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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2017, 36(11):4-6.
摘要:
2017, 36(11):7-10.
摘要:虽然RV减速器具有体积小、重量轻、传动平稳、寿命长、传动效率高等一系列优点,但是摆线盘和针齿啮合时的接触应力比较大,磨损情况严重。为了优化结构的接触特性以及质量,以针轮的分布圆半径、短幅系数、针齿半径、摆线盘厚度为优化变量,分别以最大接触应力、质量最小化为优化目标,分别采用遗传算法和fmincon非线性优化方法进行优化。两种优化方法得到的结果比较一致,且都有比较明显的优化效果,但是造成另外一个优化目标的增大。为了使两个优化目标都得到比较良好的优化效果,采用fgoalattain多目标算法进行多目标优化。
2017, 36(11):11-14.
摘要:针对现有蓄电池内阻检测方法存在的精度差、复杂性高和影响蓄电池寿命等缺点,研究了一种基于脉冲电流放电法的内阻在线检测系统。通过控制开关管的通断使蓄电池对负载进行脉冲电流放电,同时采集放电前后的电压及电流,经交流差分电路放大后将交流信号转变为直流信号,再通过滤波电路处理后进行模数转换,最后由MSP430单片机进行分析处理,实时在线计算蓄电池内阻。实验结果表明,本文提出的脉冲电流放电法需要测量的参数较少,降低了系统的复杂性,提高了在线测量蓄电池内阻的精确度,同时避免了瞬间大电流对蓄电池的损害,延长了使用寿命。
2017, 36(11):15-20.
摘要:在进行工业超声无损检测的过程中,由于环境、仪器等原因产生噪声,对后续缺陷分析等工作形成一定干扰,不利于完成后期数据分析。因此为了使信号的信噪比有所提高,提出了一种改进的经验模态分解阈值降噪算法。同时对比小波软阈值降噪法与经验模态分解清除重复间隔阈值的方法,在MATLAB仿真软件中建立超声回波数学模型并进行算法验证。实验结果表明,经验模态分解降噪方法优于小波阈值降噪,改进后的经验模态分解阈值降噪方法在信噪比、均方误差、光滑度3个方面均有所提高,达到了较好的降噪效果。
2017, 36(11):20-20.
摘要:
2017, 36(11):21-25.
摘要:针对三维块匹配(BM3D)算法在合成孔径雷达(SAR)图像相干斑抑制时存在块相似性度量不准确的问题,提出一种改进广义似然比准则(GLR)的SARBM3D相干斑抑制算法。该算法根据在光学图像去噪效果良好的BM3D算法,以变换域方法和非局部思想为基础,考虑SAR图像相干斑特性,采用概率相似性度量方法用于块匹配步骤,从而达到较好的相干斑抑制效果。实验证明,提出的算法对SAR图像的相干斑抑制可以获得更高的信噪比和更好的视觉效果。
2017, 36(11):26-29.
摘要:为了解决接触式破片群速度测试方法中多目标匹配问题,在一致点漂移算法的基础上提出了广泛性点匹配算法。该算法首先将点集进行约简;然后利用约简后点集的重要性质,采用多重EM迭代策略求得全局最优解;最后,找到不同测试面中测得的点集一一对应关系。通过仿真分析并与其他算法进行对比,证明提出的算法能够更好的解决破片群测速问题。该算法解决了破片群测试模型中难以将各个破片速度匹配的问题,极大的提高了破片群速度测试精度。
2017, 36(11):30-33.
摘要:为了探究编码器测速对闭环控制系统的影响,更好的利用编码器提高测速和控制效果,首先说明了编码器测速原理,然后分析了差分速度估计法中编码器自身分辨率和采样周期对速度估计的影响,其后对闭环控制系统进行了分析,得出在速度带宽一定的情况下,编码器的采样频率变化对位置信号测量没有影响;而在满足系统带宽的情况下,编码器的采样频率越大,对速度测量造成的误差越大,最后用实验验证编码器采样频率变化对整个闭环控制系统的影响。
2017, 36(11):34-37.
摘要:虹膜定位是虹膜识别中极为关键的一步,选择了一种基元模式来进行虹膜内边缘定位。为了使提取的内边缘更加精确,先对采集的虹膜图像进行除燥去、光斑、归一化等处理,再设定方窗函数及双阈值,来定义基元模式,通过基元模式提取虹膜内边缘纹理信息进行边缘定位。最后选取了CASIAIris,UBIRISV1和MMUIrisV1虹膜数据库中虹膜图像在MATLAB 2010b上与Daugman和Wides两种算法进行性能测试,实验证明,此方法准确率很高,耗时较短,可以有效精确定位虹膜内边缘,具有较好的应用价值。
2017, 36(11):38-42.
