• 2017年第36卷第12期文章目次
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    • >理论与方法
    • RV减速器的模态仿真及实验

      2017, 36(12):5-9.

      摘要 (2453) HTML (0) PDF 9.09 M (2699) 评论 (0) 收藏

      摘要:RV减速器是工业机器人的核心零件,针对我国生产的减速器寿命短、噪声大等缺点,研究其动态特性意义重大。模态特性是研究动态特性的基础,是研究的第一步。论文建立有限元模型,对RV减速器中的主要部件进行模态仿真,仿真结果和实验结果相差不到5%,在误差范围内,验证了仿真结果的可靠性以及有限元模型的准确性;用Bush单元简化轴承,施加约束后对整体进行模态分析,前三阶固有频率远大于啮合频率,说明工作状态时在外部激励下结构共振的可能性小,为后续研究结构的动态特性提供参考。

    • 基于分时电价下电力需求响应分析

      2017, 36(12):10-13.

      摘要 (1624) HTML (0) PDF 623.88 K (1060) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对分时电价下电力供需不平衡,导致资源浪费及用电高峰期的电网压力过大问题,本文提出了基于分时电价下电力需求响应分析。首先,对电力需求的行为进行了分析,分时电价由峰、平、谷时段电价的不同构成,电力用户也会根据3个阶段电价的不同,结合其他影响因素,制定用电措施,并初步提出了电力需求响应的模型包含的影响因素;其次提出了改进的支持向量机回归模型(SVM),采用网格法优化SVM里面的δ和C算子,提升SVM的预测精度,将对电力需求侧的影响因素分为输入、输出因子,构建基于SVM的分时电价下电力需求响应模型;最后,针对实际企业进行算例仿真,从MATLAB仿真结果中可以看出,本文所提方法精度很高,在分时电价下电力需求侧的用电量预测中具有高可靠性和实用性,为决策人员制定合理的供需计划提供了可靠的理论基础。

    • 脊髓损伤患者心率变异性的局部尺度指数特征

      2017, 36(12):14-19.

      摘要 (1025) HTML (0) PDF 2.41 M (1213) 评论 (0) 收藏

      摘要:心率变异性(heart rate variability,HRV)是目前评估脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)患者残余自主神经功能的主要依据。分析HRV的一般方法是计算心电信号RR序列的时域、频域或非线性指标,其中去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis, DFA)是最常用的非线性方法之一,对于RR序列,通常由DFA可得两个尺度指数α1(尺度<11)和α2(尺度>11)。本研究关注局部尺度指数α(t)(t为时间尺度)揭示谱分析和尺度指数不能表征的HRV动态特性,采集12例SCI患者和15名健康者在坐姿(10 min)和俯卧姿(10 min)时的心电信号,计算RR序列的α(t)。由于α(t)在小尺度时容易被高估,本文采用一种新的校正方法计算α(t)并用仿真信号验证其有效性。将此方法应用于采集的数据,结果显示,健康者在坐姿和俯卧姿时RR序列的α(t)在4 s

    • 基于混合颜色空间的反应孔图像分割算法研究

      2017, 36(12):20-23.

      摘要 (1797) HTML (0) PDF 3.37 M (1237) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确的分割出卡板上面的反应孔从而不影响和对患者病情的诊断,提出了一种基于Lab颜色空间以及HSV颜色空间的反应孔图像分割方法。根据反应孔图像的自身特点,通过在Lab颜色空间运用最大类间差进行阈值分割,在HSV颜色空间运用全局阈值法进行阈值分割,然后将分割得到的两个结果进行区域合并、滤波,最终得到目标区域。结果表明,该算法能够准确的将反应孔图像从卡板上面分割出来,并有效的抑制了噪声及光照不均带来的影响。

    • 反射镜片高度对快反镜测量误差的影响及补偿

      2017, 36(12):24-27.

      摘要 (1125) HTML (0) PDF 2.79 M (1139) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高精度光电跟瞄系统中,快速反射镜(fast steering mirror,FSM)是精跟踪通道中的核心元件,能够实现转动角亚微弧度的分辨率。测量误差直接影响到跟瞄系统的控制精度,其中,FSM镜片反射面高度对误差的影响显著,在实际跟踪控制中必须予以补偿与校正。以某型搭载快速反射镜的实验转台测量模型(测量精度为±50 μrad)为基础,理论推导了反射镜片反射面高度引起的误差模型,并利用系统辨识的最小二乘估计算法求取出误差特性参数,进行误差补偿。实验结果表明,经过补偿后的镜片高度对误差的影响缩小到±2 μrad。

    • 驱动电压对向列型液晶调制相位的影响

      2017, 36(12):28-31.

