2017年第02期

刊出日期:2017-02-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
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综述与评论

毫米波天线在E频段和V频段的新发展

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.001

作者:索艳春1,李永红1,2,张恩凤1

作者单位:1.中北大学 仪器与电子学院,山西 太原030051;2.山西科泰航天防务技术股份有限公司,山西 太原030024

摘要: 在无线通信网络高速发展的今天,持续的移动宽带的承载需求,常规的微波频谱资源已经被迅速消耗殆尽,因此作为高频段的毫米波天线有着广泛的应用前景,该文对近年来E频段和V频段的天线的新发展做了详细描述。介绍了应用于E频段和V频段的面天线、平面天线和行波天线的最新进展,并分析了这两个频段天线的特点和设计难点。
关键词:
E频段
V频段
毫米波
天线

大数据环境下制造业关键技术分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.002

作者:李少波1,2,陈永前1

作者单位:1.贵州大学 现代制造技术教育部重点实验室,贵州 贵阳550025;2.贵州大学 机械工程学院,贵州 贵阳550025

摘要: 随着制造业与物联网、云计算、互联网等信息技术的融合与发展,制造业已进入了大数据时代,在大数据环境下,制造技术将发生巨大的进步与改革。从大数据下的制造业数据特点出发,勾画了制造业的大数据技术架构,并重点分析了大数据下制造业的五大关键技术,即数据集成技术、数据存储技术、数据处理技术、数据分析技术以及数据展现技术,为制造业大数据的发展提供参考。
关键词:
制造业
大数据
智能制造
Hadoop

微电子技术

基于恒功耗的CMOS低噪声放大器噪声系数优化计算

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.003

作者:王丹丹,王 军,王 林

作者单位:西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳621010

摘要: 在恒功耗条件下,通过考虑以往被忽略掉的栅极寄生阻抗和外加电容对噪声放大器噪声系数的影响,结合低噪声放大器(LNA)的等效小信号模型,推导出噪声系数表达式,提出恒功耗条件下噪声优化的方法。同时对提出的噪声系数优化方法进行MATLAB理论仿真,在ADS软件中对理论结果进行仿真验证。
关键词:
恒功耗
低噪声放大器
噪声系数
优化方法

周期性慢波结构的微带线威尔金森功分器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.004

作者:林俊明,郑耀华,章国豪

作者单位:广东工业大学 信息工程学院,广东 广州510000

摘要: 采用周期性慢波结构加载的开路传输线代替传统的四分之一波长阻抗变换器,设计一种小型化且适用于高频的Wilkinson功分器,有效改善了传统Wilkinson功分器尺寸大且高频时容易出现色散的问题。最后基于FR4基板,设计应用于900 MHz的Wilkinson功分器,测量结果显示,三个端口匹配良好,S11约为-20.58 dB,S22约为-23.62 dB,S21约为-3.28 dB,输出端口的隔离度约为-33.3 dB,仿真结果和测量结果趋势吻合,验证了该方法的可行性。
关键词:
威尔金森
功分器
周期性慢波结构

形式化验证在处理器浮点运算单元中的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.005

作者:朱 峰,鲁征浩,朱 青

作者单位:苏州大学,江苏 苏州215006

摘要: 随着芯片复杂度的急剧增加,模拟仿真验证不能保证测试向量的完备性,尤其是一些边界情况。形式验证方法因其完整的状态空间遍历性和良好的完备性,被业界应用于设计规模不大的模块和子单元中。针对处理器浮点运算单元,采用Cadence公司JasperGold工具对一些关键模块进行了形式化验证,对流水控制中的纠错码(Error Correcting Code,ECC)、软件结构寄存器(Software Architected Register,SAR)和计算单元中的公共模块分别采用了基于FPV(Formal Property Verification)的性质检验和基于SEC(Sequential Equivalence Checking)的等价性检验。结果表明,形式化验证在保证设计正确性的基础上极大地缩短了验证周期。
关键词:
浮点运算单元
形式化验证
JasperGold
FPV
SEC

