基于OBE汽车总线应用技术课程教学改革

“汽车总线应用技术”是我校电子信息类、电气类、通信类专业所开设的一门核心特色课程,该课程知识覆盖面广、内容抽象、专业性强,同时又具有很强的实践性和工程性。鉴于当前工程专业认证的要求,致力于构建一个多元化、平行结构的课程体系,结合多样化的混合式教学模式,以精心设计的教学情景为依托,对教学过程及多元化考核评价机制进行全方位改革,旨在推动课程的持续改进与良性循环,进而转变教育教学理念,提升教学质量与成效。实践结果表明,学生的自主学习积极性显著增强,其工程能力、创新能力和素质能力得到了全面的提升。

基于Power Bus总线技术的智能灌溉系统

以进一步提升智能灌溉系统的运行作业效率为目标,选取Power Bus总线技术作为优化原理,针对灌溉系统的通信控制展开设计。考虑灌溉系统的核心组成与功能配置,搭建网络通信能耗控制模型,对灌溉系统的网络节点进行最优化布局,形成以Power Bus总线为控制主线的系统运行模式,展开灌溉作业通信控制试验。结果表明:基于Power Bus总线技术的灌溉系统设计方案正确可行,有效降低了数据丢包率,系统通信成功率相对可提升6.75%,整体系统的综合灌溉效率可达96.61%,满足智能灌溉的设计指标要求;系统运行稳定率保持在95%以上,系统各组件响应及时稳定,具有高度的可用性与可靠性,且灌溉水资源得到最大化与均匀化的运用。

基于多总线接口的抗高过载数据记录装置的设计

设计并实现了一种具有抗高过载特性的多总线接口数据记录装置,以应对飞行器在高冲击力和高过载环境中的数据记录需求。该装置以现场可编程门阵列(FPGA)为核心,集成了1553B总线、以太网和RS422三种通信接口,确保了在多种数据传输速率下信号采集的准确性和可靠性。通过多层结构吸能设计、灌封防护技术、微型化电路设计及高效存储模块等关键技术的应用,显著提升了系统的抗高过载能力和整体稳定性。经过测试验证,该装置能够在极端过载环境中稳定运行,确保数据的完整性和系统的可靠性。

基于CAN总线的农用汽车信息交互系统设计

随着现代农业对高效、精准作业需求的日益增加,传统农用车辆的信息传输方式存在数据延迟、通信不稳定以及模块间信息难以集成等缺陷,无法满足现代农业机械化和智能化发展的需求。该文提出了一种基于CAN总线的农用汽车信息交互系统,通过控制模块、传感器模块、信息显示模块和报警模块之间的数据交互,实现车辆状态的实时监测和高效信息传输,该系统能够显著提高农用汽车的作业效率和安全性,为推动智慧农业的发展提供了技术支撑。

智能总线系统中设备问题模拟与诊断算法研究

研究旨在应对工业生产中关于设备监控的挑战,利用智能总线技术构建智能化的设备监控与预警系统。基于Profibus总线控制系统平台,通过对模拟设备故障和智能诊断算法的设计与实验,验证了系统的有效性和可靠性。实验结果表明,智能诊断算法针对不同类型的设备故障具有较高的诊断准确率,其成果将为工业生产智能化提供重要支持,对提高生产效率、降低成本具有重要意义。

A^(2)B音频总线的EMC干扰分析

车辆在进行整车EMC抗扰度试验中出现音频干扰现象,经过试验分析、试验车拆解分析以及整车音频总线的EMC仿真分析,确认不同工艺下A^(2)B音频总线的抗扰度能力差异,得出影响音频总线的抗扰能力的因素为A^(2)B线束接插件、双绞线未并拢长度和非双绞间距。在整车研发过程中出现A^(2)B音频总线受干扰的情况,通过优化A^(2)B总线的制线工艺,以解决整车音频干扰问题,提升A2B音频系统的整体抗扰度。

基于FPGA的TTCAN总线控制器的设计与验证

为了提高控制器局域网络(controller area network,CAN)通信的实时性,文章基于时间触发CAN(time-triggered CAN,TTCAN)协议,采用verilog硬件描述语言设计实现TTCAN总线控制器。该控制器可在经典CAN模式与TTCAN模式之间进行切换,同时兼容可变速率CAN(CAN with flexible data rate,CAN FD)协议下的高速通信。实验结果证明,相较于经典CAN总线控制器,该TTCAN总线控制器能够减少在高总线负载率下周期性报文的发送延时,在全波特率范围内且总线负载率大于等于60%的情况下,能够减少75%以上的CAN报文发送延时。

