检索结果-南通市图书馆

作者：刘晨曦武汉理工大学

学位级别：硕士

工业生产在我国国民经济中占据主导地位。作为保障工业过程可靠运行和安全生产的重要手段,过程监测和故障诊断技术始终是控制领域的热门研究课题。当今,现代工业过程不断向着规模化、集成化、复杂化和智能化的方向发展,过程监测和故障... 详细信息

工业生产在我国国民经济中占据主导地位。作为保障工业过程可靠运行和安全生产的重要手段,过程监测和故障诊断技术始终是控制领域的热门研究课题。当今,现代工业过程不断向着规模化、集成化、复杂化和智能化的方向发展,过程监测和故障诊断也不断面临着新的困难和挑战。随着监控和数据采集技术的发展,现代工业过程中的监测数据变得极为丰富且易于获取,基于数据驱动的过程监测和故障诊断方法被广泛关注和研究。基于深度学习、图论等技术,本文提出了一种可用于高维非线性工业过程的过程监测和故障诊断方法。本文的主要研究内容如下:(1)详细分析了过程监测和故障诊断的相关概念和方法,研究了变分自编码器和贝叶斯网络的相关理论,讨论了田纳西-伊斯曼(Tennessee Eastman benchmark,TE)仿真过程的结构和特点。(2)针对过程数据维度高、非高斯和非线性的特点,提出了一种基于变分自编码器的过程监测方法,该方法能够利用过程监测数据判断过程运行是否正常。利用变分自编码器建立过程正常运行时监测数据的概率模型,将过程数据映射到隐变量空间;利用隐变量服从高斯分布的特点,设计过程监测统计量,并利用核密度估计法计算该统计量的阈值;通过将实时采集的过程数据映射到隐空间,利用映射后数据的概率分布参数计算相应的监测统计量,并与阈值比较,判断过程运行状况,实现过程监测。最后使用TE过程数据对所提方法进行了验证。(3)针对故障定位问题,提出了一种基于贝叶斯网络的故障诊断方法。贝叶斯网络的模型建立是使用贝叶斯网络完成故障诊断的前提。结合贝叶斯网络结构学习的评分搜索思想,本文提出了一种基于离散鲸鱼优化算法的贝叶斯网络结构学习算法。首先利用互信息和最大生成树获得初始种群,然后以贝叶斯网络的评分函数为适应度函数,利用离散鲸鱼优化算法获得评分最高的贝叶斯网络,从而获得最优的贝叶斯网络结构。最后利用Asia数据集验证结构学习算法的有效性,并将该算法应用到TE过程,构建TE过程的贝叶斯网络结构,使用核主成分分析法确定证据变量,利用贝叶斯网络的推理能力实现故障定位。

关键词：故障诊断变分自编码器贝叶斯网络鲸鱼优化算法数据驱动

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PLC编程语言解释方法研究与系统实现

PLC编程语言解释方法研究与系统实现

作者：田裕康武汉理工大学

学位级别：硕士

可编程控制器是自动化技术、计算机技术，通讯技术等相结合的产物，由于其高性能，低成本和在恶劣环境中的高可靠性被广泛应用于工业控制领域。目前，可编程控制器一般使用梯形图作为其编程语言，CPU完成对梯形图指令解释和执行。本文... 详细信息

