超聲波電機(Ultrasonic Motor)是近二十年來發(fā)展起來的一種新原理電機,其原理不同于傳統(tǒng)的電磁型電機,它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動,借助彈性體諧振放大,通過摩擦耦合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動或直線運動.其顯著特點是低轉(zhuǎn)速、大力矩、可用于直接驅(qū)動、結(jié)構(gòu)簡單、電磁兼容性好并具有斷電自鎖等功能,在某些特殊領(lǐng)域內(nèi)已取得了一席之地.超聲波電機形式多樣,其中縱扭復(fù)合型超聲波電機的輸出力矩最高能達到行波型超聲波電機的十幾倍,且控制性能更好,因此縱扭復(fù)合型超聲波電機的研究可以便超聲波電機的應(yīng)用得到進一步的拓展.前幾年,輸出力矩大于1Nm的超聲波電機研究主要集中在日本幾家研究機構(gòu),國內(nèi)對于大力矩高精度電機的研究幾乎是空白.近幾年,國內(nèi)紛紛對具有大力矩輸出特性的縱扭復(fù)合型超聲波電機展開了研究,浙江大學(xué)、南京航天航空大學(xué)、清華大學(xué)等.該文以具有大力矩輸出的縱扭復(fù)合型超聲波電機作為研究對象,對其摩擦驅(qū)動模型、振動模態(tài)、摩擦材料的選擇、電機結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化和測控系統(tǒng)等進行了系統(tǒng)全面的研究,并在此基礎(chǔ)上研制了兩套樣機,每套樣機的最大力矩在10Nm以上,且定位精度達到0.025度,形成了大力矩高精度縱扭復(fù)合型超聲波電機的理論和實驗基礎(chǔ).
上傳時間: 2013-05-21
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電能計量的精度無論對于供電方還是對于用電方,都非常重要。傳統(tǒng)電能表的精度低,功能單一,不能滿足精度要求和非正弦電路的無功功率測量。隨著電力電子裝置等非線性負載的功率容量和功率密度的不斷增大,他們所產(chǎn)生的諧波已使電網(wǎng)遭受日益嚴重的污染。在這種情況下,有必要研發(fā)新技術(shù)新設(shè)備。同時,數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)正在迅速發(fā)展,21世紀將是數(shù)字信號處理理論與算法的大發(fā)展時期。 本項目采用ADI于2004年生產(chǎn)的BLACKFIN531 16位定點DSP芯片。針對目前市場上現(xiàn)行的電能表所存在的缺陷和局限性,研究并設(shè)計了一種基于DSP BF531芯片的高精度多功能電能表。采用了諸多最新的理論成果,電能計量精度達到0.2S級,諧波測量精度達到0.5%。在一定的定義下,無功測量方法不但適用于正弦電路,也適用于非正弦電路下的無功功率測量。全書共分七章: 第一章、簡述了電能計量裝置的發(fā)展和現(xiàn)狀,論證了本課題開發(fā)和研究的必要性和可行性,介紹了高精度多功能電能表的系統(tǒng)方案; 第二章、 討論了電測系統(tǒng)的測量原理,設(shè)計了電能表中的計量和分析算法; 第三章、 介紹了系統(tǒng)的硬件平臺和開發(fā)環(huán)境; 第四章、 詳細給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計; 第五章、 分析系統(tǒng)誤差及其校正; 第六章、 介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計; 第七章、 對整個系統(tǒng)進行實驗測試,給出測試結(jié)果,最后討論、總結(jié)。
上傳時間: 2013-06-21
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基于TMS320F2812高精度跟蹤伺服控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-08-03
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三次B樣條曲線源代碼,C語言編寫的三次B樣條曲線源代碼,希望大家喜歡。
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上傳時間: 2013-07-13
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心音信號是人體最重要的生理信號之一,包含心臟各個部分如心房、心室、大血管、心血管及各個瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問題和分類識別技術(shù)難點展開了深入的研究,內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號(NM)和房顫(AF)、主動脈回流(AR)、主動脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個方面: a)心音信號采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機功能的聽診器實現(xiàn)對心音信號的采集。通過對心音信號噪聲分析,選用小波降噪作為心音信號的濾波方法。根據(jù)實驗分析,選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級閾值的方法作為心音信號預(yù)處理方案。 b)心音信號時頻分析方法。文中采用5種時頻分析方法分別對心音信號進行了時頻譜特性分析,結(jié)果表明:不同的時頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關(guān)系,即需要在小的交叉項干擾與高的時頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此,本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時頻(ATF)分析方法,通過實驗驗證該分布能較好地反映心音信號的時頻結(jié)構(gòu),其性能優(yōu)于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時頻分析方法,從而選擇自應(yīng)錐形核時頻分析方法進行心音信號分析。 