• 2017年第40卷第5期文章目次
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    • >研究与设计
    • 雷达综合试验台仿真设计

      2017, 40(5):1-4.

      摘要 (1618) HTML (0) PDF 915.57 K (1348) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决大型雷达系统的工程验证评估难题,设计了一套雷达综合试验台仿真系统。针对大型雷达工作模式多样化以及电磁环境复杂的特点,利用数字化仿真技术,设计了雷达探测空间目标和干扰的稀疏分布、雷达环境在雷达探测空间的面分布或体分布以及雷达环境回波建模,构建了一套雷达综合试验台仿真系统。试验结果表明,利用数字化仿真技术所设计的雷达综合试验台仿真系统通用性强、成本低、使用方便,解决了现实生活中大型雷达系统评估验证的复杂度和成本逐步上升的问题。

    • 基于无线能量传输的充电平台设计及其性能分析

      2017, 40(5):5-9.

      摘要 (960) HTML (0) PDF 1.11 M (1261) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线能量传输作为一种新型的电力传输技术,为数量飞速增长的电子产品提供了便捷的充电方式,然而大功率驱动电路、充电距离和效率一直是制约无线充电技术实际应用因素。针对这些问题,基于磁耦合无线能量传输理论,对无线充电的等效电路进行了理论分析,探讨了影响充电效率的主要因素。以STM32单片机作为控制核心,通过设计大功率H桥式驱动电路、整流电路等,研制并搭建了无线能量传输充电实验平台,并对系统工作频率、无线充电距离以及有无中继线圈对系统性能的影响进行了实验和分析。结果表明所设计的无线能量传输充电平台具有相对完整的功能,且在24 V驱动电压、2 cm充电距离的情况下,负载接收功率达到了2.5 W。

    • 变电站服务机器人控制系统设计

      2017, 40(5):10-13.

      摘要 (1365) HTML (0) PDF 3.23 M (1285) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高变电站工作人员倒闸操作效率,降低人力成本,减少误操作引起的电力事故,研制了一款服务机器人。机器人本地端基于Android系统开发,将操作票程序化,采用一种新型扫码定位方式,并设计自适应模糊PID控制器,改善电机调速性能,提高机器人行驶过程的稳定性;远程端基于LabVIEW控制,对现场进行实时监控。经投入运行,该服务机器人有助于提升工作效率,减少电力事故,促进电网智能化发展,具有一定的应用前景。

    • 美军标MIL-STD-883K中噪声容限测试方法的适用性研究

      2017, 40(5):14-22.

      摘要 (1449) HTML (0) PDF 1.84 M (1500) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了美军标MIL-STD-883K噪声容限测试方法在使用中的一些问题。基于对业界所用噪声容限测试方法的分析,比较了各种方法间的区别和优缺点,分析了美军标中噪声容限测试方法很少修订却长期存在的原因。通过对相关标准和测试方法的梳理,明确了美军标及其他噪声容限测试方法的适用范围,提出了我国相应标准制修订方向的建议。测试结果表明,最大乘积法和动态最大等边法在较大的范围内都适用,可以在我国相应标准中加以采用。

    • 在轨单粒子翻转与太阳活动变化的相关性研究

      2017, 40(5):23-26.

      摘要 (1409) HTML (0) PDF 1.30 M (1347) 评论 (0) 收藏

      摘要:单粒子翻转(SEU)是空间仪器受辐射环境影响而产生的最常见的故障之一,而太阳活动是影响空间仪器所在的空间辐射环境的重要因素,为了分析太阳活动对空间仪器单粒子翻转的影响,总结了第24太阳活动周期中,2010年3月~2015年4月,来自3个不同低轨道面上的48个在轨仪器的单粒子翻转情况与太阳活动变化的关系。通过统计分析单粒子翻转数量随时间的变化规律以及对单粒子翻转与太阳黑子数量变化的相关性分析,发现单粒子翻转与太阳活动呈负相关,在太阳活跃期,单粒子翻转数变化曲线在延迟一段时间后与太阳黑子数变化曲线有较强的相关性。这一发现对空间仪器单粒子翻转的预测有重要参考价值,通过对太阳活动变化的观测评估预测特定时段内仪器在空间环境中的可靠性,从而通过设计应对的抗辐射加固方案来规避空间辐射风险。

    • 基于MPU-6050无线遥控电气开关的研究与设计

      2017, 40(5):27-31.

