双像素压缩成像系统设计与实现

在深入研究单像素相机原理及结构的基础上,发现单像素相机存在固有的结构缺陷,需要预先测量和补偿操作,导致运算复杂、系统误差增大等问题.针对这些问题,对单像素相机结构进行改进,设计对称信号通路收集数字微镜器(DMD)阵列2个状态的反射光,然后将2路测量结果相减直接得到测量值.该方案简化了单像素相机的测量和计算过程,有效减少了系统误差;更为重要的是,双像素相机的测量矩阵相当于三值伪随机测量矩阵,相对于单像素相机的二值伪随机测量,可大大提高信号重建精度.基于双像素压缩成像系统方案,采用上海辛同公司开发的数字微镜阵列,搭建了成像系统硬件平台并进行测试,验证了系统的有效性.     

立铣动力学系统模态参数辨识及实验

设计完整的铣削加工模态分析实验和动力学实验,完成铣削力和振动信号的采集和分析,并以刀具振动系统为例提出模态参数辨识计算方法.对比动力学实验测量和计算机仿真信号的时域幅值、功率谱特性可知:基于实验模态分析实现系统模态参数辨识技术路线可行,预测精度较高,可较好地应用于铣削力-振动等信号及其时域和频域特性的动态仿真.     

基于多通道数据采集的液压实验台改造

对原有DS4液压实验台进行了改造,运用传感器和数据采集系统取代传统的人工测量。系统引入4路压力传感器和1路流量传感器以自动检测压力和流量值,运用数据采集卡实时采集相应信号,运用LabVIEW自行编制多通道数据采集系统实现实时数据显示和数据存储,在实验完毕后可检索得到实验过程中的详细数据并以报表展示。最终结果表明系统可同时实时获得多路压力值和流量值,方便快捷取代机械测量装置,可提高实验效率。而且系统具备二次快速开发能力,可大大提高实验台的教学价值。     

基于PCI总线的高分辨（e，2e）谱仪的数据获取系统

针对高分辨(e,2e)谱仪的能、动量同时测量的特点,成功研制了一套基于PCI总线的数据获取系统.此系统可以同时进行8路信号采集和符合测量,最大采集速率约为30 k/s.     

舵机频率特性的测试误差分析与修正

为了提高舵机频率特性的测试精度,分析了测试系统输入输出通道产生的系统误差,特别是由A/D芯片多路转换、一路采集工作方式造成的信号相位滞后误差,并提出误差修正方法,即通过测量测试系统的频率特性来修正系统幅频和相频误差,并进行了试验.试验结果表明,对于测试系统造成的信号幅值衰减和相位滞后,可根据测试系统自身的幅频和相频特性测试数据,对直接计算值进行误差修正.     

基于LabVIEW的放大器自动测量系统的实现

设计了一个基于LabVIEW工作平台的自动测量系统,可完成多路前置放大器的电压、增益、带宽、失真、噪声、串扰、跨阻等性能指标的快速测试.系统由硬件和软件两部分组成.硬件由测试仪器、工控机、GPIB接口卡、I/O接口卡、可编程控制电路和打印机组成;软件由人机界面程序、测量与控制程序和数据后处理程序组成.系统采用虚拟仪器测试技术,将测量与控制、信号处理、软件工程等多项技术集于一体,构成一个灵活、高效、个性化的自动测量系统,能在30 min时间内自动完成5路放大器165项性能指标的测量、记录,标出不合格参数并打印.     

音频放大器低频性能的短纯音信号评测法研究

通过组织试听、构建计算机音频测试系统并借助MAPLE软件,研究前置放大器在配接过程中的低频性能;提出响应系数(的概念.研究结果表明:由于脉冲状态的信号更接近实际音乐信号,更能反映人耳对音质的感受,用短纯音信号代替连续纯音信号对放大器系统进行客观测量和主观试听,能比较真实地反映其低频性能;前置放大器在与功率放大器配接时,(既可反映放大器系统对低频短纯音信号的瞬态反应能力,又可反映其对低频连续纯音信号的幅频特性和相频特性,因此,能较全面地表示放大器系统的低频性能;采用直接耦合的前置放大器与直接耦合式功率放大器搭配,(可趋近于理想值1,因而具有最佳的低频性能.     

