检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机测量与控制 2025年第5期33卷 271-279页

作者：周杰张晓明杜江波邱江涛中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 淮海工业集团有限公司山西长治046012

针对磁传感器在一定特殊环境下可能出现俯仰角“二值性”问题,导致无法正确判断其俯仰角变化方向,提出了一种基于地磁/陀螺信息的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)数据融合算法,在分析弹体短期机动姿态运动特性的基础上,利用地磁信息无时间... 详细信息

针对磁传感器在一定特殊环境下可能出现俯仰角“二值性”问题,导致无法正确判断其俯仰角变化方向,提出了一种基于地磁/陀螺信息的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)数据融合算法,在分析弹体短期机动姿态运动特性的基础上,利用地磁信息无时间累计误差和MEMS陀螺短时精度高的优势,建立了卡尔曼状态系统方程和非线性量测方程,实现了姿态角的实时修正和参数的自适应更新;通过仿真和半物理试验分析验证了该融合算法的有效性,试验结果表明,该算法消除了单历元地磁解算姿态角出现的“二值性”问题和传统卡尔曼滤波发散的问题,显著提高了滚转角和俯仰角的解算精度,解算精度误差可保持在±1°以内;该算法有效减小了磁场干扰对精度解算带来的影响,在旋转弹药的姿态角测量及导航领域具有广泛的应用前景。

关键词：自适应扩展卡尔曼数据融合姿态测量旋转弹磁传感器 MEMS陀螺

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MEMS电镀金属掩模工艺研究

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传感器与微系统 2022年第11期41卷 27-30,34页

作者：宫凯勋梁庭雷程董志超赵珠杰白晨中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学机电工程学院山西太原030051

在碳化硅(SiC)压阻式压力传感器使用溅射剥离再电镀金属作为掩模进行背腔深刻蚀的工艺中,由于电镀过程中背腔侧壁金属的横向生长,实际背腔刻蚀面积小于设计刻蚀面积。针对该问题,基于电化学仿真计算理论,构建了晶圆背腔刻蚀掩模电镀模型... 详细信息

在碳化硅(SiC)压阻式压力传感器使用溅射剥离再电镀金属作为掩模进行背腔深刻蚀的工艺中,由于电镀过程中背腔侧壁金属的横向生长,实际背腔刻蚀面积小于设计刻蚀面积。针对该问题,基于电化学仿真计算理论,构建了晶圆背腔刻蚀掩模电镀模型,模拟了该工艺下镀层的生长,为芯片设计提供指导。结果表明,晶圆镀层生长厚度从边缘向中心呈对数减小,背腔侧壁位置横向最大沉积速度要大于纵向最大沉积速度,提高镀液电导率可使二者速度比值趋近于1,可以获得整体厚度更加均匀的镀层,实验与仿真镀层厚度偏差在3.41%,背腔侧壁横向生长厚度与纵向生长厚度之比偏差为4.6%,验证了仿真模型的可靠性。

关键词：仿真模拟电镀工艺金属掩模刻蚀压阻式压力传感器

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面向半实物仿真飞行平台的通用型飞行参数测试系统设计

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计算机工程与科学 2022年第3期44卷 516-520页

作者：王健张会新中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对半实物仿真飞行平台在飞行科目评估、平台寿命研究及操作标准规范的制定等诸多领域缺乏完整原始数据支持的问题,提出了一种基于LabVIEW的通用型飞行参数测试系统。通过模拟座舱操控输入信息,如飞行摇杆、油门杆、开关控制面板和飞... 详细信息

针对半实物仿真飞行平台在飞行科目评估、平台寿命研究及操作标准规范的制定等诸多领域缺乏完整原始数据支持的问题,提出了一种基于LabVIEW的通用型飞行参数测试系统。通过模拟座舱操控输入信息,如飞行摇杆、油门杆、开关控制面板和飞行脚舵等模拟指令,实现了与项目相关方的三维视景仿真软件的系统联试。多次测试结果表明:系统能够对飞行姿态参数、环境参数、发动机参数、各种告警信号以及飞行员通话信息和座舱语音信息等55种飞行仿真数据进行实时监测并循环记录,为飞机制造研发、改进升级、定检排故和飞行员操作动作编码提供了有效且可量化分析的数据支撑。

关键词： LabVIEW 仿真飞行平台模拟座舱飞行仿真数据飞行员操作动作编码

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基于蓝牙通信的多路采集系统设计

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 204-210页

针对磁、惯性等传感器在转台标定及温箱试验过程中存在有线串口传输存在连接复杂、数据传输干扰严重以及受设备限制使得数据无法传输的问题进行了研究,设计了一套基于蓝牙通信技术的低功耗多路数据采集系统;该系统采用8路12位的模拟信... 详细信息

