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國產(chǎn)高性能PLC綜合測試平臺設(shè)計[EDA與制造][工業(yè)自動化]

PLC作為工業(yè)控制系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國家重要基礎(chǔ)設(shè)施和各種工業(yè)控制領(lǐng)域，對工業(yè)現(xiàn)場進行自主安全、穩(wěn)定可靠的控制，是實現(xiàn)中國制造向中國智造轉(zhuǎn)型的重中之重。在此背景下，國產(chǎn)PLC發(fā)展勢頭強勁迅猛，尤其是在航空航天、國防軍工等高端應(yīng)用領(lǐng)域，對國產(chǎn)高性能PLC產(chǎn)品有著迫切的需求。由于國產(chǎn)大型PLC的發(fā)展起步較晚、應(yīng)用較少，如何評價國產(chǎn)PLC的性能優(yōu)劣以及是否能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與評價方法。針對此問題，設(shè)計了一套面向國產(chǎn)高性能PLC的綜合測試平臺，選擇兩款主流國產(chǎn)PLC與一款國外主流產(chǎn)品進行橫向參數(shù)量化對比，提出了高端PLC的關(guān)鍵性能指標(biāo)及評價方法，并通過搭建硬件在環(huán)的虛擬工業(yè)場景，測試比較PLC滿足應(yīng)用的能力，通過測試實例驗證了測試平臺的有效性，為國產(chǎn)高性能PLC的評價、選擇提供參考，推動國產(chǎn)PLC的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)?；I(yè)4.0高質(zhì)量發(fā)展。

發(fā)表于：3/1/2023

批產(chǎn)衛(wèi)星自動化測試系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[測試測量][航空航天]

為了解決批量化衛(wèi)星生產(chǎn)數(shù)量多、周期短、人員短缺等問題，提出了一種新型衛(wèi)星自動化測試系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件架構(gòu)由綜合測試服務(wù)器、遙控遙測地檢設(shè)備、自動化測試終端等組成。軟件核心架構(gòu)基于TestStand和LabVIEW聯(lián)合開發(fā)，LabVIEW編輯的代碼模塊實現(xiàn)與遙控遙測地檢設(shè)備、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫等創(chuàng)建信息通道的功能；TestStand遵循測試細(xì)則的操作流程開展自動化序列的編輯工作，實現(xiàn)了遙控指令發(fā)送、遙測數(shù)據(jù)判讀、過程監(jiān)控、測試報告生成、多星并行測試等流程的高度自動化。該架構(gòu)測試序列編輯靈活性高、通用性強，可以滿足多種衛(wèi)星自動化測試工況的需求，目前已經(jīng)成功應(yīng)用在吉林一號高分03系列衛(wèi)星的批量化生產(chǎn)與測試的流程中，在大幅度提高測試效率的同時，節(jié)省了大量人力。

發(fā)表于：3/1/2023

基于VMD-LSTM的非侵入式負(fù)荷識別方法[電源技術(shù)][智能電網(wǎng)]

非侵入式負(fù)荷識別（Non-Intrusive Load Monitoring， NILM）技術(shù)僅基于家庭電源總?cè)肟谔幍碾娏?、電壓信息，獲得室內(nèi)電器設(shè)備的電氣信息。提高負(fù)荷識別的精度，對于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高電能利用效率、降低能耗、節(jié)約資源具有重要意義。首先應(yīng)用變分模態(tài)分解（Variational Mode Decomposition， VMD）對歸一化的電流信號分解為K個IMF分量，再估計各個分量與歸一化電流信號的相關(guān)系數(shù)，挑選相關(guān)系數(shù)最大的兩個分量作為負(fù)荷特征，輸入訓(xùn)練好的LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行識別。算例測試結(jié)果表明，該方法在公開數(shù)據(jù)集PLAID上的識別率高達99%，在實驗室采集的數(shù)據(jù)集上的識別率為96.6%，證實了所提出方法對提升負(fù)荷識別精度有顯著效果。

發(fā)表于：3/1/2023

基于平均電流模式的同步Buck數(shù)字電源設(shè)計研究[電源技術(shù)][工業(yè)自動化]

高效率、高開關(guān)頻率和數(shù)字控制是近年來開關(guān)電源領(lǐng)域的研究熱點。探討了基于平均電流模式的同步Buck數(shù)字電源設(shè)計策略，結(jié)合理論分析和Matlab/Simulink軟件仿真，分析了同步Buck的環(huán)路設(shè)計條件，詳細(xì)闡述了兩種電壓電流雙閉環(huán)PI補償器的設(shè)計方法，并提出了一種基于電流環(huán)簡化的電壓環(huán)設(shè)計方法。使用高性能主流MCU芯片STM32G474作為控制核心，利用高分辨率PWM技術(shù)實現(xiàn)200 kHz的開關(guān)頻率，以中斷事件觸發(fā)和狀態(tài)機運行思想來構(gòu)建系統(tǒng)軟件的架構(gòu)。仿真和實驗結(jié)果表明系統(tǒng)具有效率高、動態(tài)響應(yīng)快和魯棒性強等特點，為數(shù)字電源的通用化設(shè)計提供了參考。

