机载远程智能接口数据集中器研究与实现

文章研究目的是研究新一代飞机机载计算机中具有通用化、标准化的远程智能接口数据集中器,以满足新一代飞机综合化航空电子系统要求;文章首先描述了远程智能接口数据集中器功能原理,然后重点介绍了AFDX网络通信、高速模拟信号采集、小信号处理、大功率控制、接口控制软件设计等远程智能接口关键技术,最后给出远程智能接口数据集中器具体实现;机载远程智能接口数据集中器已经在新一代飞机综合航电系统通过系统验证,试验结果证明远程智能接口数据集中器实现了各种传感器信息就近采集、及时进行数据转换和驱动输出控制的功能要求。     

LON仿人思维控制器设计与实现

新型智能控制仪表的发展趋势是基于人工智能，人工智能在控制领域的应用核心是模拟人的控制智慧。LON仿人思维控制器是基于LonWorks总线的智能控制器，模拟了人的控制思维与智慧，体现了仿人思维控制理论与方法研究成果。控制器采用双CPU设计，将嵌入式技术与LonWorks总线技术有机结合在一起，可以实现模拟信号、开关信号及其脉冲信号的输入、输出，可与其它控制仪表实现RS-232、USB、LonWorks总线通讯。LON仿人思维控制器集成了独有的仿人思维控制算法，既可以单独使用，也可以构成拟人化分布式智能控制系统。实验结果表明，LON仿人思维控制器对温度、压力、流量、液位等过程工业物理量有很好的控制效果。     

振动传感器智能化的研究与实现

在测控领域内,随着传感器技术和微处理器技术的发展,对传感器的精确度、可靠性要求越来越高,要求传感器具有一定的数据处理、自我检测、自我纠错能力,并且具有数据通信和扩展组网功能。为了满足这个要求,文中提出了一种基于CAN总线技术的振动传感器智能化方案,详细介绍了智能传感器节点硬件电路和固件程序设计的具体实现。对智能节点进行静态和动态测试,静态环境下传感器电压值输出为2.5V,上位机对数据处理后作图,符合实际要求;动态环境下,将传感器置于连续振动环境,数字量数据接收后经处理作图,与标准传感器波形图进行比较,满足设计要求。     

基于PCI8602的压力传感器测试系统设计

为了便于压力传感器生产商对产品质量进行检测,设计了一种压力传感器性能测试系统,该系统由工业计算机、数据采集卡、标准压力变送器、信号处理电路以及多通道被测传感器组成,系统测试时使用工业计算机端VB应用程序控制整个测试过程;通过将4~20 mA标准压力变送器和被测多通道压力传感器置于同一被测环境,由VB应用程序实时采集两者的输出值并进行计算,软件通过分析处理可判断被测传感器性能好坏;测试系统可借助VB语言灵活地调整软件功能及测试界面,广泛应用于企业压力传感器的实验室检测;实际应用表明,该系统可节省人工,降低工人劳动强度,提高检测质量。     

基于虚拟仪器的RLC谐振电路实验系统研究

基于虚拟仪器技术,在HLD-RLC-Ⅲ型号的RLC综合实验仪基础上,利用数据采集卡将实验仪输出的模拟信号转换为计算机能够处理的数字信号,配合LabView编制的虚拟仪器程序,实现测量RLC串联谐振电路特性的实验系统的设计与搭建。与传统的实验方案相比,其数据采集、信号处理、数据显示等功能都是虚拟仪器程序实现的,这些功能可根据实验内容重新设计,因此该系统在实验内容方面具有灵活的拓展性,利用该系统不仅能够完成测量RLC串联电路基本特性的基础实验教学,同时还能够对学生开展设计性实验训练,以此调动学生的积极性和创造性,提高学生的实践动手能力。     

微型水深传感器在智能导盲仪中的应用

基于DSP处理器,利用超声波传感器、温度传感器、微型水深传感器,设计了一款智能导盲仪,该导盲仪具有测距、测积水深度、测温、智能求救等功能,并具有语音播报、夜晚警戒灯等感知与提示功能。本文重点阐述微型水深传感器在此导盲仪中的应用,实验结果证明,该微型水深传感器能够有效测量路面积水深度,检测精度高,为盲人雨天出行提供安全保障。     