      摘要 (1033) HTML (0) PDF 684.96 K (1246) 评论 (0) 收藏

      摘要:液晶作为空间光调制器控制系统的核心器件,其向相位调制特性能对液晶器件的驱动设计、特性的分析具有重大作用。根据液晶弹性体理论和动力学方程,通过差分法迭代法计算出外加电压下液晶分子指向矢随位置变化的分布。根据液晶分子指向矢的分布情况和液晶的电控双折射效应,得到向列型液晶调制相位随驱动电压变化关系。仿真得出,在液晶的驱动电压从0~5 V的过程中,液晶指向矢可以实现0~4π的调制相位变化。实验结果证明,随着驱动电极电压的变化,液晶0~4π的相位调制,实现了对液晶相位调制相位的测量。

    • 高压电力系统的建模及仿真分析

      2017, 36(12):32-35.

      摘要 (1651) HTML (0) PDF 719.20 K (1068) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对某地区高压系统进行谐波分析时,由于高压电网的复杂性,使建模的复杂性和难度都大大增加。由此提出一种基于综合性电气分析计算软件ETAP建立简化模型的方案。首先在ETAP编辑界面按照地理位置搭建电力系统单线图,其次将实测数据录入模型并进行仿真分析。最后通过谐波分析,将仿真值与实测值的比较,允许两者误差在一定范围内,验证所采用发电厂、变电站等模型具有正确性、有效性。实际运行表明,该地区的模型简化方案切实可行。

    • 多端口器件散射参数测试方法研究

      2017, 36(12):36-39.

      摘要 (1205) HTML (0) PDF 986.35 K (1152) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对我国现行多端口器件散射参数的测试方法标准进行梳理,发现这些测试方法不能代表最新测试技术水平,有的测试方法仅仅是由参数定义得到的简单原理框图,可操作性也不强,标准中测试方法脱离了现代射频仪器的发展进程。根据现代射频仪器的发展趋势,再结合多端口器件的混合模S参数的定义,提出了采用多端口矢量网络分析仪进行多端口散射参数测试的方法,使测试程序化繁为简,且能采用数据采集技术,一次性测试多个参数,测试效率大大提高。

    • 无线光通信中组合脉冲位置调制的差错性能分析

      2017, 36(12):40-43.

      摘要 (1404) HTML (0) PDF 629.92 K (1048) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线光通信中,光标识组合脉冲位置调制(FCPPM)方法是针对脉冲位置调制 (PPM) 带宽效率低、传信能力弱而提出的一种新的调制方法。研究了FCPPM系统在理想信道和湍流信道中的误码性能,并将复杂的误码率公式简化为Meijer G函数形式,以便于数学处理。仿真分析了新系统在最大似然序列检测方法下的误码性能,并与OOK和PPM等传统调制方法进行比较。研究结果表明,FCPPM系统误码率随调制级数的增大而降低,随湍流强度的增大而上升;且其误码性能优于OOK,带宽效率和传输容量优于PPM。

    • 一种雷达目标极化特性建模方法

      2017, 36(12):44-47.

      摘要 (1189) HTML (0) PDF 9.58 M (1337) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要针对雷达目标极化特性建模问题开展相关研究,提出了一种利用SolidWorks虚拟装配技术构建目标几何模型,再利用FEKO电磁计算软件计算目标极化散射矩阵建模方法。采用该方法分别对典型舰船目标、飞机目标及角反射体进行了几何建模,并以舰船目标为例,详细介绍了极化散射矩阵求解过程,计算结果表明舰船在不同角度的主极化比交叉极化变化值差异很大,其变化趋势同实际测量情况基本一致。提出的雷达目标极化特性建模方法对于提高目标极化模型逼真度和仿真置信度具有重要意义。

    • >研究与开发
    • 基于FPGA的增量式编码器细分方法的研究

      2017, 36(12):48-51.

      摘要 (1327) HTML (0) PDF 6.40 M (1386) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了精简增量式编码器信号处理系统的外围电路和实现在不增加编码器物理刻线的前提下提高编码器的分辨力和细分精度,提出一种基于FPGA的电子学细分方案,该方案可以获得较高分辨力和精度的编码器位置信息,且易于针对现场情况进行逻辑修改。该方案利用FPGA搭建细分方法所需要的各个模块,使用Modelsim软件进行仿真,并利用DA模块和示波器对该方案的数据进行验证分析。实验结果表明在编码器机械细分的基础上,该方案可以对信号进行120次细分,将增量式编码器分辨力提高至3″,并且可以将细分之后的机械角度精确至以度为单位的小数点后5位即10-5。

    • 微波部件的微放电效应检测系统

      2017, 36(12):52-56.

