电子科技

张尚,吴蓉,王朝,许利沙

2016, 29(5): 1.

摘要 ( 507 )

PDF (750KB) ( 487 )

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通过对并联微环谐振器传输特性进行研究分析,针对结构参数影响耦合诱导透明效应的问题。文中采用微环传输矩阵理论得出传输函数表达式,利用Matlab软件仿真了各参数变化对透明效应的影响。研究结果表明,耦合系数k的增大,传播损耗系数a的减小或两环间距L的增大,均会使透明效应减弱;微环半径R的增大,透明效应无明显的变化,但谐振波长发生改变。

基于太阳能的智能庭院灯设计与实现

张易,李锡华

2016, 29(5): 5.

摘要 ( 502 )

PDF (986KB) ( 1064 )

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针对家庭院子里庭院灯布线不便和功能需求问题,设计并实现了一种基于太阳能电池板供能的智能庭院灯系统。对于普通庭院灯进行了功能上的改进,提升用户体验。采用STM32F103单片机作为主控芯片,根据人体热释电和光感传感器采集信息进行智能控制,并通过温湿度、雨水检测等传感器采集数据,使用蓝牙发送到上位机。测试结果表明,系统运行稳定,功耗较低,可满足实际生活需求。

基于S3C2440的新型驱动电源设计

王超,孙国强

2016, 29(5): 8.

摘要 ( 513 )

PDF (928KB) ( 353 )

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在聚合物分散液晶材料的光性能研究中,合适的驱动电源是必不可少的实验辅助系统。针对目前相关商业产品偏少的现状,提出了一种以S3C2440微处理器为主控器的驱动电源系统设计方案。通过采用AD9833信号发生芯片产生波形、频率、幅值可调的交流信号,经过升压和功率放大后,输出电压可在400 V以内,供测试液晶材料光性能实验使用。实际使用表明,该系统能满足实验要求并简化了实验步骤,克服了在以往实验中驱动信号单一的缺点,与国外同类型产品相比,成本更为低廉。

一种压电陶瓷微位移器驱动电源研究

朱婷

2016, 29(5): 13.

摘要 ( 489 )

PDF (788KB) ( 429 )

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在研究压电陶瓷微位移器的基础上,针对压电陶瓷的驱动特点和要求,设计了一种驱动电源。以单片机Atmega128和高压运算放大器PA78为核心器件,以及相关电路构成电压控制型驱动电源。介绍了主要模块电路的功能和实现,并对驱动电源进行测试实验。驱动电源可输出0~300 V连续电压,分辨率可达10 mV、静态纹波＜5 mV。结果表明该电源具有线性度高、稳定性好、分辨率高等优点。

2～12 GHz超宽带带状线定向耦合器的设计

徐洋,彭龙,左艳,张帅

2016, 29(5): 16.

摘要 ( 608 )

PDF (706KB) ( 517 )

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根据带状线理论,设计了一种新型的带状线定向耦合器。通过将耦合带状线分段处理,根据每段带状线的耦合度,合理地设计每段耦合带状线的物理参数,拓宽了耦合器的工作频带。同时通过优化仿真,以补偿耦合器奇模与偶模之间相速度的差异,并抵消不连续性所带来的寄生参数的影响,从而提高定向耦合器的方向性。在设计过程中,借助Ansoft Designer软件进行初步优化仿真,最终电路版图以AutoCad格式导入到HFSS中进行进一步验证。

基于正交试验的控制柜热设计研究

左晓刚,崔国民,王金阳

2016, 29(5): 19.

摘要 ( 504 )

PDF (783KB) ( 315 )

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在已有机柜散热方式的基础上,采用整体区域的平均温度作为环境温度的近似,借助L64(98)正交表分析控制柜关键因素位置对其平均温度的影响。结果表明,左侧入风口和电子元件A1对平均温度的影响最大。极差分析优组合与原始布局相比平均温度下降了1.38 ℃,通过优化关键因素位置,控制柜可靠性得到了提高,为机柜系统热设计提供一定参考。

VPX平台的多板卡FPGA动态配置方法

陈昌明,邵高平,刘小蒙,党力明,高飞

2016, 29(5): 23.

