摘要:为了解决高速数据采集过程中，数据通过LVDS接口向计算机高速传输数据的问题。采用了Xilinx公司Artix-7系列型号为XC7A35T的FPGA作为主控芯片，并基于USB3.0接口芯片设计了从LVDS到USB3.0的高速数据传输接口。使用了FPGA内置的LVDS收发器接收LVDS数据，并通过DDR3缓存后写入到USB3.0控制传输芯片，完成LVDS接口到USB3.0接口的高速数据传输。经过数据传输测试，系统能够将LVDS接口收到的数据通过USB3.0传输到计算机的上位机，实际传输过程中速率保持在250MB/s，具有硬件设计简单、传输速度快等特点。

摘要:为提高智能计量装置用电量计量误差监测精度，设计基于数据采集回传的智能计量装置用电量计量误差监测系统。系统分为硬件设计与软件设计两部分。硬件部分由子站与主站两部分构成。主站子系统即主站误差监测机主要包括主站工作机与外围设备、其他信息设备三部分。子站终端由电量采集模块、CT切换模块及PT切换模块构成，主要功能为实现对一次设备的电量、电能表信息数据的采集。软件主要由通信网络与数据库组成。主站子系统和子站子系统通过通信网络实现数据采集回传时的数据信息交互，并在终端设备本地与计量中心分别设置数据库服务器。仿真实验结果表明：该系统性能指标符合电网电量计量规程要求，可替代人工现场监测设备，误差监测结果精准可靠，应用效果较好。

摘要:本研究的目的是改变常规技术中被检电能量化误差大，交流充电桩工作容易发生故障的问题，采用的方法是设计出图像识别的交流充电桩误差检定方法，并构建出新型的交流充电桩误差检定装置，通过图像差异突变量，检测出的被检充电桩的电度变化，使用余选相似度算法比较两帧图像差异 T(n)，并计算本帧f(n) 和上一帧f(n-1)图形差异值以及上一帧f(n-1)和上上一帧f(n-2) 的图形差异值的变化。结果是通过上述设计，降低了交流充电桩检定的误差，平均误差低于5%。因此，本研究的方案提高了检定精度。

摘要:为了解决自动售烟机机械结构模块化设计时，采用模糊聚类算法得出的模块划分结果无法得到有效验证的问题，本文提出一种根据运动学和动力学仿真数据来验证模糊聚类结果是否合理的方法。首先，根据各个零件的功能、几何、物理相关性建立模糊聚类原始矩阵，通过夹角余弦公式将原始矩阵转换为模糊相似矩阵；然后，由模糊相似矩阵通过传递闭包的算法得到模糊等阶矩阵，由模糊等阶矩阵取不同的阈值形成动态聚类树；最后，由Adams软件对模糊聚类后的核心模块进行运动学和动力学仿真，由仿真结果判断模糊聚类的结果是否合理。实验表明，使用本文的方法进行模糊聚类结果判定时，可以有效判断模糊聚类的结果是否合理。

摘要:Drilog随钻测井系统是中海油田服务股份有限公司（中海油服）在十二五期间研制的随钻测井系统。由于井下特殊的高温高压环境以及仪器之间特殊连接方式，仪器之间的互联需要采用一种单芯总线，该单芯总线除了用于供电外还用于传输信号，仪器的机械钻铤外壳相连作为系统地，实现供电信号复用。本文重点针对单芯TBUS(TOOL BUS)总线关键器件参数对总线带载能力的影响问题，分析并研究了关键器件参数设计选择方法。设计了一种供电和信号耦合的物理层接口，通过现场实验和300井次的作业测试，结果表明该物理接口设计能有效降低总线信号波形畸变，提升总线系统的带负载能力。

摘要:针对目前织物自动开幅设备无法准确识别复杂织物纹理背景下的开幅引导线的问题，本文设计了一种基于迁移学习的GoogleNet网络与非迁移学习的残差网络的织物纹理特性分类系统。本文所使用的样本数据集分为密集型花纹等七种纹理特性，共计1543张图，随机选取80%的图片作为训练集，剩余20%图片作为测试集。两种不同的卷积神经网络在现有的数据集中达到了100%的识别准确率，并且在后续的系统测试中，新增了300张样品，最终系统的识别准确率达到了98%。实验结果表明，将GoogleNet网络与残差网络应用于织物纹理特性的分析与分类切实可行，以此为算法基础构建的系统具有实用价值。

