基于四元数改进型互补滤波的MEMS姿态解算

针对四旋翼飞行器的姿态解算问题,设计了由STM32、陀螺仪、加速度计等组成的姿态测量单元,采用四元数法对姿态角进行描述,详细分析了姿态解算的过程,建立了系统及传感器模型,并在互补滤波算法的基础上,构造了一种改进型互补滤波器来完成姿态解算。实验测试表明,与传统的卡尔曼滤波算法和互补滤波算法比较,改进型互补滤波算法的数据平滑能力更强,收敛速度更快,有效地实现了飞行器姿态数据的融合,提高飞行器的姿态估计精度,满足了小型四旋翼飞行器姿态控制的要求,增强了系统的鲁棒性与稳定性。同时通过实际飞行实验,验证了算法的可行性。

基于高精度晶振同步北斗1pps的同步相量测量装置时钟源

从北斗卫星信号覆盖范围、卫星授时精度、可扩展的用户容限等方面分析了将北斗授时应用于我国电力系统同步相量测量装置的可行性。北斗授时接收机输出的北斗1 pps(one pulse per second)信号存在较大的随机误差,但不存在累计误差;高精度晶振时钟信号不存在随机误差,在较短时间内累计误差也很小。根据两者误差的特点,建立误差数学模型,提出了利用高精度晶振在线修正北斗1 pps随机误差的方法。运用该技术将修正后的秒脉冲校准时间信息为同步相量测量装置提供精确的时间标签。

基于图像识别的寻迹智能车设计

为了实现智能车按照不同的路径类型自动寻迹的功能,研制了一种基于汽车模型的寻迹智能车。在寻迹智能车的设计中,图像处理直接影响着智能车的性能,因此采用直接采集、直接边缘检测算法和改进边缘检测算法对COMS摄像头捕获的道路信息进行分析对比。大量实验数据表明,在光线强度不同的情况下,通过边缘检测算法可获取更准确的图像,有效地解决了系统的快速性与稳态误差之间的矛盾,实现了智能车沿引导线稳定、快速的行驶。

北斗卫星导航系统与GPS互备的广播电视授时单元

针对当前广播电视授时系统中存在的信息安全问题提出了一种新的授时方案。基于中国自主研发的北斗卫星导航系统获取标准时间,同时以GPS为辅助授时源并与系统本地时间进行校准,可以彻底摆脱对GPS授时的依赖。此项研究对改变国外的卫星授时系统对国内市场的垄断局面,保证信息安全,具有重要的意义。

高精度低功耗无线传感器网络时间同步算法

通过对无线传感器网络参考广播同步(RBS)算法的研究,针对RBS多跳算法网络开销大和不能实现全网同步的问题,在基于环形网络拓扑的参考广播环形同步(RBRS)算法基础上,提出一种改进的RBRS(IRBRS)算法。该算法引入可变周期同步法:根据贝叶斯最大后验估计原理,估算出最大相位偏差来决定同步周期,从而减少节点同步次数,并且采用最小二乘线性回归法,周期性拟合时钟偏移。运用Matlab环境进行仿真,仿真结果表明:IRBRS算法同步精度显著提高,并且能量消耗显著减少,更有利于延长无线传感器网络的寿命。

工业控制网络与组态技术在可编程控制器教学中的交互应用研究

根据可编程控制器(PLC)课程具有"自动控制、计算机和网络技术"相结合的鲜明特色,从该课程的知识结构出发,整合网络技术、组态技术等PLC课程教学内容,构建了以PLC为核心的知识体系和实践能力培养体系,从适应创新人才教育的需要出发,努力把学生培养成在工业控制方向具有基础扎实、实践能力强、综合素质全面的高级工程技术人才。

基于PLC和MCGS的高炉煤气燃烧控制系统的设计

为了解决炼铁过程中产生的高炉煤气安全排放问题,设计了分别以MCGS和PLC为核心的高炉煤气放散燃烧控制系统.下位机控制3个燃烧炉,根据管道内压力的大小,适当选择燃烧炉的个数,将采集到的温度、压力等模拟信号经A/D转换后输入给PLC并由其进行控制操作;上位机对系统的工作、运行状态进行实时监控,并将实时采集到的数据进行报表显示,实现监、管、控一体化.

