一种新型模拟肺模型的实验研究

建立了一种新型的可用于呼吸机性能测试的玻璃瓶模拟肺模型,通过物理推导得到模拟肺的顺应性与玻璃瓶的大小及其内部温度有关,并用相关的实验证明了模型的可行性.研究表明:在恒温条件下其顺应性与玻璃瓶的大小成比例关系;在玻璃瓶内放入一定量的铜网可以使其在一定的频率下保持恒温状态,这种模拟肺可用于精确测试呼吸机特性.     

主动模拟肺平台的设计和研究

对主动模拟肺平台进行了调查研究,发现现有的主动模拟肺平台存在算法复杂、价格昂贵等缺点。针对以上不足,设计了一款可用于呼吸机综合测试的主动模拟肺平台。该平台通过在运动控制器上设置呼吸频率、潮气量等呼吸参数,计算相关参数并向直线电机驱动器发送相应的脉冲指令,由直线电机带动麻醉机风箱气囊活塞做往复运动,以模拟人体正常生理及疾病状态时的各种呼吸。经过Certifier FA Plus气流分析仪的测试,主动模拟肺平台可以用于模拟人体的各种呼吸状况。该平台具有良好的可扩展性,可用于临床医学和呼吸机的综合测试。     

一种检测睡眠呼吸暂停和阻塞的新方法

呼吸机对阻塞性睡眠呼吸暂停综合症OSAS(Obstructive Sleep Apnea Syndrome)的治疗安全有效,其与患者的顺应性是决定治疗效果和呼吸舒适性的关键因素。根据压差传感器采集到的呼吸信号波形的特点,提出一种实时检测睡眠呼吸暂停SA(Sleep Apnea)和判断阻塞的方法,其结果可用于自适应地调节呼吸机输出气流压力大小。将此方法同时应用于ResMed呼吸机与自行设计呼吸机进行对比实验,结果表明该方法实时有效,可以有效提高治疗的顺应性。     

基于可重构的高速并行数据采集系统的设计与实现

本文介绍了一种基于可重构技术的高速并行数据采集系统的设计方案及实现方法。系统每个采集通道由一组A/D和双端RAM组成,多个采集通道模块组成多通道全并行采集系统;采用Altera公司的现场可编程门阵列(FPGA)EP1C6-8和软核CPU为数据处理与控制核心,异步双端RAM为数据缓冲区,USB控制器为CY7C68013。采集系统使数据采集、数据处理、数据传输并行执行,同时系统具有较强的容错能力。本文描述了设计方案的硬件和软件实现,实验表明系统具有高速、实时、能耗低、容错强等特点。     

轻轨深基坑参数智能采集与传输模块设计

提出了一种基于微处理器STM32F107和Si4432的高性能低功耗无线收发平台的轻轨深基坑参数智能采集与传输模块的设计方案。模块之间通信采用无线Mesh网络的可预测无线路由协议(PWRP),结合通用无线分组业务(GPRS)技术,实现了轻轨深基坑参数的数据智能采集及实时远距离传输任务,为实现基坑工程的信息化施工、提高工程效率提供了一定参考。     

三值光学计算机模拟器的设计与实现

三值光学计算机(ternary optical computer, TOC)作为一种新体系结构的计算机,具有处理器位数众多且易扩展、位功能可重构、位可分组使用等特点,在海量或复杂数据的快速处理方面有很大潜力,但它的应用开发探索尚处于初期。为了扩展其应用范围,提出了一种基于三值光学计算机体系架构的模拟器TOCSim设计方案。该方案通过软件形式模拟TOC的运行过程,并在普通PC机上实现其雏形。TOCSim主要模拟TOC处理器的重构策略、处理器位的分配策略、中间结果解码以及运算效果模拟等过程。通过本模拟器的模拟效果图与TOC原型机上的运行结果光图进行对比,表明该模拟器的设计方案是正确的、可行的。     

基于循环队列的磁梯度张量测量数据同步技术设计

在磁梯度张量测量中,梯度传感器的姿态发生变化会导致所测的磁场梯度产生较大的波动,影响对异常数据的解释与反演.要利用惯导系统测得的姿态信息对传感器测量的张量数据进行校正,必须保证惯导数据与张量数据在采集时间点上严格一致,针对这一问题,设计一种软硬结合的张量梯度测量系统数据同步采集技术,在硬件方面,设计了以秒脉冲(PPS)为基准的硬件采集触发方式;在软件方面,引入了循环队列缓冲机制,对惯导数据和张量数据进行融合处理.实验结果表明:依据所叙设计方案的系统能够很好地对梯度传感器进行姿态校正.     

