当期目录

2020年 第33卷 第7期 刊出日期：2020-07-15

  

基于μC/OS-Ⅲ的供电综保数据采集处理系统设计

郭亚楠,吴尧辉,吴昊珍

2020, 33(7):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.001

摘要 ( 302 )   HTML ( 17 )   PDF (1594KB) ( 121 )  

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针对供电综保数据采集处理系统多任务、实时可靠的需求,文中结合M3内核芯片,利用μC/OS-Ⅲ实时操作系统进行供电综保数据采集处理系统设计。通过对数据采集处理系统功能分析,将系统划分为5个优先级不同的任务,根据应用任务特点及需求进行了操作系统的规划设计,通过信号量和事件标志组实现了任务同步,通过消息队列和互斥型信号量实现了任务通信与资源管理。使用μC/Probe对系统运行进行检测,应用任务堆栈利用率均小于70%,CPU利用率为52.35%,中断关闭时间最高为3.31 ms,验证了该系统能够实时可靠运行。

一种数据流驱动的计算通道容错方案

项阳,孙晓霞,宋宇鲲

2020, 33(7):  6-11.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.002

摘要 ( 233 )   HTML ( 5 )   PDF (1514KB) ( 68 )  

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单粒子翻转发生在数据流驱动的计算通道中时,会产生错误结果甚至计算通道无法正常工作。针对这一问题,文中提出了一种基于地址回卷技术的双模冗余容错方案。该方案采用双计算通道比较,检测结果是否发生错误;利用地址回卷技术还原地址信息,驱动原数据重新计算;对相关性数据流计算进行特定优化回卷。文中基于数据流驱动运算器对方案进行具体实现,实验结果显示,该方案实现了99%以上的可靠率,面积开销仅为三模冗余的76%,时间开销比双模冗余节约最多50%,实现了面积和时间消耗的平衡。

基于LDA主题模型的情感分析研究

刘艳文,魏赟

2020, 33(7):  12-16.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.003

摘要 ( 1617 )   HTML ( 68 )   PDF (1276KB) ( 160 )  

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LDA主题模型在提取特征时缺乏对词语关联及相关词对的理解,这会影响情感极性分类的准确率。针对这一问题,文中提出一种在LDA主题模型中引入特征情感词对抽取方法的新模型,以改善特征情感词对的抽取效果。利用依存句法分析设计特征情感词对的识别方法,随后将识别方法作为约束条件引入LDA模型对特征情感词对进行抽取。通过吉布斯采样进行参数计算,给出了模型的生成过程。最后利用随机森林分类方法对文本进行情感极性分类。为验证文中模型的有效性,将其和另外两种模型一起进行实验,当主题个数为20时,文中所提模型分类的准确率、召回率、F值分别为81.54%、83.13%和82.33%,显著高于另外两种模型。

起重机轨道检测机器人激光姿态角变结构双闭环控制研究

韩强,李昌昊,程建鹏,张西良,李伯全,尹经天

2020, 33(7):  17-21.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.004

摘要 ( 253 )   HTML ( 7 )   PDF (1851KB) ( 33 )  

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针对起重机轨道检测机器人上的激光姿态角自动调节系统采用经典PID控制效果不佳,无法满足轨道检测要求的问题,提出采用滑膜变结构双闭环的控制方法。文中建立了激光姿态角自动调节系统的数学模型,基于指数趋近律的方法设计了滑膜变结构控制器,并搭建轨道检测机器人及其激光姿态角调节系统。通过仿真研究可知,滑膜变结构控制下激光姿态角调节的时间比PID控制下快0.11 s,超调量减小了0.3%,且运动平稳。仿真试验研究结果为起重机轨道检测机器人的研发与应用提供了依据。

一种基于LEACH的无线传感网络路由协议

纪磊,张欣,文章,高进

2020, 33(7):  22-26.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.005

摘要 ( 328 )   HTML ( 4 )   PDF (1168KB) ( 41 )  

