基于PID串级控制算法的物联网啤酒发酵检测系统

进行一种啤酒发酵检测与控制装置的研制,装置系统分为数据采集端,STM32智能网关,物联网云平台三部分。数据采集端一方面通过PT100传感器和HX711芯片构成的放大和A/D转换电路完成温度采集,将数据通过类似I2C的通信方式传给STM32 ARM核心电路,然后由PID串级算法实现温度控制。另一方面通过复合电极和LM358电路实现信号检测与放大功能,采样pH差分电压信号,送入STM32 ARM完成A/D转换。STM32 ARM网关一方面通过LCD液晶屏显示测量数据,另一方面与4G LM61模块以PCIE接口相连,将数据以MQTT协议的方式上传中国移动OneNET云平台,并通过时间调度算法管理多个任务的执行,系统符合工业4.0的发展趋势。     

基于LabVIEW的超声扫查仪数据采集系统设计

根据材料超声扫查检测需要,开展了超声扫查仪部分硬件设计及基于LabVIEW开发环境的上位机软件的数据采集部分设计工作。通过探头、数据采集卡、触发电路以及声波接收装置共同组成超声信号采集的硬件主要部分,利用上位机软件对超声信号进行采集再送入基于PC机的上位机中,并在PC机中运用虚拟仪器以及计算机的强大功能,进行信号分析、数据处理以及图形化显示等,实现数据信号的处理。最后,通过该系统进行某试块超声实验的信号采集,用软件进行信号的分析与处理,以验证该系统运行的可行性。研究结果证明:该系统性能运行良好,成本低和可靠性高。     

"北斗"陆基增强系统岸台同步技术研究

导航信号同步技术是无线电导航系统的关键技术.本文介绍了"北斗"陆基增强系统的技术方案,对该系统导航信号同步技术进行了分析.利用"北斗"单向授时技术实现导航台时钟同步;采用CPLD器件设计同步脉冲提取电路及同步调整电路;利用直接频率合成技术产生高精度、高稳定度的扩频伪码时钟.实测数据分析表明,通过"北斗"授时可以保证陆基增强系统的导航台链具有较高的时钟同步精度.     

基于有效值检测的航空变频交流发电机调压技术

针对航空变频交流发电机电压调节器开展研究,分析对比了多种电压反馈检测方法及其特点,设计了基于AD536A芯片的电压有效值检测电路,分析了电路的工作原理.这种电路的缺点是电路输出响应速度越快则输出电压纹波越大.为解决这一问题,设计了减法电路构成的滤波电路,既能进行有效滤波,又不会引起电路的延时.为解决滤波电路输出电压毛刺问题,采用了以二极管电路构成的去毛刺电路.利用Matlab软件工具对检测电路的输入/输出进行拟合,得出了有效值检测电路的传递函数,为整个发电系统的闭环仿真模型的构建打下了基础.闭环实验表明,采用了有效值检测电路,在变频、发电机电压畸变情况下的发电系统输出稳态和动态性能得到了改善.     

基于FPGA的现场数据采集无线传感器设计

针对大型试验现场数据采集具体应用,采用FPGA器件Cyclone芯片作为核心处理器件,利用Cyclone控制A/D转换芯片AD1674执行采样控制,在QuartusⅡ平台下执行软件编程实现正确的A/D转换的工作时序控制流程,并在FPGA片内实现对AD采样后的数据实现串行结构FIR滤波处理。又设计了FPGA对nRF2401的逻辑接口,以通过射频链路向外传输数据。     

微机电系统磁场传感器信号处理电路研究

介绍了一种微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)磁场传感器微弱信号处理电路的设计,该处理电路是MEMS磁场传感器的重要组成部分,该电路由放大电路和滤波电路构成。对设计的处理电路进行模拟分析和实验测试,处理电路性能良好。外接MEMS磁场传感器后对传感器性能进行测试,传感器的电流-电压特性以及磁场-电压特性符合最初的设计要求,灵敏度可以达到14mV/mT。实验表明该电路对输出信号进行了放大,并有效地抑制了噪声,且有良好的灵敏度。     

