基于Kalman滤波和变时间窗测频的转速测量FPGA实现

利用信号与噪声状态模型的Kalman滤波,对频率进行无偏估计,适合对机车运行速度的精确测量.利用变时间窗采集脉冲信号的方法克服了常规算法中刷新时间和测量精度不稳定的缺点,同时也保证了对不同频率的测量精度.通过基于FPGA平台的算法设计与仿真,表明了上述方法对机车转速测量的实时有效性和准确性.     

Hardware-in-the-loop testbed for evaluating connected vehicle applications

Connected vehicle environment provides the groundwork of future road transportation. Researches in this area are gaining a lot of attention to improve not only traffic mobility and safety, but also vehicles’ fuel consumption and emissions. Energy optimization methods that combine traffic information are proposed, but actual testing in the field proves to be rather challenging largely due to safety and technical issues. In light of this, a Hardware-in-the-Loop-System (HiLS) testbed to evaluate the performance of connected vehicle applications is proposed. A laboratory powertrain research platform, which consists of a real engine, an engine-loading device (hydrostatic dynamometer) and a virtual powertrain model to represent a vehicle, is connected remotely to a microscopic traffic simulator (VISSIM). Vehicle dynamics and road conditions of a target vehicle in the VISSIM simulation are transmitted to the powertrain research platform through the internet, where the power demand can then be calculated. The engine then operates through an engine optimization procedure to minimize fuel consumption, while the dynamometer tracks the desired engine load based on the target vehicle information. Test results show fast data transfer at every 200 ms and good tracking of the optimized engine operating points and the desired vehicle speed. Actual fuel and emissions measurements, which otherwise could not be calculated precisely by fuel and emission maps in simulations, are achieved by the testbed. In addition, VISSIM simulation can be implemented remotely while connected to the powertrain research platform through the internet, allowing easy access to the laboratory setup.     

惯导辅助的GPS船舶测姿系统关键技术研究

针对现有的多种周跳检测与修复、整周模糊度求解算法以及单纯GPS测姿和单纯惯导测姿的优缺点,提出了一种适合船舶姿态测定的方案。该方案结合平差原理和多普勒信息处理周跳,并对LAMBDA算法进行了改进和优化,采用多种约束信息来剔除不正确模糊度组合,最后采用基于Kalman模型进行陀螺与GPS航向角数据融合。实验结果表明,在0.497m基线条件下,航向角精度优于0.3°,俯仰角(横滚角)测量精度优于0.5°。     

嵌入式ARM-Linux系统在便携式测流仪中的应用研究

随着嵌入式技术不断发展，微处理器已被应用于各种电子仪器的设计当中。近年来，ARM嵌入式微处理器技术发展迅速，并以其高性能，低功耗的特性成为嵌入式领域应用最广泛的32位微处理器。本课题将ARM微处理器技术率先引入到测流仪器的设计中来，采用基于ARM920T内核的AT91RM9200微处理器作为系统CPU；同时在软件方面，采用功能强大而源码免费开放的Linux系统，组成了基于ARM微处理器的Linux系统（简称ARM-Linux系统），并对这种先进的嵌入式系统在多普勒测流仪中的应用进行了研究，以期提高多普勒测流仪的整体性能。     

基于机器视觉测量技术的城市轨道交通车辆门锁安全监测方法

针对城市轨道交通车辆车门中的丝杆锁闭装置长期受到往复冲击和磨损而传统方法难以有效监测的问题,提出了一种基于机器视觉测量技术的监测方法。在机械旋转机构上进行标记,采用圆点标记和直线段标记,分别对圆点和线段进行检测,计算出旋转偏离角度值;对摄像头采集到的轨道车门锁旋转机构图片,通过离散余弦法进行图像预处理,利用阈值分割进行图像二值化,然后对特征标记进行捕获,从而获得角度信息;采用数据统计分析方法,进行门锁安全的判断和预测。试验结果表明,圆点标记比线段标记更易检测,角度值更加精确。     

多桨船舶自航因子数值预报

以某四桨水面船舶为研究对象,基于RANS方法和滑移网格技术,建立船、附体和螺旋桨整体计算模型,并运用小范围改变螺旋桨转速的方法和前后桨分别计算的方法预报该船的自航因子。结果表明：四桨船舶内、外桨的自航因子并不相等,内后桨的实效伴流分数和推力减额分数均比外前桨的大;提出的方法计算结果可靠,能够体现四桨船舶自航因子的差异性,并且符合推力减额与伴流关系的一般规律,可为多桨船舶的自航试验提供依据。     

基于模糊综合评判的舰艇编队网络效能评估

在分析舰艇编队作战系统网络的复杂性基础上,从信息支援能力、信息进攻能力、信息防御能力三个角度对网络效能进行评估,建立了相应的评估模型,并通过实例分析了该方法的可行性。     

基于图像处理的舰船火灾烟雾检测技术研究

舰船火灾探测报警系统作为损管监测体系的关键构成部分,其性能的优劣将会直接影响到舰船和舰员的安全问题。为提高舰船火灾探测技术的实时性和准确性,减少误报、漏报等情况的发生,提出一种结合烟雾颜色特征与运动特征进行研究的视频火灾烟雾检测技术。该技术通过运动目标区域检测和对烟雾颜色特征、形状不规则性和扩散性特征的提取,经过分析与判断,将满足烟雾特征判据的目标区域判别为烟雾区域。检测结果表明该技术能够准确且迅速地探测火灾烟雾,误报率低,可靠性好。     

船体与组合推进器系统推力减额特性设计主参数和优化策略研究

在文献[1]的基础上,提出了评价船后组合推进器推力减额特性的4个指标:整体推力减额效率(1-t1)、转子推力减额效率(1-t2)、组合推进器推力比τ和导管定子阻力比γ.利用CSSRC现存试验数据运用简单对比和统计分析方法,给出了诸设计参数对这些指标影响的显著性和规律性.推荐采用受控于全部主参数的指标(1-t2)作为船体与组合推进器相互干扰特性优化的总目标,提出了用部分主参数控制的对应分目标优化和迭代来实现总目标优化的简明策略.实例计算表明,优化设计船体尾型主参数LRD、CPR和推进器主参数(A)ex/AP的搭配,可大幅度提高船后组合推进器的推力减额效率.     

船舶电力系统同步相量测量装置的研制

实现一种适用于船舶电力系统的同步相量测量装置,介绍了时钟同步模块、数据采集模块和数据处理模块。采用基于Nuttall窗函数的双谱线插值FFT算法对电力谐波进行分析,并对IEEE C37.118协议进行扩展,使之适用于船舶电力系统同步相量参数测量。用标准信号源对装置进行测试,相量幅值误差小于0.2%,相位误差小于0.2°。满足电力系统实时监控的要求。