旋转变压器的数字解码算法研究

提出了利用坐标旋转数字计算（coordinate rotation digital computer,CORDIC）算法进行角度解码的方法。利用流水线的思想实现了高速CORDIC算法,并利用仿真数据说明了用软件的方法可以降低在过零点采样引入的误差。编制了用于联合仿真的图形操作界面,便于仿真操作。综合的结果表明CORDIC算法的实现只消耗很少的逻辑资源,在一般的FPGA（现场可编程门阵列）器件中就能实现。仿真结果表明算法的最大角度解码误差为0．0135°,具有较高的精度。     

一种高精度旋转变压器解码算法

针对传统旋转变压器解码成本高和精度差等问题,提出了一种新的解码算法,利用旋转变压器输出信号进行解调和归一化处理后,再经过一系列混合运算得到伪线性信号后,对此信号进行逻辑分区判断,根据判断结果进行计算得到未补偿的角度信号,最后通过非线性精度补偿以提高解码精度。研究结果表明,该算法的实现不需要利用查表法和附加参考信号就可以实现高精度解码。经过理论计算,在0°～360°,未补偿前解码误差不高于0. 072 1°,补偿后解码误差不高于8. 65°×10~(-5)。该算法在TMS320F283 35中经过实验验证,结果表明其可以准确解得角度信息,解码误差为0. 000 389°,验证了算法的可行性。     

惯性测量单元全自动简易标定台设计

针对传统惯性器件标定台价格昂贵且体积庞大的问题,该文提出了一种全自动简易标定平台.以传统“三轴嵌套”模式为基础,设计了标定台的机械结构;考虑惯性传感器中的误差因素,建立了相应的线性误差模型,通过拟合载体坐标系下的输出和IMU传感器的输出获取误差参数,得到IMU在载体坐标系下的输出;以MPU9250芯片为基础,根据六位置标定法,得出芯片中陀螺仪与加速度计的标定结果.将标定后的MPU9250与高精度的MTI-300进行了对比分析,并结合人体行走定位实验,检验了标定效果.结果表明：该文设计的简易标定台能够有效提高IMU的测量精度,与商用系统相比整个系统欧拉角测量误差均方根降低至3.5以下.     

一种反正切函数的高精度算法的FPGA实现

在旋转编码器设计中常利用两个传感器去获得转子在某一位置时的一对正交输出的电压信号,然后用到arctan函数计算转角.本文研究了一种基于CORDIC算法计算arctan函数的方法,除巧妙利用右移解决算法收敛性问题外,还利用时钟信号的上升沿和下跳沿分别处理移位运算和迭代运算,使得算法的执行效率提高了一倍.最后用Cyclone的EP1C20F400C8芯片仿真实现该算法.仿真结果表明,系统稳定性好,精度高,占用资源少,能满足旋转编码器快速解码的要求.     

一种高速高精度全数字SDC转换器设计

SDRC转换器是一种广泛应用于冶金、航海等位置和方位同步指示系统以及火炮、雷达等伺服系统中的传感器.在研究了CORDIC算法原理的基础上,采用FPGA芯片和QuartusⅡ8.O专用FPGA设计软件设计了一种基于该算法的高速高精度SDRC转换器的硬件电路,并通过Synplify Pro8.0进行综合优化,最后给出了Modelsim SE仿真和Synplify Pro综合结果.基于该算法的设计结果表明SDRC转换器相位精度可达到0.02°,电路系统时钟可达200 MHz以上.设计实现了更小的电路规模,优于一般采用查表法结构设计的电路,具有较 .高的应用价值.     

低复杂度的改进型CORDIC优化算法研究

CORDIC算法在电子、通信领域有着广泛的应用.传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂,运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限.针对传统CORDIC算法的缺陷,提出一种改进型CORDIC优化算法,它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件资源,提高运算性能,并通过区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.     

