检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机测量与控制 2024年第9期32卷 299-306页

作者：普勇博齐向东张海龙张涛中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

水下自主无人潜航器(AUV,autonomous underwater vehicle)由于其独特的高速、低阻、低噪等优势,是如今探索海洋的有力依托;作为自主式机器人,AUV如何自行导航回收至对接站是研究中的重要环节;依托于实验室独创的四桨无舵矢量推进型AUV,... 详细信息

水下自主无人潜航器(AUV,autonomous underwater vehicle)由于其独特的高速、低阻、低噪等优势,是如今探索海洋的有力依托;作为自主式机器人,AUV如何自行导航回收至对接站是研究中的重要环节;依托于实验室独创的四桨无舵矢量推进型AUV,通过改进Canny边缘检测,采用自适应阈值方法动态调整轮廓,在阈值最优时采用最小外接圆方法确定圆心;经Unity3D仿真和水池试验可知,该方法简单实用,鲁棒性强,且相比于传统的AUV形式以及传统的图像识别方法,该新型AUV在基于单目视觉的自适应阈值分割检测方法下,水下末端导引对接精度(优于20 cm)和对接成功率(大于80%)上均得到了大幅度的提高,在实际应用中对AUV能源补给、数据下载/上传、设备检修等具有重要的应用价值。

关键词：新型AUV 回收对接 Unity3D仿真自适应阈值单目视觉图像处理

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用于地下未爆弹探测的频域电磁传感器设计

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舰船电子工程 2024年第1期44卷 214-219页

作者：刘孝天张志杰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

未爆弹药通常位于地表以下,探测过程复杂,干扰多。利用频率域电磁法探测未爆弹时,需考虑激励和接收线圈之间的相互耦合。论文利用关于一次场对称的接收结构,使流入和流出接收线圈的磁通相互抵消,从而减小一次场对响应的影响。通过仿真... 详细信息

未爆弹药通常位于地表以下,探测过程复杂,干扰多。利用频率域电磁法探测未爆弹时,需考虑激励和接收线圈之间的相互耦合。论文利用关于一次场对称的接收结构,使流入和流出接收线圈的磁通相互抵消,从而减小一次场对响应的影响。通过仿真研究了各接收线圈的响应信号,提出了基于传感器的水平和竖直定位方法。最后参照仿真尺寸搭建实验平台,对三种不同尺寸的未爆弹药的探测深度可达1.2 m。验证了水平定位方法的可行性,竖直定位误差在10 cm以内。

关键词：频域电磁法未爆弹电磁传感器主场耦合

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无线传感网LEACH协议的改进方法

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信息技术 2024年第3期48卷 16-21页

作者：何汇成高欣穆继亮中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为解决传统LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议网络节点能量消耗高、存活数量少和生存寿命短等问题,提出了一种LEACH-AD改进方案。该算法引入最优簇头比率P值、加入距离因子、剩余能量因子和密度因子等因素更新的阈... 详细信息

为解决传统LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议网络节点能量消耗高、存活数量少和生存寿命短等问题,提出了一种LEACH-AD改进方案。该算法引入最优簇头比率P值、加入距离因子、剩余能量因子和密度因子等因素更新的阈值公式进行分簇以及簇间的传输。实验结果表明,改进后的LEACH-AD协议在首个死亡节点、10%死亡节点以及全部死亡节点分别比原LEACH协议延长138轮、195轮、628轮。在能量消耗方面比原LEACH协议多持续了631轮,改进后的路由协议减少了网络节点的能量消耗量,从而有效延长了无线网络与传感节点的工作时间,这对无线监测系统的研究与开发意义重大。

关键词：无线传感网分簇路由协议阈值公式网络剩余能量网络存活节点数

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基于张量不变量及避免椭圆误差的定位方法研究

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电光与控制 2023年第3期30卷 54-57,69页

作者：荆志伟裴东兴郭德月中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030000

针对目前广泛使用的基于磁梯度张量不变量的磁性目标定位方法未考虑椭圆系数的变化而导致定位精度降低这一问题,提出一种新的单位距离矢量求解方法和距离矢量模求解方法。通过分析磁性目标与测量系统之间的位置关系,构建新的单位距离矢... 详细信息

