2018年第03期

刊出日期:2018-03-08
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

动力电池SOC估算复杂方法综述

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.174371

作者:郑 旭1,黄 鸿1,郭 汾2

作者单位:1.北京理工大学 自动化学院,北京100081;2.北京理工大学电动车辆国家工程实验室,北京100081

摘要: 荷电状态(SOC)是动力电池管理系统的重要参数。准确估算动力电池SOC是促进电动汽车发展的关键技术。因为动力电池的工作环境复杂多变,传统方法难以准确估算其SOC。首先分析了SOC估算的影响因素,然后对不断改进的复杂方法进行了综述,分析并对比各自的优缺点。最后对动力电池SOC估算复杂方法进行总结并提出展望。
关键词:
电动汽车
动力电池
荷电状态SOC
复杂方法

微电子技术

基于三值文字运算的碳纳米场效应晶体管SRAM设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172984

作者:康耀鹏,汪鹏君,李 刚,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: 通过对文字运算电路和三值存储器原理的分析,结合碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)的特性,提出一种基于三值文字电路的碳纳米场效应晶体管SRAM设计方案。该方案首先利用三值文字运算真值表和开关信号理论设计文字运算电路;然后采用文字0、文字1和文字2非运算电路实现三值SRAM的功能,利用传输门控制反馈回路降低三值写操作的动态功耗;最后实验验证,所设计的电路逻辑功能正确且与传统交叉耦合SRAM相比写速度提高49.2%。
关键词:
多值逻辑
三值SRAM电路
文字运算
CNFET

高性能主从模式动态可重构的SPI IP核设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172838

作者:魏朋博1,2,张存德1,2,黄 翔1,2,虞致国1,2,顾晓峰1,2

作者单位:1.物联网技术应用教育部工程研究中心,江苏 无锡214122;2.江南大学 电子工程系,江苏 无锡214122

摘要: 为满足系统芯片(SoC)中的串行外设接口(SPI)灵活配置的要求,设计了一种既可作为主机又可作为从机、支持4种数据传输模式、允许7种时钟传输速率的SPI IP核。该SPI IP核通过状态机来控制数据传输模块端口的方向,以此来解决主从模式下数据传输方向相反的问题,通过对移位寄存器的复用减少了逻辑资源消耗,利用时钟分频模块来实现不同传输速率下的数据交换,设计了配置数据传输模式的时钟极性和时钟相位等端口,方便了对SPI IP核的操作。结果表明:该SPI IP核符合SPI总线协议,在0.13 μm工艺下消耗1 062个逻辑门,在系统工作频率80 MHz下的功耗约为0.395 7 mW。
关键词:
高性能
主从模式
动态可重构
串行外设接口SPI
IP核

一种带有巴伦电路的24 GHz上混频器设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172847

作者:周正轩,李 罡,林甲富,章国豪

作者单位:广东工业大学 信息工程学院,广东 广州510006

摘要: 设计了一个24 GHz上变频混频器,基于吉尔伯特结构全集成了3个片上巴伦电路。采用gm/I方法协调晶体管大小为了获得较好的转换增益、隔离度与电路耗散功率。电路实现采用厦门三安0.5 μm PHEMT工艺,5 V电压供电,在本振LO为0 dBm时,转换增益为9 dBm。工作在24 GHz频段时,1 dB压缩点为-20 dBm,混频器的最大输出功率为-10 dBm,射频输出端口与本振的隔离度大于32 dB,整个电路直流功耗40 mW,芯片面积为1 mm×1.3 mm。
关键词:
上变频
吉尔伯特
巴伦
转换增益

小数分频频率合成器的Σ-Δ调制分析及优化

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173132

作者:杨建明

作者单位:广东中星电子有限公司,广东 珠海519000

摘要: 分析Σ-Δ量化对小数分频频率合成器相位噪声及杂散的影响,优化Σ-Δ量化器,提升频率合成器性能。分别分析了Σ-Δ量化器阶数、频率合成器带宽、Σ-Δ量化器工作频率及Σ-Δ量化器位数对频率合成器的影响,并建立数学模型。使用MATLAB验证了数学模型,提出输入信号预先插入零点,迭加低能量白噪声的二阶Σ-Δ量化器适合于Σ-Δ频率合成器,且通过提高Σ-Δ量化器工作频率而提升Σ-Δ频率合成器带宽。
关键词:
相位噪声
杂散
Σ-Δ

