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国外电子测量技术 2019年第03期杂志 文档列表

国外电子测量技术杂志理论与方法

NIRS数据样本选择与预处理方法综述1-7

摘要：近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)作为一种科学分析的手段,在食品、农业、化工等领域用途很广。通过光谱仪或者分光测度计获取的光谱数据的维度很高、数据量庞大。为了消除冗余信息,便于提取特征作分析研究,在进行建模之前,需要对原始光谱数据进行样本选择和预处理。处理样本数据的方法有很多,因而综述了近十年来国内外近红外光谱分析方法中样本选择和预处理的常用方法,对NIRS的各个领域的方法以及应用进行归纳和分析,并总结了每种方法的优缺点及其适用范围,便于指导实际研究。

基于模式聚类的多种群模糊遗传算法的研究8-13

摘要：针对基本遗传算法优化过程中存在的收敛慢、早熟等问题,提出了一种基于聚类思想的多种群模糊遗传算法(multi population fuzzy genetic algorithm based on clustering theory)。该算法根据传统遗传算法,基于模式聚类的思想采用多种群、模糊动态交叉和变异、保留优越个体策略,利用了模式聚类的思想建立差异化子种群,使选择算子兼顾到种群多样性;设计了模糊控制系统,对交叉算子和变异算子进行动态调控,在保障种群多样性的同时,兼顾优化算法的搜索性能;设立了优越种群以保存每个进化代种群中的最优个体,避免了最优个体的丢失与破坏,此外,优越种群将继续参与优化以产生更为优良的个体。仿真结果表明,所提出的基于聚类思想的多种群模糊遗传算法(CMPFGA)相比于传统遗传算法(genetic algorithm,GA)、多种群遗传算法(multi-population,MPGA)具有更快的收敛速度,能更有效地对于目标函数全局最优解的搜寻,显著提高了算法的性能,极大改善了遗传算法寻优速度缓慢、难以跳出局部最优解等缺点。

基于稀疏重构的KA-STAP杂噪协方差矩阵高精度估计算法14-18

摘要：针对机载非正侧视阵雷达近程杂波的距离非平稳性,研究了基于稀疏重构的KA-STAP杂噪协方差矩阵高精度估计算法。首先利用稀疏重构获取高分辨率二维空时谱,筛选出符合杂波轨迹分布的像素点,随后利用加权最小二乘法对杂波轨迹进行拟合并估计噪声功率,从而构造先验杂噪协方差矩阵用于STAP权值计算及自适应滤波。仿真实验表明,该算法可有效提升STAP系统在非平稳杂波环境下的杂波抑制与目标检测性能。

基于改进人工势场-遗传算法的路径规划算法研究19-24

摘要：针对传统人工势场法解决移动机器人路径规划路问题时存在目标不可到达问题(GNRON)和局部最优的缺陷,提出一种建立在改进的人工势场模型之上结合遗传算法的并行搜索方法来寻求全局最优解的方法。通过引入填平势场使得势场函数能够跳出局部极小点,再将遗传算法和人工势场法两种方法相结合,利用人工势场法来优化采用遗传算法所得到的全局路径。仿真研究证明了所提出的改进算法的有效性,改进后算法能够在复杂的静态和动态环境中实现避障并找到最佳或接近最佳的移动机器人路径。

一种分析皮肤血流特征的改进样本熵算法25-29

摘要：样本熵算法在评估皮肤血流波动的规律性时依赖于信号主要成分的频率与采样频率之间的关系,因此当数据被过采样时,样本熵可能会产生误导性的结果。为此提出了一种改进的样本熵算法,通过在被比较向量的数据点之间引入时间延迟来改进传统样本熵算法以解决过采样问题,选择数据序列互信息函数的第一个极小值对应的延迟为最优延迟。使用正弦信号、Rossler吸引子信号和受试者的皮肤血流信号验证改进样本熵算法的性能,实验结果表明:改进的样本熵算法在评估皮肤血流波动规律性时不依赖于采样率,同时能够反映皮肤血流信号频率低于2Hz部分的皮肤血流波动特性。

支路电流法快速求解30-35

摘要：支路电流法是常用的分析电阻电路的方法之一,为了解决支路电流法求解过程繁杂的问题,提出了支路电流法快速求解的方法。即以基尔霍夫定律为理论依据,观察电路直接列写方程组参数,再利用基于MATLAB的通用克莱姆法则实现编程,快速求解各支路电流。通过应用举例,对比支路电流法和支路电流法快速求解两种方法,仿真结果表明支路电流法快速求解能够有效、快速地分析电阻电路。

