基于ARM的超声波液位计的设计

液位测量广泛应用于石油、化工、污水处理等领域,针对传统液位计测量时存在的弊端,设计了一种基于ARM的超声波液位测量系统。该系统以ARM为开发平台,硬件部分设计了超声波驱动电路、回波信号处理电路、滤波电路、A/D转换电路以及RS232通信电路。硬件设计时采用复位电路来保证系统的正常运行。软件设计时采用声速补偿、滤波等方法减少误差,提高系统稳定性。实验表明,该超声波液位计使用方便、精度高,可满足工业生产中对液位测量的要求,具有一定的工程价值。

基于ARM的液位自动控制实验系统

为提高嵌入式控制系统设计课程质量,研制一种水箱液位自动控制系统。系统由ARM7S3C44B0X、液位检测模块、直流水泵驱动模块、电源模块以及LCD显示模块等组成。首先采用电阻式液位检测模块获取液位高度脉冲频率信号,根据在单位时间内获取外部中断信号的次数确定液位高度,最后通过PID控制算法计算,经定时器产生PWM波信号控制直流水泵输出的流量。介绍了硬件电路和软件设计过程。研制的实验装置制作简单、成本低廉,并取得了良好的教学效果。

基于ARM Cortex-M3便携式智能超声波液位计

为了准确测量环境恶劣工业生产中的液位以保证生产效率,通过研究超声波测距工作原理,采用新型高性能、低功耗和低成本的ARM-Cortex M3内核微控制器,结合超声波技术、红外传输与DSl820温度补偿修正设计了一款便携式智能超声波液位计。其采用的先进微处理器以及无线传输的方式,简化了硬件电路,优化了软件编程。研究表明:该液位计设计提高了液位测量精度、实时性、灵活性与快速性。

ZB45硬盒包装机组烟支自动平整装置研制

为解决ZB45包装机烟支库上方位置因烟支输送过程中整体倾斜导致的烟支下落不畅,烟支断残、褶皱和变形等问题,文中结合设备的结构特点,加装创制的烟支自动平整装置,对烟支库上方输送的烟支进行平整,使烟支平齐,在输送过程中顺利下落。经过平整装置后的烟支,在继续向下输送过程中,可顺利下落到3组7-6-7排列的通道内,避免了因倾斜造成的烟支变形、下烟阻塞及卡烟等现象发生。烟支自动平整装置的应用,使烟支褶皱、变形和端部落丝等造成的烟支次品数量,由安装前的平均18.9支∕班减少至平均3.1支∕班,减少了15.8支∕班,减少率为83.6%;烟支库卡烟、阻塞等造成的设备停机次数由之前的31.0次∕班减少至6.1次∕班,减少了24.9次∕班,减少率为80.3%;机车效率由改造前的95.3%提升至96.0%,提升了0.7%,具有较高的行业推广价值。

针对ARM指令集的层次分类能耗测量方法

在分析ARM指令集的寻址方式、寄存器个数、指令周期数等特征的基础上,考虑三级流水线对指令集能耗特征的影响,提出一种层次分类能耗测量方法。实验结果验证了该方法的有效性,得出指令集能耗与电流值和指令周期数的乘积呈正比,减少指令周期数能降低指令集能耗,并且3种应用程序用例在仿真平台HMSim的测量值与W90P710实际目标板的能耗值相接近,绝对误差在10%以内。

基于MCS-51和ARM的通用嵌入式综合实验系统

MCS-51单片机在高等院校相应课程中具有重要的传统地位,而嵌入式系统采用32位ARM微控制器已经发展成为主流。设计实现了既能兼容MCS-51单片机又能兼容32位ARM微控制器的通用嵌入式综合实验系统,并提供了丰富的功能模块。基于这一综合实验系统,提出了在单片机原理及应用等嵌入式系统课程教学中,以MCS-51单片机内容为基础、ARM微控制器内容为提升的分层次教学模式,从而全方位提高学生嵌入式技术开发和应用能力。

基于ARM的一体式超声液位计的设计

介绍了基于ARM的一体式超声波液位计的设计。超声波液位计选用ARM7TDMI-S内核的LPC2119作处理器,加强了系统对超声波回波信号的处理能力。系统采用收发一体式电路设计,利用LPC2119芯片内部的CAN总线控制器设计了CAN总线通信接口。温度补偿选用一线式数字温度传感器DS18B20进行温度测量,软件使用查表法实现。系统软件的设计使用对超声波回波信号进行数字滤波、数值处理的方法计算回波信号的起始点,提高了液位测量的精度。

