2018年第11期

刊出日期:2018-11-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
上一期

微电子技术

SpaceWire高速总线节点控制器的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180529

作者:柳 萌1,2,安军社2,史毅龙1,2,江源源2,姜文奇3

作者单位:1.中国科学院大学,北京100190;2.国家空间科学中心 复杂航天系统综合电子与信息技术实验室,北京100190; 3.龙芯中科技术有限公司,北京100095

摘要: 针对空间应用中有效载荷对数据高速传输的要求,根据SpaceWire(SpW)协议提出了一种SpaceWire节点控制器的设计方案。使用Verilog可编程语言进行逻辑设计,实现了节点控制器IP,以XC4VSX55 FPGA做原型验证,验证了系统整体设计的可行性。在专用集成芯片龙芯1E300中实现了该知识产权核(Intellectual Property,IP),搭建测试环境,验证了数据传输过程中的同步性和准确性,ASIC实际测试结果表明设计的节点控制器信号传输速率可达200 Mb/s,满足协议规定的功能。
关键词:
SpaceWire
节点控制器
CODEC
高速数据传输

基于PDMS的MEMS柔性天线的设计及制作

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180765

作者:徐永庆,张斌珍,段俊萍,肖 红,林雪晨,黄成远

作者单位:中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原030051

摘要: 设计了一种小型超宽带共面波导(CPW)馈电的MEMS单极子柔性天线,具有结构简单、质轻、易集成、可柔性弯曲的特点。该天线采用了具有高柔弹性和良好的自我恢复性的PDMS材料为介质基板,在柔性基板一侧设计了圆盘状的金属辐射结构,采用了CPW结构与天线集成于基板同一侧。实验中,验证了氧等离子刻蚀与SDS联合处理的方式能有效改善光刻胶与PDMS表面的粘附效果,并分别基于AZ6130胶、RZJ304胶、AZ5214E胶在PDMS柔性基底上利用金属剥离工艺制作了该CPW馈电的MEMS单极子柔性天线,对比了基于不同光刻胶制作的天线性能及剥离制作难度。该天线的频带为 3.3 GHz~5.0 GHz,阻抗匹配良好,辐射方向性稳定,可适用于5G通信系统,亦为柔性天线的研究提供了参考。
关键词:
柔性天线
单极子天线
共面波导
PDMS
剥离工艺

一种新型带隙基准源设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180729

作者:杜 涛1,蔡红艳1,梁 科2,王 锦2,李国峰1,2

作者单位:1.南开大学IC设计与系统集成实验室 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室,天津 300350; 2.南开大学IC设计与系统集成实验室 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室,天津300350

摘要: 在对传统一阶补偿带隙基准分析的基础上,提出了一种新型高阶补偿技术,并应用该技术设计了一款在宽温度范围内具有低温度系数的曲率补偿电压基准。基于VIS 0.15 μm BCD工艺对提出的电路结构进行了设计与仿真。仿真结果表明,该基准电路的输出电压平均值为539 mV;在宽温度范围(-60 ℃~120 ℃)内,温度系数为1.40 ppm/℃;环境温度为27 ℃,电源电压在1.3 V~2.1 V范围内时,输出电压的线性调整率为0.001 9%,电源抑制大于84 dB@100 Hz。
关键词:
带隙基准
高阶补偿
温度系数
线性调整率
宽温度范围

一种小型无源UHF抗金属标签天线的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180563

作者:景裕文,崔英花

作者单位:北京信息科技大学 计算机学院,北京100101

摘要: 设计了一款应用于超高频(UHF)频段的小型无源抗金属射频识别(RFID)电子标签天线。在一端端口封闭式小型微带天线的基础上,基板采用介电常数为22的微波介质陶瓷可以进一步减小天线尺寸,馈电方式为一端通过短路片接地的插入式馈电,通过对辐射贴片另一端加载短路片来实现宽频带。使用HFSS仿真软件进行天线设计,天线尺寸约为32 mm×24 mm×4 mm,置于200 mm×200 mm的金属板上,在860~960 MHz的工作频段内,S11<-15 dB,阻抗匹配极好,MATLAB仿真的读取距离约为7 m。标签天线的整体设计满足小型化、抗金属、宽频带、低成本的设计要求。
关键词:
射频识别
抗金属
标签天线
小型化