基于UVM的基带射频接口电路的验证

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172650

作者:徐 飞1,2,秦水介2

作者单位:1.贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025;2.贵州省光电子技术与应用重点实验室,贵州 贵阳550025

摘要: 针对UVM验证方法学的高效性,结合UVM可重用性的特点,搭建层次化的模块级验证平台,对基带射频接口电路的功能进行验证。验证分析表明,基带射频接口硬件电路架构移植于UVM环境中,不仅提高了代码覆盖率和功能覆盖率,而且大幅提升了验证效率。同时通过DC(Design Compiler)对硬件RTL约束后,得到射频接口电路接收通路的面积为0.3 mm2,功耗为39 mW;射频接口电路发送通路的面积为0.5 mm2,功耗为58 mW。
关键词:
UVM
基带射频
功能验证
DC综合
功耗

基于分段多项式近似的DDFS研究及FPGA实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173080

作者:韩 潇1,曾 立1,占 丰2,陈 昱1

作者单位:1.北京航空航天大学 空间与环境学院,北京100191;2.山东航天电子技术研究所,山东 烟台264000

摘要: 提出一种直接数字频率合成器(DDFS)的设计方法,采用分段多项式近似的算法模型代替传统的查找表方式,实现相位至余弦幅度的映射。选择拟合余弦函数均方误差最小的两段四阶偶次幂多项式,使在合成信号的无杂散动态范围(SFDR)达到最大(94.98 dBc)。然后基于FPGA实现了相幅映射为14位输入位宽结构的DDFS,对实现该方法定点量化的数字系统进行了分析和优化,结果表明,量化后的DDFS输出信号幅度的绝对误差小于2.6×10-4,SFDR约93 dBc,接近理论上的SFDR上界。该研究工作为下一代天基感应式磁力仪的高精度在轨定标信号源提供一种可能的新方法。
关键词:
直接数字频率合成器
分段多项式近似
无杂散动态范围
FPGA

嵌入式技术

多通道双频高频雷达接收机模拟前端的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173145

作者:李世界,陈章友,张 兰,杨山山

作者单位:武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉430072

摘要: 针对天地波组网系统对雷达接收机的指标要求,提出并实现了一种基于软件无线电思想的双频多通道数字化雷达接收机模拟前端的设计。该设计以一个模数转换芯片为核心,实现了对8通道同时双频接收信号的放大和采样,保证了各个通道增益控制的一致性,简化了电路的同时又拥有更多的灵活性。最后通过接收机的系统仿真和现场测试,证明了该设计的正确性,满足了实际应用要求。
关键词:
数字化接收机
模拟前端
双频
增益控制

基于电力线通信的光伏电站漏电监测系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173194

作者:谢志远,陈 楠, 张冬祺

作者单位:华北电力大学(保定) 电子与通信工程系,河北 保定071003

摘要: 分布式光伏电站线路绝缘漏电故障一直是光伏电站的技术难点,尤其是从光伏电池阵列到并网逆变器的各个环节中,布线复杂,环境恶劣。针对传统监测技术的弊端,提出了一种基于电力线通信的分布式漏电监测系统。系统采用电力线通信技术结合传感器技术的方式,完成了采集节点和中央监测终端软硬件的设计与优化,实现了对采集点漏电流数据的收集和传输,并对系统进行了不同温度条件下的准确率的测试。通过实验验证,系统的可靠性均在97%以上,能有效地监测分布式光伏电站的漏电情况。
关键词:
漏电监测
分布式光伏发电站
电力线通信
传感器技术

GPS伪卫星高精度室内定位技术研究与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173683

作者:卢伟军1,2,孙希延1,2,纪元法1,2,范 灼1,2,梁 涛1,2

作者单位:1.桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林541004;2.广西精密导航技术与应用重点实验室,广西 桂林541004

