基于传感器数据融合的倾斜角度测量方法研究

倾斜角度的测量精度直接决定了状态控制系统的工作效果。在单一传感器测量倾斜角度的研究基础上,探讨了传感器数据融合技术用于倾斜角度测量的方法。首先分析基于加速度计和陀螺仪测量倾斜角度的原理,并研究加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性;然后根据加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性选定互补滤波器作为数据融合的方法;最后选定量子粒子优化群(QPSO)算法作为互补滤波器的参数寻优方法,并对比量子粒子优化群算法和粒子群优化算法的参数寻优效果。实验结果表明,互补滤波器可以在广泛频域范围内准确测量倾斜角度值,并且量子粒子群优化算法相对于粒子群优化算法具有更好的参数寻优效果。

改进的混合查寻树RFID防碰撞算法

无线射频识别(RFID)系统采用的防碰撞算法直接决定了系统的工作效率。在查寻树(QT)算法的基础上提出了一种改进的混合查询树(IHQT)标签防碰撞算法。标签产生碰撞时,碰撞节点会裂分为多个子节点。为了避免空闲时隙的产生,IHQT算法在阅读器查询碰撞标签之前增加一个分支预测阶段,提出的分支预测方法可以准确地预测查询树中空闲时隙的位置,阅读器产生新的查询前缀时,不产生访问空闲时隙的查询前缀,从而完全避免了空闲时隙的产生。算法的性能分析和仿真结果表明,IHQT算法在阅读器开销少量增加(分支预测位n≤2)甚至明显减少(分支预测位n≥3)的前提下,时隙数、吞吐率有了显著的改进,优于已有的查寻树防碰撞算法。

基于能量谱熵及小波神经网络的有源中性点钳位三电平逆变器故障诊断

功率开关器件是逆变器核心组成部分,其故障特征参数的提取及分类方法是故障诊断和预测的重要技术基础,对于提高逆变器可靠性具有重要意义。以有源中性点钳位(ANPC)三电平逆变器的IGBT开路故障诊断为例,首先提出一种基于能量谱熵及小波神经网络的故障诊断方法,采用ANPC三电平逆变器上、中、下桥臂电压作为测量信号,通过小波包能量谱熵提取桥臂电压信号特征,并利用核主成分分析对特征向量进行优化;其次利用自适应矩估计小波神经网络(A-WNN)建立故障字典;最后通过搭建实验平台验证了算法的可行性。实验结果表明,A-WNN具有故障特征辨识速度快、精度高等优点,适用于ANPC三电平逆变器实时故障诊断。

基于LoRa的电气设备温湿度监测终端设计

针对目前电力设备监测通信方式存在的传输距离短、网络复杂的缺陷,提出了一种基于LoRa的电气设备温湿度监测终端的设计方案。给出了系统的总体构架;设计了系统的LoRa传感终端,在实验室环境下对其进行了通信测试;进行了低功耗的设计和测试,测试结果显示:所设计的终端设备休眠电流低至1.4μA,平均工作电流0.070 m A,特别适合电池供电。系统具有传输距离远,功耗低的优势。

基于LoRa的变电站接地网腐蚀监测系统设计

针对无人职守变电站接地网腐蚀监测的不足,提出了一种基于Lo Ra技术的恒电位腐蚀监测系统的设计方法。系统将腐蚀传感技术与物联网(Io T)技术相融合,采用三电极系统测量极化电位及开路电位,选用低功耗芯片SX1278作为Lo Ra通信的射频(RF)收发器,将采集的信息通过RF信号发送给中继节点,中继节点通过互联网将数据送到后台服务器,数据经服务器处理后,通过互联网发送到各个终端设备。实验表明:系统性能稳定,数据传输可靠性较高。

传感器高速采集传输系统中Aurora协议测试分析

针对传感器高速数据采集传输系统中多现场可编程门阵列(FPGA)互连的高吞吐量数据传输要求,设计了以Kintex—7 FPGA为硬件核心的测试系统,用于测试以FPGA内部集成的高速串行收发器为载体的Aurora 64 B/66 B协议。在板级调试环境中,通过在线调试模块,采样测试了Aurora 64 B/66 B协议不同帧格式下的通道数据传输率,分析了协议帧格式与通道数据传输率的关系并对分析结果可靠性进行验证。结论表明:在不同的帧间隙下合适的帧长值既可以在Aurora 64 B/66 B协议通道吞吐量范围内满足通道数据传输率需求又避免盲目增加帧长值带来的问题。

基于卡方检验的莱斯信道统计特性可信性评估

为有效地对莱斯衰落信道模型统计特性进行验证,提出一种基于卡方拟合优度检验的莱斯衰落信道统计特性可信性评估方法。建立莱斯衰落信道统计特性可信性评估的假设检验模型,根据莱斯信道衰落模型构造信道复输出序列,计算提取其幅度包络序列概率密度分布函数序列,引入卡方拟合优度检验,比较幅度包络序列概率密度分布与零假设下特定概率分布是否一致。计算机仿真结果表明,该方法有效可行,其性能受信道关键仿真参数影响较小。