检索结果-内蒙古大学图书馆

仪表技术与传感器 2020年第4期 90-93,97页

作者：徐文武李孟委张鹏中北大学仪器与电子学院山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对微小型三轴稳定平台因框架耦合导致控制精度变低的问题,设计了一种模糊控制器与传统PID相结合的智能控制算法。将模糊PID控制器加入到稳定平台控制系统位置闭环中,通过对电机位置信号的采集与分析,得出模糊PID控制算法相比于传统PI... 详细信息

针对微小型三轴稳定平台因框架耦合导致控制精度变低的问题,设计了一种模糊控制器与传统PID相结合的智能控制算法。将模糊PID控制器加入到稳定平台控制系统位置闭环中,通过对电机位置信号的采集与分析,得出模糊PID控制算法相比于传统PID控制算法,具有系统超调量小、控制精度较高、抗干扰能力强的结论。将平台置于高精度转台上进行动态测试,结果表明在该算法下系统的超调量σ可控制在1%以内,调节时间t控制在0.5 s以内,可实现对稳定平台偏航角、仰俯角和滚转角的稳定控制。

关键词：稳定平台框架耦合模糊PID 控制系统动态测试稳定控制

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基于B9764的国产化多通道高精度信号源设计

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电子器件 2024年第6期47卷 1493-1498页

作者：郑思雨任勇峰贾兴中中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 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

为推进多通道高精度信号源的国产化进程,设计了一种基于B9764的国产化多通道高精度信号源。本信号源以国产FPGA芯片FMK50作为主控制器控制B9764芯片信号输出,DAC输出信号通过6片16路高速模拟开关和采样保持电路实现96路输出。并且采用F... 详细信息

为推进多通道高精度信号源的国产化进程,设计了一种基于B9764的国产化多通道高精度信号源。本信号源以国产FPGA芯片FMK50作为主控制器控制B9764芯片信号输出,DAC输出信号通过6片16路高速模拟开关和采样保持电路实现96路输出。并且采用FPGA内部ADC结合模拟开关设计了自检电路,对输出信号进行采集、标定,实现信号源高精度输出及闭环检测。经过多次试验,该信号源在完全国产化的基础上能稳定输出可调0~5 V电压信号,输出电压精度优于满量程的0.15%,自检电路采集精度优于满量程0.1%,该设计具有良好的可行性与广泛的应用前景。

关键词： B9764 国产化多通道高精度 FPGA

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无机盐混合溶液的太赫兹光谱定量分析

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光谱学与光谱分析 2019年第12期39卷 3731-3736页

作者：何明霞孙珑玲陈达黄志轩刘立媛赵晋武张洪桢天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学太赫兹研究中心天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072

太赫兹生物医学是当前光谱研究领域的前沿热点,其主要难点在于如何在有效避免水分干扰的同时,实现复杂生物体系组分的精准分析。太赫兹光谱产生于分子振动的信息,其吸收谱较弱,吸收峰严重重叠,且多组分复杂样品的太赫兹光谱往往不是各... 详细信息

太赫兹生物医学是当前光谱研究领域的前沿热点,其主要难点在于如何在有效避免水分干扰的同时,实现复杂生物体系组分的精准分析。太赫兹光谱产生于分子振动的信息,其吸收谱较弱,吸收峰严重重叠,且多组分复杂样品的太赫兹光谱往往不是各组分光谱的简单叠加,难以用传统的峰高、峰面积标定技术进行定量计算。但采用多元校正技术可以方便地实现太赫兹光谱的定量分析,使太赫兹光谱成为一种快速、简便且适用范围广泛的分析技术。以KCl和NaCl的无机盐混合体系为典型研究体系,两种组分的浓度范围均为0.1~2 mol·L^-1,浓度间隔为0.1 mol·L^-1。获取20组浓度配比不同的混合溶液的吸收系数和折射率,巧妙利用水溶液体系中无机金属离子的水合氢键作用,由此采集无机盐溶液体系的太赫兹时域光谱,提取各组分的特征信息,建立多尺度数据驱动的定量分析模型,有望实现水溶液中无机金属离子的定量分析。针对太赫兹光谱数据规模大、基质干扰强及数据关联复杂等特点,构建复杂二维小波变换、多变量筛选、贝叶斯数据挖掘、深度学习和数据关联性分析技术为一体的算法数据库,由此构建基于多尺度数据驱动的太赫兹光谱解析方法。论文依据正交实验的原则,构建具备良好数据结构特征的混合溶液数据集,引导后续的光谱解析方法准确提取无机金属离子水合氢键信息。在此基础上,发展自适应算法,寻找光谱数据变量与浓度间的关系,并采用变量筛选技术,从原始光谱数据中提取无机盐水合氢键的特征信息,最终构建浓度与特征信息之间的数据驱动模型。计算结果表明,KCl和NaCl组分的预测误差分别为8.0%和9.1%,能有效满足大部分应用的检测精度要求。多尺度数据驱动模型方法充分利用太赫兹光谱信号的时域和频域多尺度特性,实现数据预处理与多元校正的一体化运算以避免重要信息丢失,具备高度自适应特征。因此,基于数据驱动建模的太赫兹光谱分析新方法为太赫兹生物医学研究提供了新思路。