摘要: 为了实现高精度室内定位,克服GPS导航系统在室内等复杂环境定位的局限性,提出了一种基于伪卫星的高精度室内定位方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速A/D转换电路以及上下变频电路。详细介绍了伪卫星信号时钟同步方法和接收机抗远近效应设计方案及实现。通过对系统测试,结果表明在室内静态和动态定位精度都在3 cm以内,实现了高精度室内定位,该方案的实现对室内外无缝定位具有重要的意义。
关键词:
高精度室内定位
伪卫星
时钟同步
远近效应

基于分数低阶协方差谱的频谱感知算法研究及其FPGA实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173280

作者:赵海杨,包亚萍,朱晓梅,吴体昊

作者单位:南京工业大学 计算机科学与技术学院,江苏 南京211816

摘要: 在对非高斯噪声情况下主用户频谱感知问题的理论研究之上,采用α稳定分布模型描述认知通信系统的非高斯噪声,给出了一种基于分数低阶协方差的感知方法,并采用分数低阶协方差谱对α稳定分布噪声下的主用户信号进行了谱估计,较好地解决了在非高斯噪声情况下传统的功率谱估计性能失效的问题。在此基础上针对FPGA的特性,进一步优化了算法,在FPGA上设计并实现了基于该算法的感知系统。系统利用FPGA产生中心频率为25 MHz、带宽为12.5 MHz的QPSK信号和特征指数为1的α稳定分布噪声作为主用户信号,设计相应的数字信号处理模块,并在此系统中验证了基于分数低阶协方差的感知方法能够有效地从α稳定分布噪声中检测出主信号的存在。该系统运行稳定,可移植性强,适用于不同的主用户频谱检测方案在此系统上进行实现与验证。
关键词:
频谱感知
α稳定分布
分数低阶协方差谱
FPGA

基于FMCW环扫SAR的成像系统设计及测试方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173508

作者:刘靓欢,黄世锋,陈章友

作者单位:武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉430072

摘要: 为实现目标不同距离的高分辨率成像,提出一种调频连续波(FMCW)环扫合成孔径雷达(SAR)体制下的目标距离向探测系统设计及测试方法。该系统由模拟前端和FPGA共同处理实现,设计多种工作模式以实现近、中、远3种探测距离及相应的分辨率。通过MATLAB模拟射频前端去调频处理后的信号,加载到FPGA数字下变频处理,对所得信号仿真得到输出频谱,并进行闭环板级实测,验证了该基于FMCW环扫SAR的目标距离向成像系统设计的可行性。
关键词:
距离向
调频连续波
环扫合成孔径雷达
数字下变频

测控技术与仪器仪表

基于CC3200及微信公众号的云家居交互系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173614

作者:高世皓1,2,王立华2,朱吉芳3,周松江4

作者单位:1.北京邮电大学 泛网无线通信教育部重点实验室,北京100876; 2.山东科技大学 电子通信与物理学院,山东 青岛266590; 3.阿里巴巴集团,浙江 杭州311121;4.北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院,北京100876

摘要: 为了实现家居智能化,基于CC3200无线Wi-Fi微控制器、微信公众号及阿里云服务器设计了一款智能云家居交互系统,用户可通过微信公众号远程控制家居设备,并可获取传感器的状态。提出了系统总体设计方案,介绍了系统硬件组成,给出了CC3200微控制器、微信公众号和阿里云服务器的软件设计。实验测试表明,该系统运行稳定,用户体验较好,具有较高的应用价值。
关键词:
CC3200
Wi-Fi
微信公众号
阿里云服务器
智能家居

