仿生水稻叶表面制备及其润湿性研究

自然界中,水稻叶表面具有对水滴的各向异性滚动特性.正是由于这种优良的特性在功能表面、微流体等领域广泛的应用前景,水稻叶仿生研究逐渐成为研究热点.虽然最近有研究者成功地仿生了水稻叶的微结构和功能,但是技术手段比较复杂,也不能进行大面积制备.采用一种二次转写的方法来制备仿生水稻叶表面.所制备的表面能精确复制天然水稻叶表面的微纳结构,并能表现出良好的静态超疏水性.在动态疏水性方面,仿水稻叶表面也体现了非常明显的各项异性滚动特性.系统的测量表明平行叶脉方向和垂直叶脉方向的滚动角分别为25°和40°.这一技术快捷、可靠、无需昂贵的设备和复杂的工艺,实现了水稻叶大面积快速制备,在仿生功能表面方面有着广泛的应用前景.     

高精度增量式光电编码器信号处理系统

为提高增量式光电编码器的输出精度,减小信号处理电路复杂度,提高伺服控制系统的稳定性,研制了一种单圈输出32 400 周期方波信号的高精度增量式光电编码器。该编码器外径为90 mm,码盘一周刻划3 240 线,数据处理系统可完成对莫尔条纹信号的40 倍准确细分。实验结果表明,此编码器输出信号精度正交性偏差小于15%,均匀性偏差小于20%,大幅减小了应用增量式编码器时伺服系统的抖动。     

基于 ASP． NET 的全景激光测绘系统设计

为解决传统测绘行业测绘数据不能实时绘图、实时成像、数据和图像的快速整合建模等问题,设计了基于 Web 平台,集树莓派、嵌入式微处理器和智能移动平台于一体的全景激光测绘系统。该系统使用激光雷达作为对测绘区域的数据采集工具,利用 NＲF24L01 无线收发器和 Wi-Fi 模块进行数据的发送和接收,运用树莓 派和 STM32 微处理器对数据进行分析和处理,用户可使用 Web 客户端对图像和数据进行查询。系统利用智能移动平台测量数据,于网络平台实现数据存储,并实现了测绘数据的快速建模与成像。实验结果表明,该系统既能完成测绘区域点间距、局部面积、全面积测量,历史数据重建及全景图像滚动显示,又能在强光、无光、山地和隧道等苛刻环境条件下低功耗稳定运行。该系统结合软件算法和用户友好操作界面,提高了在工程建设中解决定向、测距、测高问题的时效性,同时增添了图像与数据实时融合的测绘手段,极大地减少了装机量和测绘周期。     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

简易线性相位计设计

相位是分析电信号的重要参数,通常相位测量电路的输出是相位差的绝对值,这种非线性的输入输出关 系给实现高稳定性、低成本的硬件电路设计带来困难。为此,采用运放和ＲS( Ｒeset Set) 触发器设计了一种线 性相位检测电路,实现对双路正弦信号的整形及边沿触发功能,最后通过压流转换电路,将相位测量信息显示 于普通数字万用表的电流测量档。实验表明,采用运放LM6144 时,当测试信号频率小于100 kHz 时, 平均偏差小于0． 3°,解决了非线性相位检测的设计缺陷。     

条纹分辨二次谐波自相关法重建超短光脉冲的波形和相位

介绍了条纹分辨二次谐波自相关法(FRSHG)重建超短光脉冲的波形和相位的方法, 对其可行性进行了证明和数值模拟, 利用条纹分辨二次谐波自相关法对直接调制DFB激光器光脉冲的波形和相位进行了测量.     

立方星用太阳敏感器的设计

针对立方星的姿态控制中,获取卫星当前姿态的需求,设计了一种用于立方星的数字式太阳敏感器.通过线性CCD(Charge Coupled Device)和对应的狭缝型光学通路设计,实现了对点状光源相对于安装平面的法线双角度测量,并达到了视场角度40°,理论测量精度为0.01°的设计指标.该太阳敏感器采用了商用现成品和技术(COTS:Commercial Off-The-Shelf),具有体积小、功耗低、设计简单、稳定性高和易于集成的特点.作为满足立方星子板几何尺寸的COTS资源,在未来的立方星研制过程中具有潜在的应用价值.     

基于新型模糊 PID 算法的恒温控制系统研究

为解决传统恒温控制在工农业应用中自动化程度低、精准度不高以及稳定性差等问题,设计了一种基于新型模糊 PID( Proportion Integration Differentiation) 控制理论的自动控制系统。该系统应用 STM32 芯片对温度量进行采集和实时控制,使用矩阵键盘和液晶屏作为人机交互设备,引入新型模糊 PID 控制算法,构建新型模糊PID 控制器,通过迭代算法整定比例、积分和微分参数值,得到加热控制量,控制器根据该控制量按对应的PWM( Pulse Width Modulation) 高电平占空比输出电流量对半导体制冷片进行加热。实验表明,该系统能快速采集系统温度并进行实时控制,将系统温度稳定在预期温度,系统理论绝对误差为 0． 1 ℃ ,实际测量误差为0． 5 ℃ 。系统较好地实现了温度自动检测与控制,解决了自动化程度低、精准度不高以及稳定性差的问题。     

低成本高精度单导联心电信号采集电路设计

为解决心电信号采集过程易受噪声干扰、 电路复杂等问题, 设计了低成本高精度心电采集电路, 采用芯片 AD8232 采集并放大心电信号, 引入 100 Hz 低通滤波器、 0. 05 Hz 高通滤波器及 50 Hz 陷波电路。 实验表明,高频干扰衰减 60 dB(10 倍频), 50 Hz 噪声衰减了 41. 08 dB。 该电路有效地滤除了单导联心电信号中掺杂的共模干扰、 肌电干扰、 基线漂移和工频干扰等, 提高了单导联心电采集精度, 可应用于家用医疗监护、 便携式可穿戴式心电监测设备。     

单级交流放大器实验中若干问题的教学探讨

单级交流放大器实验是模拟电子技术实验中的首个实验操作项目,是射极跟随器、两级放大器和负反馈放大器等后续相关实验的实践基础,是实践教学的重点内容。为了使学生能够深入理解实验原理,掌握实验操作方法,获得准确的实验数据,顺利完成实验内容,分析了单级交流放大器实验中学生经常出现的实验问题和产生的不良结果,并提出了有效的解决方案和改进措施。通过问题的剖析和解决,极大地降低了学生实验操作和结果的错误率,提高了实验效率,提升了学生的实践操作能力,改善了实验教学效果。