应用于AIS船台检测的时隙同步触发系统设计

在船舶自动识别系统船台检测中,为了解决发送测试信号的同步问题,提出了信号源的时隙同步触发系统设计方案。该方案是利用单片机设计实现,单片机接收到定时触发命令后,通过全球导航定位系统获取世界标准时间,在整分钟触发信号源进行信息发送,达到与时隙的同步.文章最后通过时隙分析仪来观察该系统发送信号的时隙使用情况,验证了时隙同步触发系统的正确性.     

基于时分系统的无线自组织网络同步算法

在基于时分系统的无线自组织网络和蜂窝通信网络的融合研究中,全网时间同步算法是其中的难点问题。该文提出了一种基于时分信道结构的自组织网络全网时间同步算法,利用系统的部分特定时隙收集自组织网络的拓扑结构信息,选取部分节点构建网络的"近似最小连通域",通过连通域中的节点广播系统同步信息,以完成全网的时间同步。通过理论分析和数据仿真,该算法的系统同步时隙开销为16.7%;在典型网络条件下,在一次全网同步中的节点同步成功概率不低于95%;较其他算法具有低复杂度、高可靠性、高同步效率。     

低信噪比下的并行多延时相关帧同步算法

为提高正交频分复用(OFDM)在低信噪比环境下的同步性能和抗噪能力,提出了一种并行多延时相关帧同步算法。该算法充分利用帧的前导训练符号周期重复的特点,在接收端滑动窗中并行处理多种延时相关运算,通过阈值判决进行帧检测,同时完成载波频率同步,进而实现OFDM帧同步。该算法无须改动现有系统的物理帧结构,也不增加系统延时。理论分析和在加性G auss白噪声信道下的误帧率(FER)性能仿真证明:该算法的误帧率约为现有参考方案的1/10,信噪比(SNR)比参考方案提高约7 dB,能够工作在信噪比小于-1 dB的环境。     

同线多跳自组网中的时隙同步问题研究

本文针对当前通信电话通信系统存在的问题，提出了借鉴无线Adhoc网概念构建同线多跳自组网的思路和基本方案．重点讨论了网络的时隙同步问题，提出了一种基于最小ID的时隙同步算法，并在OPNET仿真平台下建模，对同线多跳自组网的网络性能进行了仿真验证。     

基于 GPS 的全网同步时钟的建立和误差校正

分析基于ＧＰＳ（全球卫星定位系统）技术提供的高精度时间建立电力系统全网同步时钟时可能产生的误差和延时的各个环节、产生原因及数量级，并研究减小或避免各种误差或延时的技术手段。ＧＰＳ时间信息的引入及处理和数据的采集及传输过程均可能对同步时钟造成一定的误差和延时。延时的影响可以通过精确的测量和分析进行补偿，误差项是降低时钟精度的主要原因，只能通过设计和算法优化尽量减小。经补偿和优化后所得到的同步时钟的精度为２μｓ。     

一种基于反向复用的MPEG-2数字视频监控系统

介绍了一种新颖的用于SDH光纤传输网络的数字视频监控系统的技术实现方案.该方案中视频图像经过MPEG2标准压缩生成恒定速率(4～8Mbit/s)的数字码流,采用多E1反向复用技术将其传送到视频解码端还原.利用SDH设备具有的VC12级交叉能力,通过视频切换控制台动态改变各网元设备的交叉连接关系,使得监视图像输入路数较多时系统带宽得以复用共享.同时利用SDH设备内提供的分布式数据共线通道实现了视频切换控制台对各摄像机的远程云台控制.论述了实现中的关键技术,包括N×E1反向复用、E1映射时钟同步、分布式视频切换和共线方式云台控制.对本方案中的全程视频延时和切换时间构成的估算表明,本方案中视频延时主要取决于MPEG2的编解码延时.通过初步分析说明,由于在稳定状态下传输引入的处理延时为定值,因而无需进行PCR的调整.进而给出了支持平滑切换的实现思路.多项实际工程应用证明该技术具有良好的实用价值.     

