过程控制机

过程控制机由数据采集系统、智能控制器、控制过程量输入输出部件和标准接口等组成。数据采集系统采集测力天平和压力传感器的输出信号,它的模拟量输入通道32路,采集速度5万次/秒,系统精度0.04%。模拟量输出控制调压阀系统,频率量输出控制模型姿态角系统,标准接口 IEEE-488和上位机通讯,传送命令和数据,所有软件固化在智能控制器的 ROM 中,它分析上位机送来命令指挥各部件工作。文章还介绍过程控制机在风洞测控系统中的工作过程以及使用后取得的良好效益。     

低速风洞数据采集与处理系统

对低速风洞数据采集与处理系统作了综合介绍，该系统以先进的电子扫描压力测量仪器为主体，高性能微机为系统控制处理机，配制高精度模拟量采集部件和前置通道放大器，灵活实用的软件，系统具有同时进行测力测压试验的能力。该系统提供压力联机校正，模拟量通道标准信号校正功能，整个系统的设计包括了许多先进的仪器概念如：电子扫描测压，模拟量信号调理等。该系统具有采集速度快，高稳定性，软硬件功能齐全，实时数据处理，快速提     

基于AD9268的16位高速ADC驱动电路设计

ADC模块在接收机前端或数据采集中都扮演着重要的角色,匹配电路对ADC性能的发挥至关重要。论文从模拟输入、时钟以及供电三个方面对ADC芯片AD9268进行了电路设计。通过在射频信号的采集回放系统中的应用验证表明此设计能充分发挥ADC芯片的性能。     

XNJD－1工业风洞数据采集与处理系统

本文对ＸＮＪＤ－１工业风洞数据采集与处理系统作了综合介绍。该系统具有同时进行测力测压试验的能力，并提供压力联机校正、模拟量通道标准信号校正功能。整个系统的设计包括了许多先进的仪器概念如：电子扫描测压，模拟量信号调理等。系统具有采集速度快、稳定性好、软硬件功能齐全、实时数据处理、快速提供实验数据报告及图表、使用及维修方便等特点。     

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ARM的嵌入式ACFM检测系统设计

针对传统ACFM检测系统的稳定性和实时性差的问题,提出一种基于S3C2440和嵌入式Linux操作系统的ACFM裂纹信号采集分析系统的设计方案。重点阐述了系统硬件结构中的信号处理模块和数据采集模块的设计,并对软件设计进行讨论。经实验验证表明:该系统能够满足实时性要求,稳定性良好,可靠性较高。     

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。     

多总线并行输入的多通道高速采集系统

本文提出了多路模拟数据采集系统的一种新的结构型式——多总线并行输入结构。这种结构能大幅度提高数据采集速率,对高速单次瞬态信号有较强的捕捉能力。在每通道最高速率和通道数方面有较好的扩展性能。在采用转换时间为15μs 的 A/D 芯片时。每一模拟通道的采集速率最高可达50kHz。若采用更快的 A/D 芯片,采集速率还可以进一步提高。     

玻璃熔炼炉自动加料装置中的称料控制器

玻璃熔炼炉自动加料装置中的称料控制器是控制加料机下料时粉料和熟料比例的装置。称料控制器由两个料斗(粉料斗和熟料斗)和每只斗上的三个力传感器以及信号调理器、模数转换器、智能控制器、开关量输入输出、继电器控制器、面板控制器、打印机、电源等部件组成。它受控制盘上的可编程控制器控制,同系统协调工作。在系统中采取了一系列抗干扰措施,如抑制电源系统干扰,抑制信号传输系统干扰,抑制地线系统干扰等,采取这些措施后,使称料控制器在强干扰场内能可靠地工作。系统精度达0.03%。     

飞机平面框,肋,梁类机加结构件CAPP系统

描述了作者开发的飞机平面框、肋、梁类机加结构件计算机辅助工艺过程（ＣＡＰＰ）系统的设计思想、特点和功能；阐述了一种新的零件信息描述方法──六方位多层次面向零件特征要素描述法。用户根据菜单、图形和文字提示输入零件信息。工艺决策采用了产生式规则和框架结构相结合的方法，根据输人模块提供的经“点图”处理过的零件光图，生成毛坯底图，由决策结果将各被加工表面在光图上自动加以标识，并自动标注出工序加工中所用的定位基准，生成工序图、工序卡片和工艺路线单等工艺文件。该系统应用于型号工程，对新型号结构件覆盖率达７０％。它的研制和投入使用具有显著的社会效益和经济效益，值得推广应用。     

一种提高数据采集系统精度的方法研究

数据采集系统对采集精度要求极高,但采用8位的低精度模数转换器,直接利用标称值元器件设计的数据采集系统会存在系统误差。尽管使用传统的线性参数标度变换可以消除系统误差,但数据采集系统必须是线性系统。如果存在饱和非线性,最好在多种输入情况下测量若干数据,剔除饱和数据后应用最小二乘法拟合的线性关系进行标度变换可以得到测量值。研究结果证明:该方法比传统的标度变换计算的测量值要明显准确,达到提高系统精度的良好效果。     

俯仰-滚转动导数天平装置

本文介绍俯仰-滚转动导数天平装置,着重介绍其运动机构和测量机构。此裝置已经做过三期实验,重点介绍第三期实验用的改进型。装置的特点是 M_z 电桥电气中心、俯仰运动转心、模型气动参考中心和模型质心四心重合。俯仰振动是由步进电机驱动的,通过轴承支撑的模型又能在气动力驱动下自由滚转。俯仰频率和滚转速度被 LDC-825计数器和 B·K 公司转速计记录。模型的俯仰力矩 M_z和俯仰角θ值分别用应变电桥测量。信号被 Neff-720系统和 XR-7000磁带机进行数据采集处理和模拟量记录显示。这是国内第一套成功地用于跨超声速风洞飞机模型实验,四心重合的俯仰-滚转实验装置。力矩 M_z 和俯仰角θ的输出信号是非常满意的,已经为某预研型号提供了(?)导数的测量结果。     

