基于FPGA的医用超声内窥镜成像系统的同步控制

介绍了医用超声内窥镜成像系统的工作原理及超声成像驱动控制系统的设计与实现.根据超声成像系统指标,主要讨论了超声波激发、接收电路原理及具体的电路;现场可编程逻辑阵列(FPGA)作为核心控制模块完成对数据传输和相关电路及芯片的控制,主要实现了对超声波的发射、接收、A/D转换以及成像部分同步控制,电路的性能已得到实验的验证.     

一种用于胸腔监测的电阻抗成像系统

介绍了一种用于胸腔监测的电阻抗成像系统.利用直接数字合成器构建了多频激励信号源,采用DSP作为系统的控制与处理的核心器件,完成了系统各功能模块.设计了人体胸腔测量实验,并利用动态成像算法,进行了图像重建.成像结果表明系统设计合理、工作稳定;具有监测胸腔肺部通气状况和检测肺部组织病变的潜在能力.     

基于ARM9的脉冲触发与数据采集控制模块设计

为适应超宽带微波近场成像系统对脉冲触发及数据采集的要求,提出了一种基于ARM9微处理器的控制模块.它通过接口电路控制脉冲源,产生用于目标成像的超宽带窄脉冲;通过串口与存储示波器进行通信,对数据采集进行控制.给出了此控制模块结构和主要硬件电路设计,介绍了控制软件的设计流程,并给出了模块中发送与接收控制功能的具体实现方法.该控制模块的应用举例结果表明,该设计方案能有效地实现成像系统中的数据发送与接收控制,满足了系统设计要求.     

基于FPGA的高帧速CMOS成像系统设计

为了实现数字图像的高速高分辨率实时处理,设计了一种基于CMOS图像传感器、FPGA、千兆网和串口通信控制的高速高分辨率CMOS成像及实时显示系统;给出了系统结构原理,介绍了系统软硬件结构设计,结合CMOS图像传感器的工作模式和驱动时序,设计了系统成像控制模块、图像数据的高速缓存模块、图像数据的千兆网高速传输模块,实现了图像的实时显示与成像外部控制。实验表明,设计的成像系统方案合理,系统在全帧全分辨率(1280×1024)下读出帧频最高可达500帧/秒。     

一种高精度黑体辐射源温度测控系统设计

黑体辐射源作为通用红外目标,主要用于红外热成像系统的性能测试、校准和标定,其温度精度和稳定性直接影响产品的最终性能.为实现黑体辐射面温度的高精度测量与控制,提升红外热成像系统整体性能,提出了基于ATmega128单片机的黑体辐射源温度测控系统方案设计;利用MAX1402芯片和PT100完成温度的高精度测量;采用四线制恒压源驱动电路,简化硬件电路设计;基于μC/OS-Ⅱ操作系统平台和PID控制算法完成系统软件设计.详细阐述了MAX1402的校准和PT100标定过程,分析了影响温度测量和控制精度的影响因素并提出了解决方法.实验结果表明,该系统的温度测量绝对误差小于0.01℃,控制稳态绝对误差小于0.004℃.满足红外热成像系统性能提升的需求.     

电阻抗成像系统的设计

介绍了电阻抗成像系统,该系统以PC机作为上位机,用来进行可视化控制、实时成像显示操作鸦下位机采用高速单片机,控制电极选通、数据采集及预处理,并与PC机进行通讯;采用直接数字频率合成穴DDS雪技术产生高精度激励信号源,用相敏解调方法实现高质量数据获取。实验结果表明该系统能达到电阻抗成像(EIT)的性能要求。     

水下自适应照明系统的设计

设计光源亮度可随光强变化而自动调节的水下自适应照明系统,去除以往水下照明系统无法自行调节亮暗的弊端,改善了水下成像监测的光照环境,有利于水下光电成像探测系统整体性能的提高.系统控制算法使用一种带死区的PID控制算法,对系统实现了有效的自适应控制,使误差不超过基准光强的±8%.     

量子结构光电传感器读出电路的成像系统

针对目前国内CMOS量子结构光电传感器件调测、应用技术的缺乏与不足,设计了一种由低维量子结构光电传感器读出电路、ARM和通用计算机成像软件3部分模块组成的光电成像系统;利用单片ARM实现对读出电路模块的控制和数据采集,以USB方式通信,在通用计算机上编写设备驱动和成像软件呈现光电传感器所对景象的灰度图像;系统硬件简洁,可通过计算机图形化界面灵活,精确地控制光电传感器件积分时阃、偏压等参数,并有效获取传感器输出值;应用结果表明,系统为光电传感器的测量、调试以及应用开发提供了极大便利.     

电容层析成像数字化系统设计

为了克服模拟器件的约束,进一步提高系统的精度与速度,本文结合FPGA可编程逻辑控制和DSP信号处理能力强的特点,构建了16电极新型数字化电容层析成像系统.由FPGA完成系统逻辑控制、正弦激励信号产生和数字解调,简化了控制与接口电路,提高了系统工作的可靠性;由DSP实现图像重建算法,最终通过PCI接口将灰度值传送给PC机成像.理论分析和实验表明,系统的信噪比和实时性等性能指标均得到提高.     

1394总线在实时图像系统中的应用

随着红外成像技术的不断发展,红外图像的数据量越来越大,成像的速度也越来越快,这就要求红外成像系统具有实时采集、实时处理、实时传送大批量数据的能力;但是现有的大部分数据传输接口速率较低,难以满足现实中对速度越来越高的要求;将1394高速申行接口引人到红外成像系统中,完成了1394接口电路硬件及软件的设计,并在微控制器(MCU)和FPGA的控制下实现了红外图像的高速传输、实时显示,大大提高图像数据的采集速度和系统的整体性能;测试结果表明,通过1394总线每秒可以传输42帧大小为320 * 240的红外图像,并实现了图像的实时清晰显示,满足了红外成像系统实时采集实时显示红外图像的要求.     

