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面向RTC的微秒级采样实时控制系统设计与实现
1
作者 周杏伟 胡文山 +1 位作者 刘国平 雷忠诚 《电子测量技术》 北大核心 2025年第5期1-12,共12页
随着现代控制系统对高实时性和高精度要求的不断提升,微秒级采样的实时控制技术已成为研究热点。针对现有技术高度依赖国外平台的问题,本研究基于STM32微控制器,设计并实现了一种具有自主知识产权的微秒级采样实时控制系统,重点解决了... 随着现代控制系统对高实时性和高精度要求的不断提升,微秒级采样的实时控制技术已成为研究热点。针对现有技术高度依赖国外平台的问题,本研究基于STM32微控制器,设计并实现了一种具有自主知识产权的微秒级采样实时控制系统,重点解决了控制任务的实时性、通信任务的高效性以及自动代码生成的复杂性问题。系统采用FreeRTOS实时操作系统进行任务调度,通过硬件定时器实现控制任务的高优先级执行,同时引入LwIP协议以实现低延迟网络通信,支持实验数据的高效上传与指令接收。此外,本研究提出了一种基于图形化框图的控制算法解析与自动代码生成方法,通过服务器对用户前端搭建的控制框图进行解析,并生成适配STM32硬件的高效控制代码。以永磁同步电机的场向量控制为案例的实验验证表明,所设计系统在微秒级采样下具备优异的实时性和控制性能,有效突破了国外技术封锁对相关领域发展的限制,显著提升了自主控制系统的研发能力。该成果为解决关键技术“卡脖子”问题提供了一种可行的技术方案,并展现出广泛的应用前景与推广价值。 展开更多
关键词 STM32 微秒级控制 实时操作系统 自动代码生成 永磁同步电机 场向量控制
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随机信号体制下MIMO通信感知一体化系统收发预编码设计
2
作者 刘凡 卢仕航 陈子豪 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期781-796,共16页
通过复用随机通信信号,并基于现网中的通信架构实现通信感知一体化(ISAC),能够显著降低ISAC实现成本、加速感知功能融入现有通信网络。然而,通信数据的随机性将会使得感知功能出现随机起伏,造成感知性能不稳定。为了获得稳健的感知性能... 通过复用随机通信信号,并基于现网中的通信架构实现通信感知一体化(ISAC),能够显著降低ISAC实现成本、加速感知功能融入现有通信网络。然而,通信数据的随机性将会使得感知功能出现随机起伏,造成感知性能不稳定。为了获得稳健的感知性能,该文研究了随机通感一体空域信号处理方法,提出了多输入多输出通感一体(MIMO-ISAC)系统收发预编码联合优化设计方案。具体而言,考虑对目标响应矩阵的估计,该文首先定义了随机信号下感知系统的遍历克拉美罗界(ECRB),并基于复逆Wishart矩阵的分布推导了ECRB的闭合表达式,从理论上说明了使用随机信号进行感知相较于传统使用确定性正交信号的性能损失。进一步地,该文分别考虑了ECRB最小化的感知最优问题以及多天线多用户信号估计的通信最优问题,并获得了感知最优预编码设计和通信最优预编码设计方案。接着,该文将上述收发预编码优化设计思路扩展至通信感知一体化场景。最后,该文通过大量仿真验证了所提方法的有效性,相关结果表明所提出的联合收发预编码设计方案能够支持高精度目标响应矩阵估计,同时能够实现通信信号估计误差与目标响应矩阵估计误差的灵活折衷。 展开更多
关键词 通信感知一体化 多输入多输出系统 预编码设计 信号处理 多用户通信
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考虑可切换拓扑的网络化多智能体快速原型开发系统 被引量：1
3
作者 薛莉玮 刘国平 胡文山 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第10期41-48,共8页
智能制造已经成为推动工业4.0革命的核心动力。随着信息技术手段的不断升级,智能制造不仅要求生产过程本身的自动化及智能化,更对相关开发系统的灵活性、可扩展性和可实验性提出了极高的要求。多智能体系统(MAS)凭借其自治与协同兼备的... 智能制造已经成为推动工业4.0革命的核心动力。随着信息技术手段的不断升级,智能制造不仅要求生产过程本身的自动化及智能化,更对相关开发系统的灵活性、可扩展性和可实验性提出了极高的要求。多智能体系统(MAS)凭借其自治与协同兼备的优良特性,在智能制造的推进中展现出了巨大的应用潜力。然而,传统的多智能体系统开发模式通常有着拓扑结构固定、响应速度慢及实验验证困难等客观难题,这限制了其进一步的发展。针对这一难题,提出一套基于可切换拓扑的网络化多智能体(NMAS)快速原型开发系统,帮助开发者轻松获得目标网络化多智能体的快速原型。所构建的多智能体快速原型开发系统可实现拓扑结构的灵活切换,从而适应不同生产场景的需求。通过引入先进的通信协议及协同算法,能够保障开发系统的高效通信、快速响应及用户交互,从而实现对原型开发系统的快速验证及优化。该系统与智能制造相结合,不仅能够提高生产过程的灵活性及可扩展性,还能极大程度缩短产品的研发周期,全面降低生产成本。 展开更多