电气电子信息类专业大学生竞赛活动与创新能力培养的实证研究——基于“全国大学生电子设计竞赛”的分析

在对九届赛事解读的基础上,对中国高等教育中大学生竞赛活动与创新能力培养进行实证研究,以期将开展电子设计竞赛活动纳入日常教学体系,在培养大学生科技创新、实践能力的过程中发挥更重要的作用。

基于节点负载均衡的分布式光伏发电无线安全监控网络研究

为解决分布式光伏发电并网容易对电网产生扰动的问题,引入针对分布式光伏发电无线监控网络,延长网络生命周期,对传统的LEACH协议进行改进,提出LEACH-NEW协议。LEACH-NEW协议将整个无线监控网络划分为等面积的若干个环形区域,依据传感器节点剩余能量在各个子区域内以不同概率选取簇头,使距离基站越近的簇包含更多的簇头,避免热区簇头因转发任务而过早失效。同时采用多跳路径完成数据传输,避免基站远处的簇头因一跳通信而过早失效。NS2的仿真结果表明:LEACH-NEW协议有效地均衡了网络能耗,延长了网络生命周期,使无线监控网络可提供更为可靠的监控,运行更加稳定,网络能耗也更加均衡,且当基站距离监测区域越远,LEACH-NEW协议的优越性越显著。

鼠类脑细胞导航机理的移动机器人仿生SLAM综述

针对同步定位与地图构建(SLAM)问题中传统概率算法存在计算量大、复杂度高、易陷于局部最优解等问题,本文提出一种未来深入研究的方法建议,将鼠类脑细胞中边界细胞(border cells)、局部场景细胞(view cells)、网格细胞(grid cells)、速度细胞(speed cells)、位姿细胞(pose cells)等具有定位导航功能的细胞应用于SLAM研究中,构建一种基于多细胞导航机制的BVGSP-SLAM模型。结合具有实时关键帧匹配的闭环检测算法以避免光线变化对SLAM的影响,融入速度细胞和边界细胞以避免移动障碍物对SLAM的影响,利用鼠类混合细胞衍生出的数学模型分析该系统的鲁棒性和实时性。将生物细胞模型引入SLAM,并形成了建模、仿真与实验验证一体化的研究体系,为移动机器人SLAM研究领域多样化提供重要的理论参考。

减速离合器噪音在线检测系统设计

减速离合器运行时所产生的振动,含有加工、安装、运行损伤状态等故障信息,设计了以工控机和PCI高速数据采集板卡为核心、高精度加速度传感器为外围器件的减速离合器噪音在线检测系统。提出了应用小波包对振动信号进行分解与重构的方法。实现了减速离合器的在线故障诊断。实际应用结果表明,该方法用于减速离合器的故障检测效果明显。

基于ZigBee技术的广播电视授时无线网络系统设计

介绍了一种基于ZigBee技术的广播电视授时系统。重点阐述了该系统的组成、通信协议以及无线节点的软硬件设计。该系统在传统的有线授时系统的基础上使用ZigBee技术,使其具有成本低、功耗低、覆盖范围大的特点。特别是其符合IEEE802.15.4协议,利于系统与其他符合标准的产品互联,具有良好的通用性和可扩展性。

基于自组织可增长映射的移动机器人仿生定位算法研究

为提高移动机器人在同步定位和地图构建(SLAM)中的定位精度,该文提出一种基于自组织可增长映射(GSOM)的仿生定位算法。该方法将位置细胞的激活特性和神经网络输出层神经元建立响应连接,通过GSOM神经网络构建空间的拓扑地图,利用感知距离信息实现位置细胞的激活响应从而估计机器人位置,以此还原机器人的运行路径。实验结果表明细胞间隔R对定位精度有较大影响,选取合适的细胞间隔能有效地减少神经网络的学习时间,提高定位精度,该文算法平均误差在0.153 m以内,定位精度达到90.243%,均优于原有算法。经验证该文算法建立的模型能够实现机器人的空间位置表征,提高了机器人在实验场景下的定位精度,表现出良好的位置估计性能。

基于ZigBee通信技术的烟叶醇化库分布式温湿度检测系统设计

针对温、湿度环境直接影响烟叶醇化效果的问题,提出了一种基于ZigBee无线通信技术的温、湿度检测系统,检测系统以CC2420芯片作为无线收发模块的核心,利用数字式温、湿度传感器DS18B20、HIH3610为检测元件,对温、湿度测量模块、ZigBee接收模块等关键技术进行了研究.系统实现了传感器灵活布置,提高了的温、湿度环境参数的实时检测能力,为烟叶醇化库的环境检测提供了一种新的途径.