低开销片上网络容错传输机制

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.006

作者:林辛鑫,王君实,林水生,黄乐天

作者单位:电子科技大学 通信与信息工程学院,四川 成都611731

摘要: 随着工艺的不断进步,片上网络可靠性问题越发严峻。为了平衡性能和功耗,研究者们提出了许多针对链路比特错误的传输机制,提出了一种基于纠错编码和重传方案的传输机制,在此机制中,路由器只提供对包头进行检验的检错器,并重用网络接口中的译码器对整个数据包进行纠错。通过使用轻量级的检错电路减少了硬件和功耗开销,并且保证时延开销与端到端和点到点的纠错方案相同。
关键词:
片上网络
容错设计
可靠性

顶加载分形光子晶体太赫兹波段天线设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.007

作者:林 斌

作者单位:厦门大学嘉庚学院 信息科学与技术学院,福建 漳州363105

摘要: 针对太赫兹设备对于太赫兹波段天线的性能要求,创造性地将顶加载技术、分形结构、光子晶体结构、偶极子天线、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜基质相结合,设计了一款顶加载分形光子晶体太赫兹波段天线,制作了天线样品,对天线的回波损耗和方向图特性分别进行了仿真和实测,详细讨论了介质基板参数变化对天线性能的影响。仿真和测试结果表明,该款天线工作中心频率在1 THz附近,回波损耗最小值小于-20 dB,绝对工作带宽大于0.1 THz,相对工作带宽大于10%。该款天线尺寸小、辐射性能稳定、工作带宽大,在太赫兹波段领域具有广阔的应用前景。
关键词:
顶加载技术
分形结构
光子晶体结构
偶极子天线
太赫兹波段天线

基于SABL的防御差分功耗分析移位寄存器设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.008

作者:钱浩宇,汪鹏君,丁代鲁,张跃军

作者单位:宁波大学 电路与系统研究所,浙江 宁波315211

摘要: 通过对传统移位寄存器原理和灵敏放大型逻辑(Sense Amplifier Based Logic,SABL)电路的研究,提出一种能够防御差分功耗分析的移位寄存器设计方案。该方案首先采用主从触发的方式,设计基于SABL电路的清零置位D触发器;然后利用该触发器与SABL逻辑门实现多位移位寄存器电路。Spectre仿真验证表明,所设计的移位寄存器逻辑功能正确,在多种PVT组合下NED均低于2.66%、NSD均低于0.63%,具有显著的防御差分功耗分析性能。
关键词:
SABL
防御差分功耗分析
移位寄存器
信息安全

嵌入式技术

四旋翼视觉区域定位系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.009

作者:张 鹏,沈 捷,王 莉,任重庚

作者单位:南京工业大学 电气工程与控制科学学院,江苏 南京211816

摘要: 提出四旋翼无人机利用机载摄像头实现视觉定位的方案。采用金字塔Lucas-Kanade稀疏光流方法来获取图像特征点的水平偏差。将高度、惯性和水平偏差进行数据融合,融合的数据作为位置式PID控制器的反馈输入。为了缩减视觉定位过程中轨迹检测的误差,使用前向后向误差去除误匹配点;对某时刻跟踪点丢失问题,使用离散卡尔曼滤波对该时刻的状态进行估计。仿真和实验表明,该方案能使得四旋翼无人机在一定高度下具有良好的定位效果。
关键词:
光流
数据融合
前向后向误差
PID

基于K60的GCPLC系统的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.010

作者:司萧俊,王宜怀,白 聪

作者单位:苏州大学 计算机科学与技术学院,江苏 苏州215000

摘要: 提出研制图形构件化可编程逻辑控制器(GCPLC)的方案,它是传统可编程逻辑控制器(PLC)的革新与新模式。与传统PLC相比,GCPLC具有图形拖动编程、开放的二次编程架构、构件组合、开发环境兼容、构件定制扩充、RTOS架构融入等特点。其目标是使GCPLC相对于传统PLC,在技术架构、技术方法、设计思想及实现方式等方面能够有新突破,在应用方面能够逐步取代传统PLC。
关键词:
多任务
GCPLC
图形构件化
RTOS

