基于微加速度计的AIR-MOUSE的研究

本文研究了一种基于微加速度计原理的空中鼠标.该鼠标采用微加速度计来检测手部运动的角度和速度等参数,并通过射频无线传输和USB接口实现与计算机的通信.本文介绍微加速度计、微控制器、无线射频模块、USB通讯等的集成研究,并对无线传输模块的软硬件做了详细阐述.     

基于数字电路的二阶Σ-Δ调制微加速度计

为了简化模拟电路部分的设计,减少模拟电路的干扰,提出了一种基于数字电路的Σ-Δ调制微加速度计.在传统由纯模拟电路搭建的Σ-Δ接口电路基础上,将基于运算放大器的比例放大、微分、积分电路使用现场可编程门阵列(FPGA)进行实现.使用分立元件搭建了PCB板级电路,实现了采样频率为50 kHz的二阶Σ-Δ闭环调制接口电路.测试结果表明:该加速度计灵敏度为1.4 V/gn,系统基带内闭环噪声密度小于400 μgm/Hz1/2.     

基于微加速度计的鼠标系统设计

设计了一种新型的输入设备--微加速度计鼠标系统,该系统融合了MEMS微加速度计和无线射频技术,能够实现传统鼠标的功能.该系统由用户控制和信号接收两部分组成.无线射频技术使得用户控制模块能够摆脱线缆的束缚,在空中自由运动,并可通过人体任何部位进行控制.二维旋转角算法和按键模拟算法的提出,使该鼠标系统能达到比传统鼠标更高的控制精度、更高的DPI,实现无按键的操作.     

基于微加速度计的虚拟呼啦圈

传统呼啦圈为实体产品,体积大,不易随身携带,使用不当有可能损害身体健康。设计了一种基于微加速度计的新型虚拟呼啦圈,能够将腰部的扭动转化为同步的LED点阵屏转动,采用带有微加速度计的信号检测模块对腰部扭动的加速度数据进行采集和预处理,处理后的数据通过射频通信方式发送给显示模块,显示模块显示相关的运动参数以及与腰部扭动同步的LED点阵屏转动,以实现一种虚拟转呼啦圈的效果。该虚拟呼啦圈具有体积小、无损健康等特点,能达到与传统呼啦圈类似的运动目的。     

基于MEMS微加速度计的振动测试仪

采用16位单片机MSP430、微加速度计ADXL203及射频收发芯片nRF2401设计制作了一种微型振动测试仪。采用ADXL203检测振动,输出与加速度大小成比例关系的电压信号经滤波、放大、A/D转换等处理后转换为单片机能识别的数字信号,信号经处理器处理后,通过nRF2401发送至PC机显示,并以加速度曲线的形式显示。重点研究了低功耗的轻巧敏感元件ADXL203的振动信号的检测和调理、中断方式下的A/D采样以及nRF2401的射频通信,并通过振动测试试验验证了设计的正确性,该方案适用于低功耗、微型化、网络化的振动测试。     

差分电容硅微加速度计检测电路研究

针对硅微加速度计中微小差分电容检测,提出了一种基于调制解调方法的闭环检测电路,介绍了该闭环检测系统的原理框图和实现途径。分析了基于单路载波的前置电容-电压( C-V)转换电路,证明了基于相关芯片的解调方法的有效性,其解调效率仅对开环输出有影响;基于双路反馈电路的静电力平衡回路有效提高该检测系统的线性度。结合硅微加速度计参数和电路设计参数,对加速度计系统进行了仿真,仿真结果显示系统稳定,刻度系数为0.9 V/gn 左右,带宽700 Hz左右。结合表头进行的精密转台实验结果表明该加速度计系统刻度系数0.88 V/gn,量程可达±13 gn。     

基于电力电子应用平台DSP通用板的设计

随着电力电子市场需求与日俱增,为了缩短电力电子硬件设计的开发时间,本文设计开发了DSP56F803通用板作为各种电力电子应用的硬件开发平台。为了增强它的应用灵活性,该通用板在扩展出DSP主要功能模块的同时,通过采用复杂可编程逻辑器件XC95XL144实现各种保护逻辑以及输入输出口的扩展功能.DSP和CPLD综合利用作为通用板的核心是本文设计的主要特色。     

微加速度计中新型微杠杆机构设计和分析

设计谐振式微加速度计时,需要考虑一个最关键的问题是提高其灵敏度.放大质量块产生的惯性力是提高灵敏度的最有效方法.基于柔性铰链技术设计一种新型两级微杠杆放大机构,并建立了放大机构的力学和数学模型,在此基础上进行了解析法分析和参数优化设计;同时利用有限元分析方法对其进行了仿真计算.计算结果显示机构的放大倍数约为102倍.这一设计方案极大地提高了微加速度计的灵敏度.     