摘要:针对无刷直流电机（BLDCM）在六脉冲驱动方式下存在较大换相转矩波动的问题，设计了一种基于有限集模型预测控制（FCS-MPC）的转矩波动抑制算法。首先，预测电机换相时非换相相电流的特征。然后，通过价值函数选择出最佳的驱动电路开关管导通状态，抑制非换相相电流的波动。实验结果为，使用本文所设计的转矩波动抑制算法时，电机在高速运行时的转矩波动偏差比为4.04%，低速运行时的转矩波动偏差比为0.88%。实验结果表明，无论电机处于高速运行还是低速运行，本文所设计的算法都具有良好的换相转矩波动抑制效果。

摘要:针对混合声源定位精度低的问题，提出了一种非迭代补全互谱矩阵的算法，利用互谱矩阵的埃尔米特特性，不经过迭代，在不牺牲定位精度的情况下提高计算效率。该方法首先建立一个稀疏模型，通过构造冗余脉冲响应(RIR)矩阵作为压缩感知测量矩阵，将源定位问题转化为压缩感知问题。然后根据多个源方向向量的空间稀疏相关性，引入投影算子，在压缩感知框架下使方位角的均方根误差保持在5%以内。均匀圆阵(UCA)环境下的仿真结果表明，与传统算法相比，该算法具有更好的估计性能。

摘要:当多个智能传感器节点组成网络时，会详细监测物理环境而被广泛使用。但传感器采用电池供电不可替换，为了高效利用电池的能量达到长时间有效监测环境的目的，设计了一种基于异构网络的分区稳定路由协议（PSRP）。该协议根据节点能量把网络分为三个区域，区域0的节点直接跟基站进行通信，区域1和2的节点采用群集机制进行数据传输。群集中簇首的选择主要考虑节点的剩余能量和离基站的距离，较远的簇首采用中继节点转发数据的方式给簇首。 最后采用不同的评估方案（例如基站的位置变化和节点能量可变）对 PSRP进行评估，结果表明，PSRP协议高效的利用了节点的能量，减少平均能量消耗，增加了网络的稳定期。

摘要:车标分类是车辆识别的方法之一。车标分类广泛应用于政府大楼、校园、道路等场所的安全防护。本研究的主要目的是利用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)分类方法对车标进行识别。针对车标识别问题，本文设计了一种基于大间隔分布的Pin-SVM (Pin-SVM with large margin distribution, LMD-Pin-SVM)模型。首先，利用间隔均值和方差定义间隔分布，然后将最优间隔分布引入到Pin-SVM模型中，建立LMD-Pin-SVM线性模型。此外，利用核技术将线性LMD-Pin-SVM模型扩展到非线性情况，并应用于车标识别中。实验结果显示，本文提出的模型在泛化性能上优于其他算法。LMD-Pin-SVM模型可以有效的抑制噪声对分类模型的不利影响，提高不同车标图像的分类正确率。

摘要:在含风电场的电力系统中，影响系统经济运行的不确定参数往往具有随机波动的特点，其容易在系统潮流优化时造成信息丢失等问题。本文以风电场中的风速和负荷为研究对象，采用概率盒理论来描述风电场参数的不确定性，首先利用参数的分布函数漂移区间来建立风、荷的概率盒模型，然后以发电成本最小为目标函数，将风、荷的概率盒等信度离散化带入到优化模型中构建基于概率盒理论的最优潮流模型，最后采用内点法来求解该模型得到最优潮流的计算结果，并与蒙特卡洛的方法作对比验证所提方法的有效性。IEEE30节点系统的实验计算结果表明，使用概率盒的方法在准确性上不仅能够更加全面地描述系统的不确定性，有效地求解最优潮流问题，而且在计算时间上用时更短，操作也更加简单有效。

摘要:目前所使用的质量流量控制器普遍存在响应的滞后性，从而到导致质量流量控制器控制出现滞后控制，导致油气浓度检测报警系统检定校准装置因配制气体浓度不精确而校准失败。针对油气浓度检测报警系统检定校准装置因所控气体流量变化慢而导致配制气体浓度不精确的问题，本文设计一种基于一阶加纯滞后模型的质量流量控制器的油气浓度检测报警系统检定校准装置,在原有质量流量控制器的模型中加入控制滞后补偿控制器，其作用是使得气体的控制摆脱滞后性的干扰，使其可以快速并稳定的达到指定的精度。我们先使用Simulink仿真对一阶加纯滞后模型的质量流量控制器进行仿真来验证其功能性以及性能，结果为流量误差为0.89%。最终，我们将设计的一阶加纯滞后模型的质量流量控制器用于实际测试，测得流量误差为0.56%。结果表明基于一阶加纯滞后模型的质量流量控制器可以减小控制滞后性带来的影响。

