计算机测量与控制杂志 统计源期刊

计算机测量与控制 2018年第09期杂志 文档列表

基于可视化界面的液氧甲烷发动机故障建模设计与实现1-4

摘要：针对新研制发动机故障样本少,故障模式与效应不易分析等问题,文章基于可视化环境构建了液氧甲烷发动机故障建模方法,首先分析发动机的工作过程和故障模式,提出了添加故障因子的方式构建各个组件的数学公式;其次,采用了一种基于图形化的建模软件搭建了故障仿真系统;最后,基于该平台系统进行了发动机的故障仿真分析。结果表明基于可视化建模平台所构建的发动机故障模型系统能够满足需求并且界面人性化,易于操作;为后续故障诊断工作奠定了坚实的基础。

基于人工智能技术的不完备信息系统智能诊断方法研究5-8

摘要：为了提高不完备信息系统故障诊断的正确性与效率,提出一种基于粗糙集理论、蚁群优化算法和RBF神经网络相结合的故障智能诊断方法;该方法首先利用＂条件组合补齐算法＂对不完备的数据进行完备化处理,再利用粗糙集对条件属性进行知识约简,得到具有最大完备度的最小规则集,接着用蚁群算法优化RBF神经网络的权值,并将最小规则集用于训练RBF神经网络模型,获得故障智能诊断模型;通过实际工程数据验证故障智能诊断模型的有效性,结果表明提出的方法能有效实现系统故障的诊断。

基于多约束条件下的霍夫变换车道线检测方法9-12

摘要：车道线检测应用越来越实际,对车道线提取要求也越来越高,为了克服复杂多变的车道环境,提出一种通用环境的车道线提取方法;从原始RGB图像的每个颜色通道获取信息开始,获得鲁棒性很好的灰度化图像;采用一种多约束下的Hough变换提取特征线,接着在提取的线段基础上用概率表决程序估计消失点,接着用消失点约束车道线候选线;最后对剩下的特征线K-mean聚类;试验结果表明,该方法提取车道线鲁棒性很好,检测精度高,识别率97%以上,并处理时间较短,实时性好。

基于工业机器人的汽车轮毂表面缺陷的视觉检测系统设计13-16

摘要：由于汽车轮毂结构复杂,为解决当前轮毂检测效率低,检测速度慢,工作量大等问题,文章给出了一种基于工业机器人的视觉检测方法;通过把视觉系统安装在机器人的末端执行器上,利用机器人的精确运动来改变视觉系统的姿态,以实现对汽车轮毂各表面的检测,进而可实现对多规格轮毂进行动态检测,并针对多次重复测量时定位累计误差导致成像质量退化的问题,通过对轮毂图像的预处理找到了轮毂的气阀作为检测的初始位置,对机器人调节相应的位姿进行校正;该文以HONDA 1.6X17摩托车轮毂作为研究对象,实验表明,该系统在准确检测的同时,提高了检测效率。

基于STM32单片机的高精度微弱电容检测研究17-22

摘要：针对以Pcap01为芯片的微电容测量系统高精度性问题,提出一种基于STM32f103单片机为控制器的微电容测量电路硬件设计,并可对0~3.5nF之间的微小电容进行高精度测量;该设计基于TDC（时间数字转换原理）,系统硬件主要由STM32f103单片机、Pcap01微电容测量芯片、显示模块和电源管理模块组成;整个仪器的硬件电路设计在同一块PCB电路板上,可增加集成度、减少仪器电路体积、增加空间利用率、提高硬件电路的电磁兼容性、方便各个模块之间的通讯;同时,编程了Pcap01初始化与单片机软件设计,在硬件电路的基础上实现了SPI通讯、显示屏控制,最终实现了便携式的电容测量;结果表明,该系统测量精度高,实时性好,可有效测量微小电容值,在以56pF为参考电容时,测量精度可达13.5fF。

基于改进Fast MBD显著性检测和多特征融合匹配的靶纸区域快速检测算法23-28

摘要：为了解决基于机器视觉的自动报靶系统快速、准确定位靶纸区域的问题,通过对靶纸图像的颜色和形状特性分析,提出一种基于改进Fast Minimum Barrier Distance显著性和多特征匹配的靶纸区域快速检测算法;该算法在原始Fast Minimum Barrier Distance显著区域提取算法的基础上,引入局部区域对比度先验和形状先验作为显著性区域提取的补充准则;同时,为了判断提取到的区域是否包含靶纸,再引入多特征匹配算法;首先,分别对图像边界连通先验、局部区域对比度先验和形状先验进行量化,形成距离图、对比度图和形状图,再结合三者分割出显著性目标区域,然后提取分割出的各目标区域的多种特征,并将其进行特征融合,最后利用1-范式将得到的目标特征与模板特征进行匹配,把匹配结果小于阈值的目标视为靶纸;在400张包含靶纸图像数据集上的实验结果显示了该算法的有效性;同时,在华为海思平台上,该算法处理速度能达到30帧/秒,足以证明该算法的实时性。

