隨著FPGA(FieldProgrammableGateArray)器件的應用越來越廣泛且重要，F(xiàn)PGA的測試技術也得到了廣泛重視和研究。基于FPGA可編程的特性，應用獨立的測試(工廠測試)需要設計數(shù)個測試編程和測試向量來完成FPGA的測試，確保芯片在任何用戶可能的編程下都可靠工作。 本論文正是針對上述問題，以XilinxXC4000E系列FPGA為主要的研究對象，在詳細研究FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎上，基于“分治法”的基本思路對FPGA的測試理論和方法做了探索性研究。 研究完成了對可編程邏輯模塊(ConfigrableLogicBlock)及其子模塊的測試。主要基于“分治法”對CLB及其子模塊進位邏輯(CLM)、查找表(LUT)的RAM工作模式等進行了測試劃分，分別實現(xiàn)了以“一維陣列”為基礎的測試配置和測試向量，以較少了測試編程次數(shù)完成了所有CLB資源的測試。 研究完成了對互連資源(ConfigrableInterconnectResource)的測試。基于普通數(shù)據(jù)總線的測試方法，針對互連資源主要由線段和NMOS開關管組成的特點及其自身的故障模型，通過手工連線實現(xiàn)測試配置，僅通過4次編程就實現(xiàn)了對其完全測試。 在測試理論研究的基礎上，我們開發(fā)了能對FPGA器件進行實際測試的測試平臺?；谟布抡嫫鞯臏y試平臺通過高速光纖連接工作站上的EDA仿真軟件，把軟件語言描述的測試波形通過硬件仿真器轉(zhuǎn)化為真實測試激勵，測試響應再讀回到仿真軟件進行觀察，能夠靈活、快速的完成FPGA器件的配置和測試。該平臺在國內(nèi)首次實現(xiàn)了軟硬件協(xié)同在線測試FPGA。在該平臺支持下，我們成功完成了對各軍、民用型號FPGA的測試任務。 本研究成果為國內(nèi)自主研發(fā)FPGA器件提供了有力保障，具有重大科研與實踐價值，成功解決了國外公司在FPGA測試技術上的壟斷問題，幫助國產(chǎn)FPGA器件實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。
上傳時間： 2013-05-17
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在機器人學的研究領域中，如何有效地提高機器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學者十分關注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和機器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標是針對四關節(jié)實驗室機器人特有的機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺，實現(xiàn)對四關節(jié)實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關節(jié)實驗室機器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運動學數(shù)學模型。在明確了實現(xiàn)機器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進行了充分論證，并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級CPU為上位計算機，它實現(xiàn)對機器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算；第二級CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實現(xiàn)了對機器人多個關節(jié)的高速并行驅(qū)動；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器，它實現(xiàn)了機器人關節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制，以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。 機器人系統(tǒng)的軟件設計包括兩個部分：一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負責機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算，同時完成用戶與機器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負責接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)對機器人的實時驅(qū)動，同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關節(jié)實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點，它允許用戶通過上位控制計算機實現(xiàn)對機器人的各種設定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機器人控制箱現(xiàn)場對機器人進行回零、示教等各項操作。
上傳時間： 2013-06-11
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目前，許多高校在機房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個機房中配置了1個IC 卡讀寫終端和1 臺監(jiān)控機。IC 卡讀卡終端只是一個普通的讀卡器，只負責讀取卡內(nèi)信息，并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機，讀卡終端本身沒有信息存儲功能，實際的計費管理完全是通過監(jiān)控計算機控制，監(jiān)控計算機向中心服務器端定時或?qū)崟r傳輸刷卡信息。由于整個系統(tǒng)要占用一臺微機，而且中間的信息傳遞、計費環(huán)節(jié)都要由它來完成，不僅浪費資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會出現(xiàn)一些問題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設備與監(jiān)控計算機之間的信息傳輸只是暫時保存在監(jiān)控計算機中，如果監(jiān)控計算機遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無法挽回的后果。而且由于學生信息都保存在監(jiān)控計算機中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點未完全體現(xiàn)IC卡除了能標識身份外，還有電子錢包功能，能對其進行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標識身份，實際的每次扣款，都是由監(jiān)控計算機和中心服務器來完成，基本與讀卡設備無關。 3) 不方便學生上機和收費管理學生每次上機刷卡，都要由監(jiān)控計算機連接中心服務器端，由中心服務器端讀出學生信息，進行核對，而且對學生的扣款需要額外的計算機軟件來進行計時和計費處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題，為提高機房管理效率，降低工作強度，并及時處理機房發(fā)生的故障，采用機房計費管理系統(tǒng)勢在必行。如果能在讀卡終端設備中完成計費的大部分功能，并且增加存儲功能，這樣就可以減少監(jiān)控計算機的負擔，甚至讀卡終端設備可以直接與中心服務器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財務統(tǒng)計和計算帶來的麻煩。 目前已經(jīng)應用于機房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設計要求，并且考慮到安全、可靠、簡單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務交由讀卡終端，比如由讀卡終端來存儲數(shù)據(jù)、計費管理，同時如果讀卡終端能實現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計算機的任務就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風險。