当期目录

2020年 第33卷 第1期 刊出日期：2020-01-15

  

基于AD9910的周界入侵探测系统信号源设计

赵能武,路宏敏,徐桃,胡宽,何川侠,孟晓姣

2020, 33(1):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.001

摘要 ( 360 )   HTML ( 4 )   PDF (1017KB) ( 32 )  

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文中以AD9910芯片作为信号源频率合成核心,以FPGA作为控制核心,采用软硬件相结合的方法设计了两种具有不同特点的信号源,获得了周界入侵探测系统所需的中心频率在40~200 MHz、幅值可调的单载频脉冲及其载波的产生和输出。经过对系统的最终测试和实验数据分析表明,系统稳定性好、输出信号杂散小于-50 dBc、载波相位噪声小于-60 dBc/Hz@10 kHz。

基于SK等指标和SVM的滚动轴承性能退化评估研究

李超,郭瑜

2020, 33(1):  6-12.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.002

摘要 ( 282 )   HTML ( 3 )   PDF (1294KB) ( 37 )  

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文中提出一种基于谱峭度等指标和支持向量机的滚动轴承性能退化评估的新方法。针对滚动轴承全寿命过程中各个时期故障损伤程度的不同,将故障监测分为4个阶段:正常、初期、中期、末期。通过与传统指标,例如均方根值、峭度值、峰峰值指标等对比,验证了谱峭度作为初期故障特征指标的优势。选取谱峭度等指标作为特征输入,构建多分类支持向量机预测模型来预测轴承性能退化阶段。使用轴承全寿命试验数据对预测模型进行检验,证明了该方法的有效性和可行性。

改进蚁群算法的机器人路径规划研究

刘永建,曾国辉,黄勃,李晓斌

2020, 33(1):  13-18.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.003

摘要 ( 643 )   HTML ( 26 )   PDF (1371KB) ( 90 )  

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针对传统蚁群算法存在算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,文中提出了一种改进的蚁群算法。在传统A ^*算法的基础上,改进其估价函数,并将其引入到蚁群算法中,提出了改进启发函数η,增加目标点对路径搜索的吸引力,提高了收敛速度。新方法还改进了信息素挥发因子ρ,使信息素挥发因子处于动态变化,提高了算法的全局搜索能力,避免陷入局部最优。仿真结果表明,改进的蚁群算法在收敛速度上比传统蚁群算法提高了近50%,在最短路径上明显优于传统的蚁群算法,证明了改进算法的有效性。

高空核电磁脉冲照射下车辆表面感应电流研究

王伟,解旭彤,胡宽,王雯

2020, 33(1):  19-22.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.004

摘要 ( 305 )   HTML ( 1 )   PDF (731KB) ( 28 )  

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高空核电磁脉冲(HEMP)照射下车辆表面感应电流的研究是装甲车辆电磁防护工作的组成部分。根据IEC6100发布的高空核电磁脉冲波形标准,文中建立了高空核电磁脉冲照射下车辆表面感应电流仿真电磁模型,并使用基于FDTD算法的CST软件进行仿真。通过改变HEMP照射方向和去除炮管部位,对比研究不同频点的车辆表面感应电流最大值和峰值区域的变化情况。实验结果表明,不同角度的车辆表面感应电流最大值与照射方向车辆表面结构的复杂度呈正相关变化,在炮管部位有远高于其它部位的感应电流。文中车辆最大感应电流参考值为1.82×103 A/m,重点防护频段为0~40 MHz。

基于最大熵和边缘信息的非结构化道路检测

王翔,张娟,方志军

2020, 33(1):  23-28.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.005

摘要 ( 248 )   HTML ( 0 )   PDF (1263KB) ( 29 )  

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针对非结构化道路因场景干扰因素多而难以准确检测的问题,文中提出了一种基于最大熵和边缘信息相结合的非结构化道路检测算法。根据熵值大的地方,图像灰度相对较均匀;熵值小的地方,图像灰度离散性较大的特性,采用二维最大熵做道路初分割。同时,结合道路边缘信息解决道路检测因光照不均、阴影和水迹等因素干扰而导致道路检测不准确的问题。实验结果表明,该算法能够准确检测出光照、阴影、水迹的路面,并且不受道路类型的影响,满足实时性要求。

