基于虚拟仪器技术的钢管卡压力测试装置设计与开发

本文设计并制作了一个钢管卡压力测试装置,同时开发了配套的卡压力数据采集与处理系统。测试装置机械结构本体可模拟卡压连接工具对钢管进行卡压连接;数据采集与处理系统利用压力传感器实时采集卡压力信号,并经信号调理、A／D转换后通过以太网将数据传送到计算机,最终生成钢管卡压力测试曲线。铜管卡压力测试装置可以准确而方便的测出实际卡压力并对测试数据进行分析,可以有效的帮助钢管卡压工具设计人员验证和优化设计方案,从而提高国产卡压式连接工具的技术水平和市场竞争力。     

双通道高速数据采集端的硬件电路设计

在数据采集理论的基础上,提出系统整体硬件设计方案。采用12位双通道的A/D电路设计,选用的高速A/D芯片是AD9226,理论值上最高采样率可达到65 MSPS。12位双通道A/D板通过40个扩展口与FPGA系统进行相连接。经过测试,能够实现50M高速采集的功能。     

一种高速宽动态陀螺信号采集电路的设计

根据捷联导航系统中陀螺信号采集的要求,设计了一种新型自动程控增益的A/D数据采集电路,系统根据预采样值判断放大倍数,有效解决了A/D动态范围宽的问题.给出了电路的硬件结构、器件选择与应用等,软件给出数据采集流程图.最后给出的测试结果表明:该系统具有实时性、高精度、大动态范围的优点,具有较高的实用价值.     

基于LabVIEW的振动测试分析系统的研究

采用计算机、数据采集卡、信号转接板等硬件与在LabVIEW虚拟仪器平台上开发的软件构成了一套完整的振动测试分析系统.振动分析的精度问题是振动测试的关键,为了解决这一问题,系统采用了相位差校正法进行频谱校正.文章还从硬件和软件功能两方面对测试分析系统的实现方法及功能进行了详细的介绍.实验表明,该系统具有测试精度高、抗干扰能力强、检测精度高、操作简单等优点.     

仿生原型毫-微牛级二维力测试系统研制

为满足机械仿生学研究对测试仿生原型产生的毫-微牛级力的需要,构建了二维力测试系统。系统硬件部分主要包括自行研制的平行双簧片悬臂梁及其匹配的电涡流位移传感器、实现测试功能及测试样本简便更换的附属机构、测力传感器输出信号调理模块与能够完成A/D转换的数据采集卡,基于虚拟仪器技术LabVIEW编写了数据处理与界面显示程序。为检验系统的功能,进行了系统的运行调试并测试了仿生原型产生的摩擦力、法向力、刺穿阻力。结果表明,系统能够准确采集仿生原型的毫-微牛级力,并能在界面窗口实时、直观地显示,实现了毫-微牛级力的数据信息保存,测试精度可达50μN,量程可达800 mN。因此,所设计系统能够精确测试仿生原型产生的毫-微牛级二维力,为机械仿生学研究提供了所需的测力技术与方法。     

虚拟仪器技术及其应用初探

将虚拟仪器技术应用于"机械工程测试技术基础"及"机械故障诊断"的实验中去,并用其技术作了信号分析实验、机械振动实验及噪声实验。SDAS 信号采集与分析系统在软件设计采用了"虚拟仪器",硬件设计,采用EDA设计方法,硬件可靠性高,功能稳定。硬件接口采用了ISA总线,用中断方式和查询方式实现了数据采集,通过虚拟机驱动程序实现了与上位机的接口,成功地实现了对自行设计的AD/DA卡、信号预处理器的控制。     

振动信号测试分析系统分析设计

介绍了基于NI公司的软件开发平台LabVIEW的虚拟仪器的振动测试分析系统设计方案,该系统硬件由压电加速度计、电荷放大器、数据采集卡和计算机构成,软件是基于LabVIEW开发,完成振动信号的数据采集、处理分析、数据存储和回放等功能,可对机械工作时的振动信号进行检测分析,为减振降噪和故障诊断提供信息。     

