嵌入式伺服电机智能控制卡设计

设计了12～55V直流伺服电机的控制卡及嵌入式操作系统uClinux下的电机控制卡驱动程序，提供了完整的API函数库，使用户在无须了解硬件结构和电机原理的情况下，能够只通过软件实现对电机的启动、制动、调速、转速测量等操作。     

盘存储器中音圈电机的温度特性研究

现代硬盘机和光盘机的定位系统执行机构一般采用音圈电机驱动。定位系统的工作性能与音圈电机的性能密切相关。音圈电机的力矩常数是反映音圈电机性能的主要结构参数，它的温度特性对系统的伺服控制有较大的影响。本文测量了音圈电机力矩常数随温度的变化关系，该测量结果对研究音圈电机伺服控制的温度补偿具有重要意义。     

利用环境余热供电的无线温度测量系统设计

无线测量节点的供电是无线测量系统在实际应用中受限制的主要问题之一.为解决此问题提出了一种收集工业生产现场环境余热并转换成电能为无线测量节点供电的方法.设计了由多个无线温度测量节点和一个Sink节点组成的无线温度测量系统.无线温度测量节点以CC2530为核心处理器,用热电偶测量温度,节点电源由能量收集模块供给.能量收集模块用热电片收集环境余热,以LTC3109为核心构成电源管理模块从而获得3.3 V输出电压.设计了上位机软件实时显示和保存Sink节点收到的各测温节点的温度数据.实验表明,在一定环境条件下能量收集模块可以为无线温度测量节点提供工作电源,为无线测量节点供电提供了一种参考解决方案.     

用于DVB-S的全数字QPSK解调器方案

根据Digital Video Broadcasting-Satellite（DVB-S）标准,设计了一种结构简单、算法易于FPGA硬件实现、可纠频偏范围大、性能较稳定的全数字正交相移键控调制（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）解调器系统实现方案,经过企业FPGA硬件平台调试,已被某商业产品采用。     

基于光纤温度传感器的分布式温度测量系统设计

为实现航空武器装备维护保障中环境温度监测的精细化管理,设计了一种基于光纤温度传感器(FOTS,fiber optic temperature sensor)的分布式温度测量系统.首先利用光纤温度传感器的特点,对分布式温度测量系统进行了总体设计;其次研究开发了其硬件与软件,实现了系统的层次化设计,然后结合C/S网络通信模式实现了系统的网络化管理;最后对分布式温度测量系统进行了功能和性能测试.经系统测试验证表明,该系统可以实现航空武器装备维护保障中环境温度的精细化管理,具有高可靠性、易于扩展、远程访问,测量精度高,且系统的温度测量误差小,并将温度误差控制在1％以内.     

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.     

基于DSP的CCD信号采集控制系统设计

介绍了CCD信号采集电路的设计过程,该设计由单片机产生CCD内部垂直移位寄存器工作所需的转移脉冲,并由TMS320LF2407A芯片产生CCD水平移位脉冲和复位脉冲,然后在CCD输出信号之后设计了模数转换和数据存储电路,再由DSP和单片机共同控制DSP和数据存储FIFO之间的数据读取,从而可以实现DSP对CCD信号的处理,最终实现对目标的测量。     

基于采样测量值的不确定系统鲁棒H∞滤波

讨论了一类基于采样测量值的不确定系统鲁棒H∞滤波问题,所考虑的系统同时具有连续和离散干扰.对于所有的不确定性,研究了系统稳定性条件,并利用采样测量值设计了一个稳定的滤波器,滤波误差满足指定的H∞性能.给出了滤波器存在的充分条件,并利用矩阵变换得到了设计滤波器的LMI方法,通过求解LMI可以方便地得到滤波器的表达形式.最后,数值算例说明了所设计方法的有效性和可行性.     