基于奇异值分解和小波包分解的故障检测

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173275

作者:李一博,沈 慧,高 远

作者单位:天津大学 精密测试技术与仪器国家重点实验室,天津300072

摘要: 根据真空泵在故障和正常模式下工作时,其振动信号在频域的能量分布的差异性,设计基于奇异值分解(SVD)和小波包分解(WPD)的真空泵故障检测方法。首先用SVD对采集到的信号进行去噪,再使用小波包对去噪后的信号进行分解,对分解得到的各层系数进行重构并提取需要的各频域段的能量。将提取的能量向量作为支持向量机(SVM)的输入样本,对SVM进行训练。最后使用实验数据对SVM的可靠性进行验证。实验结果表明,采用SVD和WPD结合的方法能较好地识别出真空泵的故障。
关键词:
真空泵故障
奇异值分解
小波包分解
支持向量机

重复控制自适应PI控制器在APF中的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173901

作者:高正中,郭 娜,李 煜

作者单位:山东科技大学 电气与自动化工程学院,山东 青岛266000

摘要: 为了有效解决电力系统中由于谐波存在而导致的一系列问题,设计了一种基于PI+重复控制的有源电力滤波器(APF)。这种控制器集合了PI算法追踪速度快和重复控制算法精度高的优点,但是在实际应用中发现,当电网突加负载,即系统参数发生变化时,其跟踪效果不理想。因此提出了自适应PI,在原来的基础上进一步提高追踪的速度和精确度,改善效果明显,系统谐波畸变率比简单并联控制器降低了30%。
关键词:
复合控制器
自适应
有源电力滤波器

一种基于动态规划的机动目标检测前跟踪方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173336

作者:高 洁1,2,杜劲松1,张清石1,李 鹏1

作者单位:1.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳110016;2.中国科学院大学,北京100049

摘要: 针对传统动态规划检测前跟踪算法仅适用于匀速直线运动目标或慢机动目标的局限性,提出了一种将交互式多模型(IMM)滤波与基于动态规划的检测前跟踪算法相结合的机动目标处理算法。该算法应用于近程毫米波雷达探测环境下,根据被测目标的实际运动情况建立了匀加速运动、匀速转弯运动及匀速运动模型,在动态规划算法基础上考虑了多种运动模型以及模型之间的转换和预测,避免了因模型不匹配导致的跟踪效果变差的问题。仿真结果显示,相比于传统动态规划检测算法,该算法能够更加有效地实现对机动目标的检测和跟踪,适于工程应用。
关键词:
检测前跟踪
动态规划
交互式多模型算法
近程毫米波雷达

基于AP布置优化和K-means聚类算法的室内定位研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173642

作者:陈云飞1,2,杜太行1,3,江春冬1,3,王景玉1,李娟妹1

作者单位:1.河北工业大学 控制科学与工程学院,天津300130;2.邢台职业技术学院 电气工程系,河北 邢台054000; 3.河北省控制工程研究中心,天津300130

摘要: 传统室内定位中聚类算法被动依赖定位环境中接入点(Acess Point,AP)数量,导致定位效率低、误差大,室内位置指纹定位研究中AP布局是影响定位精度的关键性因素。因此,采用Intel芯片的嵌入式微系统和美国Signal Hound生产的SA44B型测量接收机共同组成传感器网络,根据电波路径损耗建立室内定位的目标函数,采用单纯形法和模拟退火算法融合算法对目标函数进行优化,从而达到最合理的AP室内位置布局,而后改进K-means聚类算法将优化后的AP位置坐标作为初始聚类中心,来提高系统的定位效率和精确度。实验结果表明,与传统K-means算法相比,经过AP位置最优化后的聚类定位算法精度提高了13.8%。
关键词:
室内定位
AP位置优化
模拟退火算法
单纯形法
嵌入式

抑制风噪声的频点离散值加权GCC-PHAT时延估计算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173520

作者:乔 健,王建明

作者单位:南京工业大学 计算机科学与技术学院,江苏 南京211816

摘要: 针对麦克风阵列使用GCC-PHAT算法估计信号到达时差对加性噪声敏感,以及基于信噪比估计的连续值加权GCC-PHAT算法无法消除环境中类似风噪声的变化噪声干扰的情况,提出了一种抑制风噪声的频点加权GCC-PHAT算法。通过分析已有算法的不足,新算法选择使用离散频点加权,并通过信号频点间相干性量化值和时域关联性计算权值,去除风噪声干扰频点;同时估计声源信号活跃度,调整算法运算量。实验表明,与已有的GCC-PHAT算法相比,新算法能有效消除风噪声对估计结果的干扰,同时降低运算负载。
关键词:
广义互相关
到达时差
离散频点权值
风噪声

