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基于K-means的異常識(shí)別方法[模擬設(shè)計(jì)][工業(yè)自動(dòng)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(wèn)題或故障的先兆。通過(guò)異常識(shí)別技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常行為，預(yù)防或迅速應(yīng)對(duì)潛在的故障，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)前的異常識(shí)別算法通常需要引入專(zhuān)家信息（如適宜的參數(shù)值），但在許多識(shí)別場(chǎng)景中，數(shù)據(jù)分布以及異常發(fā)生原因是未知的，導(dǎo)致專(zhuān)家信息不可信。因此，如何設(shè)計(jì)一款無(wú)需專(zhuān)家信息介入的異常識(shí)別算法意義非凡。設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)的異常識(shí)別算法，通過(guò)K-means聚類(lèi)算法識(shí)別出眾多小簇，然后統(tǒng)計(jì)各簇中對(duì)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(duì)象數(shù)量明顯小于其他簇，從而將它們識(shí)別為異常簇，其中的對(duì)象識(shí)別為異常。換句話(huà)說(shuō)，概率分布圖代替了專(zhuān)家信息，可協(xié)助使用者在分布以及原因未知情況下識(shí)別有效異常。

發(fā)表于：2025/5/15 14:19:04

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(hào)（PPG）時(shí)，特別容易受到環(huán)境和采集對(duì)象所帶來(lái)的噪聲影響，導(dǎo)致采取的信號(hào)與真實(shí)值差距過(guò)大。針對(duì)這一問(wèn)題，提出了一種PPG信號(hào)的去噪方式，給出一種長(zhǎng)鼻浣熊優(yōu)化算法，利用通過(guò)最小包絡(luò)熵作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，取確定變分模態(tài)分解（VMD）的最優(yōu)模態(tài)分量的個(gè)數(shù)和懲罰因子，這兩個(gè)參數(shù)直接影響到了VMD的處理結(jié)果的好壞。以此對(duì)原始信號(hào)進(jìn)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(hào)進(jìn)行重構(gòu)，得到去噪后的信號(hào)。仿真和實(shí)驗(yàn)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(hào)信噪比更高，均方差更低，波形相似度更高。

發(fā)表于：2025/5/15 14:06:04

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

針對(duì)嵌入式異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中計(jì)算單元間的互聯(lián)需求，面向CPU及FPGA平臺(tái)設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的報(bào)文傳輸方式，為解決可靠組播的錯(cuò)誤控制、擁塞控制問(wèn)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(jī)制的實(shí)現(xiàn)方案并設(shè)計(jì)了熱插拔機(jī)制與異常監(jiān)測(cè)模塊以提升可靠性。系統(tǒng)驗(yàn)證與測(cè)試結(jié)果表明，中間件具有較好的通信性能，且熱插拔機(jī)制有效提升了系統(tǒng)的可靠性，與其他設(shè)計(jì)方案相比具有一定優(yōu)勢(shì)。

發(fā)表于：2025/5/14 17:06:33

面向高動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)為典型代表的高動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，如何以高時(shí)間精度記錄無(wú)線(xiàn)信道狀態(tài)是開(kāi)展傳輸優(yōu)化方案研究的關(guān)鍵前置問(wèn)題之一。以低成本便攜化為核心目標(biāo)，綜合對(duì)比研究了幾類(lèi)典型無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)組件，選取ESP32+ESP-NOW作為軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)；并設(shè)計(jì)了一套高精度的無(wú)線(xiàn)信道狀態(tài)收集記錄系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，這套軟硬件系統(tǒng)最高能達(dá)到約257 μs的收發(fā)間隔。另外，通過(guò)控制變量的多組實(shí)驗(yàn)測(cè)試，詳細(xì)評(píng)估了協(xié)議模式、收發(fā)速率、核心數(shù)、線(xiàn)程數(shù)、主頻、串口通信及文件讀寫(xiě)等變量對(duì)報(bào)文收發(fā)間隔和穩(wěn)定性的影響。研究成果為高動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鄰域的相關(guān)研究提供了設(shè)計(jì)方案和測(cè)試數(shù)據(jù)參考。

發(fā)表于：2025/5/14 16:53:00

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

氮氧化物和顆粒物是柴油機(jī)車(chē)尾氣排放的兩種主要污染物。利用車(chē)輛尾氣檢測(cè)裝置對(duì)柴油機(jī)車(chē)進(jìn)行尾氣排放監(jiān)控是治理城市空氣污染的一項(xiàng)有效措施。對(duì)于氮氧化物氣體傳感器而言，基于其檢測(cè)原理，溫度和濕度會(huì)對(duì)其檢測(cè)過(guò)程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生較大影響，因此需要相應(yīng)的溫濕度補(bǔ)償方法來(lái)提升傳感器測(cè)量精度。為此，設(shè)計(jì)了一種車(chē)載式車(chē)輛尾氣檢測(cè)裝置，并提出了一種基于正余弦優(yōu)化算法（SCA）和改進(jìn)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(bǔ)償方法，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)氮氧化物氣體和顆粒物濃度，并利用補(bǔ)償模型對(duì)傳感器檢測(cè)值進(jìn)行溫濕度補(bǔ)償。經(jīng)過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)訓(xùn)練和驗(yàn)證，補(bǔ)償模型可以有效降低由溫濕度造成的誤差，能夠滿(mǎn)足工程需求。