相位差测量系统的硬件电路

为精确测量两个同频率信号的相位差,设计一种基于DSP的相位差测量系统。该系统采用DSP2812作为测量的主控芯片,其内部集成有捕获单元和A/D模块;运用信道交换技术和降频技术,消除通道带来的附加相移,并将高频信号转化为低频信号以便于测量。测试结果表明,两路输入信号相同时,输入信号频率过大或是过小,测量频率和相位的精度均会明显降低,幅值精度变化不大;两路输入信号峰值、频率相同,相位可变时,信号频率增加或信号幅值过小,系统的测量精度均会有所下降。该相位差测量系统能够实现对两路同频信号的幅值、频率和相位差的精确测量,且可以进一步扩展以实现对多路信号相位差的测量。     

单通道测压管路系统的优化设计

建筑物的脉动风压的信息对于结构风振响应的计算有重要意义 .为了避免测压管路系统测量的脉动风压力发生畸变 ,需采用一些气动措施 ,如加限制器的方法是方便而有效的 .为此提出了对串联限制器的测压管路进行优化设计的一种方法 ,并对优化后测压管路系统的频率响应函数进行了实验测试 ,理论计算的频率响应函数与实验测量值吻合得很好 .进一步对比了当输入信号为随机压力时 ,测压管路系统分别为优化后的测压管路系统、强阻尼及弱阻尼测压系统测量的压力信号 .结果表明经过优化的测压管路系统测量的脉动压力基本上没有发生畸变     

光谱吸收式的气体传感器时分复用系统

在基于可调谐二极管激光器吸收光谱学（TDLAS）技术的多点气体监测系统中,所需的激光器造价昂贵,使用多路气室共用一套光源与光探测器的复用技术可以降低单个测量点的造价.在此利用了一种灵活的新型拓扑结构,解决了传统拓扑结构中由于布局光纤造成的光信号延时而给信号采样带来的麻烦.并且给出了一套数字化的基于TDLAS技术的时分复用检测方案,并将数字正交锁相放大技术应用在时分复用检测系统中的谐波提取,消除了各路检测信号中相位对气体浓度检测的影响,得到更加高效的信号处理方案.基于Matlab的4路时分复用气体检测仿真系统验证了理论方案的可行性.     

基于固态高聚物电解质一氧化碳传感器研究

以固态高聚物膜为电解质,用化学沉积法和浸渍-还原法制备了金属/聚合物的复合膜电极为气敏电极,组装成分别以电流型和电位型的CO电化学传感器,研究发现传感器的稳态输出电位与CO体积分数的对数呈线性关系;应用恒电位电解技术研究电流型传感器的传感性能,按电流 电压曲线确定其合适的外控电位,探讨了稳态扩散电流的产生,并在此外控电位下测定了传感器的线性应答。文中也研究了传感器的温度和湿度特性,研究表明在检测环境温度范围为30～45℃时传感器的温度系数为0.84μA/℃,从湿度特性发现在给定水蒸气分压下,输出电流与CO的体积分数之间具有线性关系,同时也随水蒸气分压增加而增大。     

条施机定量施肥控制系统设计

针对化肥利用率低,肥料浪费较为严重和精量施肥在我国推广实施难度较大的问题,设计了条施机定量施肥控制系统.先研究了条施机定量施肥的原理,在此基础上设计了定量施肥控制系统并对控制系统进行了电路设计和软件设计,对控制系统的条施机行走速度、单位距离排肥量、排肥电机电压与排肥量关系和PWM占空比进行了计算分析.田间试验表明,条施机设置施肥量为300～750 kg/hm~2,其定量施肥控制系统的最大偏差为5.28%,平均偏差为4.49%,定量施肥的控制精度较好,该定量施肥控制系统为施肥机控制系统的设计提供了参考.     

基于太阳能的双电源供电与自动切换系统

采用2组磷酸铁锂电池为储能装置,以MSP430F2274超低功耗单片机为控制器,设计了一种基于太阳能电池板充电并可在双电池组间自动切换的供电系统,实现了在户外为供电范围为1.8～11V的小型仪器及仪表设备的不间断连续供电.论述了系统的工作原理,给出了系统在电压检测、充放电均衡及自动切换等环节的详细设计方案.实际使用结果表明,此系统可以长时间在户外稳定工作,并具有最大2.5A的电流输出能力,且其体积小,寿命长,无污染,使用灵活方便.     