一种新型的双阈值4T SRAM单元的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181565

作者:张露漩1,乔树山1,2,郝旭丹3

作者单位:1.中国科学院大学 微电子学院,北京100029;2.中国科学院微电子研究所,北京100029; 3.中芯国际集成电路制造有限公司,北京100176

摘要: 通过减少晶体管数目来达到减小存储单元面积,从而实现高密度的SRAM设计是一种较为直接的解决方案。在至关重要的SRAM存储单元设计中,不同工作状态表现出的稳定特性是评判SRAM设计的重要指标。比较了55 nm CMOS工艺节点下传统6T和4T SRAM存储单元的数据保持和读写工作时的稳定特性。经过多次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明,4T结构SRAM与传统6T结构相比,存储单元面积减小20%,在相同供电电压下,通过在外围电路中增加读辅助电路,读稳定性提升了110%,写能力增强183%。
关键词:
SRAM存储单元
稳定性
读辅助电路
写能力

基于优化型支持向量机算法的硬件木马检测

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180581

作者:张 磊,殷梦婕,肖超恩,董有恒

作者单位:北京电子科技学院 电子与信息工程系,北京100071

摘要: 目前基于侧信道的分析方法是硬件木马检测的主要研究方向。为提高侧信道分析时的准确率和检测速度,提出了基于优化型支持向量机的分类方法。首先利用主成分分析技术对功耗数据进行处理,降低数据特征相关性;然后通过遗传算法提高惩罚系数和核函数参数的选择;最后进行硬件木马分类器的构建。实验结果表明,优化型SVM方法提高了硬件木马分类器的检测速度和准确率,可以有效检测出面积为0.1%的硬件木马,准确率最高可以提升15.6%,时间消耗减少98.1%。
关键词:
硬件木马
支持向量机
主成分分析
遗传算法
木马分类器

基于线性反馈的多模混合可重构PUF电路设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181494

作者:栾志存,张跃军,王佳伟,潘 钊

作者单位:宁波大学 信息科学与工程学院,浙江 宁波315211

摘要: 物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)是集成电路领域的特殊识别技术。通过提取芯片制造过程中随机工艺偏差,产生无限多个特殊的密钥。通过对存储型PUF电路、线性反馈移位寄存器和仲裁器PUF电路进行研究,提出一种基于线性反馈的多模混合可重构PUF方案。首先,该方案利用存储型随机源产生随机数据,将其作为自选反馈网络的选择信号,完成反馈网络的随机选择功能。然后,线性反馈移位寄存器根据反馈信号产生随机数序列,作为仲裁器PUF的n位路径选择信号,在时钟信号控制下,实现可重构PUF的串行密钥输出。在TSMC 65 nm CMOS工艺下仿真验证,结果表明所设计的PUF电路随机性达到96.2%,唯一性达到50.8%。
关键词:
物理不可克隆函数
线性反馈移位寄存器
可重构
多模混合
电路设计

嵌入式技术

基于深度学习的胸部X光影像分析系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181514

作者:周进凡,张荣芬,马治楠,葛自立,刘宇红

作者单位:贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025

摘要: 提出一种应用嵌入式技术和深度学习技术实现对胸部X光影像分析的设计方案。采用NIVIDIA公司生产的Jetson TX2作为核心板,配备以太网模块、WiFi模块等功能模块搭建该分析系统的硬件平台。在GPU服务器上利用MobileNets卷积神经网络对标注的胸部X光影像数据集进行训练,将训练好的神经网络模型移植到Jetson TX2核心板,在嵌入式平台下完成对胸腔积液、浸润、肺气肿、气胸以及肺不张症状的检测。利用美国国立卫生研究院提供的胸部X光影像数据进行测试,通过实验证明,该方法在识别准确率上优于其他的检测方法,同时识别所需时间比其他方法短。
关键词:
嵌入式技术
深度学习技术
胸部X光影像分析
JetsonTX2
MobileNets

基于FPGA的快速静态光谱复原系统研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181292

作者:田 晶

作者单位:长春职业技术学院,吉林 长春130000

摘要: 为了实现静态干涉系统光谱分布的快速复原,设计了一种基于FPGA的快速光谱数据处理系统。通过FPGA硬件设计完成了对CCD数据的高速采集与快速光谱数据反演计算。依据静态干涉条纹空域到频域的变化特性,设计了相应的驱动模块,并通过仿真分析验证了其高效性。选用三种不同位深的数据形式进行对比,结果显示,8 bit速度最快,但光谱对比度最差,12 bit对比度最好,但耗时较长,综合比较选取了光谱振幅对比度和处理速度均适中的10 bit,并由此构建了FPGA光谱复原系统。实验采用980 nm激光入射静态干涉模块获得的静态干涉条纹进行测试。同组数据还采用MATLAB进行光谱反演,对比结果显示,系统测试数据的中心波长位置、幅值及半宽与MATLAB仿真数据相符。
关键词:
快速光谱复原
静态干涉
FPGA
相对误差