可编程控制器是自动化技术、计算机技术，通讯技术等相结合的产物，由于其高性能，低成本和在恶劣环境中的高可靠性被广泛应用于工业控制领域。目前，可编程控制器一般使用梯形图作为其编程语言，CPU完成对梯形图指令解释和执行。本文以实现三菱FX2N系列PLC指令集为背景，详细研究了PLC运行原理，给出了PLC编程语言的解释方法。在Cygnal F040高性能单片机系统上实现对PLC指令的解释和执行。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向串行、多分支结构的远程通信网络，本系统将使用甚广的CAN总线技术应用于PLC以实现与输入输出模块的通讯。本文的主要工作集中在： (1) 评述了可编程控制器以及现场总线的特点和发展趋势。 (2) 针对FX2N系列PLC指令集，对PLC梯形图语言的解释原理和关键技术进行了详细的研究，提出了在Cygnal F040单片机硬件系统上实现PLC基本逻辑指令，SFC指令和功能指令的解释方法，完成了其硬件和软件的设计和调试。 (3) 对Cygnal F040的CAN控制器的原理进行了分析，按照系统对CAN模块扩展的要求，通过上位机软件采用Visual C++的串口通讯技术实现了对CAN模块的配置。完成了PLC和CAN模块基于CAN总线的通讯软件的编制和调试，实现PLC的输入采样和输出刷新功能。

关键词：可编程控制器 CAN总线指令解释

基于ARM处理器的喷油泵试验台控制系统研究与应用

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基于ARM处理器的喷油泵试验台控制系统研究与应用

作者：朱小进武汉理工大学

学位级别：硕士

喷油泵是柴油机燃油喷射系统中燃油的控制、供给单元，其性能的好坏直接决定着柴油机的加速性能、油耗大小、尾气的排放质量等。准确测试喷油泵的各种技术参数对提高柴油机的各项技术性能具有十分重要的意义。嵌入式系统技术己经成为了... 详细信息

喷油泵是柴油机燃油喷射系统中燃油的控制、供给单元，其性能的好坏直接决定着柴油机的加速性能、油耗大小、尾气的排放质量等。准确测试喷油泵的各种技术参数对提高柴油机的各项技术性能具有十分重要的意义。嵌入式系统技术己经成为了最热门的技术之一。基于ARM的嵌入式技术己经成为当前嵌入式领域研究的一个亮点。ARM公司的32位RISC处理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能强等诸多优异性能，应用越来越广泛。uCLinux操作系统是从Linux衍生出来的一种操作系统，它是专为无MMU的微控制器开发的嵌入式Linux操作系统。它支持众多嵌入式处理器类型，具有完善的各类驱动支持。本文从喷油泵试验台控制系统总体结构入手，在详细分析了系统所要检测和控制的参数的基础上，设计出喷油泵试验台控制系统总体架构。喷油泵试验台控制系统由两个模块组成：以80C196KB单片机为中心的喷油泵控制及数据采集系统，以S3C44B0X为中心的上位机监控及管理系统。下位机通过RS232串口接收上位机的命令并执行喷油泵试验台的电机转速控制、燃油温度控制、喷油次数计数、提前角监控及燃油压力显示。上位机是整个试验台控制系统的管理者，主要完成给下位机发送特定的操作命令，完成实验数据的显示、收集和存储，它有友好的中文显示界面，可以完成简单的数据管理操作。文中详细阐述了上位机的操作系统uCLinux的特点和移植过程。同样对上位机的界面设计及运行环境MiniGUI进行了全面分析并给出移植和界面编程方法。在文章的最后，对喷油泵控制系统采用模糊控制算法进行优化设计。详细描述了模糊控制器设计所包含的三个主要部分：清晰量的模糊化接口、模糊控制规则及算法及模糊量的清晰化接口。通过试验证实，本文设计的喷油泵试验台控制系统技术路线正确合理。相信该可靠实用的控制系统配合喷油泵试验台使用将具有良好的市场潜力。

关键词：喷油泵 ARM uCLinux MiniGUI 模糊控制

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嵌入式网络视频监控系统设计

嵌入式网络视频监控系统设计

作者：王亚杰武汉理工大学

学位级别：硕士

视频监控系统有悠久的历史,可以追溯到电视机的发明使用之初,当前,随着科技的发展,视频监控系统进入一个新的发展阶段:基于网络的嵌入式视频监控服务系统。这是一种基于嵌入式系统技术的,并结合了多种新技术的新兴的边缘技术。其中嵌入... 详细信息