泸州地区深层页岩气水平井套变成因机理探讨

四川盆地南部泸州地区深层页岩气储量丰富,是继长宁、威远等中浅层页岩气之后重要的天然气资源接替领域。但在泸州地区深层页岩气开发过程中水平井套管变形(以下简称套变)频发,对水平井压裂施工产生明显影响,制约了该区深层页岩气的规模建产。业内普遍认为套管变形是地层中的断裂发生滑移并对水平井产生剪切和挤压作用引起的,但基于该理论的套变模型与诸多实测数据不相吻合。为了进一步明确套管变形机理,提高套变的防控效果,以泸203井区18口套管变形水平井为对象,基于多臂井径成像测井,逐个对比套变形态、套变层位以及平面断裂发育情况,建立了断裂滑移和层理面滑移2种地质模型,并分析了2种地质模型下的不同套管变形特征。研究结果表明:(1)断裂滑移诱发的套变具有以下规律,即平面上套变仅出现在水平井与断裂带的交会处;套管的变形长度理论上应在10 m以内;套管的变形程度应呈近似对称关系,中部变形强,向两侧逐渐减弱。(2)该区多数套变不在预测的断裂带内,且部分套变段变形长度与形态不符合断裂滑移的特征。(3)层理面滑移可诱发多个相似的套变,在该机制下套管变形长度等于井筒与滑移面相交的距离,且层理面滑移的垂向分布与地层的页理发育程度一致。(4)层理面滑移与断裂滑移具有相似的力学机理,通过三维莫尔圆可以分析钻井和压裂过程中诱发断裂/层理面滑移的关键参数变化。结论认为,除断裂滑移外,层理面滑移是诱发页岩气水平井套管变形的另一重要机理,该研究成果可为深层页岩气规模效益开发的套变防控提供理论指导。

一种液压调平式伸缩臂的刚强度分析

伸缩臂是工程机械上常用的一种工作装置,它通过伸缩缸和俯仰缸的伸出及缩回带动伸缩臂进行伸缩运动和俯仰运动,从而实现较大的作业半径和高度。该文以某型液控调平的伸缩臂为分析对象,运用Creo三维软件进行三维建模,并采取理论计算和有限元仿真相结合的方式,对伸缩臂在多种极限工况下的受力情况进行计算,求解应力、应变和位移情况。计算结果表明,所选用的结构材料可以满足伸缩臂的结构强度要求,同时结构的应变、位移较小,符合设计要求。分析结果为结构的设计提供了参考依据。

基于ARM+FPGA的三电平逆变器研究

介绍了三电平逆变器电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的原理.使用ARM(advanced RISC machine)控制芯片和FPGA(field programmable gate array)芯片搭建硬件平台,进行算法设计,产生所需的PWM波形,通过驱动电路驱动功率器件IGBT,实现三电平逆变器.最后给出实验结果,验证了该方法的可行性.

基于ARM的自计式水位采集器

为了满足对灌区水情信息实时测报的需求,研究开发了一种基于ARM的自计式水位采集器。该采集器以LPC2132为核心,采用高精度的超声波水位传感器和单片机智能系统实现对水位信息的测量和流量的计算,再将数据进行处理整合之后,以SPI模式通过SD卡接口电路存储数据。该设计集水位采集、流量计算、数据的处理存储于一体,实现了对水位信息的自动实时采集记录,且工作稳定可靠、功耗低,更适用于电池供电、长时间无人看守的荒野河道和偏远水库等场合。

三电平逆变器仿真及基于ARM的实现研究

三电平逆变器适合向高压大容量方向发展,在综合三电平逆变器技术的基础上,设计了基于电压空间矢量PWM调制的三电平逆变器。仿真研究正弦给定的逆变器输出情况,为硬件设计提供理论指导。使用ARM和FPGA搭建了硬件控制平台,系统调试获得良好的输出波形,验证了所设计系统的可行性。

基于ARM的石油压裂液位监测系统

针对石油勘探作业期间实时监控液罐液位的工程需求,设计了一套基于ARM的实时液位监控系统,该系统由超声波发射接收模块、无线通信模块、上位机终端3部分组成.利用超声波测距技术和433M无线组网技术,实现了液位测量和无线数据传输功能;利用ARM在待机模式下功耗最低的特性,设计不同工作模式,并配合以降低功耗为目的的硬件电路设计,实现了低功耗目标.实验结果表明:在低温、湿度较大的环境中,液位测量精度达到1cm,并能长时间连续工作,无线通信正常,并成功应用于工程实践中.