      摘要 (1023) HTML (0) PDF 1.34 M (1933) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线电遥控器是利用无线射频信号对远方的机构进行控制的遥控设备。介绍了一种基于MPU6050无线遥控开关系统的设计方法,并对该系统的组成结构和工作原理进行了详细的说明。为了减少传统无线遥控开关收发过程中编码、解码出现错误,提高无线遥控的精准度,并减少无线遥控开关的功耗,体积等。该系统直接用MPU6050 6轴融合后的四元数处理后的数据作为开关的控制信号,以STM32F103ZET6为主控芯片,NRF24L01为无线收发模块,设计了一种基于MPU6050的无线遥控照明电气开关,对整个系统进行了硬件和软件的设计,并通过keil进行了硬件仿真,而且对整个系统进行了实验验证。仿真和实验结果表明,该系统实现了控制电气开关的功能,并提高了无线遥控开关的精准度,减小了无线遥控开关的功耗和体积。

    • 基于SFCW雷达的多场景墙体参数反演

      2017, 40(5):32-36.

      摘要 (1419) HTML (0) PDF 1.49 M (1422) 评论 (0) 收藏

      摘要:穿墙探测所处的外界环境内通常存在多种散射体,是否存在金属物品、有无人体对墙体参数反演具有不同的影响,进而影响穿墙定位与成像的准确性。将不同的外界环境分为不同场景,根据电磁波传播理论和菲涅尔公式建立电磁波穿墙传播模型,并详细阐述了用于提高步进扫频连续波(stepped frequency continuous wave,SFCW)穿墙雷达分辨率的Extend Prony算法和墙体参数快速反演算法,得出一种反演墙体介电常数和厚度的方法,并在墙后无散射体场景、墙后存在金属物体场景和墙后存在人体场景多场景中进行实验,最后将真实值与实验结果对比,表明在不同场景中具有较强适应性,反演出的墙体参数是现场穿墙探测的重要参考依据。

    • 集装箱智能温度控制器的研究设计

      2017, 40(5):37-40.

      摘要 (1073) HTML (0) PDF 679.93 K (1208) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在对集装箱温度控制系统现状深入研究的基础上,针对集装箱温度控制系统成本高、精度低、自适应差的特点。将模糊PID控制算法与集装箱温度控制系统结合起来,创造性的提出了集装箱温度模糊PID控制理论。并基于该模糊PID控制原理,设计了一个温度自适应的模糊PID控制器。通过对模糊PID算法详细的阐述说明以及理论分析与实际集装箱温度控制结合起来,最终搭建了一个应用于集装箱温度控制的模糊PID控制系统,并将该系统在MATLAB/Simulink环境中进系统行仿真,通过对仿真结果的分析对比,验证了该控制器的可行性、准确性和稳定性。

    • 基于FPGA的高精度频率计的设计与实现

      2017, 40(5):41-46.

      摘要 (1616) HTML (0) PDF 818.57 K (1559) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现对正弦信号频率的高精度测量,设计了一种基于FPGA的数字频率计;除测量频率外,该装置还可以测量双路方波信号的时间间隔和脉冲信号占空比。该频率计以FPGA和单片机为核心,采用“多路并行计数法”实现信号频率的高精度测量。输入信号经高频放大和比较模块转换为方波信号输入FPGA单元,经多路不同倍数分频后进行并行计数,最后由单片机选择输出精度高的一路计数值,利用换算关系得出最终的测量结果。经测试,该数字频率计可实现1 Hz~199 MHz 、10 mVrms~1 Vrms正弦信号的频率测量,相对误差的绝对值不大于0.0001%;100 Hz~1 MHz、50 mV~1 V同频方波的时间间隔测量,测量范围为0.1 μs~100 ms,相对误差的绝对值不大于1%;50 mV~1 V、1 Hz~5 MHz脉冲信号的占空比测量,相对误差的绝对值不大于1%。因此,具有测量精度高、测量频率范围宽和测量幅度范围大的特点。

    • 基于磁阻传感器的高旋弹转速测量方法

      2017, 40(5):47-50.

      摘要 (1036) HTML (0) PDF 641.65 K (1351) 评论 (0) 收藏

      摘要:在现代化战争中,常规弹药的智能化具有重要意义。而在智能化改造过程中,面对高过载、高转速的测试环境,传统的惯性器件在量程、精度、成本上已经无法满足工程需求。地磁场作为一个有规律的稳定场,它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。针对常规弹药转速旋转的特点,利用地磁传感器组合安装方式采集地磁数据。通过软件算法计算出地磁信号过零点的时刻,进而结算出弹体旋转速度。经过试验验证,证明了此种方法的可行性。

    • 多通道七孔探针测速系统研究

      2017, 40(5):51-55.