基于SoC的新型通用弹载计算机系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181187

作者:蒋晓东,于纪言

作者单位:南京理工大学 智能弹药国防重点学科实验室,江苏 南京210094

摘要: 为了解决现有制导武器中弹载计算机计算性能较弱和传感器底层数据交互复杂等问题,提高弹载计算机计算性能与硬件集成度,提出一种基于SoC FPGA的新型通用弹载计算机设计方案。提出的SoC FPGA通用弹载计算机硬件设计集成度显著提高,通过三种平台(ARM、DSP和SoC FPGA)的运算耗时实验对比,在相同计算要求下,该弹载计算机并行运算加速方法运算耗时相较串行运算下降了一个数量级,为4 ms,得到较好的运算加速效果。结果表明,基于SoC FPGA的新型通用弹载计算机硬件集成度高、通用接口丰富,而且弹载程序运算满足现代武器制导的实时性与精确性要求。
关键词:
弹载计算机
通用接口
并行加速
SoCFPGA
HLS

带单节拖车的机器人控制系统的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181058

作者:任工昌1,吴梦珂1,朱爱斌2,刘 朋1,宋纪元2

作者单位:1.陕西科技大学 机电工程学院,陕西 西安710021;2.陕西省智能机器人重点实验室,陕西 西安710049

摘要: 带拖车的移动机器人是一种多车体系统,多车体机器人在运行过程中的控制难度也相应增加。针对带单节拖车的室内配送机器人,研究其运动学模型,提出了一种采用单车体运动学模型控制带单节拖车的配送机器人的控制方案。首先设计了带单节拖车的移动机器人的运动学模型,然后以搭载着ROS(机器人操作系统)的车载MiniPC作为上位机,STM32F103作为下位机,完成了对带单节拖车的室内配送机器人系统的设计与搭建,实现了机器人的自主运动控制。实验结果表明,该控制系统在室内直线走廊与“T”字形走廊都可以很好地兼顾到拖车部分的转向情况,实现了带单节拖车的配送机器人的自主导航。该设计为带单节拖车的配送机器人控制提出了一种有效的方案。
关键词:
带单节拖车
移动机器人
ROS
自主导航

车用尿素溶液浓度检测系统设计及在SCR上的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181344

作者:刘 露,刘惠康

作者单位:武汉科技大学 信息科学与工程学院,湖北 武汉430081

摘要: 基于超声波在不同浓度溶液中传播速度不同的原理,详细研究了超声波声速与车用尿素溶液浓度和溶液温度之间的关系,并用来检测车用尿素溶液浓度。实验表明,超声波在车用尿素溶液中的传播速度随溶液浓度的增加而增大,变化关系呈明显的线性关系;另一方面,溶液温度也对超声波传播速度有一定影响。在超声波时差法的基础上,加入温度补偿、滑动平均滤波,采用线性回归的方法,实现了车用尿素溶液浓度实时检测,测量浓度误差在0.3%以内。系统通过CAN总线将数据发送给SCR系统主设备,可供其做出更高效的尾气处理决策。
关键词:
超声波
温度补偿
时差法
滑动平均滤波
线性回归

测控技术与仪器仪表

基于FPGA的CPCI系统设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181546

作者:魏建勇

作者单位:武汉虹旭信息技术有限责任公司,湖北 武汉430074

摘要: 集成工控机箱使用CPCI接口兼容各种可插拔板卡,板卡的CPCI设计多使用专用芯片搭配FPGA实现,降低了可扩展性,增加了板卡面积和成本。为了解决上述问题,设计了一种基于FPGA的CPCI接口。介绍了使用FPGA实现的CPCI协议、仿真及外部通信总线协议、外部中断机制、冲突避免机制,该设计在量产的各种CPCI板卡中使用,用于各种厂家的CPCI机箱。与传统实现方案相比,该方案具有成本低、体积小、灵活性好、兼容性高等优点,在小型工控领域内具有明显的优势。
关键词:
CPCI
FPGA
ARM

