软件数字累积平均器的实现技术研究

主要研究了实现软件数字累积平均器的技术问题。首先讨论了数字累积平均器用于恢复周期性微信号的基本原理和它的频域特性;然后研究了在SystemView软件环境下设计软件数字累积平均器的技术问题,并给出了软件数字累积平均器通用设计单元;最后通过设计实例,讨论了使用通用设计单元构建软件数字累积平均器系统的方法。仿真实验结果表明,给出的软件数字累积平均器的设计技术具有工程应用价值。     

无线通信中智能超表面设计综述

针对智能超表面(RIS)的硬件结构,从单元设计和原型机系统两方面综述了RIS的设计工作．首先从固定单元结构的超表面追溯了RIS的发展起源,并从可调节的角度深入剖析了现有RIS的单元结构种类和设计思路;其次基于物理信息和统计信息对了RIS辅助通信的信道建模研究进行分类和梳理;然后从原型机的设计特点和系统功能两个方面介绍了目前主要的RIS实验系统和相关实验结果;此外,提出了设计的RIS原型机,并进行了多跳RIS的信号增益,图像成像以及实际室内信号覆盖测试实验．实验结果表明：RIS可以有效减小信号覆盖盲区和辅助无线电波成像,经RIS辅助增强,室内平均信号增益达到8 d B以上．     

多传感器ARMA信号自校正分布式融合Kalman滤波器

对含未知模型参数和未知噪声方差的多传感器自回归滑动平均（ARMA）信号,应用递推辅助变量(RIV)算法得到局部模型参数估值器,用相关方法得到局部噪声方差估值器,然后用取局部估值器的平均得到信息融合估值器。将这些融合估值器代入ARMA信号的全局最优分布式融合Kalman滤波器,提出了一种自校正分布式融合Kalman滤波器。用动态误差分析方法证明了它收敛于全局最优分布式Kalman滤波器,因而它具有渐近全局最优性。一个目标位置跟踪系统仿真例子说明了其有效性。     

基于遗传算法的多传感器自适应噪声抵消器

讨论了同一噪声源多传感信号的自适应噪声抵消器的设计方法·针对同一信号源的多传感信号,采用快速遗传算法获取多路信息融合器(LC)的权系数及自适应噪声抵消器的系数,克服了基于梯度的搜索算法和随机搜索等算法获取最优滤波器参数难的问题·利用遗传算法自适应调整LC的权系数,克服了采用并行噪声抵消器的输出平均作为估计信号时,可能造成估计误差太大的缺陷·仿真结果表明,该自适应噪声抵消器的设计方法,不仅实现简单、运行时间短,而且充分利用了多传感信号的信息,其去噪效果良好·     

多变量信号解耦控制系统设计研究

目的研究多变量耦合系统解耦设计方法,优化控制系统设计。方法采用信号解耦方法对多变量耦合系统进行解耦,通过对耦合系统传递函数阵的特点研究。结果得到了多变量信号解耦的"能解耦准则"、"完全动态解耦准则"和"解耦器稳定判据";给出了信号解耦设计的"分离原理"。结论信号解耦方法表明解耦器的存在性、可实现性和稳定性取决于耦合系统的结构及参数,重新匹配变量、部分解耦和静态解耦是其改变办法。信号解耦器设计方法简单有效,但多变量信号解耦器的连接比较复杂。     

多传感器AR信号自校正加权融合Wiener滤波器

对带多传感器和带未知模型参数及未知噪声方差的自回归(AR)信号,应用递推辅助变量(RIV)算法得到局部模型参数估值器,用相关方法得到局部噪声方差估值器。用取局部估值器的平均得到信息融合估值器。将它们代入最优加权融合AR信号Wiener滤波器,提出一种自校正加权融合Wiener滤波器。它们以概率1收敛于最优融合Wiener滤波器,因而具有渐近最优性。它的精度比每个局部自校正Wiener滤波器精度都高。仿真例子说明了其有效性。     

