• 2017年第36卷第6期文章目次
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    • >理论与方法
    • 基于K-Means聚类算法的改进

      2017, 36(6):9-13.

      摘要 (1551) HTML (0) PDF 1.03 M (1574) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于传统的K-means聚类方法提出来一种基于密度的改进K-means聚类方法。改进后的方法,首先选取数据集中密度最大的点作为第一个聚类中心点,以此为基准,选取离此点最远的点作为第二个初始聚类中心,再在剩余的点中找出离这两个初始点距离最远的点作为第三个聚类中心,以此类推,直到找到所需的K个点,之后再根据K-means算法迭代更新聚类中心,直到收敛或达到设定的迭代次数为止。实验结果表明,本文提出的方法与传统K-means方法相比准确率及稳定性方面均有所提高,可以作为聚类研究的一个新的思路。

    • 数字电路封装的串扰测试方法研究

      2017, 36(6):14-21.

      摘要 (876) HTML (0) PDF 2.60 M (1543) 评论 (0) 收藏

      摘要:梳理了数字电路封装串扰测试方法的发展历史,总结了串扰的影响因素。基于对业界串扰测试方法的分析,比较了各种方法间的区别和优缺点,分析了美军标MIL-STD-883K中串扰测试方法很少修订却长期存在的原因。明确了美军标及其他串扰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,标准中的现有方法在评估串扰对整体电路影响方面手段有欠缺,需要结合电磁仿真对串扰影响做出整体评估,并利用实际测试对仿真结果进行校准,从而提高模拟的准确度,此方法可以在我国相应标准的制修订中加以采用。

    • 基于LMS的语音信号去噪算法

      2017, 36(6):22-25.

      摘要 (883) HTML (0) PDF 1.17 M (1497) 评论 (0) 收藏

      摘要:语音是人们进行思维沟通交流的主要桥梁,语音通信处理在现实环境下会受到各种各样的干扰,从受干扰的语音中尽可能地去除噪声,提高语音质量,是目前现代信号处理领域中至关重要的技术之一。引入了LMS自适应滤波法,并提出了变步长的LMS,同时实现了小波阈值降噪和LMS结合的自适应噪声对消。并选用不同的男声和女声语音,录制真实环境下的非平稳噪声,仿真实验表明小波阈值结合LMS的噪声对消法去噪性能最好,大幅提高了信噪比,改善了语音质量。

    • RV减速器动力学仿真及其最大接触力的计算

      2017, 36(6):26-30.

      摘要 (851) HTML (0) PDF 1.78 M (1779) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,RV减速器在工作了若干小时后,拆开整个精密仪器,发现针齿磨损严重,油液中有很多铁屑。在工作状态下,摆线盘针齿碰撞时的磨损问题亟待解决。论文采用Adams仿真技术研究RV减速器的动力学特性,重点研究其速度特性和针齿与摆线盘啮合时的接触特性。通过理论推导计算出减速器主要部件的角速度以及基于赫兹公式编程计算啮合时最大接触力,从传动比和最大接触力两个方面验证仿真模型的正确性。论文通过两种方法研究最大接触力,确定了啮合时最大接触力的位置和接触力的大小,为后续减小啮合时的接触力、优化设计摆线盘提供理论指导。

    • 一种高精度的FPGA电路面积时序预测方法

      2017, 36(6):31-35.

      摘要 (1020) HTML (0) PDF 2.04 M (1542) 评论 (0) 收藏

      摘要:在FPGA上设计应用电路时,逻辑综合过程和物理综合过程需要反复进行多次,来满足面积时序约束。为了加速整个FPGA CAD流程,本文提出了一种在物理综合之前,使用前馈神经网络预测面积时序的方法。和FPGA布局布线工具VTR7.0的实验结果相比,该神经网络预测面积平均相对误差(MRE)达到4.9%,预测时序平均相对误差(MRE)达到6.4%,和现有文献相比,具有预测时间早,预测精度高的特点。该预测模型将帮助用户缩短设计周期,在逻辑综合阶段更加全面探索设计空间,提高设计质量。

    • 一种基于时空分析的事件抽取方法

      2017, 36(6):36-40.

