超精密微动台控制器带宽优化研究

为提高超精密微动台的控制带宽,改善控制性能,针对微动台模型包含机械谐振以及时滞的特性研究一种优化回路成形(Optimized loop shaping,OLS)控制器设计方法。通过回路成形方法分析得出PID控制器相位超前量不足是造成带宽受限的主要因素,并给出一种能实现高带宽的高阶控制器。利用回路成形(Loop shaping,LS)设计方法将控制器参数设计描述为优化问题,并利用遗传算法对其进行求解。将OLS控制器与试验整定的PID控制器进行试验对比,结果显示采用OLS控制器的系统的上升时间、调整时间、定位精度都有较大幅度地改善,最大超调量有所增加但仍在工程允许的范围内,表明所提出方法能够减小控制器设计对经验的依赖并有效提高地超精密微动台的控制性能。     

基于有限带宽期望模型的超精密机床伺服跟踪控制研究

为实现超精密机床的高速高精度跟踪,提出了一种利用未来信息的有限带宽期望模型。该模型的幅频特性在期望频段内为1,其它频段内为0,在所有频段内相位滞后恒为零。系统设计中,采用了反馈+前馈补偿形式的控制器近似实现该模型。将该控制器应用于实际系统中,得到了跟踪正弦信号时系统的最大稳态跟踪误差不超过±25nm的控制精度。     

蓄电池管理系统中硬件电路设计

设计了一种基于Zigbee无线通讯的蓄电池电量实时检测系统,能够检测蓄电池的端电压、电流和温度。经过检测。系统运行稳定可靠,有较好的应用前景。     

超精密车床内嵌式PLC的硬件设计

结合ＨＣＭ－Ⅰ型超精密车床的实际情况,阐明了采用内嵌式可编程控制器的必要性,详细介绍了内嵌式ＰＬＣ的结构及工作原理,给出了ＰＬＣ关键硬件技术的设计原理及电路图     

超材料完美吸波器研究进展

超材料是一种人工复合材料,一般是由金属和电介质周期性排列的单元结构所构成,它具有天然材料不具备的某些特殊电磁性质。超材料的电磁响应不仅由它的构成材料决定,也与其谐振单元的微结构和排列方式有关。基于超材料设计的完美吸波器通过合理改变谐振单元的微结构参数和排列方式可以实现对特定波长的电磁波接近100%的吸收。超材料完美吸波器(PMA)具备设计灵活、响应可调、厚度小、吸波强等优点,通过设计合理的结构可以实现超宽带宽和极窄带宽,可以广泛应用于隐身材料、频率选择表面、太赫兹成像、智能通信、光电检测等领域。本文结合国内外研究现状,综述了PMA的研究近况与发展前景,以期获得对PMA更全面的理解。最后对PMA的发展趋势和应用前景进行了深入探讨,多功能、结构简单的新型PMA是未来的发展趋势。     

基于带通采样定理的高速数据采集系统的硬件电路设计

介绍了带通采样定理,它在数据采集中可以降低采样率,但是在实际采集中存在信号混叠,采样“盲区”和频谱反转等问题,对这些问题提出了解决方法.在这个理论基础上,设计了高速数据采集系统的硬件电路,介绍了数据采集ADC芯片AD08D1000,以及该芯片的外围差分信号转换电路和时钟信号产生电路,同时还介绍了电源模块电路和用于数据传输的USB模块电路.     

四极质谱检测中复合放大器的低噪声高带宽设计

四极质谱峰信号是10-11A到10-6A级的微弱电流,并且快速变化,所以在大动态范围内实现低噪声和高带宽是设计关键。设计一种开环增益(ac)可调整的同相输入复合跨阻抗放大器,分析ac对信号和噪声的作用。在较低放大倍率时,改变ac后同相输入复合放大器会降低自身产生的噪声,实现低噪声;在较高放大倍率时,改变ac后同相输入复合放大器能扩展被极高阻值的反馈电阻和寄生电容降低的信号带宽。实验结果表明：与反相输入复合放大器相比,同相输入复合放大器在106-107V/A放大时能降低5-30%噪声,在108V/A放大时扩展带宽1.8倍并提高10-15%质谱峰强度,提高了质谱峰的信噪比。     

