基于STM32的多功能液体检测系统

本系统以STM32F103RCT6单片机为核心控制芯片,可以一键自动测量容器内液体的重量和液位参数,并显示测量数据、判别液体种类。使用激光与浮板进行液位测量;使用压力传感器与24位AD转化模块HX711进行高精度的重量测量;利用pH值传感器、光电传感器、导电率传感器获得液体不同的物理特性,区分液体种类。系统模块构成主要包括单片机系统模块、电源模块、激光测距模块、称重模块、传感器模块、OLED显示模块和按键模块,具有多功能、测量准确、反应速度快的特点。     

基于DDS的新颖多功能程控电源的设计

多功能和数字化控制是现代电源技术发展的重要方向. 本文设计了一种新颖的高精度、多功能程控电源. 系统采用模块化设计,主要包括信号发生器、恒流源、多功能程控调节电路、功率放大器和触摸式液晶显示屏等模块. 设计的电源,既能提供±15 V的稳压电源,并实现0~1 200 mA的可编程恒流输出;也能作为高精度信号发生器输出0~100 kHz的正弦波、三角波和0~10 kHz的方波甚至是任意波形的功率电源,达到一机多用,减少实验室仪器设备数量、节省实验桌面空间的目的.     

基于FPGA的精确时钟同步方法

为实现分布式系统高精度同步数据采集和控制的实时性要求，提出了一种基于工业以太网的分布式控制系统时钟硬件同步方法.基于高速数字逻辑硬件方法解析IEEE1588时间同步协议，采用硬件描述语言（VHDL）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）设计时间戳截获、晶振频率补偿、时钟同步算法等模块，为嵌入式实时控制系统构架高精度的硬件时钟同步方案，该方法解决了传统的基于嵌入式软件的时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.对基于工业以太网的分布式控制系统进行了动态测试验证，实际测试数据表明系统各节点达到了亚微秒级的时钟同步精度，长期运行结果验证了系统同步精度的稳定性.     

螺旋桨驱动UUV推进系统研究

为了实现水下机器人(UUV,Unmanned Underwater Vehicle)的高精度控制,深入研究了螺旋桨驱动UUV推进系统各个环节运行机理,并建立了它们各自的数学模型,包括PWM模块、直流永磁电机、螺旋桨、舵的数学模型。多功能仿真试验和湖试试验的系统响应曲线基本吻合,一方面表明本文建立的推进系统模型的正确性,另一方面体现了在多功能仿真平台上调试的控制策略和控制器参数具有很大的可信度。     

基于DSP的高精度频率测量系统的研究

针对在脉冲频率测量中,测量精度低的问题,提出了一种基于DSP芯片的频率测量系统.采用TMS320VC5502作为核心处理单元,以多周期同步测频法为理论基础,结合DSP芯片的高精时钟、快速运算的优点,实现了高精度的频率测量,并提出了进一步提高测量精度的方法.使用两个定时器和一个外部中断进行测量,DSP进行标准频率和被测频率信号的计数,并计算测频结果,发往上位机.结合实验结果进行了精度分析,测量精度达到10~(-9)数量级.     

基于卫星共视技术的电网时间同步

针对电网系统对时间同步的要求,提出一种基于GPS/北斗卫星共视技术的远距离时间比对和传递方法,实现电网系统的高精度时间同步和频率校准.详细介绍该系统的软、硬件设计和数据处理算法,并给出国家电网所有一级基准时钟与国家标准时间UTC（NTSC）的共视数据分析结果：GPS模式下的共视比对精度优于5ns,北斗模式下共视比对精度优于15ns.数据结果表明：采用该技术能够实现电网系统全网范围内高精度、高稳定性、高可靠性的时间统一.     

面向混沌激光器的高精度温控与驱动电路设计

为实现对混沌激光器温度与注入电流的高精度调节与控制,设计并制作了一套面向混沌激光器的高精度温控与直流驱动电路系统.该系统主要包括温度控制模块、直流驱动模块及上位机控制模块3部分.温度控制模块采用高控温精度的ADN8830作为主控芯片,通过设计温度补偿网络和功率放大电路,构成完整的闭环温度控制结构.直流驱动控制模块采用ADN2830作为主控芯片,结合高精度数字电位计设计串联和并联电阻电路,实现对激光器注入电流的精确控制.上位机控制模块采用串口通信方式实现对电路系统的整体控制,并利用LabVIEW语言开发了上位机自动控制系统.实验验证,电路系统温度控制精度可达0. 01℃,电流控制精度可达0. 01 mA,完全满足混沌激光器稳定运行的要求.     