关键词 快速原型 智能制造 多智能体系统 切换拓扑
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车辆运行品质的智能手机检测方法及姿态误差矫正
4
作者 陈嵘 从建力 +2 位作者 高鸣源 王源 王平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期830-839,共10页
因车体坐标系统和手机坐标系统存在角度偏差,为使手机检测数据真实反映车体振动加速度,提出针对手机姿态误差的系统性矫正方法.该方法以重力方向为基准矫正手机垂向加速度,借助车体横、纵向加速度的正交性矫正手机水平向加速度,并基于... 因车体坐标系统和手机坐标系统存在角度偏差,为使手机检测数据真实反映车体振动加速度,提出针对手机姿态误差的系统性矫正方法.该方法以重力方向为基准矫正手机垂向加速度,借助车体横、纵向加速度的正交性矫正手机水平向加速度,并基于极大似然估计原理评估角度偏差,保证手机姿态矫正的可靠性.结合现场测试结果表明:两部智能手机检测数据经姿态误差矫正得到以重力方向为基准的垂向角度修正值分别为0.008°和0.007°,两者水平夹角为29.75°,与试验放置夹角30.00°偏差0.25°;智能手机与高精度传感器检测的车体加速度在时域和频域的幅值、主频均一致. 展开更多
关键词 车辆运行品质 智能手机 姿态误差矫正 角度偏差估计 极大似然原理
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基于有限体积法的光固化树脂黏弹性力学行为研究
5
作者 蔡恒 席佳乐 +1 位作者 范一鸣 陈园 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3262-3273,共12页
光固化聚合物体系成分复杂,随时间变化的黏弹性力学行为具有不确定性.因此,以代表性光固化树脂中的聚氨酯丙烯酸树脂(polyurethane acrylate,PUA)为例,基于二阶位移展开有限体积法及分数阶黏弹性本构关系发展光固化树脂的力学模型.首先... 光固化聚合物体系成分复杂,随时间变化的黏弹性力学行为具有不确定性.因此,以代表性光固化树脂中的聚氨酯丙烯酸树脂(polyurethane acrylate,PUA)为例,基于二阶位移展开有限体积法及分数阶黏弹性本构关系发展光固化树脂的力学模型.首先,根据边界条件确定胞元面的连续性条件和数值模型的总刚矩阵,显式计算所有胞元的未知面位移.为探究光固化树脂在不同应变率影响下的黏弹性力学行为,引入分数阶有限变形Kelvin-Voigt黏弹性力学模型,建立应力-应变之间的本构关系.然后,通过应变率分别为10^(-4),10^(-3),10^(-2)以及10 s^(-1)的单向拉伸试验完成本构模型中弹性项以及黏性项的参数识别.最后,开展不同应变率下的单向拉伸试验及数字图像散斑(digital image correlation,DIC)分析,评估数值模型的计算误差.结果表明,文章所建立的数值模型能有效预测不同应变率下光固化树脂的力学行为,并且平均预测误差仅为1.98%. 展开更多
关键词 聚氨酯丙烯酸树脂 有限体积法 分数阶Kelvin-Voigt 黏弹性力学模型 光固化树脂 参数识别
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振噪融合的地铁钢轨波磨快速测量方法 被引量：4
6
作者 从建力 王源 +3 位作者 徐舟 李伟 陈嵘 王平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期677-684,共8页
为实现数据驱动的钢轨波磨状态修,提出一种时-空密集型的钢轨波磨测量方法.首先,采用智能终端检测列车编组车体振动和车厢噪声,对列车编组不同车体三向加速度进行波形匹配,得到延时估计值,修正列车运行速度和里程估计误差;其次,基于声... 为实现数据驱动的钢轨波磨状态修,提出一种时-空密集型的钢轨波磨测量方法.首先,采用智能终端检测列车编组车体振动和车厢噪声,对列车编组不同车体三向加速度进行波形匹配,得到延时估计值,修正列车运行速度和里程估计误差;其次,基于声纹谱能量法分析车厢声纹数据,并定义“波噪比”指标,量化钢轨波磨噪声能量及其高阶谐波能量占噪声总能量的比值,作为钢轨波磨自动识别的依据;最后,建立列车响应到钢轨波磨状态的反向映射关系,获取波噪比超限时的钢轨波磨波长和里程信息,以地铁某区间实测为例,采用钢轨波磨仪测量1.6 km范围的轨面短波不平顺,将测量结果 [0,50] mm波长范围的波深峰峰值与车厢声纹波噪比进行对比.结果表明:当波噪比阈值取为0.2时,基于声纹数据识别的钢轨波磨与线路分布一致,验证了该方法可为钢轨波磨状态评估提供数据支撑. 展开更多
