基于FPGA的振动信号采集处理系统设计

在振动信号采集和处理系统设计中,信号的处理时间与可靠性决定着系统应用的可行性。本文设计了一种基于FPGA的振动信号采集处理系统,该系统通过振动信号采集电路、抗混叠滤波电路、AD采样电路将电荷信号转化为数字信号送入FPGA,在FPGA处理设计中利用数据流控制方法并行实现了信号的采样和处理,并在数据存储和访问过程中采用时钟时标方法判断信号采样过程中的数据丢失情况,有效提高了振动信号处理的实时性及可靠性。本设计在真实环境中进行了验证,系统运行稳定可靠,满足各项技术应用要求。     

基于SECE振动能量收集模块的设计与实现

飞机飞行过程中存在很多振动能,如果可以高效地对振动能量进行收集给传感器供电具有重大意义。针对悬臂梁式压电收集装置的输出功率不高,且现有的电荷提取电路开关管不易达到精确控制的问题,提出了运用MSP430FE425单片机进行精确采样以及开关控制实现方案。通过单片机检测压电片最大振幅值,并控制同步电荷提取电路(SECE电路)进行电荷提取,解决了SECE电路精确开关控制问题。     

Intelligent structure active vibration control experimental tests

振动主动控制是近年来发展起来的一种新的振动控制方法,振动主动控制需要外部施加能量。本设计中智能结构是利用传感器对结构的振动进行监测,驱动器在微电子系统的控制下准确动作,以改变结构的振动状态。与传统的振动主动控制方法相比,智能结构可以在不明显改变受控结构的质量和体积的条件下,达到自适应调节减振的目的。本设计以智能梁结构作为实验研究模型,研究了智能结构振动控制系统组成、实现原理;硬件电路设计包括A／D采样、CPLD外扩D／A、信号调理电路等,并通过TMS320F2812的CAN模块与上位机通信进行数据实时显示,达到很好的监测和控制目的。     

智能结构振动主动控制实验研究

振动主动控制是近年来发展起来的一种新的振动控制方法,振动主动控制需要外部施加能量。本设计中智能结构是利用传感器对结构的振动进行监测,驱动器在微电子系统的控制下准确动作,以改变结构的振动状态。与传统的振动主动控制方法相比,智能结构可以在不明显改变受控结构的质量和体积的条件下,达到自适应调节减振的目的。本设计以智能梁结构作为实验研究模型,研究了智能结构振动控制系统组成、实现原理;硬件电路设计包括A/D采样、CPLD外扩D/A、信号调理电路等,并通过TMS320F2812的CAN模块与上位机通信进行数据实时显示,达到很好的监测和控制目的。     

基于硬件电路采样的前馈补偿音乐喷泉控制方法

介绍了基于硬件电路采样的前馈补偿音乐喷泉控制系统的电路结构及实现音乐喷泉前馈控制的工作原理和基本控制方法。给出了音乐喷泉控制器对音乐进行采样和输出控制的程序流程,同时给出了上位计算机接收和保存采样数据的程序流程图。     

基于FPGA的中频AGC电路设计

传统数字自动增益控制（AGC）电路采用模数转换器（ADC）采集信号后进行信号处理得到幅值信息实现自动增益控制,此过程对采样速率和算法要求较高。为降低对ADC采样速率和后级信号处理算法要求,设计了一种采用高速比较器与数字器件（DAC＋FPGA/CPLD）实现的峰值检测电路,并将其应用在中频数字自动增益控制电路中,电路可以在1 MHz至60 MHz对信号进行自动增益控制,可以将峰峰值稳定在2±0.2 V范围。     

一种适用于Buck型DC/DC变换器的高精度片上电流采样电路

电流采样电路作为电流控制的DC/DC变换器重要组成部件之一,其精度和响应速度已受到越来越高的重视.提出的电流采样电路没有使用运算放大器,简化了电路结构,降低了功耗.同时,电路中引入的补偿电流进一步提高了采样的精度.基于0.5μm CMOS工艺实现该电路,HSPICE模拟仿真结果表明该电路具有较高的采样精度,最高可达99.9%,且在负载、输入电压、温度变化时,采样精度波动很小.     

一种适用于低ESR应用的高精度RBCOT环路

提出了一种适用于低ESR电容、具有快速瞬态响应和高输出精度的纹波控制COT(RBCOT)实现电路,并利用改进的等效三端开关模型,对包含分压网络的控制环路进行了精确的小信号建模。该环路在保持快速瞬态响应能力的同时,利用SW点的1阶滤波信号来产生虚拟电感电流纹波,避免了次谐波振荡现象。通过谷值采样电路,对滤波信号的谷值进行采样。采样电路在每个开关周期执行刷新操作,并在上电和瞬态变化阶段进行加速充电。纹波叠加电路将增强纹波和谷值采样信号精确地叠加到反馈电压端,保证电路输出精度较高。采用0.35μm 18 V BCD工艺,对纹波控制COT控制环路进行仿真。结果表明,在4.5~18 V输入电压范围内,输出电压的失调在1 mV范围以内,控制环路可以对瞬态变化进行快速调整。     

