基于FlexRay总线的车载安全驱动采集板设计

为了解决现有列车车载驱动采集板的安全性低、可靠性低、传输速率较慢等问题,设计了一种基于FlexRay总线的车载安全驱动采集板。该板卡采用二乘二取二架构,控制核心由两颗独立CPU组成,主要包括通信模块、驱动模块、采集模块以及双核控制模块,利用光耦和继电器实现驱动和采集功能。经测试表明,该板卡能够稳定采集外部继电器状态信息以及驱动外部继电器工作,并通过FlexRay总线来进行安全数据的收发。与传统的驱动采集板相比,该板卡的安全性、可靠性以及传输速率得到有效提高。

遗传小脑神经网络在液位控制中的应用

针对非线性液位控制问题,提出了一种采用遗传小脑模型神经网络(CMAC)的学习控制方法;该控制器采用遗传算法作为CMAC神经网络的学习算法,给出了具体的控制结构和算法;仿真结果表明,该控制器具有良好的处理非线性以及跟踪连续变化信号的能力,并对时变外负载干扰具有明显的抑制作用,而且新型控制器能使用较高的学习速率,学习速度快,适于在线学习控制。

引入系统不确定度的模糊IAE-UKF组合导航

针对车载卫星与惯性器件的组合导航系统不确定性对导航精度影响较大的问题,依据滤波新息估计量的统计特性与模糊度隶属度函数的控制特性,设计滤波方法实现对组合导航误差的抑制。考虑系统先验知识难以准确获取,首先采用新息自适应估计(Innovation Adaptive Estimation,IAE)方法对当前量测噪声方差进行在线调整;其次根据新息确定量化参数,引入平滑加权残差平方思想(Smoothed Weighted Residual Squared,SWRS)给出表示系统不确定度的权值函数,结合定义的系统不确定度构建模糊隶属度函数;最后将两种改进方法嵌入到无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Fil⁃ter,UKF)框架中,对系统噪声方差予以自适应调整,形成适用于处理低成本组合导航系统的模糊IAE-UKF滤波器。设计车载组合导航测试,取不同算法下的组合位置、组合速度进行精度比较。结果表明本文组合导航算法的位置精度及速度精度均得到明显改善,实现了对组合导航误差的抑制,是一种可有效克服系统模型难以准确建立问题的滤波器。

虚拟同步发电机下垂特性与控制模型阻尼系数的关系

随着新能源应用的热潮,虚拟同步发电机技术发展迅速,它通过电力电子控制技术模拟同步发电机的下垂特性,通常其下垂特性与阻尼系数有关,但不同模型的虚拟同步发电机下垂特性与阻尼系数关系不尽相同.首先,分析了常见的三种虚拟同步发电机的频率-功率的小信号模型;然后,推导它们的下垂特性与阻尼系数的关系式;最后,搭建三种虚拟同步发电机的仿真模型,并通过单机并网运行以及双机并联运行两种不同的运行场景对虚拟同步发电机的下垂特性进行了仿真分析.仿真结果验证了三种虚拟同步发电机模型的下垂特性关系式,表明了虚拟同步发电机阻尼系数和下垂系数的关系以及它们对系统功率分配和系统频率的影响.

基于FPGA的DDS设计与实现

本文简单介绍了直接数字频率合成技术(DDS),利用DDS设计出任意波形发生器,并且利用硬件描述语言Verilog HDL进行相关模块的设计,在Quartus II开发环境上进行编译与仿真,最终下载到FPGA(Field Programmable Gate Array)进行验证。

地铁列车运行自动控制系统设计

针对地铁列车运行自动控制特点和现有控制方式存在缺陷的需要,提出了基于微粒群(PSO)算法的地铁列车运行自动控制(ATC)系统的设计思想和实现方法。首先根据西安地铁2号线实际运营情况建立适合地铁列车运行自动控制的数学模型,然后利用VC++6.0和SQL Server 2005数据库完成地铁列车运行自动控制系统的设计,最后通过单车晚点情况的仿真研究验证模型的正确性和算法的可行性。