高准确度温度变送器的补偿与校正方法

介绍了一种高准确度温度变送器,通过利用单片MAX1457实现了对温度变送器的零点和满量程进行温度补偿,并通过保存于EEPROM检索表内的120对数据进行高阶多项式拟合实现线性校正.实验和现场使用表明:该温度变送器具有较高的测量准确度(±0.3℃)和性能价格比.     

工程机械液压系统检测传感器的设计

介绍工程机械液压系统检测传感器的构成及三位一体的设计方法,分析其组成部分的工作原理、结构特点和性能特点.该传感器的设计实现了液压系统对流量、压力、温度等性能参数同点、同时、高精度的测量.     

蓝宝石高温光纤压力传感器的设计与仿真

针对高温环境下压力测量需求,提出采用蓝宝石材料来构造适用于特殊环境下的光纤高温法珀压力传感器。基于圆形膜片压力敏感原理设计了传感器敏感单元结构尺寸,通过Comsol有限元软件建立了敏感单元模型,对敏感膜片的表面位移及应力分布情况进行了仿真,验证了传感器设计的可靠性;同时分析了传感器的温敏效应,结果表明随温度升高,传感器的灵敏度会增大,会对压力测量产生误差,约为1.51kPa/℃,上述结果为蓝宝石高温压力传感器的结构和性能优化设计提供了有效指导。     

Compatibility of impulse modulation techniques with attitude sensor noise and spacecraft maneuvering

Three impulse modulation techniques, each of which provides precision control of spacecraft attitude together with excellent fuel economy during limit cycle operation, are evaluated comparatively in terms of compatibility with sensor noise and with maneuver (plus damping) requirements. Analog computation is used to efficiently simulate sensor noise and controller nonlinearities. Typical response plots demonstrate performance variations (attitude accuracy, rates, fuel economy, jet duty cycle, etc.) as functions of switching hysteresis, sensor noise spectrum, filter parameters and controller parameters. Based on analog results and theoretical correlation, design guides are evolved for selecting control system parameters and minimizing jet fuel usage in terms of mission performance requirements and sensor noise characteristics.     

一种一体式pH传感器的研制

为解决传统pH值在线监测仪器存在的传输距离短、测量信号易受干扰、温度补偿可靠性差等问题,设计了一种一体式封装的pH传感器,并介绍了传感器的测量原理、结构设计和测控电路设计.参照相关标准对传感器性能进行了实验验证,其响应时间为10 s,最大漂移为0.04 pH,温度补偿精度为0.03 pH.实验结果表明：传感器响应速度快、测量稳定性好、温度补偿可靠性高,特别适合于水环境监测与水质污染控制等领域的溶液酸碱度监测.     

基于适航符合性要求的T12传感器鸟撞设计优化

T12传感器用于实时测量风扇进口特定截面的总温,在技术要求上有着区别于其他传感器的显著特点:因其暴露在进气道内,故该传感器除了要满足基本的总温测量功能性能要求外,还需要具备一定的防冰能力及抗鸟撞能力,在航空发动机适航规定中对该传感器的防冰和抗鸟撞要求有相关描述。在考虑该传感器同时具备基本功能和防冰性能的基础上,基于航空发动机适航规定对T12传感器的抗鸟撞设计进行相关讨论。首先使用HyperMesh软件对T12传感器初期几何模型建立有限元模型,然后使用LS-DYNA显式有限元分析软件进行规定工况下的鸟撞计算分析。通过对初期模型鸟撞仿真计算分析结果的观察,对传感器进行有针对性的结构优化,并且对优化后的设计方案进行仿真验证,通过验证,表明本次结构优化设计是有效的,基本符合预定要求。     

基于Multisim 的NTC 热敏电阻温度 测量电路的设计与仿真

由于NTC热敏电阻存在严重的热电非线性问题,使得对应的温度测量电路的设计相对复杂。为此本文根据 NTC热敏电阻的性能参数特点,设计了相应的温度测量电路,并对此温度测量电路在multisim环境中进行了仿真分析,仿真结 果达到电路设计要求。     

