多通道波特率自适应CAN总线监测系统

为满足无人机的多通道CAN总线监测要求,设计一种波特率自适应的多通道CAN总线实时监控系统.该系统使用FP GA作为控制芯片,可自动识别总线通信波特率并记录数据,双片冗余存储模块作为存储单元,引入基于汉明码(hamming code)的ECC数据纠错技术,最大限度地保证数据正确性.实验结果表明,系统能够对多种常用波特率...     

基于化工生产过程的有害气体智能监测系统

为了实现对化工生产过程中有害气体的监测,以ATmega 16单片机为核心构成数据采集器,通过以太网组成有害气体智能监测系统.数据采集器利用多种气体传感器检测各类有害气体,使用ATmega16单片机完成多通道数据实时检测处理,实现有害气体浓度实时检测、显示和超限报警功能.同时可通过以太网实现数据采集器与PC机的通信,从而建立数据库实现有害气体浓度数据的在线检测和分析处理.实验表明,系统电路结构简单、工作稳定可靠、精度高,具有较高的性价比和实用性.     

基于ZigBee的森林火灾预警监测系统的研究

针对森林火灾具有突发性和预防难度大的特点,设计了一种基于ZigBee的森林火灾预警监测系统。该预警监测系统将ZigBee的无线组网技术与无线传感器网络技术相结合,对火焰、湿度、温度、烟雾浓度等参数进行实时监测,并通过北斗短报文系统实现无地面通信环境下的导航、定位、数据采集和传输;同时,该预警监测系统设置了自供给电源模块,可以实现监测的实时性和连续性,大大提升了森林防火智能化程度。     

多通道高速数据采集系统的设计与实现

为了解决多通道数据的高速采集问题,文中讨论了一种基于LabVIEW平台的USB多通道高速数据采集系统的设计方案.该系统采用了USB芯片CY7C68013和A/D转换芯片MAX1320并配合FPGA技术实现多通道数据的高速同步采集,同时基于LabVIEW开发平台采用多线程技术实现了对多通道采集数据的文件存储、显示和分析.经调试应用证明,该系统运行稳定,数据采集可靠实时.     

金属材料疲劳短裂纹萌生与扩展研究综述

系统梳理了金属材料疲劳短裂纹的定义、分类、试验方法、萌生机理及典型扩展率模型，对当前短裂纹行为研究面临的问题进行了总结与展望。研究结果表明，在萌生机理方面，材料自身的微观结构对短裂纹萌生及扩展有重要影响，短裂纹扩展至晶界处，受晶粒取向及晶界阻力影响，扩展率会下降，裂尖突破晶界束缚后，短裂纹扩展路径出现局部偏折。在扩展行为描述方面，短裂纹的扩展驱动力与承受的载荷水平、残余应力、表面处理方式、局部磨损状况等有关。扩展过程中，裂纹尖端材料在小范围内屈服而产生局部塑性区。同时，塑性尾迹区也逐渐形成，进而产生塑性诱导闭合，导致裂纹扩展门槛值降低。此外，晶体位错之间的相互作用和位错塞积会阻碍位错发展。机器学习算法作为一种先进技术手段，已在短裂纹扩展行为表征中得到应用，对提升预测精度有促进作用。随着金属材料短裂纹行为研究的进一步深入，未来可重点关注短裂纹萌生与扩展实时监测、试验影响因素控制、数据离散性分析、扩展率模型的工程应用等问题，探索建立适用于工程结构与零部件的在役长、短裂纹扩展率统一表征模型和实时监测与安全评估技术，结合先进的机器学习算法，实现对工程关键金属结构更有效、更准确的安全性评定和剩余...     

机体飞行载荷疲劳试验中的声发射特性分析

机体飞行载荷疲劳试验是全尺寸飞机疲劳试验的最关键部分,主要目的是暴露机体结构疲劳薄弱部位和疲劳损伤关键部位,确定这些位置疲劳裂纹的扩展特征。论文介绍利用声发射技术对应力集中且可达性差的关键部位进行实时监控的细节,通过分析声发射特性,及时得到监测区域内裂纹萌生扩展的起始时间和位置的信息。详细叙述在高背景噪声环境下如何获取有用声发射信号的方法,包括使用谐振式传感器,采用空间滤波技术、基于统计平均的特征参数趋势分析和基于幅度的相关参数趋势分析的相互验证,以及采用载荷滤波、幅度滤波和空间滤波相结合的综合滤波方法。结果表明,这种声发射信号快速处理方法成功的实时监测到螺栓孔周围裂纹的萌生和扩展过程。     