      摘要 (1529) HTML (0) PDF 1.87 M (1373) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足低速流场的测速要求,基于七孔探针测速原理,设计了一套多通道七孔探针测速系统,给出了七孔探针测速系统的嵌入式硬件电路及基于Modbus通信协议的上下位机软件系统的详细设计方案,通过对传感器的压力系数标定提高了压力测量数据的一致性。在低速风洞中进行了探针标定实验,通过对标定实验数据的分析,得出探针的俯仰角和方位角的绝对误差为0.2°。并在此基础上进一步分析了探针孔径误差和传感器测量误差对系统测量结果造成的影响。

    • 有轨电车制动能量回收系统控制策略的研究

      2017, 40(5):56-59.

      摘要 (963) HTML (0) PDF 731.07 K (1391) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对有轨电车现有的制动方式存在能量回收利用率低、制动效果差、系统抗干扰能力差、回收方式单一等问题,通过对制动方式、能量回收、能量存储、能量传输等方面进行了研究,针对现有制动方式的缺陷进行改进,设计了有轨电车制动能量回收系统。该系统采用超级电容作为能量存储器,利用超级电容充电时间短、放电电流大的特性,从根本上克服了传统制动电阻发热量大、能效低的问题。该系统回收能量通过DC/DC变换器向同一线路其他有轨电车提供能量,也可通过DC/AC逆变器向其他辅助系统提供能量,较传统制动方式在系统的稳定性、可靠性以及回收效率有极大地提高。MATLAB/Simulink仿真实验结果表明,此系统通过对制动能量的回收,有效提高了有轨电车的能量利用率和局部电网的负载容量及稳定性,并且该系统操作简单,寿命长,具有较好的应用和推广价值。

    • 基于车辆位置服务的安卓APP开发

      2017, 40(5):60-67.

      摘要 (1455) HTML (0) PDF 2.57 M (2033) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用移动互联网技术为汽车用户提供基于位置的服务是智能汽车的一个重要内容。当前汽车服务领域,提供的服务只是定位导航等基本服务,针对汽车用户提供更为个性化服务的系统几乎没有。为了方便汽车用户确定车辆位置,实时了解车辆内的信息状况,在深入分析基于车载端移动应用现状的基础上,提出并实现了一套基于Android的车辆服务系统的设计方案。系统由信息管理模块和地图模块组成,信息管理模块提供了用户车辆内甲醛浓度、PM2.5浓度和PM10浓度等信息的显示,地图模块实现了对用户车辆位置定位、行车导航以及附近服务搜索的功能。该系统在实际运用中运行稳定,定位精度较高、路线规划准确,和传统的地图相比可实时刷新车辆位置,其功能的设计更适用于汽车驾驶者。

    • 低压单相接地保护的几个问题探讨

      2017, 40(5):68-70.

      摘要 (1029) HTML (0) PDF 496.16 K (1393) 评论 (0) 收藏

      摘要:单相接地是化工企业低压配电系统经常出现的一种事故,通过计算分析了变压器高压侧过流保护能否起到低压侧单相接地保护的作用,以及如何在低压总进线断路器及支线断路器中设置接地保护,论述了在每一用电回路中如何使用带接地保护的断路器实现快速切除单相接地电流,最后结合实际时机运用情况,给出应在低压总进线断路器和馈出干线断路器中取消单相接地保护,而在每一个负荷回路接地电流大于断路器瞬动电流时使用一般断路器的结论。

    • 流量计仿真教学系统开发

      2017, 40(5):71-75.

      摘要 (1007) HTML (0) PDF 1.03 M (1220) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前流量计教学中存在的理论讲解过于抽象化、视频展示过于简洁,缺少互动环节,而实物演示教学设备成本太高的问题,设计了流量计三维教学仿真系统。在此系统设计中,以π型管段式超声波流量计为研究对象,首先是利用3DMAX建模工具对其进行三维建模,再将经过渲染处理后的模型导入上位机软件Unity3D中,然后制作能够控制教学展示的下位机系统,最后让下位机系统与上位机系统进行通信,从而实现了超声波流量计的三维动态展示和交互式教学仿真的功能。该系统充分利用虚拟现实技术中的三维建模技术和三维交互技术的优势,给教学带入了真实感,增强了学员学习的积极性,提升了学习效率,缩短了学习周期,降低了教学成本。

    • Alpha-stable分布粗糙土壤表面电磁散射研究

      2017, 40(5):76-79.