实验数据采集和处理的系统软件BASIC-SS扩充系统

BASIC-SS扩充系统(或BASIC-SS语言)是以DJS-131计算机为核心,用于试验数据的采集和处理的完全自动化的高级语言系统。 该系统除了保持DJS-131机的BASIC全部功能外,还扩充加入了与数据处理有关的十一个语句,包括有对各种参数(压力值、模似量、频率值等)的采集赋值语句、采集原始信息打印浯句、流量调试语句、采集同步语句、调用语句。 这个系统能够在采集实验现场信息的同时,还能够进行分析处理,计算机只需执行一次BASIC-SS源程序就能得到采集、转换、分析处理的全部结果,实现了实验的采集和处理的完全自动化。因而,使用该系统能提高计算机的工作效率,缩短科学实验的研制周期。 该系统使用方便、功能灵活、并具有通用性和扩充性,能适应实验发展的需要。同时它的设计思想和制作技术对于其它的应用也是有益的。     

基于FPGA的火箭发动机多路时序点火系统设计

传统固体火箭发动机测控电路采用固态继电器或PLC控制,响应时间长、时间控制精度低,同步性不高,针对某固体火箭发动机多路时序点火测控信号同步性要求,以FPGA为核心架构,计算机、硬件调理电路等部分组成通用火箭发动机测试平台,设计点火时序控制系统,对点火、采集系统同步触发、设备启动等多路信号进行时序控制。FPGA设计部分主要有3个模块组成:计数器模块,NIOSII模块,计数比较输出模块。计数器模块控制时间延时,NIOSII模块控制通信部分,计数比较模块控制信号输出。系统使用50 M的有源晶振,设计中FPGA内部的逻辑线路延时为ns级别,基本能满足μs级的延时要求。经测试结果表明多路同步时序精度达到ns级,实验使用Modelsim与Quartus II进行联合仿真,仿真的结果与实际测量的结果相吻合,点火同步信号误差为5.8 ns,满足发动机点火复杂时序控制要求,满足了多级多参量发动机点火时序要求,并得到成功应用。     

基于虚拟仪器技术的发动机网络化试车测试系统设计

介绍虚拟仪器技术在发动机试车过程中的具体应用,以LabVIEW软件为平台实现信号的采集、分析、处理和显示。该系统通过网络实现数据共享,各个上位机根据自己的需要获取不同的数据,然后通过软件处理,实现对发动机试车过程的实时监控。     

调制信号双谱在滚动轴承故障诊断中的应用研究

如何从噪声中提取有效的故障特征频率,如何有效地解调振动信号中固有的调制分量,这种问题的存在影响诊断的精确性。为了解决这一问题,应用调制信号双谱(Modulated signal bispectrum, MSB)的信号处理方法,开发了基于信号解调特性的MSB来进行解调和降噪。首先将采集到的振动信号,使用MSB方法进行降噪和解调,得到调制信号双谱图;为准确地量化边带幅度,使用调制信号双谱-边带估计器(Modulation signal bispectrum-sideband estimator, MSB-SE)进行处理;通过选择几个次优的切片构成最佳的切片;最终,通过复合切片谱实现故障特征频率的提取,为进一步验证MSB的准确性,并用调制信号双谱相干性检测。通过对模拟信号及滚动轴承故障实验数据进行分析,验证了该方法的有效性和优越性。     

GARMIN G1000系统维修平台设计

在分析GARMIN G1000系统结构及其内部总线规范的基础上,设计出一套集测试、诊断、维修于一体的GARMIN G1000系统维修平台,包括系统硬件设计、软件设计等。硬件设计主要包括信号模拟机、系统选择面板、信号转换模块和主控计算机等设备的设计。软件设计包括功能软件、测试软件、公用软件及数据库和帮助文档的设计与实现。实践证明该平台具有强大的故障诊断功能和良好的可扩展性,可用于G1000系统的部件测试维修工作。     

基于PLC和触摸屏的智能包衣机实时控制系统设计

本文详细地介绍了智能包衣机实时控制系统设计的方法，包含软件设计和硬件电气线路的设计。实现了“所见即所得”的组态画面控制。该系统具有节能效果好、可靠性高，实现了全自动化控制等优点。     

电阻点焊质量控制系统的研究

分析了利用动态电极压力监控点焊质量的原理，利用压电石英力传感器、负荷放大器及其外围电路，建立了动态电极压点焊质量控制系统。介绍了控制系统硬件结构和控制软件设计。实验结果表明，采用该控制系统能够有效地控制焊点质量。     

