脉冲数字式超声相控阵发射系统设计

研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)、可编程延迟线(DS1020)和脉冲集成放大电路(HV732)的8通道、高精度、脉冲数字式超声相控阵发射系统;分析了关键技术并提出了解决方案。该系统适用于中心频率为0.1~10MHz的换能器,延迟精度为1ns,根据检测的不同要求,可以分别控制各个通道的延迟时间和脉冲宽度。     

基于LMI的多目标模糊状态反馈控制器设计研究

为实现使系统同时满足多目标控制要求,并避免设计过程多次反复的目的,提出了基于LMI的多目标模糊状态反馈控制器的设计方法。该方法在TS模糊模型的基础上,将闭环控制系统的稳定性、抗干扰性及极点配置的要求统一到一个线性矩阵不等式组中,通过求解线性矩阵不等式组获得满足要求的控制器参数,利用PDC方法得到整个系统的非线性模糊状态反馈控制器。应用于磁悬浮轴承系统,通过仿真试验,验证了该方法的有效性,系统同时满足稳定性、抗干扰特性及过渡过程特性多个目标要求。     

基于CNN的强噪声干扰下C扫成像检测方法

在C扫成像检测中,若A扫信号中含有与缺陷回波幅值相当的强噪声干扰,则闸门方法无法正确成像。针对这一问题,提出了一种新的卷积神经网络模型架构,对缺陷A扫信号进行识别,实现了强噪声下的C扫成像检测。网络架构中采用了残差模块,使得利用深层卷积神经网络提取更加抽象特征成为可能;同时在训练中采用了Focal Loss损失函数和联合准确率克服了训练集类别不平衡的影响,有效调高了分类准确率。实验结果表明,在强噪声干扰下,该方法的A扫信号分类识别准确率接近100%,较传统闸门方法提高了20%以上,实现了高质量、高精度的C扫成像。     

超声换能器电阻抗特性研究

为了研究超声换能器在发射和接收超声信号时电阻抗的特性,对超声检测系统中的超声信号发射和接收过程进行建模分析,研究了电缆特性对换能器电阻抗的影响,推导了换能器在发射和接收超声信号时电阻抗的计算公式和考虑电缆特性时的电阻抗计算公式,研究了换能器在发射和接收超声信号时电阻抗的关系。分析和实验表明,电缆特性对换能器电阻抗有很大影响;换能器在发射和接收超声信号时的电阻抗相等。