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。     

基于时频图和CNN的滚动轴承故障诊断

针对传统轴承故障诊断方法泛化能力差,提出了一种基于时频图和卷积神经网络(CNN)的滚动轴承故障诊断方法。首先,对振动信号进行短时傅里叶变换,构造时频图;然后,将训练信号的时频图作为卷积神经网络的输入,训练网络模型;最后,将测试信号的时频图输入网络模型,实现对滚动轴承的故障状态识别。通过美国凯斯西储大学的开放数据集进行多组验证实验,结果表明该方法能够有效的判断轴承是否存在故障,并且能够识别故障类型,准确率可以达到97.63%以上。     

基于声发射技术的搅拌摩擦焊接工具磨损监测

为在线监测搅拌摩擦焊接过程工具磨损状态,本文基于虚拟仪器技术设计了一套声发射在线监测系统,结合声发射传感器、数据采集卡及信号调理器实现了对搅拌摩擦焊接加工过程中声发射信号的采集。实验中采用带有螺纹的搅拌针工具来焊接7075铝合金,并利用自主开发的在线监测系统采集焊接过程中的声发射信号。然后对采集到的声发射信号进行小波包分解处理,计算分解后各频段能量所占百分比,并提取能量分布规律作为信号特征。研究表明:搅拌摩擦焊接工具在不同磨损情况下具有不同的声发射信号特征,小波包分解处理表明搅拌头磨损轻微时,低频段能量占比较高;相反,搅拌头磨损严重时,低频段能量占比较低。     

基于TCP/IP的远程微小电阻监测仪设计

针对野外环境中的金属材料腐蚀状态监测的需要,提出了一种基于TCP/IP的远程微小电阻监测方案。监测仪硬件主要由STM32F4微处理器、交流恒流源、数据采集、网络通信等模块组成,微小电阻的测试原理采用数字互相关算法,将采集到的标准电阻的交流电压值和被测电阻的交流电压值分别与同频率的正弦波参考信号作数字互相关运算后,滤除测量信号中的噪声影响,然后运用欧姆定律求得被测电阻的值,再通过网络将测量出的电阻值上传至上位机进行实时监测。实验结果表明:监测系统可以实现1μΩ~2Ω范围内微小电阻的高精度测量,通过远程服务器程序控制可实现定时、远程的自动检测,为远程金属材料腐蚀状态实时监测提供了一种途径。     

高速数字数据采集系统

近些年来,由于测量通道数增加,越来越需要带有程序库的现代数据采集系统。本文所介绍的系统是具有128个输入测量通道,数据带宽可达20kHz,数据精度为10位分辨率,最大输入数据率每秒2.56×10~6采样次,总采样时间为15ms到375ms范围。一系统技术条件为确定数据采集系统的技术条件,首先要考虑它所服务的各种试验装置,如气动研究部门的高超声速冲击风洞,运输研究部门的撞击雪橇、以及记录在模拟磁带上的汽车碰撞数据     

封闭空腔声学特性研究

研究封闭空腔结构在声激励下出现的流固耦合问题,难点和关键点是弄清封闭空腔的声学特性。建立封闭空腔的有限元模型,根据空气的物理特性和空气中的音速,计算得到封闭空腔的声学固有频率;试验采用点声源装置、随机信号激励,采集时域数据进行功率谱分析,由频谱图得到共振频率,即封闭空腔的声学固有频率。比较并分析试验值与计算值,二者相吻合,对于轴向声学频率,有限元计算相对准确。     

雷达重复周期实时分选中的信号采集与变换

在密集的电子环境中,侦察接收机的输出是一串交迭脉冲序列。用计算机对这些信号进行实时处理,必须要将这串交迭脉冲序列中的每个脉冲的到达时间,迅速地变成二进制数保存在计算机内存中。 本文叙述了用Z-80微机产生采样门波的方法。在采样期间,一个16位计数器将每个视频脉冲的到达时间变换为双字节的二进制数存入扩充的RAM中。同时,一个10位的计数器统计输入脉冲的个数。由于输入视频脉冲出现的时间是随机的,宽度也是各不相同的。为保证可靠地实现转换,视频输入先经过“选1”电路处理。 采样完毕后,微机对扩充RAM进行切换,CPU取出采样期间保存在扩充RAM中的数据进行分选处理。处理完毕再自动转入采样,这样就保证了固定的采样时间和灵活的分选时间相结合的连续工作。     

一种基于白噪声的多点激励随机信号生成方法

为提高多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)线性随机振动试验系统中具有相关特性的多路驱动信号生成精度,基于驱动谱非负定Hermite特性及矩阵分解理论提出了一种CD(Cholesky decomposition)白噪声滤波信号生成方法。构造具有特定"频响特性"的传递系统,将一系列独立白噪声通过该系统得到具有预期相干特性、相位差以及自谱的平稳随机信号。建立悬臂梁两输入两输出线性振动系统仿真模型,将传统傅里叶逆变换时频转换方法与CD滤波法生成的驱动信号进行对比分析。结果表明新方法精度与参考值误差不足1dB。两轴振动试验验证结果表明,应用CD法既满足工程实际标准需求,又为振动环境试验提供理论依据。