Lyapunov指数算法在应答器信号混沌振子检测中的应用

针对为提高在强噪声环境下应答器上行链路传输信号的检测精度,利用混沌系统对初始条件敏感以及对噪声免疫的特性,将混沌振子应用到应答器上行链路信号检测解调中.结合微弱信号Duffing振子检测原理和应答器上行链路信号特征,给出了使用Duffing振子检测应答器信号的方法和步骤,并使用Lyapunov指数算法计算Duffing振子检测系统的临界阈值,定量判断系统的输出状态,实现应答器信号的解调.在理论分析的基础上,进行了实验仿真验证.仿真结果表明,基于Lyapunov指数算法的应答器信号混沌振子检测方法提高了阈值设置的准确性和效率,并确保了应答器信号检测的可靠性.     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

交流差动变压器式位移传感器数字调理方法

分析了差动变压器式位移传感器的工作原理,讨论了传统模式的模拟调理电路特点,结合实际应用需求,提出了一种基于多功能数据采集板卡和数字解调算法的差动变压器式位移传感器信号数字调理方法,从理论上论证了该数字解调算法,并且设计了一套试验验证系统,针对试验用LVDT(Linear Variable Differential Transformer)传感器,从静态、动态2种工作方式进行解调,验证结果表明,该方法能够满足试验要求,达到了预期的结果.     

基于灰色预测恢复算法的流式细胞仪多参数提取

针对流式细胞仪测控系统由于脉冲信号信息不完整导致多参数提取存在误差的问题,提出了一种基于灰色预测恢复算法的多参数提取方法。利用基于GM(1,1)模型的灰色预测梯形递推信号恢复算法对脉冲信号进行高精度恢复,提高信号的信息完整性。同时,对直流恢复模块进行了优化设计,通过高速数字信号处理芯片对脉冲信号模拟偏移量及直流恢复进行反馈,提高直流恢复精度及信号信噪比。最后,搭建了测控系统实验环境,对该系统进行了验证。实验结果表明,多参数提取精度均在±1.5%范围内;同时可以将流式细胞仪检测细胞的速度提高到10万个/s。     

基于M/T算法针对机械式水表误差检测及校准的改进方法

研究基于M/T高精度数字测速算法的改进比较法水表误差检测,采用反射式激光传感器对水表始动元件进行检测,采集到的反馈脉冲信号与时钟信号同时送入单片机进行M/T测速算法运算。从而得到始动元件转速,并根据标准表和被测表的转速求取水表示值误差。结果表明:该算法可以充分发挥M/T算法的宽域性,在整个测速范围内获得很高的测速精度和精度一致性,具有较高的动态测量分辨率。能够在短时间内对水表误差进行高精度测量并指导校准工作,实现动态误差测量及校准。     

干涉测量低频水下声源频率的改进算法

为了实现低频段水下发生目标频率的准确识别,搭建了一套激光干涉测量系统。在相位生成载波解调技术的基础上,提出了一种改进的基于相位生成载波反正切算法的解调方式。在光学暗室下利用分立光学元件搭建了一套干涉实验系统,在参考光路引入水面波动作为高频载波,利用水表面漫反射的主反光与参考光干涉获得干涉信号。以相位生成载波解调技术的反正切算法为基础,引入高频载波信号的一倍和二倍正弦混频。通过功率比较的算法在两组正交信号当中筛选功率较强的一组进行解调,避免了载波初相位导致的正交信号消隐引起的解调失真。最后,在模拟的低频大幅度海浪扰动情况下进行了探测实验,取得了良好的解调效果。实验结果表明:水下声源的低频探测下限约为30 Hz;100Hz以上频段的频率探测精度优于1Hz。改进的反正切解调算法能够避免解调失真,具有很强的抗干扰能力。     

基于转向架姿态轨迹的轨道线路曲率探测系统研究

主动径向技术是进一步提高轨道车辆曲线通过性能、彻底解决直线运行稳定性和曲线通过之间矛盾的有效途径,而实现轨道线路曲率准确、高效的探测是其中的重要环节。为了提高轨道线路曲率探测的精度和实时性,首先提出了一种基于转向架姿态轨迹的曲率探测系统(Bogie attitude trajectory based curvature detection system,BATCDS),该系统由布置于转向架上的速度传感器、角速度传感器、倾角传感器以及算法单元组成,布局简单且易于实现。此后,提出了与上述系统相匹配的曲率探测算法,该算法利用转向架偏航角速度ω和车速v获取转向架在二维水平面上的运行轨迹,并据此初步估计线路曲率;利用转向架侧滚角α和车速v获取转向架的侧滚姿态轨迹,进而估计转向架侧滚角;综合转向架上述各项姿态信息,利用轨道线路固有几何规律融合计算线路曲率。最后,建立了BATCDS的联合仿真模型,仿真计算的结果表明,该系统在有效滤除原始信号中的高频噪声的基础上,仍能维持较高的实时性;仿真工况下,相较传统的低通滤波而言曲率探测结果的精度和实时性得到显著改善,相对误差率均降低至传统方法的50%以下,最大...     