低信噪比下相干信号DOA估计算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181359

作者:任全会, 陈享成

作者单位:河南省高速铁路运营维护工程研究中心,河南 郑州451460

摘要: 为了解决低信噪比下相干信号波达方向(DOA)估计精度和分辨率不高的问题,提出了低信噪比下相干信号DOA估计算法,此方法主要利用了空间平滑算法和ES-MUSIC算法的优点。相干信号源进行解相干通过空间平滑技术实现,接着,再使用ES-MUSIC算法进行DOA估计。分别对DOA估计成功概率、DOA估计均方误差、DOA估计成功分辨概率进行了对比测试,测试结果表明,与传统的方法相比,该方法在低信噪比下DOA估计精度和分辨率更高。
关键词:
低信噪比
DOA估计
空间平滑算法
相干信号

基于ARM微控制器的飞行数据记录仪设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181570

作者:刘 琨,许 哲,李飞飞

作者单位:中国航天科技集团有限公司第四研究院第四十一研究所,陕西 西安710025

摘要: 为了实时记录无人直升机的飞行数据,为后续分析直升机飞行状态、建立数学模型提供方便,介绍了一种实用性强、通用性好、移植方便的数据记录仪软硬件设计方案。本方案采用ARM内核微处理器结合SD卡以及文件系统的设计,并扩展出常用的通信接口以适应与使用不同通信协议的设备互连。经实际运行测试,记录仪能够很好地将数据存入建立的文件中,为后续数据分析、曲线绘制等工作提供了方便,具有一定的推广意义和实用价值。
关键词:
飞行数据记录仪
无人直升机
ARM微控制器
文件系统
SD卡

基于大数据平台的电采暖用电量预测分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182725

作者:杨 烁,孙钦斐,朱 洁,陈 平

作者单位:国网北京市电力公司电力科学研究院,北京100075

摘要: 基于大数据平台,通过实时采集每一用户的传感器大量的采暖数据、用户行为数据以及天气数据和房屋数据,通过对数据的关联分析、针对采暖用电量的BP神经网络预测,研究用户的用电行为,进而深入研究用户端最佳的“煤改电”配套的节能环保方案。该研究对于降低用户采暖成本以及完善配电网建设和用户用电负荷配置提供数据支撑,在实际的“煤改电”工程中有显著意义。
关键词:
智能服务平台
智能采暖APP
实时监测
Spark

基于小波区域阈值去噪的MWC优化还原算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181615

作者:文婉滢,李 智

作者单位:四川大学 电子信息学院,四川 成都610065

摘要: 调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)实现了对稀疏宽带信号的同步压缩采样,但是其现有重构算法的抗干扰性仍存在改进空间。对此,基于小波去噪思想提出一种MWC的优化还原算法。通过对MWC样本进行小波去噪,并设计小波系数的选取规则,在去噪的同时尽可能保留了信号的边缘信息,减少了过平滑带来的信号失真。实验表明,在低信噪比下,该方法具有良好的去噪效果,最高可以将重构成功率提高21.8%。且因为其良好的可移植性,可以与其他的降低通道数、减少运行时间等恢复算法进行结合,进一步提高整个MWC系统的性能。
关键词:
小波变换
调制宽带转换器
区域阈值
压缩感知

通信与网络

快切换空间调制技术研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181032

作者:耿 飞,洪 涛

作者单位:南京邮电大学 通信与信息工程学院,江苏 南京210003

摘要: 为了提高空间调制信号的安全性,提出了一种多天线快速切换的空间调制技术方案。单个符号由多根天线快速切换发射,使得发射信号与天线信道信息相关,是一种空间扩频信号。期望接收机根据约定好的天线切换顺序采用相关接收的方法解调信号,由于天线切换顺序的保密,窃听方无法解调信号,获得信息。仿真结果表明,天线的快速切换使得信号隐藏在背景噪声中,相比于传统空间调制信号是一种更好的物理层安全信号。
关键词:
空间调制
扩频通信
物理层安全

基于6LoWPAN多网关系统的网关部署算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181135

作者:何艾洲,郑 霖,屈启吉

作者单位:桂林电子科技大学 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室,广西 桂林541004

摘要: 在6LoWPAN的DODAG网络路由拓扑中增加多网关功能和协议,有利于整个网络网际容量的提升以及节点能耗和负载的降低。以网关负载均衡为目标,同时考虑剩余能量和链路质量因素,提出一种适合于6LoWPAN网络的多网关部署算法。根据树型拓扑网络的负载累加特性,执行部署算法搜索候选网关并确定网关位置。仿真实验结果表明,该算法能够以与同等算法接近的网关数量实现较好的网关负载均衡。
关键词:
6LoWPAN网络
负载均衡
网关部署