摘要 ( 534 )

PDF (633KB) ( 416 )

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针对VPX平台板卡的FPGA通常采用上电时从非易失性存储器主动加载配置数据的方式,存在灵活性较差的缺点。文中提出了一种基于CPU+SPI总线+CPLD的多板卡FPGA动态配置方法,可在不开箱的情况下对平台内各板卡FPGA进行动态配置。经测试,该方法配置10.9 MB大小的数据用时约为7 s,具有较好的灵活性和可靠性

低噪声低功耗斩波运放的分析与设计

李威,张兆浩,吴次南

2016, 29(5): 26.

摘要 ( 636 )

PDF (733KB) ( 393 )

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CMOS运放的噪声尤其是低频1/f噪声会随着整体功耗的降低而急剧增加,针对传感器读出电路应用,文中在传统斩波运放的基础上设计了一个低噪声、低功耗的嵌套式斩波运算放大器。基于SMIC0.18 μm工艺,通过Spectre仿真工具进行仿真与验证。高频斩波(fchop,high)频率为500 kHz,低频斩波频率(fchop,low)为2 kHz时的仿真结果表明,运放在100 Hz处的噪声功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)降为23 nV[KF(]Hz[KF)],总消耗电流14 μA,放大器的增益带宽积(GBW)为16.7 MHz,运放的电流效率(GBW/Itot)达到了1 193,该设计的整体性能与以往的设计相比具有一定优势。

基于DER的高速链路通道误码率眼图的实现

严锦荣

2016, 29(5): 30.

摘要 ( 430 )

PDF (1017KB) ( 337 )

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针对传统的最坏眼图技术通常会导致过量设计的问题,从统计域的角度提出了一种既定数据率下的通道误码率眼图的求解方法。文中采用双边沿响应法,基于DDR4十线模型将通道的码间干扰和串扰的影响同时考虑在内。通过给发送的码元赋以概率,再对卷积运算的结果进行处理,绘出最终的误码率眼图,不只局限于最坏眼图,因此更具有实用价值。

TD LTE-A系统下的中继规划技术

郝龙

2016, 29(5): 34.

摘要 ( 478 )

PDF (780KB) ( 357 )

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LTE-A通过使用中继技术达到提升小区边缘用户吞吐量、拓展小区覆盖和提升小区频谱效率等效果。文中针对中继在小区中配置和使用的问题,在TD LTE-A系统下提出了一种中继规划方案。结合中继位置选择和中继服务基站选择两种方法得到中继规划方法;考虑两跳中继场景下的链路信干燥比,并得到最优频率效率的中继选择算法;结合两者得到中继规划方案并进行仿真。仿真结果显示,采用了中继规划方案的回溯链路的信干燥比得到平均约2 dB的提升,且使小区吞吐量提升了约13%。

溶氧电极新型搅拌装置的设计与实验

宋元明,杨丽红,杨高强,袁旭军

2016, 29(5): 39.

摘要 ( 465 )

PDF (797KB) ( 314 )

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膜式溶氧电极作为测量溶液中含氧量的一种重要测量工具,但因其电化学性质受到局限而需要搅拌,针对人工搅拌的不足,提出了将提高测量稳定性的一种由于BOD5动测量的新型溶氧电极搅拌装置,装置采用离心式机械搅拌。通过实验验证,该种搅拌方式有助于稳定测量出培养瓶内溶液的溶氧量。

一种具有发射天线选择功能的Lx波段功放设计

冯昕罡,叶振锋

2016, 29(5): 42.

摘要 ( 445 )

PDF (559KB) ( 363 )

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提出了一种Lx波段功放的设计方法。通过对基于3 dB电桥的功率合成电路进行改进,功放可实现发射天线选择功能。文中对该设计方法进行了理论计算,以及基于ADS软件的仿真分析,并研制出Lx波段的350 W功放试验样机。实际测试结果与仿真结果基本一致。

基于MBSE在航空电子通信系统中的应用

薛威,贾超群,李雯,史岩

2016, 29(5): 45.