c)心音信號特征向量提取。根據(jù)對3M Littmann() Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)心音信號的時頻分析結(jié)果,提取8組特征數(shù)據(jù),通過Fihser降維處理方法提取出了實現(xiàn)分類可視化,且最易于分類的心音信號的2維特征向量,作為心音信號分類的特征向量。 d)心音信號分類方法。根據(jù)心音信號特征向量組成的散點圖,研究了支持向量機核函數(shù)、多分類支持向量機的選取方法,同時,基于分類的目的 性和可信性,本文提出以分類精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法,建立了心音信號分類的支持向量機模型,選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機的學(xué)習(xí)樣本,對余下的每類20組數(shù)據(jù)進行測試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號和正常心音信號中每類24個心動周期進行分類實測,分類精度分別為:NM、AF、MR的分類精度均為100%,而AR、AS均為95.83%,驗證了該方法的分類有效性。 e)心音信號分析與識別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語言的可視化功能實現(xiàn)了心音信號分析與識別的軟件運行平臺構(gòu)建,可完成對心音信號的讀取、預(yù)處理,繪制時-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時,利用MATLAB與EXCEL的動態(tài)鏈接,實現(xiàn)對心音信號分析數(shù)據(jù)的存儲以及統(tǒng)計功能;最后,通過對心音信號2維特征向量的分析,實現(xiàn)心音信號的自動識別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實踐兩方面對心音信號進行了深入的研究,主要是采用自適應(yīng)錐形核時頻分析方法提取心音信號特征向量,根據(jù)心音信號特征向量組成的散點圖,建立心音信號分類的支持向量機模型,并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進行了分類研究,取得了較為滿意的分類結(jié)果,但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數(shù)據(jù)量尚不足,因此,今后的工作重點是采集更多種類的心臟雜音信號,進一步提高心音信號分類精度,使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。 關(guān)鍵詞:心音信號,小波降噪,非平穩(wěn)信號,心臟雜音,信號處理,時頻分析,自適應(yīng),支持向量機
上傳時間: 2013-04-24
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60年代初,國際上首次將B超診斷儀應(yīng)用于臨床診斷,40多年來B超診斷儀的發(fā)展極為迅速。隨著數(shù)字信號處理及計算機技術(shù)的發(fā)展,目前國際上先進水平的超聲診斷設(shè)備幾乎每一個環(huán)節(jié)都包含著數(shù)字信號處理的內(nèi)容,研制全數(shù)字化的超聲診斷設(shè)備已成為發(fā)展趨勢。 @@ 基于FPGA及嵌入式操作系統(tǒng)的全數(shù)字超聲診斷系統(tǒng)具有技術(shù)含量高、便攜的特點,可用數(shù)字硬件電路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實時處理。 @@ 本文從超聲診斷原理入手,在對超聲診斷系統(tǒng)中的幾個關(guān)鍵技術(shù)進行分析的基礎(chǔ)上,重點研究開發(fā)超聲診斷系統(tǒng)中數(shù)字信號處理部分的兩個核心算法。以FPGA芯片為載體,在Quartus Ⅱ平臺中采用Verilog HDL語言進行編程并仿真驗證,分別實現(xiàn)了數(shù)字FIR濾波器及CORDIC坐標(biāo)變換兩個模塊的功能。另外,采用Verilog HDL語言對應(yīng)用于圖像顯示模塊的SPI接口進行了編程設(shè)計,編譯下載至FPGA中,最終實現(xiàn)了與ARM A8的OMPG3530板之間高速串行數(shù)據(jù)的傳輸。 @@ 采用在單片F(xiàn)PGA芯片內(nèi)實現(xiàn)數(shù)字式超聲診斷部分核心算法并與高性能ARMA8處理器相配合的數(shù)字信號處理解決方案,具有高速度、高精度、高集成度、便攜的特點,為全數(shù)字化便攜超聲診斷設(shè)備的研制打下了基礎(chǔ)。 @@關(guān)鍵詞:超聲診斷系統(tǒng);FPGA;數(shù)字FIR濾波器;CORDIC算法;SPI總線
標(biāo)簽: FPGA 全數(shù)字 超聲診斷系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-07
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隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,各種電子設(shè)備對時間精度的要求日益提升。在衛(wèi)星發(fā)射、導(dǎo)航、導(dǎo)彈控制、潛艇定位、各種觀測、通信等方面,時鐘同步技術(shù)都發(fā)揮著極其重要的作用,得到了廣泛的推廣。對于分布式采集系統(tǒng)來說,中心主站需要對來自于不同采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)進行匯總和分析,得到各個采集點對同一事件的采集時間差異,通過對該時間差異的分析,最終做出對事件的準(zhǔn)確判斷。如果分布式采集系統(tǒng)中的各個采集設(shè)備不具有統(tǒng)一的時鐘基準(zhǔn),那么得到的各個采集時間差異就不能反映出實際情況,中心主站也無法準(zhǔn)確地對事件進行分析和判斷,甚至得出錯誤的結(jié)論。