基于变频率动态采样的导航信号高精度多普勒频移中频模拟方法

研究了中频模拟器中时变系统采样间隔的高动态多普勒频移模拟方法. 基于卫星运动模型研究了信号高动态频移特性,提出基于变频率动态采样的伪码和载波多普勒频率偏移模拟方法;给出高精度码多普勒频移模拟设计方案,通过省略传统方法中必需的码数控振荡器模块来降低系统实现的硬件复杂度;通过对伪码频率模拟误差精度的分析,推导了算法主要参数取值的闭式解. 仿真结果表明,在接收信号频率具有有限二阶变化率的高动态环境下,该方法可有效提升多普勒频移模拟精度,并给出具有高稳定度的结果.     

多功能测控系统的开发

该文介绍了一多功能测控系统的开发。该系统的设计以超低功耗单片机MSP430为核心,具有8路信号输入输出通道;采样模块通过对来自传感器或仪表的模拟信号进行数据采集,将得到的数据以串口通信的方式发送给上位机,可方便地显示输入信号的数值及波形曲线;通过上位机组态选择,可控制下位机由AD421输出直流,三角波,方波,正弦波等电流信号,从而实现对工业系统的监测与控制。本系统具有多功能、高精度、实时性、界面友好的特点,可广泛应用于工业控制过程领域及科研实验之中。     

简易无线通信系统的设计

设计了一种简易无线通信系统,采用了调频方式实现单工语音及数据传输业务,具有外围电路简单、低功耗、抗干扰能力强的特点.系统分为两部分:发射模块和接收模块.发射模块以MC2833为核心,通过连接外围电路实现信号的发射;接收模块则以MC3362为核心,外加单片机和频率合成器组成,实现了对信号的接收,具有较强的抗干扰能力.     

一种宽频率调节的精密OCXO

在精密标准频率控制仪器中,常常需要既能在宽频率范围调节又能够保持高频率稳定度和低相位噪声的可控晶体振荡器．为了实现宽频率范围调节,不得不采用拉动性好但是稳定度和老化率较差的基频晶体振荡器．虽然基于SC切泛音晶体的高精度恒温控制晶体振荡器(OCXO)显现出非常高的频率稳定度和低老化率,但是它的电压控制频率调节范围很窄,无法在锁相受控的情况下使用．针对更宽的频率调节范围,笔者提出一种新的方法,即通过对温度控制来调节OCXO的频率．所有精密OCXO的良好性能都可以保持下来,同时,原来的10^-7量级电压可控频率范围提高到5×10^-6量级或者更宽．这样就能够在需要长期稳定锁定的频率源,如星载的原子钟中得到应用,保证了系统稳定优良的指标．     

在固定时间抽样的可变抽样区间的单边控制图

根据文献 [1 ]在固定时间抽样的可变抽样区间 (VSIFT)的x控制图的模型设计标准差 (S)、极差(R)和不合格品数 (np)图。计算了VSIFTS图、R图和np图的发信号前的平均时间 ,并同固定抽样区间 (FSI)的常规S、R和np图作比较。所设计的VSIFTS、R和np图能缩短过程失控时间 ,从而减少不合格品数     

Design of the satellite synchronized clock

This paper introduces a system for a new type of GPS/the Beidou locking second-class frequency standard of measuring time intervals based on the TDC-GP2 Chip. It also presents the overall design scheme for the system, develops the hardware and software frame, and implements the Kalman filter algorithm combined with the method of linear average for estimating and filtering noise. The universal TDC-GP2 produced by the ACAM company for measuring time interval of locked second-class frequency standard system is used by the satellite. By increasing another dividing frequency output signal 1PPS2, the measurement range is extended to -3.25～+3.25ms and the time resolution of 50ps is obtained. Experimental results show that the system's locked output frequency accuracy is as high as 10^-12(24-hour average). Frequency stability is better than 10^-11/s. Compared with the traditional frequency standard locked system, the system has the advantages of simple circuit, convenient adjustment, wide measurement range, small additional noise, and high precision.     

