基于单片机的电子束焊机数字扫描信号发生器

简述了电子束偏转扫描原理和周期性波形设计方法,介绍了基于AT89S51单片机的双通道数字扫描信号发生器的设计及其实现.利用串口通信,用户可以通过PC机选择所需信号波形.     

铁磁管道环境下极低频微弱磁场的分布及检测

极低频信号对金属管道、土壤等介质具有良好的穿透性能,可以应用于管道中的目标定位.实现这个目标包括2方面的内容:一是认识极低频磁场在管道环境下的分布;二是对接收的混有噪声的极低频信号进行检测与判决.其中极低频磁场的分布特性是信号检测、判决与系统设计的基础.首先建立了管道环境下极低频磁场的对称模型,推导了管道内外各层介质中极低频磁场的解析表达式并给出数值计算结果,通过ANSYS软件建模仿真进行验证.在此基础上,得到了接收天线上感应磁场随距离的变化曲线,通过对信号与噪声的比较,设计了接收系统的整体方案.针对接收信号的特性,选择最小二乘法进行实时检测和判决.通过分析核心判决统计量与归一化自相关系数的关系,采用深度叠接相加预处理技术,明显地改善了系统的接收效果,扩展了叠接相加法的应用范围.     

偏转式永磁同步风力发电机电磁建模与瞬态分析

针对分布式能源系统风力发电的应用,提出了一种偏转式永磁同步风力发电机。介绍了偏转式永磁同步风力发电机的基本工作原理,并根据经验计算确定电机的结构尺寸。通过利用三维有限元建模仿真,分析了风力发电机的磁场云图、自转转矩和偏转转矩,并利用解析法对气隙磁场进行分析计算。另外,还对发电机在偏转前和偏转后的电压、电流、磁链及反电势波形及其谐波做了对比分析。分析结果表明,偏转前后,风力发电机的特性影响不大,可短暂工作在偏转状态以实现初步转向调节,为分布式能源风力发电机的研究和该类发电机的优化提供了新的思路和参考。     

机载激光通信系统的杂散光分析

在自由空间激光通信系统中,常采用通信及信标发射接收共用同一系统的方式,内部发射激光若不能很好的抑制、外部杂散光的干扰都能在整个系统中通信,接收探测器以及信标接收探测器像面上将产生杂散光的影响.本文针对机载激光通信系统进行了杂散光的分析及软件仿真,仿真结果表明系统光学和机械结构设计有效地抑制了内部和外部杂散光.     

一种激光主动探测的回波信号检测方法

微弱激光回波信号探测是远距离激光主动探测的难点问题.本文提出了一种应用四象限探测器进行激光回波信号相关检测的新方法.经仿真计算表明,将四象限探测器接收到的4路回波信号送入相关处理器进行相关处理,可以检测出信噪比为-21.07dB的信号,其信号检测能力比二元相关检测要高出5.68dB.在4个象限中信号分布越均匀,信号检测能力越强.     

超声波穿金属厚壁通信电路系统设计与实现

在分析超声波穿金属厚壁通信系统需要高频高压的基础上,设计了一种利用电感储能产生高压脉冲的发射电路.采用FPGA产生高精度高频控制信号,驱动IGBT开关元件.同时在对介质表面声波透射状况分析后,设计了接收信号放大和带通滤波电路,实现了超声信号的稳定接收.在接收信号包络检波和A/D采样转换后,通过FPGA处理实现了数据流的还原.该设计方案可实现密闭容器内信息的采集与高速传输,具有重要的应用前景.     

应用动态调制与干涉条纹形状测量二维角度

采用四象限探测器接收干涉条纹进行位移测量时,干涉条纹的形状会影响各探测器之间的相位差。本文在建立干涉条纹形状与干涉夹角关系模型的基础上,提出了应用四象限探测器识别干涉条纹形状的方法。通过干涉条纹光强面积分运算方法,推导了干涉条纹形状参数与探测器信号相位差之间的理论公式,并给出了相位差与干涉夹角之间的关系。利用PZT匀速驱动参考镜的方法实现了干涉条纹的动态调制,提高了信号相位差的识别精度。通过椭圆拟合技术实现了相位差在(0,π)的高精度识别,并结合特定的正余弦累积运算实现了(-π,π)相位差的识别,从而完成了偏转角度方向的测量。相对传统CCD条纹形状识别方法,该方法扩大了角度测量范围,且更适合动态测量。与高精度自准直仪进行的比对实验表明,该方法在±300″的测量精度为3″。     

微位移检测系统中精密光电转换电路设计

基于像散原理的光学检测系统,是通过对光路系统聚焦信号的离焦量FES的检测实现微位移的测量.四象限光电探测器作为检测系统的光电转换传感器,需要设计光电探测器电路,实现对FES信号的检测,并由微单片机系统采集处理,通过串口通信传给PC机进行数据存储和被测对象二维图像分析和重建.通过将所设计的电路集成在光学测头装置上进行实验测量,光电转换信号稳定,相对误差小于5%.     

基于射频通信的液力耦合器多点监测系统的研究

为了实现对液力耦合器机组的多点实时监控、组网传输并及时报警,设计了一种基于射频通信的液力耦合器多点温度、压力监测系统.该方案可实现现场单台接收设备同时采集并上传多台液力耦合器的状态参数,利用 LoRa 通信实现局域组网,配合相关通信协议实现高效组网、便捷监测的效果.并针对传感器设计与厂区局域网建立方面涉及到的射频传输、天线设计、组网建立、实时监控等难点重点进行方案分析,并进行必要的实验测试.测试结果表明:传感器信号质量高,传输数据稳定;LoRa 通信组网传输信号稳定、范围广,基本可满足现场使用需求.     

激光喷丸用四轴机器人与脉冲激光器的联动方法

为实现对位置固定的、具有复杂形状表面的构件进行在线激光冲击强化,对四轴机器人和脉冲激光器等组成的激光喷丸系统的联动方法进行了研究。通过分析机器人与激光器之间所支持的通信方式、信号输出和接收方式,分析能够被设备识别的信号接收与发送的要求,提出采用RS232串口通信来实现激光喷丸系统的联动。根据四轴机器人对外进行交流的信号要求,设计出相应的信号转换电路、压降电路、单片机方波产生电路等,并编写出相应的IO接口开关控制程序和RS232串口异步通信程序,开发出相应的硬件电路和联接方法,实现了四轴机器人和脉冲激光器间的信号互动,达到了联动工作的效果。