      摘要 (1044) HTML (0) PDF 659.09 K (1163) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用空间域合成法生成高度起伏遵守Alphastable分布的粗糙土壤表面,运用矩量法研究了锥形入射波入射时粗糙土壤表面的电磁散射特性。数值计算了散射系数随散射角的变化关系,分析了稳定性系数、归一化尺度参数、互相关长度、入射波频率、土壤湿度对散射系数的影响。结果表明,稳定性系数、归一化尺度参数、互相关长度、入射波频率、土壤湿度对散射系数均有较大的影响,遵守不同的规律。

    • 网络控制系统的事件触发与量化控制协同设计

      2017, 40(5):80-86.

      摘要 (1353) HTML (0) PDF 887.14 K (1278) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对信道带宽受限的无线网络控制系统(NCSs),提出了包含事件触发机制、信号量化和状态反馈L2控制的协同设计方法。首先,针对无线网络时变延时,提出一种事件触发机制,并建立了线性系统的量化控制数学模型。其次,基于该模型,并利用李亚普若夫泛函和线性矩阵不等式方法,证明了系统时滞独立的L2量化控制的稳定性,并给出了求解事件触发器参数和L2量化控制的协同设计方法。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

    • 单相智能电表中电能计量方法的研究

      2017, 40(5):87-90.

      摘要 (1308) HTML (0) PDF 1.84 M (1384) 评论 (0) 收藏

      摘要:如今全球智能电网的发展趋势迅猛,其核心技术也是逐步进步,同时我国政府为了刺激经济,加大力度发展智能电网。智能电表对广大用电消费者的生活非常贴近,其应用技术也在居民中广泛普及。通过智能电网的发展,作为它智能终端的智能电表已相当普及,不同于以往使用的电表,它除了一些基本的电量计算功能,更多为了适用于新能源的发展以及智能电网要求具备了新的智能化功能,如双向数据通信,用户端控制技术,多种费率双向接受计量及防窃电等。主要对单相智能电表对电能的计量方法进行了研究。通过将电压信号和电流信号分别经过高精度模数转换器,由模拟信号转化为数字信号。然后通过高通滤波器和采样滤波器,滤去直流增益与高频噪声,从而得到需要的电压和电流采样数据。将电压和电流数据相乘,可得到瞬时有功功率,经过低通滤波器输出平均有功功率。另外,电压和电流采样数据分别通过平方电路,低通滤波器,开平方电路,可以得到电压和电流的有效值。将有功功率通过时间的积分,还可以获得有功能量。

    • 基于数字高程模型的输电线路虚拟地形绘制优化算法

      2017, 40(5):91-94.

      摘要 (1510) HTML (0) PDF 1.32 M (1368) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有输电线路仿真培训系统复杂地形和大规模场景的建模问题,研究了基于数字高程模型(DEM)的虚拟地形绘制优化算法。通过采集输电线路走廊位置和范围内的地形高程数据,结合分治算法和流水线技术实现Delaunay三角网的并行构建。并针对高斯曲面方程拟合三角形表面中的参数问题,提出了基于遗传算法的最优参数选择方法,降低了地形表面的整体误差。在Qt平台上实现了输电线路真实场景的三维可视化重构。仿真结果表明,本算法有效实现了输电线路真实地形的虚拟可视化,提高了虚拟场景的还原度和沉浸感。

    • 塔架式抽油机安装培训虚拟仿真系统开发

      2017, 40(5):95-98.

      摘要 (938) HTML (0) PDF 3.31 M (1261) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决目前抽油机安装不规范和培训效率低等问题,基于虚拟现实技术开发了抽油机安装培训虚拟仿真系统。以塔架式抽油机为研究对象,首先采用3ds Max三维建模软件创建抽油机安装虚拟场景三维模型,利用Premiere视频编辑软件合成视频动画,然后利用Microsoft Visual Studio工具开发理论考试系统,最后通过Unity 3D三维引擎软件完成虚拟仿真系统开发。运行结果表明,虚拟仿真系统能够克服课堂教学枯燥乏味,同时避免了真机实操带来的安全隐患,有效规范安装操作行为,大大提高了培训效率,虚拟现实技术在设备安装培训方面中应用前景广阔。

    • >测试系统与模块化组件
    • 一种HDMI测试系统的设计与实现

      2017, 40(5):99-103.

      摘要 (903) HTML (0) PDF 1.64 M (1147) 评论 (0) 收藏

      摘要:高清晰度多媒体接口(HDMI)在数字多媒体领域中被广泛应用,由于其传输速度快,传统ATE无法直接测试。为此设计了一种针对HDMI的高速测试方法,开发了以芯片解码和同步校验为核心的功能测试模块,该模块可实现对HDMI传输数据的控制、分析、通信与监测。将模块嵌入到具备VXI总线的集成电路测试系统中,可实现较完整的功能和直流参数测试。测试实验提示,本方法稳定可靠,测试效率高。

    • 分布式脉冲磁场测量系统研究

      2017, 40(5):104-108.

