这是一篇哈尔滨工业大学2012年 物理电子学工学博士的毕业论文。相干多普勒激光雷达是测量遥感风场和运动目标速度的有力工具。相干多普勒激光雷达的发射源普遍使用单纵模激光器，而锁模激光所具有的宽频谱、窄脉宽、高峰值功率等特性使其在作为相干激光雷达发射源方面具有潜在的应用价值。本文从理论上和实验上对基于锁模激光的相干多普勒激光雷达进行了研究。 理论上，在单频外差探测原理的基础上，考虑了具有 m+1 个模式、纵模间隔为 ω 的本振光，与发生了 Δω 频移的信号光相干拍频后的理论模型，证明了相位差恒定的锁模激光可以实现相干混频，并可以通过低通滤波或 FFT 频谱分析的方式检测出差频信号。利用这一理论模型进行了数值模拟计算，分析了信号光在不同的频移值时的拍频波形，讨论了实现相干探测本振光与信号光应满足的条件。 基于相干多普勒激光雷达系统对发射光源的要求，进行了锁模激光器的实验研究。通过使用不同的锁模器件得到锁模激光输出，其中主动锁模和调 Q 主动锁模都获得了单脉冲宽度在百皮秒量级、锁模深度 100%、锁模几率 95%以上的稳定的锁模脉冲序列输出。对被动锁模、主动锁模、调 Q 主动锁模的激光输出特性进行了对比研究，主动锁模脉冲序列包络时间较长但峰值功率较低，而调 Q 主动锁模峰值功率高但包络时间较短，不同类型的激光输出为后续的相干测速实验提供了多种选择。 利用声光移频器模拟外差探测中信号光发生的多普勒频移，进行了锁模激光拍频实验研究，并与单纵模激光拍频实验结果进行了比较。使用锁模激光在频移为 30 ~ 80 MHz 的范围内进行了拍频实验研究，拍频波形及信号处理的结果均与理论分析相符， 测量结果的相对误差在 0.5%以下。 分别使用脉宽为 10 ns和 16 ns 的调 Q 单纵模脉冲进行拍频，在信号光频移为 150 MHz 时测量结果的相对误差分别为 3.7%和 1.6%。对比实验结果发现，调 Q 单纵模脉冲由于有限的脉宽限制了拍频后包络的数量，导致误差相对较大，而锁模脉冲序列由于具有较长包络时间，在测量较低频移值时仍具有较高的精度，即测量低速目标时更具有优势。在具有较长包络时间的同时，锁模激光还具有高峰值功率和窄脉宽的特点。使用光纤耦合的方式进行了相干拍频实验，得到了稳定的相干拍频波形，FFT 频谱分析的结果与设定值和理论分析相符。
标签： 激光雷达
上传时间： 2022-02-12
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压电材料由于其力电耦合特性，能有效地将机械能与电能进行转换，于是人们将其作为激励/传感器广泛地应用于各类工程领域。压电材料常常与受控柔性结构粘接成一体，作为传感器以及激励器，以达到抑制受控结构振动的目标。因此，研究压电智能结构的振动以及振动控制有重要的科学意义和实用价值本文基于压电材料与宿主结构之间的力电耦合特性，推导了拉普拉斯变换形式卜的压电智能梁结构的阻抗矩阵，并基于阻抗矩阵研究如何建立压电智能梁结构的频率响应数值模型以及由此模型计算系统动态响应的方法，本文还研究了速度负反馈控制器作用下压电梁的控制系统性能：PPF控制器下不同系统输入时，系统的动态性能；不同控制器参数下，控制系统的效果。计算结果表明，本文模型能有效地与各种控制策略相结合，研究压电梁的振动控制问题。最后，本文还尝试由阻抗矩阵模型建立系统的TF控制模型，对于单个矩阵元素，此方法能在指定频域内得到很好的近似模型，对于由许多单元组成的压电梁，本文方法得到的结果能识别部分阶频率，因此需要进一步研究。振动是大自然中最普遍的现象，在现实的工业工程及实际生活中，人们常常遇到各种与振动有关的问题。譬如，我们常用的各种音响设备、医疗超声检测设备、雷达等设备及设施中，就利用了振动含有积极意义的一方面；另一方面，机床的剧烈振动导致工件的加工精度达不到要求、飞机机翼的颤振、飞机轮船等振动噪声过大导致乘客感到不舒适等则是振动消极一面的具体体现。为此，人们常常对这些设备的系统模型进行分析、研究，以期对振动进行控制：一方面提高起积极作用的振动的强度或将其控制在人们希望的程度上：另一方面尽可能地将起消极作用的振动削弱，达到不影响工业生产及生活的效果
标签： 阻抗法
上传时间： 2022-03-11
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基于单片机的智能楼道灯光控制系统设计由人体感应模块、光照强度检测模块、灯光控制模块、声音传感器模块、声光报警模块等组成。以单片机为核心,通过检测光照强度和红外人体感应相结合,实现了对楼道内灯光的控制,从而达到节约能源的目的。
标签： 单片机 智能楼道灯光控制系统
上传时间： 2022-03-28