發(fā)表于：2025/5/14 16:38:31

一種可調(diào)電壓DC-DC電源無(wú)線(xiàn)智能測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[電源技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

工業(yè)生產(chǎn)中有線(xiàn)通信方式通常受布線(xiàn)和傳輸距離的影響，給測(cè)控任務(wù)帶來(lái)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(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式很易受到干擾，同時(shí)需要人員不斷干預(yù)而存在安全隱患問(wèn)題。為了解決以上問(wèn)題，并結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(wú)線(xiàn)智能測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)用戶(hù)端上位機(jī)智能測(cè)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備的測(cè)控功能。該系統(tǒng)具有電源電壓測(cè)控、誤差智能補(bǔ)償、5G無(wú)線(xiàn)通信等功能。整個(gè)系統(tǒng)具有控制精度高、可靠性高的特點(diǎn)。

發(fā)表于：2025/5/14 16:27:28

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MPPT特性測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[模擬設(shè)計(jì)][智能電網(wǎng)]

在中小型永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，橋式整流+DC/DC變換器拓?fù)渚哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，其中DC/DC電路有Boost和Buck兩種拓?fù)洌骄績(jī)烧叩淖畲蠊β庶c(diǎn)跟蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）控制性能區(qū)別是對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，測(cè)控系統(tǒng)是性能分析的重要手段。通過(guò)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確認(rèn)了系統(tǒng)參數(shù)及指標(biāo)；分析了四橋臂DC/DC拓?fù)洌⒒诟叨穗娏鞑蓸雍透綦x采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)電壓、電流、功率和頻率的采集，設(shè)計(jì)了功率驅(qū)動(dòng)及單片機(jī)控制電路；探討了適合單片機(jī)的MPPT爬坡搜索法軟件；給出了基于LabVIEW的上位機(jī)操控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；搭建了測(cè)控系統(tǒng)，進(jìn)行了MPPT和兩種拓?fù)錅y(cè)控結(jié)果對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明測(cè)控系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

發(fā)表于：2025/5/14 16:15:26

集成電路卡數(shù)據(jù)完整性保護(hù)機(jī)制快速檢測(cè)方法[模擬設(shè)計(jì)][工業(yè)自動(dòng)化]

介紹了集成電路（Integrated Circuit，IC）卡數(shù)據(jù)完整性保護(hù)機(jī)制檢測(cè)方法，針對(duì)傳統(tǒng)單指令斷電檢測(cè)手段的局限性和不足提出二次斷電理論，用于檢測(cè)驗(yàn)證IC卡在執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復(fù)過(guò)程中出現(xiàn)中斷的事務(wù)保護(hù)機(jī)制。采用時(shí)間統(tǒng)計(jì)法和功耗統(tǒng)計(jì)法兩種改進(jìn)方案，計(jì)算斷電測(cè)試有效時(shí)間區(qū)域，解決二次斷電檢測(cè)效率低下問(wèn)題。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性保護(hù)機(jī)制快速檢測(cè)方法的有效性。

發(fā)表于：2025/5/14 16:01:00

硅基GaN功率器件與驅(qū)動(dòng)集成設(shè)計(jì)[電源技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

為滿(mǎn)足高頻電源模塊的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了一款全GaN功率芯片。芯片集成了驅(qū)動(dòng)電路和300 V功率管，有效減少分立式封裝所帶來(lái)的寄生電感，集成化設(shè)計(jì)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(tái)進(jìn)行制備，采用E/D模集成電路設(shè)計(jì)。該芯片的驅(qū)動(dòng)電路在2 MHz開(kāi)關(guān)頻率下輸出信號(hào)上升時(shí)間為4.3 ns、下降時(shí)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：2025/5/14 15:50:24

一種雙向使能的負(fù)壓低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器[模擬設(shè)計(jì)][工業(yè)自動(dòng)化]

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種可以雙向使能的負(fù)壓低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器（LDO）。首先介紹了傳統(tǒng)的負(fù)壓LDO基本架構(gòu)及工作特點(diǎn)，根據(jù)負(fù)壓LDO的應(yīng)用場(chǎng)景，提出負(fù)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?jiǎn)?dòng)和負(fù)壓?jiǎn)?dòng)兩種情況分析。最后該負(fù)壓LDO芯片基于350 nm CMOS工藝設(shè)計(jì)制造，測(cè)試結(jié)果顯示，該負(fù)壓LDO在使能信號(hào)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(shí)現(xiàn)雙向啟動(dòng)，且使能電路在正壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中消耗電流873 nA，在負(fù)壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中消耗電流219 nA。

發(fā)表于：2025/5/14 15:37:23