嵌入式智能数字电路实验仪的研究与设计

在分析目前数字电路实验仪存在的问题的基础上,设计了一种基于嵌入式系统的智能数字电路实验仪,该实验仪具有在不干扰原使用硬件的数字电路实验的同时,增加了对实验过程检测、指导和自动评价实验结果是否正确的功能.文章重点介绍了本实验仪的工作原理、特点和系统组成。     

利用CCD测量单缝衍射光强分布

利用一种新型半导体集成光电器件,即CCD(ChargeCoupleDevices)电荷耦合器件,并通过CCD专用接口卡来直接测量单缝衍射光强分布,实现测试数据自动采集和实验结果自动输出。叙述了线阵CCD测量光强度的原理,分析了系统的软、硬件设计及测试结果。     

利用霍尔开关传感器自制智能型单摆实验仪

本文介绍了如何利用霍尔开关传感器对传统的单摆的实验仪进行改进,从而在单摆法测重力加速度实验中实现周期测量的自动计时和计数,减小测量误差。     

基于Flash的热传导综合实验仪的模拟软件设计

热传导综合实验仪的操作与使用是大学物理实验教学中培养学生动手能力的基本技能之一.以YJ-RZ-4A热传导综合实验仪为例,提出了基于Flash CS6的物理实验模拟软件设计方法,并利用ActionScript3.0脚本语言模拟了YJ-RZ-4A热传导综合实验仪的实际操作步骤.该模拟软件能够实现实验预操作,提高大学生实验教学效率.     

智能化单摆测重力加速度实验仪

传统的单摆测重力加速度实验操作过程中存在误差大、操作繁杂、读数误差大和时间长等问题。利用智能化单摆测重力加速度实验仪,可以实现数据的自动计数、自动计时、自动计算并显示结果,有利于研究重力加速度大小与摆球摆动次数、摆长、摆角的关系。该文利用单片机智能化操作,提高了测量精度,使传统单摆测量重力加速度的方法得到了较大改进,简化了实验过程,同时使实验结果更加准确。     

基于近似等深柱状图的数据流并行聚集算法

针对数据流并行聚集问题,提出了一种不同于关系数据和时间序列数据处理的并行聚集方法.为解决已经划分出的数据流元组无法再现的特点,提出能够感知数据流变化的采样算法对数据流采样.利用近似等深柱状图技术描述采样数据的分布特征,平均分配数据流量.使用时间聚集森林结构计算时间窗聚集.通过验证采样个数对并行聚集的影响,数据分布对近似划分向量算法性能的影响,测试数据流量与并行聚集加速比的关系,证明本算法能够高效地计算数据流聚集查询.     

声光效应的实验研究

利用LD泵浦全固态固体激光器产生的532nm绿光在SO2000型声光效应实验仪上进行了声光衍射角、声光调制的实验研究,并与650nm红光作了比较.实验得出:532nm绿光的拉曼-奈斯衍射实验效果较好,在实验中很容易将±1级衍射光的光强调制的较强且强度一致,而高级衍射光几乎不会出现,全部能量都分布在0级衍射光和±1级衍射光上,可用来制作双通道声光调制器和声光偏转器.     

带预校正功能的多通道电流采样电路的设计

在绝大多数汽车车灯测试系统以及其他产品测试和控制系统中都要用到电流采样,观察和记录在检测过程中的电流值,以此判断产品的各种特性是否满足测试标准。本设计基于大批量生产测试的要求,设计出了一种带预校正功能的多通道电流采样电路,保证了采样电路的稳定性和准确性,体积小和散热性好的特点,并具有良好的自动判断功能(上下限度判断)和对所有测试数据的记录的保存和汇总等功能。     

高功率半导体激光器阵列远场光束特性研究

为研究高功率半导体激光器阵列(HLDA)远场光束分布和传输特性,基于亥姆霍兹方程的远场解,提出HLDA的远场分布模型.实验表明:测试数据与理论模型吻合很好,在95%能量分布区域内,HLDA理论模型拟合测量数据的误差小于5%.基于该理论模型,仿真分析了HLDA光束截面光强分布、传输中心轴光强分布、光束束宽等特性.     

采用光电图像测量技术改进的单缝衍射实验

针对目前单缝衍射实验教学中存在的学生实验测量耗时、实验精度不高的现状,提出了采用普通摄像头构建光电图像测量系统以改进激光单缝衍射实验的方法;该光电图像测量系统利用带USB接口的摄像头作为测量工具,使用C#实现图像的采集、处理,并完成一种新的衍射光强极小值搜索算法和图像像素尺寸定标算法,从而实现单缝衍射±1级衍射光强极小值间距的自动测量;实验结果表明:应用该改进方法能使传统单缝衍射实验实现数字化、可视化和现代化;与传统的测量方法相比,该改进方法能迅速、有效且高精度地实现测量,为实验中的学生进行理论分析留出了充足的时间,因而能有效提高学生在实验中的学习效率。     

利用Agilent86100校准宽带取样示波器

采用了一种利用Agilent86100宽带取样示波器实现对其他宽带取样示波器校准的方法.该方法扩展了标准脉冲法的校准范围,理论分析证明,可以实现对带宽达到50 GHz的宽带取样示波器的全信息校准,比传统的标准方法具有优越性.应用该方法,对标称带宽为20 GHz的宽带取样示波器进行了校准实验,实验证明是有效的.     

