LXI触发总线技术研究

LXI是以太网技术在测试测量领域的扩展,并已成为新一代测试总线标准,而LXI触发总线是LXI A类仪器的一项关键特征。根据LXI标准（Rev.1.3）,提出了一种LXI触发总线模块设计方案。该方案采用多点低压差分信号M-LVDS总线接口技术,通过复杂可编程逻辑器CPLD内部逻辑设计,实现了LXI触发总线功能。并利用这些模块组建了LXI触发总线系统,经测试验证,在现有条件下该系统可以达到22.8 ns的触发精度,这为未来组建高性能的自动测试系统奠定了基础。本文还从硬件、软件两方面介绍了该系统的设计方案和实现方法。     

基于虚拟仪器技术的陀螺自动化测试系统

文章介绍了一种基于虚拟仪器技术的陀螺自动化测试系统的设计与实现.陀螺仪是惯性平台系统的敏感测量元件,在交付使用前需要进行标定测试,以确保陀螺仪表的合格和惯性平台系统的性能.本文介绍了陀螺自动化测试系统的硬件设计与软件编程实现,它采用虚拟仪器技术和LabVIEW编程,能同时测量八块陀螺仪,完成陀螺仪的各种试验和性能标定测试,如悬浮温度选定、六位置试验、12点翻滚试验、极轴翻滚试验、固定位置随机漂移、稳定性测试、阻尼系数测定、最大工作角度测定、定位块标定等,测试数据自动存入数据库自动管理.文章还介绍了陀螺自动化测试系统实现的关键技术,包括微小信号测量技术,系统抗干扰和可靠性设计技术以及多信号快速循环检测技术.     

基于VXI总线的QCM测试系统设计与实现

针对石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)频率测量问题,介绍了一种基于VXI总线的QCM自动测试处理系统的设计与实现。系统采用符合VXI总线规范的仪器模块实现驱动信号的产生和数据采集,在LabWindows/CVI软件平台下,利用软件面板技术可用交互方式控制VXI仪器模块,用户界面简单明了,大大简化了VXI仪器模块的使用,同时根据频谱分析法原理,设计了数据处理程序。通过QCM的温频测试试验结合系统的不确定度评估,表明该系统性能先进,可靠性好,QCM谐振频率变化量的测量精度高达10-6。     

一种高精度温度采集系统

为了实现水温的精确测量,设计了一种高精度温度采集系统,采用铂电阻作为温度传感器,在对其温度系数进行精确校准之后,采用测量电桥和仪表放大器实现了信号的高精度转换和放大,并给出了温度与电路输出电压之间的计算公式。采用20位∑-Δ型串行模数转换器完成了数据采集,保证了温度测量系统的高分辨率。测试结果证明该温度采集系统的不确定度达到了0.001℃。     

基于PCI总线的高精度数据采集系统

对电力系统的模拟信号进行高速、高精度和实时传输是微机保护的一项重要任务.作者介绍了一种基于PCI总线的高精度数据采集系统的设计方法,包括数据采集和PCI总线接口两部分的设计.数据采集板的核心A/D转换器采用16位高精度转换芯片AD976,而PCI总线接口器件采用的是S5933专用接口芯片.此外还讨论了基于本采集系统的驱动程序和应用程序的一般设计方法.     

基于VXI总线测试系统的可视化软件设计

讨论了如何利用HP VEE可视化编程语言,实现模块化的VXI总线测试软件设计,并结合HP VEE与高级语言的特点,具体设计了集成化的VXI惯性仪器测试应用软件.实践证明,该系统取得了精度高、可靠性好、测试时间短的良好效果.     

基于虚拟仪器技术的阻抗分析仪设计与开发

提出了一种基于虚拟仪器技术的阻抗分析仪设计方法,采用自动平衡电桥阻抗测量法开发了一台阻抗分析仪.该阻抗分析仪利用信号发生卡输出电压激励信号、采用高速数据采集卡进行两通道电压同步采集、以labVIEW为平台开发测控软件实现仪器板卡控制、阻抗测量以及数据分析和处理.测试结果显示:在频率20 HZ～500 kHz、阻抗1 Ω～500 kΩ范围内,该阻抗分析仪测量误差小于5％;其频率扫描点数、测量结果的显示和保存方式可通过软件进行灵活配置.基于虚拟仪器技术的阻抗分析仪通用性和扩展性强、测试范围广、操作简单便捷.根据实际的测量需求可灵活选择不同性能指标的信号发生卡、数据采集卡以及阻抗测量电路元件参数,开发成本可控且开发周期短,可广泛应用于科研和教学实验室仪器的开发.     

