自动化仪表
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自动化仪表
2012年 33卷 4期
刊出日期 2012-04-20
研究与开发
系统集成与应用
新型检测技术
新型测试技术与方法
工业通信网络
仪表设计与技巧
研究与开发
1
周翔, 侯立刚, 苏成利, 肖炎良, 张勇
小波包滤波在齿轮故障诊断中的应用
为快速准确地判断齿轮故障的类型，提出了小波包滤波和神经网络相结合进行齿轮故障分类的方法。介绍了小波包去噪的原理和神经网络的设计方法，对阈值算法和神经网络优化算法作了改进，得到了不含噪声的信号和准确的故障分类方法。仿真结果表明，基于小波包滤波的神经网络方法具有更高的准确性和稳定性，可以满足工业故障诊断的要求。
2012 Vol. 33 (4): 1-4 [
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5
刘景泰, 石涛, 王鸿鹏, 陈新伟, 林森
大型三维真彩色喷墨控制系统
摘要：针对三维喷绘机器人的作业需求，设计了一种基于FPGA的大型三维真彩色喷墨控制系统。系统以VirtexII Pro FPGA内嵌的PowerPC405硬核为中心，通过移植Xilkernel嵌入式操作系统和LwIP网络协议，搭建了一个多任务实时处理平台；并自主设计了满足喷头控制时序的IP核及相应驱动，硬件协加速单元在位置触发信号的节拍控制下执行喷墨过程。试验结果表明，系统灵活性较强，实时性较好，能够准确、高速地进行三维真彩色喷墨。
2012 Vol. 33 (4): 5-9 [
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9
姜香菊, 刘二林
小波神经网络对风力发电机齿轮箱的故障诊断
为研究风力发电机组齿轮箱的故障特性，提高其工作的可靠性，提出采用小波神经网络对齿轮箱的故障进行诊断的方案。该方案采用小波包分析与径向基函数(RBF)神经网络相结合组成小波神经网络，以准确地识别风力发电机组中齿轮箱常见的故障。诊断结果证明了方案的可行性。该方案在风力发电机组齿轮箱故障诊断领域具有良好的实用前景。
2012 Vol. 33 (4): 9-12 [
摘要
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13
李启源, 裴海龙
软实时环境下机器人运动学逆解研究
为有效抑制串联机构的末端振动，使机器人运动系统的运行更加平滑，设计了以PC104为硬件基础、在RTLinux上进行二次软件开发的机器人控制系统。它通过PCI/ISA总线连接上位机和底层硬件接口电路，以控制伺服电机。分别研究了机器人系统的模型，以及在这一软实时系统上采用反变换法+ Pieper方法求解机器人的逆运动学问题。通过比较工业机器人在伺服控制、板卡控制和软件控制三种模式下的运动性能，验证了软件方式的优越性，以及其在运动控制领域中的应用价值。
2012 Vol. 33 (4): 13-15 [
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16
薛美盛, 彭锋
合成氨清洁生产监控系统设计与实现
清洁生产作为一套完整的可持续发展战略，已得到社会的广泛认同，但国内尚未实现清洁生产评估考核系统数据的整合。为解决这个问题，对基于InTouch的合成氨企业清洁生产监控系统实现方法进行了研究和开发，并在此基础上设计和实现了基于Matlab与InTouch混合编程的合成氨企业清洁生产在线评估考核示范系统。模糊分层评估算法给出了母系统和不同层次子系统清洁生产水平隶属度判断，评估结果验证了该示范系统的可行性和有效性。
2012 Vol. 33 (4): 16-20 [
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21
梁秀霞, 胡姗姗, 李伟斌
非参数回归算法在短时交通流预测中的应用
由于城市道路交通系统中的交通流演变存在随机性和复杂性, 且实时交通状态判别本身具有不确定性，故实时、准确的短时交通流预测是交通控制与诱导的一个关键因素。利用非参数回归对短时交通流进行预测是一种较好的预测方法，它能够很好地体现交通流的非线性、时变性和不确定性。为进一步提高预测的准确性，对K近邻的非参数回归方法进行了改进。结果表明，改进模型预报准确率更高，稳定性更好。