高速轴承组件的磨削和超精加工

一、前言双列球轴承组件(Bearing Unit)广泛应用于各类纺织机械以及其他精密机械的高速回转中。以六十年代末进入商品生产的新型纺纱——转子纺纱为例,轴承组件的转速:六十年代3×10~4 r/min、七十年代6×10~4r/min、八十年代8×10~4 r/min。产品设计结构并无多大变化,但轴承转速却成倍提高。其主要原因之一是在磨削和超精加工的手段方面有较大改进。在1977～1986年的十年内,全世界已拥有转子纺纱设备达630万头,亦即轴承组件的数量达630万套。1987年在法国巴黎纺织机械博览会上转子纺     

X波段柔性透明编码超表面散射特性分析

为保证伪装伪装效果的前提下进一步提升其雷达隐身特性,设计了一种基于方环结构的柔性透明编码超表面。通过改变其表面相位梯度编码方式,将电磁波散射到异常角度,有效降低了其后向散射。仿真和实验结果表明,两种编码模式均能实现X波段范围衰减10dB的目标,二维梯度编码表面相较一维梯度编码的衰减频宽略大。与其他柔性编码超表面相比,该方法表面设计结构简单,厚度较薄,仅为3mm左右,有望实现微波隐身和光学伪装的完美结合。     

超宽带穿墙雷达动目标跟踪成像算法研究

利用超宽带穿墙雷达探测跟踪墙后人体目标在城区巷战、反恐斗争和人质救援等领域的应用日益广泛。动目标检测与成像算法是穿墙雷达信号处理的两大关键部分,针对传统的动目标检测方法的不足,本文研究了一种提取动目标回波信息的自适应背景去除方法,并考虑到墙体影响,对传统的后向投影成像算法进行改进。利用FDTD数值仿真和外场实验验证了对隐藏在墙后运动目标跟踪成像,研究结果表明,本文算法对天线形式要求简单,准确度高,实时性好。     

Experimental study of through-wall human detection using ultra wideband radar sensors

Measurement of weak signals is very challenging since the signals may be buried by noise. In this paper, we study measurement of sense-through-wall signals using UWB radar sensors, and measurements show that the collected signals due to respiratory movement of human target are very weak. Based on the measurements, we perform through-wall human detection. The detection of human targets hidden by walls, or trapped in buildings is of interest for rescue, surveillance and security operations. In this paper, experiments on through-wall human detection using the ultra wideband (UWB) radar PulsOn 220 in monostatic mode are carried out in two scenarios: through gypsum wall, and through wooden door. And three analytic methods are employed for the detection: normalized difference square matrix method, reference moving average method with Discrete Fourier Transform (DFT), and Empirical Mode Decomposition (EMD) from Hilbert Huang Transform, of which the breathing information of the human target is contained in the third intrinsic mode function (IMF3). The experimental results for the human target detection behind the wall are demonstrated and thus compared using these three methods. It shows that the distance of the human target to the UWB radar could be approximately estimated by the normalized difference square matrix method and the reference moving average method. As to Hilbert Huang Transform, even though the existence of the through-wall human target can be clearly detected, the range information is ambiguous.     

Measurement and functional validation of detect and avoid ultra wideband devices

Ultra Wideband (UWB) radio regulations have been discussed in recent years because of the potential interference of UWB radios to other radio systems with which they share the spectrum. A mitigation technique for UWB devices named Detect and Avoid (DAA) has been proposed as a potential solution to reduce the risk of interference. DAA testing presents specific challenges related to the low emission power of UWB devices, the validation of spectrum sensing algorithms and timing considerations. This paper presents the design of a test bed to validate the correct implementation of DAA mitigation techniques by UWB devices. It describes the testing challenges and the related test bed design solutions for both radiated and conducted test methods. A number of measurement campaigns on UWB devices with detect-only capabilities were separately conducted at three different test beds facilities. The measurements results are analyzed and compared.     