發(fā)表于：3/1/2023

基于以太網(wǎng)的FPGA遠程調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計[可編程邏輯][工業(yè)自動化]

基于FPGA主控制器的系統(tǒng)，由于其高度定制化的特點，程序版本一旦固定，后期維護調(diào)試極其困難。系統(tǒng)采用FPGA MicroBlaze軟核處理器實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧，通過以太網(wǎng)傳輸升級文件，實現(xiàn)FPGA模塊的實時在線更新，完成遠程調(diào)試所需的遠程指令注入和數(shù)據(jù)遠程上傳。該系統(tǒng)通過以太網(wǎng)方式，能夠脫離傳統(tǒng)的調(diào)試方法，在設(shè)備現(xiàn)場人工不參與的情況下實現(xiàn)遠程設(shè)備調(diào)試，減少了維護成本。采用該方法的系統(tǒng)具有可靠、配置速度快、無需重啟等特點，也可用于云計算、實時仿真等其他方向。

發(fā)表于：3/1/2023

毫米波CQFN外殼地孔設(shè)計與優(yōu)化[微波|射頻][工業(yè)自動化]

基于高溫共燒陶瓷（HTCC）工藝，介紹了一款封裝尺寸為7 mm×7 mm×1.2 mm 的四側(cè)無引線扁平陶瓷（CQFN）型外殼，以滿足毫米波微波器件封裝的小型化需求。就如何解決陶瓷外殼高頻信號傳輸時電磁泄漏問題，利用仿真軟件分別從信號傳輸?shù)牟煌较驅(qū)ζ帘蔚乜鬃髁嗽O(shè)計與優(yōu)化。通過仿真對比，對不同區(qū)域的地孔與電磁信號的屏蔽關(guān)系進行了論述和總結(jié)。結(jié)果顯示，外殼傳輸端口可覆蓋0.1 GHz～40 GHz的寬頻率范圍，其插入損耗≤0.65 dB，電壓駐波比≤1.50。

發(fā)表于：3/1/2023

K波段緊湊型收發(fā)前端組件的設(shè)計[微波|射頻][其他]

設(shè)計了一種應(yīng)用于微波無線通信系統(tǒng)的緊湊型低成本FDD收發(fā)前端組件，在有限的體積內(nèi)集成了一路接收通道、一路發(fā)射通道、兩組變頻需要的本振源。采用表面貼裝芯片和微波多層板的實現(xiàn)方式，在保證優(yōu)良性能的同時，兼顧了經(jīng)濟性和裝配容易性。首先介紹了收發(fā)前端的架構(gòu)設(shè)計，并針對關(guān)鍵無源電路、有源電路進行了詳細(xì)設(shè)計，對主要性能指標(biāo)進行了分析。對加工的組件進行了實測，發(fā)射通道輸出功率大于20 dBm，接收信號范圍為-60 dBm~-20 dBm，接收中頻輸出功率恒定為-10 dBm。

發(fā)表于：3/1/2023

射頻模塊中晶振對電磁兼容影響研究[微波|射頻][其他]

提出了一種SoC芯片時鐘方案，并設(shè)計了兩種版圖方案。針對模塊中產(chǎn)生電磁干擾的原因進行分析，通過判斷信號間隔離度仿真結(jié)果，可提前識別版圖方案中是否存在信號間干擾風(fēng)險，進而惡化SoC芯片輸出模擬信號質(zhì)量。根據(jù)信號間隔離度仿真結(jié)果指導(dǎo)版圖設(shè)計，并給出優(yōu)化版圖方法，改善了信號間隔離度性能。測試結(jié)果表明，版圖設(shè)計兩種方案的仿真結(jié)果與實測結(jié)果吻合，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性、可參考性。

發(fā)表于：3/1/2023

基于諧波抑制的小型化高效率功率放大器設(shè)計[其他][其他]

針對傳統(tǒng)VHF波段功率放大器存在的體積大、效率低、諧波干擾嚴(yán)重等問題，利用集總參數(shù)元件設(shè)計了一款工作于該波段的小型化、高功率、高效率功率放大器。通過在功率放大器的輸出匹配電路中引入多級LC諧振網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了對諧波分量的有效抑制，提高了功率放大器的線性度和效率，也改善了電磁兼容性。實物測試結(jié)果表明，該功率放大器的飽和輸出功率約為44.9 dBm，飽和功率增益為14 dB，功率附加效率為62%，性能優(yōu)良，具有較好的實際工程應(yīng)用價值，可廣泛應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。

發(fā)表于：3/1/2023

基于TMC5160 StallGuard2實戰(zhàn)案例分享[模擬設(shè)計][工業(yè)自動化]

