基于以太网的列车通信网络及交换机开发

随着列车中大容量设备的增加,高带宽的工业以太网用于列车通信网络已成为一种趋势;生成树冗余与VLAN技术应用在基于以太网的列车通信网络中能有效地保证该通信网络的可靠性、稳定性和实时性,为了支持生成树协议(STP)和VLAN相关协议,设计了一款基于KSZ8995MA的交换机,介绍了其硬件设计和软件实现的关键部分;利用OPNET软件建立生成树冗余链路和冗余链路模型并进行时延仿真,仿真结果表明生成树冗余链路的时延小于冗余链路的时延,有效地提高通信网络的稳定性和实时性。     

基于XMC4500的汽车CAN网络检测卡设计

CAN总线作为车用网络的主要应用总线技术,通过CAN总线获得汽车运行时的实时数据成为汽车电子系统研发、维修及故障分析的主要手段;在对传统CAN总线检测卡分析及研究的基础上,为了使移动PC更加便捷地分析及记录汽车CAN网络中的数据,使基于串口通讯的系统及应用软件能够方便地继承使用,设计了基于XMC4500单片机的汽车CAN网络检测卡;实现了将汽车CAN网络中的数据通过USB端口虚拟的高速串口传输至上位机、实时备份相关数据到Micro SD卡中的功能;实验数据显示在最高1 000kb/s的传输速率下,能够100%正确接收及存储相关数据,满足对该卡实时性和可靠性的要求。     

基于AFPN的舰船电子综合化系统总线故障诊断研究

针对舰船电子综合化系统总线故障诊断模糊性、不确定性的日益增强,且难以实现快速故障诊断的难题,提出一种基于自适应模糊Petri网(Adaptive Fuzzy Petri Net,AFPN)的舰船电子综合化系统总线故障诊断方法;在加权模糊Petri网(Weighted Fuzzy Petri Net,WFPN)的基础上,引入神经网络技术,给出了AFPN的形式化定义及学习算法;实例分析验证了所提方法的有效性,研究表明:AFPN模型具有很强的自适应能力和推理能力,克服了传统单纯依靠人工经验故障诊断的不确定性和偶然性,可以实现舰船电子综合化系统总线快速精确的故障诊断。     

数字IO电路板的嵌入式测试性设计方案

近年来,随着DSP、FPGA等大规模集成电路的发展,电子系统的性能也在大大提高,但同时给电子系统带来了新的测试和故障诊断问题;为了解决电路板快速诊断维修问题,嵌入式测试正以全新的概念成为板级电路测试的研究方向;文中从嵌入式测试的基本概念出发,介绍了嵌入式边界扫描、非侵入式测试等先进的板级嵌入式测试技术,并阐述了模拟嵌入式测试性设计的难点和基础电路原则,同时给出了基于FPGA的嵌入式测试控制器设计方案;然后,面向数字IO电路板,针对其关键功能电路展开嵌入式测试性设计,简要说明了测试程序的开发与下载;根据测试验证结果,嵌入式测试性设计可以增强测试自动化、提高测试效率,从而能够更好地降低产品整个寿命周期的测试维修成本。     

基于LMD的PWM整流电路故障特征提取新方法

脉冲宽度调制(PWM)整流电路结构日益复杂,对其可靠运行提出了更高的要求;对局域均值分解(LMD)用于PWM整流电路的故障特征提取进行研究,提出一种基于LMD和加权频带能量法的特征提取新方法;该方法通过逐步抽取调频调幅成分将故障信号在频域上展开,然后基于信号能量的频带分布特点,充分考虑各频带成分与故障的相关性,构造故障特征向量,实现特征提取;最后以PWM整流电路为例进行仿真,相电压380V,仿真时间0.5s,0.1s时注入故障;结果表明,该方法能有效地提取故障信号的特征,并降低特征向量的维数。     

采用模糊逻辑修正的SRM滑模控制器设计

针对开关磁阻电动机输出转矩脉动问题,提出了一种基于模糊逻辑修正的滑模转矩脉动最小化控制方法;采用数学解析方法对有限元分析的电感数据进行处理,从而建立电机的非线性模型,并详细分析了转矩脉动机理;设计了基于滑模变结构的电机瞬时转矩控制器,并采用模糊逻辑修正模块对关断角进行实时补偿控制;仿真结果表明,与PI定角度控制及滑模控制相比,转矩脉动系数分别减小了24.7%和15.1%,提升了高转速时的电机动态性能。     

基于USB总线的机载多脉冲激光雷达产品测试系统研制

针对现有的机载激光雷达产品测试系统不能模拟特定信噪比,且系统使用复杂的问题,开发了基于USB总线的机载多脉冲激光雷达产品测试系统;测控软件可以设定信噪比、脉冲幅值、脉冲周期等参数,并根据静态测距和动态测距的实际需要,生成静态和动态模拟数据;另外,测试系统还能够采集外场数据,并在测控计算机上存储和分析;采集和生成的数据经过USB总线发送给基于FPGA+高速D/A转换器架构的数据转换器,再输出给激光雷达产品,保证了数据传输的高速性和灵活性;经过测试表明,信噪比在3~9的情况下,产生回波信号的距离误差控制在1%以内,信号幅值误差控制在0.5%以内;测试系统的各项指标都满足实际需要,为激光雷达产品调试提供了良好的模拟仿真平台。     

一种改进的人类动作识别和定位算法研究

针对现有人类动作识别和定位方法的不足,提出一种改进的人类动作识别和定位算法;该算法首先对每个视频帧进行分层分段,得到一组分段树,每颗树是身体分段树的候选;接着利用视频的轮廓、接合对象结构、全局前景色等信息对候选分段树进行修剪;最后在时域上对剩余分段层的每个分段进行前向和后向跟踪;基于难度较大的UCF-Sports和HighFive数据集对本文方法进行性能评估,实验结果表明,文章方法的性能要优于当前最新运动检测算法性能,运动定位性能与当前最新算法相当。     

适用于SGT320E型三轴多功能转台的多串口数据同步采集

SGT320E型三轴多功能转台是进行惯性传感器标定、惯性测量单元(IMU)和姿态航向参考系统(AHRS)性能测试的重要平台;实现三轴多功能转台和待测负载设备的测试数据同步采集,是使用三轴多功能转台面临的关键问题之一;基于同步脉冲机制,提出了转台与待测负载的数据同步输出的3种方法;在对多线程串口通讯CSerialPort类进行改进的基础上,使用Microsoft Visual Studio2005集成开发环境,开发了多串口数据同步采集软件程序;以XSENS公司生产的MTi微型姿态航向参考系统作为待测负载设备,综合运用信号发生器、USB转多串口设备和笔记本电脑,在三轴多功能转台上开展了系统测试;在同步脉冲信号频率为10Hz时,软件程序采集得到的4路各6 156个数据保持了严格的时间同步,这表明所提出的多串口数据同步采集方法适用于SGT320E型三轴多功能转台和待测负载设备的测试。     

光纤陀螺动态寻北转位控制系统设计

针对光纤陀螺动态寻北仪实际应用中存在的转位误差以及高频测量噪声问题,对寻北仪转位机构引入低通滤波和反馈回路,设计出了一种新的转位控制系统,有效地减小了由于光纤陀螺和转位机构的误差带来的系统误差,从而提高了动态寻北仪的寻北精度;实验结果表明,相同条件下该控制系统能有效缩短寻北时间,提高定位精度至4″,具有较好工程实用前景。