基于网络同步技术的在线电晕损耗监测系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.011

作者:吴 健1,樊 创1,冯国亮2,朴 亨2

作者单位:1.陕西电力科学研究院,陕西 西安710054;2.东北电力大学 自动化工程学院,吉林 吉林132012

摘要: 基于GPS授时技术设计了网络同步采集卡,进行高压交流输电线路电晕信号的测量。采集卡采样频率可达每通道10 MS/s,使用TCP/IP协议进行数据传输;可介入局域网或互联网。利用瞬时功率法对高压输电线路的电晕损耗进行分析计算,使用首端电阻法对薄膜电阻法测量电晕损耗的可行性进行了进一步验证。实验结果表明,系统抗干扰能力强,能获得电晕放电信号的细节信息,实用性较强。
关键词:
网络同步测量
电晕损耗
高压屏蔽
瞬时功率计算

基于多核DSP的激光点云解算算法并行设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.012

作者:牛京玉,胡 坚,孟凡荣,贺文静

作者单位:中国科学院光电研究院 中国科学院定量遥感信息技术重点实验室,北京100094

摘要: 快速、实时地进行点云解算以及获取三维坐标信息是当前遥感应用的发展趋势。针对机载激光雷达点云计算量大、处理算法复杂等特点,设计了基于TMS320C6678多核DSP的并行、高效激光点云处理方法。首先,简要介绍了点云解算的算法原理和特点;其次,具体说明了基于TMS320C6678多核DSP的并行点云解算架构设计;最后,利用机载激光雷达系统获取的数据对设计的多核DSP并行处理架构进行了验证,并比较分析了同平台下单核和多核处理器的运行效率。
关键词:
多核DSP
并行处理
核间通信
点云解算

水下无人潜器回收测向搜寻仪

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.013

作者:胡毕炜,蔡文郁,温端强,张娟娟

作者单位:杭州电子科技大学 电子信息学院,浙江 杭州310018

摘要: 设计了一款可高精度定位且支持多种射频源的水下无人潜器(AUV)回收测向搜寻仪。定向天线负责接收来自AUV上射频源的信号,搜寻仪首先通过低噪声射频放大模块、射频检波模块对该信号进行放大检波,极大地保证了信号在传输过程中的抗干扰性以及通信的最大距离。随后通过信号显示主控模块对信号强度值以及信号收发源之间的距离值进行显示,最终完成对AUV的射频定位。试验证明,该搜寻仪的适用频段为50 MHz~1 200 MHz,可以支持不同频率的射频信号源,在保证测向精度较高的情况下,测距的最大值可以达到10 km,误差可控制在10%以内。
关键词:
无人潜器回收
射频定位
搜寻仪

测控技术与仪器仪表

一种高增益GNSS-R码相位差测高信号处理方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.014

作者:王艺燃,母东杰,孙 权,兰 倩,林 拓

作者单位:中国电子进出口总公司,北京100036

摘要: 提出了一种GNSS-R码相位测高信号处理方法,可有效消除导航数据位对积分过程的影响,降低动态条件下多普勒的影响以及积分过程中平方损失的影响,提高处理增益。通过机载和岸基试验对该方法进行验证,机载试验结果显示,在相同的积分条件下,测高精度比传统的非相干积分方法提高约15%;岸基试验结果显示,该方法可有效延长积分时间,实现约0.43 m的测高精度。
关键词:
GNSS
反射信号
接收机
延时多普勒映射

基于Cortex-A9的车间生产过程跟踪管控终端设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.015

作者:毛亚青1,张 立1,黄 凯2,俞 啸1

作者单位:1.徐州医科大学 医学信息学院,江苏 徐州221000;2.江苏徐工信息技术股份有限公司,江苏 徐州221000

摘要: 随着智能制造的发展,车间自动化水平已经有了较大提高,如何实现生产过程及生产要素的实时跟踪、管控与协调,是进一步提高生产效率所面临的问题。系统设计了基于Cortex-A9与Android的车间制造过程跟踪与管控终端,选用三星Exynos 4412处理器,配合电源、存储、总线控制等芯片完成终端硬件设计,通过Linux系统及Android系统平台的构建,底层设备驱动程序的开发、移植和Android应用程序的设计,完成终端软件设计。实现对生产订单、设备、人员、生产过程的实时跟踪与管控,系统具有硬件接口丰富、人机界面友好、实时性高、适用范围广等优点。
关键词:
Linux
Android
机床联网
精益生产
智能制造