      摘要 (1341) HTML (0) PDF 5.31 M (1613) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航天技术的快速发展,对微波部件载荷的功率容量要求越来越高,部件受微放电效应影响的问题越来越突出,建立有效的微放电检测手段显现的尤为迫切。在此背景下研制了一套微波部件的微放电效应检测系统,主要采用前向/后向功率检测法及调零检测法实现微放电的检测。首先介绍了微放电产生的机理及危害,其次从检测原理、系统的总体设计及调零装置的设计等3方面对系统研制的基本思路进行了阐述,最终通过实验验证表明系统能够良好的实现单载波状态下无源微波部件的微放电效应检测。

    • 基于Docker的数据库微服务系统设计与实现

      2017, 36(12):57-62.

      摘要 (1472) HTML (0) PDF 3.36 M (1132) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大数据时代数据库的读写速度以及移植性能急需得到提升的问题,开发了基于Docker的数据库微服务系统。首先,分析了Docker容器的技术原理、Docker容器的架构、以及内部模块的功能,并与传统虚拟机相比,在速度、效率、管理等方面具有很大提升;其次,针对需要开发的数据库微服务系统所需要包含的功能,分别在Redis、MongoDB和MySQL 3种数据库中进行需求分析,并建立了上层人机交互界面包括数据层、管理层、功能层的架构,并根据需求以及架构进行了数据库微服务系统的开发;最后,采用实际计算机系统对开发的数据库系统进行功能以及性能测试,分析系统的读写能力,数据库功能,以及人机交互界面的测试结果,验证了本文所开发系统在实际应用中的有效性以及可靠性。

    • OLTC对含DG电力系统静态电压稳定极限的影响

      2017, 36(12):63-66.

      摘要 (1023) HTML (0) PDF 901.21 K (1154) 评论 (0) 收藏

      摘要:在静态范围内利用三元分析法阐述了OLTC动作引起的Pmax-、Vcr-曲线的变化,研究了在接入分散,电源的电力系统中,OLTC变比调整对其静态电压稳定极限的影响,并采用两机系统进行了仿真分析得出,OLTC变比变化改变了系统的最大传输功率稳定极限Pmax和临界电压稳定极限Vcr,影响了电力系统稳定运行范围;由于分散电源在配电网的接入,OLTC变比变化对Pmax和Vcr的影响程度不同。

    • 一种便携式智能导热测试仪的设计

      2017, 36(12):67-72.

      摘要 (1299) HTML (0) PDF 11.32 M (1384) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了反映材料导热性能的导热系数的测试方法与系统。针对现有导热测试设备体积大,只能测量样品导热系数,测试结果不准确等缺陷,设计一种以平板作为监测终端的便携式导热测试仪。系统基于STM32控制器检测样品质量、厚度、温度曲线以测量导热系数,同时将图片或者数据文件形式存储于平板的测试主机,方便后期处理。检测过程中,系统动态调整压力,降低受温度影响导致的样品膨胀等误差影响,实验平台上显示系统能准确测试导热系数,运行稳定。

    • >业界动态
    • NI针对工业物联网发布全新的IP67边缘节点

      2017, 36(12):72-72.

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 189.21 K (999) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究与开发
    • 基于晶闸管开关的高重频脉冲泄放研究

      2017, 36(12):73-76.

      摘要 (1134) HTML (0) PDF 3.31 M (1197) 评论 (0) 收藏

      摘要:高重频脉冲功率源是脉冲功率源技术未来发展的方向,脉冲电容器放电结束后依旧会残留大量电能,出于安全考虑,需要进行残能泄放。为了实现脉冲功率源的高重频放电技术,必须对脉冲电容器上的残能进行快速泄放。传统的机械开关导通响应时间长,开通时间不一致,不利于多模块脉冲功率源残能的快速泄放,因而采用快速晶闸管替代传统的机械泄放开关。通过计算分析给出了在实际实验中泄放电阻参数选择;设计了一种新型实现晶闸管开关状态监测功能的硬件电路,弥补了软件检测有时间延迟的缺点。结合实际应用给出了监测电路的设计原理与器件参数。测试结果表明,此方案可行,在0.5 s内电容器可以完成残能泄放,为高重频技术的实现奠定了基础。

    • 微波着陆信号模拟器设计与实现

      2017, 36(12):77-82.