摘要:PET成像在信号采集过程中存在辐射暴露风险，在保证成像质量的前提下需要尽可能降低示踪剂的使用剂量。这将导致PET图像伪影及信噪比低等问题。本文提出一种基于多尺度上下文信息融合的条件生成对抗网络，用于优化PET图像重建，以提高PET图像的图像质量。通过对作为生成器的编码器-解码器网络的跳过连接进行重新设计，提出一种基于多尺度上下文信息融合的跳过连接，使解码器能够在解码过程中获取来自编码器更加丰富的语义特征。采用使生成器网络学习低剂量PET图像的噪声分布的策略，降低了网络的学习难度。在低剂量PET数据集上对所提出的网络进行评估，峰值信噪比为29.948±4.062，结构相似性系数为0.926±0.030，标准均方根误差为0.395±0.211。相比于传统去噪算法Non-Local Mean和Block-Matching 3D以及2种深度学习方法RED-CNN和以UNet为生成器的条件生成对抗网络，本文所提出的网络均取得了更加优越的性能表现。

摘要:为了解决BGA芯片视觉检测任务中，对存在焊点缺失的BGA图像进行位姿信息获取和焊点理论中心计算的问题，分析了现有点模式匹配算法的不足，提出了改进的点模式匹配算法。该算法基于BGA焊点的排列规律，建立了焊点分布矩阵模型，并应用度量空间展开网格，通过仿射变换映射到图像空间中，以网格为线索确定匹配关系，最后使用点集配准完成精确计算，得到位姿信息和焊点理论中心。通过模拟仿真实验，证明了该方法可以适应焊点缺失的情况，定位误差在1.6%，精确度比传统方法提升了26.4%。

摘要:许多精密仪器零件中的内孔形态各异，针对规则边缘零件内孔的质量检测，提出了一种基于规则边缘改进的快速模板匹配方法。通过对获取的零件图像进行数学形态学以及最小二乘法边缘拟合等操作，提取出只含零件内孔的感兴趣区域（ROI），最后建模对目标零件的内孔进行匹配检测。通过实验对所提算法的精度和速度进行验证，实验表明此算法能够满足零件的工业检测要求，且检测精度比传统模板检算法测高了8.9%，检测时间比传统模板检算法少了0.72S。

摘要:针对双目测距技术在远距离测距应用中存在误差较大的问题，本文提出了一种基于透视变换的远距离双目测距方法。首先使用标定所得的相机内外参数对存在畸变的图像进行立体校准，使用模板匹配的方法得到四对特征点的世界坐标以及所选基线的距离，然后利用所得特征点的世界坐标，通过透视变换以及三角测量的方法计算目标物体与相机之间的距离。实验结果表明：当待测物体距离相机10m甚至更远时，采用传统的双目测距方法测量误差较大甚至无法测量，而采用本文提出的透视变换的方法，测量物体距离相机达到45m时测量误差仍能够保证在5%左右，准确度较高。因此该方法能够有效地解决双目测距技术在远距离测距应用中误差较大的问题，有一定的实用性。

摘要:针对光电跟踪设备已有在线故障监测存在的盲点，对线缆信号传输故障检测方法进行了研究。本文利用线缆在故障位置阻抗不匹配原理，设计一种抗干扰性强和具有良好相关性的测试信号，通过信号发生器注入测试信号，利用数据采集卡采集反射信号，并消除因信号叠加产生的交叉项后，最后通过测试信号和采集的信号的相关性分析来确定线缆故障位置和故障类型，得到设备的故障单元。通过实验并与扩展频谱时域反射法进行性能对比，验证本方法的检测性能、稳定性及工程实用性。

摘要:氮化硅在红外热电堆中既充当钝化隔离层又充当红外吸收层，其薄膜刻蚀在MEMS工艺中至关重要。采用RIE-10NR反应离子刻蚀机以SF6为主要刻蚀气体，通过改变氧气流量、射频功率、腔室压强对氮化硅薄膜进行刻蚀实验。通过台阶仪及共聚焦显微镜表征刻蚀形貌、速率及刻蚀均匀性。实验表明：在SF6流量为50sccm，O2流量为10sccm，腔室压强为11Pa，射频功率为250W的条件下，氮化硅刻蚀速率达到509nm/min,非均匀性可达2.4 %；在同样条件下，多晶硅的刻蚀速率达到94.5nm/min,选择比为5.39：1。

