自动化与仪表

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自动化与仪表 关注(): 期刊周期：月刊; 期刊级别：北大核心; 国内统一刊号：12-1148/TP; 国际标准刊号：1001-9944; 主办单位：天津市工业自动化仪表研究所;天津市自动化学会; 主管单位：天津市中环电子信息集团有限公司; 上一本期杂志：《天然产物研究与开发》杂志信息; 下一本期杂志：《爆破器材》工程师职称论文

　　【杂志简介】

　　《自动化与仪表》由天津市工业自动化仪表研究所与天津市自动化学会联合主办，为《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊，由《中国期刊网》，《中国学术期刊(光盘版)》，《中文科技期刊数据库》全文收录，入网“万方数字——数字化期刊群”，荣获首届全国优秀科技期刊三等奖，天津市优秀期刊奖。《自动化与仪表》杂志是以自动化领域和仪器仪表行业为两大报道主线的技术类科技期刊，集学术、技术和应用于一体，注重先进性、指导性、实用性、可读性。常设栏目包括：综述与研究，专题论述，专家谈，仪器仪表装置，现场总线技术，控制系统的设计、应用，计算机应用，创意与实践，经验交流，国外自动化纵横，以及专为广告客户开设的企业服务台栏目。此外，还有国内展会提醒，展会追踪，企业风采，新品推介，研发信息，行业新闻，行业报道，服务热线，前沿报道，走近学会，读者·作者·编者等小栏目。2003年新设立中国专利、链接认证——UL专栏、中国拟在建项目。

　　本刊主要面向科技人员、设计人员、院校师生、管理人员、使用人员等。编辑部每年参加二十余次国内各类专业及相关行业的展会和专题会，多角度为广大新老客户提供优质服务，发布产品广告、新品预告、企业形象展示、展会通告、人才信息等。刊物发行渠道多要产：邮局、行业发行网络、目标发送、展会赠阅等;读者还可通过中国期刊网、万方数字、中文科技期刊数据以及中国学术期刊(光盘版)浏览本刊的网络版和光盘版。

　　【收录情况】

　　国家新闻出版总署收录

　　首届全国优秀科技期刊奖(三等奖)

　　天津市优秀期刊

　　国外数据库收录：英国物理学、电技术、计算机及控制信息社数据库

　　【栏目设置】

　　常设栏目包括：综述与研究，专题论述，专家谈，仪器仪表装置，现场总线技术，控制系统的设计、应用，计算机应用，创意与实践，经验交流，国外自动化纵横，以及专为广告客户开设的企业服务台栏目。

　　杂志优秀目录参考：

　　安全仪表系统设计的多目标优化左信，殷卫兵，谭壮壮，ZUO Xin，YIN Wei-bing，TAN Zhuang-zhuang

　　地形自适应救援机器人设计张智攀，刘富军，李俊霞，黄水长，ZHANG Zhi-pan，LIU Fu-jun，LI Jun-xia，HUANG Shui-chang

　　基于Matlab的分时电价下企业用电负荷优化调度赵辉，张宁，蔡万通，王红君，岳有军，ZHAO Hui，ZHANG Ning，CAI Wan-tong，WANG Hong-jun，YUE You-jun

　　基于ISA100.11a标准的工业传感网系统设计支亚军，李孟，王鼎衡，张岐，ZHI Ya-jun，LI Meng，WANG Ding-heng，ZHANG Qi

　　一种微小电容测量仪的设计与实现苏世熙，曾国强，喻明福，朱劲夫，罗群，SU Shi-xi，ZENG Guo-qiang，YU Ming-fu，ZHU Jin-fu，LUO Qun

　　基于W5300的外系统等效器设计鲍晓祺，杜文略，沈三民，BAO Xiao-qi，DU Wen-lüe，SHEN San-min

　　管壳式换热器温度传感器测量的准确性校正王金辉，杨永平，WANG Jin-hui，YANG Yong-ping

　　基于Android的智能家居系统的设计与实现莫太平，胡俊波，赵佩斯，MO Tai-ping，HU Jun-bo，ZHAO Pei-si

　　基于控制网络的多协议通信适配器的设计田海，王冬生，TIAN Hai，WANG Dong-sheng

　　北斗短报文电网状态监测及应急通信系统刘艳，刘晓莉，石书祝，梁穆清，刘凯，LIU Yan，LIU Xiao-li，SHI Shu-zhu，LIANG Mu-qing，LIU Kai