基于CompactRIO实现进给系统便捷式测控系统的研究

为满足对数控机床的运动控制和状态监测的需求,开发了一套基于CompactRIO的便捷式测控系统。该测控系统下位机包括进给系统的运动控制和加工现场信号采集两部分,上位机则通过LabVIEW软件,在FPGA模式下编写的测控程序进行实时控制及信号的分析处理、显示和预警等功能。测试结果显示,该系统较为理想地实现了进给系统的测控需求,能实时有效监测其运行状态。基于CompactRIO系统的体积小、质量轻、精度高、扩展性强等优点,能有效实现多通道多传感器的便捷式测控系统开发。     

并网光伏电站电能质量实时监测系统

并网光伏电站的电能质量问题已经成为制约光伏发电技术发展的关键因素之一,进行实时电能质量监测有助于光伏发电技术的改进和提高,对于保障电网安全稳定运行具有重大意义.文中开发了一种基于虚拟仪器的并网光伏电站电能质量实时监测系统,该系统实现了对并网光伏电站电能质量三项稳态指标的监测,利用LabSQL模块和数据库技术实现数据存储以及基于C/S模式、B/S模式和Remote Panels技术的信息远程发布方案,使监控中心可通过Internet直接查看即时和历史电能质量数据,实现信息共享.同时利用7.68 kWp光伏电站对文中开发的系统进行验证,试验结果表明该系统能满足实时、准确、长期、连续的实际测量需要.     

[制造与维修工艺]基于相控阵的高速铁路钢轨超声探伤检测系统

针对现有车载自动探伤设备检测可靠性偏低、误报率高,存在漏报隐患,难以满足高铁工程技术发展和建设规划需求的现状,提出了一种新型钢轨超声探伤检测系统。研发了高速记录多通道数字探伤仪,用于实现钢轨高速检测条件下全波形数据的实时采集,采用相控阵超声系统检测钢轨焊接接头。通过试验验证了该系统的有效性。研究结果表明,该系统可进行高速探伤数据的采集,实现实时探伤、记录和智能化数据分析。     

矿井提升机主轴轴承状态监控研究

主轴是提升机重要组成零部件,主轴故障中轴承故障占比较高,实现轴承状态监测对提升主轴运行可靠性、降低故障发生率具有显著促进意义。基于此,综合使用Zig Bee网络、传感器检测技术以及信息融合分析技术构建主轴轴承状态监测系统。该系统采用传感器实现主轴振动、温度以及驱动电机电流、电压参数检测,通过Zig Bee网络将检测参数传输至服务器,通过服务器内置故障检测与诊断系统实现信息融合分析,达到判定轴承状态、故障预警等目的。现场测试发现,该系统可实时监测、记录主轴轴承状态,故障时发出预警信息,达到增强提升机主轴运行可靠性目的。     

基于FPGA的多通道高速数据采集系统

为了实时监测多轴运动控制单元,检测其性能及可靠性,设计了一种集FPGA与PCI总线于一体的多通道高速数据采集系统.该系统并行采集16通道控制信号,应用FPGA对采集的信号进行分析并提取检测信息和反馈信息;检测信息通过PCI总线传输给计算机,闭环控制反馈信息通过RS - 422串行通讯发送控制单元.信号采集实验表明:该系统能够并行采集工作频率＜ 100 kHz、控制电压＜32 V的多通道控制信号,采样精度为12bit、采样速率为6.4 MSPS,满足检测需要.     

ZigBee技术的多通道振弦式传感器测频仪

针对隧道、地铁等地下工程中传统振弦式传感器测量仪器通道数少、相互之间通信困难、实时性差的缺点,设计了基于ZigBee(紫蜂)短程无线通信技术的多通道振弦式传感器测频仪(简称测频仪).测频仪选用ARM7处理器作为控制单元,在μC/OS 2操作系统上实现多通道分组式测量,并利用ZigBee无线通信模块使多台测频仪之间自动组建无线网络并建立动态路由,方便实现多监测点环境下数据的采集和传输,适用于测量点数多、覆盖范围大、传统无线网络不能覆盖而对实时性要求较高的工程.     