摘要:为了减小外界的振动和冲击对微惯性测量单元（MIMU）输出精度的影响，结合多自由度减振理论和MEMS传感器支撑要求，设计了一种凸台式MIMU支架，选择合适的减振器安置方式，得到一种结构紧凑、质量轻巧的MIMU橡胶减振系统。该系统具有足够的刚度，从而保证结构的稳固，且便于安装，橡胶减振器的设置有效的降低了振动传递和耦合。为了准确描述橡胶性能，采用Mooney-Rivlion本构模型来模拟橡胶材料，根据经验公式确定了减振橡胶材料的参数。建立了减振系统的实际形态有限元模型，并进行动态特性分析，结果表明系统的前10阶固有频率均远离外界激励385-425Hz；考虑橡胶变形量较大，在瞬态响应分析中以减振系统中的电路板的变形角作为评价减振的依据，结果表明电路板的变形角为0.06°，符合设计标准，且与未减振的MIMU相比，具有良好的减振效果。

摘要:针对企业生产过程中零件混装问题，设计了使用基于高斯混合模型的背景分离算法，实现稳定且灵活的背景分离效果，使用基于等级灰度、形状相似和简单轮廓的特征提取算法，实现有效且稳定的特征数据提取效果，利用基于xml数据存储的多层神经网络算法，实现物品种类动态变更的效果。通过对图像进行分离、提取、识别后，达到分类的效果，结果表明，该系统不仅可以达到工业环境的稳定且智能的物品分类识别效果，而且在确保99%以上的高分类准确率的同时快速完成了分类任务，为市场多样化的需求提供了简洁有效的解决方案。

摘要:针对某型水下航行体内部北斗偶发性工作异常问题，设计一种独立的航行体内部北斗状态实时监控系统，对航行体当前北斗工作状态相关参数进行连续测量和实时解算，并依据相关判断准则进行临时介入性操控，提高北斗通信及定位有效率，从而提高航行体的实航安全性和可靠性。该系统设计中充分考虑航行体内部结构及工作环境，在兼顾原总线协议、控制条件及控制流程等相关要求基础上，摒弃常用的隔离、开关等大尺寸、高功耗元件组建方法，采用小尺寸、低功耗的组合集成式设计方案，实现某型水下航行体北斗状态的实时监控功能。该监控系统通过环境试验和电磁兼容性等相关测试，并在国内某水域搭载某型水下航行体完成实航试验测试，试验结果表明该监控系统可在航行体北斗工作异常时介入操控，提高航行体实航安全性和可靠性。

摘要:基于无人机智慧物流系统设计一种可供无人机停靠的自动卸货装置。相较于现有技术下庞大的流水线和复杂的机器人卸货装置，该装置特点是结构简单、拆装方便、工作可靠。根据工作要求对该机构进行受力分析，通过ADAMS建立自动卸货装置虚拟样机模型并对其进行动力学和运动学仿真，得出舱组件的运动轨迹和运动参数，根据其运动特点对其进行设计，为其最终设计提供了依据，为无人机智慧物流系统的自动化设计奠定了理论基础。

摘要:为解决荧光免疫分析灵敏度低，线性范围窄等问题，设计一款基于免疫层析技术和时间分辨荧光微球的免疫层析分析仪。该系统以荧光层析试剂卡为检测对象，标记物为时间分辨荧光微球。仪器的激发光源为单色LED(340nm)，通过光电二极管检测试剂卡T线和C线上荧光微球发出的荧光，结合标准浓度曲线即可计算出待测物的浓度。经实验测试，仪器在0.5~200mg/mL范围内具有良好的线性，线性相关系数为R2=0.9988；仪器精密度良好，台内CV小于1%，台间CV小于2.5%。仪器操作简单，检测快速，可广泛应用于POCT、毒品检测、食品安全检测等领域。

摘要:本文针对自动加样分析仪设计出一种的多轴机械臂控制系统，此系统主要由微控制器、三轴机械臂、定位传感器、液晶显示屏、通讯模块等部分组成。单片机通过接收上位机的指令，完成对机械臂的运动控制。机械臂模块采用多轴协同运动的控制策略，实时的修正控制参数，优化运动轨迹，确保机械臂的移动过程精准、平稳、快速。针对一些社区医院等基层医疗机构，考虑其经济、需求等因素，研发一种高精度、高稳定性、低成本的小型自动加样分析仪具有重要意义。经过对系统的实验测试，本文设计的多轴机械臂控制系统可以满足设备在中小型医院经检测要求。