Genetic-based fuzzy control for half-car active suspension systems

In this paper, a fuzzy controller is designed for automotive active suspension systems. A half-car model is used in order to consider the pitch angle of the body and the coupling dynamics of front and rear wheels. It is assumed that the three measurements of body acceleration, front suspension deflection and rear suspension deflection are available. The fuzzy control rules are separately designed for each measurement. After the fuzzy control rules are determined, a genetic algorithm is applied to tune the membership functions of these control rules. To measure the performance of the designed genetic-based fuzzy active suspension system, three road disturbance models are designed to simulate actual road conditions. The performance of the designed system is evaluated with respect to these disturbance models, and it is shown that the designed active suspension system provides good performance in improving ride quality and maintaining vehicle maneuvrability. It is also shown that the designed active suspension system shows robust performance with system model uncertainties.     

组合导航系统模拟器中的卡尔曼滤波设计

组合导航系统模拟器是飞行训练模拟系统的关键部件,在分别设计了惯性导航系统模拟器以及卫星导航模拟器的基础上,为了提高模拟器的真实性,针对如何实现两个系统最优组合,为其它系统提供准确可靠的导航数据的问题,参照现代飞机组合导航系统的组成结构及工作原理,设计了组合导航卡尔曼滤波器,建立了松组合和紧组合两种组合导航方式的方程和量测方程,并与纯惯性导航系统的结果进行对比分析,证明了所设计的组合导航系统卡尔曼滤波器的有效性.     

双PWM变换器的异步电机矢量控制系统设计

针对传统的双PWM变换器的异步电机矢量控制误差率很高这一问题,设计了一种新的异步电机矢量控制系统,分别对系统硬件和软件进行设计,硬件架构图中重点对硬件电机结构、DSP芯片和编程器进行设计。根据设计的系统硬件建立软件工作流程,软件共分为系统初始化、中断控制、PWM信号封锁、报警保护和数据通信五步,对每一个工作步骤做了详细的阐述。通过仿真实验验证了该矢量控制系统的实际工作效果,实验结果表明,所设计的系统具有很强的鲁棒性,控制性能远远好于传统系统,市场发展潜能大,对于异步电机发展有一定的指导意义。     

程序设计调试指导系统设计与开发

程序设计调试指导系统为了解决学生在高级程序语言设计课上机环节中能够及时得到辅导而研究设计开发的,该系统利用基于案例推理技术,利用模糊商空间理论建立案例库,案例库中每一个案例对应着教学经验丰富的教师平时所积累的程序设计和调试的经验。程序设计调试指导系统的设计目标是根据学生出现的错误,高效快速地检索案例库,给学生提供智能化、自动化和个性化编程指导服务,使系统表现出更高的主动支持能力。     

嵌入式中小船舶导航系统船载单元的设计与实现

为解决中小船舶定位导航难的问题,从中小船舶定位导航和监控的实际需要出发,使用基于WindowsCE.NET的嵌入式技术,设计并实现基于嵌入式系统的中小船舶导航系统船栽单元.使用Platform Builder定制开发应用程序,内置自主开发的电子地图,设计船栽单元与监控中心间的通信协议,利用电台进行数据通信,采用多线程技术实现GPS定位数据采集与处理,电子地图定位显示以及数据通信的功能.经实验测试,该船载单元能很好地实现各项功能.该船载单元功能强、体积小、抗震强度高、功耗小、成本低,可以较好地满足当前中小船舶可视化定位导航的需求.     

水下声纳基阵姿态鲁棒控制频域设计

对水下声纳基阵运行姿态伺服系统进行了建模和鲁棒控制器的设计，在计算机上对所设计的系统进行了数字仿真。讨论了在随机海浪作用下船的艏摇角姿态随机运动的数字仿真问题，结果表明，当系统参数在允许范围变化时，所设计的鲁棒控制伺服系统具有满意的性能指标。     

Design of an auditory guidance system for the blind with signal transformation from stereo ultrasonic to binaural audio

We have designed an auditory guidance system for the blind using ultrasonic-to-audio signal transformation. We first investigated the system requirements, and designed a simple but useful portable guidance system for the blind. The system derives visual information using multiple ultrasonic sensors, and transforms it to binaural auditory information using a suitable technique. The user can recognize the position of obstacles and the surrounding environment. The system is composed of two parts. One is a glasses-type system, and the other is a cane-type system with guide wheels. The former functions as an environment sensor, and the latter functions as a clear-path indicator. Wide-beam-angle ultrasonic sensors are used to detect bojects over a broader range. The system is designed as a battery-supplied portable model. Our design is focused on low power consumption, small size, light weight, and easy manipulation.     

气动ABS故障诊断系统设计

针对气压制动ABS,设计了一种双CPU结构的故障诊断系统。按照故障部位对ABS可能出现的故障进行了分类,确定诊断方法,完成相应的硬件电路设计和软件开发。采用ISO9141故障诊断通讯协议,在自主开发的ABS系统中设计了用于故障码传输的通讯电路与接口。实车试验表明,所开发的ABS故障诊断系统是合理可行的。     

输入有饱和的轧机液压伺服系统的多模型切换控制

针对轧机液压伺服系统随工况变化而存在的弹性负载力和外负载力跳变所引起的结构跳变问题,建立并优化了考虑控制输入饱和特性的、系统连续工作时不同工况下的轧机液压伺服系统被控对象的多模型集.对每一模型采用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了抗饱和状态反馈控制器,并制定了整个系统的切换策略,分析了具有饱和输入和外部扰动的切换系统的...