當(dāng)控制環(huán)境比較惡劣，周邊可能存在大型的電機對電磁抗干擾能力影響較大時，管道閘中的閥門控制將面臨一定挑戰(zhàn)和障礙，面對這種情況，該如何明確閥門的位置和檢測扭矩？本次技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健邀請到了他們的客戶——行業(yè)資深工程師阮工來分享他的實戰(zhàn)案例。 ADI的TMC5160是一款高度緊湊的步進電機控制器和驅(qū)動器IC，具有最低功耗和最高動態(tài)性能的功率級，能確保無噪音運行，結(jié)合最高效率和最佳電機扭矩。阮工運用TMC5160 StallGuard2，通過編碼器來判斷閥門是否已經(jīng)開啟或關(guān)閉，通過扭矩判斷閥門是否異常不能打開和關(guān)閉。該項目輸入?yún)?shù)如下表：

發(fā)表于：3/1/2023

STRS系統(tǒng)異構(gòu)處理器通信中間件的設(shè)計與實現(xiàn)[其他][其他]

針對空間通信無線電系統(tǒng)（STRS）異構(gòu)處理器間通信存在的實時性不高、冗余度較大、無法故障恢復(fù)等問題，將分布式數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)（DDS）中間件技術(shù)引入到STRS架構(gòu)中，實現(xiàn)STRS異構(gòu)處理器波形應(yīng)用組件之間基于發(fā)布/訂閱模式的通信中間件。在完全兼容STRS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，有效地提高了基于STRS的通信系統(tǒng)消息傳遞的實時性，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和冗余度，提高了開發(fā)效率，節(jié)省了系統(tǒng)的開發(fā)和維護成本，實現(xiàn)了全局和局部模塊的動態(tài)重構(gòu)。

發(fā)表于：3/1/2023

基于TSDM的抗時間維度隨機化方法研究[其他][其他]

時間維度隨機化技術(shù)通過插入隨機延遲、冗余操作和變頻時鐘等操作，使得側(cè)信息在時域難以對齊，進而降低了側(cè)信道攻擊效率。針對時間維度隨機化技術(shù)引起的能量跡時域失調(diào)的問題，提出了基于趨勢序列動態(tài)匹配（Trend Series Dynamic Matching， TSDM）的抗時間維度隨機化方法，分析了攻擊興趣點的分布，提取了能量跡的趨勢信息，刻畫了能量跡的形狀特征，壓縮了能量跡的維度，抑制了噪聲的負(fù)面影響，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動態(tài)對齊，進而提高側(cè)信道攻擊的效率。面向3種典型時間隨機化技術(shù)開展方法驗證和性能分析，該方法相較多種經(jīng)典對齊方法在不同噪聲環(huán)境下的數(shù)據(jù)對齊效果更好，能量攻擊成功率達到100%所需的能量跡數(shù)量分別減少了23.8%、24.2%、11.3%。

發(fā)表于：3/1/2023

飛機油料加注加油車智能派工設(shè)計方法研究[其他][航空航天]

隨著民航業(yè)的飛速發(fā)展，給飛機加注油料的保障任務(wù)越來越多。目前，飛機加油任務(wù)主要由油料供應(yīng)商調(diào)度員根據(jù)航班加油信息逐一分配加油任務(wù)給加油員，加油員收到任務(wù)后駕駛加油保障車輛到達飛機位置進行加油作業(yè)。加油業(yè)務(wù)電子化、信息化、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的實現(xiàn)逐漸打通了加油系統(tǒng)的信息通道?；诖罅慷嗑S數(shù)據(jù)，根據(jù)飛機加油業(yè)務(wù)特點，提供一種用于飛機油料加注加油車的智能派工方法，能夠自動進行加油任務(wù)分配，避免出現(xiàn)航班延誤狀況及就此造成的嚴(yán)重資源浪費并能減輕調(diào)度員工作量。通過智能派工可以合理調(diào)配加油資源，保證飛機及時加油，順利完成航班保障任務(wù)。

發(fā)表于：3/1/2023

多維工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究與應(yīng)用[通信與網(wǎng)絡(luò)][信息安全]

網(wǎng)絡(luò)安全已成為關(guān)系國家安全和發(fā)展、關(guān)系人民群眾切身利益的重大問題，網(wǎng)絡(luò)安全形勢也是日益嚴(yán)峻，網(wǎng)絡(luò)攻擊危害政治安全、社會穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展、文化建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)空間的國際競爭方興未艾。從多個維度對潛在的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險進行識別和預(yù)警，在攻擊成功之前采取有效措施迅速阻斷攻擊，是工控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的有力保障。

發(fā)表于：3/1/2023

如何安全實現(xiàn)車載網(wǎng)絡(luò)通信?[通信與網(wǎng)絡(luò)][汽車電子]

當(dāng)我告訴人們我從事專注于汽車安全的半導(dǎo)體行業(yè)時，他們通常認(rèn)為一定會涉及汽車報警和車鑰匙。盡管汽車盜竊仍是一個合理的擔(dān)憂，但與內(nèi)部電子控制單元(ECU)及其車內(nèi)外通信相關(guān)的安全威脅明顯更大。在今年銷售的所有新車中，大約有50%的車輛支持聯(lián)網(wǎng)功能，很多人估計到2030年，這一數(shù)字將達到95%左右。

發(fā)表于：3/1/2023