摘要:FAIMS系统中最基础的部分为高场非对称射频电源，它提供电压差让离子在迁移区中实现有效的分离。本文通过半桥逆变的原理产生RF方波，设计一种三桥臂的方波产生电路，减小了通过高压直流电源的电流，从而有效减小了系统的功率。考虑FAIMS芯片的复杂性和仪器的便携性，改进差分式射频工作模式，有效降低了FAIMS对高压直流电源的输入要求，有利于高压直流电源的简化和功耗的降低，进而有利于FAIMS的小型化应用。结合补偿电压自动扫描，研制出优化后的高场非对称方波射频电源，通过实验对比，满足FAIMS迁移区的工作要求。

摘要:设计了一种可穿戴在腕部的体温监测预警系统，可用于新冠肺炎集中隔离人群的体温监测，也适用于需要连续监测体温的场景和常见情况下使用。以单片机为核心进行设计，温度采集模块采集腕部体表温度和外界环境温度，通过最小二乘法拟合的方式补偿环境温度对腕部温度的影响，然后通过蓝牙模块以无线方式传输到手机端。手机端可以实时显示体温值，温度异常时会显示异常提醒，同时可查看历史体温数据。经测试该系统测量误差小于0.1℃，且稳定性好，实时性高，视觉效果良好，易于功能扩展。

摘要:为了实现自动气象站的智能控制和系统自检，设计了一种具有自检功能的象站无线通讯系统。该系统使用RS232串口通信及GPRS无线通信，将多种气象信号通过总线接口接入自动气象站，地层设备根据通信协议，将气象站要素信号采集，完成各项操作后，将采集的气象数据传输到上层进行终端处理。系统通过5个自检测量点对主要气象要素的测量，结果为温度的5次测量值分别为-2.5OC、12.2OC、23.3OC、28.6OC、33.4OC，误差最大值为1.2%；湿度的5次测量值分别为10.0%、20.0%、30.0%、40.0%、50.0%，误差为0；雨量5次测量值分别为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、1mm，误差为0；风速5次测量值分别为1.9m/s、3.1m/s、4.2m/s、5.3m/s、7.4m/s，误差最大为4.5%，且以上测量误差均满足气象观测规范中的要求。结果表明该系统能够将采集的气象数据传输到上层进行终端处理实现自检功能，当自检发现设备故障时自动报警提醒，并实时推送给业务管理人员，从而缩短故障响应时间，实现了气象站的智能控制，提高了自动气象站业务数据的观测质量。

摘要:内燃动车组车下线缆众多、布线空间狭长，容易发生线间串扰故障。通过介绍车下布线情况，结合串扰理论，设计了一种降低线缆间串扰的屏蔽防护方案。在CST线缆工作室中对M车和T车下两种不同工况下建立线缆仿真模型，得出传感器线缆中的串扰电流、电压。通过仿真波形对比，加装屏蔽后的电流、电压相比未加屏蔽之前的串扰大幅降低，符合设备正常工作的误差范围内，验证了方案的有效性。同时对其他型号电力机车的布局布线有一定的工程参考价值。

摘要:设计了一种以ARM Cortex-M4为核心的数字源表。通过数模转换芯片AD5422实现电压、电流源输出，输出精度在0-10V，0-20mA范围内达到五位，误差在0.02%以内；通过模数转换芯片LTC2440实现对电压、电流、电阻的测量功能，测量精度达到六位半，其中电压测量误差小于0.003%；信号的测量经选通放大后由ADC进行采样，采用滑动均值滤波滤除采样干扰，最小二乘法校准采样数据；测量和输出数据在LCD上显示。本数字源表成本低，集成度高且方便操作，适合在电子信息类本科教学实验中广泛使用。

摘要:针对目前水产养殖业中水质监测难、调节难的行业痛点，采用NB-IoT技术，设计并研制了一种水质监测无人艇系统，可实现自主巡航采集水质，并在云端对水质进行实时监测与调节。采用数字罗盘、BD-GPS与IMU进行组合导航实现无人艇自主巡航以及运动数据获取，航行过程中通过pH、浊度、溶解氧传感器采集水质数据，然后通过NB-IoT模块将水质与运动数据上传至OneNET云平台。以溶解氧调节为例，设计水质调节节点接收云平台指令对增氧机进行控制，从而实现水体溶解氧调节。实验结果表明，本系统较好的实现了设计目的与要求，在云端可实时观察水质与运动信息并下发指令控制增氧机调节溶氧含量，远程开启25分钟后，溶氧量增加了0.11mg/L；巡检某面积约为1公顷池塘的9个目标点，平均用时在5分钟内，显示出良好的工作性能。