基于ARM和以太网接口的振动信号采集系统设计

针对大型设备振动监测的要求,设计了一种基于ARM和以太网总线的多通道振动数据采集系统,该系统采用STM32F207和6个模/数转换器AD7980进行数据采集及分析处理,并通过以太网接口传输至上位机,及时掌握设备运行状态。本设计对模拟振动信号前端调理电路进行了优化设计并采用RMII规范简化以太网总线接口通信传输电路,提高了参数检测精度,有效地降低了系统复杂度。测试结果表明,整个系统性能稳定可靠,能够实现高速、高精度的振动数据采集。     

基于WinCC和PLC的水力机械试验台电气控制系统

采用WinCC通用监控系统、PLC控制技术和Profibus-DP现场总线相结合的控制方案,由PLC实现控制和数据采集功能,由WinCC组态软件实现实时监控、显示设备运行状态、数据查询等功能,完成对设备的远程监控和故障诊断,提高了水力机械试验台电气控制系统的自动化水平,实现高精度参数测量。该系统方案已在国家能源中小水电设备重点实验室得以应用,可操作性强、自动化程度高、系统运行稳定,取得良好效果。     

特高压试验线段电晕损失监测系统设计与实现

为了实现我国特高压交流试验基地单回试验线段电晕损失的长期准确测量及电晕损失规律,设计研制了一套电晕损失监测系统。该系统采用混合型光供电电子式电流互感器采集电晕电流信号以实现试验线段电流的地面安全可靠测量;采用特高压电容式电压互感器(CVT)测量电压,并采用高精度小型电压互感器二次分压,实现线路电压的准确可靠测量;电流和电压信号均采用光纤传输;基于虚拟仪器技术,采用高精度多通道高速同步数据采集卡,同步采集特高压线段电晕电流、电压信号,采用正弦波参数法,计算得出电压和电流的功率因数角,进而算出电晕损失值。测试光电模块OPDL-16(Optical Data Link-16)和1000kV CVT的误差。一段时间的实际运行表明,该系统满足测量精度要求,可在不同天气条件下对特高压试验线段的电晕损失进行长期实时准确监测,满足特高压电晕损失的研究需要。     

基于VXI总线的惯性平台网络化测试系统

本文设计并实现了一种惯性平台网络测试系统。该系统具有C/S/B三层复合式网络体系结构,现场测试采用基于VXI总线的自动化测试方案,以Ethernet为底层测试网络,应用基于TCP/IP的网络测试技术,实现了惯性平台的远程测试、测试信息发布与浏览、远程测试性能分析与信息管理等功能,为惯性平台的远程故障诊断和远程专家指导与决策提供了可靠的硬件平台。     

激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断技术

国内目前对于惯性导航系统的故障诊断技术的研究主要停留在理论阶段,研制了一套激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断装置工程样机.该样机主要包括硬件和软件两部分,硬件为一个激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断装置,软件部分实现了串口读写、数据采集、信号处理、故障诊断等功能,样机能够对激光陀螺惯导系统进行在线检测、诊断和故障判别.该装置的研制对提高激光陀螺惯导系统的使用效率、缩短维修维护周期具有重要意义.对激光陀螺惯导系统在线测试的试验结果表明该装置具有很好的故障检测性能,能够及时发现激光陀螺惯导系统存在的故障并作出预警.     

基于FPGA的雷达天线方位角信号的模拟系统

为满足天线离线状态下的雷达测试需求,设计开发一种基于 FPGA 的雷达天线方位角信号的模拟系统。雷达天线方位角信号的模拟对雷达信号处理机性能的测试显得尤为重要,设计以伺服控制输出的 PWM信号、电机转动方向控制信号和制动信号作为输入参数,计算出雷达天线的方位角位置,并转换为光电编码传感器的脉冲信号输出给雷达信号处理机。该模拟系统具有输入输出信号属性与雷达天线单元一致、易实现等优点,并已应用于某型雷达测试系统,实践证明效果良好。     