针对目前广泛使用的基于磁梯度张量不变量的磁性目标定位方法未考虑椭圆系数的变化而导致定位精度降低这一问题,提出一种新的单位距离矢量求解方法和距离矢量模求解方法。通过分析磁性目标与测量系统之间的位置关系,构建新的单位距离矢量,并通过麦克劳林公式和磁梯度张量不变量分别构建新的存在一阶误差与二阶误差的距离矢量模,避免未考虑椭圆系数变化而导致定位精度降低。仿真试验验证了所提方法较以前方法定位精度有明显提升,存在一阶误差与二阶误差的距离矢量模对定位精度的影响基本相同。该方法对进行探潜和未爆炸物的检测等方面具有较高的研究和应用价值。

关键词：磁性目标目标定位椭圆误差麦克劳林公式张量不变量定位

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基于北斗RDSS的船用海上定位设备关键技术研究

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舰船电子工程 2024年第3期44卷 40-45页

作者：樊文韬张强郭子裕张会新中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对海上船舶的定位问题,利用北斗短报文装置的位置报告功能,通过对定位、通信模块的关键技术研究和实验,设计出一整套北斗实时定位及通信系统,实现了对渔船位置的监测和对遇险渔船救援的指挥。北斗短报文设备采用了北斗二号的导航定位... 详细信息

针对海上船舶的定位问题,利用北斗短报文装置的位置报告功能,通过对定位、通信模块的关键技术研究和实验,设计出一整套北斗实时定位及通信系统,实现了对渔船位置的监测和对遇险渔船救援的指挥。北斗短报文设备采用了北斗二号的导航定位,双向短信发送和定时功能。有效地解决了通信距离远,通讯费用高等问题。该系统具有实时性强,通讯频率高,定位精度高,实用性强,传输功率大等优点。

关键词：北斗卫星短报文定位系统船用收发

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基于ZYNQ的电磁成像系统

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舰船电子工程 2024年第6期44卷 192-198页

作者：张裕宸张志杰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

文章使用ZYNQ开发板设计了一套基于电磁感应理论的成像系统。该系统使用8个铜制线圈组成阵列传感器,以Xilinx公司研发的ZYNQ-7000来设计单通道高速数据采集系统。采用14位的AD9240作为模数转换芯片,同时以AD9767与AD9240形成回路以检测... 详细信息

文章使用ZYNQ开发板设计了一套基于电磁感应理论的成像系统。该系统使用8个铜制线圈组成阵列传感器,以Xilinx公司研发的ZYNQ-7000来设计单通道高速数据采集系统。采用14位的AD9240作为模数转换芯片,同时以AD9767与AD9240形成回路以检测激励信号。系统的最高采样率能达到32MSPS,可以满足成像过程对于采样率的需求。外围电路与FPGA之间通过SPI总线通信,并利用Vivado和SDK软件进行联合开发,利用相敏检波算法对采集到的信号进行幅值与相位的分离与提取。通过对阵列传感器检查范围内放置金属样品进行成像实验,从实验结果中可以看出,论文所设计的系统可以满足准确采集电磁信号,并可利用采集信号进行电磁层析成像。

关键词： ZYNQ-7000 数据采集电磁成像 AD9240 相敏检波

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基于混沌系统和动态DNA编码的彩色图像加密算法

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计算机测量与控制 2024年第3期32卷 319-326页

作者：赵桥李博项融融中北大学仪器与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了提高图像在传输过程中的安全性,使得用户有更好的体验感,将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域;彩色数字图像根据红、绿、蓝3个通道分为三个二维矩阵,并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理,增加了编码运算的多样性,使得加... 详细信息

为了提高图像在传输过程中的安全性,使得用户有更好的体验感,将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域;彩色数字图像根据红、绿、蓝3个通道分为三个二维矩阵,并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理,增加了编码运算的多样性,使得加密过程更加安全;由Chen超混沌系统生成的序列决定了每个二维矩阵的DNA编码解码规则和运算规则,按照相应规则进行加密,加密后由分段Logistic生成相应的序列再次进行行、列置换,分段的Logistic混沌映射可以让系统更快地进入混沌状态;合并红、绿、蓝3个通道的三个二维矩阵,生成三维矩阵,最终得到相应的彩色加密图像;选取相应的彩色图像进行仿真实验,最终的仿真结果表明,所提出的算法加密效果和相关性能指标良好,同时具有较强的安全性和鲁棒性。

