Improvement of Boxcar Integrator and Its Application to Low Resistance Measurement of Inductive Load Coil

A boxcar integrator is described which is suitable for the low-repetition-rate signal processing. This boxcar integrator, named fixed-interval mode boxcar integrator, is able to reject harmonics other than the first harmonic component. It can also decrease the effective time constant In many situations, the antialiasing filter with narrow bandwidth will cause distortion of the input signal. The fixed-interval mode boxcar integrator with suitable gate width can achieve relative high performance without signal distortion because the bandwidth of its antialiasing filter can be wider than that in the fixed-Point boxcar integrator. ms boxcar integrator is used as majn part of signalprocessing circult in the low resisance measurement of inductive load coil. The results of experiments show that the fixed-interval boxcar integrator is suitable for low-repetition-rate use.

基于STM32的智能航行系统设计

为解决航行器智能确定航向并航行的问题,本文采取模块化的思想设计了一款基于STM32的红外导引的智能航行控制系统。该智能航行系统利用红外接收模块进行红外导引信号的接收,采取线性加权法进行航向与导引信号之间的偏离角确定,利用比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制算法对控制舵机转角的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)信号的占空比进行确定,从而对螺旋桨的转速与舵桨的转角进行可靠控制。根据水池测试结果,该智能航行控制系统能够对红外接收信号进行快速处理,在保持较高航速的条件下进行可靠的航行控制。

基于通感一体化技术的远距离感知与高精度测角系统开发

该文基于通感一体化技术,致力于开发一套远距离感知与高精度测角系统。通过深入研究通感一体化技术,以及感知信号处理算法包括距离估计、CFAR检测和角度估计等关键技术,实现对目标的准确感知和测角。系统的设计与硬件实现考虑感知系统架构、硬件配置与选型等方面,旨在提供高效、可靠的系统性能。实验结果表明,该系统在远距离感知和测角方面取得显著成果,为相关领域的研究和应用提供有力支持。

速率积分半球谐振陀螺双通道同步测控系统

半球谐振子驻波精准矢量检测与激励是实现速率积分半球谐振陀螺的关键。文中提出了一种基于正交方位振动信号同步检测激励的速率积分半球谐振陀螺双通道同步测控方案,并通过实物实验对该方案的有效性进行了验证。首先,优化了谐振子驻波解调方案;其次,设计了适用于双通道同步测控模式的速率积分半球谐振陀螺多回路控制方法,实现了驻波的频率跟踪和幅度、正交控制,并加入角位置预测方案,保证了检测、驱动的同步性;然后,针对FPGA浮点数运算能力弱及参数调试和算法优化困难等问题,设计并实现了基于“FPGA+DSP”的双数字核心架构半球谐振陀螺控制电路。该电路在保证测控系统时序特性的同时,提高了系统的运算精度和编译效率;最后,利用实物实验对所设计的半球谐振陀螺多回路控制方法进行了验证。实验结果表明,文中设计的双通道同步测控系统有效实现了半球谐振陀螺速率积分控制模式,陀螺角速率输出噪声标准差达到0.001°/s以下,标度因数非线性度达到1.298×10-5量级。

光谱扫描用音圈电机伺服驱动系统设计

星载高精度太阳辐射照度光谱仪是观测研究太阳辐照度的重要仪器之一,其波长扫描机构的精度很大程度上决定了光谱测量结果的准确性。为驱动光栅达到要求的定位精度,本文设计了以音圈电机为核心的伺服驱动系统。根据系统所需功能,设计了数字信号处理(DSP)加现场可编程门阵列(FPGA)的驱动控制器结构方案,并进行了功能划分,随后依据所需功能设计了硬件电路和软件程序。其中硬件电路主要包括电机驱动电路、高精度电流采集电路、位置反馈采集电路。软件程序包括DSP和FPGA两部分,DSP主要包括系统初始化、外部存储接口(EMIF)通讯、三环比例-积分-微分(PID)计算,FPGA主要用于配合DSP的三环PID算法,其功能主要包括电机驱动程序、模拟/数字(A/D)采样控制、编码器采样、与DSP数据交换。最后通过仿真验证、实验测试和实际应用,验证了驱动系统的有效性,实现了对音圈电机的三环PID控制,实际电机定位精度可以满足驱动光栅的设计需求。

