检索结果-内蒙古大学图书馆

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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双通道红外CO_(2)气体传感器设计与实现

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舰船电子工程 2023年第5期43卷 212-216页

作者：张雅楠谭秋林张磊于可刘瑞康中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原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

为了实现对生活工作环境中CO_(2)的检测,论文基于非分光红外(NDIR)差分检测技术,设计了一种双通道红外CO_(2)气体传感器检测系统。在气室结构方面,利用单光路双波长差分检测技术,提出了一种直射型气室结构。在硬件部分,以模块化的方式... 详细信息

为了实现对生活工作环境中CO_(2)的检测,论文基于非分光红外(NDIR)差分检测技术,设计了一种双通道红外CO_(2)气体传感器检测系统。在气室结构方面,利用单光路双波长差分检测技术,提出了一种直射型气室结构。在硬件部分,以模块化的方式进行设计,包括单片机控制模块、红外光源驱动模块、电源模块和信号调理模块,提高了整个系统的信噪比。最终,搭建气体测试平台,采用标定法测量不同温度下热释电探测器两通道电压比值,经测试,该传感器可以实现在不同温度下对0~5%浓度内的CO_(2)气体进行检测,且测量误差小于0.2%,可满足消防、矿井监测等场合的需求。

关键词：非分光红外(NDIR) 气体传感器光源调制光学仿真

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用于智能手机的无源POCT尿酸检测系统设计

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传感技术学报 2021年第3期34卷 413-419页

作者：王文廉牛博怀王玉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国家重点实验室山西太原030051

设计、测试和验证了一个基于智能手机的无线、无源和便携式的尿酸分析平台。该系统集成了近场通信(NFC)模块、数据处理电路和可拆卸的印刷电极,具有无线电能采集、现场信号处理和无线数据传输能力。对尿酸的定量检测具有一定的选择性和... 详细信息

设计、测试和验证了一个基于智能手机的无线、无源和便携式的尿酸分析平台。该系统集成了近场通信(NFC)模块、数据处理电路和可拆卸的印刷电极,具有无线电能采集、现场信号处理和无线数据传输能力。对尿酸的定量检测具有一定的选择性和良好稳定性,响应电流与尿酸的浓度在0~800μmol/L范围内具有良好的线性关系,结果与专用仪器最大相对误差为6.2%。并对实际样品血清进行了测量,加标回收率为106.8%~110.1%。该平台为应用于尿酸的即时检测(POCT)提供了一种新型的无电池、无需物理连接和灵活的解决方案,可依附于手机配件,在多种场合进行尿酸自测快速分析。

关键词：电化学传感尿酸 NFC POCT

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高精度通用型混合采集电路设计

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计算机与数字工程 2023年第10期51卷 2282-2286,2350页

作者：任勇峰杜若楠王淑琴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

针对数据混合采集系统存在不适用性,采集精度低的问题,设计了一种通用性高,采集和隔离采集混合采集系统。系统各个板卡之间由板间连接器对插级联,增强了通用性和可扩展性。在原有采集卡的基础上增加隔离采集卡,隔离采集是对同类不同路... 详细信息

针对数据混合采集系统存在不适用性,采集精度低的问题,设计了一种通用性高,采集和隔离采集混合采集系统。系统各个板卡之间由板间连接器对插级联,增强了通用性和可扩展性。在原有采集卡的基础上增加隔离采集卡,隔离采集是对同类不同路输入信号、不同类信号、待采集信号和模拟开关做隔离处理。硬件方面由主控卡FPGA统一控制采集,只用一级模拟开关选通;采用线性光耦隔离待采集信号与模拟开关,DC/DC提供不同隔离电源,数字隔离器隔离控制信号,这些措施减小了信号震荡,降低了分层值,提高了采集精度。软件方面改进了ROM表的编码规则,简化了硬件电路,释放了负载压力;通过分析AD采集时序,做到精准采样转换。经试验验证,该设计采集精度可以满足3‰精度要求,具有较高的使用价值,现已被工程采用。

关键词：混合采集 ROM表信号震荡线性光耦

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基于LVDS的高速数据传输接口优化设计

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自动化与仪器仪表 2024年第6期 220-224页

作者：赵逢锦任勇峰庞云飞中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测量技术国家重点实验室太原030051

为解决飞行试验中数据传输速率慢以及传输可靠性低的问题,设计了一种LVDS(Low Voltage Differential Signal)高速数据传输系统,在信号传输过程中用8B/10B编码方式进行编码。硬件电路以Xilinx公司的XC7A100T为主控芯片,由LVDS编解码芯片... 详细信息

为解决飞行试验中数据传输速率慢以及传输可靠性低的问题,设计了一种LVDS(Low Voltage Differential Signal)高速数据传输系统,在信号传输过程中用8B/10B编码方式进行编码。硬件电路以Xilinx公司的XC7A100T为主控芯片,由LVDS编解码芯片完成数据编码的部分,并在数据发送端加入高速驱动器,提高远距离数据传输能力,在数据接收端加入均衡器对信号进行补偿,提升信号抗干扰性能;在信号传输过程中用8B/10B编解码方式,从而实现信号的高速、低误码率传输,满足传输速率和可靠性。经试验验证,LVDS信号可以实现在130 m的传输介质中以600 Mbit/s速率的零误码传输。