本論文的設計就是基于這一點來進行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實時性要好，另外考慮到性價比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺。在此平臺基礎上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實現(xiàn)的成本有關。從解決這一技術問題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應用對象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機房管理終端的設計方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎上實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫IC 卡信息，增加了SD 卡存儲功能，完成計費操作，實現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務器通信。 本文詳細介紹了整個機房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設計，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細移植過程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時也提供了一種多卡操作的防沖突機制。 同目前大多數(shù)機房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實時性和反應時間，任務管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進行計費操作，降低了服務器端的工作壓力，同時降低了安全風險。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費卡的判斷與處理，對惡意操作或者有意或者無意的逃費操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點，使得通信更加方便、高效，并且可以進行遠距離傳輸和控制。
上傳時間： 2013-07-09
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近年來，隨著UPS電源的廣泛使用，對UPS電源的監(jiān)控要求也越來越高，而嵌入式系統(tǒng)的使用和Internet的普及，使得這種需求成為可能。將嵌入式系統(tǒng)和Internet結(jié)合用于UPS電源網(wǎng)絡監(jiān)控是一種必然趨勢，它可以借助Internet網(wǎng)絡完成對UPS電源現(xiàn)場的監(jiān)控任務，從而將監(jiān)控擴展到更廣的空間。目前，基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡監(jiān)控已經(jīng)成為監(jiān)控領域研究的一個熱點。 本課題以UPS電源為監(jiān)控對象，在綜合分析UPS電源、嵌入式系統(tǒng)、CAN總線的基礎上，從實際應用出發(fā)，對嵌入式技術在UPS電源網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的應用進行了深入研究。通過對比和分析工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡的現(xiàn)狀之后，確定采用基于Internet和CAN總線的嵌入式系統(tǒng)對UPS電源進行網(wǎng)絡監(jiān)控，完成了基于Linux操作系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)。在監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計中，主控芯片選用了SAMSUNG公司低功耗高性能的ARM9系列的S3C2410，CAN控制器使用了新型的獨立CAN控制器MCP2510，網(wǎng)絡控制器選用了Cirrus公司的CS8900，并完成了CAN接口模塊、以太網(wǎng)接口模塊和人機交互模塊的設計。軟件設計中移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)和嵌入式圖形用戶界面，以及對MCP2510驅(qū)動的開發(fā)，由于系統(tǒng)要實現(xiàn)網(wǎng)絡瀏覽和大量的數(shù)據(jù)交換，引入了嵌入式服務器Web server和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite，方便了數(shù)據(jù)的管理，提高了瀏覽速度。 經(jīng)實驗調(diào)試，該UPS電源網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過瀏覽器對UPS電源運行狀態(tài)、故障等信息進行監(jiān)控、統(tǒng)計和查詢，實現(xiàn)了小體積，低功耗，高性能的網(wǎng)絡監(jiān)控。該網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的研究具有廣闊的應用前景，對其它工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡也具有一定的指導和借鑒意義。
標簽： ARM UPS 電源 網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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旅客列車是人們出行的重要交通工具之一，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，信息化時代的到來，車輛能否安全運行已經(jīng)成為人們關注的焦點。在高速狀態(tài)下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關鍵，在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下，對車輛制動系統(tǒng)的研究就顯得必然和重要。 本次設計的任務是實時監(jiān)測列車車輛的運行速度，并根據(jù)車輛制動狀態(tài)，自動控制車輛的制動系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的制動安全防護。所以本次設計設計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網(wǎng)絡和μC/OS-II操作系統(tǒng)的車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統(tǒng)進行了總體的方案設計，介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的原理及設計方法，著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統(tǒng)軟硬件設計方案，并開發(fā)了基于μC/OS-II操作系統(tǒng)的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數(shù)監(jiān)視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態(tài)以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機；數(shù)據(jù)采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及電平轉(zhuǎn)換，ARM控制數(shù)據(jù)采集的啟動和采集結(jié)束后對數(shù)據(jù)的處理或傳輸；在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數(shù)、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來，掉電后也不會丟失，可以作為故障發(fā)生、診斷、排除和維護的數(shù)據(jù)依據(jù)。 在實驗室及模擬實驗臺上經(jīng)過多次軟、硬件結(jié)合的調(diào)試改進過程，本次設計基本上實現(xiàn)了車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能，制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高，在實驗室調(diào)試中實現(xiàn)了車輛制動系統(tǒng)的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能，驗證了設計方案的可行性及合理性，達到了預期的設計效果。