      摘要 (1985) HTML (0) PDF 2.42 M (1283) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对某型机微波着陆设备进行测试与维修,提出了一种微波着陆信号模拟器的设计方法。首先简要介绍了微波着陆系统的基本原理和信号格式,并讨论了DPSK调制的具体实现方法。然后采用FPGA根据上位机参数设置合成微波着陆基带数字信号,经D/A转换后输出到IQ调制模块与载波混频,上变频为射频信号。最后对射频信号进行滤波和增益控制后输出。为方便对信号模拟的控制,在Lab Windows/CVI平台上开发了上位机软件,可灵活地对模拟信号类型、频率通道、模拟方位角和输出功率等进行设置。采用示波器和频谱仪对输出信号进行了测试,测试结果表明其各项参数都能达到设计要求。同时该设计方法减少了模拟环节、精简了硬件结构,且控制更加灵活。

    • 直流断路器批量特性测试系统设计

      2017, 36(12):83-86.

      摘要 (1521) HTML (0) PDF 2.71 M (1176) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对直流断路器安秒特性和脱扣特性测试效率低、稳定性差的特点,给出了批量测试的系统解决方案。搭建工控机PCI系统平台通过程控电源提供测试电流,利用控制模块的数字电平信号来切换开关系统的继电器来组成串联或并联测试回路,最大限度提高了系统的测试效率,并且通过间接测量反馈信号的形式计算性能测试时间等重要数据。最后结合实际测试,验证了该系统设计的有效性。本研究更好的服务该领域设计、工艺、生产、制造以及加工等相关产业,具有非常广阔的应用前景。

    • 基于开放式架构的DDS研究与实现

      2017, 36(12):87-91.

      摘要 (1887) HTML (0) PDF 1.01 M (1182) 评论 (0) 收藏

      摘要:华睿2号嵌入式实时平台具备实时性、灵活性等优点。基于华睿2号开放式架构综合比较,选择合理的通信中间件技术,即使用DDS来构建数据分发系统。在华睿2号平台上适配DDS所需要的传输插件、硬件结构等,以完成DDS在华睿2号平台上的部署。在完成DDS基本的QOS配置同时,根据传输方式来配置额外的QOS策略。最后,在平台实现DDS的测试与分析。对比DDSUDP传输,DDSRapidIO传输、DDSRapidIODMA传输、逐步升级与优化,达到高实时性、高稳定性、大数据量的要求。

    • 电力营销客户档案管理系统的开发与应用

      2017, 36(12):92-96.

      摘要 (762) HTML (0) PDF 6.24 M (1103) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现电力营销业务办公现代化,信息传输迅捷化,提高客户档案资料信息的管理水平,本文研发了电力营销客户档案管理系统。首先,基于B/S模型设计了电力营销客户档案管理系统;其次提出了改进的Kmeans算法,在分类计算时,引入权重因子求取每个数据与各个数据中心的加权距离,仿真实验验证了其提升了分类准确率,并将其应用于客户档案资料的统计与分析中;最后,将本文开发的电力营销客户档案管理系统,运行于国家电网进行实际测试,测试结果显示该系统实现了基本功能,并且响应速度较快,处理效率较高。

    • >应用天地
    • 基于Android的汽车驾驶行为与行驶状态远程监测系统设计与实现

      2017, 36(12):97-100.

      摘要 (991) HTML (0) PDF 4.37 M (1165) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着移动互联网技术的快速发展,结合Android智能手机庞大的用户量,以及具有越来越强大的运算处理能力、支持丰富的硬件资源、简单直观的图形操作界面、方便快捷的上网等优点。为满足商用车联网对汽车驾驶行为与行驶状态的远程监测,设计并开发了基于Android的汽车驾驶行为与行驶状态远程监测系统。本系统由汽车、ELM327、Android APP、Web服务器4部分组成。汽车运行数据使用MySQL数据库进行存储,确保了数据的稳定性和安全性。以表格的形式来显示汽车运行参数及故障参数,满足了汽车驾驶人员及管理人员的远程监测。测试结果表明,该系统具有实时性好,通用性强,运行效率高等优点。

    • PWM整流器在旋转导向中的应用研究

      2017, 36(12):101-104.

      摘要 (693) HTML (0) PDF 758.70 K (982) 评论 (0) 收藏

      摘要:论述了PWM整流器与传统整流器在旋转导向中的优缺点;推导三相电压型PWM整流器(VSR)在同步旋转坐标系下的数学模型,采用双闭环PI控制结合SVPWM的控制策略,并对SVPWM控制的实现过程进行了详细介绍,最终通过MATLAB Simulink搭建仿真模型,对电源侧电压波形、电流波形、直流侧输出电压波形以及电源侧电流FFT进行分析,仿真结果表明该控制策略能实现电源侧电压与电流相位同步,谐波含量低以及直流侧电压快速达到给定值,从而满足了旋转导向系统的供电稳定性。

    • 圆极化介质谐振天线设计与实现

      2017, 36(12):105-108.