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针对传统无线传感网络中LEACH算法能量消耗导致节点过早死亡等问题,文中在LEACH算法的基础上提出一种改进算法。该算法首先针对普通节点和簇首节点的选取分配了不同的加权概率,在阈值上同时考虑当前节点和所有节点的总能量。该算法借助维诺图实现对簇的划分,并采用优化的A^*算法实现多跳传输技术。仿真实验结果表明,改进算法在死亡节点及能量消耗等问题上取得了较好的效果,最大循环次数之后,存活节点数量是原始算法的5倍,节点剩余能量是原始算法的8.8倍。

基于中继充电模型的充电小车休息时间最大化方法

马辉,王然,程宗毛

2020, 33(7):  27-32.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.006

摘要 ( 245 )   HTML ( 5 )   PDF (1107KB) ( 39 )  

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文中基于中继充电模型,研究了在保证无线可充电传感器网络持久运行的情况下,最大化充电小车在服务基站休息时间的优化调度问题。针对该问题,文中提出的近似算法包括3个部分:基于充电效益的锚点选择算法为充电小车选择停靠点、基于TSP的路径规划算法为充电小车规划移动路径以及基于充电集合再优化算法进一步提升充电小车的休息时间。通过仿真实验对比不同的充电策略,结果显示相比AASA算法,在不同传感器分布密度下,文中提出的充电策略可以将充电小车在服务基站的休息时间提升15%~88%。

超声导波焊缝检测中阵列式传感器的信号融合方式研究

杜晗,许桢英

2020, 33(7):  32-36.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.007

摘要 ( 294 )   HTML ( 6 )   PDF (1198KB) ( 123 )  

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针对超声导波焊缝检测中阵列式传感器信号融合的问题,文中根据特征导波在焊缝结构中的传播原理,提出了分时激励的方法对阵列中不同激励单元激励出的信号进行叠加。通过ABAQUS有限元分析软件仿真了不同数量激励晶片组成的传感器阵列直接激励出的检测信号和使用分时激励后激励出的检测信号,并发现多个激励晶片会导致检测信号产生波形杂乱和不规则等现象;而分时激励的方法则减少了信号混杂的情况,且检测信号的能量可以随着激励晶片数量的增加而稳定增加,信号叠加效果更加理想。

非正交多址接入系统中的联合中继选择和用户配对算法

吴春林,李慧芳,李靖

2020, 33(7):  37-40.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.008

摘要 ( 211 )   HTML ( 1 )   PDF (1076KB) ( 40 )  

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针对多用户NOMA中继系统,文中提出了一种联合中继选择和用户配对算法。该算法首先利用最小距离准则选择最优次级用户与主用户配对,然后进行最优中继选择来改善系统中断性能。根据系统模型的分析,推导了系统中断概率的准确表达式,并分析了高信噪比条件下的渐近中断性能。系统分集阶数的研究说明了所提NOMA中继系统相比于传统单中继NOMA系统的优越性。最后,蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析的正确性。

基于BoF模型的多特征融合果蔬图像分类方法

张泽晨,巨志勇

2020, 33(7):  41-45.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.009

摘要 ( 316 )   HTML ( 1 )   PDF (1961KB) ( 74 )  

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针对传统BoF模型无法有效利用图像颜色及纹理来更好地表述果蔬特征的问题,文中提出了一种在BoF模型中进行多特征融合的果蔬图像分类算法。该算法首先提取并融合图像的颜色矩和SURF特征形成SURFC特征描述子;然后分别对CLBP及SURFC特征进行K-均值聚类以生成特征词典,并使用特征词典对所有特征量化编码;最后使用SVM对编码结果进行训练得到分类器并识别。实验结果表明,BoF模型融合颜色和纹理特征后,在果蔬图像分类效果上明显优于单一特征或者其他特征融合的BoF模型,识别率最高可达到94%,更适合果蔬图像分类。

基于改进Canny算子的手势图像边缘检测

柏丽银,彭亚雄,陆安江

2020, 33(7):  46-50.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.010

摘要 ( 448 )   HTML ( 9 )   PDF (1222KB) ( 54 )  