基于深度主动学习的磁片表面缺陷检测29-33

摘要：磁片表面缺陷的检测一直是磁片厂流水线生产中提高生产效率、降低生产成本的重要环节;当前多种机器视觉检测方法已经被应用,这些方法都是采取人工提取缺陷特征,但由于磁片表面对比度低,磨痕纹理干扰和缺陷块小且亮度变化大等难点,导致准确度不高、通用性不强;另外在实际生产中巨大数据量获取容易,而人工标注成本高;为此提出一种基于深度主动学习的磁片表面缺陷检测方法可以解决以上两个问题;该方法首先,结合边缘检测和模板匹配算法将磁片前景和背景进行分割;其次,使用Inception-Resnet-v2深度神经网络对样本进行训练,完成对缺陷图像的识别;最后,在深度学习过程中,提出一种主动学习的方法来克服数据集庞大但标注成本高的难点;实验结果表明,该方法的缺陷检测识别率达到了96.7%,并且最多能节省25%的人力标注成本。

新型光学对中自动测量装置的设计34-38

摘要：针对光学对中器采用面阵或者黑白线陈CCD器件作为图像传感器以及其他方面的不足,设计了一种新型光学对中自动测量装置;测量装置由N型自发光目标、光学镜头、彩色线阵CCD、处理电路、FPGA和电源模块组成;利用彩色线阵CCD和N型自发光目标协同工作进行二维位置测量;通过实验验证了该装置在强干扰光时,能区分有用目标信号和干扰信号;论文还介绍了彩色线阵CCD器件的优点和N型自发光目标的尺寸设计;最后,对新型光电对中器的测量精度进行了实验验证和误差分析;实验结果和现有文献结果相对比得出结论：采用彩色线阵CCD器件作图像传感器和N型自发光目标协同工作时,测量结果精确、稳定。

基于Gabor滤波器和HOG特征的织物疵点检测39-42

摘要：针对织物疵点检测问题,提出了一种基于Gabor滤波器和方向梯度直方图（HOG）特征的织物疵点检测算法;首先使用3个尺度、4个方向的Gabor滤波器组对织物图像进行滤波,并做融合处理,增强织物图像疵点区域和背景纹理之间的对比度;然后使用双边滤波减弱图像背景纹理和噪声的影响;最后将图像划分成均匀子块,提取每个子图像块的HOG特征,利用图像疵点区域和背景纹理的HOG特征差异进行阈值分割实现织物疵点的检测;实验选取5种常见织物疵点进行验证,并与传统的Gabor滤波算法进行了实验对比,结果表明该算法可以较好的抑制织物背景纹理的干扰,更加准确的检测出织物疵点。

一种改良的主动频率偏移孤岛检测方法43-47

摘要：分布式发电系统中的孤岛检测问题是目前研究的难点,特别是传统主动频率偏移法在逆变器输出功率与负载功率平衡或者不平衡程度较小时,较难检测出孤岛并且输出电流存在较大的谐波含量;针对这个问题,在光伏并网发电系统中提出了一种改良的主动频率偏移孤岛检测方法;该方法把主动频率偏移与卡尔曼滤波的谐波估计相结合组成判断是否发生孤岛的依据;在Matlab/Simulink下进行系统仿真,验证了该方法有效地减少了传统主动频率偏移法存在的检测盲区,也明显地降低了逆变器输出电流的谐波含量。

基于RVM和相空间重构的模拟电路PHM研究48-52

摘要：针对模拟电路健康管理的特点,提出了一种基于RVM的模拟电路故障诊断和预测方法;首先对模拟电路作蒙特卡罗分析得到输出频域响应,然后利用小波分解方法提取模拟电路的故障特征,最后用相关向量机分别对电路进行了单一故障和双故障的诊断研究;接着,对电路进行参数分析,得到不同参数值下的输出响应,计算其与电路无故障标准响应的欧氏距离作为故障特征,并以此表征电路元件健康值,结合相空间重构方法,得到相关向量机的输入输出样本,随后训练学习并实现对各个时间点元件的健康值变化轨迹进行预测;仿真结果表明,该方法在小样本情况下,诊断和预测效果好,适用于健康管理中实时预测,具有较好的实用性。