基于扩展无线充电Qi协议的数据采集方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181008

作者:白光磊,江 昊,史佳雯,江 威,张 琪

作者单位:武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉430072

摘要: 无线充电具有充电安全、效率高的优点,应用于无线数据采集系统中解决了电源能量续航问题,延长了系统的工作寿命。然而,目前基于无线充电的无线数据采集系统全部利用附加的无线通信模块传输传感器采集的数据,增大了传感器节点的体积和功耗,在可植入医疗设备、体积受限密闭容器等数据采集应用中无疑是灾难性的。考虑到无线充电系统本身的能量与信号混合传输的方式,通过对Qi协议扩展,借助无线充电系统完成传感器采集数据的传输。该方法无需附加无线通信模块,减小了传感器节点的体积和功耗,简化了系统电路,降低了成本。
关键词:
无线充电
混合传输
Qi协议扩展
数据采集

信道均值反馈下多天线干扰信道中的预编码

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181579

作者:周 雯1,邓 单2

作者单位:1.南京林业大学 信息科技学院,江苏 南京210018;2.广州番禺职业技术学院 信息工程学院,广东 广州511483

摘要: 研究了多天线干扰信道系统的预编码设计问题,这里干扰信道具备视距路径,可以建模为莱斯衰落信道。假设发送端仅能获取信道统计信息——信道均值矩阵,分别基于最大信干噪比和最大信干噪差准则,提出了两种预编码算法。对第一种算法,首先引入辅助变量将非凸规划问题转成凸问题,然后提出了二分搜索算法并且结合凸优化软件进行求解;对第二种算法,将原问题分解为若干子问题分别求解,以解析的形式给出最优解。计算机仿真验证了提出算法的收敛性,分析了莱斯因子对系统性能的影响,并且与若干典型发送方案作对比,证明了提出算法的优越性。
关键词:
多天线干扰信道
均值反馈
预编码

基于传染病动力学的多域光网络串扰攻击传播模型

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180887

作者:李 芳1,吴启武2,陈 浩1,周 阳1

作者单位:1.武警工程大学 研究生大队,陕西 西安710086;2.武警工程大学 装备管理与保障学院,陕西 西安710086

摘要: 针对大功率串扰攻击对多域光网络造成的服务破坏及其扩散引起的网络瘫痪问题,通过分析大功率串扰攻击传播过程,阐述了大功率串扰攻击与传染病传播的相似性,提出了一种新的基于传染病动力学的多域光网络串扰攻击传播模型(Crosstalk Attack Propagation-Susceptible Infected Susceptible,CAP-SIS),并利用Ford-Fulkerson算法对多域光网络传播延迟阶段的攻击功率累加效应进行描述。实验结果表明,该传播模型能够客观反映大功率串扰攻击在多域光网络中的传播规律,为下一步对串扰攻击的检测和定位提供理论支撑。
关键词:
多域光网络
大功率串扰攻击
传染病动力学
Ford-Fulkerson算法

EHWSN中基于节点部署与路由的联合优化算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181200

作者:杨 焜,吴 寅

作者单位:南京林业大学 信息科学技术学院,江苏 南京210037

摘要: EHWSN已经在实践中得到应用,如结构健康监测领域,但尚存在很多缺陷(如节点部署、路由)需要进一步研究。提出了一种用于结构健康监测的新型EHWSN系统。重点考虑3个问题:(1)部署最少的节点数量;(2)每个节点到汇聚节点的最优传输路径;(3)能量采集约束下的最大网络效用。设计了一种包括节点部署、路由和能量分配的联合优化算法,以实现部署最少的节点数量达到数据采样质量最大化的目的。实验结果表明,相比于现存的方法,该联合优化算法能够取得更高效的网络能量分配和更大的网络效用。
关键词:
无线传感器网络
能量采集
结构健康监测
联合优化

基于多路并行DDS的快跳频信号发生器设计实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180885

作者:倪宣浩1,丛彦超2,武春飞1

作者单位:1.北京理工大学 信息与电子学院,北京100081;2.中国运载火箭技术研究院,北京100076

摘要: 针对新型干扰功率大、频带宽、样式多等特点,采用相干快跳频体制可提高无线通信系统抗干扰能力。为满足相干快跳体制中跳频信号载波相位严格连续的需求,基于多路并行的直接频率合成(DDS)技术,利用FPGA+DAC的硬件平台,设计并实现了一种快跳频信号发生器,并通过实际测试,验证了其性能特性符合设计需求。
关键词:
相干快跳频
相位连续
多路并行DDS
FPGA

