- 黄延基;王煜;
从实际的隧道环境出发,针对隧道内火灾发生的突发性、随机性、危害性和伴随火灾中有害气体释放、聚集情况,设计出一款基于隧道环境下的多点式火灾检测系统,用于检测隧道中发生的火灾。该检测系统分为下位机、上位机。下位机以单片机主控芯片为核心,具有环境温度、火焰、有害气体信息采集功能,将采集到的多个隧道环境信息通过TCP协议传输到上位机显示。上位机是基于Python的GUI界面,用于对隧道环境信息进行显示,实现多点通信,可以同时接入多个下位机。系统实现了对隧道环境下火灾及有害气体的实时自动检测,综合隧道环境信息判断是否有火灾、有害气体释放,当隧道中发生火灾或者有害气体释放时,对危害进行报警操作,报警操作可人为控制,实现了上位机实时监测多个隧道段的环境信息并控制,达到多点式检测效果。
2026年01期 No.244 1-3+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K] - 张轶洋;安文宇;陈亚;王倩;田浩彤;
随着中国经济的繁荣,电力行业也快速发展起来。在未来,电力全国联网是一种必然的趋势。导线压接的质量直接影响着电网运行的安全性与稳定性。为此,设计了一种导线压接智能测量装置,以GD32微控制器芯片为数据处理器,包括各种测量工具,如游标卡尺和激光卷尺。该装置的使用提高了导线压接的测量效率,能够满足大规模的检测需求,装置还可配备数据采集单元,实现压接过程关键参数的实时监控、采集和记录,有助于及时判断压接过程是否达到工艺标准。该装置的应用,能够有效实现导线压接检测流程化、标准化、实用化,可大大提高输变电工程的智能化、数字化水平。
2026年01期 No.244 4-6+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K] - 陈升武;谢根;赵天翔;张震;
船舶发电机的无功功率分配及故障分析是船舶电力系统中一个重要的研究领域。无功功率分配是指将发电机产生的无功功率按照一定的规则分配给各个负载,以维持系统的稳定运行。然而,在船舶发电机的运行过程中,可能会发生各种故障,导致无功功率分配异常,影响船舶的电力供应和运行安全。基于此,深入探讨了船舶发电机无功功率分配故障的原因和机理,并提出相应的故障排除和维修管理注意事项。在故障原因方面,重点分析了励磁系统故障和无功功率分配装置故障,涵盖了电源故障、励磁电流异常、控制逻辑错误和传感器故障等方面。通过对这些故障原因的分析,可以更好地理解无功功率分配故障的机理。在故障排除和维修管理方面,提出了故障诊断、定位修复、定期检查和维护以及健全的备件管理等注意事项。通过研究船舶发电机无功功率分配及故障分析,有助于提高船舶电力系统的可靠性和安全性,为船舶运行提供技术支持和指导。
2026年01期 No.244 7-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 83K] - 闫辉;
钻削工艺对于实现大工件的高精度深孔加工发挥着关键作用。基于此,采用样本均衡化训练的长短时记忆神经网络(LSTM),构建镗刀在不同工况下振动特征和声学信号映射模型;利用深孔镗床进行验证,探究刀具磨损程度随加工进程的演变规律。研究结果表明,选择LSTM算法处理不平衡样本获得了与真实参数基本一致的结果,可以更高效地发挥深度学习模型的优势。不同于传统模糊PID和BP神经网络方法,LSTM算法在信号处理过程中展现出更优的降噪性能,同时能够更好地保留原始信号的关键特征。该研究有助于提高刀具状态电子信号监测能力,也可拓宽到其它自动化控制领域。
2026年01期 No.244 10-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K] - 张建荣;
提出一种室内灯光控制系统。系统包括手动、自动、远程三种控制模式。系统通过检测室内光照强度、室内是否有人来控制灯的开/关,并根据光照强度调整灯的亮度,同时显示当前时间、灯的状态、是否有人等信息。手机可远程查看灯的状态,远程控制灯的状态、定时开关设置等。系统也可利用按键进行手动/自动模式切换、定时设置,并显示在显示屏上。系统操作简便、成本较低,又可以合理的控制灯光的开断,有效的保护灯具使用寿命。
2026年01期 No.244 13-14+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K] - 魏芳波;陈楠;陈辉;
为解决垃圾清理船在浅水域工作时,与障碍物相撞、船体搁浅等问题,基于超声波测距技术,结合可视图法,设计了一款智能垃圾清理船的避障系统。针对船体在水面上的5种工况进行了测试。数据表明,智能清理船的避障系统能够正常扫描周围障碍物情况,从而准确完成避障任务,有一定的实用性。
2026年01期 No.244 15-17+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K] - 黄延基;宋万基;
Sobel边缘检测技术是传统图像边缘检测的基础技术之一。针对目前传统的Sobel边缘检测实现方案存在的处理速度慢、效率低等问题,提出了一种基于FPGA优化的边缘检测设计。在传统Sobel算法的垂直和水平两个梯度方向上,增加了两个对角线梯度方向,来增大边缘检测的准确性。为了提高算法的处理速度,将算法在FPGA上进行实现。FPGA并行流水线结构的特性、实时性等优点,被广泛应用于数字图像处理领域。主要工作是利用MATLAB通过串口传输彩色图片至FPGA板卡,在经过FPGA板卡上实现灰度图转化、Sobel算子的边缘检测,然后将处理完成的数据通过串口回传到MATLAB进行显示,同时用Modelsim来对设计进行仿真验证,验证设计的时序逻辑是否正确。结果表明,设计可以大幅提高Sobel边缘检测的速度,并且获得了良好的边缘检测效果。