      摘要 (1006) HTML (0) PDF 1.20 M (1498) 评论 (0) 收藏

      摘要:新闻媒体及社交网站每天呈现大规模的时空文本数据,人们难以从中获取有价值的事件信息。针对前人方法依赖大量的标注数据,同时以孤立的方式考虑事件的时间要素和空间要素等的问题。该文提出一种基于时空分析的事件抽取方法,该方法首先引入数据立方体结构存储事件信息,用户可基于不同的时空粒度抽取出重要的事件;然后提出一种基于语义相似性的实时事件聚类算法,该聚类算法采用GloVe 模型训练词的语义关联性,使聚在同一事件类的事件元素具有强的语义关联性。在大量未标注的网络文本中,该方法取得了77.4%的F1值,表明了该方法能够实现时空分析下的事件抽取任务。

    • 一种改进的组合实时自聚焦算法

      2017, 36(6):41-45.

      摘要 (1119) HTML (0) PDF 2.30 M (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高分辨率SAR中,方位向运动误差给成像带来的影响越来越大,传统的相位梯度自聚焦(PGA)方法能够估计出运动误差,但其需要多次迭代计算,计算量大,不适合用于实时成像。为了满足高分辨率SAR实时成像的需求,提出了一种改进的组合实时PGA方法。这种方法将改进的频移相关算法(ISAC)算法、 PGA算法与RD成像算法结合运用,不仅使计算量大大减少,而且通过在频移相关算法中加入适量的迭代运算,降低了对运动初始参数的精度要求,取得了较好的成像效果。理论分析和实际数据处理证明了这种方法的有效性。

    • >研究与开发
    • 一种民用实时监控系统研究与设计

      2017, 36(6):46-49.

      摘要 (920) HTML (0) PDF 2.01 M (1545) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国经济的发展和社会的进步,机动车辆投放数量日益增加,干线公路交通量呈迅速增长,交通拥挤堵塞现象日趋严重变通事故频繁发生,安全交通、交通管理迫切需求对公路通行状态进行实时检测、信息发放。根据目前航空领域成熟的军用实时监控技术提出了一种民用实时监控系统,分析研究车辆识别技术,实现交通信息的实时数据采集,用于车流量分析以及交通阻塞预警,完成对采集的数据进行分析与信息发布,具有广阔的应用前景。

    • 压力变送器温度补偿技术研究

      2017, 36(6):50-52.

      摘要 (833) HTML (0) PDF 798.35 K (1683) 评论 (0) 收藏

      摘要:对压力变送器误差补偿原理进行深入研究,采用BP神经网络算法对由温度变化造成的压力传感器输出结果的误差进行补偿。首先分析压力变送器测量影响因素,建立神经网络补偿模型,其次通过部分实验样本数据进行训练得到具体神经网络结构,并通过剩余实验样本数据验证神经网络的有效性。实验结果表明,该方法有效的抑制了温度对压力传感器输出的影响,提高了传感器测量结果的稳定性和准确性,可以在变送器设计、生产中采用该方法进行温度补偿。

    • 基于电子地图的多终端定位追踪系统设计

      2017, 36(6):53-58.

      摘要 (852) HTML (0) PDF 5.30 M (1754) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于LabVIEW丰富的网络互联工具和强大的数据处理能力,建立了一种针对物流运输行业的多终端定位追踪系统。本文介绍了硬件系统的GPS配置方法,以及利用GPRS实现了基站定位功能,详细论述了LabVIEW如何调用百度地图API,如何实现对GPS定位信息的解析、坐标系转换、网页信息获取与解析、多终端定位、速度与航向角惯性推算等功能。通过多次系统功能测试,获取了大量数据,经过数据分析和系统调试,完善并提高了系统的功能和可靠性。实验结果表明,该设计方案具有精度较高、成本低廉、结构简单等优点,具有一定的实际使用价值。

    • 基于MSP430的通信设备便携监视终端设计

      2017, 36(6):59-61.

