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基于K-means的異常識別方法[模擬設(shè)計][工業(yè)自動化]

在工業(yè)、電力、交通等領(lǐng)域，異常往往是系統(tǒng)發(fā)生問題或故障的先兆。通過異常識別技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常行為，預防或迅速應(yīng)對潛在的故障，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當前的異常識別算法通常需要引入專家信息（如適宜的參數(shù)值），但在許多識別場景中，數(shù)據(jù)分布以及異常發(fā)生原因是未知的，導致專家信息不可信。因此，如何設(shè)計一款無需專家信息介入的異常識別算法意義非凡。設(shè)計了一種自適應(yīng)的異常識別算法，通過K-means聚類算法識別出眾多小簇，然后統(tǒng)計各簇中對象數(shù)量的分布概率以生成概率分布圖。從概率分布圖中，可以清晰觀察到哪些簇中的對象數(shù)量明顯小于其他簇，從而將它們識別為異常簇，其中的對象識別為異常。換句話說，概率分布圖代替了專家信息，可協(xié)助使用者在分布以及原因未知情況下識別有效異常。

發(fā)表于：5/15/2025 2:19:04 PM

基于CoatiOA-VMD-WT的光電容積脈搏波去噪方法[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

在采集光電容積脈搏波信號（PPG）時，特別容易受到環(huán)境和采集對象所帶來的噪聲影響，導致采取的信號與真實值差距過大。針對這一問題，提出了一種PPG信號的去噪方式，給出一種長鼻浣熊優(yōu)化算法，利用通過最小包絡(luò)熵作為評判標準，取確定變分模態(tài)分解（VMD）的最優(yōu)模態(tài)分量的個數(shù)和懲罰因子，這兩個參數(shù)直接影響到了VMD的處理結(jié)果的好壞。以此對原始信號進行分解，利用余弦相似度區(qū)分不同的IMFs，再利用小波去噪，最后將信號進行重構(gòu)，得到去噪后的信號。仿真和實驗結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的去噪方法相比，提出的方法處理信號信噪比更高，均方差更低，波形相似度更高。

發(fā)表于：5/15/2025 2:06:04 PM

基于發(fā)布-訂閱機制的異構(gòu)平臺消息中間件設(shè)計[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

針對嵌入式異構(gòu)計算系統(tǒng)中計算單元間的互聯(lián)需求，面向CPU及FPGA平臺設(shè)計一種工作在發(fā)布-訂閱模式下的消息中間件。首先研究發(fā)布-訂閱模型及對應(yīng)的報文傳輸方式，為解決可靠組播的錯誤控制、擁塞控制問題選用RapidIO作為中間件傳輸協(xié)議。其次研究中間件的通信方案與發(fā)布-訂閱機制的實現(xiàn)方案并設(shè)計了熱插拔機制與異常監(jiān)測模塊以提升可靠性。系統(tǒng)驗證與測試結(jié)果表明，中間件具有較好的通信性能，且熱插拔機制有效提升了系統(tǒng)的可靠性，與其他設(shè)計方案相比具有一定優(yōu)勢。

發(fā)表于：5/14/2025 5:06:33 PM

面向高動態(tài)無線網(wǎng)絡(luò)的信道狀態(tài)收集系統(tǒng)研究[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

在以無線體域網(wǎng)為典型代表的高動態(tài)無線網(wǎng)絡(luò)中，如何以高時間精度記錄無線信道狀態(tài)是開展傳輸優(yōu)化方案研究的關(guān)鍵前置問題之一。以低成本便攜化為核心目標，綜合對比研究了幾類典型無線開發(fā)組件，選取ESP32+ESP-NOW作為軟硬件開發(fā)平臺；并設(shè)計了一套高精度的無線信道狀態(tài)收集記錄系統(tǒng)。經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化，這套軟硬件系統(tǒng)最高能達到約257 μs的收發(fā)間隔。另外，通過控制變量的多組實驗測試，詳細評估了協(xié)議模式、收發(fā)速率、核心數(shù)、線程數(shù)、主頻、串口通信及文件讀寫等變量對報文收發(fā)間隔和穩(wěn)定性的影響。研究成果為高動態(tài)無線網(wǎng)絡(luò)鄰域的相關(guān)研究提供了設(shè)計方案和測試數(shù)據(jù)參考。

發(fā)表于：5/14/2025 4:53:00 PM

基于SCA-PSO的支持向量回歸車輛尾氣傳感器溫濕度補償方法研究[MEMS|傳感技術(shù)][工業(yè)自動化]

氮氧化物和顆粒物是柴油機車尾氣排放的兩種主要污染物。利用車輛尾氣檢測裝置對柴油機車進行尾氣排放監(jiān)控是治理城市空氣污染的一項有效措施。對于氮氧化物氣體傳感器而言，基于其檢測原理，溫度和濕度會對其檢測過程發(fā)生的化學反應(yīng)產(chǎn)生較大影響，因此需要相應(yīng)的溫濕度補償方法來提升傳感器測量精度。為此，設(shè)計了一種車載式車輛尾氣檢測裝置，并提出了一種基于正余弦優(yōu)化算法（SCA）和改進式粒子群優(yōu)化算法（PSO）的支持向量回歸（SVR）的傳感器溫濕度補償方法，通過傳感器實時檢測氮氧化物氣體和顆粒物濃度，并利用補償模型對傳感器檢測值進行溫濕度補償。經(jīng)過測試數(shù)據(jù)訓練和驗證，補償模型可以有效降低由溫濕度造成的誤差，能夠滿足工程需求。

