基于FPGA的多脉冲并行采集与识别系统设计

设计一个基于FPGA的多通道数据并行采集和识别系统,旨在对弹丸射击到光靶产生的脉冲信号进行采集和识别。输入的多路脉冲信号经过施密特触发器74HC14整形后进入FPGA,首先由FPGA进行电平判别,有信号跳变时,把信号经过并串转换后进入SRAM缓存模块进行缓存,由系统的USB2.0内嵌核FX2芯片CY7C68013A-56传输到PC机,实现整个系统的控制和信息传输,完成整个系统的采集和识别功能。     

超高速碰撞产生等离子体的电子温度诊断

研究相近碰撞速度、不同入射角度超高速碰撞产生的瞬态等离子体的电子温度随时间的变化规律.设计了瞬态等离子体诊断的扫描Langmuir探针诊断系统.通过二级轻气炮加载LY12球形铝弹丸,采用设计的扫描Langmuir探针诊断系统分别进行了入射角度(与靶板水平面的夹角)为45°,60°和90°条件下碰撞LY12铝靶产生等离子体的实验诊断.对实验得到的有效数据进行了每1/2个周期的读取和处理,获得了在整个物理过程中给定探针位置处等离子体的电子温度与碰撞角度的关系.     

一种新型频率监控系统的开发

采用数字锁相环芯片CD74ACT297代替模拟锁相环模块来产生稳定连续的频率扫描信号,并使用具有快速处理大量数据能力的数字信号处理器(DSP)代替低速单片机作中央处理单元(CPU),对已有的频率监控仪进行改进,实时捕获和测量石英晶体的串联谐振频率.设计的软件具有通用性和灵活性,并具有可扩展性.运行结果表明,系统设计合理,检测精度高,抗干扰能力强.     

基于仿真的FM调制解调设计

为深刻理解锁相环的工作原理,设计了FM信号调制解调实验系统的应用。该实验利用Proteus中函数发生器及锁相环器件CD74HC4046A内部模块和外围电路实现FM调制解调仿真设计,又利用MATLAB仿真验证系统的稳定,使学生在实验中对FM信号调制解调及锁相环的工作原理的理解有更清晰的认识,通过实验提高学生学习兴趣,增强学生动手能力。     

基于HT6221编码的中波调频通信系统

采用HT6221芯片实现键盘编码,与MAX038函数信号发生器产生507kHz基波信号进行频率调制,经过OPA561高频功率放大后,由L型天线发射输出;接收单元以MSP430单片机为控制核心,采用调频专用集成电路CD9088解调FM调制信号,经过TLC372电压比较器和CD40106施密特触发器调理得到标准的TTL电平信号,最后由单片机对解调信号进行处理,完成对执行部件的控制和显示.实验结果表明,系统有效通信距离达到20m以上,误码率低,电路简单,信号稳定.由于调频中波相对于高频电磁波在水中具有更小的衰减率,因此可用于浅水区域的水下无线通信系统.     

红外寻迹小车寻迹控制策略的改进

基于高职红外寻迹小车实训教学平台,提高小车系统的抗干扰能力,使寻迹运动更快、更平稳。在传统红外寻迹电路板的基础上,通过增加串并转换芯片74HC595与54VHC4051多路开关选择器,实现了寻迹管的分时扫描及A/D采样,将传统路径信息的硬阈值二值化方式转化为具有场地适应能力的软阈值量化方式,并基于PID算法实现了小车位置偏移的调整。经对比实验,证实新的控制策略使小车对场地的适应能力得到了提高,巡弯道时更加平稳。     

氢等离子体特性及其对钨的辐照行为研究

本文依托四川大学直线等离子体装置(SCU-PSI)产生高通量氢等离子体,采用朗缪尔探针对氢等离子体特性进行诊断,研究了氢等离子体特性随放电电流、气体流量等输入条件的演变规律;并利用调控产生的氢等离子体对纯钨进行了相应的辐照研究. 实验结果显示, 在磁场0.1~0.2 T、气流量1 000~2 200 sccm和电流180~228 A范围内,氢等离子体通量密度、热负荷密度及电子密度、温度等参数与磁场和电流呈正相关关系,而与气体流量呈负相关关系. 在该范围内,最高等离子体密度达到2.6×1019 m-3,等离子体通量达到8.8×1022 m-2?s-1,热负荷达到6.5×104 W/m2. 利用调控产生的等离子体对纯钨样品进行初步辐照实验,结果显示随着入射等离子体特性的不同,样品表面出现不同程度的尺寸和密度不均匀颗粒状辐照损伤结构,并且颗粒尺寸随氢等离子体离子通量的增加而增大. 本文结果显示SCU-PSI可以产生理想的氢等离子体环境,因此可以作为未来聚变领域,研究氢等离子体和托卡马克装置面向等离子体材料钨以及相应结构材料相互作用的有效实验装置.     

常规数字集成器件判定系统的研制

讨论了利用单片机应用系统实现对常规数字集成器件的自动判定方法,给出了系统框图.硬件电路包括行列式键盘、LED显示器以及通过8255实现的I/O接口扩展等,电路设计合理,结构简单,占用CPU资源少,抗干扰能力强;软件采用模块化设计,便于调试、链接、移植和修改,并对内存进行了规划.系统基本实现了对常规TTL、CMOS数字集成器件逻辑功能的自动判定.     