      摘要 (892) HTML (0) PDF 1.27 M (1458) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线通信设备使用中,通常需要得知其接收电平和接收信噪比等参数,对没有配置显示界面的无线通信设备需要依赖网管计算机进行监控。在实际使用状态仅需要监视设备运行状态时,采用网管计算机又略显笨重,设计了一款小巧便携、适合外场使用的设备参数监视终端。终端以MSP430单片机为核心,通过串口与设备进行通信,获取发送参数和接收数据,通过与设备网管参数比较,解析通信协议,选择接收电平和接收信噪比等重要参数进行显示,并提供信号强度指示和强电磁干扰报警。通过实测,监视终端能正确显示通信设备参数,且携带使用方便。系统中的串口通信协议解析方法对含串口的设备再开发具有通用性。

    • 基于WebGIS的海事监测系统设计与实现

      2017, 36(6):62-66.

      摘要 (1076) HTML (0) PDF 3.30 M (1401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决国内外海事局将无人机引入海洋执法却无法实现数据快速共享的问题,本文设计并实现了基于WebGIS的海事监测系统。该系统基于B/S架构进行设计,以OpenLayers作为WebGIS显示层开发框架,搭载MySQL数据库储存空间数据与各类信息数据,将无人机传输的包括位置信息和视频信息与地理信息系统做关联,使得数据的展示更加具象化;同时实现无人机飞行任务智能操作、无人机数据的实时接入、数据库查询进行视频回放与轨迹回放处理关联等功能。达到海事应用实时化、高效化、全面化。

    • 基于脉冲中子源的元素分析测井仪设计

      2017, 36(6):67-70.

      摘要 (844) HTML (0) PDF 2.61 M (1501) 评论 (0) 收藏

      摘要:为在石油测井过程中获取地层元素种类及含量等信息,研制了一种基于脉冲中子源的地层元素测井仪器。仪器控制中子源以脉冲的形式向地层发射中子,通过对脉冲时序进行控制,仪器可对中子反应不同阶段产生的γ射线的能量进行测量,从而获取详细的能谱与时间谱数据。经测试,仪器性能达到设计指标,能够有效获取256个能道,对应γ射线能量为0-10MeV的能谱数据,包括非弹性散射谱、中子俘获谱和背景谱,以及256道,对应100ms中子发射周期的时间谱数据。对纯水井、含硫井、含碳井等实验井进行了化学源测试,所得测量结果与已知数据基本符合。

    • 基于STM32的家用远程CO报警系统

      2017, 36(6):71-74.

      摘要 (1413) HTML (0) PDF 1.93 M (1543) 评论 (0) 收藏

      摘要:以家居环境的CO浓度监测作为研究对象,采用物联网和SIM900A手机短信相结合的模式,改变已有CO报警系统不能实现远程报警的缺点,开发出一种基于STM32的家用远程CO报警系统。利用CO传感器等感知元件以及STM32控制芯片来获取CO的浓度信息,通过LCD实时显示当前的CO浓度值,当超出阈值后进行报警并向预设定的紧急号码发送短信,以获取支援。通过大量实验结果表明该系统可实时监测所关注区域的CO变化情况且运行稳定,监测数据准确,能够实现报警以及短信发送功能。此外,该系统还具有成本低,安装维护方便,用户操作简便等特点。

    • 基于单片机的节能饮水机控制系统设计

      2017, 36(6):75-80.

      摘要 (846) HTML (0) PDF 2.90 M (1634) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给人们的生活提供方便,珍惜能源,节约用电,以STC89C52单片机为主控芯片,设计了节能饮水机控制系统。通过两个DS18B20温度探头将热水水温和温水水温实时送入STC89C52单片机,并采用液晶显示器LCD1602显示当前热水和温水水温,以及温水水温的设定值上限和下限。当热水烧好后,通过继电器自动控制加热器关闭并语音提醒人们热水可以饮用。当温水准备好后,通过继电器自动关闭温水池和热水池之间的电磁阀,以及温水池的进水电磁阀,并语音提醒人们温水可以饮用,避免了热水反复加热,温水水温数据误差在0.3℃以内,可以满足不同使用者对温水水温的需求。该饮水机节能,使用安全方便,成本低,可以随时为人们提供热水、温水、凉水,而且具有温水水温设置等功能。

    • 基于LabWindows/CVI的主动声呐 信号发射机设计

      2017, 36(6):81-84.