摘要:目前爆炸场热毁伤效应越来越受到人们的重视,针对爆炸场恶劣的测试环境要求,设计了一种基于红外探测的新型热流密度传感器。该传感器利用其热敏元件与爆炸产物直接接触使热敏元件温度升高进而产生红外辐射,基于红外测温的原理得出热敏元件的温升情况,通过热传导数学模型理论间接得出环境中的入射热流密度。相比于传统的热流密度传感器而言,这种新型热流密度传感器响应时间快、测试范围广、测量精度高、能够较好地用于爆炸场热毁伤测试评定。
2017, 36(11):42-42.
摘要:
康立富 , 王威廉 , 何冰冰 , 吴海龙 , 刘翔 , 吴超
2017, 36(11):43-47.
摘要:从数据采集、运动状态识别及识别结果显示3个方面,设计基于Android的运动状态识别分析系统。在硬件电路方面,本系统使用MPU6050加速度传感器采集数据,并做预处理。在软件方面,运动状态识别算法在手机APP的后台实时处理数据。首先对接收的6组数据进行预处理,检测并统计识别步数;其次运动周期提取,计算挥拍次数及平均挥拍速度;然后对运动周期内的数据进行标准化处理,调用个人特征数据库进行运动识别,实现越用越准;最后将结果通过基于Android的手机APP界面进行显示。在系统测试中,能够计算出挥拍次数、平均挥拍速度、步数,同时能够识别出羽毛球、乒乓球两种运动模式和高远球、弧旋球等8种运动动作,识别率达到90%以上。
2017, 36(11):48-51.
摘要:为了测试毫米波探测器在实际工作状态中的性能和分析其对目标输出信号的特性,研究了毫米波辐射计的工作原理及输出信号表达式,并推导建立了探测器输出信号的数学理论模型。通过在野外进行模拟实验,获取半实物仿真的数据,研究辐射计输出信号的特性。不考虑大气损耗及天线旁瓣的作用,推导出3 mm和8 mm辐射计探测水泥路面时的天线温度对比度以及最大探测距离,并通过得到的实验数据分析对比两者的性能,为辐射计的选型提供依据。
2017, 36(11):51-51.
摘要:
2017, 36(11):52-55.
摘要:介绍了最具代表性的图形化编程开发平台LabVIEW。以NI5122数据采集卡和C架等为硬件,以LabVIEW2015软件作为开发平台,将NI Scope和VISA结合起来,搭建了超声测量平台系统。NISCOPE实现数据采集和波形图显示,VISA实现串口通信。该系统可以实现C架的控制,并实现连续测量和定点测量,可以根据需要改变C架的速度和最远位置,同时也能改变最小采样长度和最小分辨率。该系统用户界面良好,使用方便。
2017, 36(11):56-61.
摘要:平板显示产业(FPD)是电子信息产业的支柱,属于战略性基础产业。其发展水平是一个国家的科技实力和国际竞争力的重要体现。检测环节贯穿于整个平板显示制造的全过程,其重要作用不言而喻。而检测专利的布局也是研究企业发展以及当前产业发展现状的重要因素之一。本文以平板显示产业的检测专利为突破口,全面分析顶级参与者、专利情况、研发地点以及相互依赖关系等关键要素,并得出相关结论。研究平板显示检测的专利具有重要意义。
2017, 36(11):62-66.
摘要:DICOM是医学图像和相关信息的国际标准,定义了能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。针对DICOM文件读取与显示较为困难的问题,使用ITK工具包、VTK工具包中的类和函数对DICOM头文件及图像进行读取与显示,同时利用Qt灵活的界面搭载特性给用户提供一个友好的交互界面。通过对工具包中读取与显示DICOM文件的原理及方法的介绍,分析了各自的优缺点以及采用三者混合编程的必要性。采用三者混合编程,实现了DICOM图像及头文件的批量、快速、正确读取与显示,同时也为三者集成环境下的软件开发做了初步的探索。
2017, 36(11):67-70.
