基于ARM的地铁列车辅助防撞系统设计

地铁列车辅助防撞系统能够实现地铁列车的防撞预警,对保障地铁行车安全具有重要意义。系统实时计算列车的位置信息,通过无线数传设备将数据发送到相邻列车,并对接收到的实时位置信息进行判断,通过列车预警显示设备向司机提供安全预警信息。对地铁列车辅助防撞系统的关键技术、结构组成和工作原理进行阐述,基于ARM设计并实现了地铁列车辅助防撞系统的车载设备,最后进行了列车定位仿真实验和预警功能测试。实验结果表明,地铁列车辅助防撞系统能够提供相当精确的位置信息,里程误差在8m以内,可以实现相邻列车运行状态的安全预警。     

基于Cortex-M3的低成本液晶触摸屏设计

选用NXP公司内置LCD控制器的Cortex-M3处理器LPC1788作为主控,设计了一种低成本的液晶触摸屏。介绍了四线电阻式触摸屏与LPC1788的接口设计,移植emWin图形界面库为GUI提供支持。实际运用证明,低成本液晶触摸屏运行稳定,界面设计便捷。     

基于集成温度传感器的硅微陀螺仪数字化温度补偿研究

提出了一种基于集成温度传感器的硅微陀螺仪数字化温度补偿方法。首先,介绍了集成温度传感器的硅微陀螺仪基本结构原理,分析了硅微陀螺仪动力学方程以及温度变化对硅微陀螺仪谐振频率、品质因数、标度因数和零偏的影响。然后,设计了基于FPGA的硅微陀螺仪数字化补偿电路。最后,经过温度特性实验得到标度因数和零偏随温度变化曲线,建立了温度补偿模型,提出分段温度补偿方法。经过温度补偿后,标度因数和零偏的温度系数分别由316.66×10-6/℃和366.22°/(h·℃)减小为69.67×10-6/℃和115.25°/(h·℃),证明了补偿方法的正确性和可行性。     

基于响应面法的双边长初级永磁直线同步电机多目标优化设计

永磁直线同步电机由于存在边端效应以及齿槽效应,在运行中不可避免地产生推力波动。针对高速大推力密度应用场景,对一种双边长初级PMLSM开展了优化设计。将有限元法与解析法结合,首先独立分析了轴向长度、极弧系数和初级轭部高度等单个参数对电机水平推力和推力波动的影响,并进一步采用Taguchi法筛选显著性较高的结构参数。在此基础上,以提高电磁推力、减小推力波动为优化目标对电机进行响应面分析,得到最终的电机尺寸优化参数。最后制作样机并搭建实验平台,验证了所提优化方法的有效性。     

基于Matlab虚拟被控对象的仿真平台设计与研究

在实际工程项目中,主要通过软PLC和虚拟被控对象软件来实现控制系统的仿真与调试,如西门子公司的PLCSIM和SIMIT软件。这种调试方法可以模拟简单的被控对象,并对过程控制环节进行仿真,但无法胜任复杂被控对象。另外,这种纯软件的仿真方式并没有与实际PLC相连接,即没有通过实际I/O传输实时数据,与实际运行过程有一定的差距。为了解决这一问题,提出了一种基于Matlab/Simulink虚拟被控对象的仿真平台设计架构,通过UDP通信和OPC技术实现了硬PLC与虚拟被控对象之间的数据交互,并通过搭建蒸洗机虚拟被控对象仿真平台,对蒸洗机控制系统进行了调试,验证了该方法的有效性和可行性。     

改进的BP神经网络算法在水质监测中的应用

针对一类多输入多输出系统进行辨识, 以"A simulation of the western basin of Lake Erie"为例, 通过分析河流湖泊的水质特征, 针对伊利湖湖泊水质建立数学模型, 由于该环境系统为多输入多输出系统, 文章采用了一种改进的BP神经网络算法, 利用Matlab神经网络工具箱进行数据分析, 绘出实际输出与模型输出的曲线以分析相关情况, 检验建立的模型对于系统的辨识水平, 给出传统BP网络和改进BP网络对该系统辨识的结果进行分析对比. 文章还对不同噪声层次下的数据进行分析比较, 并研究白噪声对于人工神经网络模型的影响.     

超差特征量指标集约束下PID调节器的满意优化

针对一类具有目的域的控制系统,提出将一组由滞留时间、超差时间以及随机穿越周期时间等构成的超差特征量指标纳入满意PID调节器的目标函数集中进行研究。将PID调节器的参数设计转化为局部状态反馈问题,推导出带状目的域下超差特征量指标的解析表达式,并分析了其与稳定裕度、动态误差系数以及稳态输出方差指标之间的相容性;当上述指标相容时,给出了一种利用双群体机制下的差分进化算法和内点法相结合对PID调节器参数进行优化求解的策略;数值算例表明了所提方法的有效性。     

大规模车辆监控系统中通信服务器的设计与实现

针对现有车辆监控系统难以满足大规模负载的问题,设计一款高性能的通信服务器。该通信服务器合理地划分业务结构,并从多线程异步接收、协议解析模式、共享数据同步和线程池4个方面进行优化设计。最终测试表明,该通信服务器具有良好的适用性、可靠性和可拓展性。     

光电跟踪中实时视频对象分割算法

光电跟踪系统研究中难点的问题是实时跟踪目标.针对光电跟踪系统所跟踪的空中目标在视频序列中的特性,将整个跟踪过程划分为远距离段、航前(后)段、航捷段.然后对远距离航段,采取一种弱小目标的动态规划检测算法,及时发现并跟踪目标;在航前(后)段,采取一种基于自适应双波门的视频对象分割算法分割出运动目标,计算出目标形心与跟踪物镜的角偏差,以偏差作为光电跟踪伺服系统的输入信号,驱动跟踪器跟踪目标;在航捷段,将每帧视频变换为一组分辨率从高到低类似金字塔式的分层框架,对目标采取从粗到细的方式进行分割,以实现视频对象占据大部分视窗时的目标快速、准确分割.通过实例验证了所提出的算法的有效性.     

无线传感器网络节点部署问题研究

节点部署是无线传感器网络(W SNs)研究的一个基本问题。合理的节点部署方式有助于提高网络工作效率,优化利用网络资源。针对与节点部署相关的覆盖、连通、能耗三方面基本问题,对现有主要研究成果进行了分类和比较,讨论了三者之间的关系,总结性地提出并分析了网络覆盖和连通性能的评价标准。