基于EtherCAT总线的空间结构点阵自动同步加载系统研发

大型空间结构试验通常具有加载点数量多、覆盖面积广、加载工况较多的特点,传统的加载方法很难兼顾成本适宜、安全高效。该文提出了一种新型空间结构点阵自动同步加载系统,该加载系统采用水作为试验载荷,应用实时工业以太网EtherCAT总线技术,可实现任意比例下多点同步精确加载。加载系统的控制模块、数据采集模块和加载容器可根据试验需要在控制总线上无限挂载和自由分布,具有通用性强、自动化程度高、安全高效、加载耗材清洁廉价的特点。该文详细介绍了该加载系统的原理与组成,以及EtherCAT总线主从式结构下主站和从站的具体实现,并将其应用于马鞍形正交索网结构承载力试验,整个加载过程中荷载稳步匀速增长、数值稳定准确,验证了该加载系统的可行性和准确性。

基于1553B总线的大规模信息系统设计问题研究

某大型航天器GNC系统应用1553B总线构建了其规模庞大的信息系统,在信息系统设计过程中产生了3个问题:超长总线下的稳定通信、应用层协议的设计、多条总线的管理等。对这3个问题开展研究,描述了3个问题的由来,给出了问题的解决方法,并验证了方法的实际效果。结果表明:总线中继的方法,有效解决了1553B总线在240 m长度下的稳定可靠通信问题;广播帧计数回传的应用层协议,节省了总线数据通讯开销、并提供了丰富的故障诊断信息;遍历寻优的总线管理策略,最大程度上发挥了多机多总线系统的容错能力。

基于特征信息熵与支持向量机的智能网联汽车CAN总线异常检测技术

本文结合CNA报文的结构特点,探究了基于特征、信息熵的异常检测技术和基于支持向量机的异常检测技术。基于特征、信息熵的异常检测技术,将CAN ID作为特征,统计包含该特征的所有报文并计算信息熵。根据信息熵确立阈值标准,对比CAN总线报文的熵值是否在阈值范围内,从而检测是否存在异常。仿真结果表明,在报文数量较少的情况下,该技术的异常检测率可以达到100%。基于支持向量机的异常检测技术,将异常报文预处理后输入到支持向量机中训练,得到异常检测指标。利用该指标与CAN总线报文进行对比,从而检测是否存在异常。实验结果表明,该技术对多种CNA报文的异常检测率在90%以上。

火力发电厂现场总线压力变送器自校准方法

介绍了一种总线压力变送器自校准方法,该总线压力变送器内部增加了标准电阻集,电阻集的阻值由传感器探头发生形变时的阻值变化范围决定,自校准时通过选定标准电阻集中的相应电阻来对应压力基准,改变了压力变送器需要拆卸进行校准的传统模式,实现了火力发电厂现场总线压力变送器自校准,既保证了火力发电厂安全、可靠运行,又降低了压力仪表的运行维护成本。

基于PCIE总线的大数据通信传输时延控制系统设计

在大数据传输中,当网络流量过大或网络拓扑复杂时,可能会出现网络拥塞的情况,导致通信传输时延的增加,为了优化通信网络的数据传输效率,设计基于PCIE总线的大数据通信传输时延控制系统;在PCIE总线核结构下设计大数据收发器、通信转换模块与通信中断控制器,搭建时延控制终端,联合大数据通信寄存器与时延状态估计器,实现传输时延控制硬件系统的设计;在通信数据相空间内,计算传输时延量的具体数值水平,完成对大数据通信传输时延的预测;根据大数据通信序列定义条件,得到与通信传输时延状态相关的反馈信息,并以此为基础,确定具体的控制方案,完成基于PCIE总线的大数据通信传输时延控制系统设计;实验结果表明,PCIE总线控制系统的应用可将大数据通信时延控制在0~0.20 ms范围之内,不会因时延过大造成数据信息瞬时响应速率下降的问题,且数据传输丢包率低于10%,符合实际应用需求。

应用于机床加工的总线数字量模块开发与试验研究

为了满足数控机床加工对信号量数据采集传输的实时性和稳定性的应用需求,如机床加工现场的轴运动位移硬件限位信号、气阀水阀信号、刀具测量等信号,同时能与可编程控制器建立通信进行数据交互,可实现信号量检测与控制功能。文章设计并开发基于以太网通讯技术的EtherCAT通信协议的数字量模块,对数字量模块软硬件设计内容与数据交互程序的执行流程进行研究,并通过配合标准EtherCAT通信主站TwinCAT进行试验,证明开发的数字量模块能与控制器主站正常建立通信并进行数据传输,且与EtherCAT总线通信数据周期保持同步。基于数字量信号检测设计出机床刀径测量方案,应用该数字量模块在机床加工中进行量刀试验,结果表明通过数字量模块对检测信号的实时响应计算得到的机床刀具磨损误差满足应用要求,具有工程实际价值,达到了研究的目的。