摘要 ( 465 )

PDF (944KB) ( 386 )

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在航空电子通信系统的研发过程中,针对基于文档的传统开发方法中存在的开发周期长、需求验证困难以及更改流程复杂等问题,文中提出了应用基于模型的系统工程(MBSE)方法。基于航空航天领域中主流的Harmony方法,通过需求分析、功能分析和设计综合依次建立了需求模型、功能模型和物理架构模型。该方法保证了数据的可追溯性,提高了设计效率,降低了设计风险,可为MBSE方法在航电系统中的进一步应用提供参考。

混合同余法产生随机噪声的FPGA实现

赵晓燕

2016, 29(5): 49.

摘要 ( 518 )

PDF (570KB) ( 359 )

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在电子对抗领域,利用FPGA产生伪随机序列模拟噪声源的方法,可为实现各种噪声干扰带来便利。文中设计了基于混合同余法和中心极限定理产生随机噪声的FPGA实现方法。算法上对传统混合同余法进行了简化,避免了FPGA实现时大量的乘除运算。测试结果表明,该方法不仅有效可行,且简捷高效,生成的伪随机数具有周期、均值、方差等关键参数灵活可控,概率分布类型可变的特点,可为各种噪声干扰提供不同的噪声样本。

基于DSP和FPGA的电子侦察信号模拟器设计

高春芳

2016, 29(5): 51.

摘要 ( 518 )

PDF (660KB) ( 423 )

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针对某电子侦察设备的测试评估,文中提出一种基于DSP和FPGA电子侦察信号模拟器方案。该方案采用主控计算机设置电子侦察信号参数和命令,通过USB接口将参数和命令下发到波形控制DSP单元中,通过波形控制DSP先对接收到的数据进行完全解析并进行相应的处理,再将处理后的数据下发到基于高性能FPGA的全数字化信号波形合成器中,进而合成各种类型的电子侦察信号波形,从而实现了对某电子侦察设备所需电磁环境的模拟。

基于复合制导的数据融合抗干扰技术

马福民

2016, 29(5): 55.

摘要 ( 487 )

PDF (693KB) ( 431 )

相关文章 | 多维度评价

针对单一制导模式抗干扰能力弱的缺点,文中采用主动雷达/红外复合制导模式,运用数据融合技术,并对主动雷达/红外复合制导在典型干扰情况下的数据融合抗干扰性能进行了仿真。仿真结果表明,基于主动雷达/红外复合制导的数据融合技术,抗干扰性能明显优于红外成像或主动雷达任一单模制导技术,并可准确分辨假目标。

雷达信号模拟器的中频信号产生器设计

李诗琪

2016, 29(5): 58.

摘要 ( 469 )

PDF (986KB) ( 349 )

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针对侦察系统性能指标的检测,雷达信号模拟器是常用工具,而其以中频信号产生模块为主。采用ADSPBF533与高性能FPGA硬件平台,利用直接数字频率合成技术产生各种雷达中频信号波形数据,生成雷达中频信号,再经过对该中频信号进行变频、放大、滤波,即可形成模拟雷达信号,一个中频信号产生模块包括1块通信控制板和3块中频信号产生模块,并可同时模拟出12部雷达中频信号。

自旋卫星几何定姿限制条件及误差分析

淡鹏,陈剑平

2016, 29(5): 62.

摘要 ( 463 )

PDF (1003KB) ( 324 )

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几何方法是自旋稳定卫星姿态确定的基本方法,但在实际工程应用中常出现计算精度较低的问题。针对此问题,文中系统分析了利用不同观测量进行自旋稳定卫星姿态确定的几何计算方法,推导了各类计算公式的限制因素、误差敏感特性、使用条件等;并以某颗风云气象卫星测控过程中的实际观测数据为例,给出了其几何定姿偏差较大的几段数据的原因分析;探讨了提高几何定姿精度的途径。研究结果对自旋稳定卫星定姿精度的分析与提高,事后定姿计算精度方面均有一定的参考意义。

多相交错并联Boost功率因数校正器的研究

赵琴,金爱娟,纪晨烨,孙长飞,胡峥,倪似松

2016, 29(5): 67.

摘要 ( 594 )

PDF (720KB) ( 415 )

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针对开关电源在传统的Boost功率因数校正电路中有着明显的开关损耗,使得电路具有较高成本和低效率。文中在传统单相Boost变换器的基础上,采纳多通道交错并联技术来进行有源功率因数校正的主电路拓扑。以三相交错并联Boost变换器为例,分析其工作过程,并通过仿真实验证明了多相交错并联Boost PFC变换器具有减小输入电流纹波和输入电感值,以及提高变换器的效率等优点。

基于PIC单片机的无功补偿器设计

王顺平,张振国,辛利斌,封继军,刘冬

2016, 29(5): 71.