基于LabVIEW的多通道振动测试与分析系统

为利用计算机系统迅速高效地实现测试与分析功能,研究了一种基于虚拟仪器软件LabVIEW的多通道振动测试与分析系统。该系统中,专门设计的外置式数据采集箱具有多通道输入信号调理,内、外触发采样控制,A/D转换和先入先出(FIFO)缓存等功能;采用增强型并口(EPP)实现计算机与外置数据采集模块的高速数据传输。结果表明,该系统具有较高精度,并能实现振动信号的采样、存盘、分析和回放功能。     

以消息总线实现通信的测试系统架构

为了减少测试仪器资源,降低测试系统的成本,通过对总线技术、内存数据库技术和虚拟仪器技术的研究,提出了一种基于消息总线的测试系统架构。其核心是用消息总线代替传统测试总线,用虚拟仪器代替硬件仪器。其原理是采用基于计算机标准总线的数据采集卡采集信号,使用虚拟仪器进行数据处理分析以及处理结果的可视化显示,运用消息总线操作调度虚拟仪器。基于消息总线的测试系统架构具有成本低、功能扩展性强、系统集成度高等特点。最后通过测试应用实例验证了该系统架构的可行性。     

基于虚拟仪器Labwindows/CVI的拉压式微力测试系统设计

致灾农业昆虫捕集滑板仿生研制过程中需要测试昆虫附着系统在材料表面产生的附着力、摩擦力、剪切力等,为满足对毫牛尺度微力的测试需求,研制了拉压式微力测试系统。该系统硬件部分包括测力传感器、配合测力传感器实现微力测试功能的机械机构、传感器输出信号调理模块与能够完成A/D转换的数据采集卡,基于虚拟仪器Labwindows/CVI编写了系统的数据处理与界面显示程序。调试运行结果表明设计的拉压式微力测试系统能够准确采集昆虫附着系统产生的毫牛尺度微力,并能在显示界面实时、直观地显示,以及能够实现昆虫微力轨迹图和数据组的保存。拉压式微力测试系统的测试精度可达0.1mN,测试量程范围最大为3.0N,完全能够满足致灾农业昆虫捕集滑板仿生研制过程中对毫牛尺度微力的测试需求。     

基于虚拟仪器的信号分析与处理系统开发

传统的信号测试系统体积庞大、功能单一、精度低,本文设计出一套基于虚拟仪器的信号处理和分析系统,通过修改信号的类型和参数,就可生动直观地显示出不同的数据、图像和分析处理的结果。该系统已用于现场测试,教学,效果良好。     

采用ADSP－2100系列的双音多频信号接收器

提出了用改进型戈泽尔（Ｇｏｅｒｔｚｅｌ）算法，借助于ＡＤＳＰ－２１００系列数字信号处理器实现双音多频信号接收器的方法，给出了实现原理和框图，讨论了取样点数的选择方法     

一种基于激光散点的回波信号融合处理方案

通过分析激光散点回波信号特性,采用复合散点目标特性合成方法对散点回波信号进行合成,合成后的回波信号具有人为或自然噪声,针对合成后的回波信号特性,选用并调整一系列的信号处理方法,对合成后的回波信号进行处理,通过仿真分析,能获得较好的融合效果和处理精度。从采集散点回波信号到合成回波信号,再到处理合成后的回波信号,整个过程构成了一种完整精确的激光散点回波信号融合处理方案。     

双连杆柔性机械臂的变结构轨迹控制

针对双连杆具有柔性前臂的机器人建立了非线性动力学模型，柔性臂所在的动坐标系采用相对坐标系，即悬臂梁坐标系，使得关节的实际转动角度与动坐标系的转动角一致，利于控制方案的实施。基于输入输出线性化，提出了一种关节轨迹变结构跟踪控制方案，该方案考虑了柔性臂弹性变形的稳定性和对参数的变化的鲁棒性。     

实现数字调相系统模拟信号源的一种新方法

本文介绍了一种实现数字调相系统模拟信号源的新方法,即PSK信号波形存贮法.其原理是利用EP ROM直接存贮需要传输的信号波形序列,系统运行时从EP ROM中读出并获得所需要的PSK信号.该方法具有很高的数据传输速率,并可以在很宽的范围内任意选择.在设计PSK或DPSK模拟信号源中获得广泛应用.     