摘要:热阻的准确对GaN HEMT器件寿命评价的有效性有非常大的影响。红外热像法热阻测试只能在器件未封帽时进行,不适用于封装完整的器件。利用正偏栅极电压和瞬态热阻抗分离点相结合的瞬态双界面测试法,对一款进口GaN HEMT器件开展了电学法热阻测试研究。将测试结果与红外热像法热阻测试结果进行了对比,并分析了在不同控温冷板温度和功率条件下器件热阻的变化。结果表明,双界面热阻测试能够在封装完整的情况下实现对GaN HEMT器件热阻的准确测试,在不同条件下热阻测试结果呈现一定的变化规律。
2017, 36(11):71-74.
摘要:D2D通信是允许两个相邻用户在通过基站的控制下共享蜂窝用户的频谱资源来直接通信的技术。D2D用户与蜂窝用户共享资源而引入的额外干扰会降低系统的性能,因此资源分配成为D2D通信的一个重要问题。针对D2D用户密集场景下最大可接入数量问题提出了一种基于图着色的资源分配算法,其中将D2D用户对视为一个顶点,蜂窝用户的资源视为一个个簇,对顶点进行着色即对其分簇。仿真分析可以看出,所提出的方案能够增加网络最大可接入的D2D用户对的数量,有效提高了系统容量。
2017, 36(11):75-79.
摘要:针对多串口实际需求,依据USB2.0与串口传输速度差特点,提出了一种基于USB2.0的多通道串口数据采集方案。在硬件上,针对热插热拔设备供电限制及系统可靠性要求,对主要芯片进行论证选型,并设计系统框架;在软件上,为了避免多串口主动同时“抢占”USB接口而导致数据丢帧问题,引入多级缓存结构,变主动“抢占”为被动入栈,同时采用统计方法设计串口防抖捕获模型。为了验证设计模型的有效性,以Demo平台为试验对象,设计了4路串口传输的试验方案,实验结果满足预期要求,达到多路串口传输的目的。
2017, 36(11):80-84.
摘要:逆变器并网控制过程中往往利用比例积分(PI)控制器追踪信号,然而在正弦电流信号的追踪过程中往往由于冲击性负载的作用,给系统带来稳定性误差和系统扰动等问题,本文提出了一种基于比例谐振(PR)控制技术的准比例谐振(PR)逆变器优化控制策略。首先对PR控制器的原理进行了介绍,通过对PR控制器的改进构成了准PR控制器,重点分析了准PR控制器控制参数对系统性能的影响,从而确定系统最优时控制器的参数,并在准PR控制的基础上添加谐波补偿环,有效消除特定次数谐波。利用MATLAB/Simulink进行仿真实验,对PI控制器与准PR控制器的实验结果进行对比分析,验证了改进的准PR控制能够在逆变器并网系统中实现无静差追踪和稳态误差消除,保证了系统的动态稳定性。
2017, 36(11):85-88.
摘要:为了进一步研究地震特性,用最科学的方法减小地震带来的灾害,设计并实现了基于GIS的地震定位与波形显示系统,该系统基于对QGIS的二次编译与开发作为GIS显示模块,搭载MySQL数据库储存地震数据及各类信息数据,将地震信息直观形象地展现给研究人员,方便对已发生的地震做进一步的分析与研究,为地震灾害的防御和预警工作提供基础。
2017, 36(11):89-93.
摘要:为了满足目前中短距离范围内无线调频通信的需求,提出了一种基于无线通信技术的调频发射接收系统设计方案。系统采用FM发射/接收芯片RDA5820完成了调频发射、接收功能设计,通过IIC总线实现了RDA5820与STC89C52之间的数据传输,并使用LCD液晶屏实时显示系统工作状态。实验测试表明,在87.0~108.0 MHz频段范围内,该系统具有良好的音频信号发射与接收能力,其最大发射和接收距离可达800 m,较好地实现了中短距离范围内的无线调频通信,并可应用于校园调频广播等领域。
2017, 36(11):94-98.
摘要:针对火灾频繁发生问题,设计了一款能实现温度及烟雾浓度检测的智能火灾报警系统。该系统以MQ2烟雾传感器、DHT11温度传感器和FIGARO TGS 813传感器为火灾探测器,STM32F103ZET6为控制系统核心,应用模糊控制理论提高了系统的精度,同时减少了误报率,实现火灾自动声光报警并通过无线WiFi传输数据,由GSM远程通信发送报警信息至手机用户端。经过反复实验测试基于模糊控制的智能火灾报警系统具有较强的实用性,适用范围广,适用于智能家居的安防系统。
2017, 36(11):99-102.
