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期刊信息/Journal information
仪表技术与传感器
仪表技术与传感器

刘凯

月刊

1002-1841

info@17sensor.com

024-88718630

110043

沈阳市大东区北海街242号

仪表技术与传感器/Journal Instrument Technique and SensorCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是国内外公开发行的国家一级刊物，连续荣获国家优秀科技期刊奖，是中国仪器仪表及传感器行业综合性应用技术性期刊；中国科技论文统计用刊；中国科学引文数据库来源期刊；中国学术期刊综合评价数据库来源期刊；国家机械·仪表工业类核心期刊；美国Ei数据库收录期刊。
正式出版
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    基于FPGA的大动态范围数据采集系统设计

    郭威彭卫东漆军张一帆...
    56-64页
    查看更多>>摘要：针对传统数据采集系统受动态范围限制,进行测量时对大信号易过载、小信号易丢失等问题,设计了一种基于FPGA的大动态范围多通道数据采集系统,讨论了噪声相关性与放大器增益对动态范围的影响.该系统采用一种分立式架构的双ADC同步采集单元,结合FPGA高速并行处理的特点进行数据融合,对前端可变增益放大电路实时控制,实现多通道数据采集系统对微小信号采集时的高分辨率以及对大信号采集时的高容差.对采用动态范围最大为 108 dB的AD7768 芯片研制的实验样机进行测试,结果表明其在64 kHz的采样频率下可达到 160 dB以上的动态范围,系统采样精度达到0.1％,线性度优于0.005％,通道间相位精度达到±0.05°.

    动态范围数据采集FPGA多通道实时控制并行处理可变增益

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    基于LabVIEW的红外气体传感器自动批量标定测试系统

    宋栓军张婕
    65-72页
    查看更多>>摘要：针对红外气体传感器在标定过程中存在效率低、工作量大、易出错等问题,设计了一种基于LabVIEW的红外气体传感器自动批量标定测试系统.系统由红外气体传感器、流量计、温湿度实验箱、采集板及上位机组成.采用LabVIEW编写软件程序,功能包括:参数设置、采集板和红外气体传感器的连通性测试、控制温箱和流量计实现定时保温和定时通入比例气体、采集红外气体传感器数据、自动标定、自动处理数据等.该软件编程采用多线程,保证各项功能同时进行,具有界面美观、运行速度快、稳定性强、可靠性高的优点.标定测试结果显示:系统结构紧凑,运行稳定且操作简单,该系统可高效并广泛应用在实际生活中的大批量红外传感器自动标定.

    自动批量标定LabVIEW红外气体传感器数据通讯

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    基于"云边端"架构的直角机器人控制系统设计

    王丹杨子君
    73-78页
    查看更多>>摘要：为了满足直角坐标机器人控制系统对通用性和工业数字化的需求,设计了基于"云边端"架构的直角机器人通用控制系统.首先根据提炼的系统通用功能,提出采用"云边端"架构的总体方案;其次,以架构为基础,以实现基本功能为目标,以低代码技术作为编程手段,从设备端、边缘端、云平台端三方面分别进行设计.最后搭建实验平台,对"直角机器人搬运控制系统"设计目标进行验证,证明了采用"云边端"工业互联网架构的通用控制系统具有可行性和工业数字化的特点,同时可提高控制系统设计效率.

    云边端架构机器人控制系统低代码通用性工业数字化

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    改进海马优化算法的永磁同步电机多参数辨识

    曹永娟陆壮壮蔡骏贾红云...
    79-85,92页
    查看更多>>摘要：为解决永磁同步电机参数辨识速度慢、精度不足等问题,提出一种融合云模型和混沌变异的海马优化算法.该算法以海马优化算法为基础,引入混沌映射和随机反向学习策略,改善种群初始空间分布;采用自适应云模型,解决算法收敛精度低和减少陷入局部最优情况;加入混沌映射和高斯变异调节种群分布,以提高算法全局和局部开发能力.通过采集电机电压、角速度等信息,在永磁同步电机辨识模型中,使用改进后的算法对电机参数进行辨识.由仿真和实验对比,验证改进后算法在永磁同步电机电气和机械参数辨识上,具有更快速、稳定和准确的辨识效果,且辨识误差均在1.4％以内.

    永磁同步电机参数辨识海马优化算法自适应云模型混沌映射高斯变异

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    面向运动控制器的千兆以太网通信模块的设计与实现

    苏国旺张俊杨武丁旭然...
    86-92页
    查看更多>>摘要：针对传统通信方式无法满足运动控制器对传输速度和实时性要求的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的千兆以太网实现方案.结合UDP/IP 协议中数据帧的封装和解析过程,对MAC层、IP层以及UDP层进行一体化设计,开发了一款低成本的千兆以太网通信模块.经仿真和硬件测试,该模块的主频最高可达179.76 MHz,数据帧接收与发送之间的间隔仅为444 ns,且存储器资源使用量不到1％,满足千兆以太网的传输速率及实时性要求.除正常的以太网通信功能外,该模块还实现了数据帧的清除和重发功能以及对通信模块的IP 和MAC地址进行动态配置,为实现运动控制器的以太网通信提供了低成本的解决方案.