容迟容断网络中基于拓扑的双时隙路由算法

在公交车载网络等类型的容迟容断网络中,可以依靠全部或者部分网络拓扑信息进行路由计算.提出一种基于拓扑信息的双时隙路由算法.该算法将网络周期离散为时隙,计算路由时,采用当前时隙和下一时隙(即双时隙)内均有效的路径作为候选路径,从而保证多数业务在链路失效前完成转发.以传输延时和延时抖动率为依据,从当前和下一时隙内均有效的路径中优选路径,以容忍可预测的链路中断;通过提供备用路径,以容忍不可预测的链路中断,保证传输的可靠性和稳定性.对上述算法进行了仿真实现和性能分析,结果表明,该算法能容忍链路中断,报文递交率较高,平均传输延时较低.     

基于IEEE 1588协议的网络时钟同步系统

提出一种基于IEEE1588协议和卫星授时的局域网内时间同步方案,将FC3180微控制器作为设备的核心控制单元,结合相应的硬件单元实现IEEE1588协议,将通过授时模块获取的卫星上的时间作为基准时间.IEEE1588将此基准时间分布到局域网中,并将各个从时钟设备的时间同步到基准时间源上.实验结果表明,该方案能够实现亚微秒级别的时间同步精度,达到了IEEE1588协议规定的精度,能够满足大部分应用系统对时间同步的要求,具有一定的应用价值.     

一种QAM符号定时算法

针对目前从频域实现的锁相环提取同步信息的算法结构复杂的状态,提出一种在时域实现的正交幅度调制(QAM)符号定时方案:基于最大平均功率算法实现符号定时同步.通过对该算法的仿真研究,得到符号定时同步的FPGA实现方法,最后用Verilog HDL语言参数化设计方法实现符号定时同步模块的设计.对于QAM系统,利用该算法不需专门设计同步头即可为正确解调提供稳定可靠的符号定时同步信息.经实际验证,该算法稳定性很好,并且只在时域处理,省去了FFT变换,方便FPGA实现.     

含分布式电源配电网电流差动保护数据同步采样新方法

提出了一种数据同步采样方法.该方法首先采样出线路两端的电流相量,并在此基础上应用延时修正方程和傅里叶反变换算法求得延时同步修正参数,然后根据延时同步修正参数进行线路两端电流相量相加.应用PSCAD软件建立配电网仿真模型对该方法进行了仿真验证.     

基于Internet实时遥操作移动机器人

构建了能使操作者通过Internet远程实时控制的移动机器人系统。为了补偿网络时延和抵消其对遥操作系统的影响,基于我们以前提出的改进型Smith预估器原理,给出了预估控制策略。为了保证系统稳定性和透明性,基于主从端的传感器信息交换,设计了一个动态模型管理器,并给出了同步管理算法。除了力反馈外,为了增强系统控制的实时性,引入了预估的虚拟显示。为了降低时延抖动,提出了新的网络时延管理算法,并分析了时延缓冲器原理。最后长距离的网络遥操作实验验证了系统和控制策略的实用性和有效性。     

直流电机同步控制系统设计

采用AVR单片机作为系统的控制核心,用带有转速信号输出的直流电机作为受控电机,形成闭环控制,实时地对电机进行转速采集并计算偏差,用PID算法计算控制量,控制量用PWM的方法驱动从动电机,使从动电机实现同步控制.通过反复调试,证明该系统方案、电路和程序的设计是正确的,并整定了较好的控制参数.在没有轮系等机械传动装置的情况下,实现了两轴转速的高稳态精度同步控制.     

嵌入式系统在起重机吊具防摇控制中的应用

针对起重机吊具防摇系统中PLC实现模糊PID控制算法的迟滞性及编程工作量大等问题,提出将嵌入式系统运用到其防摇控制中.系统采用主从控制方式,将嵌入式处理器设定为从机工作模式,PLC设定为主机工作模式.从机负责起重机吊具参数的采样和模糊PID控制算法的运算,主机根据从机运算结果负责控制起重机小车电机的转速和方向,通过主从机协同控制达到起重机吊具防摇的目的.串行通讯接口RS485保证主从机数据的可靠通信.系统借助嵌入式处理器运算平台,通过运用C语言编程,实现模糊PID防摇控制算法,程序简洁,处理器读写指令周期短,提高了系统的数据处理能力和控制效率,嵌入式处理器与PLC主从控制方式增加了系统结构的灵活性.同时,结合模糊PID算法的自适应特性,使系统具有较强的鲁棒性.     