表面肌电信号拾取与预处理电路设计

表面肌电信号(SEMG)是指当骨骼肌收缩时,肌纤维所产生的微弱电信号在皮肤表面的募集。一般情况下,表面肌电信号特别微弱,频率主要集中在10～500 Hz范围内,幅值在10～5 000μV,很容易受到工频50 Hz噪声干扰。针对表面肌电信号的特点,采用Ag/AgCl电极拾取SEMG信号,设计了仪表放大电路,带通信号调理电路。实验证明,所设计的电路能有效提取带宽为10～1 000 Hz的表面肌电信号,实现了简捷有效的表面肌电信号拾取。     

手持式红外热像仪系统中视频信号传输反射问题的研究

随着数字电路信号速度的提高,信号完整性,尤其是信号反射的影响也愈加突出.为解决手持式红外热像仪系统中视频信号传输反射的问题,对信号完整性理论进行了研究,并提出了采用端接匹配电阻来减少信号反射的方法.利用EDA工具的信号完整性仿真功能,对该系统进行理论分析和软件仿真.仿真结果表明,端接电阻的设计方案能有效减少信号反射带来的影响.EDA软件仿真能提前发现系统设计中的缺陷,不仅有效地缩短了硬件的开发周期,还大大降低了研发费用.     

基于博弈论的信号配时方法研究

针对信号控制的交叉口,存在高饱和度的相位,且相位间饱和度不同的情况,提出了一种基于博弈论的信号配时方法,实时缓解了高饱和度进口车道的拥堵,降低了进口道延误。对于不同饱和度下的车道,通过解析流量与信号配时的博弈关系,建立了基于博弈论的信号配时模型,设定了新配时方案的迭代步骤以及相关参数的标定。通过算例分析出现状信号配时的效果以及现状车流的需求,饱和度较低的相位博弈分配到的有效绿灯时间降低,进口车道延误上升7.23%;而饱和度较高的相位博弈分配到的有效绿灯时间增加,进口车道延误降低了5.91%;该进口道的总延误降低1.03%,优于原来的信号配时方案     

一种新型北斗B2频段信号的设计

AltBOC调制信号具备在上下边带承载不同服务的能力,既可独立接收处理单边带信号达到传统BPSK信号性能,也可联合处理实现更高的定位精度,并作为北斗导航系统B2频段的基线。但是AltBOC也有复用效率低调制复杂等缺点。设计了一种新的具有恒包络的调制方式PS-AltBOC(phase shifted AltBOC),详细阐述了PS-AltBOC的调制原理,给出PS-AltBOC的时域频域表达式,并且与AltBOC对比分析了功率谱密度,抗多径能力,带外损耗性能等。分析结果表明,PS-AltBOC与AltBOC具有相似的功率谱密度、抗多径能力、以及码跟踪能力,当接收机前端滤波带宽在30~150 MHz时,其带外损失小于AltBOC调制。仿真结果表明PS-AltBOC可作为北斗B2频段的候选调制方式。     

基于PFRFT周期积累的多相编码信号检测与参数估计

由于多相编码信号存在明显的周期时频分布规律性,在研究该类信号在低信噪比下的检测及参数估计问题时,对分数阶傅里叶变换进行周期延拓,首先结合该类信号的PWVD时频特性,通过分析多相编码信号的PWVD脊线分布特点与多分量LFM信号的关联特性,利用PFRFT对信号平行脊线能量进行积累,再根据积累后的峰值搜索对信号进行参数估计,最后采用与同样参数LFM信号进行RWT后的峰值固定比例结论对检测概率与参数估计精度进行分析。实验证明,该方法不仅成功提高了低信噪比下的多相码信号检测概率,而且五大参数的估计精度也得到了提高。