出动作识别率为96.5%，计数算法准确率为98.9%，具有良好的实际应用价值。

摘要:量化运动能耗是科学运动的基础。目前日常运动能耗的检测设备存在诸多限制条件。针对这一问题，本文采用近些年飞速发展的图像识别技术，设计了一套基于移动手机端的人体运动能耗检测系统，系统包含四种运动健身动作，通过手机前置摄像头拍摄在语音和视频指导下人体完成相应动作的视频，利用图像分析技术实时计算出人体运动能耗值，实现对人体运动时的能耗检测，实验结果与被称为“金标准”的间接测热法测得值的相关系数均达到了0.6以上（P<0.01），另外提出了四种动作的能耗预测方程，采用Bland-Altman分析法分析验证组的实验结果与标准值得一致性程度，结果表明两种方法的一致性较高，可作为传统方法的替代。

摘要:通过使用眼动仪对连弧纹铭带镜中的设计因子进行提取，达到优化新文创时代下文创产品设计开发的目的。运用眼动实验分析20名被试观看连弧纹铭带镜的视觉热区，依据实验数据对被试在连弧纹铭带镜中的兴趣区域进行划分。结合层次分析法确定被试主要兴趣区域，采用归纳与演绎对其中的显性设计因子和隐形设计因子进行提取。将提取的设计因子应用于文创产品设计当中，并对所设计的产品与其他文创产品进行对比测试。通过实验数据验证眼动仪对于文物中设计因子提取的可行性。

摘要:针对海洋传感器数据在水下、长距离传输困难的问题，提出了一种PLC长线传输电路系统。该系统采用电力线通讯（PLC）技术，以CR600为控制核心，CR150为模拟前端配合芯片控制数据收发。通过脐带缆将数据回传到地面，再由地面控制系统与上位机对数据进行接收，实现海洋传感器数据的传输。为保证电路系统在水下1000米正常工作，设计了耐压仓，根据理论计算与comsol仿真，确定了耐压仓具体参数。经验证，该系统工作稳定，长时间传输数据接收完整，能够实现海洋传感器数据的长线传输。

摘要:支撑电容作为轨道车辆牵引系统的核心部件之一，支撑电容发生故障将严重影响着列车安全稳定运行，因此研究支撑电容故障预测及健康管理（PHM）技术，实现支撑电容健康状态在线预测具有十分重要的意义。本文首先对支撑电容结构设计、工作特性及老化机理进行了深入的研究，将容值和ESR值退化率作为支撑电容失效判据，然后提出了基于数理统计+多项式回归算法，构建电容容值和ESR值软测量模型，利用大量试验数据进行模型训练及模型优化，最后从软测量误差和数理统计分布一致性两个角度对模型软测量结果准确度进行了评估，试验结果表明数理统计+多项式回归软测量模型在不同样本集和不同工况下，能够对支撑电容容值和ESR值进行有效软测量，验证了该模型的可行性和准确性。

摘要:针对导弹发射过程中尾翼身处高温、高压、高过载等恶劣环境时的振动信号难获取和实测信号失效等问题，本文利用动态存储测试技术和三轴数字加速度计，设计了一种基于ADXL345三轴数字加速度计的尾翼振动测试系统。具体通过选择适宜的尾翼振动测试加速度传感器，构建抗冲击力强的多重缓冲外层结构，成功实现了对导弹尾翼振动信号的真实采集，并通过分析采集得到的尾翼振动数据，得到了有效的振动加速度曲线和振动频谱图，为尾翼结构的改进提供了重要的依据，对今后采集尾翼振动信号的研究有着重要的意义。

摘要:机载相控阵雷达在下视工作时受地杂波的影响较大，虽然空时自适应处理(STAP)技术拥有良好的杂波抑制能力，但其性能依赖于大量的训练样本和高运算量，在现实工程中难以应用。为了弥补STAP算法的不足之处，本文提出了一种改进的局域联合处理(JDL)降维算法。该方法在构造降维矩阵时，调整了局域处理单元的选取策略，并在主通道对应的杂波脊处选取了四个独立的辅助通道以提高波束的指向性、抵消主波束中的杂波。实验结果表明，改进后算法比传统JDL算法拥有更好的杂波抑制性能，并进一步减少了系统计算量，在存在幅相误差的情况下仍能保持较好的稳定性。