　　电动舵机的一种自适应离散滑模控制方法扈宏杰，李昊，HU Hong-jie，LI Hao

　　基于ADRC的起动机负载测试系统周国栋，张墩利，ZHOU Guo-dong，ZHANG Dun-li

　　多途径远程监控报警系统的设计与应用杨小健，许潇珑，李荣雨，YANG Xiao-jian，XU Xiao-long，LI Rong-yu

　　国家级电力期刊投稿：高压试验中的断路器拒动故障和绝缘故障分析处理

　　摘要：本文以断路器的基本特性为切入点，简要分析了高压试验中的断路器故障，主要包括由拒分而引起的拒动故障、由拒合而引起的拒动故障、由断路器本体而引起的拒动故障、绝缘故障等，进而据此提出具有针对性的处理对策，以供参考。

　　关键词：高压试验,断路器,故障,处理对策

　　1 断路器的基本特性以及具体分类

　　断路器的结构共分四部分，即是导流结构、绝缘机构、操作机构、灭弧结构。断路器属于低压电器的范畴，主要作用是对线路与电源进行有效保护。在断路器处于正常工作状态之时，其额定电流与额定电压是基本相等的，不存在显著的差异，这也是确保整个电力系统如常运行的关键前提之一。

　　自动化与仪表最新期刊目录

基于K210的智能寻迹小车的设计————作者：陈崇辉;邓筠;吴耿羽;张宇哲;

摘要：针对智能寻迹小车的车道轨迹偏离、转弯等趋势进行提前预判和纠正等问题，设计开发了一辆基于机器视觉的智能寻迹小车。小车结构设计上采用2个微控制器系统，其中小车控制系统使用32位单片机STM32作为核心控制器，同时，引入K210视觉模块负责图像处理系统，重点对机器视觉识别小车行驶路线及纠正算法进行研究，改善对小车道路的轨迹检测的识别准确率。在固定环境光源的情况下进行多轮测试，实验结果表明，智能寻迹小车能...

融合T-S动态故障树与贝叶斯网络的核电厂智慧屏系统研究————作者：田辉宇;潘烽;黄勇;朱智鸿;

摘要：智慧屏系统能够实时展示核电厂的关键运行参数，通过直观的图表和图像可以使复杂的数据变得易于理解，从而有助于快速决策。为更好了解核电厂运行情况，针对融合T-S动态故障树与贝叶斯网络的核电厂智慧屏系统展开研究。设计维修数据录入模块、知识库查询模块，完善核电厂智慧屏系统的核心硬件部分建模。构建T-S动态故障树模型与贝叶斯网络体系，并在此基础上，对显示数据进行3D动画演示，以便于系统主机处理历史维修数据，进...

基于模糊神经网络和系统建模的火电厂机组自动化控制技术————作者：王杰;

摘要：在电力市场逐渐开放的环境下，为提高火电厂的竞争力和经济效益，降低发电成本、提高发电质量，研究对火电厂机组自动化控制技术进行了开发。通过对模糊神经网络的缺点分析，提出了广义模糊神经网络算法。采用了逆模型的关键系统建模技术，对神经网络进行逆系统的辨识，得到具有延时反馈的火电机逆模型。然后通过协调系统参数的调整，创新性地开发出自动化模糊神经网络反向模型，经实验测试实现了拥有更长的稳定时间，且动态偏差更小...

基于改进蚁群融合DWA算法的路径规划方法————作者：李勇;张志安;

摘要：针对单独使用蚁群或DWA算法难以同时有效实现全局规划路径最优和动态避障的问题，提出了一种基于蚁群算法与DWA算法的融合规划算法。通过改进启发函数、优化信息素的奖惩策略、设计信息素挥发系数自适应调整机制，对蚁群算法进行改进，有效提高蚁群算法的全局最优规划效果。将改进蚁群算法与DWA算法进行融合，实现静态全局路径最优和动态避障的兼顾，通过多组仿真实验验证了算法的有效性和可行性

开关柜动触头无线感应式在线取电方案设计————作者：钱聪;潘继元;夏海燕;王国华;

摘要：为降低高压开关柜设备的维护与检修投入，提高开关柜手车触头啮合状态检测装置的应用性能，提出采用无线感应式在线取电方案。基于电磁感应原理，构建感应取电电源等效模型，研究磁电转换电路拓扑，分析电源输出电压与功率影响机理。根据高压开关柜动触头内部空间情况，合理选取磁芯材料与线圈匝数，并设计电路整流模块、稳压模块以及储能模块，以满足多传感器电路的供电需求，实现检测系统的电量自我维护。试验结果表明，提出的无线...

基于图数据结构的生产追溯信息处理系统————作者：徐志达;鲍敏;

摘要：为了解决目前离散型工厂MES系统深层数据查询时间长以及生产环节中返工返修的信息追溯问题，通过对生产过程数据的归一化和重组等操作，针对实际产线的工序流程进行了图数据建模，实现了关系型数据和图数据的映射关系，并通过Smith-Waterman序列比对算法对返工返修产线进行归因与匹配，得到相似产线工序的最大公共子集，建立了基于图数据库存储的信息处理系统。结果表明，利用在图数据库中已建立的工序数据，重复序...

