基于FPGA的超高速线阵CCD信号采集系统的设计与实现

线阵CCD已广泛应用于在线检测、图像识别等系统,目前高帧率采集系统多在200~500Hz之间。高速线阵CCD采集系统,如1K甚至10KHz以上的采集要求,设计难度大,电路实现复杂,需要专用处理器,产品成本高,提出了一种采用并行高速FPGA驱动线阵CCD,通过常规分立元件完成模拟信号处理,实现数字信号实时传输的方案。该方案不仅简化了硬件设计上的难度,在同等性能情况下,可实现每秒万帧的高速采样,大幅度降低了成本。方案选用Altera FPGA作为控制核心,实现高速信号采集的同时,在片上实现一定的图像算法,不仅加速了图像处理速度,同时降低了计算机的处理压力。最后,本电路通过USB2.0接口,完成数据的实时传输。设计具有高帧率、高灵敏度、性能稳定,便携使用等特点,同时还有一定的通用性,已应用于一些光学系统中。     

液压控制系统的模糊-PID算法研究

在LABVIEW平台上将模糊控制算法和PID控制算法相结合设计出一套应用于液压装置性能检测的测试与控制系统,该系统使用模糊-PID自适 应控制器,通过模糊规则的建立,对PID的参数进行动态的调整,提高系统的动静态特性,克服传统液压装置效率低,可靠性差,结果受人工影响等不足,本系统中液压缸采用摩擦较低的单活塞杆油缸,缸内径D＝40 mm,活塞杆直径d=20 mm,油缸最大行程为100 cm,经过反复测试,控制误差都在+0.5 mm,达到了系统设计的要求;最终结果表明:系统实时响应快、超调小、稳定可靠,可以实现对油缸位移的精确控制。     

舰载导弹振动环境状态实时监测系统设计

为了全面监测舰上导弹贮存的振动环境,设计了对舰艇横摇、纵摇和升沉条件下的加速度信号实时监测系统;该系统采用一体化、模块化设计的思想,应用堆栈式结构总线PC104,提高了系统的便携性、可靠性;采用两种供电方式提高了系统适应性;文章详细阐述了硬件系统和软件系统的设计,并重点对数据采集存储和数据显示功能实现进行了论述;在1 000 Hz采样频率的实验条件下,采集数据准确可靠,精确度为99.75%,达到了系统设计的要求。     

基于虚拟仪器的远程控制砷/氟离子自动检测系统

叙述了一种基于虚拟仪器的远程控制砷、氟离子自动检测系统设计,主要介绍了仪器的整体技术路线、液体自动进样、采集电路、控制软件以及信号处理;当待测水环境中的砷、氟含量发生变化时,仪器通过三电极方法全自动的检测出电流变化,然后通过基于小波分析的信号去噪分析方法和峰面积计算方法计算出相应的离子浓度;实验结果表明,氟含量检测指标为最小分辨为0.2 ppm,检测范围是0.2~50 ppm;砷含量检测指标为最小分辨为0.1 ppb,检测范围是1~500 ppb;检测系统能够实现无人值守和远程无线控制,使饮用水中有害离子的现场实时快速监测成为可能。     

基于PXIe-5641R板卡的三频段信号中频收发模拟

适用于三频段信号的中频接收机硬件设计管脚多,时序复杂,设计周期长,需要注意的细节问题太多,一个电路设计的小问题都有可能使整个板子返工,费事费力,针对此问题,设计三频段信号的模拟收发系统,系统由LabVIEW平台的FPGA程序和主控计算机程序组成,在主控计算机内,生成三频段信号后,经DMA FIFO传输至PXIe-5641R板卡,然后送至上变频器,输出中频信号;信号接收时,首先经AD6654进行下变频后,经过FPGA的数据调理过程送至主控计算机进行显示;最后测量了信号波形,验证了收发系统的有效性。     

基于LabVIEW的高分辨率光谱测试系统(英文)

提出了一种基于LabVIEW的无源器件光谱测试方案.通过LabVIEW编程控制可调谐激光器、可编程光滤波器、光功率计和数据采集平台,获得了具有不同传递函数的光谱特性.实验中激光器的扫描速度为10nm/s,扫描范围为10nm,数据采集卡的采样速率为1MS/s,结果表明:单个器件的光谱测试可以在1s内完成,光谱分辨率可达1pm;与利用宽带光源和光谱分析仪的传统光谱测试方法相比,所提方案的测试性能可达到传统方案水平,且能显示更精细的光谱细节.该方案能应用于有高分辨率、快速和高效要求的光谱测试中.     