单片机在油开关液压操作机构控制仪中的应用

本文介绍了用8031单片机、LM331压/频转换器及SSR固态继电器组成。用于少油断路器液压操作机构微机控制系统.文中详细的介绍了组成该系统的硬件电路原理及软件设计。并指出该系统经扩展可测控24台油开关。     

基于参数辨识的永磁同步电机控制系统的设计

在电机参数未知的永磁同步电机控制系统设计中,为提高控制性能,需要对电机参数进行辨识. 利用Popov稳定性定理对辨识系统的自适应率进行了设计;针对逆变器的死区效应,选用旋转坐标法对辨识器的输入电压进行补偿,通过辨识得到的电机电阻和dq轴电感参数. 在此基础上,建立电机的数学模型并运用工程设计方法对电机控制器的参数进行设计. 实验结果表明采用补偿后的电压进行参数辨识得到的电机参数要更加准确,并且基于电机数学模型进行控制器参数的设计能够减少控制器参数调试的工作量和时间,最终得到的电机控制系统具有较优的动态性能.      

三级复合型电涌保护器的设计与研究

为了解决传统模块式电涌保护器设计方式过于单一、防护过电压效果不理想与工作年限不长等问题,根据铁道部门信号机房配电系统的过电压防护要求,依据IEC 61643—21:2000《低压冲击保护装置第21部分:连接到电信和信号网络的电涌保护器—性能要求和试验方法》要求,设计了一种利用气体放电管、氧化锌压敏电阻片与瞬态抑制二极管进行并联组成的三级复合结构的电涌保护器,通过PSpice仿真分析与研究,结合实际冲击试验,验证了电路结构的可靠性。复合型电涌保护器充分发挥三种常用的防浪涌元件的优势,弥补了防浪涌元件单体结构的缺陷,具有残压低、通流容量大、反应迅速的特点,对于低压电源系统的过电压防护工作具有一定的现实工程应用价值。     

一种改进的质子交换膜燃料电池系统动态模型

在已有的质子交换膜燃料电池系统模型基础上添加气体扩散层模型和膜电极组件动态模型,研究膜中水含量的动态特性.仿真结果表明,系统动态模型改进之后其输出性能与实验值误差较小,能够反映外部操作条件变化对电池内部电化学反应和物料传递过程的影响,膜中水含量和输出性能的动态响应过程更加接近实际情况,相关信息可用于间接控制膜中水含量和优化系统.     

Reliable Remote-Monitoring Electrochemical Potentiostat for Glucose Measurements

Electrochemical methods have been widely used in the chemical and pharmaceutical industries, which require accurate concentration measurements, chemical reaction detections and analyses. The electrochemical potentiostat, the core element in electrochemical instruments, have been discussed as a hot topic addressing the difficulty of applying high-precision constant voltage and picoampere current measurements. Meanwhile, reliable potentiostats are in demand for complicated industrial environments with noises as well as requirements of remotemonitors. This paper describes a potentiostat for industrial glucose measurement that is not only accurate but also fault tolerant to guarantee high reliability in industrial environments. The instrument uses standard industrial communication protocols, profibus, and a 4–20 mA current loop, for remote control and monitoring. Experimental results show that this design has 0.01% accuracy with 1 mV resolution for voltage applications and 0.01% accuracy with 1 pA resolution for current measurements. The design is also shown to be highly reliable in noisy environments.     

化学反应工程实验仿真系统

介绍化学反应工程实验仿真系统，介绍了相应的设计思想、设计方案及设计特点。文中给出了四釜串级流动特性仿真课件和间歇釜二级可逆反应仿真课件的设计实例，并给出了运行结果。     

配电变压器的非线性自动调压系统设计

为了提高配电变压器输出电压的稳定性,设计了一种新的配电变压器非线性自动调压系统。介绍了配电变压器非线性自动调压系统升压部分设计过程,主要包括升压变压器、交流接触器以及过电保护装置,给出电路图。分析了自动控制部分设计过程,包括电压检测电路、A/D转换电路以及控制电路。当配电变压器中的电压改变时,通过微处理器对采集的电压进行处理,在指定端口输出低电平,采用小型中间继电器对接触器的断开、闭合状态进行控制,以实现电压控制。按照系统性能要求对触发电路进行设计,给出反并联晶闸管模块触发电路。分析了触发电路半导体器件参数选择过程,经测试发现反并联晶闸管触发导通后,电压波形稳定,负载波形几乎无变形。对设计的非线性自动调压系统进行测试,设计系统能够保证配电变压器输出电压的稳定性。