计算机测量与控制杂志 统计源期刊

计算机测量与控制 2017年第11期杂志 文档列表

计算机测量与控制杂志测试与故障诊断

卫星姿轨控半物理仿真测试系统1-3

摘要：为了保证卫星发射前的地面姿轨控半物理试验的顺利进行，研制了姿轨控分系统半物理仿真地面测试系统；为了满足相关类似卫星型号的通用化测试，本套仿真测试系统采用通用模块化的设计架构，同时采用现今主流的PXI总线测试技术（配合VPC转接电路板）；使用标准通用cPCI总线板卡以及部分自制FPGA可编程cPCI总线板卡实现各测试模块的功能；这种架构不仅能实现功能模块化，便于后续的功能扩展及维修，同时具有可靠性高、搭建时间快、可维护性强的优点，且体积小，稳定性强，能适应不同测试对象的测试环境条件，适合长途运输；文章介绍了系统的总体设计结构，重点介绍了模拟总体电源、动力学仿真机、电信号源、程序加载以及设备等硬件系统功能，以及相关配套软件的基本功能；测试系统经过与卫星的星地联试，功能性及使用性均得到了验证，测试结论符合设计之初功能性及通用化的构想。

动车组自动导通测试系统的设计4-8

摘要：动车组自动导通测试系统主要完成动车组整车线缆的导通测试；首先介绍自动测试系统的研制背景，系统的功能性能指标，系统的总体框架和组成以及各个功能模块原理和功能，然后介绍自动测试系统与动车对接测试试验的具体过程；测试试验结果表明该系统能够实现动车组线缆的自动导通绝缘测试功能，测试速度快，测试准确度高，大大提高了动车组出厂生产过程中的整车线缆测试效率。

无人值守变电站电力设备音频监测及故障诊断系统9-12

摘要：针对智能变电站的无人值守需求及现有故障诊断系统的不足，提出一种电力设备音频监测及故障诊断系统；根据变电站电力设备音频信号信噪比较低的特点，采用具有强鲁棒性的梅尔频率倒谱系数作为判断音频信号异常的特征参数，在此基础上根据音频特征构成多样本观测序列，并采用隐马尔科夫模型进行故障诊断，通过对比对数似然估计概率的输出值确定故障类型；该方法具有实时性较强的优势，也避免了现有故障诊断方法要求较大样本容量的缺陷；实验结果表明，该故障诊断系统具有较高的识别率和鲁棒性。

基于隐马尔科夫模型和支持向量机的模拟电路早期故障诊断13-17

摘要：针对模拟电路在故障预测与健康管理（PHM）系统中早期故障识别率不高的问题，提出了一种基于隐马尔科夫模型（HMM）和支持向量机（SVM）相结合的模拟电路故障诊断方法，利用HMM对动态连续信号的较强识别能力和SVM良好的模式分类能力解决模拟电路早期故障诊断问题；采用主成分分析（PCA）和K—means聚类算法对故障数据进行数据降维和特征提取，建立HMM与SVM相结合的诊断模型进行故障诊断；仿真实验表明，HMM—SVM能很好地识别模拟电路早期故障，并对模拟电路中元件小范围参数变化的状态识别，相较单一HMM模型具有更高的准确率。

运载仿真系统中高效测试方案的设计与应用18-20

摘要：为解决运载系统高密度发射及人员压缩的问题，提出了一种仿真系统中高效测试的方案；在分析传统系统与现役系统区别的基础上，介绍了现役仿真系统的改进与优化；硬件系统采用分布式设计，便于设备的展开与撤收；软件系统的设计介绍中重点讨论了仿真系统软件在提高测试效率方面的设计方案，包括模拟源的数字化控制、流程状态智能化控制、模拟量输出的复用设计以及测试流程的多样性设计；给出了部分代码及程序框图；用现役系统和传统系统测试时间的比较证明了设计方法在完成原有仿真功能的同时，减少岗位人员及人工操作，缩短了测试所需时间，提高了测试效率；高效测试方案已应用于运载地面仿真测试中，应用效果良好。

高精度臭灵丹微量元素含量检测系统设计21-25

摘要：为了实现快速、无损、实时检测和分析臭灵丹中微量元素的含量，现对高精度臭灵丹微量元素检测系统进行设计；使用当前方法检测臭灵丹时，无法在保证微量元素活性的条件下提取微量元素；为此，提出一种基于Taguchi的高精度臭灵丹微量元素含量检测系统设计方法；该方法使用日本理学ZSX100型X射线荧光光谱仪采集臭灵丹微量元素光谱，确定微量元素种类，利用超临界萃取技术中的两大技术超临界流体萃取技术和超临界固体萃取技术萃取出臭灵丹中的微量元素，再经过超滤分离法中直线段、曲线段、水平段3个阶段分离出萃取液中微量元素，以ICP—MS法计算出微量元素的含量，达到对臭灵丹中微量元素含量的高精度检测；实验仿真证明，所提方法可以快速、无损、实时检测和分析臭灵丹中微量元素。

