城轨列车逻辑控制装置运行数据健康管理技术研究

列车可编程逻辑控制单元产品应用现场替代列车大量继电器、接触器，降低运维成本提升安全性的同时，产生了大量输入采集、输出控制、点位监测数据。提出一套针对现场多设备、多物理量、多尺度、多概率的评估方法，并分析了借助数字孪生技术构建列车控制信息模型的可行性。构建了健康管理系统控制信息模型，其中包括关系型数据库和非关系型数据库的构建。目前，LCU应用现场列车内嵌综合健康管理系统已应用于部分城轨列车可编程逻辑控制单元装车现场，应用情况良好。     

地铁列车三取二逻辑控制单元CAN通信智能监测软件设计

针对列车三取二逻辑控制单元产品采用控制器局域网络进行内部、外部通信,产生大量通信过程数据的情况,分析了CAN总线质量对通信数据可能造成的干扰,提出一种更高效的CAN通信智能监测方法。目前经过测试,该三取二LCU系统已示范应用于广州市轨道交通二十一号线两列车,应用情况良好。     

数控刀具补偿参数设定防错技术研究

针对生产现场中经常发生的由于数控刀具补偿参数人工设定错误造成刀具损毁等安全事故、无有效控制手段的难题,提出一种适用于西门子数控系统的刀具补偿参数人工设定程序防错方法,开发出通用的刀具补偿参数设定防错程序,并在生产现场进行应用验证。实践证明,该防错方法简单易用、成本低及见效快,可实现刀具补偿参数人工设定自动防错的目的。     

一种基于FPGA的应急动力装置控制单元超转保护系统设计

提出一种基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的超转保护系统设计方案。该系统采用三余度采集、控制架构，通过软件及逻辑表决控制单元及BIT检测单元，进一步提升了超转保护系统的可靠性。相较于传统的基于CPU的转速采集系统，其具备并行处理、运算速度快、功耗低、实时性强等特点，同时能释放大量CPU资源。该设计具备较强的通用性和实用性，对应急动力装置电子控制单元的超转保护系统设计具有一定的参考借鉴意义。     

地铁车辆LCU系统及故障解决方案

福州地铁既有列车的控制电路采用传统的继电器控制方式,其故障率高且运维难度大,新线项目已引入LCU系统。文章主要阐述福州地铁车辆LCU系统的基本结构,关键控制电路采用“二乘二取二”的冗余配置,非关键电路采用“热备双冗余”的方式,有效提升了列车控制电路的整体可靠性;针对LCU系统在应用过程中的输入不一致、ETH板离线、输出自检异常等故障,提出相应解决方案,在优化故障诊断策略和编码电路后,故障未再发生,进一步降低了LCU系统故障率,使地铁车辆处于安全、稳定的运行工况中。     

高效视频编码的快速编码单元深度遍历选择和早期编码单元裁剪

为了降低新一代高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)标准的编码复杂度,提出了一种基于四叉树结构类型分析和早期编码单元(Coding Unit,CU)裁剪的HEVC快速编码新算法。首先,通过分析已编码的最大编码单元(Largest CU,LCU)四叉树结构类型,确定其深度遍历区间(Depth Range,DR)类型。然后,利用相邻已编码的LCU以及前向参考帧和后向参考帧中坐标位置相同的LCU的DR类型来预测当前LCU的DR类型,并根据预测得到的DR类型对当前LCU设定CU深度遍历区间。最后,采用贝叶斯决策原理获取阈值,并利用该阈值在CU分割过程进行早期CU裁剪。实验结果表明:相对于原始HEVC编码结构,本文算法在随机访问模式下编码时间平均减少41.55%,BDBR(Bjontegaard Delta Bit Rate)只增加约1.94%,BDPSNR(Bjontegaard Delta Peak Signal-to-noise Rate)只降低了0.06dB;与Shen方案相比,该算法可以降低12%左右的计算复杂度,BDBR只增加约1.09%,BDPSNR只降低了0.03dB。     