针对磁、惯性等传感器在转台标定及温箱试验过程中存在有线串口传输存在连接复杂、数据传输干扰严重以及受设备限制使得数据无法传输的问题进行了研究,设计了一套基于蓝牙通信技术的低功耗多路数据采集系统;该系统采用8路12位的模拟信号采集电路和3路数字信号采集电路,并通过混合编帧的设计将不同传输速率的传感器数据进行存储和传输,该系统采集通道可灵活配置和快速切换,可接收RS-232、RS-422和RS-485串口通信,实现了多路传感器数据的无线通信传输;试验结果表明,在转台试验和温箱试验环境下其数据有效传输距离能够达到6米左右,传输速率可达50 kbps,丢帧率低于0.1%,满足了在有线串口连接传输距离不够、受干扰严重情况下的应用,简化和改进了传统有线串口通信方式。

关键词：传感器蓝牙多路采集无线通信传输速率混合编帧

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固态金刚石氮空位色心光学调控优化

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物理学报 2020年第14期69卷 222-227页

作者：冯园耀李中豪张扬崔凌霄郭琦郭浩温焕飞刘文耀唐军刘俊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051

在金刚石氮空位色心的高灵敏传感探测研究中,光学调控是氮空位色心实现高效光学初态制备及信息提取的关键.本文基于高浓度的金刚石氮空位色心系综检测展开,采用脉冲光学探测磁共振技术,系统地研究了激光初态极化时间、信息读取时间与激... 详细信息

在金刚石氮空位色心的高灵敏传感探测研究中,光学调控是氮空位色心实现高效光学初态制备及信息提取的关键.本文基于高浓度的金刚石氮空位色心系综检测展开,采用脉冲光学探测磁共振技术,系统地研究了激光初态极化时间、信息读取时间与激光功率的关联特性,并进一步研究了激光入射偏振角与传感信息精度的关系.探究了各个激光参数对高浓度金刚石氮空位色心系综[111]轴上光学探测磁共振谱中第一个共振峰的影响,并通过实验结果进行分析,最终选取在光功率密度为45.8 W/cm^2下的最优实验参数(300μs的极化时间,700 ns的读取时间,激光入射角为220°)进行了光学磁探测共振测试,与优化前的实验参数(极化时间为50μs,读取时间为3000 ns,入射角度为250°)相比,典型的磁检测灵敏度由21.6 nT/Hz1/2提升到5.6 nT/Hz1/2.以上研究结果表明我们已经实现光学精密调控的优化测量,这些研究结果也为高浓度氮空位色心系综精密调控实现温度和生物成像、量子计算及量子信息等领域调控传感检测提供了有效参考.

关键词：氮空位色心脉冲光学磁探测共振激光参数

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基于模糊RBF神经网络的步进电机转速控制

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舰船电子工程 2023年第12期43卷 56-61页

作者：郭子裕洪应平张会新中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

步进电机成本低廉,操作简单,被广泛应用于各种工业场合中。为了解决两相混合式步进电机在传统PID控制下的响应速度慢,超调量高等问题,提出一种基于模糊径向基函数(RBF)神经网络的PID控制策略。首先,理论推导计算两相混合式步进电机的数... 详细信息

步进电机成本低廉,操作简单,被广泛应用于各种工业场合中。为了解决两相混合式步进电机在传统PID控制下的响应速度慢,超调量高等问题,提出一种基于模糊径向基函数(RBF)神经网络的PID控制策略。首先,理论推导计算两相混合式步进电机的数学模型和传递函数;然后,在模糊PID控制的基础上,提出了一种基于RBF神经网络的模糊PID控制策略,在Matlab-Simulink中进行仿真,实现对步进电机的转速控制;最后搭建基于STM32的两相混合式步进电机的转速控制实验平台,对所提出的控制策略进行了试验研究。试验结果表明,将模糊PID和RBF神经网络有效结合的模糊RBF神经网络控制器,实现了PID参数实时整定输出,在两相混合式步进电机的控制中具有较高的控制精度、较高的响应速度和较小的超调量,是一种有效的控制算法。

关键词：步进电机 RBF神经网络 PID控制 Simulink仿真

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基于半导体激光器的Tornambe控制算法研究

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激光技术 2021年第5期45卷 670-674页

作者：郝晓剑张罗新中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了给热电偶时间常数测试中提供更加准确的阶跃温升信号,优化控制效果,提高热电偶时间常数测量的准确性,采用Tornambe控制器来反馈控制半导体激光器的输出功率,在MATLAB下的Simulink模块中实现整个系统的搭建,并对系统进行同一输入信... 详细信息