      摘要 (861) HTML (0) PDF 2.47 M (1449) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文介绍了一种利用虚拟仪器技术[1],通过NI数据采集卡及后续放大电路产生主动声呐信号的方法。本文以产生单频矩形脉冲信号(CWP)为例,软件设计中采用定时器查询和信号触发的方式产生信号,相比现有采用产生脉冲矩阵并延时发射的办法,具有调整更加方便灵活,精度更高的优点。硬件设计采用稳定可靠的成熟器件,确保系统在外场环境工作的可靠性。通过多路选通放大电路实现宽范围的声源级发射,通过高保真的集成功率放大器减少信号在发射过程中的畸变和噪声的引入[2]。相比传统发射机,微小的数据采集卡和放大电路可内置于工控机机箱内,作为便携式声呐信号发射机。

    • 基于飞行试验的AFDX总线采集技术研究

      2017, 36(6):85-88.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 3.36 M (1341) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对C919飞机航电AFDX总线测试需求,设计了基于FPGA的数据采集设备,实现了AFDX航电总线的100%原始数据转发、实时解析功能。主要阐述了AFDX总线采集需要实现的功能和采集方案,详细介绍了AFDX数据采集设备的软硬件设计,分别进行了仿真测试和航电实验室测试,经验证AFDX采集模块对机载AFDX总线无干扰,整个实验测试结果正确,AFDX采集设备工作稳定、可靠,可以满足AFDX总线数据的测试需求。

    • >应用天地
    • HLA-DDS分布式通信卫星仿真系统

      2017, 36(6):89-95.

      摘要 (1534) HTML (0) PDF 3.49 M (1336) 评论 (0) 收藏

      摘要:通信卫星仿真系统用于模拟通信卫星工作状态,在验证整星方案、测控对接试验、飞行控制演练、卫星操作培训、故障排查等活动中都具有非常重要的作用。随着仿真技术的发展和应用,卫星各分系统研制了相应的专业仿真系统。但是如何有效地整合各专业仿真系统,形成一个整星级仿真系统,一直是一个亟待解决的难题。本文通过研究分布式仿真系统,设计了HLA-DDS混合的分布式通信卫星仿真系统架构,可以有效整合各专业仿真系统,形成一个整星级高精度仿真系统。

    • 一种基于图像识别的水位测量算法

      2017, 36(6):96-99.

      摘要 (1978) HTML (0) PDF 2.75 M (4355) 评论 (0) 收藏

      摘要:对传统水尺测量需人工读取,而压力式,超声波式,光电式等自动水位传感器存在维护困难,易损坏,需其他设施配套辅助等问题,本文提出一种利用摄像机捕获含有水尺图像的视频,并从视频图像中实时截取水位图像,对图像进行灰度转换,中值滤波,边缘检测等处理后,计算出水位结果的方法。水位数据主要由软件识别算法获得,具有测量精度高、维护方便、设备简单、易于推广等特点,实用化后可应用于城市涵洞、水库水位甚至闸位的测量。

    • 基于LXI总线的网络化测试控制系统设计

      2017, 36(6):100-102.

      摘要 (1007) HTML (0) PDF 1.73 M (1475) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前在武器测试控制领域,系统设计中仍然在广泛采用CAN总线、485总线等总线控制技术,而单机内部往往采用CPCI总线或PXI总线。基于CAN总线设计的控制系统往往集中在车上或一个测试房间中,无法通过网络扩展实现规模化控制或远程控制。 建立基于LXI总线的大带宽、大容量、自动化的网络化测试控制系统符合系统研制迫切的需求,也是武器实战化设计的必备技术。通过设计网络化测试控制系统可以实现系统的自动测试、远程监控、远程数据记录与分析,可以实现多系统规模化测试与控制,而且不必亲临现场,极大节省人力资源。

    • 基于PLC的水泥厂粉磨机控制系统设计与实现

      2017, 36(6):103-107.

