基于MST703的TFT-LCD驱动方案研究与设计*

针对小尺寸TFT-LCD的驱动电路复杂、功耗大、成本高等问题,提出一种基于单片式视频IC、双重稳压以及π型滤波的新型驱动方案。主芯片采用嵌入式视频驱动芯片MST703,设计了其硬件电路及驱动程序,进而设计融合DC/DC变换器和线性稳压芯片的两级调压电路,有效降低了电压转换损耗、提高了稳压精度,并通过多重滤波电路实现了对电磁干扰的抑制。最后通过CMOS广角摄像头视频信号进行试验验证,能够实现分辨率为800*480的TFT-LCD的低时延、高稳定显示。     

煤矿井下电力监控通信系统研究

井下电力监控系统实时监控煤矿供电设备的运行状态,其中电力监控的通信系统确保传递信息的实时性及准确性,是其最重要组成部分之一。设计了以地面主控计算机为通信的控制中心,井下监控单元为现场采集控制器,并分别基于以太网和RS485通讯,实现了远程数据光纤通信及设备层信息传输。试验与现场研究结果表明该通信方案能够稳定、高效、准确地实现信息传输,保证了系统的可靠运行。     

基于AMESim和Simulink联合仿真的轧机压下系统分析

为实现轧机液压压下系统的电液一体化虚拟样机设计,提出基于Simulink与AMESim联合仿真技术的建模与仿真方案,根据轧机各辊之间的作用关系,建立了基于AMESim的轧机液压压下系统的质量弹簧模型和液压位置伺服系统模型,用MATLAB/Simulink建立了基于积分分离的PI反馈控制系统模型,最终构建了轧机压下系统联合仿真模型。在Simulink平台设计了干扰观测器抑制噪声方法,通过联合仿真分析,有效抑制了外部干扰噪声造成的不稳定性,提高了控制精度。联合仿真研究表明,干扰观测器能够抑制干扰噪声影响,该虚拟样机可应用于轧机压下系统分析。     

基于FPGA技术的相位敏感型振动传感系统

针对相位敏感型振动传感系统数据量庞大、数据解调缓慢的问题,在搭建相位敏感型振动传感系统的基础上,开发了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的信号解调系统,采用了可提升数据存储效率的三级缓存结构,设计了振动幅度动态阈值调整算法,构建了振动特征量矩阵,实现了外界振动事件的定位与系统解调速度的优化。实验结果表明,系统可实现10 km光纤上振动信号的准确检测与定位,定位误差保持在20 m以内,信号解调速度可提升约20 ms,从而有效解决了系统数据解调缓慢的问题,为相位敏感型振动传感系统实时响应优化提供了借鉴。     

基于无源自振抑制的小盲区超声测距方法

防水型收发一体超声波测距换能器所需驱动功率大,激励源去除后产生的无源自振导致了较大的测距盲区,高达30cm,限制了工程应用范围,对此提出了一种可显著减弱无源自振的方法。首先,建立换能器等效电路模型,分析了无源自振产生机理,在此基础上设计出以场效应管为核心的无源自振抑制换能器驱动电路;然后,由于设计的无源自振抑制电路回波信号较弱,进而设计背景噪声阻断电路与脉冲信号叠加电路以增加回波灵敏度,并通过检测脉冲信号叠加电路输出曲线的上拐点准确估计回波时间点。试验研究表明,该方法显著地抑制了无源自振,并可将测距盲区限制在16cm附近。该项研究扩大了超声波测距的工程应用范围,具有较大的应用价值。     

考虑反馈机构机电耦合的压下系统振动分析

建立了考虑反馈机构机电耦合特性的伺服压下系统仿真模型,通过对模型的阶跃响应及振动时域与频域特性分析,表明该仿真模型与物理系统具有良好的一致性.通过对仿真模型的动力学参数修改,消除了模型自激振动,同时获得了满足工艺要求的控制特性.据此实施了实际系统的动力学参数修改,解决了反馈机构机电耦合造成的振动故障.     

基于光纤移频延时环的Φ-OTDR信号衰落抑制方法

多频探测是相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)光纤传感系统中干涉衰落抑制的重要手段,但存在多频率生成造成结构复杂的问题。提出了一种基于光纤移频延时环的多频脉冲产生方法,设计了包含移频、放大、延时、滤波、隔离等环节的光纤环结构,使用简单结构实现了多频探测脉冲的产生与复用。并分别采用脉冲延时补偿算法与旋转矢量求和算法对瑞利后向散射拍频信号实现了数据对齐与数据聚合。实验结果表明,传感系统通过生成包含6个频率分量的多频探测脉冲,可在10.33 km的传感光纤上将衰落概率由26.43%优化至0.93%,并实现了信噪比为5.29 dB的振动信号准确定位,以及相关系数为0.997的振动信号线性解调,从而为Φ-OTDR系统在复杂环境下的振动信号抗衰落解调提供了新的解决方案。     

矿用带式输送机制动能量回收控制研究

将超级电容储能系统用于矿用带式输送机制动能量的回收与再利用,是一种有效的节能方法。然而,由于储能系统与负载之间功率不匹配,会造成的制动单元频繁启动、系统损耗增加等问题。提出了一种基于制动电压跟踪的动态回馈功率控制策略,并给出了一套完整的系统状态切换方案。对不同运行工况下功率最优分配路径进行分析,求解超级电容动态回馈功率,并实时调整超级电容充电过程中的阈值电压。仿真实验结果表明,所提控制策略能够有效提高系统的能量利用效率。     

基于DTW-GMM的光纤传感系统声纹识别方法

为了满足易燃易爆环境的声纹识别需求,设计了直线型萨格奈克干涉光纤声音传感系统,利用维纳滤波算法对语音数据进行了降噪,通过三电平削波法获取了基音周期特征,采用动态时间规整算法筛选了说话人样本,并提取了梅尔频率倒谱系数特征,运用高斯混合模型 期望最大化算法开展了声纹识别实验研究,同时探究了光纤声音传感系统的频率响应特性与声纹特征,研究了采集语音幅值对声纹识别结果的影响。实验结果表明,系统可实现300~3 500 Hz频率段的声音信号感知,声音幅值从0.9 V降至0.15 V时最大与次大对数似然值之差由35.5降至10.9,识别结果从成功变为失败。重复性实验表明,在10 km的传感光纤上,距声源2 m位置处,传感系统可对400段时长为3~5 s之间的文本无关语音段实现准确检测,且综合识别准确率为94.75％。本系统有望为易燃易爆环境中的设备故障、应急救援、渗漏监测等领域提供声纹识别的解决方案。     

基于光纤传感检测的局部放电信号去噪方法

针对局部放电超声信号检测过程中存在噪声干扰的问题,提出一种基于变分模态分解和改进小波去噪的噪声抑制方法。首先对局部放电信号进行变分模态分解,得到若干频带分布不同的本征模态分量,结合模态的峭度剔除窄带干扰主导的分量;然后利用改进的小波去噪法,将其余有效模态分量中残留的白噪声进一步滤除;最后将剩余分量进行信号重构实现噪声抑制。对仿真局部放电信号去噪的结果表明,所提方法可提升信噪比约12.1 dB,且能够更加完整地保留原始信号波形。此外,在实验室环境下搭建了10 kV电压等级的局部放电模拟系统,采用Sagnac光纤传感检测局部放电超声信号。实验结果表明,所提方法具有良好的去噪性能,对实测信号的噪声抑制比达到了7.504。