基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统的设计与实现

针对磁法勘探、地磁导航等不同技术领域的地磁测量需求,提出了一种多传感器模块化采集方案,构建了基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统。系统整合了光泵磁力仪,磁通门磁力仪,惯性导航模块以及GPS模块,可满足不同情况下的实验需求。为了解决多传感器组件同时采集时数据无法同步的问题,提出了基于GPS的同步授时技术以保证数据的有效性。利用插值计数器实现了数字倒数插值测频法,在铯光泵磁力仪有效输出范围内,磁测分辨率优于0.006 nT。在吉林大学电磁屏蔽室中,对系统噪声水平进行了评估,评估结果表明采集系统的PSD为7 pT/Hz@1 Hz,符合设计要求。最后在长春南湖和内蒙古桃合木苏木两个实验场地应用采集系统,验证了系统在野外恶劣环境下能够稳定工作,并高效地完成采集任务。

基于NI CompactRIO的晶闸管电源同步信号处理系统

HL-2A装置使用脉冲发电机组为装置极向场晶闸管电源供电以驱动线圈负载,晶闸管电源采用相控控制,因此同步信号的质量将直接影响电源的控制精度。HL-2A装置晶闸管电源同步信号取自同步变压器,脉冲发电机组带整流负载的供电方式使得同步信号不仅存在严重的波形畸变,同时还存在同步信号频率在大范围快速变化的特点。根据HL-2A装置晶闸管电源同步信号的特点,采用逐点巴特沃斯滤波器消除波形畸变,并通过实时频率计算和相位重建获得高质量同步信号。基于NI CompactRIO平台设计了晶闸管相控电源同步信号实时处理系统,实验结果表明该系统可有效解决同步信号畸变严重和频率宽范围快速变化的问题。

基于NI CompactRIO的广播电视监测台站电能监测系统

主要介绍基于NI CompactRIO(Reconfigurable I/O)可编程自动化控制器的广播电视监测台站电能监测系统的设计原理、软硬件构成、系统功能。该系统具有对广电监测台的电力系统实现远程监控,自动完成市电与发电机供电的切换,任意时刻记录电力系统数据以及对故障点自动定位等功能,避免人为操作的危险性,提高了故障处置的时效性,方便了维护人员进行故障排除。

基于NI-CompactRIO平台的水声信号参数估计技术实现

通过对水声信号进行参数估计可以获得信号的频率、制式和周期等参数信息,传统的水声信号参数估计的实现方法过程繁琐,工作量大,开发周期长且可靠性较低。采用美国国家仪器公司最新推出具有高实时性的嵌入式控制和采集平台NI-CompactRIO以及Labview图形化开发环境,在该平台上实现了谱线比值法测频、信号转发和匹配滤波三种参数估计算法,提高可靠性的同时也缩短了开发周期。

基于NI CompactRIO的煤矿压风机实时监控系统设计

设计了一种基于NI CompactRI的煤矿压风机自动实时监控系统,采用NI CompactRIO作为监控系统的核心,对压风机及各设备的运行过程进行实时检测、控制和管理;利用串口与监控中心的PC机相连,将相关参数信息保存到PC机数据库,为快速实现压风机的远程监控和管理提供了准确的依据。

基于CompactRIO的光纤布拉格光栅解调系统

波长解调技术是光纤布拉格光栅传感器实用化面临的关键技术,提出并实现了一种基于可调谐Fabry-Perot滤波器的FBG解调系统。该系统通过NICompactRIO平台控制D/A输出信号作为可调谐滤波器的扫描信号,同时对布拉格光栅的反射波峰进行采样与处理,通过标准具和参考光栅对Fabry-Perot滤波器进行标定。实验表明,该解调系统扫描带宽50nm,在50Hz扫描频率内,可以得到稳定测量信号。

基于传声器阵列的声源定位算法与误差分析

基于传声器阵列和互相关算法的时间延迟技术对声源进行定位,互相关算法对宽频带信号(扫频信号)定位比较准确,对窄带信号(风琴信号)定位不显著,分析了影响声源定位精度的因素,并改进声源定位系统。通过实验验证了影响风琴信号声源定位的因素,实现了风琴信号的声源定位,并在NI CompactRIO系统上开发了一个实时声源定位系统。

数字均衡技术在水声宽带系统中的应用

为了提高声纳探测目标的能力,往往采用复杂的发射信号体制,并且所覆盖的频带越来越宽。但是湿端的宽带换能器在所需工作频段内的收发电压响应并不是平滑均等的,这对信号处理产生较大的影响,需要对其进行补偿。研究了数字均衡器的特点,并将其引入到宽带接收系统中用于补偿匹配换能器。最后在NI-CompactRIO平台中实现了该功能,通过仿真试验验证了该方法是有效可行的。这对该技术在水声宽带系统中的应用提供了参考。

高温高能特种离子注入机靶室控制系统设计

提出了一种基于NI CompactRIO嵌入式实时控制器的高温高能离子注入机靶室控制系统;介绍了高温高能离子注入机的靶室控制系统主要功能、工作原理和系统组成。靶室控制系统采用NI CompactRIO实时测量与控制器作为靶室控制系统的主控制器,实现注入扫描运动控制、靶台加热控制和离子注入剂量及均匀性控制算法等。离子注入机的束流、剂量的采集和束的水平方向扫描控制通过基于单片机系统的剂量控制器来实现。其硬件构成和软件结构也作了详细的介绍。最后,通过实验验证了靶室控制系统的性能达到设计要求。