超高速碰撞产生等离子体及电磁辐射效应的研究进展

超高速碰撞产生等离子体及电磁辐射效应是固体材料在强冲击作用下一种非常复杂的物理响应。从实验研究、理论研究和计算机模拟3个方面分别介绍了国内外学者在超高速碰撞产生等离子体及其电磁辐射效应方面的研究进展。通过实验和理论研究已在超高速碰撞产生等离子体及电磁辐射效应方面取得了一定进展,初步建立了等离子体膨胀和电磁辐射模型,得到了碰撞参数、弹靶材料特性影响等离子体及电磁辐射效应的初步结论。通过电子力场方法和第一性原理对超高速碰撞产生的等离子体相变进行了初步探索,为从微观上揭示超高速碰撞产生等离子体的机理提供了一种崭新途径。进一步研究超高速碰撞产生的电磁效应,揭示电磁辐射产生机理、电磁辐射强度与碰撞参数之间的关系以及电磁辐射与力学耦合效应都具有十分重要的意义。     

活性破片引爆屏蔽装药机理研究

采用弹道实验对活性破片引爆屏蔽装药作用行为进行研究,且与同质量钨合金破片引爆能力进行对比,并基于AUTODYN-2D平台对破片冲击起爆屏蔽装药行为展开数值模拟研究,通过数值模拟与实验结果的对比得到活性破片引爆屏蔽装药机理.结果表明,10g活性破片在1 287m/s以上碰撞速度下,能可靠引爆设有10mm厚LY12硬铝或6mm厚A3钢面板的注装B炸药,而同质量钨合金破片在1 527m/s碰撞速度下,只能造成屏蔽装药碎裂而不能将其引爆.活性破片撞击金属面板后,自身在装药内部发生的剧烈化学反应是其引爆装药的主控机制,这显著降低了破片引爆屏蔽装药所需的动能.     

在围压冲击条件下岩石损伤粘塑性本构关系

基于简单的机械模型导出了岩石类材料在损伤状态下的应力应变关系，通过对适合与岩石类工程材料的内时定义的适当修正，将材料所受围压和应变率引入到本构关系中，导出了岩石在围岩压条件下的内时粘塑损伤本构关系，用所建立的本构方程描述了石岩在围压条件下的动态应力应变响应特性。结果表明，岩石的动态损伤使得材料的抗力明显降低，围压使得材料的抗力明显增加，考虑损佃的本构方程比未计及损佃的本构方程更好地描述了在围压条件下岩石动态损伤的实验现象。这一工作对深层岩石动态的研究提供了一种方法。     

强脉冲X射线辐射热力学效应的数值模拟

导出了一种新的基于泰勒级数展开所获得的迎光面自由面格式.利用一维应变弹塑性流体力学模型,计算了碳酚醛材料中的软、硬X射线辐射热激波衰减特性.结合实际的时间谱,计算了强脉冲X射线辐射Ly-12铝靶材所产生的喷射冲量效应,喷射冲量数值计算结果与实测结果进行了比较,两者基本一致.     

铝合金型材的冲击压溃载荷特性研究

为了确定Riera公式中的压溃载荷,基于材料实验机和霍普金森压杆实验系统,对铝合金型材在轴向准静态和不同速度冲击加载作用下的静、动态压溃行为进行了研究,得到了多种尺寸和形状规格型材在静、动态压溃过程的载荷时间曲线,以及峰值压溃载荷和平均压溃载荷随冲击速度的变化规律.分析结果表明,Riera公式中的压溃载荷采用平均压溃力是较好的选择,铝合金型的动、静态压溃力的差异来自结构的横向惯性效应.通过量纲分析,在进一步整理实验数据的基础上得到了适用于准静态和冲击加载作用的铝合金型材统一的平均压溃力经验公式.     

两级复合载荷下铝合金疲劳寿命预估

高低周或低高周复合载荷作用下的疲劳破坏广泛存在于飞机发动机等结构中。基于多机制损伤耦合模型,分别建立了高低周、低高周两级加载下金属疲劳寿命预估模型。通过LY12CZ铝合金两级加载疲劳试验对提出的低高周复合疲劳寿命预估模型进行了验证,并将其与Miner线性模型进行了对比。结果表明:提出的低高周复合疲劳寿命预估模型预测结果更为准确。     

基于离散傅里叶变换的频率测量方法与应用

从对电源信号频率实时测量的应用需求出发,介绍了一种利用快速傅里叶变换的频率算法及其改进方法.为了快速对信号进行采集和运算,设计了一种基于FPGA、DSP硬核和新型AD转换芯片构成的数据采集计算系统,该系统利用可编程逻辑器件FPGA将多个功能模块连接在一起,完成了对A/D转换芯片及双口RAM等模块的控制;给出了系统硬件原理框图和算法流程图,并结合系统的设计方案对其中的主要功能模块进行了阐述;仿真表明了该算法的合理性和正确性,具有简单、速度快、精度高等特点.     

一类系统损伤模型的可靠性指标

建立了一类设备系统承受冲击损伤的数学模型 ,定义了系统的冲击损伤函数 ,给出了系统损伤的数学期望 ,一般地表达了系统的可靠度公式