基于芯片CH375的移动数据采集系统

USB总线以快速、方便、易于安装和扩展等特点得到了广泛应用。本文介绍了单片机通过芯片CH375扩展USB接口的方法,包括硬件平台设计方案,U盘数据存储格式,以及软件设计思路。通过给单片机扩展USB接口,可以使单片机具有写U盘的功能,能方便地用于移动数据采集系统。

CTCS-2目标距离模式曲线生成研究

CTCS-2级列控系统是基于轨道电路加点式应答器传输列车许可信息,并采用目标距离模式监控列车运行的控制系统。ATP作为车载系统中的重要组成部分,它的主要功能是完成目标距离曲线的计算,保证列车的安全运行,本文就目标距离模式曲线的计算进行了深入的研究。

基于SAW RFID技术的高速动车组轴温监测系统

该文针对高速动车组现有车轴轴温监测技术存在的缺陷,提出了以声表面波射频识别(SAW RFID)技术为基础的高速动车组车轴温度监测新系统。采用SAW标签实现无源温度监测,以数字信号处理(DSP)芯片TMS320VC33为主控制器,控制射频芯片NRF905的发射与接收。从对SAW RFID技术的原理介绍、读写器及控制软件的设计入手,通过对系统的测试表明,该系统能实时、精确监测高速运行动车组的轴温,对保证高速动车组的安全运行起重要作用。

数字视频监控单元的设计

介绍了一个基于嵌入式平台而设计的视频监控系统。采用TMS320DM365为核心的处理器,通过模块化的方式设计了一种智能数字视频监控单元。单元包括视频采集输入、外部存储器、以太网和视频输出4部分。该设计利用了TMS320DM365的多外围接口特性,选用4个芯片,以满足其视频处理功能。单元的视频采集输入使用TVP5158视频解码器,DDR2 SDRAM采用W971GG6IB,NAND FLASH为K9F2808U0C,以太网控制器采用ENC28J60。该系统的处理器核工作速率高达300 MHz。

汽车电话会议系统的减噪处理

基于Motorola DSP56371芯片,采用CS-ACELP编码和频域子带解码算法,利用简单的硬件电路和软件编程设计出一个32位DSP。当信号源在压缩编码时,利用心理声学模型去除信号中的冗余数据,有效解决了汽车电话会议中语音传输慢、噪声大、语感不强的缺陷。其性能相当于全64位DSP。

基于改进EMD的微机械陀螺随机误差建模方法

为了降低微机械(MEMS)陀螺仪的随机误差,提出一种将改进的经验模态分解法(EMD)与传统建模滤波方法相结合的新方法对随机误差进行处理。首先采用传统EMD算法将信号分解为有限个本征模态函数(IMF),并根据皮尔逊相关系数准则和噪声统计特性提出一种筛选机制,将IMF分为噪声IMFs、混叠IMFs和信号IMFs 3类;其次,对混叠IMFs进行时间序列建模,建模完成后进行卡尔曼滤波拟合;最后,将建模滤波后的混叠IMFs与信号IMFs进行重构,得到最终去噪信号。实验分析结果表明,本文方法在抑制随机误差的效果上有明显的优势,极大地改善了信号的质量,提高了惯导的解算精度。

基于CNN-GRU模型的道岔故障诊断算法研究

道岔作为铁路重要的信号基础设备,在保障铁路安全运行中起到重要作用。基于信号集中监测系统中道岔的故障电流和功率曲线,经过哈尔小波变换后,通过卷积神经网络(CNN)中的卷积层,对故障曲线提取一定维度的道岔故障特征;然后把提取到的故障特征作为门控循环单元(GRU)的输入,从而实现道岔故障诊断;最后将数据集分成训练集和测试集,对模型做训练和验证。实验仿真表明,特征矩阵采用40维输入,迭代75次时,道岔故障诊断准确率达95%,训练时间也优于其他方法。