      摘要 (884) HTML (0) PDF 3.29 M (1784) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水泥配料与磨机负荷控制水泥粉磨机这一关键技术问题,选取球磨机为设计对象,采用S7200PLC作为主控制器,西门子MM420变频器作为调速装置,借助西门子WinCC V7开发工具,设计了一种基于PLC的水泥厂粉磨机控制系统,实现了水泥厂粉磨机在生产过程中对温度、压力和转速等参数的采集、过程控制及质量监控。实践结果表明,设计完成的基于PLC水泥厂粉磨机控制系统,不仅可以直观、清晰显示粉磨机生产工艺流程的各个环节并能进行控制或监控,而且还能对故障进行报警,对于改善工人劳动环境,提高水泥配料自动化水平和水泥粉磨机长期安全运转等具有重要的现实意义。

    • 高精度像差检测运动控制及图像采集系统设计

      2017, 36(6):108-111.

      摘要 (878) HTML (0) PDF 3.61 M (1310) 评论 (0) 收藏

      摘要:投影物镜是光刻机的重要组成部分,直接影响光刻技术指标,因此投影物镜波像差是光刻机中关键的检测指标之一。横向剪切干涉是重要的波像差检测方法,根据横向剪切原理,设计了高精度运动控制及图像采集系统以检测光刻机投影物镜波像差是否满足要求。该系统采用宏-微结构以同时满足行程和位置精度的要求;并由CMOS图像探测器实时采集保存剪切干涉图像。剪切干涉图像通过波前重建计算得到投影物镜的波像差,实验结果满足波像差检测重复性精度要求。该系统具有高集成、可扩展、操作简便和维护简单的特点,可广泛应用于相关领域中。

    • 基于MCU的四旋翼无人机智能电源系统设计

      2017, 36(6):112-116.

      摘要 (864) HTML (0) PDF 1.49 M (1615) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文介绍了一种基于MCU的四旋翼无人机智能电源管理系统设计和实现方案。本系统以STM32 MCU为控制核心,以TI公司的降压控制器LM5117和CSD18532KCSMOS为核心器件,由滤波模块、稳压模块、电压反馈模块、AD控制模块,显示模块组成。利用LM5117的DC-DC功能和反馈模块,系统不但实现了动力系统要求的恒压恒流功能,此外还具有过流保护功能以及负载识别能力;通过抑制电源纹波的产生,满足了控制系统的低噪声纹波电压的要求,另外系统进行了抗干扰设计。

    • 引伸计的简述和检修

      2017, 36(6):117-120.

      摘要 (779) HTML (0) PDF 1.94 M (2117) 评论 (0) 收藏

      摘要:引伸计是一种测定材料应变数据的测试仪器。本文简要叙述引伸计的组成,原理,优缺点以及检定方法。根据规程,检定引伸计的标准器是引伸计标定器。但由于引伸计的型式较多外加现场检定的限制,可以选择一些实验室现有检具搭建相当于引伸计标定器作用的标准器。本文简述了除引伸计标定器外,利用试验室现有的光栅检具和用量块配合大量程指示表或测微仪代替引伸计标定器来作为检具对引伸计进行检定的方式方法。并且叙述了对于检定不合格的引伸计进行判定,参数设置,机械结构和软件调修。最后提出非接触自动式是未来引伸计发展的方向。

    • >业界动态
    • 2017第四届全国虚拟仪器大赛决赛入围名单出炉

      2017, 36(6):121-122.

      摘要 (772) HTML (0) PDF 827.91 K (1375) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • Pickering公司在2017科梁用户大会上展示开关与仿真产品

      2017, 36(6):122-123.

      摘要 (648) HTML (0) PDF 775.89 K (1198) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 泰克再度突破创新障碍,重新定义示波器

      2017, 36(6):123-124.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 774.27 K (1010) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 罗德与施瓦茨推出具备业界领先的相位噪声性能和高输出功率的高端模拟射频和微波信号发生器

      2017, 36(6):124-124.

      摘要 (656) HTML (0) PDF 656.67 K (1008) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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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