基于DM368的嵌入式数据记录仪的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173541

作者:石永彪1,2,张 湧2,楼晨风1,2,刘 淳1,2,胡麟苗1,2

作者单位:1.中国科学院大学,北京100039;2.上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室,上海200083

摘要: 针对导弹弹上空间有限、对载体的重量和功耗有着严格限制等要求,研制了一种具有高可靠性、低功耗、小型化的弹载数据记录仪。本系统主要实现对导弹飞行过程中的场景视频信息进行H.264格式硬件压缩存储以及对飞行姿态等数据进行实时记录并存储至高速大容量SD卡,极大地方便了飞行试验后数据的读出和处理。
关键词:
嵌入式数据记录仪
H.264视频实时压缩
SD卡存储
低功耗

通信与网络

平面大规模天线阵列的窃听检测方案

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173022

作者:苏晓凤1,陈海华1,2

作者单位:1.南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300350;2.天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室,天津300350

摘要: 物理层安全机制可以为无线通信提供有效的保密机制,为后期保密通信降低系统复杂度。提出了一种基于大规模平面天线阵列的物理层安全机制,即主动窃听的检测方案。该方案针对时分双工模式下的莱斯信道模型,仅在假设合法用户莱斯因子和基站噪声功率已知的情况下,即可有效检测窃听用户。仿真结果表明,所提出的检测方案性能随着天线个数、莱斯因子的增加而提高。此外,该方案的性能不随用户的位置而改变,可在三维空间全方位地检测窃听。
关键词:
物理层安全机制
窃听检测
大规模天线阵列
缩比卡方分布
非中心缩比卡方分布

一种无人机三维航迹规划算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172483

作者:叶 春1,张曦煌2

作者单位:1.江苏信息职业技术学院 物联网工程学院,江苏 无锡214001;2.江南大学 物联网工程学院,江苏 无锡214001

摘要: 在研究无人机三维航迹规划问题时,针对基于传统人工蜂群算法易陷入局部最优值、后期收敛速度变慢、寻优效率低的问题,提出了一种改进人工蜂群算法的无人机航迹规划方法。首先,在建立包括经纬度、海拔高度信息的三维飞行区域模型后,加入了地形约束模型,并引入新的综合航迹代价评价方式。然后,在算法中引入自适应搜索策略、新型概率选择策略与Logistic混沌搜索算子来增强其对原始信息的开采能力,提高其收敛速度以及加强其鲁棒性。最后,通过三维航迹规划仿真和面对突发威胁的局部航迹再规划仿真对所提算法的有效性进行了验证。结果表明,改进后的算法提高了全局收敛能力,在收敛速度和精度上优于遗传算法和传统人工蜂群算法,适合用来解决无人机的三维航迹规划问题。
关键词:
无人机
航迹规划
人工蜂群算法
突发威胁

实时的移动互联网攻击盲检测与分析算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172314

作者:史二颖1,王 正2

作者单位:1.常州机电职业技术学院,江苏 常州213164;2.南京大学 电子科学与工程学院,江苏 南京210093

摘要: 大规模移动互联网攻击检测算法需要攻击行为的先验信息或者需要对攻击行为进行监督学习,降低了攻击检测算法的实时性与实用性,为此提出了一种实时的移动互联网攻击盲检测与分析算法。首先,提取每个时段网络流量的最大特征值,结合最大特征值与模型阶数选择技术检测每个时段是否存在攻击行为;然后,通过特征值分析技术来识别攻击的类型,识别出特征值的变化细节;最终,设计了相似性分析方案来分析攻击的端口与时间等细节信息。基于真实实验与公开网络流量数据集的仿真结果表明,该算法获得较高的攻击检测准确率。
关键词:
移动互联网
攻击检测
网络安全
模型阶数选择
分布式拒绝服务攻击