2012 Vol. 33 (4): 21-23 [
摘要
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24
姚旭栋, 何黎明, 王林
可自定义的ARINC 429总线仿真系统设计
ARINC 429总线是我国某型号支线客机所采用的数据总线通信标准。为了满足在航电系统开发与试验过程中对总线仿真功能的需求，以虚拟仪器技术为核心，基于LabVIEW软件开发平台，设计了用户可完全自定义的ARINC 429总线仿真系统。该系统的实现为航电实验室相关研发工作和试验工作的开展提供了一个良好的运行环境。
2012 Vol. 33 (4): 24-26 [
摘要
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系统集成与应用
27
李文军, 乐小琴, 沈晓昱, 孙斌
工业仪表无线数据采集系统的设计与实现
为方便快捷地读取现场仪表数据和查询仪表运行状况，提出了一种基于ZigBee的工业仪表无线数据采集系统设计方案。采用ZigBee技术，搭建了一套无线数据采集系统，并利用数据库技术和虚拟仪器技术对数据进行采集、存储和管理。对设计的系统作了整体功能测试以及通信距离、丢包率和误码率的测试,结果表明，设计的无线数据采集系统具有低功耗、高可靠性和稳定性等优点。
2012 Vol. 33 (4): 27-29 [
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30
万文略, 崔冰波
LabVIEW在测控系统登录与管理中的应用
为提高工业测控系统的使用安全性，描述了一种用户登录与管理系统的设计原理和实现过程。讨论了LabVIEW人机界面编程和使用LabSQL访问数据库的方法，并在此基础上阐述了LabVIEW事件结构、SubVI的使用以及LabVIEW中调试技术的实现过程。测试结果表明，该系统具有高内聚性、松散耦合的特点，可作为大型应用程序的组件使用，现已成功应用于测控系统的用户登录与管理系统。
2012 Vol. 33 (4): 30-34 [
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35
李双科, 吴记群
基于LabVIEW的变压器在线状态监测系统
变压器的在线状态监测对于变压器的故障诊断以及电网的正常运行具有重要的意义。对以机械参数为主、电气参数为辅的变压器振动分析法进行了研究，建立了一套在线状态监测系统。系统通过工作现场的数据采集终端检测变压器的振动、电压、电流和油温信号，使用串口和以太网实现数据采集终端和上位机之间的数据通信;上位机采用LabVIEW软件对这些信号进行分析，从而判断变压器的工作状态。试验表明，系统具有良好的在线监测效果。
2012 Vol. 33 (4): 35-37 [
摘要
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38
郭杰, 杨会海, 朱德明, 王雷雷, 韩顺利
DCS在焦炉地面除尘系统中的应用
以和利时DCS系统在某100万t捣固焦炉地面除尘站系统中的应用为例，介绍了袋式除尘系统的工艺流程、工艺联锁与控制要求，并依此制订了基于和利时MACSV系统的详细实现方案。系统具有免维护、除尘效果良好等特点。系统投运后，不仅减少了工人劳动强度，改善了工厂周边环境，并且取得了良好的经济效益和社会效益。
2012 Vol. 33 (4): 38-40 [
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新型检测技术
41
王彩霞
线阵CCD非接触直径测量系统设计
为解决直径测量系统中存在的对工件有磨损、测量精度低、无法实现动态测量的问题，提出采用光电传感器件——电荷耦合器件线阵CCD光电检测方法，配合光学系统实现工件的非接触直径测量，满足了现代工业生产对直径测量系统提出的高精度、快速、非接触和实时反馈的需求。对线阵CCD的信号检测电路、调理电路及数据处理电路设计进行了研究，并进行了三种工件直径测量试验和误差分析。试验表明，该系统可对φ0.5mm～φ30mm的工件进行直径测量，测量精度为±5μm。
2012 Vol. 33 (4): 41-44 [