      摘要 (897) HTML (0) PDF 2.43 M (1026) 评论 (0) 收藏

      摘要:脉冲磁场测量是电磁防护领域的重要研究内容之一,是电磁脉冲研究的基础。基于巨磁电阻(GMR)片研制的三维脉冲磁场测量探头,具有结构简单、体积小、测量范围宽,响应频率高等优点。通过实验标定,探头可以较好地测量三维脉冲磁场,磁场强度的测量范围为-40~+40 Gs,测量频率范围0~1 GHz。将探头测量的磁场信号转换为电压信号后,由TMS320F28335 DSP采集并存储在SD卡后,通过CAN总线组网,构建分布式脉冲磁场测量系统。结果证明,该系统具有组态灵活、测点容量大、抗干扰能力强、并能够实现三维脉冲磁场测量等特点。

    • 一种便携式天气雷达数字中频测试系统

      2017, 40(5):109-113.

      摘要 (1055) HTML (0) PDF 4.16 M (1681) 评论 (0) 收藏

      摘要:雷达数字中频系统是雷达接收系统的核心部件,其性能直接影响到整个雷达系统的工作效率。介绍了一种可行的便携式数字中频测试系统的硬件测试平台和软件控制程序,通过对天气雷达数字中频的A/D信号数据采集测试和I/Q数据测试,分别实现了分析数字中频A/D信号和I/Q数据的FFT频域分析界面和Time Data时域分析界面的图形,能够快速地分析、处理和显示,可以准确、高效的完成对天气雷达数字中频的测试和维护;解决了雷达台站无法配置频谱仪等昂贵设备的条件限制,缩短了技术支援的时间和实效性,可提高对天气雷达的业务保障时效,为天气雷达的现场测试保障体系提供一种新的解决方案。

    • 测量船卫星通信多路频谱在线监视系统设计与实现

      2017, 40(5):114-119.

      摘要 (1232) HTML (0) PDF 1.62 M (1239) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了测量船船载卫通站多路频谱监视系统的设计和实现过程,说明了系统总体设计思路,给出了由“变频与校准+频谱分析+显示与控制”等单元模块组成的系统硬件设计结构。根据系统要求并结合实际情况,介绍了综合测试软件的设计思路,实现了对测量船船载卫星通信多路频谱信号的在线监视功能,实时对船载C、Ku/Ka卫通站射频信号进行分析检测,采用LAN方式实时分发测试数据和报警信息,达到了对整个系统和设备性能的监视、检测和对故障(含瞬发故障)的定位与隔离,提高了卫星通信分系统的可靠性、可维修性,有力的保障了分系统的安全可靠运行。测试表明,系统设计简洁,工作稳定可靠,满足功能需求。

    • 船舶自动气象采集系统的设计与实现

      2017, 40(5):120-122.

      摘要 (889) HTML (0) PDF 688.75 K (1094) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给广东海域的海上航运、海洋生产作业安全以及军事活动等提供气象保障基础数据,广东省气象局率先在国内自主研发了一款船舶自动气象采集系统。通过应用STC单片机模/数转换、定时器中断以及串口通信等技术,构建信号采集、数据质量控制、北斗通信配置以及远程参数修正等功能模块,系统实现实时采集气温、相对湿度、风向、风速、气压等元数据、通过北斗终端进行数据上传以及错误运行参数远程控制修正。并利用周边的石油平台自动站与系统的观测数据进行了比较分析,初步验证了系统采集数据的准确度。实际应用效果表明,该采集系统运行稳定可靠、测量精度高,较好地满足气象服务需求。

    • 基于嵌入式系统的智慧管廊防灾预警系统设计

      2017, 40(5):123-128.

      摘要 (917) HTML (0) PDF 2.35 M (1340) 评论 (0) 收藏

      摘要:智慧管廊是智慧城市的“神经网络”,智慧管廊的安全稳定运营对城市发展、工业生产和居民日常生活有重要的意义。基于嵌入式系统设计了智慧管廊防灾预警系统,选用STM32F107互联型微处理器,实时在线监测管廊内部温度、天然气浓度等环境参数,对电力和燃气管道等重点区域进行全方位的监控,在环境参数超限时进行报警,并启动防灾装置,实现自动防灾预警功能。该系统的运用对保障综合管廊正常运营和居民正常生活具有重要的意义,并且可以与视频监控等系统进行联动,把管廊内部产生的大数据与智慧城市的管理相结合,助力智慧城市的发展。

    • 基于ATLAS语言的某指示器自动测试程序设计

      2017, 40(5):129-133.