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针对手势检测不准确,手势边缘检测有偏差等问题,文中提出了一种改进的Canny算子用于检测手势图像边缘。改进的Canny算子使用自适应中值滤波与双边滤波相结合的方法去除图像噪声,并在Sobel的基础上扩展45°和135°方向的梯度幅值计算,自适应获取最佳阈值判别图像边缘。最后,使用哈夫变换与像素点的梯度方向相结合检测边缘,连接边缘、增强边缘。实验表明,改进后Canny算子检测的结果8连通数比传统Canny算子检测的结果8连通数多,边缘连续性较好,检测精度更高且自适应性增强。

基于dSPACE的阻塞式交交变频系统实现

胡晓丹,李玉东,连海山

2020, 33(7):  51-56.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.011

摘要 ( 294 )   HTML ( 0 )   PDF (2512KB) ( 71 )  

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文中针对变频技术存在的缺陷,提出了一种基于dSPACE的脉冲阻塞式交交变频新思路。系统利用RTW对搭建的阻塞式交交变频系统数学模型进行代码生成,用于实现基于dSPACE的斩波调压控制策略。通过ControlDesk软件平台对实验中的参数和变量进行访问更改,实现了变频调压的目的,并在MATLAB 2011a环境下对变频系统进行了仿真。仿真与实验结果和理论相一致,验证了该系统控制策略的正确性及可行性,同时也为工业现场变频调速系统的设计与应用提供了依据。

一种共照射源超空间分辨率三维重建方法

黄雨泽,陈广东,王媛,万思钰

2020, 33(7):  57-62.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.012

摘要 ( 248 )   HTML ( 1 )   PDF (1686KB) ( 28 )  

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受到制造工艺限制,现有的3D非扫描激光雷达APD阵列无法做到高度集成。为了提高3D非扫描激光雷达的空间分辨率,满足高分辨率空间采样需求,文中提出了一种共照射源3D激光雷达和2D探测器超空间分辨率信息获取方法。该方法使用高分辨率共照射源2D探测器对3D激光雷达进行辅助成像,将2D探测器得到的激光回波强度信息与3D激光雷达得到的目标深度信息进行数据融合,并对不同孔径的成像结果基于非相参合成孔径成像原理进行修正,实现超越3D非扫描激光雷达空间分辨率的目标三维重建。实验结果表明,该方法能够有效提高3D非扫描激光雷达的空间分辨率。

多肽聚合物对氧化石墨烯材料稳定性的研究

赵市超,祝红玉,刘钰,郝建原

2020, 33(7):  63-66.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.013

摘要 ( 225 )   HTML ( 1 )   PDF (1616KB) ( 27 )  

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为进一步提高氧化石墨烯在水溶剂中的稳定性,文中采用多肽聚合物对氧化石墨烯进行表面改性。傅里叶红外变换光谱和热重分析表明,两者可以通过非共价键的方式进行复合。然后,用紫外可见光吸收光谱法测定分散液浓度,表征氧化石墨烯分散液的稳定情况,并探索多肽聚合物修饰氧化石墨烯时的最佳添加量,在此基础上又探索了多肽聚合物对氧化石墨烯在水溶剂中长期稳定性的影响。实验结果表明,在氧化石墨烯浓度为1 mg/mL的条件下,当加入的多肽聚合物与氧化石墨烯的质量比为3:100时,可以有效避免氧化石墨烯片层的再次团聚,经多肽聚合物修饰过的氧化石墨烯在水溶剂中表现出良好的稳定性,且经过8周静止后也没有明显的沉淀产生。

基于灰色预测算法的图情数据分析技术

付新贺,袁永旭

2020, 33(7):  67-70.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.07.014

摘要 ( 260 )   HTML ( 6 )   PDF (1068KB) ( 80 )  

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灰色预测是图情数据预测分析的常用算法之一,但传统的灰色预测模型在预测低光滑性数据序列时准确率低。针对此问题,文中提出了一种差值加权光滑处理方法,并采用欧拉修正的方式弥补误差。将改进后的灰色预测模型在某图书馆借阅数据库上进行测试,测试与分析结果表明,该模型预测结果相对误差的方差由0.32减至0.142,平均相对误差绝对值减小了4.458%。改进的灰色预测模型能够处理光滑度较低的图书馆借阅数据,并准确地对其进行预测,为图书馆优化工作效率与信息化建设提供支撑。