基于FPGA的LED大屏幕控制系统设计

介绍LED显示屏的工作原理,提出大屏幕LED图文显示屏控制系统MCU+FPGA的设计方案.单片机系统负责接收和存储上位机LED点阵数据,FPGA控制器完成显示数据的转换、动态扫描并驱动大屏幕LED显示屏.FPGA控制器由VHDL语言编程实现,并在QuartusⅡ中仿真测试通过.整个系统外围电路简单,易于扩展.     

基于MEMS技术的SU-8仿昆虫微扑翼飞行器设计及制作

为研制一种轻质仿昆虫微扑翼飞行器,提出了采用微机电系统(MEMS)领域的SU-8光刻胶作为结构材料的制作方案.基于仿生学原理和微机电系统加工技术,设计微扑翼飞行器结构及MEMS 工艺方法.研究结果表明,该种结构设计及制作方案满足设计要求,为仿昆虫微扑翼飞行器的研制提供了一种很好的途径.     

智能完井技术测试与控制系统设计

智能完井技术是数字化智能化油藏开采的一项新技术,测控系统是其核心.对智能完井测控系统的硬件系统和软件系统进行了设计,通过井下温度和压力传感器采集温度和压力数据,利用温度、压力与流量的关系对井下每个层位的流量进行计算,开发了一套智能优化开采系统,对井下生产数据进行实时监测和分析,利用油藏优化开采理论,确定优化开采方案,自动控制井下各油层流量控制阀套,实现油井的优化开采.现场试验表明,该套智能完井测控系统可以实现油井的智能优化开采.     

静电悬浮转子微陀螺悬浮控制系统的研究

针对一种新颖的基于MEMS技术的静电悬浮转子微陀螺,提出了悬浮控制系统的原理和设计,并着重对z轴悬浮控制系统的设计进行了分析,建立了Z轴方向悬浮控制系统的数学模型,通过分析扰动力对转子位移的影响,得出PID(比例-积分-微分控制)参数决定动态刚度,通过仿真结果可以看出,采用反馈线性化可补偿系统的负刚度特性,结合变预载控制实现转子的快速准确定位,为后续的旋转和加矩控制提供良好的条件.     

静电悬浮转子微陀螺信号发生电路有源带通滤波器设计

信号发生电路是静电悬浮转子微陀螺系统的重要组成部分。介绍了DDS信号发生电路的原理及基本构成和微陀螺信号电容检测的要求、特点以及主要技术指标,并根据具体带宽、中心频率的要求,设计了具有不同参数的有源滤波电路。通过电路模拟仿真实验表明了该电路的可行性之后,在具体实验的操作过程中,成功滤去了DDS信号发生电路所产生的低频直流偏置和高频噪声,从而提高了电路的整体信噪比和控制精度,并为后续静电悬浮转子微陀螺检测控制电路提供了较为理想的信号源。     

MEMS半球谐振陀螺的角速度积分及其FPGA设计

微电子机械系统(MEMS)半球谐振陀螺是MEMS微陀螺领域的研究热点,能工作在角速度积分模式下,具有体积小、质量轻、功耗低、成本低、对称性高、Q值高,以及精度高等优点.文章给出了一种微型半球谐振陀螺的结构,研究了其工作原理以及检测方法,设计了一种数字式MEMS半球谐振陀螺仪的角速度积分工作模式方案及其FPGA实现方法,以完成目前MEMS半球谐振陀螺的角速度积分模式的控制与检测工作.     

基于MEMS传感器的微飞行器控制器设计

设计了一种通用扑翼飞行器控制器方案,硬件上,该方案包含微控制器与惯性传感器选型及电路设计,软件上,通过对四元数和方向余弦矩阵转换公式的推导,引入加速度计和陀螺仪的融合滤波,并将滤波算法在控制器中实现。飞行器姿态控制算法采用经典的多环串级PID控制器,结合基于粒子滤波的飞行器室内定位算法进行定位。在仿真平台和测试台架上分别对该控制器方案及其算法进行了验证,测试结果符合预期指标。     

基于单目的轻量化目标识别系统设计

为了满足微型无人飞行器实时控制的要求,文章对Yolo-V4单阶段图像检测算法进行了轻量化设计,并基于单目摄像头设计了实时目标识别系统.该轻量化算法首先通过优化输入网络的分辨率和卷积层参数等方法,将主干网络由73层压缩到16层;然后通过简化残差结构和跨级结构,解决深层网络梯度消失问题,减少梯度信息重复;最后自下而上将网络浅层和深层特征进行了精简融合.采用K均值聚类算法训练轻量化模型以优化预选框参数,提高算法对特定目标的检测精度.测试表明,改进后的轻量化算法对特定目标的预测精度为98％,召回率为92％,均值平均精度达90.70％,单张图片检测时间为7.8 ms,对视频的处理速度可达125.6 f/s,满足微型无人飞行器的实时应用要求.     

应用于微型扑翼飞行器的实时视觉系统设计

提出并设计了一套应用于小尺寸、高频抖动的微型仿生扑翼飞行器的实时视觉系统,包括构成硬件基础的微型摄像头模块、5.8GHz传输模块和无线图传接收模块,以及构成软件模块的两种算法,其中一种是利用角点检测与LK光流法、基于卡尔曼低通混合滤波的实时电子稳像去抖算法,另一种是基于YOLOv3的人像识别算法。进行了微型仿生扑翼飞行器的飞行硬件搭载测试实验,实验结果表明,所提出的电子稳像算法可以去除x轴66.56%、y轴73.15%的抖动,人像识别算法可以达到96%以上的准确率,同时图传分辨率在720×480像素时,稳像去抖算法时延为6.33ms,人像识别算法时延为20.5ms,总时延满足实时要求,完成了实时去抖与人像识别系统的设计目标。     

两种CCMPFC控制器的研究

PFC控制器在功率因数校正电路中起着重要作用,随着集成电路产业的发展,越来越多的PFC控制器芯片投入到市场中。PFC尺寸和性能都得到了提升,控制器芯片内部集成了数字补偿器。介绍并比较了UC3854和ICE3PCS03G两种CCM PFC控制器,分析PFC原理以及两个PFC控制器芯片的工作原理和基本功能;基于ICE3PCS03G控制器设计了一个PFC电路,对控制器的外围电路参数设计进行了分析。利用该芯片进行实验验证,保证了PFC功能和各次谐波分量,而且使用这个控制器大大降低了PFC变换器的设计成本。