分布式网络多通道实时数据无线监测系统设计53-57

摘要：普通无线监测系统中单个数据节点完整性较低,不能在适应网络多级结构分布形式变化的前提下,完成数据传输情况的实时记录;为解决上述问题,设计新型分布式网络多通道实时数据无线监测系统;通过数据实时采集、JIAG无线监测电路设计,确定网络服务器在分布式串口中的连接形式,完成新型监测系统的硬件设计;针对监测电路模块,对多通道网络协议、节点监测主程序、无线监测上机位三大环节进行调整,完成新型监测系统的软件设计,实现系统的顺利运行;对比实验结果表明,与传统系统相比,应用新型无线监测系统后,多级网络结构分布适应性提升35%左右、单个数据节点的完整性提升20%左右。

基于倒谱预白化的轨道车辆轴箱轴承故障诊断58-61

摘要：轴箱轴承作为轨道车辆的关键旋转部件之一,起着承载、减磨、降阻的作用。基于振动信号的轴承监测方法,将成为轨道车辆轴承状态在线监测的发展方向;在信号预白化的理论基础上,提出了基于倒谱编辑预白化的轴承故障诊断方法,该方法使用实倒谱定位和编辑原始信号的对数幅值,去除不想要的离散频率分量,然后结合原始相位信号和编辑后的幅值重构时域信号,再对时域白化信号进行频谱分析;试验结果表明,倒谱预白化与传统包络谱解调分析都能有效检测轴箱轴承故障,但倒谱预白化不需要进行滤波频带选择,具有简单实用的优点,验证了该方法在轴承严重故障和微弱故障诊断方面的有效性。

基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计62-66

摘要：以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人;针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制;为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。

改善室内环境舒适度的一种新型控制方法67-71

摘要：室内环境舒适度直接影响着在室人员的健康和工作效率,需要进行有效的控制以保证其舒适性;论文以某办公室为研究对象,提出一种基于同策蒙特卡罗自适应控制方法对建筑物内空调系统、加湿器、除湿器、照明系统和通风系统等设备优化控制,调节室内温湿度、照度和CO2浓度提高室内舒适感;建立了有关影响室内环境舒适度的因素的状态变化的数学模型,并利用实验数据验证模型,同时与PID和模糊控制算法进行了仿真对比分析;结果表明：在同时控制影响室内环境的多个因素时,同策蒙特卡罗控制方法能够较好的跟踪实际情况,且该方法稳态误差较小,收敛速度较快。

无人机航迹规划与监控系统设计72-77

摘要：无人机作为现代战争中广泛使用的设备,使无人机安全、准时完成任务;航迹规划就是针对各种任务需求,为无人机提供一条或多条可行航线,确保无人机处于自主飞行状态;本研究目的是研发通用性特征的无人机航迹规划与监控系统,在阐述设计该系统原则基础上,详细介绍无人机航迹规划与监控系统分层架构及用户控制层、数据管理层等,并提出开展各项测试;结果表明,所设计系统能顺利通过测试,达到实际应用的需求。

远距离多跳无线自组织网络数据分发控制系统研究78-82

摘要：传统系统受到长时延影响,网络数据分发控制效果并不理想,提出了远距离多跳无线自组织网络数据分发控制系统研究;根据系统总体框架,设计硬件结构框图,创建全局资源数据库,通过后台任务流程调度管理,设计数据分发控制平台;单独组网,通过防火墙与网络中服务器进行部分数据交换,完成种子资源服务器设计;将2288H V5作为跟踪服务器芯片,并对具体跟踪内容展开研究;设计追踪服务器软件流程,利用连通度分发控制方案,使系统具有公平分发性能;使用距离设置转发时延协议,改善传统长时延问题;通过验证分析结果可知,该系统比传统系统数据少分发22GB,可有效缓解数据传输压力。

基于多传感器融合的机器人编队ADRC控制83-87

摘要：针对移动机器人编队问题,设计了一种基于多传感器信息融合和自抗扰控制器的编队控制系统;首先,为提高机器人的定位精度,采用卡尔曼滤波算法对激光数据和里程计数据进行融合,以更加精确的获得移动机器人的坐标信息,并建立主从机器人轨迹跟踪误差模型;进而设计了自抗扰控制器,完成扩张状态观测器以及控制规律的设计,实现移动机器人的跟踪编队控制;最后,设计了编队控制实验平台,并在该平台上验证了所提出方法的有效性和优越性。