下推式磁悬浮自适应模糊PD控制方法

为了改进基于传统PD控制的下推式磁悬浮控制系统稳态误差大、系统功耗高、体位适应性差的缺点,在传统PD控制结构基础上,引入具有设定值积分功能的模糊控制器和基于z轴磁场检测的比例运算器实现自适应模糊PD控制。所提算法在基于STM32F401CCU6为主控芯片的硬件系统上进行了对比实验。实验结果表明,相较于传统PD控制,自适应模糊PD控制算法对受控力不同的浮子控制的稳态误差均趋于0,磁悬浮系统装置的最大倾斜角由10°增加到90°,系统稳态输出功率从14 W降低至0.6 W,磁悬浮控制系统的综合性能得到大幅提升。

基于AT32F4的六足机器人设计与实现

【目的】增强机器人在各种环境下的灵活性,针对机器人专业相关课程的实训教学需求,设计了一款性价比高的六足机器人。【方法】六足机器人样机采用国产32位芯片AT32F403A作为主机控制器,主控芯片负责发送动作指令、完成机械臂逆解运算、步态规划和无线通信,六足机械腿采用6片AT32F421芯片作为从机控制器,主、从机间通过串口进行通信,舵机驱动电路HR8833模块采用XL4015可调稳压模块进行供电,DL-20无线串口模块完成主机与遥控器间的无线通信,自主搭建六足机器人软硬件平台,并对六足机器人软硬件进行多次联调实验。【结果】该六足机器人实现了无线遥控、前后移动、左右旋转、速度控制、姿态自适应等功能。【结论】该六足机器人性价比高,控制性能优良,二次开发性强,可以应用于机器人专业相关课程实训。

基于Pockels电光效应的电压方向测量

为了实现在光学电压互感器中电压方向的测量,利用Pockels效应和偏振光理论进行理论分析和实验验证,提出了一种基于Pockels效应的电压方向测量方法,得到不同方向的电压与出射光偏振态、光传播方向之间的关系。结果表明,当施加的电压值为100 V时,迎着光观测,透射光的长轴和短轴分别位于空间角度20°和110°,再通过λ/4波片后的光偏振方向位于坐标的二、四象限,可判断透射光是右旋椭圆偏振光,电压方向沿光传播方向;长轴和短轴分别位于角度130°和40°的透射光通过λ/4波片后的光偏振方向位于一、三象限,则透射光是左旋椭圆偏振光,电压方向则沿光传播的相反方向。实验结果与理论分析相符,可指导设计既能测量电压大小又能判断其方向的光学电压互感器。

高斯光束教学实验仪

研制了测量高斯光束输出特性的实验教学仪。该仪器基本原理:利用刀口法测量高斯光束经凸透镜变换后,在凸透镜后方所形成的束腰两侧不同位置的光斑半径,然后对测量数据进行最小二乘法拟合与计算,可确定光束经凸透镜变换后的光束的束腰半径、束腰位置、衍射倍率因子及远场发散角;根据上述测量所得的光束经过凸透镜变换后的光束特性参数及高斯光束变换规律,可确定光束经凸透镜变换前的光束束腰半径和位置。

工程教育专业认证背景下工程制图OBE教学模式的构建

在工程教育专业认证背景下,以学生为中心,以成果导向为教学依据,以嘉应学院测控技术与仪器专业工程制图课程为研究对象,针对嘉应学院的教学实际,从课前、课上及课后等阶段,以学生为什么学、学什么、如何学及学的如何为主线,构建了基于工程教育认证的工程制图OBE教学模式.工程制图OBE教学模式对学生发现问题及解决问题的能力、绘图读图实践能力、及解决相关复杂工程问题能力的培养起到了促进作用.通过实践教学分析表明,工程制图OBE教学模式可实现教师和学生角色的互换,学生在教师指导、引导和帮助下,激励其自主性学习,提升学生教学效果,综合教学评价满足毕业达成度要求,本研究可为其他课程教学研究提供参考.

基于经验模态分解的激光散斑噪声抑制方法

为抑制激光散斑噪声对定量相位重建精度的影响,本文基于经验模态分解提出了一种激光散斑噪声抑制方法。该方法只需采集一张全息图像且无需添加额外硬件设备,避免了寻找最优处理参数的复杂过程。首先,采用经验模态分解突出图像细节信息。其次,使用边缘检测克服各向异性扩散方程中梯度算子抗噪声能力不强、不能识别伪边缘等问题,对细节突出的图像进行边缘检测。最后,由高精度的边缘检测结果引导扩散去噪过程达到更好的散斑抑制效果。实验结果表明,经过本文方法处理后,重建相位的结构相似性提高了12.9000%,边缘保持指数提高了14.3861%,散斑抑制指数降低了8.1299%,并且相位截面曲线与原始相位最接近。本文所提出的方法不仅具备更好的去噪效果,而且更有效地保留了细节信息,相位重建的精度更高。