基于子带最大信干噪比准则的宽带发射ADBF研究36-39

摘要：研究了宽带发射自适应数字波束形成(ADBF)算法,首先使用分析滤波器组将每个阵元宽带发射信号划分为子带信号,并基于最大信干噪比(MSINR)准则计算每个子带信号阵列ADBF权矢量,最后使用综合滤波器形成宽带发射自适应波束。理论分析和仿真实验表明,本文算法能有效校正宽带信号孔径渡越效应,在干扰方向形成深凹口,且算法运算量较小,易于工程实施。

大气湍流信道激光通信系统传输性能研究40-44

摘要：为了解决激光通信系统噪声干扰影响系统性能的问题,论文研究了大气湍流信道的数学模型。根据有限孔径接收光强起伏理论,分别建立基于光强起伏考虑大气湍流影响和无湍流影响的信噪比模型,给出湍流条件下激光通信系统误码率计算模型。通过计算与分析,结果表明当折射率结构常数越大湍流越强,信噪比增加并趋于饱和的速度越快;接收器孔径直径越小,无湍流时的信噪比和湍流情况的信噪比的增加速度越小,光强起伏和接收端接收器孔径是引起系大气湍流光通信系统性能波动的主要因素。该模型可有效评估大气湍流条件下激光通信系统误码率性能,并为相关理论研究提供参考。

称重式和双翻斗降水传感器观测数据对比分析45-49

摘要：为了解DSC1型称重式降水传感器测雨性能,使用2016年4月~10月、2017年4月~10月间降雨量数据,从观测效率、累积降雨量差异、日降雨量差异等方面对DSC1型称重式降水传感器和SL3-1型双翻斗降水传感器进行对比分析。结果表明:在观测效率上称重式观测到的降雨日数少于双翻斗,同时称重存在数据跳变现象。以双翻斗观测数据为标准,称重观测到的累计降水量绝对偏差为-15.7mm,相对偏差为-1.54%,符合现行业务规范要求。在日降雨量差异方面,小雨和中雨强度下,称重比双翻斗观测的降雨量小;大雨和暴雨强度下,称重比双翻斗观测的降雨量大。

国外电子测量技术杂志研究与开发

基于C8051F350的无线应变测试仪的设计与实现50-55

摘要：针对传统应变仪因大量线缆导致的测试难度大、抗干扰性弱、效率低下、精度差、成本高等问题,从现场实际需要设计了一种基于无线WiFi模块、以C8051F350为微处理器的无线静态应变测试仪。重点介绍了应变测试仪关键模块的硬件设计,并对无线应变测试系统软件使用进行简要说明。硬件系统主要包括电源电压转换电路、信号放大调理电路,高精度24位A/D转换数据采集电路和WiFi无线通信模块。经过北京市计量检测科学研究院校准标定和石油井架现场测试实验证实:该套无线静态应变测试仪在应变检测中精度高,稳定性强,高效率,高可靠性,低功耗,具有良好的人际交互界面,应用范围广。

相控阵印刷偶极子阵元间互耦技术研究56-60

摘要：随着阵列天线日趋小型化,天线间互耦问题越发明显,尤其是在天线单元间距较小时,互耦问题尤为突出。设计了一种工作在Ku波段的印刷振子阵列天线,在不拉大天线单元间距的情况下,组成5×5的平面阵,并在印刷振子上引入一种非谐振引向贴片和隔离条的形式,有效地降低了天线阵元间互耦效应,利用CST仿真软件对其进行仿真优化,仿真结果表明,在6.25%的带宽内获得天线间互耦小于-18.6dB,回波损耗小于-20dB,为实现结构小巧、减小天线单元间相互耦合的高增益相控阵天线打下了良好的基础。

基于TMR磁传感器的位置感知与跟踪61-64

摘要：基于TMR(tunnel magnetic resistance)磁传感器良好的线性度,提出一种通过多TMR传感器测距感知磁体的平面位置和移动轨迹的方法。首先,利用LabVIEW和Arduino获取单一TMR传感器的测距性能曲线,再通过平面内部多个TMR传感器检测获取磁场强度的指纹特征矩阵,最后利用加权K近邻算法(WKNN)估计磁体实时位置并绘制移动轨迹。在构建的检测装置上实测,结果表明:采用该方法的位置测量系统在10cm×10cm范围内平均定位误差约为1mm,均方根误差RMSE=0.3。