摘要:交通雷达利用多输入多输出(MIMO)技术达到以较小自由度获取高角度分辨率的目的，然而，由于高集成度硬件加工工艺及器件老化等因素限制，毫米波MIMO雷达各通道间存在幅度相位误差。考虑校准精度及交通应用场景，本文提出了基于功率最小熵(MPE)的误差自校准方法，随机生成误差向量作为优化初值，通过自适应优化算法搜索最小熵值对应的误差向量，实时校准各影响因素带来的误差。该方法无需离线可控环境中进行，并且无需预先估计目标数目及方位角。论文给出了算法的推导、暗室实测和场景仿真数据的分析结果，证实了本文算法的有效性和优越性。

摘要:针对电引爆装置在复杂电磁辐射环境中会通过电磁耦合产生感应电流，导致电引爆装置失火的问题，提出了一种基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法。采用基于隧道磁阻效应的电流探头，根据电磁感应原理，结合锁相技术对隧道磁阻探头的输出信号进行分析，从而对感应电流进行实时监测，避免失火；得出基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法相比于传统的红外比色测温法，具有更快的响应速度和更高的测量精度的结论。搭建了强电磁环境对电引爆装置的工作环境进行模拟，采用非接触式电流探头进行实验检测，实现对感应电流的监控、检测，达到预警效果，实验结果表明所述方法的电流检测精度±0.1mA范围内波动，满足电引爆装置发火电流的检测要求，为复杂电磁环境下电引爆装置的感应电流监测提供了有效的解决方案。

摘要:针对传统光谱采集设备体积大，成本高的缺点，基于HAMAMATSU公司开发的MEMS-FPI型光谱传感器C14272，设计了以FPGA作为主控的红外光谱传感器驱动采集电路。电路包括可调谐滤波器的电压驱动模块、光谱与温度的信号采集模块、USB传输模块等。实验证明，该电路采集的C+L波段ASE光源的光谱与仿真所得光谱相近，实现了对光谱传感器的驱动以及光谱数据的采集。电路可以探测的波长范围为1350-1650nm，全波段光谱分辨率小于18nm。电路整体设计结构紧凑，成本低，在物质成分定性检测等特定领域有一定应用价值。

摘要:针对高密度人群教室空气质量差导致学生学习效率低和损害学生身心健康的问题，本文设计了一种集成化的教室空气感知系统。首先，阐述了集成化教室空气感知系统的整体设计；其次，基于模块化设计方法，分别详细设计了感知PM2.5、PM10、甲醛浓度、挥发性有机物、二氧化碳浓度等数据的采集模块，主控制模块、电源模块与液晶显示模块等硬件电路，并完成了硬件模块的软件设计。经过系统标定与联调测试，系统能准确感知教室空气中PM2.5、PM10、二氧化碳、甲醛、挥发性有机物的浓度等，且稳定性良好。该系统能广泛应用于中小学及高校教室，对改善教室空气具有一定的应用价值。

摘要:紫外激光具有波长短、速度快、加工精度高、热影响区小以及无损加工等优点，针对紫外激光加工过程中，不同参数对刻蚀结果产生不同的影响，实验中通过控制单一变量法，设计了扫描速度、扫描次数、能量密度、重复频率、离焦量等不同参数对刻蚀结果的影响。实验结果表明，刻蚀宽度随能量密度的增加而增加，但是增加率不断降低；减小扫描速度，可以刻蚀出深度较深并且边缘工整的微通道；随着扫描次数的增大，激光刻蚀的深度不断增大，但增大率在不断的减小，刻蚀深度过深，激光将不会对沟道再进行刻蚀。实验中通过优化激光刻蚀参数，得到了刻蚀宽度为146μm 、刻蚀深度为25.665μm、微通道边缘整齐，边缘粗糙度为7μm，沟道的垂直度将近90°的L型硅基微通道。

摘要:智能药物存储箱的设计顺应社会老龄化趋势，以弱势群体保护和特殊药物储藏作为研究对象，对目标监测、闹钟提醒、药物储藏等需求的智能化进行了深入研究。本文针对特殊群体生理能力退化和特殊药物储藏的需求为目标，设计了一款智能药物储藏箱。使用者通过人机交互页面可以稳定调动整个智能药物储藏箱的资源，包括按时服药提醒、储药箱开启检测、温度控制、紧急报警等功能，设计中采用了红外检测和多级信号运放结合的方式，能够在5s内准确测出使用者的心率。智能药物储藏箱所设定功能均可以稳定运行，使用成功率接近百分之百，多次试验结果表明，该设计可以为病患等特殊群体解决按时用药等问题同时方便家属观察病患信息，能够有效方便病患的日常生活。