考虑母线电压滤波的逆变器自抗扰控制器设计

在永磁直驱风力发电并网系统中,通常将逆变器直流母线电压作为电压外环控制目标,由于测量误差及噪声的存在,常用惯性环节滤波后的母线电压作为反馈。在典型的电压外环自抗扰控制系统中,因未考虑滤波器的影响,使得控制反馈与实际系统输出存在幅值相位差异,进而影响系统控制性能。文章将通过一阶惯性环节滤波的信号扩张成新的状态变量,由改进的线性扩张状态观测器对滤波前母线电压进行估计并反馈,可消除因惯性环节导致的母线电压纹波。实验仿真表明,系统在观测噪声扰动和电网侧电压故障情况下具有较强的抗干扰性能。     

多通道在线涡流检测系统研制

针对当前工业生产线上对涡流检测设备多通道、高速化的需求,设计了一种可应用于在线检测的多通道涡流检测系统。系统由涡流信号处理电路、多通道数据采集系统、基于Vxworks系统的实时控制计算机、数据管理计算机以及相关软件组成。涡流信号处理电路的激励频率范围为300 Hz～3 MHz,灵敏度0～72 dB可调。多通道数据采集系统能同时对四路涡流检测信号进行采集,每个通道采集率可达200 K,能够满足1 200 m/min生产线上穿过式涡流检测的需求。涡流检测数据可通过PC104总线送往实时控制计算机以进行缺陷识别和标注。数据管理计算机可实时显示当前检测试件的阻抗平面图并储存缺陷数据,还可对检测参数进行调节以适应不同的检测条件。薄壁铜管的穿过式涡流检测实验表明,系统具备多通道检测能力,检测信号信噪比高,对0.6 mm微小缺陷有很好的检测效果。     

基于FPGA的惯性平台嵌入式调平系统设计

嵌入式调平系统是惯性平台“三自(自主功能检测、自主误差标定、自主初始对准)”技术发展首先要解决的问题.在深入研究了某型号惯性平台调平原理的基础上,设计了1套全新的嵌入式调平系统.该系统主要是通过AD650采集失调电压信号,然后送入FPGA进行分析处理,最后通过施矩施矩电路的工作来实现惯性平台的调平.实验表明此系统不仅能...     

高精度惯导系统信号处理平台的设计与实现

针对中高精度惯性导航系统中,陀螺仪和加速度计输出信号精度高、随机漂移小、动态范围大等特点,设计并实现了1种基于TI公司TMS320C6713B型DSP和Spartan-ⅡE系列XC2S50E型FPGA的高精度惯导系统信号处理平台.在简要介绍平台总体设计的基础上,重点探讨了A/D采集模块的硬件电路以及时序逻辑设计,关键硬...     

基于因子图的自主导航多源异构信息融合算法

为了解决惯性导航系统长航时累计误差和实时性问题,提出了一种基于因子图的多源信息融合算法。论文基于和积算法,采用了因子图模型进行基于最大后验概率的状态估计,计算变量的均值和方差完成数据融合,利用超宽带技术和视觉传感器对发生累积误差的惯性导航系统进行校准,完成误差修正。对信息融合算法进行了仿真,结果为:该算法各轴向的误差分别为0.36%和0.31%,解算时间为50 ms。该算法误差仅为惯性导航累计误差的1/3,实时性相较于其它算法更高。     

基于EMD-TEO及信号能量分析法的主导低频振荡模式识别

提出了一种识别电力系统主导低频振荡模式的新方法。该方法综合了经验模态分解(EMD)、Teager能量算子(TEO)及信号能量分析法,借助经验模态分解处理非平稳信号,不需考虑定阶问题,扩展了信号能量分析法的应用范围;利用Teager能量算子的快速响应能力及健壮性,提高了频率辨识精度;根据二阶模型下的信号能量分析法,提出了一种阻尼比的简化算法。分别在WEPRI-36系统和实际电网中进行了验证,并与Q-R特征值分析法及Prony算法进行了准确性比较。结果表明,新方法对非线性系统的适应性比Prony算法强,可用于低频振荡主导模式的有效识别。     

RCS测量系统数据采集设计

本文介绍了雷达散射截面积(RCS)测量系统的一种数据采集设计方案.针对工作在线性调频方式的RCS测试系统,给出了对所测目标的回波数据的采集方案,具体的硬件结构和工作流程.本设计主要采用数据采集卡,并用FPGA提供采集卡触发脉冲和信号源同步信号.采集参数可以通过计算机设置.还简单介绍够成测试系统的惠普8350信号源和ADLINK公司DAQ2006采集卡的功能,并给出了相应的参数设置的程序代码.实际测试表明本设计符合要求,最后给出了采集数据和RCS测试结果.