基于THz光谱技术的1,3-二硝基苯挥发气体检测方法研究

针对工业生产过程中1,3-二硝基苯挥发气体突发性泄露等情况的发生,设计了一种基于太赫兹(THz)特征光谱吸收技术的检测方法,该方法可通过1,3-二硝基苯在THz波段的特征波长对痕量剧毒有害气体进行检测。系统设计了双气室结构,为THz波提供差分数据,一组为标准空气,另一组为待测样气。由1,3-二硝基苯在THz波段的四个主吸收带0.635,0.912,1.095和1.435THz可根据对应吸收带吸收系数的比例关系得到对应波长上的吸收幅值,最终反演气体浓度。经过对两种传统检测方法的实验分析和对THz吸收检测方法的仿真研究可知,色谱法检测速度无法实现实时检测,红外吸收法对环境湿度要求很高,需经干燥处理,而THz吸收法对环境湿度要求较低,且具备实时性,更适合于实际应用。     

基于FPGA的拼接式CMOS线阵相机系统设计

针对单个线阵相机在大视场下传感器边缘失光的问题,提出了在保证分辨率的前提下使用多个相对较低像素的相机拼接,对视场进行分担的方法,设计了一种基于FPGA的拼接式CMOS线阵相机系统。详细介绍了系统的工作原理、硬件构成和各芯片的程序设计,实现了基于FPGA的多相机图像实时校正算法,并将校正后的图像通过高速USB芯片传输到采集软件。实验结果表明,系统在大视场下相比单相机在视场边缘具有更好的成像质量,可应用于多离散目标的检测。     

基于USB3.0的高速读数盒设计

针对测试系统中USB2.0接口已不能满足当代测试速度需求,提出一种基于USB3.0和FPGA的高速读数的解决方案;该方案以FPGA为核心控制器,EZ-USB FX3被配置成Slave Fifo从模式;通过对DMA通道和GPIF II接口优化设计以实现指令的下传和数据的高速上传;经实际传输测试,该读数盒能在传输数率高达228 MB/s时依然能保持正确无误的高速传输。     

危化品运输跟踪监测系统上位机的设计与实现*

针对危险化学品的特殊运输环境和事故风险,设计了一种基于卫星通讯系统的危险化学品运输跟踪监测系统,并结合百度在线地图和C#、JavaScript语言实现了上位机端的远程监控,重点介绍了远程监测中心的数据通讯方式、GIS可视化、运输状态监控的实现。终端检测到的信号通过GSM短信或TCP/IP方式反馈至监控中心,由监控中心上位机对数据进行自动处理和图形化显示,并对危险情况进行预警。经过测试和分析,系统的操作界面简洁直观,检测精度满足运输需求,能有效提高运输过程中的安全性。     

SOI微环谐振腔测试信号纹波噪声的分析（英文）

基于绝缘体上硅材料(SOI)的微环谐振腔作为各种集成微光学器件的核心部件,其传输特性的好坏直接决定微光学器件的性能优劣。结合微环谐振腔理论和多光束干涉原理对微环谐振腔测试信号中纹波的产生原因和影响因素进行了分析,通过耦合实验测试得到了纹波信号的特征参数并进行了分析,实验结果与仿真分析吻合。进一步分析了耦合光栅刻蚀深度对纹波幅值的影响及原因,为微环谐振腔结构参数的进一步优化和微环谐振腔传感系统误差分析提供了依据。     

基于PCI和RS-422的隔离多路信号源与上位机通信的设计与实现

设计了基于PCI总线和RS-422的隔离多路信号源,PCI9054搭建起PCI接口电路,采用分片、分帧的乒乓数据传输结构完成数据的传输。该数据传输方式具有通用性强、操作灵活、升级和扩展能力强等优点。重点分析了上位机与测试台的PCI通信协议,乒乓数据结构及测试台内部板卡间的RS-422通信方式,并调试其与上位机通信。实验测试证明,与传统方式相比,数据准确性和稳定性明显提高,能以86MBps的速率进行数据传输。     

基于GPS/BD的高精度授时关键技术研究*

Aim at the problem that the precision of the past satellite communication terminal system isn't high, designed a system that can provide accurate and standard PPS and timing information for the testing instrument of precision time, used the idea of high-stability GPS system and high-reliability BD system to design a dual-model redundance system, FPGA and DSP are used as a central control core, combined the key technology of undamaged dual-model timing, the placeholder optimization of BNC and optimizing of PPS model, provided a unified time standard for all kinds of ground testing control equipments to ensure the high-precision synchronization on time among testing control equipments. Testing results show that this system can provide 20ns PPS of the average accuracy for time interval measuring instrument, and the reliability is high.     

一种新的分数阶系统稳定理论及在back-stepping方法同步分数阶混沌系统中的应用

对阶次小于1的分数阶系统的稳定问题,提出了一种新的判据.基于该理论,将back-stepping方法拓展到分数阶系统中并设计控制器实现了分数阶Newton-Leipnik混沌系统的同步.数值仿真验证了稳定性理论的准确性及控制器设计方法的有效性. 关键词： 分数阶 同步 back-stepping方法 Newton-Leipnik     

微陀螺滑模控制器中的积分算法设计（英文）北大核心CSCD

为了去除不定积分环节产生的直流偏置项,提出了一种基于"一次移动平均法"的改进积分算法。利用一个整数周期的积分信号值构成一个集合,计算出集合的算术平均值作为瞬时直流偏置,将原积分信号减去该直流偏置,最终可得到无直流偏置项的积分信号。为实时更新直流偏置,在每个时钟上升沿将一个积分信号的新采样值加入集合尾部,并去除集合首部的数值点,从而确保集合长度维持固定值并能实时反映出最新的直流偏置。以FPGA为信号处理平台,采用Modelsim仿真和实验测试相结合的方法验证了该算法的可行性。该方法已成功用于电磁式微陀螺仪的滑模控制器之中。同已有方法相比,该积分算法复杂度低、实时性好、易于实现。     

三轴压阻微加速度计的结构力学分析

为了提高三轴加速度计机械精度和加工过程中硅片的一致性,设计了基于SOI的单质量块四边八梁结构的三轴加速度计。通过连接扩散在梁上的压敏电阻构成得惠斯通电桥检测三个方向的加速度信号。电桥设计为开环形式,并给出三个方向的电桥输出。结合材料力学和振动力学中的相关理论,建立了结构的数学模型,并对其进行了系统的力学分析,从而得出结构参数对加速度计的一阶固有频率、灵敏度等性能的影响。利用有限元ANSYS仿真软件对结构模型进行了静态和模态分析,验证了力学分析的正确性。最后设计了八张版图及一套可行的工艺流程并加工出加速度计裸片。该微加速度计可同时检测三维加速度矢量,且电桥和结构的设计均较好的抑制了横向效应。