基于电力线载波的太阳方位跟踪器控制系统设计

通过分析太阳运行规律,设计了太阳位置传感器.采用两级传感器方式,实时检测太阳方位;运用电力线载波,实现设备与上位机信息传输.利用简单光敏电阻和 SPCE061A 单片机设计了一种多方向太阳能收集控制系统,实现了大范围高精度地跟踪太阳;利用 PL2102B 载波芯片实现精确监控通信.经试验,系统的高度角和方向角跟踪范围在0~180°和0~270°,跟踪精度达到1°,而且设备与上位机信号传输稳定     

用于相含率测量的螺旋电磁传感器优化设计

通过激励线圈和检测线圈,电磁传感器可以对被测物内部的电磁特性进行测量.为此,提出了一种用于相含率测量的新型电磁传感器——螺旋电磁传感器,进一步采用场量提取法推算了180°和360°螺旋线圈的灵敏度矩阵,并基于灵敏度分析对这2种传感器结构进行了优化设计,得到了优化参数的选取范围和规律.改进的螺旋电磁传感器具有更均匀、更灵敏的特性.同时,硬件实验表明,螺旋电磁传感器检测的电学敏感指标能够很好地反映被测物场的相含率,通过传感器的互感相角相对变化率与相含率的相关曲线,可以验证螺旋电磁传感器在相含率测量中的可行性和准确性.     

基于单CCD视觉定位的BGA自动贴装系统设计

针对BGA芯片的特点,设计了基于单摄像机视觉定位的自动贴装系统,介绍了单CCD视觉系统的构成及原理,避免了多CCD之间的标定引入的误差.研究了整个系统的标定方法及标定过程.并针对BGA芯片焊点的对称性设计了相关的图像处理算法,使系统实现高速贴装.     

透过皮肤的电磁耦合

设计了应用于神经功能恢复微电子植入系统供能模块的电磁耦合模块.通过对印刷电路板(printed circuit broad,PCB)平面螺旋线圈电学参数及其互感耦合的理论分析,确定发射、接收线圈几何参数的取值.首先进行线圈电学参数测试,然后将发射和接收线圈组合成电磁耦合模块,分别在空气和皮肤两种介质条件下进行耦合测试定量实验.实验结果表明:接收电压随发射电压线性变化;发射和接收线圈空间匹配时,相对于空气介质,皮肤介质使接收电压产生更大衰减.发射和接收线圈空间匹配可以增加接收电压;在可实现的发射电压范围内,可以获得所需的接收电压.     

一种用于IP包差错控制的RS译码器及其FPGA实现

为了减少RS译码器所占用的现场可编程门阵列(FPGA)资源,研究了RS码的译码算法．提出了使用Actel公司的ProASIC——^PLUS系列芯片实现IP包差错控制系统中RS码的译码方案,采用码型RS(100,81)进行纠错,同时结合大运算量环节,描述了利用改进的BM算法实现译码功能的具体方案,该方案相对于传统的方案更能节约资源．实验表明,该译码器完成了IP包差错控制的要求,译码器输入码流速率可达30Mbit／s,最后介绍了ProASIC——^PLUS系列芯片的基本结构特点及用FPGA实现的关键技术。     

一种电波折射订正方法及其在高空风探测中的应用

为提高无线电测风的精度,在根据二维射线追踪法的基础上,建立了适用于球面分层大气的电波折射高精度在线订正方法,并对电波折射误差及高空风探测误差进行了模拟计算和分析.结果表明,电波折射产生的仰角、斜距和高度误差通常为正值,3类误差均随仰角减小和斜距增大而增大;在低仰角和大斜距的条件下,电波折射误差大于定位设备误差,当仰角低...     

电磁成形线圈电感计算

采用解析法和有限元方法对电磁成形线圈电感进行计算并测量.研究结果表明,解析法和2D有限元法计算线圈电感与实测值误差较大,且只能计算少量的轴对称线圈的电感,具有较大的局限性.而基于增强型能量增量法原理的3D有限元法求解电感精度较高,可以较好地计算实际结构线圈的电感,对于异形线圈电感也可以方便建模求解,为线圈的设计奠定了基础.     