      摘要 (1231) HTML (0) PDF 1.28 M (978) 评论 (0) 收藏

      摘要:ATLAS语言的广泛应用在于其以信号为基础,面向测试对象,独立于测试设备等特点,是测试领域通用的用于编写测试程序和描述测试需求的语言。详细介绍了系统的设计过程,利用VC++6.0软件编写某指示器的自动测试程序,对该指示器磁航向系统航向精度进行测试并通过ATLAS语言来实现,最后通过GPTS3.0通用自动测试平台和ATLAS语言来实现测试环境搭建及测试结果输出。测试结果表明,基于ATLAS语言的某指示器自动测试程序可以成功得到预期的测试结果。

    • >传感器及非电量检测技术
    • 基于超声波的溶液浓度测量系统设计

      2017, 40(5):134-137.

      摘要 (801) HTML (0) PDF 839.16 K (1079) 评论 (0) 收藏

      摘要:在超声波时差法检测溶液浓度系统中,时间参量的检测精度只能达到微秒级,从而影响系统精度,为了提高溶液浓度检测精度,提出了超声波相位差法检测溶液浓度。在建立超声波相位差法模型的基础上,以单片机MSP430F2272作为处理器,采用双超声波收发为检测装置,设计了一种超声波的溶液浓度测量系统,选用数字鉴相器AD9901检测超声波通过标准样液与待测溶液相位差对应,经转换由单片机计算得到溶液浓度。实验表明,系统误差小于1%,并且装置性能稳定,结构简单,符合预期设计要求。

    • 压阻式压力传感器温度补偿技术的研究及应用

      2017, 40(5):138-142.

      摘要 (886) HTML (0) PDF 2.52 M (1355) 评论 (0) 收藏

      摘要:压阻式压力传感器易受温度影响产生零点漂移和灵敏度漂移,为了降低环境温度对传感器输出的影响,首先分析了传感器产生温度漂移误差的原因,针对传感器存在的温度漂移误差和输出信号的非线性介绍了一种硬件温度补偿方法和基于MAX1452的软件温度补偿方法,着重阐述了MAX1452的补偿原理以及对传感器的补偿过程。最后通过温度试验和温度循环试验比较分析了以上两种温度补偿方法,试验结果表明软件补偿方法具有更加优良的补偿效果,在-40~60 ℃温度范围内的精度小于0.5%。

    • >通信技术
    • 基于无线Mesh网络的路由协议研究

      2017, 40(5):143-147.

      摘要 (871) HTML (0) PDF 736.92 K (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线Mesh网络是一种新型的无线通信网络,由于发展不成熟,没有统一的通信方案,路由协议也是一样。现有路由协议各有各的缺陷,在分析了各类协议的优势和不足后,提出一种基于多收发器Mesh节点的路由算法,可以避开一些任务繁忙的节点,降低网络延时。在新型体系下,Mesh节点的路由选择主要基于路由的期待传输时间(expected transmission time,ETT),而不是最小跳数,能够更好的进行路由选择,避免增加局部网络拥堵,增加网络的吞吐量。通过仿真软件OMNeT++4.0进行仿真可以发现,新型路由体系应用在网络流量大的场合相比传统路由体系将具有明显优势。

    • 基于微带三模谐振器的超宽带带通滤波器设计

      2017, 40(5):148-153.

      摘要 (973) HTML (0) PDF 1.22 M (1086) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于微带三模谐振器的超宽带带通滤波器设计。该滤波器由一个中心加载阶跃阻抗开路枝节的三模谐振器,及两组用于抑制谐波的新型哑铃型缺陷地结构组成。使用交指型馈电方式及在馈电处的地板开槽实现超宽带需要的的强耦合,利用缺陷地结构抑制高次谐波实现良好的阻带特性。仿真结果表明,所设计的滤波器通带3 dB相对带宽达到80%(4.06~9.48 GHz),通带内插入损耗小于0.58 dB,回波损耗大24 dB,通带外10 dB阻带覆盖到30 GHz,通带两侧附近均有一个传输零点,获得了陡峭的通带边缘,较好地实现了美国联邦通信委员会(FCC)授权的超宽带通信系统的频谱使用要求。该滤波器结构简单,谐振器自身尺寸小于中心频率下0.5λg×0.5λg。最小带线和最小缝隙宽度均不小于0.1 mm,易于低成本加工,具有较高的实用价值。

    • 基于队列博弈的认知无线电网络信道定价与选择优化

      2017, 40(5):154-158.

