基于FPGA的多功能数据采集系统设计

设计了一种以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的数据采集系统。系统具有4个采集通道,直接通过上位机的指令配置,可根据实际需求选择实时采样或高速采样。设计了采集系统的硬件电路,开发了FPGA程序,以实现数据采集、存储、自动电桥平衡、状态反馈等功能,采用RS-232串口方式与上位机通信。实验证明:系统实现了预期功能,可达到实时采样频率为2.88 kHz和高速采样频率为91.5 kHz的数据采集。

硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析

建立硅橡胶的有限元模型,以固有频率为评判标准,选择可靠的非线性瞬态分析方法以及硅橡胶超弹性本构模型对其进行动态特性分析。首先建立减振系统的有限元模型,通过理论分析,选用单步Houbolt法计算与常用的橡胶超弹性本构模型对应的减振器的加速度响应,然后进行傅里叶变换,从而提取出固有频率;接着采用自主研制的基于锤击法的振动测试系统进行实验测得减振器固有频率。通过两者结果比较验证了单步Houbolt法的可靠性,同时表明用Signiorini模型模拟硅橡胶材料的动态特性是更为合理的。在此基础上,分析了硅橡胶减振器轴向尺寸和径向尺寸参数对其动态特性的影响,从而为硅橡胶减振器的设计与应用提供了理论依据。

基于PID算法的电桥平衡自调节测试系统设计

应变电桥电路是应变式测力仪常用的测量电路,但在电桥空载时,有多种因素会产生电桥的不平衡输出。为保证电桥的输出完全是由其所受载荷引起,在测量之前必须对电桥的初始不平衡进行调节。采用基于应变片的自平衡电桥,引入PID算法与MATLAB/Simulink仿真以实现快速、精确的调整,提高测试系统的灵敏度、精度及可靠性。