基于DSP和FPGA的光电式动态扭矩测量系统

为了提高扭矩的动态实时测量能力,采用光电多码道技术进行扭矩测量,提出了基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)的多通道实时采集系统.通过多路方波信号细分计数周期,分析比较多路信号的状态变化特征并将比较结果作为计数依据,以实现对数据快速精确的采集.该系统通过FPGA实现逻辑控制、计数和存储并将接收到的数字信号传输给DSP,DSP将信号处理后传送至上位机以实现数据的存储、分析及显示.该系统采集速度快、精度高、结构简单.     

基于Android的用于光纤光栅信号解调的OCM检测系统

在光纤光栅传感系统中能够使用一台操作直观、精度高、成本低廉并且携带方便的光纤光栅信号解调仪显得尤为重要。文中将一款光道检测仪OCM(Optical Channel Monitor)应用于光纤光栅的信号测量,并在操作系统方面采用了Google Android操作系统,使用了Android NDK(Native Development Kit)和SDK(Software Development Kit)分别对linux内核和Android应用程序进行开发,实现了一种基于Android操作系统的OCM通信和控制系统,能够对光纤光栅所反射的中心波长进行实时准确的检测。     

面向固-液两相软性磨粒流嵌入式实时测控系统

针对固-液两相软性磨粒流精密抛光方法中流道微小,无法采用常规直接信号传感器的问题,提出了一种基于二次信号-加速度振动信号的软性磨粒流监测方法。通过小波包分析提取了振动信号的特征。结合基于有限状态机理论与基于嵌入式实时操作系统的并发多任务的程序设计方法,采用面向对象技术开发了一种测控软件框架。采用Linux和DSP／BIOSRTOS实施了双操作系统信号处理技术,开发实现了一个面向软性磨粒流的,具有通用多通道高速数据采集功能的智能化嵌入式实时测控平台。研究结果表明,该系统具有易扩展与易交互的优点。     

基于光纤环镜的光纤光栅传感解调系统

提出了一种新型的基于保偏光纤环镜的光纤布拉格光栅传感器解调方案。建立了理论分析模型,研究了保偏光纤环镜结构参数对解调精度影响的特性并进行了数值仿真。搭建了光路系统,设计了能够消除系统结构参数误差影响的基于LabVIEW的参数测定软件、解调系统监控软件和电路模块,进行了传感检测实验,其结果与理论分析相吻合。该系统稳定性好,检测灵敏度高,适用性强,在光纤光栅传感器的应用方面具有重要意义。     

基于脉冲响应消岐重构的 UWB 测距优化方法

UWB 测距技术因功耗低、安全性高等优势在工业领域应用日益广泛。 工业非视距场景下 UWB 脉冲信号由于穿透衰 减和多通道反射等因素,存在首径信号衰减和多径延迟的问题,将会降低系统的定位精度。 针对该问题,通过对 UWB 信号传 递及响应建模,提出一种基于 UWB 信道脉冲响应的消岐重构算法,将信道脉冲簇信号进行泊松过程解析,对代表直线传播距 离的首径信号进行特征增强,实现了复杂多径干扰下的首径信号提取与分离,提高了信号到达时间辨识精度,减少了 UWB 测 距误差。 进一步地,依据 IEEE802015. 4a 标准对 UWB 信道响应进行仿真,并实现了不同遮挡环境下的实验研究,仿真和实验结 果表明,本文提出的消岐重构算法能够显著提高多干扰环境下的定位精度,在存在多反射源和多遮挡物的工业非视距场景下, 可使定位误差相较于传统阈值法降低约 79. 1% 。     

平膜压电谐振式结冰传感器信号检测方法

通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析，提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元，能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率，从而得到冰层厚度的检测信息。实验表明该方法可取得良好的效果。     

基于矢量调制法的矢性物理量测量仪器

依据调制解调原理和线性系统理论，矢量调制法使用机械转动方法，将输入信号在进入传感器之前调制成为正弦波，由于线性传感器的频率保持性和叠加特性，对传感器输出信号解调，将得到准确的输入响应，由此去除常见的传感器偏置、偏置的漂移、干扰与噪声。基于矢量调制法原理，开发了一套使用矢量传感器构造的新原理测量仪器，并详细叙述了该仪器的物理实现方法和算法原理，对影响测量精度的主要因素给出量化分析结果。作为应用实例，说明了VMM测量仪器在寻北仪、三维矢性物理量测量中的原理和方法。理论分析和实验测量表明，矢量调制法物理意义明确，操作方便简单，抑制测量误差效果明显。VMM测量仪器显著地提高了矢性物理量的测量精度，可以广泛用于矢性物理量的精确测量。     