波纹管疲劳测试台自控系统设计65-69

摘要：在国内缺少波纹管轴向疲劳测试设备的情况下,为有效地在线检测波纹管疲劳寿命,设计了一种基于PLC的波纹管疲劳测试自控系统。在分析疲劳测试原理的基础上,提出了位置控制预估下叠加定位的位置控制方法,通过监控软件、PLC、变频器三者有效结合,实现了测试的过程控制、气压与位置参数的采集、管内压的自动补气以及疲劳失效的在线检测。实验证明,该系统有效地减小了电机频繁正反转带来的延迟,避免了离线的二次检测,提高了测试的自动化程度与测试效率,对于复杂波纹管测试系统与其他疲劳测试设备的开发具有一定的参考价值。

基于积分分离模糊PID的烧结温控系统设计70-74

摘要：针对烧结工艺上的温度控制具有非线性、大滞后、大惯性等特点而难以精确控温问题,提出了一种改进的模糊PID烧结台的温度检测及控制方法。烧结系统以STM32为核心设计硬件电路,同时通过设计一个积分分离式的模糊PID控制算法,提高控温精度。仿真结果表明,该控制系统具有较强的抗干扰性,有效降低了烧结温度的超调量与系统的调节时间,满足实际工业生产需求。

多类型高精度测温系统设计75-79

摘要：为了满足在高低温环境设备运行过程中对设备各部件温度测量的需求,设计了一种多类型高精度测温系统。该系统基于高精度模数转换芯片ADS1148设计,选用PT100和热电偶作为温度传感器,以STM32作为主控芯片,通过485总线将采集数据送上位机处理并显示。针对环境设备试验环境恶劣的特点,热电偶测温通道类型可通过上位机命令灵活设置为K型、J型或T型。设计中采用铂电阻比例测量法、查表法、滤波处理和温度校正等措施提高测温精度。测试结果表明,该系统各通道测温误差优于0.2℃。

响应速度可调的压电驱动电源研究80-83

摘要：为解决压电陶瓷叠堆高响应,高精度位移输出,设计了一种响应速度可调的压电驱动电源。以单片机PIC18F4685和半桥驱动芯片IR2113为核心器件,采用直流逆变的原理和电压控制型驱动方案,通过模糊控制的方式调节高频逆变器的占空比,从而调节输出电压的大小。介绍了主要电路模块的功能与实现以及模糊控制器的设计过程,并对驱动电源进行测试实验。驱动电源可输出电压范围在-30~120V的梯形波,其电压的上升时间、下降时间、保持时间与延时时间皆可调,输出频率响应范围为0~1kHz,输出稳定性高,保持较小的脉动波纹。

改进无差拍控制策略的仿真分析84-87

摘要：针对延时问题带给级联H桥SVG的差一拍问题,提出了一种在dq坐标系下实施的改进离散无差拍控制方法。为减小延时,提前观测下一拍指令电流,改变了常规电流状态观测器的结构,预先计算设置中间变量。同时为了提高输出电压的预测精度,为此采用了重复控制预测算法。最后为了证明改进无差拍控制方法的可行性和优越性,运用MATLAB完成了仿真验证,结果表明:改进的无差拍控制算法可以有效提高系统的动态和稳态性能,除掉了系统的跟踪滞后问题,减小了系统的输出电压误差,补偿效果更加明显。

基于SIFT稀疏深度信念网络人脸识别研究88-92

摘要：针对尺度不变特征变换(SIFT)算法在特征提取过程中运算量过大、非主要特征数据冗余、匹配率低等问题,提出一种基于SIFT稀疏深度信念网络算法模型。首先使用SIFT算法提取人脸特征,然后利用局部方差相似性优化稀疏编码,对提取的特征向量进行稀疏表示,最后采用无监督逐层训练,并用有监督的BP网络进行微调,深度信念网络进行分类,识别人脸图像,实现网络的自学习和自优化。将该算法应用到FERET人脸库上,实验结果表明,在光照、模糊、旋转、姿态等因素的影响下,有效地提高了人脸识别效果以及匹配速率。