基于CD4046锁相环的电压隔离采样电路设计

本文以锁相环频率跟踪技术为基础，结合锁相环芯片 CD4046 实现了一种电压隔离采样电路，并对电路进行了实验分析。该电路简单实用，采样信号能够直接作用于控制系统，方便后级电路进行控制。     

一种基于微分法的峰值检测电路

提出了一种基于微分法的峰值检测电路,它包含微分电路、双沿触发比较器和采样保持电路。微分电路对输入信号进行微分变换,双沿触发比较器比较微分变换结果与参考电压,得到采样保持控制信号,以控制采样保持电路的正常工作,实现峰值检测功能。该检测电路具有高频率、高精度的特点,工作频率达到200~500 MHz,峰值检测误差小于5%。该检测电路适用于高速A/D转换器、D/A转换器和具有复杂参数的采集系统等领域。     

干式电力变压器振动信号调理电路的设计

基于振动法的变压器状态监测系统通过安装在变压器器身上的振动传感器来测量运行中的变压器的振动信号,通过对干式电力变压器振动特性的分析,得出振动量的量化特性,方便了调理电路的参数设计.振动信号的调理过程,采用一种内装IC的加速度传感器YD35D,适合用来测量电力变压器的振动信号,通过电荷放大器、增益放大电路和滤波电路将加速度信号转变成微处理器可采集的0-5v的模拟电压量,较为详细地介绍了信号处理各部分电路的设计及电阻电容的参数计算公式.通过电子电路仿真软件Multisim对电路参数进行了合理配置,仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值.     

压电换能器T型匹配电路的优化

超声振动系统中,匹配电路的设计是根据换能器自身参数来确定的,通常并未考虑换能器与振动系统中其他设备连接时所引起的问题。实际上,压电换能器与整个超声振动系统连接后将引起动态电阻R1的变化,最初确定的匹配电路的匹配效果不佳。因此,利用动态电阻R1与T型网络电参数间的影响关系及匹配电路的2个匹配条件,重新优化调整T型匹配电路中的3个电参量,并用Multisim软件对优化后的电路进行仿真。结果表明,静态匹配条件下,优化后的T型匹配电路起到了更好的调谐作用,超声振动系统的输出功率和振动效率较优化前的匹配状态有较大提升,实现了最佳匹配效果。     

基于dsPIC的精跟踪控制系统设计

对精跟踪的驱动、检测和控制方法进行了研究。设计了精跟踪控制系统的驱动、检测和控制电路,并针对驱动电路的动、静态性能进行了测试研究,对检测电路进行了标定实验,对模糊自整定PID控制方法进行了研究。采用模拟扰动源对系统性能进行了测试,结果表明该系统有良好的精跟踪能力。     

DSP技术在压电被动振动控制中的应用初探

采用DSP构建合成阻抗电路替代传统的压电分流阻尼电路进行振动控制。详细分析了DSP减振电路的工作原理和实现方法。以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁系统为例,给出了DSP减振电路的单模态被动减振的实验结果,并提出了利用DSP减振电路进行多模态被动振动控制的发展方向。     

电话远程控制技术在遥测地震台的应用

系统主要包括电话振铃检测电路,电话自动摘机和挂机电路,DTMF信号解码电路,语言提示电路,音频放大电路,以及控制中心CPU。     

基于单片机汽车防盗报警系统设计与实现

介绍了一种新型的汽车防盗报警系统,以单片机为主控制模块,采用防震传感器以采集外部震动信号,利用声光报警模块发出声光报警,采用移动电话GSM拨打车主电话或给车主发短信,使用无线遥控模块可实现远程遥控开启与关闭系统。试验表明该系统可以实现在0~70 m开阔空地的远程准确的开启与关闭报警功能。     

Integration of VLSI circuits and mechanics for vibration control of flexible structures

The approach to modeling and control of smart flexible structures presented in this paper is based on the concept that an intelligent structure requires an internal knowledge of self to act intelligently. This knowledge can be acquired from local analog models of substructure dynamics and can be used in model-based controller designs. The key to this approach is the synergistic integration of analog VLSI circuit models and control with the sensing and actuation which are then to be embedded into the mechanical structure. This paper presents the motivation, development, and test results of analog VLSI circuit models for use in model-based control of smart flexible structures. Furthermore, control applications for these VLSI circuits are developed and simulation results are presented in which the VLSI circuits are used in adaptive vibration control of a simple mass-spring system.     

压电智能应用于柔性悬臂梁振动控制系统研究

基于模糊控制的振动控制方法,针对柔性悬臂梁,设计了相应振动控制器。采用电桥电路法分离出压电自感知执行器的感知信号,通过传感器将采集进来的信号,由最优控制理论离线计算得到理论输出值。并将理论输出值与对应的系统输入值对应起来,从而建立拥有最优解的模糊控制规则表。通过传感器采集系统状态并经过处理得到输出信号,作用于执行器上对柔性梁的振动进行抑制。仿真结果表明,采用的控制器对于改善振动快速控制是非常有效的。