光纤光栅传感系统信号解调技术的研究

实现波长编码信号的解调，是光纤光栅传感系统实用化推广的关键技术之一。文中讨论了光纤光栅传感信号解调的基本原理，分析了国内外提出的常用解调方法的工作机理、特点和性能，并总结了信号解调过程中存在的主要技术难点及发展方向，为基于光纤光栅传感系统的解调部分的设计提供了依据。     

基于最小二乘支持向量机预测器的传感器故障检测与数据恢复

本文介绍了最小二乘支持向量机（LS-SVM）回归的基本原理，提出了一种基于LS-SVM回归的时间序列预测器，并将其用于传感器的故障检测和数据恢复。论述了LS-SVM预测器的实现方法和步骤，并且将其应用于压力传感器的故障检测和数据恢复，同线性神经网络预测器、RBF神经网络预测器和BP神经网络预测器的比较结果表明，LS-SVM预测器具有更高的预测精度，更好的外推能力，计算效率最高，因此，LS-SVM预测器是传感器故障检测和短期数据恢复的一种有效方法。     

基于ARM7处理器的快速聚焦方法

快速、准确地自动聚焦是获取高质量图像信息的前提。现对基于ARM7处理器和CCD图像传感器的自动聚焦系统进行研究,对模拟视频信号滤波提取高频分量作为判据的方法进行探讨,根据实际需要进行滤波选频和带宽选择,对系统实现中的关键技术进行了详尽的分析讨论。同时,针对系统在自动聚焦过程中实际出现的问题,对聚焦评价函数和搜索策略进行了优化,使系统的聚焦更加准确,并给出相应的实验结果。实验表明,该方法提高了聚焦的精度和速度,并且已成功应用于显微镜自动调焦系统中。     

基于WNN的环形球栅扭矩传感器的信号解调

针对常用方法对环形球栅扭矩传感器信号的解调效果不明显的状况,提出基于小波神经网络的解调方法.利用非抽样小波变换的时频局部化特性和平移不变性,对预处理后的传感器信号进行多分辨率分解,并在神经网络的干预下进行小波重构.构建了小波神经网络模型,并在LabVIEW中编程实现了该算法.在测试平台中分别对同向转动机械轴、来回换向转动机械轴以及对机械轴敲击时所对应的传感器信号进行解调实验,其结果表明解调的效果好,可靠性高.     

基于包络解调的离心式压缩机弱故障信号增强方法研究

在离心式压缩机使用要求不断提高下,为了增强故障诊断精确性,提出基于包络解调的非平稳工况下离心式压缩机弱故障信号增强方法。将小波包分析和独立分量分析结合,通过小波包分析法对含有噪声的混合信号进行降噪,根据 FastICA 算法分离降噪后的混合信号,对分离出的信号采用收缩函数实行频段内的去噪操作,完成多源故障信号分离去噪。在故障信号分离的基础上,考虑到被分离出的信号伴随着微弱噪声,进一步通过包络解调随机共振实现弱故障信号增强。对多源信号分离结果进行包络解调操作,并对包络信号实行变尺度随机共振输出处理,实现故障特征信号增强,达到故障诊断的目的。通过实验分别对此方法的信号去噪增强效果和故障诊断精确性进行验证,实验结果表明,该方法不仅弱故障信号增强效果显著,且故障诊断鲁棒性强,精度高,具有可实践性。     

调幅式电容位移传感器的峰值检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器解调过程中由系统不确定相移导致的信号解调不准确问题,提出了一种基于改进的峰值保持电路的调幅式电容位移传感测量方法。首先,分析了调幅式电容位移传感器及其检测电路的工作原理,在研究调幅信号附加相移产生机理的基础上,提出了延迟反馈式峰值保持电路,用以去除附加相移对峰值解调的影响。然后,设计并制作了调幅式电容位移传感器,并对其各个性能指标进行了测试。最后,对实验结果和误差进行了分析。实验显示,提出的峰值保持电路的输出线性度优于0.05%,制作的传感器在0～25μm内数据测量稳定性优于10nm/30min,传感器测量偏差最大值为36nm。结果表明,采用延迟反馈型峰值保持电路有效地解决了系统不确定相移带来的峰值检波不准确的问题,所制作的电容传感器满足了高精度测量的要求。