时延下比率遥操作系统稳定性与性能折衷策略

通过系统动力学和二端口网络建模,采用通用控制结构,定义了时延下比率遥操作系统的理想性能,得出了实现理想性能的主从系统控制参数必须满足的约束条件.基于莱威林二端口网络绝对稳定性准则,在实现理想性能的策略基础上调节主从系统阻抗,导出了在操作者和环境无源条件下使用三通道结构实现时延比率系统的绝对稳定性与保持性能折衷的控制策略.通过仿真提出了用变阻尼来增强系统性能的改进方法.仿真结果表明了本策略的有效性.     

一种基于DSP的电力系统同步采样方法的研究

为了能够检测出电力系统中的谐波信息并能实时的调整采样频率使之与电网频率的同步,提出一种通过采样数据计算电网电压实际频率的方法,能够动态的调整采样频率,实现同步采样;经过基于DSP的实验验证,能够有效地减少因非同步采样造成频谱泄露的影响。算法具有实现简单、精度较高的优点。     

基于主端力缓冲的波变量4通道双边控制方法研究

针对同步性能会直接影响遥操作双边控制系统的透明性和跟踪性的问题,提出了一种基于主端力缓冲的波变量4通道双边控制方法.首先,给出了一种定时延条件下力反馈双边控制系统同步性的定量度量函数;其次,在波变量4通道双边控制结构中,设计了异构形式的主从端控制器,通过在主端控制器添加力缓冲单元和补偿单元来实现主从端同步控制,消除了波变换方法对主端控制器超前作用的影响;在此基础上,采用多回路反馈结构稳定性分析方法对提出的方法进行稳定性分析,并得到系统稳定的约束条件.最后通过仿真和搭建的实验平台验证了所提方法的有效性.      

主操作手重力补偿下的时延控制

针对自主研制的应用于外科手术的三维力反馈型主操作手的重力补偿问题,对主操作端控制中产生的时延进行深入分析,利用多线程、多事件技术尽可能降低主操作端的时间时延。通过矢量分析的方法得到电机为平衡位置机构静力平衡所需的输出力矩。分别在ADMAS和MATLAB环境下,进行仿真对比分析。仿真结果验证了建立的系统动力学模型的正确性。该重力补偿方法可以满足主操作手的重力平衡要求。     

交互式遥操作机器人实验平台设计及其应用

实验平台由主机械手、从机器人、远程视频监控和虚拟从手4个子系统组成,其中主手为自行研制的HC01异构式力反馈手控器,从手为日本安川公司的MOTOMANSV3X型6自由度工业机器人.在此平台上可以进行通信时延、遥操作工作模式、临场感技术、虚拟现实技术和交互技术等方面的研究.最后,以预见显示模式为例,进一步说明了实验平台的用途和用法.实验表明,在30 s大时延情况下,预见显示模式时主手可以成功控制从手完成物体的抓取、移动和放置等操作.     

力觉临场感系统中的时延环节

利用力觉临场感遥控系统中传输环节的混合参数矩阵，证明了时延对整个系统的影响，描述了２种改善或消除时延影响的方法。针对实际系统进行了分析，得出了增大主操作器阻尼会增加稳定性，而增大从操作器阻尼会增加不稳定性的结论。     

基于S7协议通信的自动生产线拆装与调试实训装置改造研究

提出了一种基于S7通信协议的自动生产线拆装与调试实训装置改造研究,该方案以S7-1200 PLC为一级主站,西门子TP170B为二级主站,S7-200 Smart PLC、变频器V20为从站。重点研究了主站与各从站的通信方式。