车内线缆的高空核电磁脉冲响应分析

胡宽,解旭彤,王伟,赵能武,路宏敏

2020, 33(1):  29-33.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.006

摘要 ( 249 )   HTML ( 1 )   PDF (973KB) ( 21 )  

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复杂电磁环境中的车载电子设备受制于高空核电磁脉冲的威胁,其内置线缆的电磁效应与防护决定了特种车辆的生存能力及性能发挥。文中采用基于FTDT算法的电磁仿真软件CST,建立了车辆壳体的电磁模型以及车辆内置线缆布局模型,并仿真分析了车内线缆的高空核电磁脉冲电流电压响应。仿真结果表明,双绞线上响应电压较大而响应电流较小;同轴线的响应电压较小响应电流较大。有屏蔽体的线缆在HEMP照射时的响应电压电流和无屏蔽体时相比显著减小。但是,实际车辆壳体存在孔缝,响应电压电流的在部分频点产生谐振,导致电压电流出现较大值。文中的仿真分析结果对车载电子设备的电磁脉冲防护具有一定的实际工程意义。

中速搜索引导长驻留采集的搜索调度方法

孙泽林,胡进

2020, 33(1):  34-38.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.007

摘要 ( 300 )   HTML ( 3 )   PDF (812KB) ( 28 )  

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针对雷达信号侦察系统搜索时间长、截获概率低的问题,文中提出了一种基于空域宽开雷达信号侦察系统的搜索调度方法来优化设计驻留时间。根据驻留时间的长短,将驻留时间分为仅能截获单个雷达脉冲的中等驻留时间和可截获多个雷达脉冲的长驻留时间。搜索开始阶段使用较短的中等驻留时间用于频域的快速扫描,在截获信号后将驻留时间调整为长驻留时间,以便采集雷达信号用于频率及周期结构分析。仿真结果表明,提出的算法可合理利用系统资源,提高系统的截获性能,为现有雷达对抗侦察系统设计提供了有益参考。

基于深度学习的代码审查意见有效性评估

段雨佳,鞠婷

2020, 33(1):  39-45.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.008

摘要 ( 341 )   HTML ( 6 )   PDF (1181KB) ( 24 )  

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针对代码审查过程中的代码审查意见对于开发者可能无价值的问题,文中提出了一种基于深度学习长短期记忆网络的代码审查意见有效性评估方法。该方法通过提取代码审查意见中与审查意见有效性相关的特征,并根据这些特征构建评估模型,从而评估审查意见对于开发人员是否有价值。为了验证方法的有效性,文中选取了GitHub上开源Eclipse项目中的审查信息作为实验数据,并将所提方法与其它机器学习方法对比。实验结果表明,该方法可以有效评估审查意见的价值。

2.5D硅转接板TSV结构研究

刘建松,林鹏荣,黄颖卓,练滨浩

2020, 33(1):  46-50.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.009

摘要 ( 518 )   HTML ( 3 )   PDF (889KB) ( 68 )  

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针对结构参数对TSV可靠性影响不明确的问题,文中采用有限元分析和模型简化的方法,分析了TSV结构在温度循环条件下的应力应变分布,并进一步研究了铜柱直径、SiO₂层厚度以及TSV节距等结构参数对TSV结构可靠性的影响。结果表明,采用文中的方法简化模型后得出的结果拟合度在0.95以上;在TSV结构上施加温度循环载荷时,在SiO₂界面会出现应力集中,而在钝化层中会出现应变增大;改变铜柱直径、绝缘层厚度和TSV节距将显著影响TSV结构的可靠性;减小填充铜的直径、增加SiO₂层的厚度、增加TSV节距,都将有助于减小TSV结构的最大应力。

一种阳极连接P型埋层的AlGaN/GaN肖特基二极管

孙友磊,唐健翔,王颖,黄意飞,王文举

2020, 33(1):  51-56.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.010

摘要 ( 315 )   HTML ( 2 )   PDF (1098KB) ( 37 )  