      摘要 (925) HTML (0) PDF 1.11 M (1047) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于排队论的授权用户和认知用户频谱租赁问题,引入了异构认知用户概念,建立了一个双寡头垄断市场模型,提出了在M/M/1排队模式下的两种异构用户共享式的接入机制,并构建了非合作博弈和合作博弈的两种价格博弈模型,理论分析了多类型用户的频谱选择问题,联合定价机制和信道选择优化两方面,实现了频谱出售方的收益最大化和认知用户的代价最小化。认知用户选择模型最终达到了Wardrop均衡,利用凸优化和拉格朗日对偶理论对合作博弈下的优化模型进行了求解,并通过仿真对比了两种博弈模型下优化定价及获得收益的情况。

    • >信息技术及图像处理
    • 基于三维重建的绝缘子爬电距离计算方法

      2017, 40(5):159-163.

      摘要 (1331) HTML (0) PDF 1.73 M (1354) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于三维重建技术计算绝缘子爬电距离的方法。该方法首先在KinectFusion算法框架下获得三维体素网格的有向距离函数(TSDF)数据,然后在对称切割所得的二维截面中提取表示爬电距离的有效轮廓点,最后遍历有效轮廓点计算爬电距离。其创新点在于构建绝缘子的三维模型,将形状不规则的实物转化成体素进行计算处理。实验证明该方法既快又准,平均误差为2.7%,节省了制作人员和测量人员的时间,同时避免了由于结果不准确而进行的反复测量。

    • 基于轮廓分析与三阶不变矩的旋转目标定位算法

      2017, 40(5):164-167.

      摘要 (1607) HTML (0) PDF 4.78 M (1256) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决当前图像定位算法在识别旋转与缩放工件目标时,存在定位成功率不高的问题,提出了基于轮廓分析与不变矩特征的旋转目标定位算法。首先,采用自适应二值化对图像进行预处理,并遍历图像轮廓,完成轮廓序列提取与面积计算,实现对杂质干扰的排除。然后构建三阶不变矩,计算逐一计算图像轮廓序列的三阶不变矩特征,从而建立定位度函数,与模板目标的不变矩特征比较,完成对旋转缩放工件目标定位。实验测试结果表明,与当前图像定位算法相比,在面对缩放+旋转干扰时,本算法拥有更高的定位成功率与鲁棒性。

    • 基于卷积神经网络的轮胎缺陷X光图像分类

      2017, 40(5):168-173.

      摘要 (2082) HTML (0) PDF 1.95 M (1412) 评论 (0) 收藏

      摘要:轮胎缺陷的类型直接决定着轮胎是否为残次品或废品,对于轮胎定级具有重要参考价值,探索高性能的轮胎缺陷分类方法至关重要。采用卷积神经网络技术,提出一个端到端的图像自动分类算法。首先,从国内某轮胎生产线上通过现场运行的轮胎X光射线缺陷检测系统采集胎侧异物缺陷、胎冠异物缺陷、气泡缺陷、胎冠劈缝、胎侧开根5 种最常见缺陷类型和1种正常胎侧图像作为分类目标,并且依据缺陷图像的缺陷尺度,将每幅图像缩放到127×127像素的统一大小;然后,设计含有5个卷积层、3个池化层、3个全连接层的网络结构。最后,用采集的缺陷样本对所设计的深度网络进行训练学习与测试。并将该算法和大量传统分类算法进行实验对比,取得更好的分类效果,平均测试识别率高达96.51%。

    • 基于混沌序列和DCT变换的图像零隐藏算法研究

      2017, 40(5):174-179.

      摘要 (1587) HTML (0) PDF 928.80 K (1132) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高信息隐藏技术的抗隐写分析能力,对基于图像的零隐藏技术理论模型进行推导,分析了零隐藏技术实现信息隐藏时鲁棒性和预处理的要求,考虑到离散余弦变换(DCT)和混沌序列的各自优势,提出了基于DCT变换和混沌序列的图像零隐藏算法。该算法利用混沌序列对隐秘信息进行预处理加密,建立载体图像DCT变换域直流系数与已加密隐秘信息之间的关系文档,而不是将隐秘信息嵌入到载体图像中。在MATLAB环境下对该算法进行性能测试,结果表明具有嵌入容量大、鲁棒性强以及抗隐写分析能力好的优点。

    • 基于Haar-like特征与Adaboost算法的前方车辆辨识技术研究

      2017, 40(5):180-184.