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45
蒋巍, 石晓辉, 李文礼
变速器试验台测控系统的研制
为适应变速器试验发展的需求，介绍了一种汽车变速器试验台测控系统的软硬件结构。该系统以工业控制计算机为核心，基于虚拟仪器设计软件LabWindows/CVI开发平台研制，可根据试验需要编制转速、转矩、转速步长、转矩步长、持续时间等载荷谱参数和报警参数。系统按照参数实现试验过程的自动控制和故障报警，可以对变速器进行多种项目的试验，实现了变速器综合性能的在线测试。该系统在实际运行中操作方便、维护简便、可靠性高。
2012 Vol. 33 (4): 45-47 [
摘要
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新型测试技术与方法
48
翁思健, 何斌
高可靠性工控设备寿命验证试验的方案设计
随着高可靠性工控设备的问世，需要一套具有可操作性的寿命验证方案对可靠性数据进行验证。在介绍了相关可靠性理论的基础上，将传统的平均无故障工作时间(MTBF)验证方法与加速寿命方法相结合，构建了一套验证高可靠性设备寿命的方案。该方案在不降低置信度水平的前提下，能够较快速地获取设备实际的MTBF，需要的样本数量也相对较少。
2012 Vol. 33 (4): 48-51 [
摘要
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52
周勤, 胡海梅, 陈克绪
继电保护测试仪检测装置的研发
针对继电保护测试仪检测要求准确度高、宽频及多功能等难题，研制开发了采用DSP+AVR+嵌入式工控机架构的继电保护测试仪检测装置。DSP负责信号的采样、处理和计算等，嵌入式工控机负责数据处理、显示和键盘处理。试验结果表明，该装置可对继电保护测试仪进行总谐波畸变率、响应速度、同步性、带负载能力、动作时间等技术参数的功能检测，满足精度要求，实现了继电保护测试仪的检测多功能、宽范围和高准确度上的统一。
2012 Vol. 33 (4): 52-54 [
摘要
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55
孙志杰, 宋楠, 宋雨虹, 鲁观娜, 张姣姣
预付费电能表功能检测装置的研制
为使常规电能表能对贸易结算方面数据的交换和电量的控制进行测试和考核，全面实现自动化检测预付费电能表功能，设计了预付费电能表功能检测装置。该装置通过计算机软件和插卡模拟器的结合，实现自动插拔卡操作；采用断电续流设计,完成继电器功能检测。同时，增加了光电检测系统、继电器状态检测系统等检测措施。实践证明，该装置实现了对预付费功能的自动检测和判断。
2012 Vol. 33 (4): 55-58 [
摘要
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工业通信网络
59
张福军, 宋铁军, 刘坤
单片机实现海明码纠错原理的研究
介绍了海明码的编码、解码、纠错原理及其构造方法，并将纠错原理应用于单片机之间的串行通信。阐述了发送机发送程序与接收机接收程序的流程，以及单片机实现海明码软件编码、解码的具体过程，并给出了找出一位差错并进行纠正的方法。该方法用于单片机遥测和遥控系统，具有高性价比、高可靠和操作简便的优点。
2012 Vol. 33 (4): 59-61 [
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62
朱耀春, 宋昉, 刘玲
混合现场总线控制系统的实时性分析
根据当前混合现场总线控制系统的系统构架，对FF H1现场总线系统、ProfibusDP现场总线系统以及由它们构成的混合现场总线系统进行了实时性分析。给出了混合现场总线系统控制周期、总线宏周期和报文循环时间的设置和计算方法，为工程设计人员设计混合现场总线系统提供了重要参考依据。最后，说明了对混合现场总线进行实时性分析具有重要的理论价值和实用价值。
2012 Vol. 33 (4): 62-65 [
摘要
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66
杨传顺, 袁建, 李国华
分布式控制系统精确时钟同步技术