基于取样积分技术的数据采集系统

为了实现从强噪声中提取微弱信号,设计了一种基于取样积分技术的数据采集系统,并就系统的结构、设计中的关键电路进行了研究,提出了一套完整的信号采集方案。系统中以积分电容作为取样信号的载体,积分的过程本身就是信号累加的过程,因此避免了在传统密集采样过程中数据量庞大及数据处理难的问题,实现了从强噪声中提取毫伏级信号。实验结果表明,取样积分方法改善了系统的信噪比,提高了信号的识别能力(在无需放大条件下,可检测的有效信号的动态范围达130 dB),在具体应用中取得了良好的效果。     

计算机试验的分步优化设计研究

针对传统的计算机试验优化设计计算费时的不足,一方面改进了原始的随机进化寻优算法,以兼顾深度搜索与广度搜索;另一方面提出了分步试验优化设计的思路,逐步分批地布置试验样本点,化整为零地减小搜索空间;最后采用径向基神经网络替代模型,以均匀试验设计为例,检验分步试验优化设计方法的有效性.计算实践表明,改进算法可平均节省50%左右的机时,寻找到与原始算法结果相差约1%的最优值;分步试验设计较一步试验设计可减少40%~60%左右的机时,数值实验表明,随着试验样本点数量的递增,由不同试验设计所产生的替代模型的误差将趋于一致,分步试验设计尤其适合基于大规模试验样本点的替代模型.     

基于TSC695-FPGA架构的空间扫描运动控制系统设计

提出一种新型空间扫描运动控制系统TSC695—FPGA架构设计方案。方案以空间级32位浮点处理器TSC695为算法处理器,以XCV600 FPGA作为脉宽调制波形发生器和采样/通讯数据管理器,结合了TSC695的浮点运算单元和检错/纠错模块,以及FPGA的并行处理能力。实验证明,与传统的工业控制芯片相比,该架构能够显著提高空间扫描控制系统的可靠性和控制精度。     

云计算环境下智能电网短期负荷预测方法研究

智能电网短期负荷波动性大,传统预测方法无法解决波动性问题,预测结果不准确。为此,提出一种新的云计算环境下智能电网短期负荷预测方法。介绍了支持向量机理论,将一个含有所有某类样本在内的、由支持向量支撑的球面看作超球面,分析了分位数回归过程,将支持向量机和分位数结合在一起,构建支持向量-分位数回归预测模型。得到短期负荷概率密度函数,从而实现智能电网短期负荷预测。在进行实验时,完成对功率采样值和智能电网负荷属性的归一化处理,将其转换成[0,1]区间内的数据。实验结果表明,所提方法预测精度和效率高、成本低。     

压电薄膜压力分布计算机测试系统研究

提出一种新型的压电薄膜（ＰＶＤＦ）压力分布计算机测试系统,它包括多点压电薄膜传感器,多点电荷放大装置,计算机采集处理系统。该系统可以实现全场、实时测量,其动态范围可达０．１Ｈｚ～５００Ｈｚ。采用微机输出具有独特的图象动画显示,使测量结果更为直观。文中叙述了系统的工作原理以及实验测试,测试结果证实了系统的动态压力分布测量能力。本系统的研制为动态接触问题的研究及振动测试开发了新的研究工具。     

基于K-means聚类和遗传算法的少数类样本采样方法研究

传统的分类器对不均衡数据集的分类严重倾向于多数类.为了有效地提高不均衡数据集中少数类的分类性能,针对此问题提出了一种基于K-means聚类和遗传算法的少数类样本采样方法.通过K-means算法将少数类样本聚类分组,在每个聚类内使用遗传算法获取新样本并进行有效性验证,最后通过使用KNN和SVM分类器,在仿真实验中证明了方法的有效性.     

基于AD9059的毫米波主被动复合探测器信号处理系统设计

针对毫米波主被动复合探测器主被动信号的差异问题,鉴于传统双AD芯片分别采样主被动信号,电路设计复杂,提出一种使用单一AD芯片的信号处理系统设计方法。使用AD9059采样主被动信号,并以TMS320VC5410为核心进行信号处理,实现对目标的测距和识别。该系统不仅设计简单,还具有干扰小、稳定性好、易小型化等优点。目标探测实验表明,该设计能够满足探测器的指标要求,能够很好的完成距离测量和目标识别等探测任务。     

基于多层分块自适应压缩感知的图像编解码方法

压缩感知中,测量矩阵对图像进行单一采样率的压缩采样。传统的测量矩阵虽然能够获得比较好的重构效果,但因采样数目较多,故而资源耗费也较多。为了解决上述问题,提出了多层分块自适应编码算法(multi-layered block adaptive coding algorithm,MLBA)以及多层分块自适应压缩感知编解码方法(multi-layered block adaptive compressed sensing codec method,MLBACS)。MLBACS编解码方法基于MLBA编码算法,能够根据图像局部结构进行不同层数和大小的分块,并自适应分配采样率。仿真结果表明,在同等重构性能的前提下,相对于单一采样率下的压缩感知,MLBACS编解码方法能够不同程度地降低重构图像所需的采样数目。     

认知不确定下动态试验误差条件抽样分析方法

为满足武器系统动态试验误差分析的需求,针对试验误差分析中设备和模型的信息缺失影响分析结果的问题,提出了认知不确定条件下动态试验误差条件抽样分析方法.该方法将试验系统的认知不确定性分为模型认知不确定性和测量设备认知不确定性,并推导了二者概率分布间的联系.设计了条件抽样方法以得到认知不确定性和试验误差分布关系.根据试验结果,得到最佳认知不确定参数和试验误差分布.使用该方法对某引信定距空炸试验系统进行了分析,得到了其误差分布,并通过与试验数据及忽略认知不确定条件时误差分布仿真结果的对比表明,运用该方法获得的引信定距空炸试验误差分布与试验结果的相符程度更高.