静电刚度谐振式微加速度计及其接口电路分析

根据静电加载在平板电容器上产生等效静电负刚度原理,分析了基于静电刚度的谐振式微加速度计的敏感过程.针对有效信号检测中存在的同频干扰问题,建立了接口电路的等效模型,并根据干扰源提出在信号处理电路采用方波调制、开关解调的抑制方法.仿真和实验表明制造的加速度计检测端静态电容约为0.4pF,实验条件下变化的检测电容为3.1fF...     

微电容加速度计系统的设计

为了在总体上把握硅微加速度计的设计,建立了叉指式硅微加速度计的机械模型,研究了全差分二阶∑-ΔADC接口检测电路提取加速度信号,优化了开关电容电路来检测微小电容变化量,运用微机电专用设计软件CoventorWare对系统的机电混合模型进行仿真,并给出数字和模拟的分析结果,为加速度计系统的机械部分和电路部分的设计提供整体的更接近实际的设计参考。     

基于TMS320LF2407A的SVPWM的研究及实现

介绍了SVPWM控制方法的基本原理。针对SVPWM的两种具体实现方法（软件法和硬件法）分别进行了分析和研究,在基于数字信号处理器（DSP）TMSLF2407A的电机控制硬件平台上采用VVVF方案实现了永磁同步电机的SVPWM控制,并给出了实验结果。     

Buck三电平变换器的PWM滑模控制

针对Buck三电平变换器飞跨电容电压闭环与输出电压闭环相互耦合的问题,利用解耦控制技术分别独立地设计控制器对两个闭环进行控制。其中,为了降低对参数变化和负载扰动的敏感性,设计基于PWM的滑模变结构控制器对输出电压进行控制。仿真试验结果表明,与传统PWM控制器相比,该方法在保持对飞跨电容电压进行有效控制的同时能减小输出电压的超调量,缩短调节时间。     

磁悬浮列车脉宽编码式绝对定位系统

介绍了一种脉宽编码感应式绝对定位系统在磁悬浮列车中的应用。主要讨论了系统的构成和定位原理。在以上分析的基础上,结合我国磁悬浮列车的发展情况,提出了适合现阶段列车定位的方案,并介绍了相关试验结果。     

基于模拟信息转换器的物联网海量数据处理研究

针对大规模物联网应用的海量数据处理信息获取效率低、硬件成本昂贵的问题, 依据压缩感知(compressed sensing, CS)理论, 建立了一种模拟信息转换器(analog to information converter, AIC)数据处理系统模型。模型以MATLAB/Simulink为平台, 分别设计了信号的解调、过滤、采样、重构等功能模块, 并对不同频率分量的信号进行处理。实验结果表明, 该模型可以较低采样率、高压缩比精确重构稀疏信号, 重构效率与观测数M、抽取行数K以及信号频率分量相关。     

基于DSP产生的SPWM波的谐波估计与分析

针对2000系列DSP产生的正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）波,使用傅里叶级数模型,提出了将改进的粒子群优化（Improved Particle Swarm Optimization,IPSO）用于各次谐波的幅值和相位的参数估计方法,着重分析了在不同的调制波频率和电压下,载波比与谐波总畸变率（Total Harmonic Distortion,THD）之间的关系,通过大量的实验,得到在一定范围的调制波频率和电压下,均能保持高次谐波较小,从而得到高质量的正弦输出。这一结论不仅对SPWM的产生起指导作用,而且对要求正弦交流电的用电设备有着降低高频损耗与节能的重要实际意义。     