基于生理信号的情绪识别腕戴设备

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.016

作者:李英春1,尤 磊1,贺靖康1,周 柯2,赵立强1,李 烨1

作者单位:1.陕西科技大学 电气与信息工程学院,陕西 西安710021;2.西安沧海网络科技有限公司,陕西 西安710000

摘要: 针对情感计算需求,设计了一种基于STM32L0的低功耗生理信号采集腕带设备,利用低功耗蓝牙无线通信将采集的生理信号实时发送至具有蓝牙4.0接口的智能设备端,采用BP神经网络对生理信号进行分析处理。实验结果表明,该设备可实现准确的心率、皮肤温度、皮肤阻抗、运动状态检测,通过多维度的生理信号分析,识别个体的情绪状态,其中紧张、中性、兴奋的识别率达到95%以上,为情感计算提供一种可穿戴设备。
关键词:
情感计算
生理信号处理
BP神经网络
可穿戴

四旋翼飞行器中PID控制的优化

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.017

作者:李 航,王耀力

作者单位:太原理工大学 信息工程学院,山西 太原030024

摘要: 为解决四旋翼飞行器飞行过程中的不稳定和灵敏度问题,在四旋翼飞行器数学模型基础上,提出利用共轭梯度算法对数字PID控制器的参数进行自整定。将控制性能指标的最小方差和控制率相结合,共轭梯度算法迭代计算出随被控系统不断变化的最优化特性参数,有效地提高系统的鲁棒特性。该算法不仅克服了对模型辨识度的依赖,也不再需要人工参数整定,避免了控制器出现不可预知的后果。以四旋翼飞行器的横滚角从偏移13°恢复到平稳状态及其稳定性为例,通过LabVIEW实现的软件仿真表明,较之常规算法,该方案算法效率提高50%,误差小于普通PID控制飞行器平稳状态下存在的0.5°偏差,且稳定性较好。
关键词:
四旋翼飞行器
数字PID
共轭梯度算法
自整定
LabView

抑制多径的BD2/GPS双模自适应扩展卡尔曼滤波算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.018

作者:黄树清1,胡方强1,2,包亚萍1,吕 涛1

作者单位:1.南京工业大学 计算机科学与技术学院,江苏 南京211816;2.东南大学 电子科学与工程学院,江苏 南京210096

摘要: 当BD2/GPS卫星信号受到多径效应干扰时,接收机的定位精度将会严重下降。针对这一问题提出了一种抑制多径的BD2/GPS双模自适应扩展卡尔曼滤波算法。通过观测误差协方差估计和粗差检测来调整卫星参与定位的受信任程度和个数,分析了多径效应对伪距残差和多普勒残差的影响,同时对比了原始EKF算法和AREKF算法在多径干扰下复杂动态路况的定位性能。实验结果表明,AREKF算法能够有效抑制多径信号对定位效果的干扰,明显提高了定位精度和可靠性。
关键词:
BD2GPS
多径效应
自适应扩展卡尔曼滤波
残差

基于apFFT时移相位差法的多普勒雷达测速系统研制

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.019

作者:张 明,陈 星,王宇飞

作者单位:北京航空航天大学 电子信息工程学院,北京100191

摘要: 为了实现多普勒雷达的精确测速,采用基于具有初相不变性的apFFT(all phase FFT,全相位快速傅里叶变换)的时移相位差法,以FPGA为数据处理平台,进行数据的采样存储、加窗处理、频谱变换以及频谱分析和相位计算,所得结果通过以太网传输至PC,再利用MATLAB的GUI可视化界面进行数据观察、分析。实验结果表明,在采样率200 kS/s、2 048点频谱分析的条件下,测速误差可精确到千分之一。因此,该方案能实现高精度的速度测量。
关键词:
apFFT
时移相位差法
FPGA
雷达测速

自适应实时边缘检测系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.020

作者:李锦明,高文刚,张虎威,吴正洋

作者单位:中北大学 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原030051

摘要: 针对传统边缘检测系统缺乏自适应及实时性差的问题,利用FPGA的高速并行处理能力和改进的Canny算子设计了一种自适应实时边缘检测系统。系统根据采集图像的幅值梯度直方图特征,自主提取Canny算子所需的高低阈值,并辅以双阈值化处理来提取图像边缘信息;同时采用多级流水和并行处理的方式,将浮点数转化为整数计算,加快处理速度。实验结果表明,该系统提取边缘完整,实时性好,自适应能力强。
关键词:
边缘检测
自适应
Canny算子
梯度直方图
并行处理