级联自适应陷波器设计及不同步脉冲计数补偿

为减小计数误差及实现多路不同步异频脉冲信号的高精度测量,设计了一款可实时估计周期脉冲信号相位的级联自适应陷波器(CANF).首先在前端固定一自适应因子为0的Liu型自适应陷波器(LANF),然后将LANF的输出作为Mojiri型自适应陷波器(MANF)的输入,再利用MANF的估计频率实时调整LANF,最后在流量计标准装置中实现CANF的相位实时估计,并对两路不同步脉冲信号进行精度补偿.仿真实验结果表明CANF的计数误差小于±0.047个脉冲,工程应用实验结果表明CANF的计数误差小于±0.045个脉冲,说明了文中通过实时计算信号相位进行计数补偿的方法能有效提高脉冲计数检定精度和多路并行检定的实用性.     

一种高稳快速跟踪微分器及其应用

研究了一种高稳快速跟踪微分器,实现快速跟踪目标信号和精确求解目标信号的微分信号,并将其应用于卫星天线的姿态控制.以有界扰动二阶系统为研究对象,设计了一种新的非光滑控制器,证实了这种控制器的稳定性、快速收敛性和强扰动抑制能力;结合非光滑控制器和非线性跟踪微分器设计了一种新的高稳快速跟踪微分器（HSSTD）,证明了这种跟踪微分器的稳定性,验证了这种跟踪微分器可以快速准确地跟踪目标信号并精确求取目标信号的微分.将所研究的高稳快速跟踪微分器应用于移动卫星天线的姿态控制,实验证实了这种跟踪微分器可以实现天线姿态的快速稳定控制,保证天线与目标卫星间的稳定通信.      

多环反馈带通滤波器的计算机辅助优化设讨

利用有约束的内点罚函数Powell 算法对多环反馈带通滤波器进行了计算机辅助优化设计,并通过实验验证了设计结果的实用性。     

基于虚拟仪器的导航雷达回波信号采集器设计与实现

信号采集的目的是了后续雷达成像和海浪信息提取。基于虚拟仪器技术,对单脉冲体制导航雷达设计了一套数据采集系统。以计算机和PXI-9820数据采集卡为硬件,以VC++6.0软件作为开发平台,构建了基于Windows平台的数据采集系统,雷达回波信号采集单元采用多路信号同步采集的设计方案,并指出了系统实现过程中的多通道同步采集的关键技术问题。东海某海域的岸基采样实验证明了基于虚拟仪器技术的数据采集器设计的可行性及系统运行的可靠性。     

空地一体化两栖机器人的设计与实现

叙述了空地一体化两栖机器人的作用和意义,列举了目前国内外已有空地一体化机器人,并分析了其优缺点.给出了以ARM STM32为主控器的旋翼式空地一体化两栖机器人的详细设计方案.首先给出了机器人的设计结构.然后根据空中飞行和地面移动的控制原理给出了机器人软硬件系统设计.最后通过所规划的实验场景,完成了基于视觉辅助的空地一体化两栖机器人对远程目标点的寻找任务.通过该实验验证了所设计机器人的可行性.     

基于C8051F020单片机的半导体激光器稳频系统

为推进半导体激光器稳频技术向数字化、 智能化发展, 提出一种基于C8051F020单片机的数字辅助稳频方法。该方法通过对饱和吸收信号进行检测, 得到半导体激光器频率变化的误差量, 再利用对误差信号的计算处理反馈给电流控制及温度控制, 从而对半导体激光器进行稳频, 并据此思路设计了稳频系统的硬件电路及软件辅助锁频程序。经实验验证, 该系统实现了开机自动稳频, 在失锁后能重新锁定, 得到秒稳8.39×10^-11, 千秒稳7.99×10^-12的稳定度指标。     

基于SPOC平台的检测技术实验翻转课堂设计

"检测与转换技术"是自动化、测控技术专业的必修专业基础课程,以研究传感器及其信号调理电路为主要内容。在传统实验教学课堂基础上,重塑原有的部分实验教学辅助资源,包括课程PPT、虚拟实验课件、电子教案等,建设新的实验教学辅助资源,包括实验短视频、微视频、在线测试、在线评价等,构建基于SPOC平台的先进开放式教学平台,探索实验课程"翻转课堂+互动式预实验"的实验教学新模式,并从分层次实验环节设计,到课程PPT、虚拟实验和短视频设计要点,再到实验考核方式设置等多个方面阐述了新模式设计的关键。     