基于粒子滤波框架Catmull-Rom样条的多车道侦测及跟踪算法研究

车道线识别是智能交通系统(intelligent transport system,ITS)实现的重要组成部分。为了解决道路图像中光源干扰、阴影遮挡、车道线破损、标志线不连续等因素导致道路识别方法鲁棒性较差的问题,提出一种基于粒子滤波框架的Catmull-Rom样条的车道线侦测及跟踪算法,这种算法利用Catmull-Rom样条数学模型能够灵活且精确的标定车道线,且基于粒子滤波框架的滤波器保障了系统的稳定性及鲁棒性。实地测试结果显示在9种路况环境下算法侦测及跟踪性能准确稳定;该方法与近远景分割算法比较,路况侦测及跟踪边界更清晰;进行基于影像序列的量化稳定性评估,正确识别率接近98%。

基于改进型DTW算法和MFCC的语音识别

采用模式匹配的识别技术，建立孤立词语音识别系统，基于MATLAB环境对O～9这10个数字语音进行仿真实验．在提取MFCC的基础上，整合差分倒谱参数作为语音的特征参数，并对现有的DTW算法加以改进，节省了系统匹配的计算时间，使其具有一定的鲁棒性．分别采集普通话语音和湖北、闽南、安徽3地方言的语音数据，体现了数据的完备性和系统的适用性．实验结果表明，基于改进型DTW算法和MFCC的语音识别系统具有较高识别率，取得了良好效果．

数控直流电流源的设计

设计并制作了一个高精度数控直流电流源。数控直流电流源的模拟控制电路部分采用串联反馈式控制方式;以AT89C52单片机为核心辅之以ZLG7289、MAX531、TLC2543、X5045等串行接口芯片构成数字控制部分。单片机实时将预置值和实测值进行比较、调整控制,提高了电流源的输出精度,经实验证明具有较高的控制精度。

制冷液数控在线信息采集系统的设计与实现

为了实现对制冷设备制冷液灌注的信息化管理,让生产线快速、准确生产制冷设备,使生产管理部门及时、方便了解生产情况,研究面向制冷设备生产厂家的在线信息采集系统,为相关科研及生产提供技术支撑。制冷液数控在线信息采集系统可自动检测产品的编号,基于工业控制计算机实现对致冷设备制冷液的灌注,记录每台制冷设备的型号、灌注量,检验设备是否合格,并生成Excel文档,以备随时查询。实际应用结果表明:该系统可广泛应用于空调、冰箱和致冷柜等各种致冷设备的制冷液的灌注、检验和记录。

土壤界限含水率自动检测系统设计研究

为了解决传统土壤界限含水率检测中存在的需人工现场操作、耗时久、数据采集困难、数据传输实时性差等问题,设计了一种土壤界限含水率自动检测系统。该系统以西门子S7-200PLC为控制核心,由传送带、正方体容器、搅拌容器、电子秤、抹平系统、圆锥仪和加热箱等组成,使用MCGS组态软件进行数据监控,并采用采样烘干法测定含水率,液-塑限联合测定法测定液、塑性指数。实际应用中,该系统能够完成自动搅拌、多组数据同时测定和数据实时传送,基于含水率和液、塑性指数实现土体的分类以及地基土承载力的估算。该系统具有自动化程度高、操作简单及成本低廉的特点,能够广泛应用于各种土壤界限含水率的测定,对农业工程的设计和实施具有一定的参考价值。

基于自适应SR-CKF的序贯式WSNs目标跟踪算法

针对无线传感器网络(WSNs)动态目标跟踪问题,即通过对传感器获取的动态系统状态进行估计,预测目标的位置。提出一种基于自适应平方根容积卡尔曼(SR-CKF)的序贯式WSNs动态目标跟踪算法。该算法在运算过程中直接传递目标状态均值和协方差矩阵的平方根因子,降低了计算的复杂度。将目标跟踪过程序贯式地分配到动态簇集的每一个节点上,减小了无线通信过程中碰撞和干扰现象的发生,降低了节点通信和计算负担。针对不良观测信息,基于新息协方差匹配原理,建立了自适应SR-CKF,提高了整个系统的鲁棒性。实验仿真结果表明,本文提出的基于自适应SR-CKF的序贯式WSNs目标跟踪算法有效的提高了跟踪的精度和稳定性并且减小了传感器节点间通信的能量损耗。