基于正弦数据压缩算法的DDS研究及FPGA实现

针对直接数字频率合成器（DDS）芯片因存储空间开销大导致功耗增加,可靠性降低的问题 ,设计了一种将改进sunderland算法与QE-ROM技术相结合的一种用于直接数字频率合成器（DDS）的紧凑型16位精度正弦查找表(ROM);对所设计的正弦查表算法进行了系统级仿真与硬件描述语言（Verilog HDL)实现,并最终在FPGA上进行了整体算法功能与性能的验证;基于AD5360芯片制作了一款多通道16位输出数模转换器(DAC),并搭载降压稳压芯片LM317和LM337实现了一款可以将220V工频转换为DAC所需的±9V和3.75V的供电电源。测试结果显示,设计的正弦查找表算法在达到16位精度的同时,只占据8576bit的存储空间。所使用的正弦数据优化算法相比较传统的DDS正弦波形发生器资源节省99.2%,实现了122：1的压缩比,有效降低了DDS的芯片面积和功耗;     

软件无线电中ADC孔径抖动对SNR影响的建模与仿真

利用Simulink建立了两种仿真模型验证分析软件无线电中ADC孔径抖动对SNR的影响,模型一采用输入信号的抖动来仿真ADC采样孔径抖动产生的影响,模型二采用时钟源加入高斯噪声的方法较真实地模拟了ADC采样时钟的抖动情况。两种模型的仿真曲线与理论曲线基本吻合,证明了模型的正确性,尤其是模型二建模解决了有抖动的采样脉冲产生和参数计算中信号同步的关键问题,得到了更真实、准确的特性曲线,为深入研究高速高精度ADC的孔径抖动测量、分析和控制提供了一个比较可靠的依据,对系统设计提供了有益帮助。     

NSCT域内结合相位一致性激励PCNN的多聚焦图像融合

针对传统脉冲耦合神经网络（PCNN）无法准确提取多聚焦图像聚焦区域的问题,提出一种利用相位一致性（PC）来检测图像清晰区域,并结合PCNN的多聚焦图像融合算法。首先,利用非下采样轮廓波变换（NSCT）对源图像进行多尺度分解,分别得到图像的高频子带和低频子带;其次,通过计算高频系数的空间频率值（SF）与低频系数的相位一致性值来提取图像高低频子带中的聚焦区域;然后,将SF与PC作为PCNN外部激励来刺激PCNN神经元点火,分别对图像高低频系数进行融合;最后,利用逆NSCT得到最终融合图像。实验采取多聚焦图像Clock、Pepsi和Lab作为三组实验数据集,与传统融合算法及新近提出的几种算法进行对比,所提算法的客观评价参数：互信息、边缘信息度、信息熵、标准差和平均梯度的数值均大于或十分接近于对比算法的最大值;同时从实验结果图与源图像的差值图中可以发现所提算法的差值图包含源图像清晰区域的痕迹明显更少。实验结果表明所提算法能更加准确地提取出图像的清晰区域,更好地保留图像的边缘与纹理等细节信息,得到更好的融合效果。     

Robust backstepping control of an interlink converter in a hybrid AC/DC microgrid based on feedback linearisation method

This paper presents a robust dc-link voltage as well as a current control strategy for a bidirectional interlink converter (BIC) in a hybrid ac/dc microgrid. To enhance the dc-bus voltage control, conventional methods strive to measure and feedforward the load or source power in the dc-bus control scheme. However, the conventional feedforward-based approaches require remote measurement with communications. Moreover, conventional methods suffer from stability and performance issues, mainly due to the use of the small-signal-based control design method. To overcome these issues, in this paper, the power from DG units of the dc subgrid imposed on the BIC is considered an unmeasurable disturbance signal. In the proposed method, in contrast to existing methods, using the nonlinear model of BIC, a robust controller that does not need the remote measurement with communications effectively rejects the impact of the disturbance signal imposed on the BIC's dc-link voltage. To avoid communication links, the robust controller has a plug-and-play feature that makes it possible to add a DG/load to or remove it from the dc subgrid without distorting the hybrid microgrid stability. Finally, Monte Carlo simulations are conducted to confirm the effectiveness of the proposed control strategy in MATLAB/SimPowerSystems software environment.