基于光纤传感器的甲烷气体浓度信号采集方法

基于光谱吸收法设计了一种反射型光谱吸收光纤传感器网络结构,该结构可以完成对远距离多点甲烷气体浓度的实时测量。为了能够保证光谱扫描波长中心值与甲烷气体吸收峰相同,激光光源通过波长调制光谱完成调制,采用调整三角波的幅值与偏移量对光源波长进行调整。在接收端,为了对光电信号进行有效的采集,设计了一种多点高速信号的采集方法,并分析其调制深度的影响。实验证明,软件采集算法以及合适的调制深度能够满足工程中光纤气体传感器多点采集的精度要求。     

基于小波变换的ECG信号消噪

以小波变换的多分辨率分析为理论基础 ,依据信噪在小波分析下的分离性 ,对体表心电信号 (ECG信号 )进行了消噪算法的设计与实现 ,并着重强调了其中双尺度预处理算法的重要性 .实验表明 ,本消噪算法不仅能实时有效地降噪 ,还能对原信号突变点进行定位     

一种用于多界面大声程目标体的超声检测电路

多界面大声程目标体检测是超声检测中的难题,由于声程长、反射界面多,导致有效检测声能的大幅衰减,以致常规超声收发系统无法胜任该项工作.针对这一问题,本文设计了一种用于多界面大声程目标体的超声检测电路,该系统发射电路利用555定时器产生长延时的控制脉冲,对电容进行充放电控制,得到超声换能器的高能长延时激励脉冲,回波接收电路主要由电压跟随器,两级放大电路和带通滤波电路组成,以便有效接收回波信号.通过1 500mm钢管液位测量实验得到系统测量的平均相对误差为0.47%,表明该设计对于多界面大声程超声测量具有较高的精度.     

小波阈值算法的FPGA实现

针对传统的阈值算法排序量多、消耗资源大和速度慢等缺点,提出了一种基于FPGA的快速中值选取器的设计方法.介绍了3点排序器和一种基于3×3点的中值选取器及其MATLAB仿真,针对基于3×3点的全流水并行243点中值选取器的结构利用率低,依据FPGA的硬件特点,设计了一种串并行交替的3n点中值选取器的硬件架构,阐述了快速中值选取器的硬件构架设计,对整个系统进行了仿真,并对仿真结果进行了分析说明.     

PVDF多点脉搏波计算机辅助测试系统研究

提出了一种新型压电薄膜（ＰＶＤＦ）多点脉搏波计算机辅助测试系统,它包括多点ＰＶＤＦ传感器、多点信号放大装置、以及数据采集系统。该系统可测量脉搏波在寸、关、尺三部的不同信息以及沿血管横截面方向脉搏波的变化,系统软件可全方位、多功能地显示各种脉图,实现多点动态实时测量,并能对脉图进行频谱分析和数字滤波。实验表明,本系统与中医脉诊相结合,将给中国传统医学的脉诊带来新的应用前景。     

输入输出维数不等的多变量系统自校正控制器

本文讨论了输入输出维数不等的线性多变量系统自校正控制器的设计方法。采用了对输出跟踪偏差量和控制输入量进行约束的二次型性能指标,最优控制律特使这一性能指标取最小值。将最优控制律所满足的方程和辅助系统输出的最优预报器有机地结合起来,得到适用于参数估计的方程,进而得到了自校正控制器结构。应用这一控制器所得到的闭环系统,可以跟踪时变的参考信号,并且适用于开环不稳定系统。     

基于动态图像的多点脉搏信号检测方法

传统的脉搏传感器只能获得单点脉搏信号,为获取多点脉搏信号,采用脉搏图像传感器采集脉搏动态图像.在对脉搏动态图像进行相关分析的基础上,提出一种改进相关法获取脉搏信号,通过定量深度变化实验验证该方法的正确性.研究结果表明,应用相关法可以获得良好的脉搏信号,实现对切脉皮肤表面多点脉搏信号的获取,为获取更全面的脉象信息奠定了基础.