视频监控系统有悠久的历史,可以追溯到电视机的发明使用之初,当前,随着科技的发展,视频监控系统进入一个新的发展阶段:基于网络的嵌入式视频监控服务系统。这是一种基于嵌入式系统技术的,并结合了多种新技术的新兴的边缘技术。其中嵌入式操作系统技术是嵌入式视频监控服务系统的核心技术之一。这方面,嵌入式Linux操作系统又是近年来少有的研究热点。文章首先从视频数据的处理环节为起点,在此基础上介绍了整个视频监控系统的总体设计思想。并逐步对该系统的软件设计和硬件设计进行了阐述。详细介绍了嵌入式操作系统和视频通信过程中所用到的网络技术。本文分析了嵌入式Linux系统的一个主要分支—uClinux在嵌入式视频监控系统中的应用,研究解决uClinux在嵌入式系统应用中的具体技术问题。设计了以S3C44BOX处理器为核心的嵌入式视频监控系统硬件部分,实现了基于该处理器的嵌入式uClinux软件系统。在视频数据的处理上面,系统使用了美国ADI公司的DSP:Blackfin BF533从而较好的完成视频数据的采集压缩,并把MPEG-4编码数据送到ARM处理器,完成监控系统的整体需求。本文提出并研究设计了一种嵌入式网络化视频监控系统。该系统在32位高性能嵌入式处理器和DSP处理器的基础上,采用MPEG-4编码技术,嵌入式uClinux操作系统和流媒体技术进行设计。利用本系统可以进行网络数字化视频监控,具有小型化,低功耗,稳定可靠等特点。最后,文章对整个系统在实验室进行了一个总体测试,达到了设计要求,实现了视频监控的功能,具有一定的参考价值。在总结与展望中对本文的整体结构安排作了回顾,并提出了一些有待改进和提高的地方,须进一步完善。随着嵌入式技术的蓬勃发展,视频监控领域将会大量采用这种维护方便,成本低廉,性能价格比优良的嵌入式视频监控系统,也必将代替以往的基于PC的视频监控系统,成为市场和用户的主流产品。本设计提供了一种高效、廉价、性能优良的视频监控系统实现方案。

关键词： MPEG-4 视频监控系统嵌入式系统 uClinux操作系统流媒体协议

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基于小波变换的图像压缩编码研究

基于小波变换的图像压缩编码研究

作者：曾令发武汉理工大学

学位级别：硕士

近几十年来由于计算机技术的快速发展,数字图像压缩技术也随着得到了空前的发展和应用。目前,数字图像压缩技术已经广泛应用于工业、军事、交通、农业等各个领域,成为各个学科研究的对象。如何在有限的网络带宽下传输巨大的图像数据也... 详细信息

近几十年来由于计算机技术的快速发展,数字图像压缩技术也随着得到了空前的发展和应用。目前,数字图像压缩技术已经广泛应用于工业、军事、交通、农业等各个领域,成为各个学科研究的对象。如何在有限的网络带宽下传输巨大的图像数据也就成为了人们日益增长的需求,这就使得对图像进行压缩编码成为了必要。传统的图像压缩编码方法已不能满足图像处理的需要,因此本文利用现今比较流行的小波图像压缩编码方法来进一步提高图像的压缩性能。本文首先简单概述了图像压缩的必要性和发展史,接着介绍了小波变换基础理论知识,而后重点阐述了两种经典的小波编码方法-零树编码和嵌入式零树编码,并在嵌入式零树编码方法基础上提出了新的量化编码方案以及结合霍夫曼编码的DPCM预测编码,最后对嵌入式零树解码方法作了简要的描述。文章最后以国际标准测试图像为例,详细说明了本文所提出的研究方案。本论文基于Visual C++ 6.0开发平台,编程设计实现了图像压缩编码系统。利用该系统对国际标准测试图像进行压缩后的验证结果表明：本论文改进的压缩编码算法具有压缩效率高、运行时间短的特点,和传统的压缩编码方法比较起来,既可以提高图像的压缩比,又能够保证图像的质量。因此,本文采用的小波压缩编码适合于对图像压缩比和质量要求比较高的场合。