摘要:本设计是以MSP430F149单片机为核心的小车式灭火报警机器人,通过红外火焰传感器的数字输出进行火源寻找,并根据采集到的信号对行进方向进行调整,同时利用红外对管实现机器人避障。机器人行进过程中能够依据火焰传感器的模拟量输出估算出机器人与火源之间的距离,并利用MQ2烟雾浓度传感器检测周围烟雾浓度。此外本设计具有液晶显示功能、蜂鸣器报警功能以及LED灯光报警功能。整体设计低能耗、低成本,实验表明:小车式机器人能够快速有效的寻找到火源,并进行灭火,适用于家庭、宿舍、加油站等小型场所。
2017, 36(11):103-107.
摘要:传统随机振动试验的频域方法所模拟的是平稳高斯信号,但是实际振动环境往往是超高斯的,尤其是输电塔线系统受到的风载,且超高斯激励和高斯激励对结构的损害差异很大,因此对超高斯振动环境试验的研究就变得尤为重要。线性系统响应的超高斯特性研究是超高斯振动环境试验的关键,也是实现功率谱密度和峭度同时复现的基础。本文研究了超高斯激励下的线性系统响应,推导得到了响应峭度的时域和频域计算公式,并给出单自由度线性系统响应峭度的具体表达式。公式揭示了线性系统响应的超高斯特性与系统的阻尼比和激励的超高斯特性之间的关系,通过仿真验证了这一结论。最后搭建试验平台,对一根单输入单输出的悬臂梁进行了振动控制试验。试验结果表明其输出响应谱与给定的参考谱之间的误差完全满足工程中±3 dB要求,而峭度则满足完全满足参考要求。
2017, 36(11):108-113.
摘要:提出了一种利用相关梯度特征和AdaBoost 反向传播神经网络的无参考图像质量评价方法。首先利用高斯滤波器得到水平和竖直的方向导数,然后提取相关的梯度特征,其次计算其直方图方差特征,然后训练BP神经网络得到弱分类器并利用AdaBoost算法获得最终的强分类器,最后利用得到的强分类器预测图像质量分数。实验结果表明,方法评价的结果合理、鲁棒性强、实行性好,符合人类视觉特性,并且与主观评分有较好的一致性,取得了很好的评价效果。
2017, 36(11):114-117.
摘要:面粉加工厂的粉尘浓度如果控制不好,不仅会提高工人职业病的发病率,而且极易引起粉尘爆炸事故,为了控制预防危害的发生,系统以STC89C52作为主要控制芯片,结合粉尘浓度传感器和氧气浓度传感器、A/D转换器、LCD显示电路以及报警电路等模块,实现对粉尘浓度和氧气浓度的值进行实时检测、显示,并在安全范围之外自动发出声光报警信号。通过对某小型面粉制粉车间的测试数据及误差分析,表明该系统可以实时监测一个相对密闭空间的氧气和粉尘浓度含量,该系统结构简单、易于操作,具有一定的实用价值。
2017, 36(11):124-127.
摘要:目前,声学精度靶测量时,一般都要求射击弹道线和靶面垂直(交角≤0.25°),否则会带来系统误差。实际测量中,通常很难保证弹道线垂直于靶面。基于激波理论,在三维空间中建立弹丸激波圆锥曲面数学模型。根据激波曲面掠过传感器阵列的时间差,提出了一种针对弹丸斜入射时的弹着点定位模型。该模型在三维空间中求解弹着点坐标,以及弹道线的俯仰角α和水平角β。利用该数学模型进行仿真研究,实验结果表明,该定位模型在斜入射时具有较高的精度。
2017, 36(11):128-128.
摘要:
2017, 36(11):128-133.
摘要:针对某型轮式机器人在不平路面的激励下产生的振动问题,利用ADAMS建立了包括货架在内的轮式机器人的虚拟样机。考虑轮式机器人主动轮的独立驱动方式,建立了主动轮和从动轮独立相关的白噪声时域路面激励模型。根据轮式机器人在路面激励下的振动情况设计了一种自调整的模糊控制器,通过MATLAB与ADAMS进行联合仿真实现对轮式机器人的货架振动主动控制。仿真结果表明,模糊控制能控制货架的振动响应,控制后的振动位移比无控减小66%以上,控制效果良好。
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