基于Profinet总线的钢珠装配生产线的控制系统设计

以西门子S7-1200 PLC、运程IO模块、触摸屏为主要控制设备,设计了钢珠装配自动生产线控制系统,实现了料盒供料、料芯供料、高度检测、钢珠装配、视觉检测分拣、料盖装配、龙门搬运入库的自动化生产。系统通过数字孪生技术NX MCD和TIA V16对生产线的控制艺过程进行了虚实联调验证,结果表明系统的设计是可行的。钢珠装配自动生产线控制系综合应用了PLC控制、组态、运动控制、工业视觉控制、变频器控制、传感检测、气动、以太网通信等相关知识和技术,实现了钢珠装配自动化生产,提升了钢珠装配生产线的自动化管理和控制技术水平,提高了自动化生产线的灵活性和实时性,增强了系统运行的稳定性和可靠性,降低了生产成本,提高了产线的生产效率,具有较高的应用价值。

基于FPGA的LVDS总线控制器的设计与实现

为保证在高速、多负载条件下LVDS总线的运行状态和传输速率满足应用需求,基于FPGA设计LVDS总线控制器,协议上优化了LVDS的总线占用方式、信号传输逻辑,并在物理层优化了总线结构以及节点接口。为防止低压差分信号失真以及接口失锁问题,采取信号编码和失锁预防措施,保证信号的稳定,增强总线的可靠性。经验证,该方案可提高总线带负载能力,保持高速率下的可靠传输。

基于总线同步的多驱动系统漏电流分析与抑制

多驱动系统中漏电流的大量存在是影响数控加工装备长期稳定运行的重要因素,提出了一种邻消抑制措施,能够有效减少多驱动系统中漏电流,避免漏电保护装置频繁触发。该措施采用PWM调制策略,将空间位置相邻的两个驱动单元的共模电压矢量方向反向,以抵消它们之间的高频共模电压分量,从而有效地抑制了多驱动系统的漏电流。主要创新之处采用了一种软件控制的方式实现了对多驱动系统漏电流的抑制,该措施不但可以有效地抑制漏电流,而且实现成本低。实际测试平台的结果表明,邻消抑制措施在多驱动系统中能够有效降低70%~80%的漏电流,保证了多驱动系统的稳定运行。

基于PCIe总线的主从CPU数据传输系统设计与实现

电力系统保护自动化设备存在多CPU板卡间高速数据传输和存储需求,介绍了一种基于PCIe总线接口实现的主从CPU数据传输系统。采用飞腾FT2000/4处理器为核心构建硬件系统,通过嵌入式Linux操作系统、PCIe设备驱动和应用程序部署软件系统,主CPU侧负责数据采集和处理,从CPU侧通过PCIe总线读取数据完成传输和存储功能。测试情况表明,该方案实现的系统稳定可靠,能够有效地满足高速传输、实时存储的应用业务需求,具有较高的工程应用价值。

基于FPGA的CAN总线加密系统设计

CAN总线作为应用最为广泛的车载通信总线,其数据以明文传输的特性,提升了车内通信效率的同时,也增加了信息泄露并被篡改的风险。对此,文中提出了基于国密SM3算法的车载CAN总线数据加密方式,利用FPGA硬件设备实现车载信息的收集、处理、加密、通信和控制,以满足在不降低总线通信效率的前提下,提升车载通信的安全性。根据设计要求,采用软硬件结合的方式对该方案进行了验证,实验结果表明,以SM3算法加密时,在Quartus 13.0平台上最高时钟频率可达94.7 MHz,吞吐量约为757.6 Mbit/s,造成约0.67μs的时延,达到设计目的。

一款NoC总线的低功耗设计

随着集成电路技术的飞速发展,其集成度和复杂度越来越高,导致芯片功耗问题日益严重。文章提出一套兼容片上网络(Net on Chip,NoC)总线的功耗管理总线,针对不同电源域进行低功耗管理,通过电源域开关协议将电源域状态同步到事务活动,且不影响系统其他部分的操作。实验结果表明,功耗管理总线具有低成本、协议简单、兼容性好、轻量级等优势。

轨道交通特色高校“列车总线控制基础”课程改革探索

作为轨道交通特色高校车辆工程专业的必修课程,“列车总线控制基础”课程授课难度较高,内容抽象不易理解,难于开展相关实训是其主要问题。因此,针对“列车总线控制基础”课程的本科教学进行了改革尝试,分别从教学内容、教学手段和考核方式三个方面入手,调整教学内容、引入虚拟现实技术的教学方式,建立多元的考核机制,提高课堂教学效率和教学质量,使学生对列车总线控制的基本原理及在轨道交通领域的应用有了更为深刻的认知。