计算机技术与应用

HDR图像色调映射的自适应色彩调节算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180682

作者:陈文艺1,张 龙2,杨 辉1

作者单位:1.西安邮电大学 物联网与两化融合研究院,陕西 西安710021; 2.西安邮电大学 通信与信息工程学院,陕西 西安710021

摘要: 为了克服传统色调映射算法处理高动态图像过程中因忽略彩色分量而导致图像色彩失真的现象,给出一种自适应的色彩调节算法。该方法首先对图像在亮度域采用色调映射压缩处理,然后再转换到色彩域,采用色彩恢复和色彩增强算法处理亮度压缩后的图像,从而校正图像色彩。通过实验与其他两种算法处理效果进行对比,分别从主观方面和客观方面进行分析,结果表明,在色彩域增加色彩调节算法处理,可以有效降低色彩失真的影响。
关键词:
高动态范围
色调映射
色饱和度
色彩恢复
色彩增强

基于多特征融合的J波分类模型

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181082

作者:王 宏,赵菊敏,李灯熬

作者单位:太原理工大学 信息工程学院,山西 晋中030600

摘要: J波是心电图上出现的一种异常变异。应用计算机实现J波自动分类对J波疾病的临床诊断有着重要意义。基于时频域和相空间两个分析角度,一方面使用调Q小波变换(Tunable Q Wavelet Transform,TQWT)和高阶累积量挖掘信号时频域的细节特性;另一方面应用递归图(Recurrence plot,RP)评估心脏系统递归点的发生状态。两类特征降维后并行融合于改进的AdaBoost分类器实现正常、良性J波和恶性J波分类。结果显示,设计的J波多分类算法平均准确度约达到79%,可以用于J波良、恶性辅助诊断。
关键词:
J波分类
特征提取
核主成分分析
压缩感知
AdaBoost分类器

基于深度学习的美国媒体“一带一路”舆情的情感分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182177

作者:王 洁1,2,乔艺璇1,彭 岩1,许娴晓1

作者单位:1.首都师范大学 管理学院,北京100089;2.中山大学 机器智能与先进计算教育部重点实验室,广东 广州510006

摘要: 分析美国主流新闻媒体针对“一带一路”倡议的关注热点,研究相关舆情的情感倾向。用网络爬虫自动采集相关新闻,筛选高频词获得媒体关注热点。提出一种自动摘要-卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的集成式模型进行文档级情感分析。该模型首先提取摘要去除原始文档中非重要数据的干扰,再利用卷积神经网络进行句子级情感分析,通过基于语义指向的方法获得文档级的情感分数,并对情感波动异常文章二次分析。在真实数据上的对比实验表明,自动摘要-CNN的集成式文档级情感分析模型在情感分析方面优于单一CNN的方法。
关键词:
一带一路
情感分析
深度学习
卷积神经网络
自动摘要

基于Docker的漏洞验证框架的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180753

作者:陈一鸣,寇小强,王永利

作者单位:华北计算机系统工程研究所,北京100083

摘要: 漏洞是信息安全研究的重要对象,但目前漏洞种类繁多,验证方法复杂。针对搭建安全漏洞环境困难、复现漏洞困难的问题,基于Docker虚拟化技术,设计了一种将漏洞环境部署在容器中,并使用相应漏洞利用脚本实现验证的框架系统。此框架系统验证过程需要提供Dockerfile文件或Docker镜像以及相匹配的漏洞验证脚本。首先,系统运行一个拥有漏洞程序的Docker容器。然后,框架再调用与此漏洞相匹配的验证或攻击脚本来验证漏洞可用性。经过测试,此系统可以大幅提高漏洞复现速度,同时降低了漏洞复现难度与技术门槛。
关键词:
信息安全
漏洞验证
Docker
虚拟化

基于搜索的短文本分类算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181392

作者:康 卫1,邱红哲2,焦冬冬1,房志奇1,于寅虎1

作者单位:1.华北计算机系统工程研究所,北京100083;2.北京航天飞行控制中心,北京100094

摘要: 针对传统分类算法在处理短文本时的不足,提出了一种基于搜索的NaiveBayes文本分类方法。该分类方法对文本数据集规模、文档长度、类别数量、分布等情况综合考虑,对朴素贝叶斯算法进行改进,将搜索技术应用到了文本分类领域。该分类算法能够更好地适用于微博、微信、短信、短语评论等短文本分类领域。并且在分类算法、分类器构造和评估3方面进行了详细的介绍。实验证明,基于搜索的文本分类器对于短文本有更好的分类效果。
关键词:
文本分类
搜索引擎
短文本
NaiveBayes