基于nRF2401实现远距离高速无线通信方案

从应用的角度出发,阐述了nRF2401单片无线收发一体芯片的功能和特点。给出了利用nRF2401单片无线收发一体芯片实现远距离高速无线通信的电路实现方案,并提供PCB设计施工过程中的一些建议。     

适用于PEBB采样系统的高速光纤隔离通讯装置

为了解决系统中较高电压电流变换率对采样产生的干扰问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的光纤隔离采样通讯装置,并阐述了该装置的具体设计思路及步骤.这种装置可实现信号采样并进行数字化传输和接收,具有优良的绝缘性能和暂态特性,对复杂电力电子系统隔离采样及信号传输有工程实用价值.最后通过实验给出了两个节点间数据传输波...     

列车对列车无线通信中的信道特性分析

列车对列车(Train-to-train,T2T)通信能为现有车-地专网通信提供保障,其信道特性直接影响上层通信技术的应用.首先,根据铁路运营场景的空间分布结构和菲涅尔带理论提出一种适用于平原和长直隧道场景下追踪列车间直接通信的频率分配方案,并结合由降雨引起电波衰减的估算方法分析多频段无线信道的大尺度衰落.其次,推导T2T通信的最大多普勒频移计算公式,并通过射线跟踪法描述隧道内多径波,以分析小尺度衰落.最后,在同等速度条件下,仿真分析得出T2T通信低频段最大多普勒频移值明显低于车-地通信频移值.     

无线光相干通信智能信道均衡技术实验研究

宽带无线光相干通信通过信道均衡来抑制大气湍流产生的码间串扰。以湍流环境下的中频信号作为样本,分别采用反向传播(BP)神经网络和长短期记忆(LSTM)神经网络进行训练,将训练达到稳定的网络模型作为信道均衡器,以均衡器输出的中频信号作为系统性能评价指标并与自适应光学波前畸变校正算法进行比较。仿真结果表明,智能信道均衡算法对于系统误码率的改善优于自适应光学波前畸变校正算法。实验结果表明：采用BP神经网络信道均衡技术、LSTM神经网络信道均衡技术,以及波前畸变校正技术后,中频信号直方图的峰值分别位于0.49、0.38、0.38 V,相应的系统误码率分别为3.79×10^-5、1.64×10^-4和8.48×10^-2。智能信道均衡技术相比于波前畸变校正技术对于中频信号幅值随机起伏和误码率都有明显改善。     

面向无线链路压缩数据可靠传输的高效纠删编码

机上载荷获取的视频图像数据经压缩后在误码率为1×10-5的无线通信链路中传输时极易受到干扰,从而使得地面终端无法正常解码显示。本文通过分析无人机测控下行链路数据传输误码模型,设计了一种高效的纠删编码技术以提高压缩后码流的抗误码性能。该算法首先将编码后的数据按照一定数量的字节数进行分帧,对分帧后的数据按列进行改进后的快速范德蒙纠删编码;然后对编码后的数据再按帧格式进行快速循环冗余校验(CRC)编码;最后将编码后的码流送入信道传输。仿真结果表明,该纠删编码抗误码技术能够将误码率为1×10-5信道降低到1×10-8左右,可以使得经过高压缩比后的视频码流正确解码显示。此外设计时使用的纠删编解码技术运算量低、延迟小、非常易于硬件实现。提出的高效纠删编码技术已成功应用于多项无人机测控系统。     

超低速运动下降装置系统设计

应用工程设计学基本原理，设计一种简易的超低速下降设备，应用于单晶硅拉伸。论文中提出了多种实现方案，通过分析比较获得一种制造成本低、制造简单、制造周期短的方案。     

基于模糊控制和无线宽带通信的水利灌溉控制系统的设计与应用

为了合理地调配农业灌溉水资源,文中提出了一种基于模糊控制、PLC和无线宽带通信的水利灌溉控制系统设计方案.详细论述了系统组成、工作原理和模糊控制策略及其应用.该系统较好的克服了传统PID控制中稳定性差、参数整定难的问题,并利用PLC和无线宽带通信设备实现了对灌溉水资源的集中管理和分散控制,提高了农业灌溉水资源的利用率,为建设节水型社会提供了技术保证,有广泛的应用前景.