一种车联网分簇方法与簇内中继选择方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172131

作者:马得森,沈正源,金晓晴,张玉冰,任婵婵

作者单位:桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林541004

摘要: 针对车联网低时延、高可靠性的通信需求,提出了基于簇稳定的车辆分簇方法,有效增加通信时间,提高通信可靠性。在此基础上,研究功率受限的情况下车联网簇内数据分发的中继选择问题,提出了一种基于功率预分配的中继选择方法。该方法簇内车辆协作采用HDAF转发协议,在中继选择之前先对源节点和潜在中继节点进行功率分配,求取系统中断概率最小的功率分配因子,然后比较融入功率优化因子的各个节点的等效信道增益,选择出最优中继节点集合。数值结果表明:基于簇稳定的车辆分簇方法相比基于地理位置的分簇方法具有更高的稳定性。同时,提出的中继选择方法在相同条件下比传统的单中继选择方案和全中继选择方案具有更小的中断概率。
关键词:
车联网
车辆分簇
中继选择
功率分配

基于四阶循环多谱的频谱感知算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172462

作者:许钧南,魏以民,苏 巧,邓昌良,沈越泓

作者单位:陆军工程大学 通信工程学院,江苏 南京210000

摘要: 目前,大部分基于能量检测和信号循环平稳的频谱感知算法能够在平稳噪声环境中取得优异的检测性能,在非平稳噪声环境中的检测性能则急剧下降。为了更好地消除频谱感知过程中非平稳噪声的影响,利用信号四阶循环多谱抑制非平稳噪声的性质,提出了一种基于四阶循环多谱的频谱感知算法。该算法首先计算四阶循环多谱的切片形式;然后通过简化的四阶循环多谱幅度平方和对协同用户截取的信号进行检测;最后计算其峰值系数,实现对主用户信号存在性的判断。仿真结果表明,在非平稳噪声环境中,所提出的算法比传统的频谱感知算法识别概率更高,性能更好。
关键词:
频谱感知
四阶循环多谱
非平稳噪声
检测概率

基于改进空间插值的无线电环境地图生成技术

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172513

作者:字 然,常 俊,宗 容,王若男,廖贵文

作者单位:云南大学 信息学院,云南 昆明650500

摘要: 无线电环境地图(REM)为认知无线网络动态频谱接入提供了精准、全面的信息支撑,由于现场样本数据的实测受到环境、设备和人为等因素的限制,其样本规模难以保证应用的需求。因此,利用空间相似性,将离散数据点扩展为面结构数据的空间插值方法研究有积极的意义和应用价值。在传统MSM算法基础上,提出了RMSM算法,从优化权值计算、灵活地使用局部特征和高效的近邻搜索法方面进行改进,通过搭建15 m×20 m的实验场景,进行样本数据采集和算法测试验证。结果表明RMSM算法与传统算法比较,其误差降低了1.96 dB,稳定性提高了55.37%,改进效果明显。
关键词:
无线电环境地图
认知无线电
空间插值

能量搜集充电的设备到设备通信功率分配方案

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172402

作者:曾 闵,罗 颖,郭秋梅,江 虹

作者单位:西南科技大学 信息工程学院 特殊环境机器人技术四川省重点实验室,四川 绵阳621010

摘要: 主要研究多个能量搜集充电的设备到设备(D2D)用户非正交复用一个蜂窝用户信道资源时的功率分配问题。在保障蜂窝用户的服务质量前提下,建立了一个最大化能量搜集充电的D2D用户的传输速率问题。由于该问题是一个非凸规划问题,提出一种低复杂度的凸近似算法,并得到该问题的一个紧下界可行解。最后,通过仿真分析得出该算法能够逼近最优传输速率,为多个能量搜集充电的D2D对与一个蜂窝用户共享链路的场景提供有效的功率分配方案。
关键词:
能量搜集
设备到设备通信
功率分配
非凸规划