通信与网络

FastICA在功耗分析去噪中的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.021

作者:王建新,李东旭,崔 琦,肖超恩,陶勇勇

作者单位:北京电子科技学院 电子与通信工程系,北京100070

摘要: 提出了一种应用独立成分分析技术提高功耗分析中信号信噪比的方法。搭建了侧信道分析平台,采集了功耗数据,并对功耗数据进行了基于负熵的快速固定点算法的去噪实验,信噪比提升19 dB。最后提出了通过更换g函数实现优化的方式,对不同g函数在功耗分析中的去噪能力进行了对比。结果表明,更换后的去噪能力比之前提高4 dB以上。
关键词:
独立成分分析
功耗分析
快速固定点算法
信噪比

一种433 MHz小型化螺旋形印刷天线的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.022

作者:严 冬,王鹏飞,李帅永,王 平,汪 朋

作者单位:重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆400065

摘要: 采用微带线在介质基片上模仿螺旋天线的走线形式,设计了一种433 MHz小型化螺旋形印刷天线,减小了天线的结构尺寸。采用仿真软件HFSS对天线的主要结构参数进行分析和优化,推导出了天线的最佳结构参数,并通过加载无源集总元件的方法改进了天线的阻抗性能。对回波损耗、增益进行了研究,结果表明:S(1,1)<-10 dB的有效带宽为3.4 MHz(431.5 MHz~434.9 MHz),在433 MHz谐振频点处的S11为-24 dB,有效增益为-4.14 dB。
关键词:
双层螺旋结构
印刷天线
回波损耗
增益

基于小波包络差异性的数字调制方式识别技术

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.023

作者:王兰勋,郭淑婷,贾层娟

作者单位:河北大学 电子信息工程学院,河北 保定071002

摘要: 针对通信系统中数字信号调制方式难以准确识别的问题,根据归一化前后小波变换包络的差异性,提出基于小波变异系数差值(ΔCV)和相似度特征的识别算法。该算法对MASK、MFSK、MPSK和MQAM 4种数字调制信号进行分类识别。理论分析和仿真实验表明算法简单易行,适用范围广,且在信噪比大于2 dB时数字调制信号识别率均在92.39%以上。
关键词:
调制识别
小波变换
变异系数差值
相似性度量函数

有限缓存双向中继系统性能分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.024

作者:沈微微,李 敏,陈 林

作者单位:宿迁学院 信息工程学院,江苏 宿迁223800

摘要: 中继系统可以利用网络编码技术在更少的时隙内完成数据交换,显著提高系统的频谱利用率。在考虑网络编码的情况下,如何对中继节点处的缓存空间进行分配尚未被研究。在考虑实际传输开销、链路损耗、缓存有限的情况下,提出一种传输调度策略。然后利用马尔科夫理论对该系统进行数学建模和分析,进而求出系统平均吞吐量和排队时延的闭式解。蒙特卡洛仿真证明了该模型的精准性,并证实该调度策略要优于已有的传输方法,该模型还可以被用来确定一个合理的缓存大小,在保证时延的情况下,通过增加缓存空间来提高吞吐量。
关键词:
双向中继
有限缓存
信令开销
马尔科夫

协作译码转发中继网络中的安全能效分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.025

作者:李 燕,杨守义,石露露,张瑞哲

作者单位:郑州大学 信息工程学院,河南 郑州450001

摘要: 基于物理层安全理论,研究了存在窃听用户情形下协作译码转发中继网络中的安全能效问题。安全能效,即消耗单位能量所能传输的保密信息量。在满足各节点发射功率约束和中继处最小译码速率要求下,通过功率控制实现系统的安全能效最大化。针对目标函数非凸问题,利用分式规划和DC(Difference of Convex functions)规划理论把目标函数分解为子函数通过迭代来进行优化求解。仿真结果表明,能效优化可以显著提升系统的安全能效。
关键词:
协作通信
译码转发
安全能效