基于FPGA的可控ARM异常表设计实现

为了提高ARM处理器对异常的管理效率和异常的响应速度,在ARM中断向量表基础上,通过集成异常仲裁电路和可控制异常处理分支,提出了高效的可控ARM异常表及其实现方法。引入三级树状结构来表示可控ARM异常表和各类异常处理路径,通过改变异常处理分支实现异常表的可控制性。详细介绍了可控ARM异常表的实体定义、接口描述和实现算法。利用FPGA开发板对可控异ARM异常表进行功能仿真调试,验证了可控ARM异常表的正确性、可靠性和可控制性。

基于复用的多级资源库ARMS平台的应用

运用了构建ARMS(Asset Repository Management System)平台的重要基础设施——多级资源库,为企业级资源的积累、复用、锤炼提供了基本的工具保障。介绍了软件复用技术,提出了一种能快速进行软件开发的新型解决方案。详细分析了多级资源库的体系结构、ARMS系统平台的功能及相关技术,从资源开发、版本发布、反馈处理等方面研究了ARMS系统平台的应用。实践表明,多级资源库ARMS平台的研究与开发,有效地解决了软件资产的复用和安全管理问题,提高软件复用率,加快软件开发速度。给出了实践项目中ARMS平台软件开发的流程图。

基于ADAMS的调平机构优化

在臂架式高空作业平台的升降过程中,对工程平台进行调平是非常重要的内容。通过对调平机构的优化,可以更好地确保工作平台的水平姿态。该文对一种高空作业平台调平机构进行了优化设计,采用ADAMS对调平机构的铰点进行了设计研究,使臂架在变幅过程中上下调平油缸保持同步,工作平台水平度达到设计要求,成功实现了机构的优化设计。

城市轨道交通双向牵引供电系统研究

文中对城市轨道交通双向牵引供电系统进行深入研究,针对双向变流装置与二极管整流机组并联运行时功率分配问题,双向变流装置绕组间环流问题及输出电能质量问题,重点研究基于三电平拓扑结构下桥臂并联的主回路拓扑,提出基于电流PR的控制策略,算法实现相对简单,最后在厂内搭建基于10 kV能量内循环的整机试验平台,验证了该算法的有效性。

基于桥臂电抗器耦合的MMC-HVDC系统故障过流抑制方法

直流侧双极性短路故障作为模块化多电平换流器高压直流输电系统最严重的故障之一,会导致换流器桥臂发生严重的过流,威胁系统的安全。为了抑制该过流,文中提出了一种利用桥臂电抗器耦合抑制故障过电流的方法,将模块化多电平变流器同一相中上臂和下臂的电抗器耦合在一起来抑制短路电流。通过仿真从三个方面客观的评价了该仰制方法。结果表明,该方法可以有效降低损耗,双极故障时有效抑制故障电流的增加,为保护赢得时间。

一种基于可观测度分析的SINS/GPS空中对准新方法

针对遥感飞机长时间直线飞行作业时,由于SINS/GPS组合导航系统可观测度低导致系统精度下降的问题,提出了一种基于可观测度分析与杆臂误差补偿的空中机动对准新方法。该方法将归一化处理后的系统状态可观测度作为反馈因子,在空中对准过程中根据反馈因子对SINS系统进行自适应反馈校正,同时补偿了影响GPS观测量精度的杆臂效应误差。半物理仿真结果表明,该方法与传统方法相比,有效地提高了空中机动对准的精度。

舰船捷联惯导传递对准仿真验证系统设计

为解决船用捷联惯导系统传递对准仿真中载体机动方式与实际差别较大的问题,提出了基于舰船空间运动的传递对准精度考核的仿真验证系统,提高载体机动方式仿真逼真度。仿真验证系统通过舰船空间运动建模,提供接近真实运动环境的空间运动参数;通过设计空间变换算法,实现了空间运动参数与主惯导惯性器件模拟输入的转化;通过杆臂及挠曲变形计算,实现了子惯导惯性器件模拟输入的转化;文中给出了各模块的算法及解算流程。"速度+姿态"传递对准算法仿真验证结果为10 s内水平失准角精度优于0.02;方位失准角精度优于0.05。仿真验证试验结果表明了该方案的可行性和实用性,该方案为其他领域的传递对准方案分析及验证提供了有效的参考依据。