关键词 波噪比 振噪融合 钢轨波磨 状态修 声纹特征
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玻璃纤维/尼龙6复合材料吸湿特性及其界面性能 被引量：4
7
作者 黄增斌 罗伟权 +2 位作者 丛杰 薛珂 吕冬 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期106-112,共7页
由于分子链含有大量酰胺基团,尼龙6(PA6)材料具有很强吸水性,在存储、运输及使用过程中容易受到湿度等环境因素影响,导致其与玻璃纤维(GF)的界面强度产生衰减。为了研究GF/PA6复合材料在长期潮湿存储、服役环境下界面剪切强度衰减规律,... 由于分子链含有大量酰胺基团,尼龙6(PA6)材料具有很强吸水性,在存储、运输及使用过程中容易受到湿度等环境因素影响,导致其与玻璃纤维(GF)的界面强度产生衰减。为了研究GF/PA6复合材料在长期潮湿存储、服役环境下界面剪切强度衰减规律,采用熔融浸渍与机械研磨工艺制备了单向GF/PA6复合材料薄膜试样,并对其吸湿特性进行测试。基于纳米压痕技术进行纤维推出实验,成功获得了纤维推出过程的载荷-位移曲线,并定量分析了湿气对复合材料界面力学性能的影响。结果表明,湿气对复合材料界面剪切强度影响较大,与干态相比,稳态和湿态时界面剪切强度分别降低了约20%和60%。本研究为GF/PA6复合材料在长期潮湿储存及服役环境下强度预测、失效分析及材料的设计优化提供了关键力学性能数据支撑。 展开更多
关键词 玻璃纤维/尼龙6 吸湿特性 纤维推出 界面剪切强度 纳米压痕
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基于分解的演化多目标优化算法综述 被引量：4
8
作者 高卫峰 刘玲玲 +1 位作者 王振坤 公茂果 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期4743-4771,共29页
基于分解的演化多目标优化算法(MOEA/D)的基本思想是将一个多目标优化问题转化成一系列子问题(单目标或者多目标)来进行优化求解.自2007年提出以来, MOEA/D受到了国内外学者的广泛关注,已经成为最具代表性的演化多目标优化算法之一.总... 基于分解的演化多目标优化算法(MOEA/D)的基本思想是将一个多目标优化问题转化成一系列子问题(单目标或者多目标)来进行优化求解.自2007年提出以来, MOEA/D受到了国内外学者的广泛关注,已经成为最具代表性的演化多目标优化算法之一.总结过去13年中关于MOEA/D的一些研究进展,具体内容包括:(1)关于MOEA/D的算法改进;(2) MOEA/D在超多目标优化问题及约束优化问题上的研究;(3) MOEA/D在一些实际问题上的应用.然后,实验对比几个具有代表性的MOEA/D改进算法.最后,指出一些MOEA/D未来的研究方向. 展开更多
关键词 多目标优化 演化算法 分解 MOEA/D
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非连续大线长纤维增强复合材料宏观弹性常数预测方法
9
作者 吕冬 熊鑫 +5 位作者 范欣愉 赵金军 薛珂 陈凯 刘大顺 王伟 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期105-108,共4页
基于Tandon-Wend模型对单向非连续纤维增强复合材料的宏观弹性常数进行了预测,然后采用纤维长度和纤维取向两个特征变量,结合层合板理论预测纤维随机分布的非连续纤维增强复合材料的宏观弹性常数。最后通过实验验证了文中所述方法的准... 基于Tandon-Wend模型对单向非连续纤维增强复合材料的宏观弹性常数进行了预测,然后采用纤维长度和纤维取向两个特征变量,结合层合板理论预测纤维随机分布的非连续纤维增强复合材料的宏观弹性常数。最后通过实验验证了文中所述方法的准确性。结果表明,本文方法可以准确地预测纤维随机分布的非连续大线长纤维增强复合材料的宏观弹性常数。 展开更多
关键词 复合材料 层合板理论 纤维取向 弹性常数 Tandon-Wend模型
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