面向特殊人群行为识别的主动学习与预测方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.174976

作者:陈凡健

作者单位:茂名职业技术学院 计算机工程系,广东 茂名525000

摘要: 老人等特殊人群的智能护理是人体行为识别研究的新方向。现有行为识别方法在学习样本时需要人工标记的样本数量多,在面向特殊人群行为识别应用时存在工作量大、识别率低的问题。为此,提出一种主动学习与预测方法,依据信息熵和互信息量构建目标函数,主动学习行为样本集,自动生成需要人工标记的样本子集。同时,以无向图模型作为行为描述子,依据信任传播方法进行类标签预测。实验结果表明,该方法需要人工标记的样本数量少,而且对特殊人群行为识别的识别率高。
关键词:
行为识别
行为预测
主动学习
无向图
智能护理

电源技术与应用

一种基于双向变换器的太阳能电池储能供电系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.175116

作者:李演明,郑怀仓,文常保,杨冠斌,茹 锋,孟 云

作者单位:长安大学 电子与控制工程学院,陕西 西安710064

摘要: 为了解决太阳能供电系统中输出效率低的问题,提出了一种基于双向变换器的电池储能供电系统。该系统由微控制器模块、DC-DC变换器模块和开关模块组成。微控制器模块能够检测和调整输入输出电流,DC-DC变换器模块可以实现输入端到输出端的电压变换,开关模块能够改变变换器两端能量传输方向。实验表明,当充电电流为2 A时,其效率可达97.25%;当放电电流为1 A时,效率可达95.3%。电流步进调整值小于0.05 A。
关键词:
双向变换器
微控制器
效率
太阳能电池

双沿调制的双管Buck-Boost变换器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180508

作者:袁财源,苏淑靖

作者单位:中北大学 电子测试技术重点实验室,山西 太原030051

摘要: 双管Buck-Boost变换器具有输入输出同极性、开关管应力低等优点,同步方式下开关损耗严重,非同步方式下采用交错、双沿控制方式,变换器的效率有所改善。为进一步提高双管Buck-Boost变换器的效率,提出了一种两模态双沿调制的控制策略,通过对变换器在任意占空比、任意移相情况下的开关控制方式进行详细讨论和分析,并比较四种开关方式的几个主要特性的优劣,得出两模态双沿调制的控制策略可有效降低变换器电感平均电流、减少工作的开关数量并提高效率的结论,最后通过搭建仿真模型,验证了其正确性和有效性。
关键词:
双管Buck-Boost变换器
双沿调制
仿真模型

恒流输出模式下LCC谐振变换器的特性与设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180158

作者:李 勇,潘永雄,陈林海,蔡炳利

作者单位:广东工业大学 物理与光电工程学院,广东 广州510006

摘要: LCC谐振变换器具有良好的恒流特性,是中大功率LED照明灯具较理想的驱动电源。依据LCC谐振变换器在并联谐振电容容量远小于串联谐振电容时,变压器初级绕组端电压仍可近似为方波的特征, 采用了基于一次谐波分析法(FHA)获取电流增益曲线。根据电流增益曲线的特征提出了最佳工作区域选择策略,详细给出了LCC谐振腔、变压器参数的计算方法,接着借助一台输入电压为395 V、输出电流为2 A、输出电压为16~48 V的样机验证了设计思路的正确性。
关键词:
LED驱动电源
LCC谐振变换器
恒流输出

一种新型无源缓冲软开关逆变拓扑

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180416

作者:王晓标,邱佳雄

作者单位:东北大学 信息科学与工程学院,辽宁 沈阳110819

摘要: 针对传统的软开关逆变拓扑中辅助缓冲电路结构复杂的问题,提出了一种新型无源缓冲逆变电路。新拓扑实现了功率开关管的零电流开通和零电压关断。所提的新型无源缓冲电路结构简单,所用无源元件数目少。在软开关实现过程中谐振少,造成的电磁干扰和损耗低。详细分析了所提拓扑的工作原理并建立了相应的仿真模型。仿真结果表明,所提拓扑实现了开关管的软开关动作,有效地降低了开关损耗,验证了所提拓扑结构的有效性。
关键词:
缓冲电路
软开关
逆变