基于单应性矩阵的大尺寸零件视觉测量图像拼接方法26-29

摘要：针对视觉检测技术对大尺寸复杂零件测量精度低的问题，提出一种基于单应性矩阵的大尺寸零件视觉测量图像拼接方法；首先建立世界坐标系一相机坐标系一投影坐标系-÷图像坐标系之间的归一化模型，提炼出简单易懂的坐标变换表达式H；然后对摄像机进行多次标定，确定像素当量、拍摄视场及焦距；再获取零件图像，利用前面得到的最简坐标表达式H得到拼接图像之间的配准，最后完成若干副图像的拼接，把拼接结果和SURF特征点方法及向后映射模型归一化的拼接结果进行比较；结果表明，该方法可以大大减少大尺寸零件拼接的时间，较SURF特征点方法和向后映射拼接用时分别降低86．55％和67．30％，拼接精度远高于SURF特征点方法和向后映射方法，分别提高了50．95％和25．08％，测量精度满足大尺寸零件检测精度要求。

基于粒子滤波状态估计的滚动轴承故障识别方法30-33

摘要：提出了一种基于粒子滤波状态估计的滚动轴承故障识别方法，该方法主要包括故障模型建立和故障识别两个步骤；在故障模型建立部分，首先依据滚动轴承不同故障状态下的振动信号，建立对应的自回归模型，作为故障模型；在故障识别部分，将正常状态下对应的模型，转化为状态空间模型，设计粒子滤波器，然后对不同的故障状态进行估计，提取其残差的相关特征，并结合模型参数特征应用BP神经网络识别算法进行故障识别；最后以美国凯斯西储大学的滚动轴承振动数据为例，验证了该方法的有效性。

速度平滑距离与Vondrak平滑方法在高精度测量中的比较应用34-38

摘要：随着卫星定位以及测定轨精度的提高，需要研究厘米量级的高精度测距系统；针对现有测控系统测量距离值存在较大随机误差的问题，提出了一种基于速度对距离值进行平滑的方法，以减小测距随机误差，并将之与Vondrak平滑方法作了对比；为了保证速度的解算精度，给出了一种基于三阶锁相环路的跟踪接收方案，并对环路跟踪精度、速度平滑时间选择及优化等进行分析和仿真；仿真结果表明，新提出的接收方案和速度平滑距离方法能够实现对不同动态目标信号的有效跟踪，有效降低距离测量的随机误差，可为高精度航天测控系统提供一种解决思路。

基于列车智能显示器故障记录处理的设计与研究39-42

摘要：列车在外部环境的影响下导致各设备的软硬件产生缺陷从而引发故障，在一定程度上影响了列车的性能和安全；显示器是列车必不可少的重要部件，是人机交互的桥梁，也是列车各设备故障状态信息显示的窗口；针对传统列车显示器的故障误报和易产生故障空白记录的现象，文章设计和实现了基于故障码的列车显示器故障信息搜索和分析方法，大大提高了列车显示器应用设计人员的开发效率，减少了故障记录过程的工作量；并基于实际测试环境对该方法进行了实验，结果表明，该方法对列车显示器故障记录的处理具有高效性、健壮性，并保证了显示器故障信息显示的准确性。

基于边界扫描的雷达嵌入式测试和诊断技术43-46

摘要：为解决因雷达数字化、高速化发展引起的测试和诊断技术难题，提出了基于边界扫描的雷达嵌入式测试和诊断方案，介绍了系统的硬件架构和软件设计；该方法可以在雷达系统正常执行任务期间，实时检测数字集成电路的故障，并将故障定位到芯片引脚；对低速数字信号，可以采集完整的信号波形；对较高速度的数字信号，可以通过多次采集和统计分析的方法提取故障特征；该方法已通过试验验证。

光纤传输技术在伺服远程测试系统中的应用47-49

摘要：远程数据传输是伺服远程测试系统的一项重要研究内容；由于伺服系统在地面测试过程中有大量突发性数据需要进行传输，而且对实时性要求比较高，以往的伺服测试系统使用以太网TCP／IP协议进行数据传输，这种传输方式延迟会很高，最终造成伺服测试系统的实时监测与实际产品的动作严重脱节，无法正常完成伺服系统地面测试任务；为了解决以上问题，对以太网协议数据传输延迟进行了分析，同时对高传输速率的光纤传输技术进行了研究，并将其应用到伺服远程测试系统中，很好解决了以太网数据传输延迟性高的问题。