一种简单实用的测温系统

介绍了一种使用高精度集成温度传感器LM1 9和 89C5 1单片机组成的简单实用的温度测控系统。给出了测温系统框图 ,设计了硬件电路和软件电路 ,这种温度测控系统测量精度高 ,测温范围大 ,组网方便 ,应用前途广     

一种新型电涡流传感器的理论分析

为提高普通电涡流传感器的灵敏度和增大检测距离,对一种新型电涡流传感器从理论上进行了分析.文中列出了重叠双线圈和同轴三线圈两种电涡流传感器的结构,并利用电磁场相关理论对同轴三线圈电涡流传感器及其设计进行了较详细地分析,并给出了测量电路单元.通过与普通电涡流传感器线圈进行仿真比较,得出了该结构电涡流传感器在长距离测量时的优缺点.     

复杂地表条件下的电磁式可控震源广义预测控制方法

作为一种浅层高分辨率可控震源,电磁式可控震源在浅层地震勘探中受到了广泛的重视。电磁式可控震源激发信号质量总是受到地表条件影响,在地形平坦,并且震源基板与大地耦合条件良好的情况下,电磁式可控震源能够取得良好的勘探效果。而在地形起伏,基板与大地耦合较差的复杂地表条件下,当前可控震源控制系统激发信号存在比较严重的畸变,控制精度严重下降,地震勘探误差变大。为此研究适于复杂地表条件的可控震源高精度控制系统具有重要意义。将可控震源与大地看成一个系统,耦合条件不同意味着系统模型是变化的,因此控制系统应采用与模型无关的控制算法才能适应变化的地表条件。针对上述问题,在分析电磁式可控震源输出信号畸变特性,以及产生畸变原因的基础上,探讨电磁式可控震源激发信号估计的方法,研究利用广义预测控制方法与相位预补偿、零相位滤波方法相结合实现对可控震源激发信号相位、幅度畸变的控制。经仿真实验,广义预测控制后电磁式可控震源激发信号相位最大偏差由125°减小到3°,最大幅度畸变由133%减小到4%,在3 000 m/s速度模型下,由震源激发信号畸变导致的定位误差从1.5 m减小到小于0.2 m,提高了复杂地表条件下电磁式可控震源地震勘探精度,实现了复杂地表条件下可控震源激发信号高精度控制。     

恶劣电磁环境下温度测量的抗干扰

在恶劣的电磁环境下，为了提高弱信号的测量精度，必须注意信号输入通道的每一个环节。包括传感器末端、传感信号的传输通道、信号调理、模／数转换等．介绍了某型产品中温度测量的几个具体问题．分析了温度的测量电磁兼容能力以及由此引起的测量误差。     

基于MSP430的材料扭转试验机测控系统设计

老式材料试验机的数字化改造。介绍整机改造方案。在力矩的测量方面,着重阐述传感器的零位误差消除方法和放大电路的设计。使用单片机控制的DA转换器DAC0832代替数字电位器,组成数控放大器,实现自动调零。老件新用,精度高,使用灵活方便。对于其它传感器电路具有借鉴意义。     

磁悬浮电子秤的研究

该文文旨在利用磁悬浮技术,实现对轻量物件的较高精度称重,并通过对原理及应用做了详尽的阐述和实验,设计了一个吸式的磁悬浮式电子秤。该文涵盖磁悬浮电秤系统的设计方案,电磁线圈非线性、系统的电磁力模型、系统的控制模型及控制电路的设计与调试。解决了磁悬浮电子秤设计的几个难点：电磁场的非线性问题、各种材料和部件的选取和机械加工及控制电路的设计与参数调试。该文的创新点有：（1）采用红外收发二极管设计系统的距离传感器,同时也使用摄像头作为传感装置进行试验;（2）创新图像化反馈,采用NI模块配合LabVIEW进行图像化处理;（3）自行绕制电磁线圈,采用最佳1j-50软磁镍铁合金作为铁芯。