摘要 ( 526 )

PDF (714KB) ( 416 )

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无功功率是保证电网安全可靠运行的重要指标,根据无功补偿器控制策略的不同。文中以PIC32MX764F128H单片机为核心,将无功功率作为主投切判据,设计了一种可根据负荷变化,通过控制晶闸管投切电容器组,实现对电网无功功率动态调节的补偿器。通过Simulink搭建仿真模型,试验结果表明,该补偿器的软、硬件设计合理,运行安全、可靠,能达到无功补偿设计的要求。

有源滤波器在中频电炉中的节能分析

孙亚琨,邹黎

2016, 29(5): 75.

摘要 ( 455 )

PDF (791KB) ( 308 )

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中频电炉作为主要的加热感应设备,其产生的谐波污染对电网电能质量构成威胁。文中针对中频电炉存在的谐波问题,分析比对原有的治理措施,提出了新的谐波治理装置——中频电炉用有源电力滤波器,对其主电路结构及工作原理进行分析。并对有源滤波器在中频电炉上的节能成效进行了分析,分别从变压器、换相角、交直流电压变化等方面进行了能耗分析,最终计算出净节能达到6.2%,节能效果显著。

最优的防御策略应对理性的攻击

徐迪迪

2016, 29(5): 79.

摘要 ( 385 )

PDF (619KB) ( 334 )

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系统可靠性保护,通常采用投票算法和冗余策略。然而,考虑到系统外界存在攻击者时,系统的可靠性将面临威胁。在文中,主要研究介于系统防御策略和理性攻击者之间的系统可靠性。防御者保证系统可靠性不仅可采取投票算法,还可利用防御资源进行制造伪装组件或保护系统组件;攻击者利用攻击资源随机选择系统中某些簇中组件进行攻击。通过建立模型,解决在给定的攻防资源下,选择最优防御策略应对攻击策略,从而保证系统的可靠性。

基于ARIMA和BP神经网络模型的舆情情感预测

王努努,张伟佳,钮亮

2016, 29(5): 83.

摘要 ( 410 )

PDF (845KB) ( 320 )

相关文章 | 多维度评价

针对重大事件网络舆情数量的激增,网络舆情安全监管和预警形势严峻的情况,提出一种基于ARIMA和BP神经网络组合模型的网络舆情情感预测模型,进而对新浪微博上采集的"余姚水灾事件"进行文本情感值计算,并对其情感变化趋势进行综合分析和预测。预测结果表明,也组合预测方法相对于单一预测方法具有更高的精度,进而说明该模型在网络舆情情感预测中的应用是可行的。

用于短频繁项的隐私保护关联规则挖掘方法

张翠翠,阮树骅

2016, 29(5): 88.

摘要 ( 433 )

PDF (842KB) ( 306 )

相关文章 | 多维度评价

随着数据量的增长,隐私保护的问题也愈发突出,文中是介绍了目前数据挖掘过程中隐私保护相关的基本技术,提出了一种数据集中式分布下布尔数据集的关联规则的挖掘算法,此方法在实现了隐私保护的同时,通过与或运算实现了数据集的压缩。相关实验数据表明,该算法有效减少了挖掘时间,并保证了误差在可接受的范围之内。

低功耗网络环境下通用应用层安全协议的设计

王乐,张栋,史迎春

2016, 29(5): 93.

摘要 ( 542 )

PDF (675KB) ( 374 )

相关文章 | 多维度评价

针对低功耗网络环境下的应用层安全问题,提出了一种通用型应用层安全协议uALS。该协议的实现是基于openSSL开源库,并以BCM2836和运行Contiki系统的CC2530嵌入式硬件作为测试环境。通过实验将uALS和TLS/SSL协议进行对比,表明了uALS协议在低功耗网络环境下具有更小的代码体量、更短的握手时间以及更低的资源消耗。

一种基于PDF字符颜色的文本水印算法

陈青,黄鹏波

2016, 29(5): 96.