关键词：小波变换图像编码逐次量化嵌入式零树编码

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网络会议中语音技术的研究

网络会议中语音技术的研究

作者：唐余武武汉理工大学

学位级别：硕士

网络会议是一种智能协同办公的实时会议解决方案,通过通信网络对声音、视频图像、文件等信息数据进行传输,实现人与人之间“面对面”的虚拟会议系统。随着网络技术和多媒体技术的发展,网络会议得到广泛应用。语音是网络会议内容的主要载... 详细信息

网络会议是一种智能协同办公的实时会议解决方案,通过通信网络对声音、视频图像、文件等信息数据进行传输,实现人与人之间“面对面”的虚拟会议系统。随着网络技术和多媒体技术的发展,网络会议得到广泛应用。语音是网络会议内容的主要载体,是网络会议的主要交流方式,语音技术作为网络会议最重要和最关键的技术,对于网络会议的发展具有至关重要的作用。本文通过分析网络会议国内外的研究现状水平和应用前景,针对网络会议中语音方面和多媒体数据传输方面存在的问题,对语音编码方式在声音质量、数据包大小、实时性和端点检测等方面进行分析和比较。在Windows操作系统上对网络会议中的语音和网络在理论上进行技术可行性分析,并对音频采集、回放、编码解码原理进行详细研究,使用VC和Multimedia Audio SDK对上述语音技术进行开发和实现了实时语音软件开发包RealAudio,再研究多媒体数据传输的无丢失性和延迟性,使用TCP/IP传输协议中的用户数据报协议(UDP)编制和实现实时数据传输包DataChannel。在理论研究、算法分析和软件测试的基础上,根据所选择的语音编码方式和通信协议以及相关算法,本文提出并建立了针对网络会议通信的语音传输与控制平台。利用该语音通信平台,实现一种新型的网络会议设计方案,该方案采用浏览器/服务器(B/S)管理网络会议,并采用客户机/服务器(C/S)实现网络会议数据流的传输,建立实时会议通信系统,用VC和ASP开发一套网络语音会议软件,并在Windows平台上调试和运行成功。

关键词：网络会议语音网络通信多媒体

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PLC控制网络的远程电气故障诊断

PLC控制网络的远程电气故障诊断

作者：张还武汉理工大学

学位级别：硕士

当今工业控制现场的设备越来越自动化、复杂化和连续化,为了保证这些设备的正常、可靠、高效地运行,同时为了保证现场人员的人身安全,必须对现场的这些设备进行状态监测和故障诊断。随着市场经济使企业之间竞争的进一步白热化以及计算... 详细信息

当今工业控制现场的设备越来越自动化、复杂化和连续化,为了保证这些设备的正常、可靠、高效地运行,同时为了保证现场人员的人身安全,必须对现场的这些设备进行状态监测和故障诊断。随着市场经济使企业之间竞争的进一步白热化以及计算机网络技术和通信技术的发展,特别是Internet技术的发展,信息高速公路的开通,推动了远程故障诊断技术的产生与广泛地应用。目前,在工业控制现场中大量的采用了PLC控制,因此PLC控制网络也成为远程故障诊断系统的一个重要环节。文章以胎面复合挤出联动线PLC控制网络为研究的背景,根据其控制网络的系统总体结构和性能特点,分析了胎面联动线PLC控制网络故障发生的类型、范围及原因。在研究传统故障诊断理论和现代故障诊断理论的基础上,采用故障树分析（FTA）建立了胎面线控制系统的故障诊断模型。利用工控机（IPC）丰富的软件、硬件资源,西门子S7-300 PLC强大的软件、硬件诊断功能,PROFIBUS-DP现场总线技术具有的高速、双向全数字通讯的特点和现场数字化、智能化的驱动设备具有一定自我诊断功能的特点,建立了具有一定故障诊断能力的现场监控工作站。采用故障树分析结合专家系统（ES）的诊断方法实现了胎面联动线PLC控制网络的智能故障诊断系统。完成了智能故障诊断系统的结构、功能设计,包括规则库、知识库和数据库的设计以及相关功能模块的设计等。最后,为了便于利用科研院所和高等院校丰富的技术资源、知识资源和诊断资源,采用Web技术、分布式对象技术和多层浏览器/服务器（B/S）结合客户机/服务器（C/S）的结构模式实现了基于Internet的企业故障诊断中心、远程故障诊断中心及诊断专家之间的远程协作诊断机制。目前,该胎面复合挤出联动线PLC控制网络远程电气故障诊断系统已投入运行,达到了预期的设计要求,大大提高了现场设备的可靠性、安全性和生产线的生产效率及产品的质量,取得了比较明显的社会效益和经济效益。