基于CKS32的MCU通用测试系统设计————作者：常浩;段崇嵩;胡凯;孙运涛;

摘要：为了解决MCU芯片测试时，需要针对每一款MCU芯片设计专门的测试驱动板，不具备通用性且增加了测试成本，设计出一种通用的MCU自动化测试系统。该系统采用CKS32F103作为处理器，可以实现对多个不同系列MCU的基本电气参数、外设接口、通讯接口等功能的自动化测试。测试结果表明，该通用测试系统工作稳定、使用方便，能有效提高MCU的测试和验证效率

基于神经网络算法的光伏阵列拓扑结构研究————作者：吉宇;崔競文;丛源;刘许赟;

摘要：光伏阵列的拓扑结构对于输出功率大小有一定影响，为得出最优拓扑结构，对使用神经网络算法，进行最大功率跟踪（MPPT）的光伏系统对比研究。设置6种工况，来模拟自然状态下不透明遮挡、渐变物遮挡、随机遮挡等可能造成的局部遮阴情况，Matlab/Simulink仿真验证表明，针对神经网络算法的MPPT光伏系统下，蜂巢（HC）拓扑结构，在不平行于光伏阵列的斜照遮挡工况下，有高输出功率。而随机性较强的遮挡工况，...

基于载波比控制的小型离网逆变器效率优化方法————作者：符展鹏;张慧;王钦若;

摘要：在小型逆变器的损耗中，开关管的开关损耗占据了很大一部分。为降低损耗，设计一种可以降低小型离网逆变器损耗的载波比控制方法。首先从开关频率与电压波形质量的关系中，推导出载波比与输出电压波形总谐波畸变率THD的变化关系；然后根据使用不同负载时THD的变化曲线确定载波比控制的范围，通过对载波比进行反馈控制，在令输出电压波形满足THD要求的同时，降低载波比，减少开关频率从而减少损耗使电路效率得到优化；最后经...

基于LuGre模型的电液作动器自适应鲁棒补偿控制研究————作者：刘建军;吴超华;余先涛;

摘要：为了改善非线性摩擦因素和参数不确定等所导致的电液作动器（EHA）系统控制精度误差较大的问题，该文基于LuGre模型的原有基础上，提出一种具有摩擦补偿功能的鲁棒自适应控制器，以改善具有非线性摩擦、参数不确定性EHA的精确控制性能。通过LuGre模型对EHA系统的摩擦特性进行分析，研究非线性摩擦影响下液压缸的速度、位移、两腔压力变化、活塞杆受力的特性变化。研究该方法在通过鲁棒控制来达到降低外界各种因素...

工业机器人数字孪生系统研究————作者：蔡宝;康亮;顾鸿良;

摘要：工业机器人是推动制造业数智化转型重要载体，而虚拟现实和数字孪生等新型技术是促进制造业数智化转型的重要技术手段，以ABB工业机器人为例，利用了虚幻引擎Unity3D开发工业机器人仿真平台，同时借助了Process Simulate实现了孪生体的数据连接，基于西门子博途软件和OPC工业通信标准，实现了工业机器人的数据传递和模型同步运动，开发了基于混合现实智能眼镜的工业机器人数字孪生系统，测试了孪生机器...

基于改进YOLOv10和Faster R-CNN级联的10 kV柱上设备缺陷检测方法————作者：李思源;郝思鹏;荆启文;何嘉铭;

摘要：针对10 k V柱上不同部位的电力设备缺陷位置难定位、缺陷信息难捕捉的问题，提出了一种基于改进YOLOv10和Faster R-CNN级联的10 kV柱上设备缺陷检测方法。该方法分为两个阶段：第一阶段，通过YOLOv10识别提取柱上各设备，添加AKV(AKConv and vanilla net)模块减轻YOLOv10的参数量；使用Focal-EIoU损失函数提高对不同尺寸的柱上设备识别能力。第一...

基于软件随机数发生器的RC4算法改进————作者：蔡文龙;李杰;张德彪;

摘要：随着网络技术的高速发展，芯片自动化测试过程中面临着严重的数据安全问题。用于数据加密的经典流密码算法RC4算法因其自身的设计缺陷，存在遭受区分攻击等多种攻击的可能。该文提出一种RC4算法的改进方案，引入LRNG软件随机数发生器，产生随机性高的种子密钥改进T表初始化与S盒置换过程，增强算法的安全性。将该方案在ZYNQ7020平台上实现，PS端搭载Linux系统调用内核生成随机数，PL端用Verilog...