关键词：混合溶液太赫兹时域光谱数据驱动建模定量分析

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可自动标定的高精度应变采集系统设计

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电子器件 2020年第1期43卷 133-136页

作者：郑高铭贾晓晓焦新泉贾兴中史兵丽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 火箭军装备部驻北京地区第七军事代表室北京100039

针对应变仪长时间使用后精度下降及标定过程复杂繁琐等问题,设计了一种可自动标定的应变采集系统。该系统可将标准电阻信号输出加载到被标定电桥的输入端,对比被标定电桥的输出与理论值,自动计算被标定电桥的精度。实验结果表明,该系统... 详细信息

针对应变仪长时间使用后精度下降及标定过程复杂繁琐等问题,设计了一种可自动标定的应变采集系统。该系统可将标准电阻信号输出加载到被标定电桥的输入端,对比被标定电桥的输出与理论值,自动计算被标定电桥的精度。实验结果表明,该系统可以有效完成自标定,且标定精度可以达到0.3%。

关键词：数据采集自动标定应变仪 FPGA 高精度电桥

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基于EMD-DFA-NLM的电涡流传感器信号去噪方法

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传感技术学报 2019年第9期32卷 1318-1323页

作者：杨璐李醒飞纪越拓卫晓周政吴腾飞天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387

针对电涡流位移传感器输出信号中的非稳态噪声,提出一种基于经验模态分解(EMD)-去趋势分析(DFA)-非局部均值(NLM)原理的去噪方法。该方法解决了EMD去噪方法信号、噪声模态不易确定的问题,并且可在滤除高频背景噪声的同时保留信号细节。... 详细信息

针对电涡流位移传感器输出信号中的非稳态噪声,提出一种基于经验模态分解(EMD)-去趋势分析(DFA)-非局部均值(NLM)原理的去噪方法。该方法解决了EMD去噪方法信号、噪声模态不易确定的问题,并且可在滤除高频背景噪声的同时保留信号细节。首先通过EMD将信号分解得到若干本征模态(IMF)分量,然后使用DFA区分噪声主导IMF分量和信号主导的IMF分量,对噪声主导分量进行NLM去噪处理,最后与信号主导分量一起重构信号。分别对仿真信号和电涡流传感器输出信号进行去噪处理,结果表明,相较EMD去噪法和EMD-小波阈值去噪法,所提方法去噪性能更优,SNR(MSE)值提升(减小)明显,去噪后信号的毛刺与高频震荡大大减少。

关键词：信号去噪经验模态分解去趋势波动分析非局部均值滤波电涡流位移传感器

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MHD角速度传感器微弱信号频率估计的互高阶谱方法

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传感技术学报 2019年第2期32卷 217-224页

作者：杨乐吴腾飞纪越徐冲柯杨凯丽李醒飞天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300027 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387

MHD角速度传感器信号宽频带和低信噪比特性会降低微弱信号频率估计的分辨力、精度和稳定性。因此,本文通过实验采集传感器的本底噪声,计算噪声功率谱密度,分析了传感器的噪声特性。然后,针对其高斯有色噪声的特点,采用四阶累积量与现代... 详细信息

MHD角速度传感器信号宽频带和低信噪比特性会降低微弱信号频率估计的分辨力、精度和稳定性。因此,本文通过实验采集传感器的本底噪声,计算噪声功率谱密度,分析了传感器的噪声特性。然后,针对其高斯有色噪声的特点,采用四阶累积量与现代互谱相结合的互高阶谱方法,分析不同频段和信噪比条件下,对仿真和实验数据的频率估计分辨力、偏差、方差和信噪比。结果表明互高阶谱算法对高斯有色噪声具有很好的抑制能力,频率估计分辨力<1 Hz,信噪比提高了7 dB～11 dB。

关键词： MHD角速度传感器微弱信号处理互高阶谱频率估计

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基于ARM和FPGA的远程温度测控系统

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电子器件 2020年第1期43卷 167-170页

作者：吴嘉伟张会新梁烁中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 北京航天自动控制研究所北京100089

为满足航天仪器在飞行试验过程中对环境温度变化的测控,提出了一种基于ARM和FPGA的远程温度测控系统,以STM32F103和XC2S200作为控制核心,通过高精度AD采集芯片ADS1148采集温度传感器端的电压信号,通过ADS1148内部放大、转换成数字量信号... 详细信息

