无线传感器-执行器网络研究动态及发展

介绍了无线传感器-执行器网络的一些基本概念、常见结构及组成,总结了其特点。列举了无线传感器-执行器网络目前应用领域的几个实例及将来可能的应用领域。探索并总结了目前针对无线传感器-执行器网络研究的热点问题并指出研究此种网络所面临的挑战。

基于脑-机接口技术的柔性体夹持机械手末端执行器系统设计

为使残障人士便捷抓取柔性体,设计了一种基于脑-机接口技术的柔性体夹持机械手末端执行器。整个系统由脑电模块、蓝牙模块、控制模块和末端执行器组成。使用脑电波传感器采集信号并进行分析,分析后的数据通过蓝牙发送到核心控制板处理,转化为动作指令控制末端执行器进行夹持。末端执行器由气缸驱动工作,夹持部分采用弹性夹持套,夹持套内部填充液性塑料,通过液性塑料的膨胀与收缩实现夹持工作。该装置通过意念实现柔性体的夹取,结构新颖,夹持效果稳定。

小量程大行程压杆检测系统及在脑-机接口的应用

为准确采集大鼠前肢运动压力值,以便于分析大鼠大脑初级运动皮层神经元信号与其相关运动感知的关系,通过理论计算,采用金属箔式全桥差动电桥测量原理和杠杆原理,设计了大鼠用微小量程、较大行程测力传感器,采用高精度外设部件互连标准(PCI)信号采集与控制输出模块,设计了大鼠实验压杆检测系统,能很好的实现大鼠前肢动作奖赏控制.实验结果表明:与现有的测力传感器相比,克服了其在测量精度、量程等方面的局限性;压杆检测系统能够实时在线记录大鼠前肢运动压力值及显示相关参数,且系统采集数据准确度和精度较高,该检测系统使得小型动物运动感知研究的脑-机接口信号检测能力显著提高.

高速线阵CCD图象传感器与IBMPC系列机的A/D接口

线阵CCD是一种光电变换器,它能把一列空间分布的光学图象变换成按时间顺序分布的视频信号。工作光谱宽,感光灵敏度高,动态范围广,象元几何位置精确,易与微计算机接口,适于精密光学图象采集与几何尺寸测量。

基于传感器技术的实时脑—机接口设计

设计了一种基于传感器技术的脑—机接口(BCI)系统,实现了实时控制光标移动,系统包括传感器部分和信号处理部分。系统通过采集操作者头部O1,O2导联处的脑电信号,提取其α波,利用Fisher判别分析方法判断受试者闭眼时长输出不同控制命令,快速可靠地控制光标进行二维移动。实验表明:未经先期训练的操作者均能通过本系统快速地完成光标控制任务,且具有很高的识别正确率。该系统采用异步工作模式,输出控制命令仅需3.6～5.4 s,具有较好的实用性。

微型加速计全差分Σ-Δ接口IC

主要描述一种加速度感应系统全差分Σ-ΔCMOS接口IC。电容传感器接口由一个前端可配置开关电容(SC)电荷放大器和一个末端,一阶SCΣ-Δ调制器组成。本设计采用开关双采样技术(CDS)来消减低频噪声,能有效地隔离高性能Σ-Δ调制器和MEMS传感器。采用0.35μm CMOS技术,在3.3 V电源环境下能够理想工作。仿真结果显示该设计能达到0.55 V/g的精度。

电容类传感器的开关—电容接口

适用于电容类传感器以双斜式A/D转换为基础的SC(开关—电容)接口发展很快,它一般由SC积分器、比较器和数字控制电路组成。在这种接口电路中,首先由积分器对传感器的电容值进行采样,此时,电容值变为了与其成正比的电荷量,然后抽取经过量化的参考电荷,直到积分器的输出电压为零时停止。该接口可自动调整量程并具有较宽的动态范围。我们使用分离元件组成了这个接口,并通过实验证明了该接口的可行性。它所测量电容值的量程比是1:40,精度高于1％。

DP/AS-I网关的开发及其在电控系统中的应用

针对某些场合会出现在一个现场总线系统中需要实现跨不同总线的信息传递与共享的情况,介绍了实现两种不同总线之间的连接的DP/AS-Ⅰ网关的开发,具体阐述了基于Profibus从站和AS-Ⅰ主站的软、硬件设计及DP/AS-Ⅰ网关在电控系统中的应用。

基于IFMAS-Interface总线系统在数控大型轧辊磨床上的应用

着重介绍了IFMAS-Interface总线系统在MK84250/H大型数控轧辊磨床上的硬件和软件的组态方法,通过PLC硬件组态设置,将IFM AC1335网关挂到西门子Profibus-DP总线上建立通讯,从而保证了IFM总线系统能够正常运行。IFMAS-Interface总线系统的出现和发展,有效地促进网络集成自动化系统和工业控制系统,现场总线技术融合技术构建的全集成自动化系统及信息网络技术,可以有效地减少机床布线、节约成本、降低机床故障率、提高生产效率,具有推广前景。