关键词：胎面挤出联动线 PROFIBUS-DP PLC控制网络故障树分析远程故障诊断系统

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嵌入式Web Server设计与应用

嵌入式Web Server设计与应用

作者：胡胜武汉理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展，嵌入式系统在工业控制和智能家电领域得到了广泛的应用，同时控制逻辑和功能也变得越来越复杂，相对于早期嵌入式系统所采用的简单的控制逻辑程序，现代嵌入式系统越来越倾向于使用完整的操作系统，这就使得嵌... 详细信息

随着科学技术的不断发展，嵌入式系统在工业控制和智能家电领域得到了广泛的应用，同时控制逻辑和功能也变得越来越复杂，相对于早期嵌入式系统所采用的简单的控制逻辑程序，现代嵌入式系统越来越倾向于使用完整的操作系统，这就使得嵌入式操作系统在嵌入式系统领域变得越来越重要。目前国内外对嵌入式操作系统的研究和开发已广泛展开，已经有了很多的成熟的产品，嵌入式软件工程师已经从过去复杂的底层程序的编写中解放出来，更多的是在特定的操作系统上进行开发。本文就是在这种背景下，将使用Linux操作系统的嵌入式系统用于工业环境下的远程监控。本文的目标是实现一个内嵌WEB SERVER并且具有一定数据处理能力的监控设备，可以对被控设备的状态进行采集并通过WEB SERVER使远程主机可以监控被控设备的状态，同时还可以实现一些简单的控制。为了实现这个目标，本文在分析讨论目前国内外嵌入式数据库和WEB SERVER的发展的基础上，根据系统的需要，选用uClinux操作系统，并基于uClinux实现了WEB SERVER的移植和开发，数据处理模块的开发和数据采集模块的开发，在开发过程中解决了WEB SERVER与数据模块的连接，提高系统的实时性能以及动态WEB的实现等一系列关键性问题。本文从嵌入式系统的结构，嵌入式数据库的实现技术和嵌入式WEB SERVER的实现技术等几个方面论述了目标系统相应部分的实现，详细介绍了实现的原理和方法，并在最后对本文的工作做了总结，展望了后续工作的发展方向。

关键词： Linux uCLinux WEB SERVER 嵌入式系统数据库

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面向室内空气监测的无线传感器网络设计

面向室内空气监测的无线传感器网络设计

作者：邓拓武汉理工大学

学位级别：硕士

目前,室内空气质量问题通常由多方面因素引起,其中一方面因素便是人们日常生活中由于粗心或者设备故障引起的诸如水煤气、天然气、液化石油气之类的有害气体泄漏,给人体带来危害。本课题根据实际需求,研究并设计一种面向室内空气质量监... 详细信息