2026年01期 No.244 18-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K] - 楚文超;
关于无频闪LED护眼台灯的技术,就是从电源层面解决关于频闪的问题,人眼对高频的闪烁并不敏感,但是低频的闪烁会引起人眼不舒服的感觉。无频闪护眼台灯有两个设计方案:一种是把闪烁的频率做到超高频,这样人眼就不会有明显的感觉,这种设计方案只是人眼不会有明显的感觉,实际的台灯还是存在频闪的问题;还有一种就是真正的去除或者降低直流中的频率波动也就是纹波的含量。基于此,针对第二种解决方案进行设计以实现从源头真正地解决无频闪亮度调节以及无频闪照明的问题。
2026年01期 No.244 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K] - 杨康迅;陈兴文;
针对室内机器人自主导航与定点巡逻的实际需求,基于ROS框架采用2D雷达与IMU融合获取室内地图信息;利用陀螺仪和码盘电机得到机器人方位和行走里程,在ROS上执行相应脚本,调用室内建图和路径规划算法实现室内机器人自主巡航系统设计。
2026年01期 No.244 25-26+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K] - 郭文卿;张少波;李伟;王永胜;
针对某关键信息基础设施楼下建设10kV变压器的具体场景,开展了高压线附近电磁辐射环境的仿真研究,并对设施办公区域的安全性进行了评估。通过建立高压线等效电压模型和等效电流模型,仿真计算了高压线附近产生的电场强度和磁感应强度;并将仿真结果与标准要求进行了对比,做出了安全性评估。通过此次研究,消除了人们对高压线电磁辐射的恐慌,具有较强的现实意义,引导人们理性对待电磁辐射问题。
2026年01期 No.244 27-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K] - 毛佳奇;孙日明;
为提高布匹缺陷检测的精度和效率,提出了改进的模型FES-YOLOv8s。该算法是以YOLOv8s为基准模型,在网络结构中引入FocalModulation模块替换SPPF模块,加强网络的特征提取能力和自适应能力,使得在特征提取过程中网络能够更加关注缺陷目标。为了进一步提升网络的特征提取能力和增强网络学习缺陷目标的信息能力,提出将C2f模块替换为多尺度转换模块Efficient Multi-Scale-Conv,同时减少了模型的参数量。考虑到缺陷样本质量不平衡问题,使用SIoU损失函数,增强缺陷定位准确率,并且提高模型收敛速度和回归精度。改进后的模型在布匹数据集上进行实验,其实验结果表明,改进后的模型的m AP@0.5达到90.5%,相比于基准模型提高了12.2%。与原YOLOv8s算法相比,改进后的网络参数量减少了42.34%,m AP@0.5、精确率分别提高了12.2%、16.8%,充分验证了算法的优势和有效性,改善了布匹表面缺陷检测精度较低的问题。
2026年01期 No.244 30-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K] - 梁永宁;陈博源;申子琦;李宏恩;
针对国内外对仿生机械手的研究以肌电信号控制为主,且结构复杂的问题,设计了一款基于足底压力信号控制的仿生机械手系统。采用由5只压阻式传感器组成的鞋垫来获取压力信号,通过转换电路,将电阻信号转换为电压信号,并进行A/D转换,使用无线模块对数据进行收发,控制机械手实现抓、握等基本动作。实验结果表明:系统可以实现足底信号控制机械手操作,具有一定的创新意义和实用价值。
2026年01期 No.244 34-36+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 412K] - 郭丽珍;薛君;申利燕;
由于永磁屏蔽电机转子无电流,可克服传统感应屏蔽电机的缺点,基于此将永磁电机引入到屏蔽电机领域。以降低定子屏蔽套涡流损耗为优化目标,采用一种Plackett-Burman(以下简称PB)设计,进一步针对不均匀气隙永磁体厚度、永磁体底部到几何中心距离进行筛选,确定最佳参数。结果表明该模型设计能降低定子屏蔽套损耗,提高电机效率。
2026年01期 No.244 37-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K] - 刘涛;
对现行的异步电动机,将三相绕组分成相同电压值的三个一次绕组与三个二次绕组,按照某一相主绕组首端与滞后一相副绕组末端相联方式,另外引出三个补偿端进行电机的内补偿;鼠笼转子将较长的一端改成独立的笼型回路,较短的一端用N、S极交替设置方式镶嵌永磁体,粘结在电工纯铁制作的圆柱上,在异步运转中产生能量的内循环及一定的储能效应。
2026年01期 No.244 40-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K] - 臧绍立;郭祖锋;申俊星;