摘要 ( 575 )

PDF (1071KB) ( 346 )

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针对目前PDF文档频繁使用程度与其数字水印技术发展缓慢之间的鲜明反差,提出了一种基于PDF字符颜色的文本水印算法。该算法通过修改PDF文档中字符颜色操作符的操作数,将预处理后的水印信息嵌入至载体PDF文档。在水印嵌入的预处理过程中,采用的信道编码和循环加密算法以及水印提取后处理过程中,采用的多数投票算法,有效地提高了水印信息的安全性和鲁棒性。实验结果表明,该算法具备高隐蔽性、强鲁棒性、大容量的特点,且算法与PDF文档之间的兼容性较好。

基于TMS320F28335的FIR-IFFT数字滤波方法

刘牮,李彧,刘振,李静

2016, 29(5): 101.

摘要 ( 655 )

PDF (773KB) ( 333 )

相关文章 | 多维度评价

针对现有数字滤波方法存在大量傅里叶变换以及卷积运算,在工业控制领域处理50 Hz信号时,易造成处理器消耗大量运算时间,导致在低端处理器上无法实现常规数字滤波算法的问题,介绍了一种修改后的数字滤波算法,综合短时采样序列与最优窗函数在TMS320F28335上可快速实现该算法。经过窗函数截取后的信号进行FFT分析,去除谐波频率后IFFT还原波形,与通用的IIR或FIR滤波器相比,大幅缩短了程序运行时间,同时减少通用滤波器的大量卷积运算,提高程序执行效率。

基于改进布谷鸟搜索算法的图像分割

李瑞芳

2016, 29(5): 105.

摘要 ( 495 )

PDF (635KB) ( 367 )

相关文章 | 多维度评价

针对布谷鸟搜索算法在应用其进行图像分割时计算量大、易陷入局部极小值解、收敛速度慢的问题。文中采用一种基于改进布谷鸟搜索算法的多阈值图像分割算法。该算法以Ostu算法设计自适应度函数,将布谷鸟搜索算法和K均值算法融合,增加种群的多样性,且能自适应地确定阈值个数及其范围,并找到待分割图像的最优阈值。实验结果表明,与K均值算法和布谷鸟搜索算法相比,该算法找到的阈值质量更佳,图像分割结果更好。

基于PDF格式的数字版权保护算法

陈青,卢宇鹏

2016, 29(5): 108.

摘要 ( 584 )

PDF (933KB) ( 330 )

相关文章 | 多维度评价

针对互联网中多渠道信息传播导致的文档篡改和所有权归属等问题。通过分析PDF文档结构及内容流特性,文中提出一种基于文本格式的新型算法。设计使用Kerckhoffs安全性准则和数字签名算法,以解决版权归属难题,并能有效甄别文档篡改。文中将不可见水印作为便携式数字签名嵌入PDF文档中,依据PDF文档结构中内容流的字体渲染模式和字体饱和度的可修改特性,通过选择性的修改和添加相关属性,在不损坏文档结构的基础上达到嵌入水印文本的目的。通过从PDF文档中提取出的水印,与原始水印的一致性检测,来辨别文档的真伪及版权归属。实验结果表明,该算法具有良好的透明性和鲁棒性,以及较大地水印容量,能进行篡改判别。

目标跟踪的转换量测卡尔曼滤波算法性能分析

贺宏洲,秦玉峰,杨渝波,杨立明,雷静

2016, 29(5): 112.

摘要 ( 592 )

PDF (781KB) ( 353 )

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各种转换量测算法均是基于不同假设条件下对最优解的近似,不同的应用环境可能造成算法完全迥异的性能表现,因此有必要对各种不同的转换量测算法进行统一的分析和比较。文中讨论分析了几种典型的转换量测算法,并通过仿真分析比较了它们在不同环境下的跟踪性能,可信性和运算复杂度。最佳线性无偏估计算法的平均归一化估计误差平方约等于1,是最小均方误差意义下的理论最优估计,其跟踪性能最优。

基于D2D通信系统中的一种跨层中继选择算法

郝斌,王瑞山,徐鹏飞

2016, 29(5): 117.