目前,室内空气质量问题通常由多方面因素引起,其中一方面因素便是人们日常生活中由于粗心或者设备故障引起的诸如水煤气、天然气、液化石油气之类的有害气体泄漏,给人体带来危害。本课题根据实际需求,研究并设计一种面向室内空气质量监测的无线传感器网络,其主要针对室内空气中温度、湿度以及可燃气体进行检测并进行自动调控,其不仅能够能够有效的保护人们的身体健康,同时使得许多家庭的灾难得以避免。本文以室内空气质量监测系统为研究对象,首先对无线传感器网络以及家庭燃气泄漏的重大危害进行分析;结合系统功能及需求,对系统总体设计方案进行设计,并对Zigbee无线网络以及Z-Stack协议栈的关键技术进行研究;设计了室内空气质量检测终端、Zigbee路由器、Zigbee协调器以及上位机实时监测软件,并应用相关理论技术对具体实现过程进行了分析和研究;通过对系统功能的测试,验证了系统能够正常稳定的工作,且具有较高的检测精度。在室内空气质量监测系统中,选用TI公司的CC2530微处理器芯片作为本系统的主控芯片,用于构建Zigbee无线网络中的三种设备对象,并配合智能传感器以及上位机实时监测软件,实现对室内空气中温度、湿度、可燃气体浓度的实时监测、显示以及超限自动调控的功能。同时,能将一段时间内温湿趋势以曲线的方式表示,使监测结果一目了然。Z-Stack协议栈的使用,大大缩短了系统开发的周期,提高了系统的稳定性、可靠性以及可维护性。

关键词：无线传感器网络室内空气质量监测 CC2530 传感器技术

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基于DSP的电动汽车电池管理系统

基于DSP的电动汽车电池管理系统

作者：唐斌武汉理工大学

学位级别：硕士

电池管理系统BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）,是近年来一个很热的研究方向,电池管理系统是连接车载电池与电动汽车以及电动汽车和用户之间的重要纽带,是电池系统的核心部分。简单来说,电池管理系统主要就是对电池在充放电的过程中... 详细信息

电池管理系统BMS （BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）,是近年来一个很热的研究方向,电池管理系统是连接车载电池与电动汽车以及电动汽车和用户之间的重要纽带,是电池系统的核心部分。简单来说,电池管理系统主要就是对电池在充放电的过程中的状态进行动态监测,根据采集到的电池的各种信息,如电流,电压,温度等,对电池的剩余容量进行估算,从而判断电池此时的状态,作出进一步处理,如电量不足时进行充电;电池容量满了时停止充电;温度过高时加快散热的速度;出现异常时进行报警。电池管理系统的要完成最重要的任务就是对电池的剩余容量进行估算,对电池的剩余容量进行估算有很多方法,本论文采用的是卡尔曼滤波算法对电池的剩余容量进行估算。此方法是根据采集到的电池动态参数,来建立蓄电池的二阶RC模型,然后利用卡尔曼滤波算法对蓄电池的SOC （state-of-charge）进行估算。该方法要把电池当成一个动态系统,电池的SOC值只是系统的一个变量。该系统有输出变量和输入变量,输入变量有电流和温度,输出变量为电压。此方法是当前应用最广泛地方法,因为它适用任何电池,对于充电和放电电流的波动大的车载电池,估算出来的SOC值误差较小,所以适用性比较强。论文主要是完成以下工作：首先进行电池管理系统的硬件电路设计。根据电池管理系统要实现的功能,硬件部分主要设计了DSP （Digital Signal Processing）最小系统,电池电压采集电路,电池电流采集电路,电池温度采集电路,环境温度采集电路,二阶滤波及采样保持电路,CAN（Controller Area Network）通讯电路和显示电路;然后根据各种采集电路采集到的电池各种信息,利用卡尔曼滤波算法对电池的剩余容量进行估算,得出此时电池的SOC值,作为判断电池运行状态的依据;最后是软件部分的设计,主要是设计主程序,电池信息采集子程序,EEPROM读写子程序,电池状态检测子程序,CAN发送子程序和中断服务子程序等。

关键词：电池管理系统 SOC 卡尔曼滤波 DSP CAN