癫痫为大脑异常电活动致神经系统病,反复发作。脑电图检测虽有效,但个体差异致数据非独立同分布,挑战传统机器学习识别。为此,融合跨域均值逼近与softmax,提出癫痫脑电识别法。用CDMA建立跨领域共享特征子空间并提取特征,然后采用softmax回归进行分类,提升脑电信号识别精确度和效率。实验表明,该法显著提升分类准度,缩短训练时间,增强泛化力,全面优于传统方法。
2026年01期 No.244 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K] - 任勇;易成;任建强;夏远平;
设计基于空地协同的智能仓储系统,利用无人机、智能车上搭载的广角相机、双目视觉等传感器,基于SLAM、导航、计算机视觉、多机协同等技术,在特定环境下,通过无人机、智能车空地协同作业,实现系统自主巡检、自动充电、自动识别目标、数据输出等功能,实现货箱货物信息的自动识别和整理。
2026年01期 No.244 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K] - 何苑;张剑妹;郝梦岩;
当前计算机组成原理课程的实验教学,以实体实验箱、基于Logisim和基于FPGA开发板的仿真实验设计为主,这些实验形式分别存在着故障率高、时空受限、缺少直观性、交互性差、设计门槛高和内容抽象等问题。针对存在的问题,课程组基于OBE理念,采用成熟的Unity3D引擎和3D Studio Max等仿真开发技术,设计并实现了计算机组成原理虚拟仿真实验平台。基于仿真实验平台,对实验内容、实验组织形式和考核评价方式等实践教学环节进行了改进,优化了线上线下混合式教学模式。教学实践显示,新的实践教学模式能够提升区分度,在提高学生的学习兴趣和有针对性的持续改进方面,有重要的意义。
2026年01期 No.244 51-53+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K] - 解馥田;白子健;王曜祺;史硕旸;王春雷;
设计并制作了一款机械臂末端执行器——单自由度打孔机器人。设计主要包括57步进电机及电机驱动、滚珠丝杠、六维力传感器、钻头、上位机,实现脊柱手术中自动化的打孔操作,旨在减少临床医生的劳动量,增加脊柱外科手术打孔操作成功率、减小打孔操作对患者的伤害。
2026年01期 No.244 54-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K] - 陈瞳;
设计了一种基于STM32的多功能空气质量检测系统,该系统以STM32作为微处理器,以DHT22温湿度传感器、ZPH02粉尘传感器,实现空气中的温湿度、粉尘含量检测,并利用段式LCD液晶屏显示检测的参数;同时在粉尘含量过高时,通过蜂鸣器、指示灯进行声光报警;利用GSM模块实现数据传输。通过实验与测试,当用户周围空气有异常时,系统会发送带有文字“室内环境异常”的短信提示到用户手机上,使得用户可以实时的检测空气质量并及时做好防护。
2026年01期 No.244 57-59+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1100K] - 李仑升;贾雪航;张丹萌;
针对可配置远程接口单元(Remote Interface Unit,RIU),设计了多模态可配置测试设备,实现RIU的不同模态配置下的全功能测试。硬件部分,使用PXI系统作为主控系统,采用模拟量输入输出板卡、离散量输入输出板卡、通信板卡等模块化硬件,组合实现不同功能的测试;软件部分采用模块化、层次化架构设计,不同软件功能之间解耦,使各功能更加独立灵活,通过配置模块实现测试项的多模态自适应配置,提高了设备硬件复用率。经验证,多模态可配置测试设备满足系统测试需求,并具有良好的维护保障性。
2026年01期 No.244 60-62+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K] - 王向玲;郭凯华;侯艳斐;
针对我校机械电子工程专业《机械工程测试技术》课程实验教学中存在的设备台套数不足、实验内容固定且实践缺乏创新性等问题,探讨了基于5E教学模式与LabVIEW相结合的《机械工程测试技术》课程虚拟实验教学平台的建设策略。首先介绍了5E教学模式的内涵以及LabVIEW在虚拟实验教学中的优势,详细阐述了平台的架构设计、功能模块构建与实验项目开发,最后论述了基于5E教学模式的教学实施过程。通过该平台的建设与应用,旨在提升学生的《机械工程测试技术》课程的学习质量,加强学生的实践操作能力,激发学生的创新性思维。
2026年01期 No.244 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K] - 张越琳;高瑞璠;
旨在解析2023年全国大学生电子设计竞赛综合测评题中信号产生与微分方程求解的电路设计。方法上,通过滞回比较器、RC电路、移相电路等生成方波、三角波、正弦波,搭建模拟计算机求解二阶微分方程,结合Multisim仿真。结论表明,所设计电路可实现预期信号产生与微分方程求解功能。
2026年01期 No.244 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2917K]