为了克服传统的分布式测量和控制系统存在的诸多缺点，提出了传输和同步系统时钟的新方案。该方案采用IEEE 1588精确时钟同步协议以及在控制系统中广泛应用的以太网来实现。实现过程中，由硬件辅助生成时间戳，保证了系统对主从时钟的偏移时间和报文传输的延迟时间的测量、计算和精确控制。测试结果表明，从时钟的同步精度能够满足系统的应用需求，减少了测控系统中的专用时钟线缆的连接数，对类似的时钟同步需求具有很好的推广应用价值。
2012 Vol. 33 (4): 66-69 [
摘要
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70
宋天楹, 张红梅, 冯欢
CAN-RS232转换器在实时操作系统RT-Thread上的实现
控制器局域网（CAN）通信的主要功能是实现其节点设备和上位机之间数据信息和控制信息的交互，CAN与PC机RS232网络间的协议转换需要用转换器来完成。介绍了基于LPC1768处理器与RTThread系统的转换器的实现过程，完成了CAN与RS232网路间的无缝通信。实践证明，此方案对CAN组网应用具有实际意义。
2012 Vol. 33 (4): 70-72 [
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77
王可崇, 刘曼兰
一种中部通孔动节流元件的流量变送器
针对既想保持差压变送器基本优点又想克服其导压管诸多缺点的流量检测问题，设计了新型中部通孔动节流元件的流量变送器。该变送器具体的实施方式是将节流元件从固定式改为可动式，并以金属弹性膜片隔离被测流体并承受其压力、支撑动节流元件并允许其在一定范围内沿轴向移动。试验数据表明，该变送器具有精度高、压力损失小、调校方便、价格低廉等优点，具有最终取代全部差压变送器及大部分超声波流量计的发展前景。
2012 Vol. 33 (4): 77-80 [
摘要
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81
周涛, 杨景常, 郝明刚
虚拟数字音频扫频仪的设计
针对目前电子科研实验室缺乏低成本音频扫频仪的现状，设计了一种基于虚拟仪器的数字音频扫频仪。系统主要由数字信号处理器最小系统、低通滤波电路、待测网络、抗混叠滤波电路以及上位机控制界面组成。阐述了用于扫频信号产生和幅频特性测试的算法。现场测试数据表明，系统能够在容许误差范围内测出待测网络在音频范围内的幅频特性，证明了系统设计方案的合理性，同时也证明了虚拟数字音频扫频仪可能成为今后数字音频扫频仪的发展趋势。
2012 Vol. 33 (4): 81-83 [
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84
宁合伟, 甄国涌, 任勇峰
低压差分信号接口的优化设计
针对目前低压差分信号(LVDS)接口在高速长距离传输时容易出现失锁的现象，分别从电路和逻辑两方面对接口进行了优化设计。在电路方面，通过在电路中增加差分信号驱动器和自适应电缆均衡器，对信号进行增强和恢复；在逻辑方面，通过对接口通信协议的分析，提出了交替发送反码和增加标志位两种避免失锁的方法。实测结果表明，优化后的接口不仅有效地避免了失锁现象，保证了接口的可靠性，而且也提高了接口的传输速度。
2012 Vol. 33 (4): 84-86 [
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仪表设计与技巧
73
黄皎, 许晓娟, 陆晓春, 任姣, 刘海荣
嵌入式电磁流量计智能监控终端的设计
为了改进传统电磁流量计监控终端设计存在的局限性，提出了一种基于嵌入式技术的电磁流量计智能监控终端的设计方案。系统以S3C6410为核心处理器，以嵌入式Linux为平台，运用嵌入式、数据库、图形开发和网络等技术，实现了仪表参数设定、串口设置、流量和电势标定以及对测量数据的存储、显示、管理以及远程监控等多种功能。实际应用表明，该设计具有可靠性高、人机界面友好、网络功能强大等特点，在工业仪表应用中具有推广价值。
2012 Vol. 33 (4): 73-76 [
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29
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