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基于K-means的異常識別方法[模擬設計][工業自動化]

在工業、電力、交通等領域，異常往往是系統發生問題或故障的先兆。通過異常識別技術，可以及時發現系統異常行為，預防或迅速應對潛在的故障，提高系統的可靠性和穩定性。當前的異常識別算法通常需要引入專家信息（如適宜的參數值），但在許多識別場景中，數據分布以及異常發生原因是未知的，導致專家信息不可信。因此，如何設計一款無需專家信息介入的異常識別算法意義非凡。設計了一種自適應的異常識別算法，通過K-means聚類算法識別出眾多小簇，然后統計各簇中對象數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，可協助使用者在分布以及原因未知情況下識別有效異常。

發表于：5/15/2025 2:19:04 PM

基于CoatiOA-VMD-WT的光電容積脈搏波去噪方法[通信與網絡][通信網絡]

在采集光電容積脈搏波信號（PPG）時，特別容易受到環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化算法，利用通過最小包絡熵作為評判標準，取確定變分模態分解（VMD）的最優模態分量的個數和懲罰因子，這兩個參數直接影響到了VMD的處理結果的好壞。以此對原始信號進行分解，利用余弦相似度區分不同的IMFs，再利用小波去噪，最后將信號進行重構，得到去噪后的信號。仿真和實驗結果表明：與傳統的去噪方法相比，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。

發表于：5/15/2025 2:06:04 PM

基于發布-訂閱機制的異構平臺消息中間件設計[通信與網絡][通信網絡]

針對嵌入式異構計算系統中計算單元間的互聯需求，面向CPU及FPGA平臺設計一種工作在發布-訂閱模式下的消息中間件。首先研究發布-訂閱模型及對應的報文傳輸方式，為解決可靠組播的錯誤控制、擁塞控制問題選用RapidIO作為中間件傳輸協議。其次研究中間件的通信方案與發布-訂閱機制的實現方案并設計了熱插拔機制與異常監測模塊以提升可靠性。系統驗證與測試結果表明，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的可靠性，與其他設計方案相比具有一定優勢。

發表于：5/14/2025 5:06:33 PM

面向高動態無線網絡的信道狀態收集系統研究[通信與網絡][通信網絡]

在以無線體域網為典型代表的高動態無線網絡中，如何以高時間精度記錄無線信道狀態是開展傳輸優化方案研究的關鍵前置問題之一。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組件，選取ESP32+ESP-NOW作為軟硬件開發平臺；并設計了一套高精度的無線信道狀態收集記錄系統。經過設計優化，這套軟硬件系統最高能達到約257 μs的收發間隔。另外，通過控制變量的多組實驗測試，詳細評估了協議模式、收發速率、核心數、線程數、主頻、串口通信及文件讀寫等變量對報文收發間隔和穩定性的影響。研究成果為高動態無線網絡鄰域的相關研究提供了設計方案和測試數據參考。

發表于：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][工業自動化]

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生的化學反應產生較大影響，因此需要相應的溫濕度補償方法來提升傳感器測量精度。為此，設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化算法（SCA）和改進式粒子群優化算法（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。經過測試數據訓練和驗證，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。

發表于：5/14/2025 4:38:31 PM

一種可調電壓DC-DC電源無線智能測控系統設計[電源技術][工業自動化]

工業生產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境中，有線數據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，并結合系統設計自身特征，提出了基于“5G模塊+STM32+PC”的一種可調電壓DC-DC電源無線智能測控系統設計方案，通過用戶端上位機智能測控軟件實現對遠端設備的測控功能。該系統具有電源電壓測控、誤差智能補償、5G無線通信等功能。整個系統具有控制精度高、可靠性高的特點。

發表于：5/14/2025 4:27:28 PM

風力發電系統MPPT特性測控系統設計[模擬設計][智能電網]

在中小型永磁同步風力發電機中，橋式整流+DC/DC變換器拓撲具有結構簡單的優點，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）控制性能區別是對其優化設計的關鍵，測控系統是性能分析的重要手段。通過系統總體方案設計，確認了系統參數及指標；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實現了系統電壓、電流、功率和頻率的采集，設計了功率驅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的上位機操控系統的軟件設計實現；搭建了測控系統，進行了MPPT和兩種拓撲測控結果對比實驗。實驗結果表明測控系統達到了設計目標。

發表于：5/14/2025 4:15:26 PM

集成電路卡數據完整性保護機制快速檢測方法[模擬設計][工業自動化]

介紹了集成電路（Integrated Circuit，IC）卡數據完整性保護機制檢測方法，針對傳統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卡在執行數據恢復過程中出現中斷的事務保護機制。采用時間統計法和功耗統計法兩種改進方案，計算斷電測試有效時間區域，解決二次斷電檢測效率低下問題。最后通過實驗結果驗證數據完整性保護機制快速檢測方法的有效性。

發表于：5/14/2025 4:01:00 PM

硅基GaN功率器件與驅動集成設計[電源技術][工業自動化]

為滿足高頻電源模塊的應用需求，設計了一款全GaN功率芯片。芯片集成了驅動電路和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模集成電路設計。該芯片的驅動電路在2 MHz開關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下能夠穩定工作。

發表于：5/14/2025 3:50:24 PM

一種雙向使能的負壓低壓差線性穩壓器[模擬設計][工業自動化]

設計實現了一種可以雙向使能的負壓低壓差線性穩壓器（LDO）。首先介紹了傳統的負壓LDO基本架構及工作特點，根據負壓LDO的應用場景，提出負壓LDO的使能需要雙向使能。其次展示傳統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工藝設計制造，測試結果顯示，該負壓LDO在使能信號大于0.6 V小于5 V區間和大于-5 V小于-0.9 V區間內可以實現雙向啟動，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。

發表于：5/14/2025 3:37:23 PM