因此,時鐘同步是分布式采集系統(tǒng)正常運作的必要前提。 目前國內(nèi)外時鐘同步領(lǐng)域常用的技術(shù)有GPS授時技術(shù),鎖相環(huán)技術(shù)和IRIG-B 碼等。GPS授時技術(shù)雖然精度高,抗干擾性強,但是由于需要專用的GPS接收機,若單純使用GPS 授時技術(shù)做時鐘同步,就需要在每個采集點安裝接收機,成本較高。鎖相環(huán)是一種讓輸出信號在頻率和相位上與輸入?yún)⒖夹盘柾降募夹g(shù),輸出信號的時鐘準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性直接依賴于輸入?yún)⒖夹盘枴RIG-B 碼是一種信息量大,適合傳輸?shù)臅r間碼,但是由于其時間精度低,不適合應(yīng)用于高精度時鐘同步的系統(tǒng)。基于上述分析,本文結(jié)合這三種常用技術(shù),提出了一種基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時鐘同步控制技術(shù)。該技術(shù)既保留了GPS 授時的高精確度和高穩(wěn)定性,又具備IRIG-B時間碼易傳輸和低成本的特性,為分布式采集系統(tǒng)中的時鐘同步提供了一種新的解決方案。 本文中的設(shè)計采用了Ublox公司的精確授時GPS芯片LEA-5T,通過對GPS芯片串行時間信息解碼,獲得準(zhǔn)確的UTC時間,并實現(xiàn)了分布式采集系統(tǒng)中各個采集設(shè)備的精確時間打碼。為了能夠使整個分布式采集系統(tǒng)具有統(tǒng)一的高精度數(shù)據(jù)采集時鐘,本論文采用了數(shù)模混合的鎖相環(huán)技術(shù),將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號作為參考基準(zhǔn),生成了與秒信號高精度同步的100MHZ 高頻時鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分,將B 碼的準(zhǔn)時標(biāo)志與GPS 秒信號同步,提高了IRIG-B 碼的時間精度。在分布式采集系統(tǒng)中,IRIG-B時間碼能直接通過串口或光纖將各個采集點時間與UTC時間統(tǒng)一,節(jié)約了各點布設(shè)GPS 接收機的高昂成本。最后,通過PC104總線對時鐘同步控制卡進行了數(shù)據(jù)讀取和測試,通過實驗結(jié)果的分析,提出了改進方案。實驗表明,改進后的時鐘同步控制方案具有很高的時鐘同步精度,對時鐘同步技術(shù)有著重大的推進意義!
上傳時間: 2013-08-05
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基于51單片機的高精度紅外測溫系統(tǒng)設(shè)計,非接觸式測溫設(shè)計。
上傳時間: 2013-05-19
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ADE7755高精度電能計量電路:ADE7755是一種高精度電能測量集成電路,主要用于單相電表系統(tǒng)。
上傳時間: 2013-06-20
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛,研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計制造中使用了數(shù)字化技術(shù),但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展,PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用,例如數(shù)字通信和相控雷達領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上,我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能,同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們詳細分析討論了B 超中,全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)手段。我們設(shè)計實現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率,仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息,也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設(shè)計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器,能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號,且在FPGA 片內(nèi)實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高,對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減,導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象,可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設(shè)計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復(fù)頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊,功能仿真和時序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ),將加快其研發(fā)和制造進程,為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽: FPGA 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時間: 2013-06-18
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