关键词： LVDS传输 8B/10B编码高速数据传输

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热电偶无线传感器节点低功耗优化设计

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计算机测量与控制 2023年第1期31卷 294-300页

作者：尚立信焦新泉陈建军中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对飞行器内部线缆复杂度高、布线困难的问题,提出采用无线通信模式来提高传感器部署的灵活性,减少线缆运输和安装成本;为了最大程度地延长无线传感器节点的使用寿命,对热电偶无线传感器进行了节点低功耗优化设计;硬件方面,基于DPM机... 详细信息

针对飞行器内部线缆复杂度高、布线困难的问题,提出采用无线通信模式来提高传感器部署的灵活性,减少线缆运输和安装成本;为了最大程度地延长无线传感器节点的使用寿命,对热电偶无线传感器进行了节点低功耗优化设计;硬件方面,基于DPM机制设计了能量分块管理模型,核心处理器采用国产低功耗芯片GD32E230C8T6;软件方面,提出了一种基于星型拓扑结构无线传感器网络的低功耗策略,并基于此策略给出节点剩余能量数学表达式;实验结果表明,此节点处于停机储运状态下的电流低于1μA,待机模式下的电流低于23 mA,证实了所设计的热电偶无线传感器具有低功耗、稳定的特点,能有效延长节点寿命。

关键词：热电偶传感器无线传感器节点低功耗 WSNs 休眠策略星型拓扑 GD32E230 Si24R1

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基于STM32的电动节流阀控制采集系统设计

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舰船电子工程 2023年第1期43卷 91-96,128页

作者：郭子裕张会新洪应平洪明森樊文韬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

火箭供配气过程中,节流阀的状态数据实时采集与开度控制对航空发动机的正常运行至关重要。针对节流阀开度控制与各项传感器数据的采集等问题,设计了基于STM32的电动节流阀控制采集系统。该系统首先围绕STM32F407主控设计了压力流量信号... 详细信息

火箭供配气过程中,节流阀的状态数据实时采集与开度控制对航空发动机的正常运行至关重要。针对节流阀开度控制与各项传感器数据的采集等问题,设计了基于STM32的电动节流阀控制采集系统。该系统首先围绕STM32F407主控设计了压力流量信号采集电路,脉冲控制电路;接着设计了节流阀开度控制功能模块,由单片机、步进电机和编码器组成闭环控制单元,PID控制算法依据实时角度与设定角度偏差确定电机控制等参数,其中通过软件算法弥补了硬件缺陷:使用单圈绝对型编码器实现了多圈控制;最后测试分析了模拟量采集数据,步进电机控制角度。结果表明:该系统满足控制采集功能需求,关键信号实测与理论值最大偏差不足1%;为电动节流阀的参数采集和开度控制提供了一种可行的方案。

关键词：电动节流阀 STM32F407 数据采集步进电机闭环控制

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水下测量装置的高可靠性电源系统设计

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舰船电子工程 2023年第5期43卷 189-194,211页

作者：穆克强任勇峰贾兴中中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对水下测量装置特殊工作环境对电源系统的要求,提出了一种可低功耗待机、延时启动,完成器地电源转换,同时具备智能充放电管理的电源系统,具有较高的可靠性。主要介绍了电源系统中基于STM32的控制模块实现电源转换、延时启动、状态反... 详细信息

针对水下测量装置特殊工作环境对电源系统的要求,提出了一种可低功耗待机、延时启动,完成器地电源转换,同时具备智能充放电管理的电源系统,具有较高的可靠性。主要介绍了电源系统中基于STM32的控制模块实现电源转换、延时启动、状态反馈等过程,BQ2057对锂电池的充电管理流程以及MIC29302线性稳压输出。同时也给出了电源系统热源器件的散热优化、锂电池保护工艺等可靠性方面的设计。经试验证明,该电源系统供电稳定、可靠性高,可满足在多种场景下的供电需求,输出电压纹波<10mV,满电状态下可为测量装置稳定供电不少于14h。

关键词：电源系统充电管理 BQ2057 散热设计电压纹波

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基于AEKF的地磁/陀螺姿态解算融合算法

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计算机测量与控制 2024年

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中北大学仪器与电子学院中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室淮海工业集团有限公司

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... 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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一种具有断电续写功能的存储器系统设计

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单片机与嵌入式系统应用 2023年第12期23卷 8-11页

作者：文丰郭红伟李辉景杨志文中北大学电子测试技术国家重点实验室、仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对弹舰载存储器在复杂环境下可能出现偶然掉电的问题,提出了一种具有断电续写功能的存储器解决方案,避免存储器在弹箭上偶发性掉电恢复之后上次存储的数据被新的数据覆盖。在边擦边写基础上实现了断电续写技术,且为了满足数据写入速... 详细信息

针对弹舰载存储器在复杂环境下可能出现偶然掉电的问题,提出了一种具有断电续写功能的存储器解决方案,避免存储器在弹箭上偶发性掉电恢复之后上次存储的数据被新的数据覆盖。在边擦边写基础上实现了断电续写技术,且为了满足数据写入速率使用交叉双平面编程。通过地面测试台模拟弹上系统发送数据,大量测试结果表明,该设计实现了断电续写的功能,可以实现对数据的稳定存储,且验证了系统的可靠性。

关键词： NAND Flash 交叉双平面编程边擦边写坏块管理断电续写

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