As-i现场总线在卸垛机控制系统中的应用

卸垛机是个动作比较复杂的机器,机器上的检测和控制元件非常多,传统的办法是把这些控制器件通过电缆直接接入电柜或者通过分线盒的方式集中接入电柜。这样的方式,使得电柜的安装与接线的工作量特别大,同时出错的机率也会很高,使得机器调试时间比较长,也不利于设备的维护和检修,当机器出现故障的时候,用户面对如此之多的电缆,尽管有明确的标志,但找到故障位置还是比较困难。基于这种状况,选择PROFIBUS-DP+As-i现场总线相结合的控制方案,有效的解决了上述问题。本文简要介绍了执行器-传感器接口(Actuator-Sensor Interface,As-i)现场总线系统的构成、通讯原理及网络结构,并详细阐述了这套总线系统在卸垛机控制中的应用,以及与传统控制方法比较的优势。

微阵列式表面肌电采集系统的设计

表面肌电信号是用于人-机交互接口的重要信号源。然而现有的表面肌电信号采集系统面临着高密度和便携性、高信号质量与低制造成本之间的矛盾,高通量采集系统主要为桌面式分析仪器,难以满足实际交互应用的需求。本文通过优化设计,完成了微阵列式表面肌电信号采集系统。将4个采集通道和相应的信号调理电路集成在单颗传感器上,提高了系统的空间分辨率。整个系统可同时采集4枚传感器共计16通道的12位精度表面肌电信号,采样率可达5 kHz。相较于商业系统,其成本更低,体积更加小巧便携。

风力发电系统故障建模与仿真

随着风力发电机安装量在全球范围内的急剧增加,对风力发电系统运行稳定性的要求也随之提高,对风力发电系统进行故障检测和容错控制也变得尤为重要。以2 MW风力发电系统为背景,首先建立风力发电系统动态模型;为更准确地模拟故障的影响,对系统进行比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)变桨距控制,在此基础上对风力发电系统的传感器故障和执行器故障进行模拟。结果显示,系统能较好地模拟各种故障,为下一步的故障诊断和容错控制打下了基础。

面向装备体系作战效能评估的SEM建模与评估方法

针对装备体系作战效能评估分析需求,构建了基于SCA(Sensor-Controller-Actuator)的装备体系作战能力评估指标体系,研究了基于SEM(Structural Equation Modeling)的装备体系作战效能评估方法,并以某防空反导装备体系作战效能评估为例,验证了方法的合理性和有效性。该研究可为装备体系发展论证及作战效能评估提供参考。

基于SCAS的防空反导装备体系作战能力指标设计

指标设计是进行武器装备体系发展论证和作战效能与作战能力评估分析的基础。着眼体系作战效能与作战能力评估分析需求,基于传感器(Sensor)、控制器(Controller)、执行器(Actuator)、支持器(Supporter)的柔性建模方法,对防空反导装备体系作战能力指标进行了设计,构建了其侦察预警能力、指挥控制能力、拦截打击能力、综合保障能力评估指标体系,并利用结构方程模型(SEM)对指标之间的影响作用关系进行了分析,可为防空反导装备体系建设与运用提供重要借鉴。

面向仓储系统的自动化WSAN“感知一控制”模型研究

建立正确的“感知一控制”模型是实现基于RFID和WSAN的物流仓储系统的关键。研究执行器节点自主移动环境下的多维事件协作检测和跟踪算法；研究基于合同网协议和多竞价拍卖算法的多执行器节点实时任务分配方法，并利用WSAN动态拓扑度相关性和网络同步能力的关系研究执行器的牵制控制策略；同时，基于神经网络模型和竞合博弈模型设计执行器节点的移动控制策略和编队控制策略。模型的有效性可利用扩展的UML建模方法和XMSF集成框架来评估。

小提琴指法测试方法研究

介绍了用于小提琴指法测试的位置-压力传感器的原理、特征及测试装置,提出了手指位置及压力的测试方法及指法测试程序。

运动神经弥补技术的进展

本文介绍了目前在侵入式脑-机接口中发展迅速的运动神经弥补技术,并着重介绍了运动神经弥补技术在神经科学、传感器技术、传感器外围电路和算法等几个方面重要的进展。虽然这种技术目前仍然处于初级阶段,还有许多方面需要发展,但是运动神经弥补技术为瘫痪病人提供一种新的有效的替代输出的意义是深刻的。

寒冷冬季 ADC争奇斗艳

ADC(模-数转换器)是模拟系统与数字系统接口的关键部件。当前ADC的发展趋势是:缩小制造工艺线宽,改变集成单元的分隔原则(deintegation),越来越注重传感器设计,以相同封装尺寸和功耗增加通道数目等。目前市场上ADC的类型主要包括:SAR(逐次逼近)型、△-Σ(增量累加)型、管线型。不同类型的ADC产品适合于不同的应用领域和设计需要。ADI,TI,Linear三大厂商在2006年底纷纷推出具有不同技术特点和长处的ADC产品,使ADC在这寒冷的冬季里争奇斗艳,好一派繁荣景象。那么,哪款产品适合您自己产品的设计要求呢?