發(fā)表于：5/14/2025 4:38:31 PM

一種可調(diào)電壓DC-DC電源無線智能測控系統(tǒng)設(shè)計[電源技術(shù)][工業(yè)自動化]

工業(yè)生產(chǎn)中有線通信方式通常受布線和傳輸距離的影響，給測控任務(wù)帶來諸多不便。特別是在一些高低溫、高噪聲和高電壓等不宜人員參與的環(huán)境中，有線數(shù)據(jù)傳輸方式很易受到干擾，同時需要人員不斷干預而存在安全隱患問題。為了解決以上問題，并結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計自身特征，提出了基于“5G模塊+STM32+PC”的一種可調(diào)電壓DC-DC電源無線智能測控系統(tǒng)設(shè)計方案，通過用戶端上位機智能測控軟件實現(xiàn)對遠端設(shè)備的測控功能。該系統(tǒng)具有電源電壓測控、誤差智能補償、5G無線通信等功能。整個系統(tǒng)具有控制精度高、可靠性高的特點。

發(fā)表于：5/14/2025 4:27:28 PM

風力發(fā)電系統(tǒng)MPPT特性測控系統(tǒng)設(shè)計[模擬設(shè)計][智能電網(wǎng)]

在中小型永磁同步風力發(fā)電機中，橋式整流+DC/DC變換器拓撲具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，其中DC/DC電路有Boost和Buck兩種拓撲，探究兩者的最大功率點跟蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）控制性能區(qū)別是對其優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵，測控系統(tǒng)是性能分析的重要手段。通過系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確認了系統(tǒng)參數(shù)及指標；分析了四橋臂DC/DC拓撲，并基于高端電流采樣和隔離采樣技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)電壓、電流、功率和頻率的采集，設(shè)計了功率驅(qū)動及單片機控制電路；探討了適合單片機的MPPT爬坡搜索法軟件；給出了基于LabVIEW的上位機操控系統(tǒng)的軟件設(shè)計實現(xiàn)；搭建了測控系統(tǒng)，進行了MPPT和兩種拓撲測控結(jié)果對比實驗。實驗結(jié)果表明測控系統(tǒng)達到了設(shè)計目標。

發(fā)表于：5/14/2025 4:15:26 PM

集成電路卡數(shù)據(jù)完整性保護機制快速檢測方法[模擬設(shè)計][工業(yè)自動化]

介紹了集成電路（Integrated Circuit，IC）卡數(shù)據(jù)完整性保護機制檢測方法，針對傳統(tǒng)單指令斷電檢測手段的局限性和不足提出二次斷電理論，用于檢測驗證IC卡在執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復過程中出現(xiàn)中斷的事務(wù)保護機制。采用時間統(tǒng)計法和功耗統(tǒng)計法兩種改進方案，計算斷電測試有效時間區(qū)域，解決二次斷電檢測效率低下問題。最后通過實驗結(jié)果驗證數(shù)據(jù)完整性保護機制快速檢測方法的有效性。

發(fā)表于：5/14/2025 4:01:00 PM

硅基GaN功率器件與驅(qū)動集成設(shè)計[電源技術(shù)][工業(yè)自動化]

為滿足高頻電源模塊的應(yīng)用需求，設(shè)計了一款全GaN功率芯片。芯片集成了驅(qū)動電路和300 V功率管，有效減少分立式封裝所帶來的寄生電感，集成化設(shè)計能夠提升芯片抗噪聲能力和可靠性。芯片在GaN-on-Si工藝平臺進行制備，采用E/D模集成電路設(shè)計。該芯片的驅(qū)動電路在2 MHz開關(guān)頻率下輸出信號上升時間為4.3 ns、下降時間為3.4 ns，芯片的功率管在300 V下能夠穩(wěn)定工作。

發(fā)表于：5/14/2025 3:50:24 PM

一種雙向使能的負壓低壓差線性穩(wěn)壓器[模擬設(shè)計][工業(yè)自動化]

設(shè)計實現(xiàn)了一種可以雙向使能的負壓低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）。首先介紹了傳統(tǒng)的負壓LDO基本架構(gòu)及工作特點，根據(jù)負壓LDO的應(yīng)用場景，提出負壓LDO的使能需要雙向使能。其次展示傳統(tǒng)的使能電路和提出的雙向使能電路，并按照正壓啟動和負壓啟動兩種情況分析。最后該負壓LDO芯片基于350 nm CMOS工藝設(shè)計制造，測試結(jié)果顯示，該負壓LDO在使能信號大于0.6 V小于5 V區(qū)間和大于-5 V小于-0.9 V區(qū)間內(nèi)可以實現(xiàn)雙向啟動，且使能電路在正壓啟動過程中消耗電流873 nA，在負壓啟動過程中消耗電流219 nA。

發(fā)表于：5/14/2025 3:37:23 PM