基于FPGA的数字心率监测仪设计

提出了一种基于现场可编程门阵列( FPGA)的数字心率监测仪的设计方案.由脉搏传感器采集到的脉搏信号经过预处理和模/数转换,送给FPGA进行数据存储及处理,实现实时监测与显示心率参数、自动报警等功能,具有抗干扰性好、集成度高和易于扩展的优点.     

基于ADSL技术的煤矿井下数据通信

基于小型煤矿的安全隐患,提出了一种小型煤矿井下环境多种数据的采集与处理设计方案,对井下的瓦斯、风速、温度、一氧化碳等环境参数进行采集、传输与控制。该方案利用井下现有电话线,采用AD-SL成熟技术,将数据传输到井上计算机集中处理,并可利用井上电话及时与井下联系。实践表明,该方案安全、投资少,值得推广。     

基于USB接口数据采集卡的设计与实现

提出了一种基于USB和FPGA的高性能数据采集设计方案并详细介绍了其软硬件实现方法。USB12016采集卡包括模拟输入、A／D转换、数据缓存、FPGA控制电路和USB总线接口等,在一张卡上实现了8通道模拟信号调理、采集、处理,并可实现多卡同步触发采集。     

遥感卫星数传基带数据模拟源的设计与实现

随着使用高级在轨系统(AOS)业务的空间和地面设备越来越多,根据空间数据咨询委员会(CCSDS)定制的标准,提出了一种遥感卫星数传基带数据模拟源的解决方案;首先,对AOS格式进行了基本介绍与分析,然后对模拟系统的各个功能模块与处理流程进行了详细说明,并在刀片服务器上实现了该系统;实验表明,该设计有效地解决了遥感卫星数传基带处理系统开发验证、功能测试和故障诊断的信号源问题。     

Novel horseback riding simulator based on 6-DOF motion measurement,a motion base,and interactive control of gaits

This article describes the development process of a horseback riding simulator capable of generating a close to natural riding sensation. The development process started with 6-DOF motion measurement of the dynamics of the rider’s saddle during riding. Six-dimensional measurements during riding are required to fully understand the character of the saddle dynamics during different gaits. The measured quantities, i.e. translation accelerations and angular velocities, were transformed and filtered to form position references for a hydraulic Gough–Stewart platform. The presented novel motion measurement method is easy to use and makes it possible to measure gaits of several individual horses in a short time. It also provides a straightforward approach to produce motion data for the motion platform. In the second phase of the study, an artificial horse body made of glass fiber was mounted on the motion platform. The developed simulator realizes all three basic gaits walk, trot, and gallop. The rider is able to control the behavior of the simulator via sensors and an interactive interface. The control aids sensed by the interface are reins tension, calf pressure, and stirrup angle. A novel intelligent algorithm mimicking the real rider–horse interaction to vary the gaits and their frequencies was developed and tested.     

飞行模拟机ATG软件系统的开发

本文将针对飞行模拟机的ATG软件系统进行研究;首先,介绍了飞行模拟器性能鉴定与评估标准;通过参考了大量国内外资料,提出了分布式ATG测试软件的设计思路,分析了技术难点,并对其进行了功能划分,规划了整体框图和实施方案;以我基地开发的飞行仿真实验系统为平台,针对风切变起飞的测试项目,系统的描述了测试的整个流程;实验完成后,将测试报表与标准飞行数据比对,并对关键性数据进行修正;证明此模拟器性能良好,ATG软件测试系统功能已基本实现,并达到使用的要求。     