柚子品质无损检测技术研究进展

【目的】柚子营养丰富,属于柑橘类水果,为岭南特色水果之一。对柚子品质进行无损检测,可有效保证柚子采后科学品级分类,对提高其市场销量和品牌影响力,推动其产业发展具有重要意义。【方法】课题组采用文献分析法,一方面介绍了柚子品质无损检测相关技术的研究进展,主要包括机器视觉检测技术、近红外光谱检测技术、高光谱成像检测技术、核磁共振成像检测技术、X射线检测技术、深度学习检测技术等。另一方面介绍了拉曼光谱检测技术、电子鼻检测技术、介电特性检测技术、声特征检测技术等在其他类水果品质无损检测中的应用,探讨这类技术应用于柚子品质无损检测的可行性。【结果】目前,柚子品质无损检测技术中,应用最多的是机器视觉检测技术和近红外光谱检测技术。将深度学习技术和近红外光谱检测技术结合,可有效提高柚子糖度检测的精度;其他水果无损检测技术的运用,也为柚子智能化农业装备的研发提供了指引。【结论】本研究可以为柚子品质无损检测技术的选择和应用提供参考。未来,如何设计便携化、智能化的柚子多品质参数无损检测系统,是柚子品质无损检测研究中亟需解决的关键问题。

基于半导体泵浦倍频绿光激光器的探究性实验设计

为探究在谐振腔中倍频晶体位置对绿光激光器输出功率的影响,利用半导体泵浦固体激光实验仪设计了腔内和腔外倍频绿光的探究性实验。分析了绿光倍频效率与基频光束的功率密度及光斑半径之间的关系,分别测量了磷酸钛氧钾(KTP)倍频晶体位于谐振腔内部和外部不同位置时,532 nm倍频绿光的输出功率。其中在腔外倍频实验中,分别设计了腔外不加透镜时KTP晶体位于腔外不同位置,以及加上透镜时KTP晶体位于聚焦位置两种实验方案。同时,在实验中引导学生利用谐振腔理论和高斯光束传输理论等激光原理计算1064 nm基频光在腔内外不同位置的光斑半径,分析了KTP晶体在不同位置时532 nm倍频光输出功率出现差别的原因,以及利用透镜聚焦提高激光功率密度以达到提高倍频效率的方法。

三维控制下超声波悬浮系统研究

为了实现超声驻波悬浮,课题组提出一种三维控制下超声波悬浮系统设计方案。首先,搭建4个9×9的超声波换能器平面阵列。其次,通过STM32单片机产生40 kHz的方波电信号,该电信号通过IRS2104半桥电路的驱动电路放大。放大后的电信号作用于超声波换能器,使之转换成对应40 kHz频率的超声波对射,产生驻波节点,实现泡沫小球的稳定悬浮和精准控制。最后,通过按键操作改变输入电压的大小与输入波形的相位,实现物体的上下、左右的三维移动。实验结果表明,通过超声驻波技术可实现微小物体的悬浮;同时为了提高悬浮能力和稳定性,可利用FPGA控制悬浮系统。

基于Tesseract和OpenCV的快递中转分类研究

本文设计了一种基于Tesseract和OpenCV的快递中转分类机械手系统,利用Tesseract和OpenCV构建视觉检测系统,使用LSTM神经网络训练快递标签字符语言包,提高OCR字符识别检测精度。利用STM32芯片构建机械手控制系统,通过串口通信方式接收视觉检测系统数据,实现物件抓取和不同位置分拣操作。实验结果表明,此系统可实现不同物件准确中转分类操作,具有通用性强、准确性高等优点。

利用非1/4波片将椭圆偏振光转换为线偏振光的理论及实验研究

本章利用偏振光分解与合成理论,对利用非1/4波片将椭圆偏振光转换为线偏振光的条件进行了理论分析,得到满足此条件的方程。在此基础上,利用1/5波片对理论研究结果进行了实验验证,实验结果与理论分析符合较好。

激发兴趣为导向的工科专业理论课程教学改革探讨

工科学生对专业理论课程的学习兴趣不高,这一直以来都是工科专业课程教学面临的普遍问题。文章针对专业理论课程的开设现状及问题,结合自身教学实践,分别从教学内容、教学方法和教学模式三个方面进行了改革探讨,为推进激发兴趣为导向的工科专业理论课程教学提供新的思路。