摘要 ( 472 )

PDF (761KB) ( 318 )

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在D2D通信系统与蜂窝网络共存的场景下,引入中继节点可有效提高D2D链路的吞吐量和D2D用户对蜂窝用户的干扰。文中基于译码转发模式,结合跨层协作通信的思想,提出了一种基于物理层和数据链路层的跨层中继选择算法。该算法结合物理层的信道状态信息和数据链路层的队列状态信息,两个参数进行最优中继节点的选择。并最终通过仿真验证表明,基于跨层中继选择算法可提高通信系统的吞吐量,同时降低了通信系统的平均时延和数据包错误率。

三相电压型PWM整流器的建模方法

李明辉,贾文超,谢世康

2016, 29(5): 121.

摘要 ( 537 )

PDF (560KB) ( 336 )

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整流器模型建立直接影响控制策略,通常系统采用基尔霍夫定律和拉格朗日方程建立数学模型,其状态变量间存在耦合。文中针对开关函数描述的数学模型为非线性且控制器设计困难的特征,采用开关周期平均法建立系统平均模型,分离扰动得到稳态模型和线性时不变的小信号模型。结果表明,小信号模型较传统模型更有利系统控制器的设计。

改进的小波阈值图像降噪算法实现

甘航萍,王力

2016, 29(5): 124.

摘要 ( 481 )

PDF (873KB) ( 340 )

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针对图像降噪中的不连续性、存在恒定偏差等问题,在Dohono等提出的硬、软阈值法基础上,提出了一种改进的指数函数阈值降噪算法。与传统阈值降噪法相比,该方法不仅克服了传统方法的不足,且具有更好的灵活性。仿真实验结果表明,该改进阈值法的降噪效果无论在信噪比增益及均方误差上,或是在视觉效果上,均优于传统阈值降噪法。

基于改进遗传算法的高校排课优化问题研究

李阳,张欣

2016, 29(5): 127.

摘要 ( 400 )

PDF (858KB) ( 566 )

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针对高校排课工作量大等问题,提出了基于改进遗传算法的课表优化方案。以教学任务为基因进行编码,总课表(行为时间段,列为班级)为DNA随机产生若干个满足强制规则的初始种群,将遗传算法中的随机交叉改进为局部列完整交叉算法,随机变异改进为列内部随机互换算法,并通过若干代的迭代优化,促使最终生成一个科学合理的排课方案。实验仿真表明,课表适应度由最初的76.0提升至123.0,优化效果显著。

基于RTEM模型的问答社区候选答案排序方法

刘瑜,袁健

2016, 29(5): 130.

摘要 ( 454 )

PDF (900KB) ( 316 )

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问答社区作为搜索引擎的补充,在人们生活中起到越来越重要的作用,但随着大量问答对的积累,部分答案不能及时得到其他用户的评价,使得提问者选择最佳答案的难度加大。文中在研究用户行为及其行为所产生的结果后,提出一种新的基于主题模型的候选答案排序方法。通过大规模的实验数据证明,相较于其他模型方法,取得了较好的效果。

基于FPGA的快速车道偏离预警系统硬件实现

林英杰,李东杰,梁光静,郭健平

2016, 29(5): 135.

摘要 ( 633 )

PDF (785KB) ( 350 )

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针对现今采用PC机实现的车道偏离预警系统实时性低的问题,介绍了一种以FPGA为核心的车道偏离预警系统的纯硬件语言实现方法。整个系统由纯硬件语言设计,主要包含图像采集模块,中值滤波模块,Sobel边缘检测模块和Hough变换模块。每个模块均采用并行结构同时系统以流水线方式运行,充分利用了FPGA的并行处理优势,显著的提高了数据处理的速度。结果表明,系统边缘检测效果良好,能清晰地检测出车道线;同时系统响应速度满足实际需求。

基于ASAAC标准的BIT软件架构设计

段海军,陈福,郭勇,韩春阳

2016, 29(5): 139.

摘要 ( 542 )

PDF (609KB) ( 370 )

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为检测和定位航空电子系统的故障,研究了ASAAC标准和自动测试技术。参照ASAAC标准的多级结构,将自测试系统分为节点级、子系统级和系统级三级测试,每一级分别设计了上电自测试、周期自测试和维护自测试,实现了对系统各个运行阶段及不同层次的测试。该系统不仅能检测系统的硬件状态,还能检测软件的启动和运行状态,提高了航空电子系统的自检测能力。

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