适用于捷联惯导温度补偿的高精度测温系统

针对捷联惯导温度补偿的研究,设计了一种用铂电阻Pt1000作温度敏感器, ADS1148为信号调理和A/D转换的高精度双通道数字测温系统。采用高性能集成芯片、双恒流源式三线式配线法、比例输出结构和RC低通滤波器的设计,有效的简化了电路,增加了系统的抗干扰能力并减小了硬件误差;主控芯片采用MSP430单片机实现与ADS1148的通信和对上位机输出与温度数据相对应的16位数字量。试验结果表明该系统在捷联惯导温度补偿研究中所用的-40°C到60°C的温度范围内达到了0.002°C的分辨率。     

A control design and calibration reduction methodology for AFR control in gasoline engines

A control architecture for air to fuel ratio (AFR) control of gasoline engines designed to work with switching and/or wide range oxygen sensors, with the goal of minimizing calibration effort while meeting performance requirements, is described. A high bandwidth, dithered inner-loop reference tracking controller with pre-catalyst oxygen sensor feedback coupled with a low bandwidth setpoint tracking outer-loop with post catalyst oxygen sensor feedback, is used to control engine exhaust and O₂ storage in the three-way catalyst (TWC), respectively. A total synthesis inspired design ensures that significant non-linearity in the system is handled through a coordinated and corrective action and expected response blocks in the open-loop, without burdening the closed loop controller. Calibration is achieved offline, through closed loop optimization using genetic algorithms, while simultaneously meeting performance and stability criteria with significantly reduced need for in-vehicle tuning. Experimental results show comparable emissions performance with the stock OEM AFR controller under warmed up conditions over a standard drive cycle.     

射孔器腔内压力测试系统的高频响应展宽研究

在射孔过程中射孔器腔内会产生二次压力脉冲,一次压力脉冲是一种对于腔内压力测试系统的抗冲击设计、频响设计以及传感器的选择的重要参数,二次脉冲是石油企业工程分析的重要参数。为了在高温、高压、高冲击环境中测得一次脉冲,为射孔器腔内压力测试系统的设计提供重要依据,延长射孔器枪内压力测试系统的使用寿命和降低高昂的成本实现信号的完整采集,保证动态测试精度,本文从实际应用需求出发,给出了系统频响展宽的总体设计方案和测试信号的技术指标。     

基于模糊PID的UEGO传感器控制方法研究

宽域废气氧传感器具有较宽的空燃比测量范围,广泛地应用于稀燃发动机空燃比控制系统;UEGO传感器需要配套控制器才能正常工作,通过控制传感器的温度和泵电流,实现空燃比的测量;然而,UEGO传感器温度具有非线性,泵电流参数存在摄动,给其控制带来了困难;为了缩短冷启动时间,采用斜坡加热与模糊PI相结合的分段温度控制策略,以克服温度的非线性和冷启动的加热限制;采用基于OE模型的系统辨识法,建立不同工况下的泵电流模型,据此采用模糊PID的控制方法提高泵电流的控制精度与响应速度,克服泵电流参数不确定性的影响,从而提高传感器的动态性能;在空气环境和混合气配气平台上进行实验,结果表明:UEGO传感器冷启动时间少于20 s,温度控制精度较高,泵电流调节时间为191 ms,动态响应速度快、抗干扰能力强。     

基于数字传感器的分布式远程温度测控系统

提出了一种基于数字温度传感器的客户/服务器模式分布式远程温度测控系统新方案。阐述了数字温度传感器的工作原理和测量电路的设计方法,介绍了分布式远程温度测控系统的结构、各部分的功能及系统设计方法。现场控制器以AT89C52单片机为核心,采用socket技术实现用户对温度系统的远程控制,利用小波变换方法进行视频图像压缩。该系统具有结构简单、可靠性高和通用性强的特点,运行结果表明了其效果良好。