关键词：图像加密信息安全 Chen超混沌系统 Logistic混沌系统 DNA编码彩色图像

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应用于S波段的双频带通滤波器

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舰船电子工程 2025年第2期45卷 74-77页

作者：赵殷缘张斌珍段俊萍王佳云中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

论文所提出的BPF由叉指耦合结构和五个E型谐振器单元组成,该结构由等效电路模型进行构建以及奇偶模理论进行分析,通过调整E型谐振器分支的长度,可以控制两个差模(DM)通带的中心频率,此外叉指型耦合结构实现了两个频段所需的外部耦合度,... 详细信息

论文所提出的BPF由叉指耦合结构和五个E型谐振器单元组成,该结构由等效电路模型进行构建以及奇偶模理论进行分析,通过调整E型谐振器分支的长度,可以控制两个差模(DM)通带的中心频率,此外叉指型耦合结构实现了两个频段所需的外部耦合度,并增加了带外抑制。根据测量结果,在2.7 GHz和4 GHz频率下,分别获得了38.5%和10.63%的相对带宽,并且两个频段的DM回波损耗均大于15.6 dB。

关键词：双频段BPF 奇偶模理论 E型谐振器叉指耦合

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多通道热电偶温度采集系统设计与实现

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计算机测量与控制 2025年第4期33卷 270-276,321页

作者：张旭博姚雪美徐贺杨洪应平中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

随着温度测量技术迅速发展,近年来在多种工业测温环境中开始使用热电偶来测温,很大程度上提高了用户测量的便利性;针对国内热电偶采集系统多通道、高精度、快速测量的要求,实现了一种使用STM32控制的90通道高精度热电偶温度采集系统,系... 详细信息

随着温度测量技术迅速发展,近年来在多种工业测温环境中开始使用热电偶来测温,很大程度上提高了用户测量的便利性;针对国内热电偶采集系统多通道、高精度、快速测量的要求,实现了一种使用STM32控制的90通道高精度热电偶温度采集系统,系统采用STM32作为主控单元,使用分辨率为24位的A/D转换器AD7793,并使用K型热电偶传感器实时监测实验环境温度,并使用PT100温度传感器作为冷端补偿,进行热电偶信号的温度校准,最终实现在-20~280℃条件下的90通道热电偶温度监测;该系统支持RS485通信接口,并使用上位机软件实现温度的实时显示和记录;经验证,该系统能够实现90通道温度的精确采集,通过高低温箱进行温度测试该系统符合项目需求指标,且误差范围在±0.25,为工业领域温度测量和记录提供了便利、稳定的工程化解决方案。

关键词：温度采集热电偶冷端补偿 STM32 多通道

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具有预设性能的鲁棒仿射编队机动控制

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电光与控制 2023年第2期30卷 8-13页

作者：马戥军李孟委张鹏牛兴龙中北大学仪器与电子学院太原030000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030000 中北大学电气与控制工程学院太原030000

针对带有未知外部干扰的多智能体系统,提出了一种带有预设性能的鲁棒仿射编队控制算法。在有向图下,利用符号拉普拉斯矩阵,根据领航者的状态,给出了跟随者距离误差动力学模型。然后,利用输入到状态稳定(ISS)和李雅普诺夫稳定性定理,不... 详细信息

针对带有未知外部干扰的多智能体系统,提出了一种带有预设性能的鲁棒仿射编队控制算法。在有向图下,利用符号拉普拉斯矩阵,根据领航者的状态,给出了跟随者距离误差动力学模型。然后,利用输入到状态稳定(ISS)和李雅普诺夫稳定性定理,不仅证明了所提控制算法的收敛性和稳定性,抑制了系统的外部干扰,还保证了系统的误差状态收敛到预设的性能函数内,保证系统具有良好的暂态行为。最后,仿真结果验证了跟随者在外部干扰下依然能够跟随领航者,验证了所提算法的有效性。

关键词：编队控制多智能体系统有向图预设性能控制未知干扰

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