基于QPSO—SVM算法的PDS变送器温度补偿方法

由于PDS压力变送器[1] 的测量数据会随着温度的变化而发生温度漂移,文中提出了量子粒子群[2](QPSO)算法和支持向量机[3](SVM)算法相结合的方法对压力变送器的输出数据进行补偿处理,通过QPSO算法优化SVM参数C、δ²,然后利用SVM的函数拟合建立补偿模型;通过分析工程实验结果,该方法在全局收敛性、非线性目标函数逼近能力等方面效果显著,在压力传感器温度补偿处理上具有较高的实用性。     

直流无刷伺服电机调速系统设计

针对传感器对直流无刷伺服电机直接进行模拟控制时,存在调速精度不高、电压不匹配及转速波动大等问题,设计了一种PWM变频调速系统。该系统通过ADS8365将来自传感器的模拟信号转换为数字信号,应用TMS320F2812对采集到的数字信号进行相应处理,并通过计算输出相应频率的PWM信号,PWM信号经过光电耦合器进行电平转换后作为电机的控制信号,控制电机的转速。以MEMS陀螺仪为传感器的调速试验证明,能够准确控制电机的转速,并能有效减小转速波动。     

隔振器对加速度开关工作性能的影响

用改装了的加速度开关（输出连续模拟信号），与两个标准传感器进行振动波形相位的比较，从而判断隔振器对加速度开关影响。试验方法是：将振动台的控制传感器作为标准传感器，安装在示波器的CHI通道进行测试；在隔振器的转接板上安装一个测试传感器，从示波器的CH2通道测试其振动波形；加速度开关的输出接在示波器的CH3通道，测试敏感元件的实际响应波形。     

反馈式微环谐振光学传感器

微环谐振腔具有高品质因数、低成本的特点、易于同其它光电芯片和微流控芯片集成,进行化学表面处理。谐振效应的引入能够在提高传感器灵敏度的同时大大缩小器件的尺寸。本文通过定性分析相关参数的改变对输出光谱的影响机制,并计算传感器的灵敏度,找出最佳的参数,作为该结构的最终优化参数。运用模式耦合理论和传输矩阵方法,推导归一化输出光强的表达式,并用相关软件模拟归一化输出光强与各参数的关系。耦合系数,传输因子以及谐振腔的有效传输长度等对传感器的灵敏度有很大的影响。     

数字式超声内窥成像系统(英文)

The development of a novel push-type ultrasonic endoscope is described in which probe rotation is accomplished by a small motor situated near the transducer. A digital FPGA-based ultrasound imaging system is implemented which uses coded excitation to increase the SNR and penetration depth, with probe rotation accomplished by a small motor situated near the transducer replacing the external motor and the long steel wire used in other ultrasonic endoscopes. The apparatus is tested continuously for 300 hours with no obvious problems. The coded excitation, digital quadrature demodulation imaging system can obtain ultrasonic images of higher quality and more information of the echo is preserved compared with the analog imaging system, because the analog digital conversion is moved to the first step of the signal processing.The digital imaging system possesses a higher SNR resulting in a sharp image. Locating the motor near the probe improves the consistency of rotational speed in comparison with external guide-wire rotation, and increases the image quality and life-span of these devices.     

数字式超声内窥成像系统

介绍了一种采用前置微型电机的新型推拉式超声内窥镜的研制方法.在该内镜系统中,采用FPGA实现成像处理功能,运用编码激励技术以提高系统的信噪比和探测深度,使用了微型前置探头取代了目前商用超声内镜中所采用的钢丝连接以驱动换能器进行旋转扫描.该仪器在300 h的连续工作测试中能够正常运行.相较模拟成像系统,数字系统将模数转换置于信号处理的最前端,从而能够保留回声的更多信息.这使得编码激励、数字式正交解调系统获得更高的成像质量.将电机前置于探头附近,能够较外部导线牵引旋转方式获得更大的旋转稳定性、更高的超声图像质量和更长的使用寿命.     