轻型无人机无源定位系统的信号处理板设计

无人机无源定位系统可借助广播电视信号实现对目标的双基无源定位,其中信号处理板的性能直接决定着定位精度。为适应轻型无人机平台,保证定位测量精度,本文设计了一款小型化的信号处理板。首先,对信号处理板的传统架构进行精简优化,采用FPGA+AD9467为信号处理的总体架构。为解决小型化设计带来的信号完整性问题,在设计全过程依托Cadence及HFFS仿真软件对信号完整性进行仿真分析,从反射、串扰、电磁屏蔽等方面入手,保障处理板的信号完整性。为提高处理板信号解析能力,在传统FFT频谱测量的基础上,设计了基于Blackman窗函数的四谱线差值算法。并用该算法对处理板接收信号的频谱特性进行测试,降低了频谱泄露和栅栏效应引起的测量误差,提高了测量精度。对信号处理板关键性能测试,其在29.5 kHz带宽内的SNR优于90 dB,SFDR优于75 dB。测试结果表明:所设计小型化信号处理板的信号处理能力表现优异,满足轻型无人机无源定位的应用场景。

一种基于TMS570的机载综合处理模块的设计

通用飞机航电系统日益增多的外部信号对产品电路设计提出更高要求,采用TMS570微控制器以及相关电路,设计了一种针对信号采集、信号处理以及驱动控制的综合处理模块,模块基于多通道离散量采集芯片完成采集功能,采用高驱动能力的电机驱动芯片对PWM信号进行输出控制。对设计需求、架构设计以及详细电路设计过程进行详细描述。经过测试验证,该模块能够实现离散量采集与多路驱动信号输出与控制功能,能够作为一种应用于航电系统综合处理模块的有效解决方案。

铁路供电SCADA系统联调联试措施优化

铁路新线开通时,需要高效有序地组织供电SCADA系统开展调试工作,科学合理地运用调试方法,完成各项功能的完整调试与功能验证,以保障正式运营后实时监控供电系统运行、指挥故障处理。通过研究湖杭高铁、甬金铁路等线路的联调联试工作,分析SCADA系统既有调试原则,研判制约调试进度的因素。结合杭温高铁调试工作,通过调查线路施工情况,针对地形复杂、既有线多等特性,从时间、空间着手分析调试现状、制约因素,严格控制前期准备、后期联调联试工作,确保了全过程控制;针对调试特性,提出现场调试验收特定模式,对调试项目精细化分类,实施模块化分类调试,提高了调试效率。

齿轮高效精密磨削加工及表面完整性控制技术研究进展

随着机械工业的不断发展,对齿轮的精度、效率和寿命要求越来越高,因此需要研究和开发高效精密的齿轮磨削加工技术。在此基础上,对齿轮磨削加工以及当下常用的精密磨削加工技术进行了研究,重点分析了硬齿轮加工技术、强力珩齿技术和齿轮多能场复合制造技术的应用,并进一步探讨了如何在齿轮磨削加工中做好齿轮表面的完整性控制,提出了相关建议和措施,以供参考。

基于数字化变电站的集中式保护

新型的PCS集中式保护采用嵌入式的硬件设计和分布式的软件设计。每个间隔的保护测控集成到一个DSP板卡中,并可灵活扩展,已经成功应用于220 kV变电站。变电站220 kV配置2台集中式线路保护装置完成所有线路和母联的保护测控功能,配置1台集中式元件保护装置完成母线、主变保护测控功能。66 kV配置4台集中式低压保护完成所有66 kV出线、电抗器、电容器保护。变电站在过程层采用IEC61850-9-2/GOOSE的冗余双网方案,间隔层采用点对点同步技术。

可变积分时间常数的长时间积分器

采用可变积分时间常数和扣除积分漂移斜率相结合的方法,设计了一种新型长时间积分器。通过切换积分器积分电阻来改变积分时间常数,提高积分器的信噪比,防止积分输出饱和;利用DSP计算一段时间内积分器的积分漂移斜率,并利用该斜率对原始积分信号进行实时扣除,以达到减小积分漂移的目的。测试结果表明,该方案是一种有效消除积分漂移的长时间积分方法,并能消除改变积分时间常数后对积分漂移带来的不良影响,通过远程控制能方便地根据实验需要改变积分时间常数,且不再需要人工手动调节积分漂移,极大地提高了实验效率,适合于托卡马克装置放电实验中的电磁测量。

VXI和PXI的取舍

VXI和PXI作为模块化仪器标准的两种总线技术在许多领域得到了广泛应用。本文结合一个阵列信号处理系统应用实例 ,在比较两者特点的基础上 ,对在实际应用中如何选择合适的测控总线进行了分析探讨。

一种发电机微机励磁实验装置的研制

无论在稳态运行还是暂态过程中,发电机的运行状态与励磁系统紧密相关。为此,研制一种教学用新型发电机微机励磁实验装置,采用TI公司高性能定点DSP(Digital Signal Processing)芯片TMS320F2812为处理器的双CPU构架。其控制核心测控CPU主要负责对发电机定子电压、电流进行交流同步采样、电参数计算、PID控制输出、开关量检测、限制判断、通信处理等功能;人机交互CPU则完成键盘处理、LCD显示、通信任务。该实验装置能够进行一系列的励磁实验,具有完备的实验培训功能;同时具有占地小、投资少、结构可靠、直观高效、应用广的特点。