標簽： ARM 制動 自動監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-17
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電力變壓器性能的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。變壓器繞組溫度是變壓器安全、經(jīng)濟運行以及使用壽命的決定性因素，已經(jīng)成為變壓器狀態(tài)監(jiān)測中健康隱患和故障發(fā)展的重要表現(xiàn)形式。通過對變壓器繞組溫度進行實時監(jiān)測并判斷其健康狀況，以此來進行變壓器的負荷調(diào)整和預知性維修，避免因繞組過熱導致的變壓器故障，可以提高變壓器安全、經(jīng)濟運行水平，為電網(wǎng)安全運行帶來重要保證。 傳統(tǒng)的檢測電力變壓器溫度的方法主要有紅外溫度檢測、熱電阻、熱電偶溫度檢測等。紅外測溫為非接觸測量，它只能測量變壓器的表面溫度，易受環(huán)境溫度及周圍磁場的干擾，且需人工操作，無法實現(xiàn)在線測量。對于熱電阻、熱電偶等測量法，在高頻交變場中，導線會拾取噪聲并由于渦流效應而發(fā)熱。電導線的熱導還會導致被測溫度的擾動，測量效果不很理想。光纖光柵傳感技術以其體積小、電絕緣、抗電磁干擾、易復用、傳感信號可遠距離傳輸、便于實現(xiàn)實時在線測量等優(yōu)點，為電力變壓器溫度的測量提供了很好的技術手段。 本文在對國內(nèi)外光纖光柵傳感技術及其解調(diào)方案進行深入分析的基礎上，設計了光纖布拉格光柵傳感信號解調(diào)所需的硬件和軟件，并進行了實驗研究。論文涉及的主要工作有： 介紹了光纖的基本結(jié)構(gòu)、布拉格光柵的工作機理及其制作方法，分析了光纖布拉格光柵作為傳感元件時的基本參數(shù)，推導了光纖布拉格光柵的溫度傳感模型；詳細介紹了目前常用的布拉格光纖光柵解調(diào)技術。 重點分析了監(jiān)測系統(tǒng)的硬件電路設計及其原理，主要有微控制器相關電路的設計、光電轉(zhuǎn)換電路、前置放大及濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路、以太網(wǎng)通訊電路及液晶顯示電路等。在硬件平臺的基礎上設計并測試了相關模塊的驅(qū)動，實現(xiàn)溫度的實時采集和發(fā)送。主要工作包括uC/OS—Ⅱ在LPC2148上的移植，利用LwIP實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊等。 最后，搭建了系統(tǒng)光路，對監(jiān)測系統(tǒng)進行了測試，得到了有益的數(shù)據(jù)，為下一步工作打下了良好的基礎。
標簽： ARM 光纖光柵 溫度監(jiān)測
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：it男一枚
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是集節(jié)能、環(huán)保、安全為一體的前沿技術，是未來車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文研究了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，自主研發(fā)設計了一套電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，并進行實車試驗。 控制系統(tǒng)中采用了基于ARM7TDMI—S內(nèi)核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131開發(fā)板)進行控制器設計，分析和選擇了系統(tǒng)的控制策略，完成了控制器的硬件和軟件設計。系統(tǒng)的控制策略中采用了折線改進型助力曲線助力方式和模糊與數(shù)字PID相結(jié)合的控制方法，并進行相關補償控制的分析；硬件設計過程中采用了抗干擾技術進行優(yōu)化設計，完成了信號采集和處理電路、電機驅(qū)動電路、電源電路以及故障診斷等電路設計；軟件設計采用了結(jié)構(gòu)化的沒計思想，完成了包括控制系統(tǒng)主程序、A/D采集子程序、車速和發(fā)動機信號的采集子程序、電機PWM控制驅(qū)動子程序以及故障診斷和信息顯示子程序的設計，并在扭矩信號處理程序中應用容錯技術進行了軟件冗余優(yōu)化設計。 本文對自主開發(fā)設計的EPS控制系統(tǒng)進行了實車試驗和結(jié)果分析，試驗結(jié)果表明，本文所設計的基于ARM的汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向輕便性、穩(wěn)定性和可靠性等方面性能良好，完全滿足設計要求。
標簽： ARM 汽車 控制系統(tǒng) 電動助力轉(zhuǎn)向
上傳時間： 2013-07-21
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●抗線路接反功能可在線路跨接出錯時為技術員節(jié)省查找故障所消耗的大量時間； ●采用與 RS-485 相同的外引腳，無需重新設計電路板； ●總線引腳能承受 –35V 至 +40V 之間的故障，可為典型 24 Vac HVAC 電源最大限度地降低直接短路所造成的損害； ●多達 32 個節(jié)點的高輸入阻抗可在統(tǒng)一網(wǎng)絡上支持多節(jié)點，無需中繼器，從而可降低系統(tǒng)成本
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上傳時間： 2013-06-22
上傳用戶：624971116
儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展；新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化、計算機化的方向發(fā)展；其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表；閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重，以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機，8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題，開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點，在分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計，構(gòu)建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應用嵌入式系統(tǒng)技術設計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括：閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制；過閘流量實時自動監(jiān)測；閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警；實時工況圖像處理；工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間： 2013-04-24
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為了對蓄電池的性能進行在線檢測和故障診斷，介紹了用以提供檢測蓄電池的交流恒流源的設計思想和實現(xiàn)方法。通過實驗進行了實例應用和驗證，取得了較好的效果，為蓄電池的在線檢測提供了一種實用的方法。關鍵
上傳時間： 2013-06-05
上傳用戶：JGR2013