基于CPLD和单片机实现的无线报警系统

无线报警系统的发射装置，利用CPLD（复杂可编程逻辑器件）的可编程特性、丰富的内部资源，设计了包括地址编码电路、FSK调制信号及各路控制信号在内的数字系统，减小了体积，提高了系统的可靠性。接收系统利用专用集成电路芯片NC3372解调，89C51单片机对地址码进行解码，并采用了多种抗干扰措施，有效地减小了误报率。应用表明，系统具有可靠性高，抗干扰能力强，误报率低的特点，完全能满足防火、防盗等报警的要求。     

基于TMS320C6202 DSP的实时数字图像处理系统的设计

应用高性能数字信号处理器TMS320C6202作为核心,结合大规模可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制和现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像进行预处理,实现了视频图像的采集和图像目标的实时数字图像处理。重点介绍了该实时数字图像处理系统的硬件组成,工作原理和图像处理算法的应用。     

地铁车辆控制电路备用模式设计与研究

本文介绍了一种地铁车辆控制电路备用模式的设计方案,采用可编程逻辑控制单元(LCU)来旁路影响车辆动车的关键控制电路,该备用模式的控制电路设计方案,能很好地解决硬线控制电路中单点和继电器故障引起的车辆清客和救援问题,使车辆运营效率大幅提升,该方案已成功应用到宁波2号线项目。     

台式射频仪表平台之系统控制和信号处理板的设计

主要对台式射频仪表平台中的系统控制和信号处理板进行了设计。该板卡的主要功能是完成整个系统的信号控制和处理,其核心模块包括基带处理单元模块、控制逻辑单元模块和现场可编程逻辑门阵列模块,这些模块单元完成了信号的接收、转频和处理分析。     

基于计算机视觉测量技术的汽车零部件失效分析系统

汽车零部件失效分析过程中现场调查环节采用的人工现场调查手段存在局限性，现场调查效率低，甚至某些现场人工无法进入等问题，研究了一种多场合适用的汽车零部件失效分析系统。以计算机视觉测量技术为基础，借鉴计算机视觉测量技术在其他检测领域应用案例，采用图像采集模块、图像处理模块、系统控制功能模块、机电执行模块、人机交互模块等辅助模块组成的系统硬件。选用VisionMAX视觉软件系统实现软件开发。利用了该软件提供的一系列数据库编写的视觉工具，通过各功能模块的相互作用完成失效分析过程中现场调查、失效件首件判定、失效件初步观察等工作。实现对失效汽车零部件进行图像采集、图像处理、图像识别及定量分析，通过图像确定汽车零部件失效类型，通过定量分析对失效进行初步判定，为进一步的失效分析方案、失效件检测、失效性质确定、失效原因确定、挖掘失效的机理提供支撑。     

Quantum PLC在水电厂LCU改造中的应用技巧

针对水电厂旧现地控制单元存在的问题,提出了基于Quantum PLC的水电厂LCU改造方案,详细阐述了Quantum系列PLC在功能实现和程序编制上的应用技巧.该改造方案具有投资少、实施简单、安装与配线的工作量少等特点,现场实践证明该方案设计合理、运行稳定.     

FPGA在偏振耦合测试仪中的应用

在偏振耦合测试仪的PCI接口数据采集系统中，现场可编程门阵列(Field Progrmnable Gate Array)实现了对模／数器件的控制功能，同时完成了与PCI总线控制器间的数据接口功能。应用自项向下的设计思想，完成了FPGA内部的逻辑设计，并对其逻辑功能进行了仿真验证，给出了FPGA数据采集时的测试时序图。应用FPGA实现的数据采集系统可以检测出偏振耦合检测仪中的微弱干涉光信号。     

功能安全技术讲座——第二十七讲：功能安全型电子产品的MCU故障检测

IEC61508《电气／电子／可编程电子安全相关系统的功能安全》标准的主要作用就是防范以微控制单元（Micro Control Unit，以下简称MCU）为核心的电子产品用于到安全临界应用（Safety Critical Application）中时的随机失效和系统性失效问题。本文介绍了针对典型MCU结构的在线诊断方法集来检测MCU在运行时可能出现的故障。     

