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电子测量与仪器学报
电子测量与仪器学报

崔建平

月刊

1000-7105

jemi@vip.163.com

010-64044400

100009

北京市东城区北河沿大街79号

电子测量与仪器学报/Journal Journal of Electronic Measurement and InstrumentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊旨在开展学术交流活动，沟通同行业科技人员之间的信息，以促进国内、外电子测量仪器的发展和科学技术的进步。
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    谐振式耦合悬臂梁力传感器设计与检测性能分析

    王发光杨威李东发刘晨...
    190-198页
    查看更多>>摘要：谐振式力传感器的检测性能取决于谐振敏感元件的几何尺寸、结构形式和传感机制,目前,单纯依靠减小尺寸提高检测性能的方法已经处于瓶颈期.为了研究发展新型谐振式力传感器,协调非线性振动与谐振结构检测性能之间的矛盾,从而探索灵敏度更高的传感机制,提高其检测性能,提出了一种压电驱动的谐振式磁耦合悬臂梁力传感器.首先,对磁耦合悬臂梁的结构进行了设计和理论建模,通过理论分析了外界压力对磁耦合悬臂梁结构振动特性的影响,随着压力增大,磁耦合悬臂梁之间的距离减小,谐振频率增大.其次,实验验证了分岔跳跃动力学行为的优点,相比单根谐振梁共振时的最大振幅提高了 2.8 倍,然后研究了基于分岔跳跃特性和基于倍频响应的两种压力检测方案,分别利用分岔跳跃时的临界频率与模态耦合时高阶响应频率实现了压力检测,并对灵敏度和线性度进行了分析.实验结果表明,基于分岔跳跃特性的检测方案振幅变化明显,是基于倍频特性检测方案的 5 倍左右,易于检测,克服了非线性因素带来的不良影响;基于倍频响应的检测方案输出灵敏度高,是基于分岔跳跃检测方案的 4 倍左右,信噪比大,为设计不同检测原理的谐振式力传感器提供了一定的参考价值.

    磁耦合悬臂梁压电驱动模态耦合分岔跳跃倍频响应压力检测

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    基于环境中移动运输代理的传感器网络建模

    赵海军陈华月崔梦天
    199-210页
    查看更多>>摘要：针对大型稀疏传感器网络中的数据获取,本文提出了一种利用环境中普遍存在的移动代理来连接稀疏传感器的网络体系结构和一种 2-维网格随机游走分析模型;提出的传感器网络模型由 3 个抽象层构成,即由无线传感器构成的底层、由各种运输代理构成的中间层和由接入点/中央存储库构成的顶层.具体实现原理是位于中间层的移动运输代理从底层分布的无线传感器收集数据并缓冲数据,然后经过游走运输,最后将从底层的无线传感器收集的数据交付到顶层必要的接入点进行必要的存储和处理,从而实现整个传感器网络的数据获取;理论分析和仿真实验结果表明,提出的基于移动运输代理的传感器网络模型不仅具有较好的鲁棒性和可扩展性,而且相比于基站网络模型和Ad-hoc网络模型,在传感器功率消耗、数据成功率和基础设施投入成本方面有明显的优势.

    传感器网络移动代理网格模型随机游走马尔科夫链缓冲容量数据成功率功率消耗

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    基于MGMA的随钻陀螺仪误差在线补偿

    杨金显尹凤帅
    211-218页
    查看更多>>摘要：针对随钻测量MEMS陀螺仪输出精度低的问题,提出一种基于磁-重力蜉蝣算法(MGMA)的陀螺误差在线补偿方法.首先,分析随钻陀螺误差来源并推导出误差补偿模型;其次,利用MEMS加速度计无累积误差的特点,根据重力向量叉乘得到向量夹角作为目标函数;此外,考虑到实际钻进时强振动和冲击对加速度计输出的不利影响,利用MEMS磁强计抗振的特点,设计磁模值相对误差约束条件.然后,在MA基础上,针对随钻恶劣环境影响下的陀螺误差参数不断变化问题,根据陀螺和磁强计输出之间的关系自适应确定搜索上下界;并利用重力模值相对误差设计惯性权重,平衡算法的全局探索和局部开发能力;最后,利用磁-重力模值相对误差在子代中引入变异扰动策略,减小陷入局部最优的可能.实验结果表明,经MGMA补偿后的陀螺输出误差明显减小,井斜角误差由 9.75°降低至 1.52°,且相比于PSO和MA算法具有速度快、精度高的优势.