基于DBSCAN/PSO-SOM的道岔故障诊断

为诊断铁路道岔控制电路中的常见故障,提出了一种基于数据密度聚类算法(Density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)与自组织特征映射网络(Self-organizing feature map,SOM)结合的诊断方法。利用微机监测系统记录转辙机三相电流曲线,以转辙机动作原理为标准对曲线分段处理并计算三相电流特征参数。针对初始特征维数较高的问题,以DBSCAN算法筛选故障诊断敏感特征,构建诊断敏感特征集。以粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)调整SOM网络权值修改规则从而避免网络出现“死神经元”,设计PSO-SOM网络故障分类器并完成待测样本分类诊断。实验表明,该方法在训练样本较少的情况下,能判断道岔控制电路故障模式。与传统SOM网络相比,其故障诊断准确率更高。

基于STM32的姿态感知四轴飞行器的设计

为了方便、准确的控制四轴飞行器正常飞行,设计了基于姿态感知的四轴飞行器和手部姿态感知系统。该系统以STM32为核心处理器,通过陀螺仪采集手部姿态信息,对采集的手部姿态信息利用低通滤波器和Kalman相结合进行去噪处理。之后利用联邦Kalman算法对手部姿态信息、机体姿态和气压计的信息进行融合,调节控制四轴飞行器飞行的PID参数,使其能够根据手部姿态进行前、后、左、右、上、下、悬停等飞行。并通过实验仿真验证手部姿态信息与飞行器飞行动作的一致性。通过实验验证可知飞行器的飞行动作和手部姿态保持一致,系统能够稳定工作且满足一般控制要求,并为相关设计提供了参考。

虚拟同步发电机频率特性与储能设备容量及充放电特性的关系

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)没有实际的转子,而是通过控制算法模拟实现实际转子的转动惯量和阻尼特性,本质上依赖于储能容量及其充放电特性。基于VSG原理,推导出VSG在输入功率和电网频率变化时的频率特性与所需要的储能容量之间的关系式,据此揭示了VSG虚拟惯性系数、阻尼系数和频率特性与储能容量及其充放电特性之间的关系,并分析了储能设备容量不足对VSG输出特性的影响,提出了一种满足VSG频率特性要求的储能配置方法。仿真结果验证了VSG虚拟惯性系数、阻尼系数、频率特性和储能需求之间的关系,表明VSG预期输出特性的实现需要有合适的储能容量及其充放电特性予以支撑。

基于改进细菌算法轨道电路室外设备故障分析

故障检测是近年来的热门话题,大数据环境下,原有算法在计算量和效率上已不能满足当前的需求,智能算法应用越来越广泛,将其应用于故障检测有较好的效果,细菌算法是新兴的全局优化智能算法,但其原有算法有一定的局限性。将细菌算法结合自适应理论,优化了细菌算法中趋化步长和繁殖步骤,对比传统BFO最优值有7个数量级的提高,在收敛性方面提高了一倍,并且将其与贝叶斯网络结构学习相结合解决轨道电路故障诊断的问题。

基于SVM-AdaBoost的道岔控制电路故障诊断方法研究

为实现铁路信号全电子计算机联锁系统控制电路的故障诊断,以五线制道岔全电子控制模块为例,提出了采用轮盘赌转法选择基本分类器的样本集,采用SVM-AdaBoost算法实现故障诊断的方法。实验结果表明,基本分类器样本占比影响分类准确率,样本占比为85%时准确率最高;轮盘赌转法选择基本分类器的样本集后故障诊断准确率普遍高于最大权重优先的方式,准确率达96.3%;同时该方法能更好地适应临界数据,提高算法抗干扰能力。因此本论文的研究内容可为全电子计算机联锁系统的故障诊断提供依据。

母亲

不仅自己执著地信奉基督教，还常常教育我们姐弟三个，她常说圣经是世界上最好的书，你们工作再忙也要多看看……