综合PC机与LabVIEW技术的智能电机保护系统设计

设计且实现了一种基于PC机与LabVIEW技术的电机保护系统,其具有智能控制、高速实时和数据测试、储存和多通道采集等功能。该系统通过NI采集卡采集电机信号状态(电流和电压值),对电机运行进行控制,基于计算机的硬件平台,充分利用LabVIEW虚拟仪器的强大数学算法,实现新型的智能控制,为电机保护提供科学依据。实验结果表明,智能控制系统具有高速、实时的数学计算能力,测试精度高、工作稳定可靠。     

Image Processing Applied to Brick Quality Control

The results from an investigation into the feasibility of using image processing in the quality control system at a particular brickworks is reported. Methods were developed that allowed the identification and measurement of cracks and surface inden-tations and protrusions, and the measurement of the area of uniform pink on the surface of the particular brick type considered. It is concluded that the methods used could be developed relatively easily into a commercial real-time quality control system, which could result in considerable cost savings. It is also concluded that quality control measurements additional to those considered could easily be incorporated into such a system.     

基于μC/OS-Ⅱ的线切割机短路检测远程报警系统

针对电火花线切割机加工高精度时栅传感器定子线圈过程中由于切割铁屑搭接造成短路故障的现象,设计了一种基于实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的线切割机短路检测远程报警系统。该系统以单片机为控制核心,通过对电极丝之间的间隙电压进行采样来判断短路故障,并采用GSM模块以实现远程报警功能。采用实时操作系统完成了多任务设计,并使得任务间容易实现相互通信与调度,同时也提高了系统的稳定性,实践证明系统在恶劣工作环境下具有很高的可靠性和实用性。     

融合工艺信息的复杂零件加工状态识别方法

为解决基于物理信号的加工监控系统在复杂零件数控加工过程中易受工艺波动影响而导致误报警的问题,提出两种融入零件工艺信息的方法来提高加工状态识别的准确率。为验证其可行性,基于数控系统OPC接口开发了一套远程监控系统原型,结合工艺信息和主轴实时切削功率对加工状态进行识别,一旦发现异常,立即控制机床停止加工。在典型飞机结构件上开展了应用验证,结果表明：融入工艺信息后,加工状态识别准确率明显提升。     

探测精密零部件加工裂纹的声发射实时监测仪

为了提高航天航空精密零部件加工设备的可靠性、安全性,缩短研制周期,提出了一种实时监测精密零部件加工过程产生裂纹的方法,并根据此方法,研制了一台基于TI公司最新浮点数字信号处理器-TMS320F28335的精密零部件裂纹实时监测仪的样机.考虑在线实时监测的需要,采用了基于声发射(AE)技术的方案.介绍了裂纹实时监测方法的...     

基于组合RNN网络的EMG信号手势识别

肌肉计算机接口(MCI)系统是虚拟现实、人机交互研究的热点之一,其核心问题是EMG肌电信号分类,因而MCI系统可以与深度学习方法有效结合。表面EMG信号分为高密度瞬时信号与稀疏多通道信号,前者类似于图像,可以采用CNN网络处理;本文应用RNN网络对后者进行研究,并利用MYO臂环实现了相应MCI系统。稀疏多通道EMG信号是不定长时间序列信号,前后时间相关性高,采用RNN网络进行分类。通过对原始信号进行时域、时频域、频域特征拓展,获得原始信号的多流特征序列,并提出两类组合RNN网络架构处理相应多流信号。用户依赖时算法准确率达90.78%,非用户依赖的人群测试中手势识别准确率达78.01%,实时动作识别准确率达82.09%,算法能在61.7毫秒内识别手势动作。本文所提出的组合RNN网络方法可以有效区分基于EMG信号的不同动作,且所设计的MCI系统用户泛化性与工作实时性表现好。     

基于DSP和FPGA的光电式动态扭矩测量系统

为了提高扭矩的动态实时测量能力,采用光电多码道技术进行扭矩测量,提出了基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)的多通道实时采集系统.通过多路方波信号细分计数周期,分析比较多路信号的状态变化特征并将比较结果作为计数依据,以实现对数据快速精确的采集.该系统通过FPGA实现逻辑控制、计数和存储并将接收到的数字信号传输给DSP,DSP将信号处理后传送至上位机以实现数据的存储、分析及显示.该系统采集速度快、精度高、结构简单.     

激光立体成形TC4钛合金的热力场演化

激光立体成形能够实现高性能复杂零件的精确成形，但成形过程中的高温度梯度极易导致残余应力和变形，最终影响构件的几何精度和力学性能。通过搭建基板单边夹持原位热变形测量系统，探究了多道多层TC4钛合金成形件在激光立体成形过程中基板温度、变形的演化规律，分析了不同扫描策略对构件热应力场的影响。研究结果表明，构件的变形发展受其热历史驱使，扫描策略对成形件的热变形具有显著影响。