电火花成型机数控系统的研究

通过研究开放式数控系统的体系结构，结合开放式的运动控制器，开发了基于PC的四轴联动电火花数控系统，本研究通过采用神经模糊控制智能技术，并结合数据库，依据放电间隙状况对电火花成型加工过程进行实时控制，保证加工过程处于优化状态，文中还详细研究了高精度双闭环控制以实现工件的高精度加工。     

汽车交流发电机性能自动化测试系统的开发与设计

针对汽车交流发电机特性,研发了汽车交流发电机性能自动化测试系统.介绍了测试系统的硬件控制电路部分及软件的组成,阐述了测试系统的工作原理、设计方法、数据处理技术、控制策略.现场调试和生产线上的稳定运行表明研发的测试系统设计合理,控制精度高,工作节拍短,抗干扰能力强.     

新型双凸极发电机数字控制原理与实现

电励磁双凸极电机是一种新型交流无刷电机,它具有结构简单、可靠性高、维修方便等优点,用作发电机具有调压控制简单、可故障灭磁等优点。文中首先介绍了电励磁双凸极发电机系统的控制原理,并分析了发电系统的控制规律。为优化控制P I参数,提高系统的动稳态性能,通过M atlab仿真获得根据输出电压与给定电压的偏差的变P I参数组合,并经试验优化该P I参数组合。然后,通过硬件构成与软件设计两方面介绍了基于DSP控制的电励磁双凸极发电机系统的设计方法。最后,以一台30 kW发电机为例,设计了一套数字调压器,并进行了系统试验。实验结果表明,电励磁双凸极发电系统采用变P I参数的控制方法具有良好的动稳态特性。     

一种基于数字信号处理的阻抗参数测量新方法

利用数字信号处理理论与技术提出了一种阻抗参数测量新方法,即采用任意的周期信号作为测量的激励信号,激励信号的信噪比可以很低;采用高镜频抑制比的数字正交采样滤波器得到被测阻抗和标准阻抗上的电压采样序列的同相分量与正交分量,并据此确定被测阻抗参数,该方法能得到较高的阻抗参数测量精度和较宽的测量范围,并且硬件电路实现比较容易.文中给出了计算机仿真分析和硬件实现系统的实验结果,证明了新方法的有效性和正确性.     

基于DSP的新型双凸极电机的控制原理与实现

双凸极电机是一种新型交流无刷电机，它具有结构简单、高可靠性和高速运行能力的优点。本文介绍了基于DSP的双凸极电机调速系统。文中首先介绍了双凸极电机系统的控制原理，为了提高电机的平均输出转矩，利用Pspice软件仿真双凸极电机平均输出转矩与换相角之间的关系曲线，然后分别从硬件构成和软件设计两个方面介绍了双凸极电机数字控制系统的实现方法。最后以实验室一台6／4结构双凸极电机为例，设计构成了一套数字控制双凸极电机调速系统，并进行了系统试验。实验结果表明，数字控制和双凸极电机的结合体现出很好的调速性能。     

直升机飞行参数综合分析系统的设计与实现

本文的研究目的是实现直升机飞行参数的综合分析,建立了数据采集装置、飞行参数维护子系统、飞行参数信号处理与分析子系统、智能故障诊断子系统、虚拟飞行再现与评估子系统五个部分。阐述了各个子系统的设计思路和方法,系统的设计和实现对于直升机飞参记录系统校验维护、直升机技术状态监控、飞行质量评估和飞行安全及事故分析具有重要的意义。     

仿生物态模拟型硬件理论与关键技术研究

阐述了模拟型仿生硬件的概念、基本思想与技术瓶颈，分析了基于FPTA(Field programmable transistor array)的模拟型仿生硬件的结构与电子细胞电路工作原理。给出了模拟型仿生硬件的电路编码方案、个体电路测试评估方法和进化实现过程。提出了基于单染色体自适应变异进化机制的模拟型仿生硬件进化算法。以信号放大器、半波整流器、异或门数字电路作为典型应用实例，来验证模拟型仿生硬件的进化特性，并讨论了进化算法的参数选取、染色体适应度评估问题。仿真结果表明：所提出硬件进化算法的进化速度快、成功率高，所设计的FPTA细胞阵列可以实现模拟信号放大、信号处理和数字电路逻辑功能。