为了给热电偶时间常数测试中提供更加准确的阶跃温升信号,优化控制效果,提高热电偶时间常数测量的准确性,采用Tornambe控制器来反馈控制半导体激光器的输出功率,在MATLAB下的Simulink模块中实现整个系统的搭建,并对系统进行同一输入信号下的仿真研究,通过实验来比较2阶Tornambe控制器与比例-积分-微分(PID)控制在系统运行过程中的控制效果。结果表明,采用PID控制器测得CO1-K型热电偶的时间常数为456.2ms,而采用Tornambe控制器测得的热电偶时间常数为284.6ms。2阶Tornambe控制器能够有效缩短热电偶达到平衡温度的时间,且在控制器结构参量整定上也更加简便,具有较强的实用价值。

关键词：测量与计量时间常数测试 Tornambe控制热电偶比例-积分-微分

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基于M-Z干涉仪的光纤法-珀传感器解调方法

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压电与声光 2021年第4期43卷 484-489页

作者：刘浩刘佳任乾钰贾平岗中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051

该文研究了一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构的光纤法-珀(F-P)传感器扫描式互相关解调方法。解调系统中的光源采用C+L波段放大自发辐射(ASE)宽带光源,用于匹配F-P腔的MZI采用可调光纤延时线与压电陶瓷(PZT)式光纤相位调制器等集成光... 详细信息

该文研究了一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构的光纤法-珀(F-P)传感器扫描式互相关解调方法。解调系统中的光源采用C+L波段放大自发辐射(ASE)宽带光源,用于匹配F-P腔的MZI采用可调光纤延时线与压电陶瓷(PZT)式光纤相位调制器等集成光学器件构成,解调系统整体实现相对简便。实验中搭建的MZI,其臂长差在16.8 cm范围内连续可调,并可在15μm范围实现重复扫描,扫描速度达到50 Hz。理论仿真分析及实验验证表明,该套解调系统可以实现对F-P传感器的信号解调。

关键词：光纤法-珀传感器马赫-曾德尔干涉仪解调压电陶瓷

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热电堆型激光功率计设计与仿真

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红外技术 2022年第2期44卷 157-162页

作者：雷程武学占梁庭马野关一浩董志超李强齐蕾中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 北方自动控制技术研究所山西太原030006

针对紫外、可见、红外等激光器输出功率测试需求,提出一种由传热体、吸收层、绝缘层和热电偶构成的热电堆型激光功率计。结合热效应和塞贝克效应理论,采用Solidworks三维设计软件构建不同关键结构尺寸的模型,通过ANSYS Workbench仿真软... 详细信息

针对紫外、可见、红外等激光器输出功率测试需求,提出一种由传热体、吸收层、绝缘层和热电偶构成的热电堆型激光功率计。结合热效应和塞贝克效应理论,采用Solidworks三维设计软件构建不同关键结构尺寸的模型,通过ANSYS Workbench仿真软件建立了热电耦合仿真分析模型,分析关键结构尺寸参数对输出电压以及温度分布的影响关系。采用机械加工、镀膜和喷砂工艺设计热电堆型激光功率计,设计封装结构和电路补偿对输出电压进行放大和校准,结果表明,传热体厚度、热偶条对数和长度都是影响激光功率计输出电压的关键性因素。

关键词：激光功率计热效应塞贝克效应热电堆热电偶有限元仿真分析

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基于DP83640的以太网时钟同步方法设计

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电子学报 2021年第5期49卷 1033-1040页

作者：孙建鹏刘欣洪应平何鑫熊继军中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 北方自动控制技术研究所山西太原030006

针对当下以太网在军事、工业等领域中的定时同步能力不足,精度不高的问题,设计一种高精度时钟同步协议的高可信的时钟同步接口电路.目前主流的精度最高的是IEEE1588精确时钟同步协议;深入研究分析IEEE1588协议的最佳主时钟算法和主从时... 详细信息

针对当下以太网在军事、工业等领域中的定时同步能力不足,精度不高的问题,设计一种高精度时钟同步协议的高可信的时钟同步接口电路.目前主流的精度最高的是IEEE1588精确时钟同步协议;深入研究分析IEEE1588协议的最佳主时钟算法和主从时钟同步原理,提出了基于DP83640的以太网时钟同步方法,提供了一种在物理层加盖时间戳在以太网中实现高精度时钟同步的方案,阐述主从时钟软件对时流程,对主从时钟同步精度进行测试验证,可达到亚微秒级的时钟同步精度.

关键词：时钟同步 IEEE1588协议 DP83640 以太网

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