      摘要 (1261) HTML (0) PDF 1.62 M (1199) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高前方车辆的辨识效能,提出一种融合Haarlike特征与Adaboost算法的前方车辆辨识方法,基于海量车辆样本集进行离线训练,提取有效车辆轮廓与纹理特征,以Haarlike特征作为目标描述方法,采用Adaboost机器学习算法训练分类器,并构建特征样本级联分类器,对测试对象进行车辆存在性检测。试验结果表明,提出的融合Haarlike与Adaboost的车辆辨识算法检测准确率为91%以上,平均检测速率28 ms,对车辆类型和环境干扰等非确定因素具有较强的自适应能力,提高了前方车辆纵向检测的鲁棒性,满足了车辆纵向维度的安全行驶应用需求。

    • 基于改进SURF算法的单目视觉里程计

      2017, 40(5):185-188.

      摘要 (989) HTML (0) PDF 1.51 M (1118) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统单目视觉里程计在特征提取过程中误匹配点过多,匹配精度低、运算量大、提出了一种基于改进SURF算法的单目视觉里程计模型,首先使用SURF算法对单目摄像头采集的图像的相邻两帧进行特征点的检测与匹配,然后用RANSAC算法对误匹配点进行剔除,提高匹配的精度,减少运算量,最终求出相邻两帧图像特征点匹配的旋转矩阵R和平移向量T,完成运动估计。实验结果表明,该模型在预估曲线运动和直线运动时的运算速度分别提高了11.2%和10.38%。

    • >智能化仪器及其应用
    • 微波放大器输出端热态网络参数测量方法研究

      2017, 40(5):189-192.

      摘要 (1249) HTML (0) PDF 1.51 M (1351) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微波放大器热状态下网络参数的测试难题,分析了传统负载牵引法和矢量网络分析仪冷态测试法的优缺点,提出了一种基于双源矢量网络分析仪的放大器输出端热态网络参数测量方法。通过控制矢量网络分析仪内部双源频偏,使放大器工作频率和测试频率保持微小偏移并同步扫描,在常规双端口条件下校准即可实现放大器功率输出端的热态网络参数的直接测量。给出了热态网络参数测试的注意事项,且该方法已经应用在了国产矢量网络分析仪产品功能选项上。

    • 基于激光传感器的自主循迹智能车设计

      2017, 40(5):193-196.

      摘要 (832) HTML (0) PDF 1.07 M (1002) 评论 (0) 收藏

      摘要:在智能机器人路径识别传感器中,激光传感器由于其精度高、实时性强的优点被广泛使用。针对需要识别黑白路径的智能车,设计一组共18个激光传感器组,并在传感器布局和路径识别算法中将激光头分成3组形成分时复用,通过寄存器赋值用以区分黑线的不同位置。而后根据寄存器的值,分别调试出舵机的期望脉冲值和当前脉冲值,通过二者作差从而获得方向控制的偏差值,并对偏差采取PD控制。实际调试表明,所提传感器布局、路径识别和处理方法可以有效识别道路信息,并使得智能车方向控制精确平稳。

    • 基于DSP的甲烷浓度检测系统的研究与设计

      2017, 40(5):197-200.

      摘要 (893) HTML (0) PDF 1.14 M (968) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,光干涉型甲烷检测仪性能稳定、使用寿命长,但由于采用人工读数,自动化程度低,测试前,刻度值的标定必须在和待测地点温度相近的进风巷中,捏放吸气球清洗甲烷室,然后校零,防止由于温度气压变化较大而出现零点漂移现象,读数不直观,人为误差较大,不能存储数据。基于此,采用图像分析和信息处理,提出了采用CMOS作为光电转换元件的非接触式测量方式, CMOS输出信号经过模数转换后成为高速的数字图像数据,通过DSP实现对CMOS数字图像数据的采集、存储以及对干涉图像数据的算法分析,最终实现甲烷浓度的高精密测量。

    • 基于DSP和FPGA的导航系统硬件平台设计

      2017, 40(5):201-204.

      摘要 (1285) HTML (0) PDF 858.74 K (1220) 评论 (0) 收藏

      摘要:导航计算机是捷联惯性导航系统中的核心部件,主要完成初始对准和导航计算,通常由高性能、高精度的计算芯片构成。基于DSP和FPGA技术,设计应用于导航系统的导航计算机,通过时序控制和程序设计,解决了DSP芯片的自举引导、芯片之间通信、脉冲信号计数和导航计算等问题。通过长航时导航实验测量,电路能够长时间稳定工作,测量的陀螺计数误差小于e-10,导航实验速度误差小于±0.5 m/s,最大的导航径向误差0.490 8 nm,在24 h内的导航精度达到0.5 nm。平台能够提供精确快速的测量和计算数据,为惯性导航系统发挥重要作用。

主编:孙圣和

创刊:电子测量技术

国际标准刊号:ISSN 1002-7300

国内统一刊号:CN 11-2175/TN

国内邮发代号:2-369

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