    随钻测量MEMS陀螺仪蜉蝣算法误差补偿

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    基于智能优化深度网络的轨道电路故障诊断研究

    彭菲桐徐凯吴仕勋黄德青...
    219-230页
    查看更多>>摘要：针对无绝缘轨道电路故障的随机性和复杂性,采用单一诊断模型存在提取特征片面,且模型结构经验设计不合理的问题,提出一种智能优化深度网络的故障诊断方法.首先以轨道电路信号集中监测系统的 6 个电压检测量建立故障特征集,使用卷积神经网络(CNN)提取特征空间信息,长短期记忆网络(LSTM)提取时间特征信息,从而让轨道电路故障诊断所提取的特征兼具时空信息;同时,引入遗传算法(GA)优化上述深度神经网络的结构及参数,并结合强化学习中的Q-learning方法对两个组合网络特征级的输出权重进一步优化;最后,使用多层感知器(MLP)对深度网络的分类误差进行拟合修正,提高模型对轨道电路的故障诊断精度.仿真结果表明,利用智能优化的深度网络模型对轨道电路的故障诊断相较于单一模型、精炼设计的组合模型识别率可达99.28%,评价指标等均有所提升,具有更高的故障诊断准确度,证明了智能优化深度网络能进一步提高轨道电路的故障诊断性能.

    轨道电路故障诊断卷积神经网络长短期记忆网络遗传算法Q-learning

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    大型封闭空间中UWB定位基站拓扑的通用设计方法

    钟映春田志豪
    231-240页
    查看更多>>摘要：超宽带(ultra-wide band,UWB)技术是无人装备在巡检具有多障碍物的大型封闭空间时获取定位坐标的主要方法之一.目前主要依赖人工方式设计UWB定位基站拓扑的构型、位置和数量.这种方式存在设计效率低下,设计效果未知,性价比难以确定等问题.为此,本文提出了一套较为科学完善的定位基站拓扑评价体系,并提出了一种在大型封闭空间中自动设计定位基站拓扑的通用方法.该方法以仿真模拟为基础,通过遗传算法结合拓扑评价体系,自动生成贴合实际应用场景的最优拓扑方案,包括最优的基站布设数量以及布设位置信息.实验结果表明:1)经通用设计方法生成的拓扑相比使用基站数量最多的拓扑,综合性能提高了 6.2%;相比使用基站数量最少的拓扑,综合性能提高了 21.2%.2)经通用设计方法生成的拓扑相比人工设计的锯齿形拓扑,综合性能提高了11.4%,设计效率提高了92.9%.可见,针对具有多障碍物的大型封闭空间场景,本文的方法可以在较短的时间内设计出综合性能较优,性价比较高的定位基站拓扑,为无人装备在此类大型封闭空间中开展全自主定位和巡检奠定了基础.

    大型封闭空间超宽带基站拓扑自动设计

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    运载火箭电子设备测试性验证方法研究

    汪芊芊苏晗林臻王海涛...
    241-248页
    查看更多>>摘要：装备测试性验证及FMEA分析传统按照单故障模式考虑,并采用抽样方法确定故障样本,并未考虑冗余模块的不同失效模式以及对故障模式的覆盖程度.针对运载火箭电子设备冗余功能验证需求、测试覆盖性需求等测试性验证需求和难点,在装备通用测试性验证方法基础上,提出冗余降级FMEA分析及故障覆盖率指标评估方法,形成了适用于运载火箭电子设备的测试性验证及评估方法,最后以某箭上电子设备为例进行了验证.结果证明,本文提出的冗余降级FMEA分析方法有效识别了运载火箭电子设备冗余模块的冗余性能降低和整体失效故障模式,并将冗余模块的故障模式纳入测试性指标评估,实现了测试性验证对于运载火箭电子设备冗余功能的考核;所提出的故障覆盖率指标评估方法及样本量补充方法有效提升了测试性验证对运载火箭故障模式的覆盖程度.本文方法适用于运载火箭电子设备的测试性验证及指标评估,并可推广至全箭电气系统.

    测试性验证冗余降级FMEA分析故障覆盖率

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