基于多时隙融合的LTE-U空闲信道评估算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.026

作者:赵思聪,黄 磊,申 滨

作者单位:重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室,重庆400065

摘要: LTE-U是近年来3GPP提出的用于缓解授权频段通信压力的新兴技术,让LTE-U与WiFi在同信道高效共存是研究热点之一。首先建立了LTE-U与WiFi共存场景下的空闲信道评估(CCA)系统模型,随后提出了基于先听后说(LBT)的多时隙CCA方案。在此方案基础上,提出了4种数据融合算法,同时为降低判决复杂度引入了硬判决融合,并得到多时隙最优硬判决融合准则。理论分析和实验结果表明,所提的方案和算法可使CCA变得更加灵活,同时对信道状态的判定更加准确,可提升系统共存的效率。
关键词:
LTE-U
空闲信道评估
LBT
共存

多层无线异质传感网络的高效节能预测聚类算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.027

作者:刘 静1,2,樊建席2

作者单位:1.苏州健雄职业技术学院 软件与服务外包学院,江苏 太仓215411; 2.苏州大学 计算机科学与技术学院,江苏 苏州215006

摘要: 无线传感网络设计主要是减少能源消耗,延长网络生存时间。介绍了一种异质传感网络应用于现存聚类算法的研究,并提出了一种高效节能的预测聚类算法,此算法能适应能源和目标异质的传感网络。根据各种因素(如能源和通信成本),该算法能使节点选择簇头。相对于具有较低剩余能源的节点,具有较高剩余能源的节点成为簇头的概率较大,因此可以均匀消耗网络能源。为了减少聚类阶段进行广播时的能源消耗和延长网络生存时间, 建立了一种用于常规数据采集节点的能源消耗预测模式。仿真结果表明,相对于目前聚类的算法,该算法可实现更长传感网络生存时间、更高能源效率和卓越网络监测质量。
关键词:
无线传感器网络
节能
异质网络

计算机技术与应用

舰用钢板的大功率激光焊接参数优化研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.028

作者:刘雨晴,汤金萍,华 亮,郑长炜

作者单位:南通大学 电气工程学院,江苏 南通226019

摘要: 针对高强低碳合金厚钢板大功率激光焊接过程的非线性、多变量耦合性、不确定性等特点,通过构建基于声信号采集的监测系统,实现舰用钢板焊接过程声音的实时采集,并提出特征向量,构建双权值神经网络(DWNN)模型,充分利用DWNN优秀的非线性拟合能力,实现大功率激光焊接多参数与声信号多特征之间非线性映射的神经网络建模。在拟合精度和迭代次数上,DWNN比径向基函数网络等传统网络更优,为高强度低合金厚钢板的大功率焊接参数的优化和控制提供了良好的基础。
关键词:
激光焊接
双权值神经网络
声信号
特征提取

车架号码区域隐藏焊缝检测系统的定位装置

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.029

作者:王嘉骏1,杨 录1,韩志毅2,赵 辛2

作者单位:1.中北大学 信息与通信工程学院 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原030051; 2.太原市公安局,山西 太原030051

摘要: 针对车架号码区域的完整性检测过程中,现有技术无法实时、准确地获取检测区域隐藏焊缝位置信息的问题,提出将通用的光电鼠标映射成为虚拟位置传感器的新思路。通过编写HID类下层过滤驱动程序将USB光电鼠标重新定义为一个新设备,使用户态应用程序获得对USB鼠标的访问权利,并通过读取鼠标的报告描述符来获得位置信息。经实验检测,改造后的位置传感器定位误差小于0.3%,完全符合检测系统对位置信息精度的要求。
关键词:
车架号码区域
隐藏焊缝
光电鼠标
位置传感器
过滤驱动

基于LFOA算法的相关向量机核参数优化

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.030

作者:吕 岩,房立清,赵玉龙,张前图

作者单位:军械工程学院 火炮工程系,河北 石家庄050003

摘要: 相关向量机(RVM)核函数参数对其性能有较大影响,为了提高相关向量机的分类能力,提出了一种基于具有Levy飞行特征的双子群果蝇算法(LFOA)的RVM核参数优化方法。在适应度函数的评判下,果蝇种群经过多次Levy飞行和迭代对指定范围内的核参数进行全局搜索。4组UCI标准数据集的MATLAB仿真实验测试结果表明,所提出的方法有效、可靠,能够提升RVM的分类能力,相比于其他算法具备更高的寻优精度和稳定性。
关键词:
相关向量机
参数优化
果蝇优化算法
Levy飞行