基于数字全息的液相扩散系数测量

提出一种数字全息定量测量液相扩散系数的方法.采用Mach-Zehnder干涉系统实时采集不同时刻溶液混合扩散时的数字全息图,通过数值重建算法得到相应的展开相位分布.将T_(1)和T_(2)时刻全息图恢复的展开相位分布相减得到展开相位差分布,从展开相位差分布中可得到浓度变化极值距离△Z_(m),将T_(1)、T_(2)、△Z_(m)代入求解方程即可得到扩散系数值.为验证所提方法有效性,分别测量了0.1mol/L蔗糖溶液、0.33mol/L氯化钾溶液与蒸馏水混合时的扩散系数值,平均测量值与参考值的相对误差绝对值分别为2.69%和3.096%.实验结果表明,利用数字全息技术可以准确和有效测量液相扩散系数.

测控专业“工程制图及CAD”课程教学改革与实践——以嘉应学院为例

通过分析"工程制图及CAD"课程教学存在的问题。以嘉应学院为例,围绕教学内容、教学方法、考核评价三方面提出了测控专业"工程制图及CAD"教学改革方案,为提升测控专业应用型人才培养质量提供了思路。

乡村振兴背景下研学课程设计和实践研究——以梅州为例

乡村研学旅行是实施乡村振兴的重要突破口。以梅州为例,提出客家文化和红色历史主题的研学课程设计方案。设计的研学课程融合了科学教育、劳动教育、艺术教育等内容,并在梅州市竹香村和北联村开展了实践活动。实践结果表明,多样化的研学课程有利于推动乡村旅游业发展,助力新农村建设,实现乡村振兴。

基于马赫-曾德尔干涉仪的闪烁晶体折射率测量

提出了一种实时高精度获取闪烁晶体折射率的方法,通过面阵CCD相机获取闪烁晶体表面的干涉条纹图样,用阈值算法计算条纹图中暗亮条纹的宽度像素,快速测量出不同晶体干涉条纹移动量,从而计算其折射率。该方法有效地消除相干干扰信号和随机噪声,光路无需再调整。为了验证该方法的可靠性,实验测量了不同批次的BGO晶体和Ce:LYSO晶体样品。结果表明,该方法能够高精度、高效率地测量折射率,为PET探测器模块设计提供了一种可靠的晶体折射率测量方法;适用于可见光波段透明材料的折射率测量。

基于OpenCV和Tesseract的快递地址信息识别研究

本文设计了一种基于Open CV和Tesseract-OCR的快递地址信息识别系统,包括硬件采集系统和软件处理系统。软件处理系统包括预处理模块和字符识别模块。利用Open CV搭建图像预处理模块,实现快递单图像的颜色识别、灰度化处理、阈值化处理、形态学处理等功能。利用Tesseract-OCR搭建字符识别模块,对预处理后图像实现快递地址信息的识别。对简单快递地址信息和复杂快递地址信息进行了识别实验。实验结果表明,所提方法可实现准确的快递地址信息识别,可应用于快递分类,提高快递分拣效率。

基于数字全息的热透镜效应测量

提出一种数字全息定量测量半导体激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG晶体热透镜效应的方法。CCD采集Nd∶YAG晶体在不同泵浦电流下的数字全息图,通过数值重建得到热透镜效应引起的相位分布及其变化过程。再由相位分布计算得到对应的热透镜焦距。实验结果表明,利用数字全息技术可以准确和有效测量热透镜效应及热透镜焦距。

基于LED照明的光强传输方程相位测量系统

光强传输方程相位测量系统常使用激光作为光源或者借助商业显微镜搭建,存在成像质量受相干噪声影响、系统体积大及成本高等问题。为解决以上问题,提出一种基于LED照明的光强传输方程定量相位测量系统。使用LED照明,避免了激光散斑噪声的影响。在显微成像模块中,利用移动导轨调节并标定透镜位置,使得切换不同倍率显微物镜时均能与透镜构成4f成像系统,满足不同物体的测量需求。实验结果表明,所提系统可准确实现定量相位测量,具有系统紧凑、成本低、操作性强等优点。

基于光强传输方程的双相机动态相位成像的视场校正

在显微成像中,基于光强传输方程的双相机动态相位成像是定量观测活细胞运动的一种有效方法。但是相机安装带来的误差使得两个相机的视场之间存在一定差异,导致利用光强传输方程求解获取的相位不准确。为此,提出了一种基于棋盘格标定的双相机图像校正方法,以消除相机间视场的不匹配问题,校正后的匹配精度可达到亚像素级,大大提高了相位成像的正确率。首先对标准微透镜阵列进行定量成像测量,验证所提方法的准确性和可行性,再对游动的雨生红球藻细胞进行动态相位成像,成像结果表明该方法在动态生物成像领域具有一定的应用前景。