处理解释一体化技术在准噶尔盆地南缘齐古背斜的应用

准噶尔盆地南缘前陆冲断带勘探潜力巨大,但特殊地震地质条件造成地震资料品质普遍较低,影响了构造圈闭识别的准确性,对南缘油气发现影响巨大。采用GeoEast系统高保真去噪技术、DIVA井控建模技术、复杂构造建模技术等处理解释一体化技术序列,大幅度改善了齐古背斜地震资料成像品质,提高了高陡构造成像精度,深度域成像与井深相对误差控制在2.5%以内。GeoEast处理解释一体化系统特色技术为地质研究提供了可靠的基础资料,有力支撑了该地区井位部署与论证。

基于DSP的数字PID控制在开关电源中的应用

模拟PID控制的开关电源系统存在电路复杂,调整困难,可靠性不高等问题。本文借助于DSP芯片强大的运算功能,将模拟PID控制进行数字化改进。采用积分分离、设置偏差死区、数字滤波等方式,提出了一套适用于开关电源系统的数字PID控制方案。试验表明,该控制技术使开关电源实现对电源的有效控制,具有良好的动态性能和稳态性能,大大提高了设备的可靠性和对用户的适应性。

空间光通信ATP系统中的跟瞄技术

在空间光通信中,为实现准确捕获和高精度跟踪,ATP系统采用复合轴控制技术。复合轴控制系统的主轴控制,即粗跟踪控制, 其系统由速度环路和位置环路组成, 控制过程由TMS320VC5416 高性能DSP芯片来完成。仿真和实验结果表明,主轴控制系统的跟踪精度在1 以内,满足ATP系统对精度的要求。

RDSS/Doppler/GPS/SINS组合导航系统研究

针对双星定位系统(RDSS)存在的定位位置滞后的先天缺陷,根据组合导航定位系统输出速度误差小的特点,给出了一套消除RDSS位置滞后的方案,并对RDSS/SINS组合系统进行了建模。依据联邦滤波器理论,考虑到GPS的实际情况,提出了RDSS/Doppler/GPS/SINS多传感器组合导航系统的设想。仿真结果表明,该组合导航系统具有准确度高、自主性强的特点。

2.5Gbit/s0.35μmCMOS激光驱动器

设计了一种具有自动功率控制功能的激光驱动器电路 .为了获得良好的性能 ,该驱动器采用级联差分放大器和源极跟随器分别进行信号放大和级间阻抗匹配 .该电路的实现采用了 0 .35 μm标准CMOS工艺 .对该电路进行了测试 ,测试结果表明 ,在 2 .5和 5Gbit/s速率下 ,电路输出信号眼图清晰 .在 5V电源电压、2 .5Gbit/s数据速率下 ,该驱动器可提供 0～ 68mA范围内的调制电流 ,满足长距离光纤通信系统的要求 .电路典型功耗 480mW ,芯片面积为 0 .5 7mm2 .

基于虚拟仪器技术的多功能振动测试仪

利用最新的虚拟仪器开发平台 ,开发研制了新型的多功能振动测试仪。该仪表将振动软测量技术与虚拟仪器技术相结合 ,集合了多种信号处理算法 ,解决了实验中设备振动参数的测量问题。该仪表信号测量精度高 ,工作稳定 ,环境适应性好 ,并具有良好的功能扩展能力 。

新型迈克尔逊干涉条纹测控装置研制

为减小背景光的影响,传统的迈克尔逊干涉试验需要在黑暗中进行,不便读取毫米刻度尺、粗调鼓轮读数窗口和微调鼓轮读数窗口的读数。而人工计数需要长时间盯着观测屏计数,容易因眼睛疲劳、视野模糊而导致计数误差。为此,设计了一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置。该装置以上位机为核心,结合单片机、步进电机驱动器和步进电机控制迈克尔逊干涉仪读数鼓轮转动,实现了可动反射镜的移动;利用采集卡、硅光电池、电压信号放大器等测量干涉条纹圆心处的亮度;通过调整采集周期,消除步进电机抖动对试验测量的影响;利用条纹圆心处的光强变化与可动反射镜移动距离之间的关系,计算激光波长。试验结果表明,新型迈克尔逊干涉条纹测控装置可以代替人眼进行读数和计数,在解决试验人员条纹计数困难的同时,消除了条纹计数误差的影响、提高了测量的效率和准确性。该装置可用于测量光波波长、微小位移、薄膜厚度、介质折射率和线胀系数,以及研究温度和压力对光传播的影响。