CTCS-2级列控区间仿真子系统的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.031

作者:熊 伟1,何 涛2,旷文珍2

作者单位:1.兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃 兰州730070; 2.兰州交通大学 自动化与电气工程学院,甘肃 兰州730070

摘要: 中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)是以分级方式满足不同线路运输需求,保证列车安全运行的控制系统,现场的列控系统处于全天候的工作状态,很难满足新职人员对设备操作演示和实践学习的功能需求。针对此问题,提出了一种通过软硬件结合方式实现CTCS-2级列控系统仿真的方案,并选取CTCS-2级列控系统仿真方案中的区间仿真子系统为研究对象,在对其进行详细系统功能分析的基础上,进行系统结构模块划分,提出了对区间仿真子系统的软件设计方案,并利用Microsoft Visual Studio 2005的MFC进行软件开发实现。
关键词:
CTCS-2
列控系统
功能分析
软件仿真

结合图模型的优化多类SVM及智能交通应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.032

作者:王 剑1,张伟华2,李跃新3

作者单位:1.常熟理工学院 计算机科学与工程学院,江苏 常熟215500; 2.郑州成功财经学院 信息工程系,河南 郑州450000;3.湖北大学 计算机与信息工程学院,湖北 武汉430064

摘要: 为提高多类支持向量机分类器对多目标的分类准确度,提出一种结合无向图模型优化的多类支持向量机分类器。首先,利用余弦测度计算训练数据之间的相似度,构建包含训练数据和相似度矩阵的无向图模型,求解相似度约束矩阵。然后,将相似度约束矩阵引入多类支持向量机求解的目标函数,构建优化的多类支持向量机分类器。最后,将优化的多类支持向量机分类器用于智能交通领域,结合梯度方向直方图特征检测行人和车辆目标。实验表明,该方法检测行人和车辆目标的错误率低于经典的多类支持向量机分类器和目前主流的目标检测方法。
关键词:
无向图模型
支持向量机
多类支持向量机
相似度
目标检测

电源技术与应用

基于互感器的数字锁相环设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.033

作者:何松原1,陈 荣1,2

作者单位:1.江苏大学 电气信息工程学院,江苏 镇江212013;2.盐城工学院 电气学院,江苏 盐城224051

摘要: 针对传统锁相环精度差、速度慢等问题,利用互感器实现了一种基于预测电流无差拍方法的改进功率解耦控制的数字锁相环,很好地解决三相逆变器在并网运行时锁相问题。仿真分析和实验结果表明,该数字锁相环在电网频率发生变化时,能快速准确跟踪上电网电压相位,证实此方法在逆变器并网锁相时具有良好的效果。
关键词:
互感器
无差拍
锁相环
逆变器

带LCD无损吸收的动力电池组均衡技术的研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.034

作者:刘新天,成伟菁,何 耀,郑昕昕,曾国建

作者单位:合肥工业大学 新能源汽车工程研究院,安徽 合肥230009

摘要: 电动汽车动力电池组的均衡是保障电池系统可靠性、提高电池寿命和能量利用率的关键技术。给出了一种带LCD吸收网络的反激式变换器均衡拓扑,能够实现功率管的软开关,提高了均衡拓扑的效率。文中分析了均衡电路的工作原理和功率管的软开关过程,并提出了相应的均衡电路控制策略,通过仿真和实验结果验证了理论分析,实现了动力电池组的实时均衡。
关键词:
电动汽车
电池均衡
反激变压器
LCD吸收网络

新型带功率解耦的交错反激式微逆变器设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.02.035

作者:顾石磊1,孙玉坤1,2,张 亮2,黄永红1

作者单位:1.江苏大学 电气信息工程学院,江苏 镇江212013;2.南京工程学院,江苏 南京211100

摘要: 提出了一种新型带功率解耦的交错反激式微逆变器,该系统由交错反激式变换器、DC/AC逆变电路和LC滤波电路组成。为了提高系统的转换效率,采用两个低容值、高寿命的薄膜电容并联于直流母线两端。对提出的新型拓扑结构进行详细分析,介绍了在不同模式下的工作过程,最后通过MATLAB仿真验证有效性,并搭建250 W样机进行实验验证。实验表明,此逆变器的最大转换效率为90.6%。
关键词:
交错反激
转换效率
功率解耦
薄膜电容