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在传统AlGaN/GaN肖特基二极管中,阳极漏电始终是制约器件耐压提高的一个重要因素。因此文中研究了在缓冲层中生长P型埋层并与阳极相连的AlGaN/GaN肖特基二极管结构 AC-PBL FPs SBD来抑制阳极的泄漏电流。同时,在二极管的两级均加上场板来调制该器件的表面电场分布。经过仿真验证可知,该结构的阳极关断泄漏电流得到了有效抑制,同时辅助耗尽沟道内的2DEG,扩大空间电荷区,进而提高了器件的耐压特性。该结构的击穿电压为733 V,与传统GET SBD器件相比,击穿电压提高了近3.4倍,Baliga优值提升了近11.6倍,说明该器件可以应用在电力电子线路中。

基于扰动观测器的内置式PMSM无传感器控制

黄松,李海剑,石伟

2020, 33(1):  57-62.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.011

摘要 ( 367 )   HTML ( 4 )   PDF (973KB) ( 80 )  

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针对两相静止坐标系下基于观测器进行IPMSM无传感器控制时存在电角度估算误差与交直轴电感和负载转矩耦合、电角度补偿复杂等问题,文中选择在同步旋转坐标系下采用电机原有电感参数进行IPMSM无传感器控制。通过建立PMSM 的矢量数学模型,对存在电角度估算误差时采用IPMSM原参数对反电动势估算的影响进行分析,分析结果验证了该方法的理论可行性。利用MATLSB/Simulink进行仿真,并进行了针对性实验。实验结果表明,文中所提算法无须电角度补偿,在扰动条件下仍能对电机转子位置和速度进行良好地跟踪。

自适应阈值函数小波算法的电机振动信号去噪

孙铭阳,谢子殿,韩龙,毕思达

2020, 33(1):  63-67.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.012

摘要 ( 398 )   HTML ( 4 )   PDF (969KB) ( 46 )  

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通常采集的电机振动信号中都含有噪声成分,一般采用小波阈值去噪处理可以达到理想的效果,但是传统软、硬阈值函数存在恒定偏差或不连续等缺点,不能很好的保留有用信息。针对这一问题,文中提出了随分解层数自适应且具有调整参数的阈值函数。改进的小波阈值函数连续、可微且具有渐进性,通过遗传算法做调整参数寻优,在保留大部分原始信号的基础上进行去噪,使得新的小波去噪算法在保留有用信息与去除噪声之间有较好的平衡性。实验中将该方法应用于所采集的电机振动信号,结果显示,该方法具有更高的信噪比与较低的均方根误差,能够更好的滤除噪声,保留原信号的有用信息。

梯度下降法在水库调度函数优化中的应用

王炜,胡一鸣,石强

2020, 33(1):  68-72.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.013

摘要 ( 202 )   HTML ( 0 )   PDF (688KB) ( 23 )  

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调度函数是制定水库中长期运行调度的常用方法,然而现行的通过回归分析法提取出的调度函数拟合精度不佳。针对这一问题,文中建立了以调度期内水库发电量最大为目标函数的优化调度模型,通过线性回归提取各时段水库调度函数系数作为初始值,再采用梯度下降法优化各时段调度函数系数,并在拟合精度差的时段引入流量分级策略,最终获得优化后的水库调度函数。实例计算结果表明,文中采用的方法不进可以提供精度较高的调度函数系数,还保证了优化调度的发电效益,证明了该方法的有效性和实用性。

氢诱导二维硫族化合物PtX₂的电磁特性研究

施婷婷

2020, 33(1):  73-76.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.01.014

摘要 ( 199 )   HTML ( 0 )   PDF (855KB) ( 21 )  

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为了充分研究二维重过渡金属硫族化合物材料在磁性器件中的潜在应用,基于自旋极化密度泛函理论,文中研究了氢化单层PtX₂(X=S,Se,Te)的稳定性和电磁特性。研究结果表明,单层PtX₂在氢化后具有较高的稳定性,且稳定性随硫族原子序数的增加而下降;氢化使单层PtX₂出现了磁矩,使其从半导体变为铁磁性的金属,该磁矩主要来自于窄反键子能带自旋极化下的Pt 5d电子。此外,单层PtX₂的铁磁性也随着硫族原子序数的增加而出现了下降的趋势。因此,文中的研究成果为设计二维重过渡金属硫族化合物材料的铁磁性提供了参考。