基于排队网络的流水线模拟器任务缓存新分析模型

流水线软件模拟器是嵌入式微处理器软件仿真系统的关键技术,提出对嵌入式微处理器流水线仿真系统的排队网络建模与缓存大小分析方法.对SPARC-V8流水线模拟器建立M/M/1/N型排队网络模型,分析指令到达及服务阻塞机制.为了解决模型计算中的阻塞问题,在排队网络模型中增加"保持节点",得到扩展的等价排队网络模型.采用近似计算迭代算法,得到系统性能评价指标,并建立排队网络节点性能关系曲线,确定各功能模块的任务缓存大小.根据得出的任务缓存计算值设置流水线软件模拟器实际缓存大小,实验表明模型计算数据与实际运行数据基本一致.该评价方法对嵌入式微处理器流水线仿真系统的建模与性能分析具有重要的指导意义.     

飞机供电系统地面测试航电仿真器的设计

为了完成新型飞机供电系统地面独立试验,设计航电仿真器确保了试验过程中供电系统的正常运行;仿真器采用半实物仿真的形式,通过ARINC429总线和PCI总线采集卡获取供电系统的状态(EPS),实现数据处理、逻辑计算和总线监视功能;并能根据当前状态需求输出相应的控制指令、指示电源状态,总线监视功能和回放模式为总线监测和故障排查提供了有效途径;航电仿真器已通过验收投入使用,运行结果表明该仿真器完全符合设计要求,并具有良好的延用性和可扩展性。     

某雷达维修训练模拟器的设计与实现

维修训练模拟器应用于教学可降低对实装的损耗,训练针对性更强,效率更高。在分析某型雷达特性的基础上提出了虚实结合的设计思想,按照模拟系统与实装系统结构相同、功能一致,控制过程相同、逻辑一致的基本要求,规范了操作训练和维修训练指标,以及模拟器的体系结构。采用与实装一致的组合面板建立一个逼真的人机交互操作环境,通过虚拟装备和典型实装部组件构建系统硬件环境;采用虚拟装备分系统结合典型实装部组件,构建模拟维修训练环境,利用虚拟及真实测量工具实现装备维修模拟训练;设置信息交互接口,以实现与数据传输系统和仿真分布交互平台间的互联。该训练模拟器操作简便,可靠性高,为装备操作和维修提供了训练和考核环境。     

民机全动飞行模拟器鉴定测试软件开发

为按照新鉴定标准鉴定飞行模拟器性能, 提交鉴定测试报告, 对飞行模拟器鉴定测试软件的开发进行研究; 首先介绍了飞行模拟器性能鉴定测试标准; 其次介绍了软件系统结构、软件的总体设计和主要模块详细设计; 最后通过某型飞行模拟器某测试标准数据验证了软件功能基本实现, 能达到实际使用要求.     

面向专用指令集处理器设计的软硬件协同验证

为提高专用指令集处理器设计中的验证效率和覆盖率,将专用指令集处理器的寄存器传输级设计验证与汇编器、指令集模拟器等软件开发工具的测试相结合,提出一种软硬件协同验证方法。该方法按照覆盖率要求由软件自动产生测试程序和数据,将利用汇编器产生的机器指令输入到指令集模拟器和硬件仿真工具分别进行软硬件仿真,通过软硬件仿真结果自动比对得出联合验证结果。实践证明,该方法能够有效提高验证效率和覆盖率,缩短验证周期。     

On-line tracking simulator with a hybrid of physical and Just-In-Time models

A tracking simulator that runs in parallel with the plant and exactly simulates dynamic plant behavior has been developed. This tracking simulator is currently in the validation phase at a commercial petrochemical plant site. The future prediction function of the tracking simulator is expected to have a major impact on plant operations, improvement, and control design. The tracking simulator is strongly dependent on the physical model based on physical and chemical laws, and cannot simulate unknown phenomena in the plant. A hybrid model consisting of a physical model and a statistical model based on historical plant operation data was proposed. The estimation accuracy of the statistical model was improved using the virtual input from the tracking simulator. Although the Kalman filter technique is applied to conventional software sensors for quality estimation as a model updating function, deterioration of estimation accuracy is often seen with marked changes in plant behavior and the analyzers shut down. To resolve these issues, we applied Just-In-Time modeling based on the historical data modeling technique with the tracking simulator, and the plant model coverage of the tracking simulator was expanded for various processes.