基于DCM的级联型直流升压变换器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.181211

作者:魏 振,江智军,杨晓辉

作者单位:南昌大学 信息工程学院,江西 南昌330031

摘要: 为满足新能源发电系统中对高增益直流升压变换器的要求及其迎合电动汽车中需要多级高压直流供电的运用场合,提出了一种基于DCM模块的高增益直流升压变换器。分析了该高增益升压变换器的工作原理及其性能特点,并就其主要性能与现阶段的一些其他高增益直流变换器进行了对比研究。最终通过实验室一台额定功率为170 W的实验样机证实了该变换器的有效性。
关键词:
DCM
级联型
直流升压
高增益变换器

LCL滤波单相H6桥并网逆变器的设计与控制

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180594

作者:林春旭1,2,王 娟2,赵万明1,2

作者单位:1.西南交通大学 电气工程学院,四川 成都610031;2.西南石油大学 电气信息学院,四川 成都610500

摘要: 为进一步减小并网逆变器的高频开关引起入网电流的总谐波失真,在单相H6桥逆变器的基础上对入网电流进行LCL滤波,并针对此拓扑提出一种并网电流与电容电流双电流闭环控制方案消除LCL滤波系统阻尼较低、存在谐振的缺陷,同时引入准PR控制器解决传统PI控制器存在的稳态误差和抗干扰能力差等问题。最后通过Simulink仿真平台进行验证,结果表明,单相H6拓扑逆变器采用LCL滤波的电流双闭环准PR控制策略能够实现入网电流的无静差跟踪,系统更稳定,入网电流的THD得到进一步的降低。
关键词:
LCL滤波
H6拓扑并网逆变器
双闭环控制
准PR控制器

电动汽车充电站的充放电控制策略研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180402

作者:张 莉,张 松

作者单位:大连理工大学 电气工程学院,辽宁 大连116024

摘要: 介绍了光储式电动汽车充电站的结构和运行模式,提出一种电动汽车充电站控制策略,其核心在于根据光伏系统最大功率输出和储能电池的荷电状态来确定充电站的运行模式,实现光伏发电、储能系统充放电、充电站需求及并网的协调运行。其中储能端的双向DC/DC变换器采用电压电流双闭环控制,为了避免蓄电池频繁充放电,采用母线电压分层控制方法;并网侧的DC/AC变换器采用电压外环、电感电流内环的双环控制。实验结果表明,所采用的控制策略能使电动汽车充电站在各种运行模式之间有效地切换,同时维持系统的直流母线电压平衡,验证了系统控制策略的有效性。
关键词:
电动汽车
充电站
储能
分层控制

基于双环控制的LLC变换器性能优化

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180085

作者:董飞驹,邵如平,王 达

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: 为了提高宽范围输出电压调节能力和轻载效率,在具有倍压整流器的LLC串联谐振中采用非对称脉冲宽度调制(APWM),加入反馈控制器以获得适当的交叉频率和足够的相对稳定性;同时引入锁相环控制技术(PLL)追踪谐振频率,组成两级控制环路。另外,考虑到高开关频率下次级侧漏感会影响输入输出电压增益,在模型中加入次级漏感以降低整流二极管的反向阻断电压,提高建模的精确性。仿真和实验验证了理论分析的正确性以及控制策略的可行性。
关键词:
LLC变换器
非对称脉冲宽度调制
变频控制
倍压整流
轻载效率

不确定PV-EVs概率潮流降阶扩展累积估计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180568

作者:刘媛媛

作者单位:南京大学 新能源学院,江苏 南京210000

摘要: 为提高现代电力系统概率潮流分析的精度和有效性,提出一种考虑不确定光伏发电和电动汽车充电(PV-EVs)的概率潮流Cornish-Fisher级数(CFM)降阶扩展累积估计方法。首先,针对现代社会中光伏发电和电动汽车日益增多的情况,在对电力系统概率潮流计算中同步考虑了这两方面因素所带来的概率潮流计算模型的不确定性;其次,分类考虑了插入式混合动力电动汽车(PHEV)和电池电动车(BEV)充电问题,并采用不同的排队模型表征小区充电和公共充电站充电模型。最后,采用基于Cornish-Fisher级数的扩展累积估计方法对模型系统进行估计,实现了估计模型的降阶处理,提高了计算效率。通过在Ward-Hale 6-bus供电系统和IEEE 140-bus配电系统上的仿真实验,验证了所提方法的有效性。
关键词:
光伏发电
电动汽车
概率潮流
累积估计
排队模型