光泵磁敏传感器中FPGA调频器设计与实现

射频场调频器是氦光泵磁敏传感器核心驱动部件。模拟压控振荡式调频器存在频率不稳、调试困难和需要高精度测频电路等问题,集成芯片调频器存在控制复杂和功耗高等不足,而FPGA调频器具有频率稳定度高、不需要高精度测频电路和集成在FPGA控制器里的优点。提出氦光泵磁敏传感器数字检测原理和调频器技术指标,阐述FPGA调频器原理并完成设计。调频信号解调实验和扫频式磁共振信号检测实验的结果表明FPGA调频器满足氦光泵磁敏传感器数字化检测要求。

氦光泵磁力仪信号的分析及检测

研究了氦光泵磁力仪中共振曲线、基频调制信号和二倍频信号的特征及关系,将二倍频信号应用到光泵磁力仪检测系统中,利用其幅值在共振区外为零、在共振点处达到峰值这一特性,解决了当外磁场变化超出共振区范围时,光泵磁力仪仅利用基频调制信号难以重新快速定位共振点的问题。系统实测信号幅值变化曲线与数学模型曲线相符合,实测共振曲线线宽约200 nT,在共振点处二倍频信号经放大其峰峰值可达12.6 V,满足实用要求,为光泵磁力仪性能的提升提供了有效方法。

氦光泵磁力仪信号检测控制回路的设计

为了解决氦光泵磁力仪传统检测控制方法跟踪速度慢,难以较快速率进行连续测量的问题,设计了检测控制回路采用同时应用基频和二倍频信号的方法,利用二倍频信号幅值变化的特点来完成加速积分作用,从而实现对外磁场变化的快速跟踪。该回路中还实现了一种输出频率范围宽,大于8～20 MHz;波段覆盖系数大,达到2.5,且具有较高瞬时稳定度的压控振荡器,可满足对整个地磁场范围的测磁要求。

光泵磁力仪中磁共振光学检测方法研究

在光泵磁力仪中,直接检测塞曼能级跃迁时的信噪比非常低,而采用磁共振光学检测技术,可把对微波量子的检测变换到对能量较微波量子大数万倍的光子的检测上,可大幅度得提高检测信号的信噪比。为此,针对光泵磁力仪中磁共振的光学检测方法进行了研究,论述了吸收室透明度检测法、正交光束检测法、自旋交换碰撞法和调制泵浦光法的基本原理及实验装置,分析对比了这些方法的测量特点,给出其适用对象及实现的难易程度,为光泵磁力仪的设计提供了依据。

基于关联规则和遗传算法的服装辅料储位优化

针对服装行业受时尚潮流影响,物料型号更新迅速,导致仓库库存结构混乱、作业效率低下的问题,设计一种将Apriori算法同改进遗传算法结合(AIGA)的储位优化方法。首先Apriori算法挖掘物料组间关联规则,将相关性较强物料组合并形成大类库区,按照大类拣货频次动态调整库区位置;其次结合物料相关性和拣货频次,以最小化拣货距离为主要优化目标建立储位分配模型。通过遗传算法进行储位分配搜索,并改进遗传算法的初始化、交叉和变异算子,同时设计灾变机制,提高算法搜索性能。结果表明,与现有储位分配方案相比,拣货距离平均缩短23.85%,有效提高仓库作业效率。

基于B/S架构的大屏幕控制系统设计

大屏幕系统中央控制器和客户端/服务器(C/S)架构控制软件在安装时,存在部署环境适应性差和功能扩展复杂等不足。提出将浏览器/服务器(B/S)软件架构应用到大屏幕系统控制软件中,可通过网页浏览器实现大屏幕设备的管理控制。基于B/S架构的大屏幕控制系统,介绍了大屏幕系统组成、基于B/S架构的控制系统网络拓扑结构、系统软件架构以及功能模块划分及实现。同时分析了控制系统与大屏幕设备的交互原理。应用实例表明,该系统完成了设计目标。

基于5G的无人驾驶叉车控制网关设计

针对传统无人驾驶叉车使用Wi-Fi或4G进行通信存在的不稳定、时延长等问题,研究利用5G通信高带宽、低时延、大连接的特点,设计一款基于5G的无人驾驶叉车控制网关,为无人驾驶叉车提供5G网络直接接入能力。设计的5G控制网关具备5G、以太网等多种网络通信接口,通过在网关Linux系统上开发相关软件程序实现无人驾驶叉车控制和与云端调度系统通信。通过在5G工业专网环境中应用表明,搭载5G控制网关的无人驾驶叉车控制稳定可靠。

基于MSP430氦光泵磁敏传感器吸收比测试系统设计

针对氦光泵磁敏传感器中氦室制作质量以及相应的共振信号指标是否满足设计要求的问题,介绍了通过测试吸收比来检测氦光泵磁敏传感器中氦室充气量是否达标的新方法,设计了测试实验系统。该系统分3个抽真空阶段,极限真空度可达10 nPa,控制精度约10 Pa,利用MSP430单片机实现测量电压的存储和实时显示,并通过实验的方法来探究氦室吸收比的理想值,以提高光敏元件接收信号的质量。同时给出了系统最终测试结果,实验所测得的吸收比大于38%,通过信号检测和处理电路可以得到较理想的共振曲线,满足氦室的设计要求,对氦光泵磁敏传感器的研制具有实际意义。