计算机技术与应用

基于优化的LSTSVM的多模态生理信号情感识别

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171839

作者:金 纯1,2,陈光勇1

作者单位:1.重庆邮电大学 无线移动通信理论与技术重点实验室,重庆400065;2.重庆金瓯科技发展有限责任公司,重庆400041

摘要: 采用最小二乘双支持向量机(LSTSVM)进行情感识别,针对LSTSVM模型的惩罚系数及核函数参数难以确定的问题,使用改进的萤火虫算法(MFA)来优选LSTSVM的各项参数,使分类器取得最优的性能。基于脑电、皮肤电、肌电和呼吸4种模态的生理信号,使用该算法进行情感识别,并与使用标准LSTSVM和粒子群LSTSVM算法的识别结果比较。仿真分析表明,提出的MFA-LSTSVM算法识别准确率更高,需要的训练时间更短。
关键词:
最小二乘双支持向量机
萤火虫算法
情感识别
多模态生理信号

自适应双边滤波的Retinex图像增强算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172770

作者:李大军1,杜神斌1,郭丙轩2,聂欣然1,杨力伟3

作者单位:1.东华理工大学 测绘工程学院,江西 南昌330013;2.武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉430079; 3.安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院,安徽 蚌埠233000

摘要: 针对现有的Retinex算法不能自动调节参数,提出一种基于参数估计的双边滤波Retinex算法。该算法首先利用主成份分析和Canny边缘检测算法分别进行噪声估计和边缘强度估计;然后通过线性相关运算计算双边滤波的空间几何标准差参数和亮度标准差参数;再利用参数估计的双边滤波把图像分解出照度图像和反射图像;最后将照度图像和反射图像通过不同方法的压缩和增强并合成一幅新的图像。通过实验表明,它不仅能够自动设置参数,还能有效抑制光晕现象。
关键词:
Retinex算法
主成份分析
Canny算法
双边滤波
光晕

基于改进小波变换的手臂肌电信号去噪算法的研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171980

作者:刘明君1,董增寿2

作者单位:1.忻州师范学院 电子系,山西 忻州034000;2.太原科技大学 电子信息学院,山西 太原030024

摘要: 手臂肌肉电信号是手臂运动过程中,通过电极记录下来的微小肌肉电流信号。由于该信号可以无创检测,模仿性强,已广泛应用于人工智能假肢领域。研究了小波阈值去噪算法在手臂肌电信号检测中的应用,针对传统阈值去噪算法存在离散点、误差大等缺点,引入非线性函数过渡,利用控制系数,改进阈值去噪算法。利用3种方法对同一含噪信号信息进行仿真分析,通过实验表明,该算法对采集到的手臂单通道肌电信号进行去噪处理,克服了传统阈值去燥算法的缺点,可以有效去除干扰信号,提高信噪比和信息识别的准确性。
关键词:
手臂肌肉电信号
人工智能
小波阈值去噪
非线性函数
控制系数

基于静态二进制分析的工控协议逆向解析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171175

作者:魏 骁,刘仁辉,许凤凯

作者单位:华北计算机系统工程研究所,北京100083

摘要: 针对传统的协议解析方法在工业控制系统中的局限性,提出了一种适用于工业控制系统通信协议的协议逆向分析方法。该方法的算法思想来源于动态污点算法,算法实现基于静态二进制分析平台IDA Pro及其提供的软件开发接口,解析结果可直接为模糊测试提供语义参考。该算法包括预处理、交叉引用分析、协议帧重构和语义提取等步骤,具有针对性强、通用性好的特点。将算法实现后应用于某组态软件,能够得到正确的分析结果,证明了该方法的正确性与有效性。
关键词:
工业控制系统
协议逆向
静态分析
交叉引用
污点算法

基于维纳后置滤波的LS波束形成混响抑制算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172043

作者:张秀再1,2,王 婷1,郭业才1,2,陈小燕1

作者单位:1.南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京210044; 2.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,江苏 南京210044

摘要: 混响导致语音信号时间和频率模糊,严重时语音变得难以理解。为了提高语音质量,提出一种具有维纳后置滤波的最小二乘波束形成混响抑制算法。该算法将混响后的语音信号分为直达部分和混响部分,得到维纳后置滤波器增益估计;针对语音信号在低频部分噪声相干性较强的问题,利用最小二乘波束形成算法进行分频处理,最后求解最优权值。仿真实验表明,所提出的算法具有较好的混响抑制特性。
关键词:
波束形成
最小二乘
混响
维纳后置滤波