基于时变隐马尔科夫模型的SCADA数据异常状态判定方法————作者：胡璐;张小军;吕海卫;郑建刚;

摘要：SCADA系统在工业自动化监控中至关重要，其对数据异常状态的判定关乎生产安全与设备运行效率。现有系统依赖静态报警规则，易致误报漏报，难以精准反映生产工况实时变化。该文提出基于时变隐马尔科夫模型（TV-HMM）的SCADA数据异常检测方法，以时变状态转移概率和观测概率建模系统运行状态，可动态适应数据变化，提升异常检测精度。文中分析了SCADA数据特点及检测需求，探讨TV-HMM原理并构建检测框架，经...

显微标尺计量中的对线策略研究————作者：王景凡;毛斌;黄璐琦;赵迪;

摘要：显微标尺的日常校准中，当位于中心线位置的线纹质量不佳导致仪器自动寻边测量失败时，只能依靠人工采集目标线的方式测量。为提高测量效率，寻找在不影响测量结果准确度的情况下能够进行自动寻边测量的替代方案，该文提出中心单侧对线、偏心中分对线2种对线策略对线纹间距实施测量，并进行理论分析与实验验证。实验分析结果表明，相比于中心单侧对线，偏心中分对线策略下的测量结果的偏差更小。在偏离线纹中心线高度0.02 mm...

六轴机械臂控制系统仿真分析与研究————作者：徐一栋;陈海卫;王浩;

摘要：仿真分析与研究是六轴机械臂控制系统详细设计的前提与基础。为此，搭建了某款六轴机械臂的仿真分析系统。首先，在笛卡尔空间下利用S型加减速曲线对机械臂末端轨迹进行规划，通过线性插值与SLERP球面线性插值分别对机械臂的位置与姿态进行插补，采用改进D-H法建立机械臂的运动学模型，将笛卡尔空间下的轨迹映射到关节空间；之后，分别采用拉格朗日法与牛顿欧拉法建立了机械臂的正逆动力学模型，进而基于计算力矩法搭建了机...

一种柔性口腔手术器械的设计与实验————作者：陈国良;杨晨;

摘要：传统的口腔器械难以满足口腔手术对器械末端较高刚度和小空间内姿态调整的要求，该文设计了一种可实现小空间内大姿态调整，且具有一定刚度的口腔手术器械。首先，设计了柔性口腔手术器械的关节串联结构方案并建立了弯曲模型。其次，建立了口腔手术器械的刚度控制模型，并进一步设计了控制系统及样机。最后，针对样机开展弯曲能力实验、负载能力实验与模拟钻磨实验。结果表明，所设计的口腔手术器械不仅能弯曲趋近手术位置，还能实现...

PSO-GWO优化模糊神经网络滑模的防摆控制————作者：兰朋;郭新;刘曼兰;任海涛;

摘要：针对桥式起重机的欠驱动特性迫使货载出现摆动的问题，结合小车的定位及货载的起升，提出了一种基于模糊神经网络对不确定项进行逼近的滑模自适应防摆控制策略。首先根据拉格朗日方程建立桥式起重机动力学模型，然后考虑起重机受到外界干扰影响，设计了基于模糊神经网络对不确定项进行逼近的滑模控制器，随后使用PSO与GWO的混合算法（PSO-GWO）对控制器的参数进行调整，使其达到理想的控制精度。经过稳定性分析，证明了...

基于轻量化深度学习的火灾自动化遥感监测系统————作者：赵明;张雪燕;周盼;

摘要：火灾场景在视觉检测中呈现出高度的非线性和不确定性，为实现对火灾精准监测，设计基于轻量化深度学习的火灾自动化遥感监测系统。采用遥感传感器集成系统、数据传输与预处理平台、边缘计算与智能识别模块设计硬件结构；采用Ostu算法对最佳阈值进行选取，判断像素点是否属于火焰区域，实现图像前景分割。引入空间注意力机制对CNN模型进行改进，结合卷积操作对其进行特征提取以及训练，输出图像识别结果，判断是否发生火灾情况...

基于深度学习的活性污泥微生物图像检测————作者：姜明浩;赵立杰;赵一玲;高振鹏;

摘要：活性污泥中的指示性微生物是评估污水处理厂运行状况的关键指标，但部分微生物存在体型小、形状不规则和形态相似等问题，给检测带来挑战。该研究基于YOLOv8提出MMDIM-YOLO方法：首先在YOLOv8的主干网络引入可形变卷积（DCN），在训练过程中引入偏移来提取更全面的特征，同时应用多路径坐标注意力（MPCA）机制强化DCN偏移权重计算，融合C2f模块形成C2f-DM模块，提高主干网络的特征提取能力...

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