为满足航天仪器在飞行试验过程中对环境温度变化的测控,提出了一种基于ARM和FPGA的远程温度测控系统,以STM32F103和XC2S200作为控制核心,通过高精度AD采集芯片ADS1148采集温度传感器端的电压信号,通过ADS1148内部放大、转换成数字量信号,再通过SPI接口传输给控制核心STM32F103。为了实现远端控制,能在2.5 km对-160℃~1370℃温度范围的测控,设计了光电转换模块,把采集的数字量信号转换成光信号传输给近端的控制台,实现温度的远程、实时监测。该项目已经在某航天仪器上的应用实践表明,该系统测温范围广、精度高、功耗低、可靠性高。

关键词：温度测量远程 STM32F103 FPGA 热电偶光纤

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基于瞳孔空间形态的双眼视线跟踪方法

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激光与光电子学进展 2019年第2期56卷 251-256页

作者：王向军白皓月倪育博天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室天津300072

针对目前人眼视线跟踪的人机交互技术尚不成熟的现状,提出了一种基于立体视觉的瞳孔空间形态的桌面式双目视线跟踪方法。根据低灰度值分布初步定位瞳孔中心;利用瞳孔区域径向导数极坐标图提取瞳孔边缘点坐标,并使用随机样本一致性(RANS... 详细信息

针对目前人眼视线跟踪的人机交互技术尚不成熟的现状,提出了一种基于立体视觉的瞳孔空间形态的桌面式双目视线跟踪方法。根据低灰度值分布初步定位瞳孔中心;利用瞳孔区域径向导数极坐标图提取瞳孔边缘点坐标,并使用随机样本一致性(RANSAC)对瞳孔边缘进行椭圆拟合;采用定向二进制简单描述符(Oriented brief,ORB)算法配准双目瞳孔边缘点坐标;通过双目立体视觉模型计算得到瞳孔边缘空间点坐标,最后采用最小二乘法计算瞳孔空间形态并解算出视线方向。实验结果表明,瞳孔中心定位速度达300frame/s,双眼视线跟踪速度达15frame/s,视线跟踪最大误差为2.6°。本方法具有较好的准确性、稳健性、实时性,可应用于人眼视线跟踪的人机交互领域中。

关键词：机器视觉双目立体视觉视线跟踪瞳孔定位最小二乘法

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微小物体转动惯量测量机理与实现方法研究

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传感技术学报 2019年第2期32卷 183-189页

作者：王向军王凯天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室天津300072

为了实现对微小物体(100 g～500 g)转动惯量的测量,搭建了微小物体质心及转动惯量测量装置。对该装置的测量原理、误差分析、结构参数等进行了研究。首先,对多种质心及转动惯量测量方法进行分析,对比优缺点以及适用范围,选择合适的测量... 详细信息

为了实现对微小物体(100 g～500 g)转动惯量的测量,搭建了微小物体质心及转动惯量测量装置。对该装置的测量原理、误差分析、结构参数等进行了研究。首先,对多种质心及转动惯量测量方法进行分析,对比优缺点以及适用范围,选择合适的测量方法。然后针对质心及转动惯量测量的数学模型,进行误差分析,分析不同因素对测量结果的影响。根据分析结果,进行装置机械结构的设计,并对结构进行校验和优化。最后进行实物加工及测量装置搭建,校验测量装置的测量精度和重复性精度。实验结果表明,测量装置的质心测量精度为0.8%,转动惯量测量精度为1.0%,重复性精度为1.0%。测量装置满足对微小物体质心及转动惯量测量的稳定可靠、高精度、高重复性的要求。

关键词：转动惯量质心测量误差分析复摆

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MHD角速度传感器微弱噪声的测量方法

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传感技术学报 2019年第11期32卷 1654-1660页

作者：杨凯丽吴腾飞徐冲柯张云纪越李醒飞天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300027 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387

为了解决现有噪声测量方法测量下限高、耦合噪声大,无法与MHD角速度传感器实现噪声匹配的问题,研究了MHD角速度传感器亚nV/Hz量级噪声的测量方法,并设计了一种噪声测量系统。通过使用噪声匹配变压器,将噪声匹配原理与双通路互谱测量原... 详细信息

为了解决现有噪声测量方法测量下限高、耦合噪声大,无法与MHD角速度传感器实现噪声匹配的问题,研究了MHD角速度传感器亚nV/Hz量级噪声的测量方法,并设计了一种噪声测量系统。通过使用噪声匹配变压器,将噪声匹配原理与双通路互谱测量原理相结合,优化测量系统的噪声系数,有效抑制了测量过程中的通路噪声和耦合噪声。通过理论和仿真分析了测量系统的固有噪声,实验证明测量系统的等效输入电压噪声谱密度为0.1 nV/Hz。最后,采用该测量方法,精确测量出低至0.06 nV/Hz的MHD角速度传感器的微弱噪声。

关键词： MHD角速度传感器噪声测量噪声匹配互谱估计

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