    千兆以太网FPGAUDP/IP协议运动控制器

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    基于时域曲线相关性鉴别的分布式光纤扰动定位算法研究

    黄闽南范佳铭王一山苏幸晨...
    93-97,103页
    查看更多>>摘要：针对瑞利散射信号的随机性以及光纤衰减导致分布式光纤传感系统扰动定位困难、事件误报率高的问题,根据瑞利散射曲线的时域相关性,提出了基于滑动窗的相关系数的扰动事件校验与定位算法.该算法根据在发生扰动事件时相邻周期的光时域反射曲线、扰动点及后续位置相关性骤降的特征,在相邻两周期的光时域反射曲线末端设置数据窗并计算相关系数,设定相关系数的阈值校验有无扰动事件发生.若判别存在扰动事件,则向前滑动数据窗并计算相关系数,然后与定位阈值对比从而定位事件.文中搭建了分布式光纤振动传感系统,在 25 km长的光纤范围内实现了±3 m的定位误差、±5 m的空间分辨率,系统响应时间仅为0.15 s.

    分布式光纤传感扰动定位相关性瑞利散射光时域反射

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    基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制方法

    陈玉崇杨志军彭皓谢朝政...
    98-103页
    查看更多>>摘要：旋转平台在低速运转过程中易产生非线性摩擦,由于非线性因素的影响,传统PID算法的控制效果远不能满足超精密运动平台定位精度高、响应快速等要求.因此,设计了基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制算法(active disturbance rejection control,ADRC),利用扩张状态观测器(extend states observer,ESO)对系统内外部未知扰动进行实时估计并予以补偿,提升系统响应速度,增强鲁棒性与抗干扰能力.最后,通过正弦扫描实验进行验证,PID对正弦输入信号无法及时响应,超调明显;ADRC响应迅速,稳态误差波动小.相比PID,ADRC最大跟踪误差降低79.5％,跟踪误差平均值降低65.4％.

    旋转平台DSPFPGA自抗扰控制

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    基于IWOA-ELM的模拟电路故障诊断方法

    游达章刘姗张业鹏李存靖...
    104-110页
    查看更多>>摘要：针对模拟电路故障诊断中非线性和高维度输出信号带来的诊断困难问题,提出一种基于改进鲸鱼算法(IWOA)优化极限学习机(ELM)的模拟电路故障诊断方法.首先,采用主成分分析(PCA)法对初始故障电路特征进行降维;其次,在鲸鱼算法的基础上引入Tent映射来初始化种群,并且加入了非线性时变因子、自适应权重以及随机差分变异策略;再利用改进后的鲸鱼算法对ELM进行优化;最后将降维后的故障特征向量输入ELM中得到故障诊断结果.通过Sallen-Key带通滤波器电路以及CSTV滤波器电路仿真测试实例表明:IWOA优化ELM的故障诊断方法具有更优的故障诊断性能,故障诊断准确率高达99.41％.

    模拟电路故障诊断特征提取主成分分析极限学习机鲸鱼算法

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    基于机器视觉的螺纹中径测量方法研究

    林葵陈曼龙余智超邹滨阳...
    111-116,126页
    查看更多>>摘要：螺纹中径是衡量螺纹制造精度的重要参数,基于机器视觉测量螺纹时获取的是螺纹牙廓,而非具体螺纹中径值.为了提高机器视觉对螺纹中径的检测效率,提出了一种扩展虚拟三针法测量螺纹中径方法.该方法以机器视觉获取的螺纹轴截面图像为数据源,对获取的轴截面图像进行旋转矫正,通过计算出轴截面上各牙廓理想量针圆心坐标,利用几何关系并结合三针法原理得出中径值.以螺纹塞规M48×1.5-5g6h为对象,将扩展虚拟三针法测得的中径值与测长仪和螺纹综合测量仪测量结果进行比较.实验数据表明:该方法测得的中径标准差较测长仪降低了 51.1％,与螺纹综合测量仪相当.在测量效率上高于测长仪1.3 倍,是螺纹综合测量仪的1.4 倍,为机器视觉测量螺纹中径提供了一种高效而可靠的测量手段.

    扩展虚拟三针法螺纹中径机器视觉旋转矫正

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    基于深度强化学习的可信分簇路由协议

    段辉石琼师智斌
    117-126页
    查看更多>>摘要：针对分簇路由协议中恶意节点充当簇头的安全性问题以及基于深度强化学习的路由协议存在收敛慢、波动大的难题,提出了一种基于信任机制和深度强化学习算法soft actor-critic(SAC)的分簇路由协议.该协议首先运用改进的标签传播算法对网络进行分簇.然后采用基于信任的簇头选举机制从簇内选出可信簇头,并采取主-从簇头机制防止簇头"叛变"成为恶意节点.最后利用SAC算法,将簇头作为智能体,实现动态路由决策.实验结果表明:该协议相较于RTRPT、SCR-TBE 以及基于DQN、D3QN、PPO的路由协议,具有更优的性能和更好的收敛性.其丢包率、平均时延和网络吞吐量指标均为最优.在多个测试场景下,相较于PPO方案性能最小提升3.97％,最大提升22.39％.

    无线传感器网络分簇路由协议网络安全深度强化学习信任机制

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