电源技术与应用

Buck变换器在射流清洗设备电源中的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172457

作者:王 红,许加建,张于贤,徐学武

作者单位:桂林电子科技大学 机电工程学院,广西 桂林541004

摘要: 在实现高压水射流清洗设备的自动控制过程中,存在着系统响应实时性差、稳定性低的问题。针对该设备的自动控制要求,从直流驱动电源的角度考虑,设计了相应的驱动电源结构。基于传统线性直流电源的结构,引入了改进的Buck变换器。通过MATLAB仿真表明,该电源具有更快的输出响应,功率转换损耗更低,输出电压电流波形稳定,输出功率大小可进行实时调节。在一定程度上改善了系统响应的实时性、稳定性,能够较好的满足射流清洗设备的应用需求。
关键词:
高压水射流
直流电源
Buck变换器
MATLAB仿真

自然坐标系SVPWM四桥臂中频逆变器调制策略研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172685

作者:刘亨杰1,赵锦成1,方淑辉2

作者单位:1.陆军工程大学石家庄校区 车辆与电气工程系,河北 石家庄050003;2.青岛瑞阳电子有限公司,山东 青岛266000

摘要: 三相四桥臂中频逆变器逐渐成熟,能满足航电和雷达设备对中频电源的需求,且能在不平衡负载下保持三相电压稳定。为研究逆变器带不平衡负载能力,首先分析了自然坐标系下空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,减少了在αβγ坐标系下坐标变换、矢量选取与占空比计算的复杂性,利于实现DSP数字化控制。通过分析三相四桥臂的平均电流模型,实时采样负载电流并计算参考电压,使逆变器能适应各种不平衡负载,采用PI控制稳定系统输出电压。经仿真和实验验证,逆变器带非线性负载和不平衡负载能力强,输出电压波形THD小。
关键词:
三相四桥臂逆变器
空间矢量脉宽调制SVPWM
自然坐标系
不平衡负载

组合爬山法与变论域模糊控制的MPPT算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172354

作者:党存禄1,李建华1,杜 巍1,王焕宇1,陈维铅2

作者单位:1.兰州理工大学 电气工程与信息工程学院,甘肃 兰州730050; 2.甘肃省太阳能发电系统工程重点实验室,甘肃 酒泉735000

摘要: 光伏发电系统的输出功率随外界环境的改变而变化,若控制光伏列阵始终在最大功率点处工作,将能提高光伏发电效率。在传统单一的MPPT算法中,无法同时满足系统的动态性和稳态性,为此拟提出一种将爬山法与变论域模糊控制组合算法,并通过Simulink仿真分析,分别对比研究了爬山法、模糊控制法、变论域模糊控制以及组合算法跟踪光伏列阵最大功率点的输出特性。仿真结果表明:组合控制算法能快速、稳定地追踪最大功率点。
关键词:
光伏发电
MPPT
爬山法
变论域模糊控制

一种改进型双LCL无线电能传输系统研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172545

作者:杨克立1,程 辉2,聂 滢3

作者单位:1.中原工学院 工业训练中心,河南 郑州450007;2.河南工程学院 电气信息工程学院,河南 郑州450007; 3.湖南大学 电气与信息工程学院,湖南 长沙410000

摘要: 由于双LCL型无线电能传输(WPT)系统具有恒流输出特性以及较好的鲁棒性,故其已经在无线电能传输领域得到了广泛的应用。但是,在系统轻载时,逆变器输出电流存在畸变,此为双LCL型无线电能传输系统的固有缺点。针对此问题,在不影响系统原特性的基础上,提出了一种改进方法,并从理论上分析了改进方法的工作原理以及可取得的良好效果。最后,通过仿真分析和实验验证证明了理论分析的正确性。
关键词:
无线电能传输
双LCL
畸变
改进