混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计

发动机是混合动力电动汽车动力设备的心脏,为了保证混合动力电动汽车可以快速稳定地运行,需要对其转速智能控制系统进行设计。使用当前控制系统智能控制混合动力电动汽车发动机转速时,无法快速检测到发动机转速,难以达到最佳的智能控制结果。为此,本文提出一种基于软切换的Bang Bang－神经网络PID的混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计方法。混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统以Mcs一51系列8751单片机为核心系统,检测混合动力电动汽车发动机转速的数字信号,同时控制D/A模拟信号的输出,并在LED显示器上显示发动机转速数字信号,以PWM调制器放大混合动力电动汽车启动时发动机产生的PWM波,将放大后的PWM波供给电力发动机,再以分频填充脉冲装置测量混合动力电动汽车发动机转速,通过Bang Bang－神经网络PID算法计算出混合动力电动汽车发动机转速误差,达到实时控制混合动力电动汽车发动机转速的效果。实验仿真证明,所提设计方法保证了发动机转速的快速性和平稳性。     

基于智能数据采集器的研究与实现

针对目前各行业数字化、智能化产品应用日趋广泛，数据的获取、传输、分析、应用尤为重要，如何避免采集设备接口单一、功能固定、实用性差等缺点，提出采用ARM嵌入式工控模块M9080-N20为基础，采用VK3266串口芯片扩展UART串行接口，提出基于73K222AU调制解调器、HR219307变压器实现采集器二线模拟通信，并支持以太网、CAN总线和UART串行通信，可以有效解决数据远程采集、传输和控制，适用于特殊环境设备故障检测、诊断和抢修。实验结果证明，智能数据采集器不仅具有多种型号设备故障诊断功能；还能实现野外快速通信组网，不同类型设备数据远程采集、传输、分析和控制功能，在军民融合产品上具有广阔的应用前景和实用价值。     

Linear synchronization and circuit implementation of chaotic system with complete amplitude control

Although chaotic signals are considered to have great potential applications in radar and communication engineering,their broadband spectrum makes it difficult to design an applicable amplifier or an attenuator for amplitude conditioning.Moreover, the transformation between a unipolar signal and a bipolar signal is often required. In this paper, a more intelligent hardware implementation based on field programmable analog array(FPAA) is constructed for chaotic systems with complete amplitude control. Firstly, two chaotic systems with complete amplitude control are introduced, one of which has the property of offset boosting with total amplitude control, while the other has offset boosting and a parameter for partial control. Both cases can achieve complete amplitude control including amplitude rescaling and offset boosting. Secondly,linear synchronization is established based on the special structure of chaotic system. Finally, experimental circuits are constructed on an FPAA where the predicted amplitude control is realized through only two independent configurable analog module(CAM) gain values.     

基于嵌入式计算机的核测系统设计与应用

嵌入式系统以功能专一、集成度高、可靠性高、功耗低等优点,在核测量领域方面有着巨大的应用前景。设计基于嵌入式计算机PCM-3343核测量系统具有模拟信号采集、脉冲信号采集、开关量信号采集、模拟输出、开关量信号输出等功能,以触摸屏、液晶屏、键盘鼠标作为人机交互接口。根据功能要求,硬件上设计了基于PC104总线的具有相应功能电路模块,软件方面设计了基于FPGA的功能模块、基于Windows CE 6.0的嵌入式操作系统的应用程序和基于迪文触摸屏的软件界面。该系统在核电厂硼浓度计、反应堆集中数据采集系统、数字反应性仪等设备上均有良好应用。     

超声振动系统频率自动跟踪的模糊控制算法研究

针对大功率超声应用中,工作频带窄、频率跟踪速度要求快的特点,提出将模糊控制智能算法（Fuzzy Control）和数字频率直接合成技术（DDS）相结合的频率自动跟踪方案,依据经验归纳制定模糊控制器来快速跟踪工作频率,将驱动频率调节至谐振频率附近;随后只采用DDS进行频率的微调节,使得电源频率工作在超声换能器的谐振频率点上。最后,通过在MATLAB软件中对控制算法进行验证,表明本文算法具有可行性,能够实现对大功率超声波电源的频率自动跟踪。     

Digital synthesis of programmable photonic integrated circuits

Programmable photonic waveguide meshes can be programmed into many different circuit topologies and thereby provide a variety of functions.Due to the complexity of the signal routing in a general mesh,a particular synthesis algorithm often only accounts for a specific function with a specific cell configuration.In this paper,we try to synthesize the programmable waveguide mesh to support multiple configurations with a more general digital signal processing platform.To show the feasibility of this technique,photonic waveguide meshes in different configurations(square,triangular and hexagonal meshes)are designed to realize optical signal interleaving with arbitrary duty cycles.The digital signal processing(DSP)approach offers an effective pathway for the establishment of a general design platform for the software-defined programmable photonic integrated circuits.The use of well-developed DSP techniques and algorithms establishes a link between optical and electrical signals and makes it convenient to realize the computer-aided design of optics–electronics hybrid systems.