微机自动控制和数采技术在化学实验中的应用

随着计算机技术的迅速发展 ,特别是进入 90年代以来 ,随着价格低廉、使用方便的微型计算机的普及 ,将微机自动控制和数据采集技术用于化学实验领域的应用研究引起了国内学者的广泛兴趣。通过研制微机辅助测量及数据处理系统 ,大大减少了传统实验在人工读数、记录和处理等过程中所引入的人为误差 ,使各类实验的数据采集、显示、存储和处理合为一体 ,极大地提高了化学实验的自动化程度和实验数据的测量精度。由于广泛采用集成化和模块化电子技术 ,使得非电子专业人员也能较方便地设计制作出适合本专业的、性能优良的微机软硬件应用系统。微机…     

考虑翻箱的场桥调度和提箱集卡数量的集成优化

在集装箱码头的进口箱堆场中,码头预约机制、待提箱的实时位置和场桥作业调度方案是制约堆场作业效率和堵塞情况的关键。为缓解进口箱堆场的拥塞情况并提高作业效率,在固定的预约时段内,考虑实时压箱量最少的翻箱规则,兼顾场桥间不可跨越和保持安全间距等现实约束,以场桥最长完工时间最小为目标,构建数学优化模型,设计了嵌入修复算子的改进遗传算法用于求解;通过算例实验验证了算法的有效性和方案的优越性,可为堆场实际作业提供决策参考。     

基于FT-ICR质谱仪的光解离光谱自动化谱图采集程序的开发与应用

光解离光谱在气相离子结构及动力学研究中发挥着重要的作用。这种方法非常灵活,可在实验室中利用不同种类的激光器及质谱仪的结合来开展相应的研究。但也存在一些问题,例如,自动化水平低,费时,长时间的操作容易引入人为错误,使实验结果的可信度降低。为解决此类问题,该工作开发了一套可用于光谱自动采集和分析的程序AutoMS。该程序包含：(1)AutoSpecMS用于在无需改变原仪器配套的商业化操作软件的前提下,实现多台商业激光器及一台商业高分辨FT-ICR质谱仪的集成,只需要预设参数即可自动获取action光谱;(2)AutoDataMS用于实验数据的分析,可以通过一维、二维或三维图示的方法来展示光解离质谱和光谱等。为验证改程序的可行性,针对tetraphenylpyrrin(四苯基卟啉,TPP),tetra(4-carboxypyryl)porphyrin(四对羧基苯基卟啉,TCPP)以及tetra(4-aminophenyl)porphyrin(四对氨基苯基卟啉,TCPP)三种卟啉衍生物分别开展了相应的实验。使用光解离光谱自动采集程序采集了TPP, TCPP和TAPP在210~700 nm波段的紫外-可见光解离光谱。同时获得了相关光解离碎片离子的单通道光谱,有利于用户对所研究体系的解离机理及解离动力学等方面开展深入的分析探讨。光解离质谱可观察到目标离子在特定波长激光照射下的具体解离碎片,与光解离光谱相结合,可以更好地帮助研究者理解离子在特定波段内的光解离行为。使用AutoDataMS可分别获得样品的2D及3D光解离质谱-光谱,增强了结果的可视化,使研究者更方便地获得光谱中的相关信息。对数据进行进一步分析可看出,不同的取代基对紫外可见光谱的吸收产生了差异明显的影响。此外通过AutoDataMS程序的功能扩展,还实现了对质子化TPP在500～650 nm波段内各离子的相关度分析,加深了对实验数据的理解。由此可见该方法及程序具有较好的扩展性和实用性,并可以为其他相关的工作提供很好的参考。     

高精度光电数据采集系统的实验研究

针对光电弱信号检测,采用Σ-ΔAD转换器AD7706和AVR单片机ATmega8515设计了适用于低频量测量的高精度数据采集器,采用Σ-ΔAD转换器ADC16471、AVR单片机ATmega8515、C51单片机C8051F020和以太网控制器RTL8019AS设计了适用于高精度线阵CCD的数据采集器,并分别对两套数据采集器进行了实验研究与性能分析。