反导预警雷达交接班效能仿真模型框架研究

针对反导防御作战中早期预警雷达和多功能相控阵雷达的交接班效能仿真验证问题,深入解析了雷达交接班概念和内涵,提出了雷达交接班过程的时间、高度和逻辑三维模型.基于该过程模型和地基雷达预警探测导弹目标的使命任务特点,提出了反导预警雷达交接班准则,进而构建了包括弹道仿真、交班时机仿真等较完整的仿真流程方案和模型体系,形成一个可行有效的雷达交接班效能仿真模型框架.该模型框架可用于反导预警雷达交班策略研究等,为反导预警指挥提供一定的决策支持.     

多功能数字频率计的设计与研究

为精准测量信号频率等参数,设计了一种以STC89C52RC单片机为控制核心、由三极管3DG120、施密特触发器74HC14和分频器74HC4040等构成信号处理电路,可以测量信号频率、周期、脉冲宽度等参数的多功能数字频率计。该频率计通过RS232串口将单片机测量的数据传送至上位机,利用上位机软件集中显示所测信号的频率、周期、脉宽、占空比等各参数测量值并描绘出所测信号波形,给出了单元模块设计电路和配套的软件设计,并提出小信号测量时抗干扰的一些办法。实验表明,系统结构简单,是对电子计数器多功能和多用途的扩展型设计和研究,频率测量误差低于0.1%,达到设计技术指标,具有良好的人机交互性,其中信号频率测量范围为1～50 MHz,可测小信号,幅值低于0.5 mV,能满足实际测量要求。     

DDS技术和FPGA在多功能信号源中的应用

针对信号源频率分辨率低、变频速度慢、频率准确度低、开发更新周期长等问题,采用四级流水线技术和EDA工具,设计并实现了一种以FPGA、高速D/A和低通滤波为核心,基于DDS技术的多功能信号源,并对DDS误差进行了分析.实验测试结果表明该系统硬件电路简单可靠,能够产生幅度和频率可调的正弦波、方波、三角波和锯齿波,频率范围在1×10-8～40MHz,频率分辨率可达0.01Hz,频率准确度在±0.1%内.具有频率分辨率高、处理速度快、输出灵活等特点.     

基于嵌入式系统的电能采集终端设计与实现

为实现智能电网提出的自动计量、智能计量要求,设计了一种用于配电终端既可以自动计量又可以有效监控的多功能电能表。介绍了基于最新标准Q/GDW373的用电信息采集终端,它通过与主站的信息交换,电压电流互感器信息采集,与电能表的通讯,实现了一个智能化的电能数据采集系统;简述了该系统的功能、硬件组成和软件的设计,系统采用ARM9芯片AT91SAM9G20和Linux多进程技术对数据进行采集和处理,实现了嵌入式实时用电数据自动采集。     

A/D、D/A转换器的自动化测试

从简化Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ器件测试,构建简单可靠,通用性好的自动测试系统出发,提出了一种软硬件相结合的测试方法,给出了实现原理图,并详细地描述了软件实现过程。该系统可用于制作中低频多功能仪器。     

Design and analysis of logarithmic spiral type sprag one-way clutch

A complete mathematical model for logarithmic spiral type sprag one-way clutch design and analysis is given.It assumes that the motion of all clutch components can be expressed by a model of epicyclic gearing.It takes advantage of Hunt-Crossley contact impact theory to calculate the contact forces between sprags and races,and it can be used for optimization of design and comparison with other types of sprag clutches.A good deal of analysis shows that the parameters of the steady windup angle,the steady contact force,the natural frequency and natural cycle of clutch have nothing to do with the initial velocity of outer race,while the parameters of the maximum transient windup angle,the maximum transient impact force and the steady engagement time increase linearly in the mode of engaging operation of clutch.It is also shown that the strut angle has great influence on the dynamic engagement performance of clutch.The parameters of the steady windup angle,the maximum transient windup angle,the steady engaging time,the steady contact force,the maximum transient impact force and the natural cycle of clutch decrease linearly nearly with the inner strut angle,while the natural frequency of the system increases linearly with the inner strut angle.     

基于激光刻蚀技术石英晶振频率微调系统的设计

根据石英晶振频率微调机理及激光刻蚀特性,设计软件、硬件实现了一个基于PC机和激光器的石英晶振频率微调装置,并提出了一种实用刻蚀方案,可实现对多片晶片同时微调,能有效地消除微调过程中出现的温漂等问题,同时讨论了提高微调速度及合格率的方法．