基于DSP和FPGA的光电式动态扭矩测量系统

为了提高扭矩的动态实时测量能力,采用光电多码道技术进行扭矩测量,提出了基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)的多通道实时采集系统.通过多路方波信号细分计数周期,分析比较多路信号的状态变化特征并将比较结果作为计数依据,以实现对数据快速精确的采集.该系统通过FPGA实现逻辑控制、计数和存储并将接收到的数字信号传输给DSP,DSP将信号处理后传送至上位机以实现数据的存储、分析及显示.该系统采集速度快、精度高、结构简单.     

基于DSP的嵌入式实时数字信号分析系统

嵌人式实时数字信号分析系统根据离散时间傅里叶变换原理,针对实时数字信号进行测量和分析.系统以TI公司的嵌入式DSP处理器TMS320F2812为控制核心,Altera公司的现场可编程逻辑器件(FPGA)EP2C35F672C8为处理核心,由信号调理电路,带通滤波器,模数转换器(A/D)等电路组成.其中,信号调理电路由高精度运放搭建,模数转换器采用TI公司的立体声音频编码解码芯片PCM3010,数字信号的采集,计算由DSP完成.整个系统的输入信号峰峰值范围为10μV-20V,可以测量并显示人类在20Hz～20KHz全频段听力范围的频谱,功率谱,周期性等参数,功能强大,成本低廉.     

汽车零配件生产管理系统中数据信息终端的设计

将高性能单片机ATmega162的终端，用于汽车零配件生产管理系统中。数据信息终端的主控单元由ATmega162单片机组成，它负责控制通信、信号采集、电源、机床控制、LED指示灯、计数器等其他模块协调工作。终端采集装配线上的信息并进行处理，再通过RS-422总线传输给系统的上位机，由上位机做出判断。给出了数据信息终端软硬件的具体实现方案，并把它应用到了汽车零配件管理的实际生产中，有效地实现了信息采集和防错功能。     

工位级螺纹智能装配系统的研究

针对车辆装配过程中的螺纹联接质量问题、组装时扭矩精确的控制问题、生产数据追溯问题、工艺管理与组装工艺控制问题、生产质量管理问题,仅仅依靠传统方法或车间级管理系统是无法实现有效管理与防错的,针对当前在汽车、铁路行业,对新上线设备对数据的采集管理功能需求而开发设计一套工位级螺纹装配数据管理系统,实现装配数据实时采集及装配过程实时监控,实现组装工艺流程的管理,装配数据、扭力值、零部件信息、人员信息的自动采集、装配质量的记录和可追溯,实现作业标准化、工艺目视化,实现物理防错和纠错等功能,以及装配数据的分析。     

防错技术在航空装备研制过程中的应用分析

文章结合航空装备研制的特点,分析了质量问题发生的主要原因。针对设计差错、制造差错和使用差错,阐述了设计防错、制造防错和使用防错基本原理和方法。最后,分别用实例对防错技术的应用进行了说明。     

视觉测量中可纠错的编码点识别及提取

针对视觉测量中经常发生椭圆点检测错误,影响三维场景的匹配,甚至影响三维重建的问题,设计了一种可纠错的编码点方案。将信息论中的信道可纠错编码方法用于编码点的设计,基于线性分组码将编码分为信息元和校验元,从而设计了生成矩阵和校验矩阵。在检测出错误时利用伴随式矩阵进行纠错,最后进行解码实现三维匹配。分析了编码点的解算及提取,从而大大提高了编码点的抗噪性。该方法不仅具有高的抗噪性能,同时可进一步拓展空间并且具有较好的实用价值。实验表明:文中设计的编码点方案完全可行,具有易于识别、可自行纠错的优点,在发生1位编码点错误的情况下可以实现100%纠错。