计算机测量与控制杂志控制技术

0．6米暂冲式跨超声速风洞流场控制系统设计50-54

摘要：0．6133暂冲式跨超声速风洞是一座引射下吹式暂冲型三音速增压风洞，风洞具有结构组成复杂、系统控制精度要求高、运行方式多样和运行安全要求严格的特点；对风洞流场控制系统硬件结构和功能需求进行了分析，开展了基于NIPXIRT嵌入式实时硬件结构和LabVIEW软件开发平台的风洞流场控制系统研制工作。重点在控制系统硬件组成、软件结构和功能设计、信号采集与处理、控制策略和安全策略方面开展了设计、研究和调试工作。应用结果表明：该系统具有调节快、精度高、稳定性好、安全可靠的特点，成功实现了暂冲式跨超声速风洞复杂流程控制系统的应用软件开发。

运载火箭控制系统电磁继电器消反峰电路分析与MULTISIM仿真55-57

摘要：运载火箭控制系统中大量使用了电磁继电器，继电器线圈断电时会产生反峰电压，形成很强的电磁干扰；这种干扰一方面很容易击穿驱动继电器工作的晶体管，造成系统功能的损坏，另一方面可能影响运载火箭精密仪器的正常工作；为了消除这种反峰电压，控制系统中经常采用两种消反峰电路；对两种电磁继电器消反峰电路设计进行了理论分析与计算，比较了“二极管＋电阻”电路与“电阻＋二极管＋稳压二极管”电路的消反峰效果，并使用MULTISIM进行了仿真，发现“电阻＋二极管＋稳压二极管”电路消反峰效果更好，对于要求快速泄放反峰电流的电路应采用“电阻＋二极管＋稳压二极管”的消反峰电路。

LON仿人思维控制器设计与实现58-61

摘要：新型智能控制仪表的发展趋势是基于人工智能，人工智能在控制领域的应用核心是模拟人的控制智慧；LON仿人思维控制器是基于LonWorks总线的智能控制器，模拟了人的控制思维与智慧，体现了仿人思维控制理论与方法研究成果；控制器采用双CPU设计，将嵌入式技术与LonWorks总线技术有机结合在一起，可以实现模拟信号、开关信号及其脉冲信号的输入、输出，可与其它控制仪表实现Rs一232、USB、LonWorks总线通讯；LON仿人思维控制器集成了独有的仿人思维控制算法，既可以单独使用，也可以构成拟人化分布式智能控制系统；实验结果表明，I．ON仿人思维控制器对温度、压力、流量、液位等过程工业物理量有很好的控制效果。

大功率发动机控制器壳体温度场仿真分析62-64

摘要：大功率元件过热损毁是导致控制器ECU失效的一个重要原因；文章分析了在自然对流散热情况下，元器件布置位置对控制器温度场的影响；首先，对控制器壳体进行了数值建模；其次，运用电子散热优化分析软件ANSYSIcepak对控制器密封外壳的温度场进行了仿真模拟计算；通过对比3种位置的模拟数据，其结果表明：元器件集中放置将会导致密封外壳整体温度较高，且不利于散热，这会导致ECU上大功率元器件在工作过程中因温度过高而损坏；将功率元器件分散放置靠近外壳的部位，温度场分布均匀，且高温范围小，散热效果较好；通过数值分析和模拟热分析，得出主要功率元器件放置位置对控制器ECU温度场的影响，为PCB板优化布置提供了设计依据，同时也会提高ECU的可靠性、增加ECU的使用寿命。

基于最大等增益圆的矢量调制器增益控制方法65-67

摘要：矢量调制器因其自身结构小、功耗低等特点已广泛应用于雷达、导航、仪器仪表及卫星通信等领域；基于矢量调制器的最大等增益圆理论，深入分析了增益圆点、半径与调制器增益输出的关系，设计出一种可全频段扫描、一键自动测试的通用矢量调制器增益控制方案，实现了对矢量调制器增益输出以及其平坦度的精确控制，并可灵活设置矢量调制器的精度和平坦度指标，提高了矢量调制器的性能以及校准效率；验证对象为HittiteMicrowave公司的HMC1097LP4E矢量调制芯片，单点验证时间不超过1min，增益控制精度可达0．1dB，平坦度可达0．5dB。

多工段多工位泵试验台控制方案设计68-73

摘要：为了准确测量、改进泵的各项水力性能并对相关试验参数进行记录，需要一个可靠运行、试验精度高的泵试验台；针对上述目标，介绍了正在建设中的多工段多工位泵试验台控制方案中4个关键点的设计方案，包括控制系统设计、抗干扰设计、主动力装置（变频器）的控制设计和数据采集设计；在这4个关键点的设计上均提出了几种可供选择的方案并最终根据项目要求和工程经验做出了选择；同时这些设计充分应用了目前比较先进的数字化传输控制技术、环网冗余技术、光纤隔离技术及其它稳定获取数据的技术，这对泵试验台的连续可靠运行和稳定可靠的获取试验数据尤为关键；这些经过仔细比较选用的方案具有很高的可靠性、获取数据的准确性和一致性、操作的简便性和良好的经济性。