      摘要 (815) HTML (0) PDF 2.35 M (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:探地雷达、隔墙雷达、人体接触式微波治疗探测设备的天线设计,要考虑应用场景并加入应用场景一并设计或仿真计算,才能获得最佳的应用效果。本文采用应用背景下的设计方法,设计了一种应用于接触式微波检测系统的圆极化介质天线。该天线工作在L波段,采用带状线缝隙耦合馈电。通过不等长十字耦合缝隙实现圆极化。研究了辐射背景在一定范围内变化时,对天线回波损耗,轴比和方向图的影响。并制作了实物,VSWR<2的带宽,仿真结果为16.6%,实测结果为29.7%。

    • 基于灰色关联分析及BP算法的用电量预测

      2017, 36(12):109-112.

      摘要 (981) HTML (0) PDF 1.85 M (1097) 评论 (0) 收藏

      摘要:用电量是电力系统规划及地区资源配置的重要影响因素,为了提高用电量预测的精度,提出将灰色关联分析法与BP神经网络相结合进行用电量预测。利用灰色关联分析法对影响用电量的主要因素进行分析,确定了3个影响因素并将其作为 BP 网络的输入参数,建立了用电量BP神经网络预测模型;在MATLAB环境下对模型进行训练测试,结果表明该系统收敛速度快、预测精度高,可为用电量的预测提供参考方法。

    • >业界动态
    • 是德科技在其基于LoRa的测试解决方案中应用 LoRa Technology

      2017, 36(12):112-112.

      摘要 (784) HTML (0) PDF 190.28 K (843) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >应用天地
    • 基于STM32和C#的学生考勤系统设计

      2017, 36(12):113-116.

      摘要 (1273) HTML (0) PDF 3.58 M (1148) 评论 (0) 收藏

      摘要:学生考勤是培养学生良好学习行为习惯和提高学生自学能力的重要举措,传统纸质版签到考勤方式存在代签弊端,为提高学生素质建设良好学风提出了基于STM32的便捷课堂考勤系统。考勤系统首先利用电容式指纹传感器进行指纹采集,然后将采集的指纹与预先建好的指纹数据库中指纹信息对比,并将最终匹配结果通过蓝牙上传至上位机考勤管理系统,考勤管理系统将学生考勤情况存入SQL数据库。与传统的考勤系统相比体积小、功耗低、更加便携的特点,经过实验测试,该考勤系统达到设计要求,在高校学生考勤管理中有一定的价值。

    • 背景光作用下脉冲激光测距仪的设计

      2017, 36(12):117-120.

      摘要 (856) HTML (0) PDF 830.94 K (1132) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光电探测器受环境背景光干扰导致脉冲式激光测距仪测量精度下降的问题,结合激光测距系统的应用环境,构建背景光干扰下光电探测器的探测模型,分析了背景光引起的干扰对探测系统的影响。在此基础上,分别在发射、接收、光学部分进行有针对性的选型设计,从而达到抑制噪声光功率的效果。同时还提出了一种简化发射时刻鉴别电路的新方法,不仅缩小了电路结构,且易于实现。实验证明,系统在满足设计要求的条件下能有效的避免背景光的干扰,提高了系统的稳定性,且精度<5 cm。

    • 基于模糊控制理论的纯电动汽车制动系

      2017, 36(12):121-125.

      摘要 (730) HTML (0) PDF 8.84 M (1013) 评论 (0) 收藏

      摘要:对纯电动汽车制动系统原理及模糊控制理论分析研究后,通过设计模糊控制器,在ADVISOR2002原有反馈制动系模型基础上,依据模糊控制原理,建立制动系统模糊控制模型,对纯电动汽车的反馈制动控制模块进行优化。在ADVISOR2002的仿真环境下,经过整车模拟仿真,对所建立的模型进行验证。通过仿真软件在几种典型循环工况下模拟仿真,验证了模型的可行性,并且显示模糊控制模型更具优越性,有效提高了纯电动汽车的能量回收效率,延长了汽车的续航里程,体现模糊控制模型的实用性和经济性。

主编:陈光礻禹

创刊:FEMT

国际标准刊号:ISSN 1002-8978

国内统一刊号:CN 11-2268/TN

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