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本设计介绍了一种基于STM32单片机控制的智能水杯,可利用插口式电源或无线充电底座为加热器提供能量,并在达到某种饮品所需温度时进行保温。水杯内置充电电池,可选用USB接口或无线充电。在水杯内部设置无线模块,用户利用手机App与水杯进行匹配进行加热操作,加热完后水杯会通过手机App和液晶显示屏实时反馈液体温度,通过指示灯显示电量情况等,给用户进行提醒。该智能水杯设计创新,实用价值较高。This paper introduces an intelligent water cup based by STM32 microcontroller,it can provide energy for the heater by socket type power supply or wireless charging base,and hold temperature needed for some kind of drink.Builtedin rechargeable battery,water cup can use USB or wireless charging.The wireless module is set up inside it,and customers can use mobile App to match and heat.After heating,water cup feeds back liquid temperature through the mobile App,and then displays on LCD,reminds users through the indicator light.The intelligent water cup is designed innovatively and has high practical value.
上传时间： 2022-03-28
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本文介绍了一种基于低负载系数采样电阻的、可用于电感负载的精密可调恒流源的设计方案文章首先分析了恒流源基本原理与串联负反馈式恒流源电路，论述了影响恒流源稳度的主要因索以及误差分配原则，然后介绍了可用于电感负载的可调精密恒流源的基本框架，主要包括：低负荷系数采样电阻以及基准电压模块、单片机最小系统、主电源模块、调整管压降反馈电路、保护与补偿电路电源管理电路以及电流测试电路。该设计主要完成了以下工作：第一，制成了可以输出0-10V之间任意电压值的高精度电压基准模，短时间内输出电压的相对标准差达234×10，电压稳定度（时间漂移）为34×10Vh。将其作为恒流源的电压参考源，最终实现了0-1A可调功能。第二，完成了19低负荷系数采样电阻的测试与制作，通过实验测得其负载系数为3.58×10°gW温度系数为034ppm℃，长期稳定性为±048pm30h第三，通过设计感性负载补偿电路、调整电路结构、调整控制算法，最终使恒流源适用于感性负载。第四，设计了主电源控制方法，实现了恒流源的自动调节，最终使得本设计在输出0-1A之间任何电流携带300W以下任何负载都能保证同样的精度，第五，设计了调整管压降反馈电路，单片机通过视管管制比电倾出电，实取了词整管底降的自动，解块了由于负载变化引起的调整管漏源电流下降所导致的电流漂移。最终的测试结果表明，正常工作时设备的输出1A电流相对标准差为297×103，电流稳定度（时间漂移）为-3.6×10730min，可调恒流源的微分非线性为0.59SB，最大负载能力300W，输出阻抗120MQ关键词可调恒流源感性负载高稳定性电压基准
标签： 恒流源
上传时间： 2022-04-02
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本设计以 STM32 单片机和 AD7791 实现电子秤的设计。设计采用电阻式应变片组成应变电桥的称重传感器采集重量的电压信号，采用两个零漂移放大器 ADA4528 组成了前端差分放大电路，设计采用了差分滤波器和共模滤波器，有效抑制了进入模数转换模块 AD7791 中的噪声，STM32 通过 SPI 接口控制 AD7791 进行数据 A/D 转换，读取和数据处理，在 LCD 显示屏显示测量结果。经过实际测试，称重传感器测量范围在 1g ～ 6KG 之间，测量范围在 10g 内时测量误差能达到 0.2g 之内。
上传时间： 2022-05-07
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通电后，进水指示灯亮起，用户通过对按键的操作选择洗衣服的哪一个流程，若直接选择启动按键，则洗衣机从进水→洗衣服→泡洗→脱水→出水→结束进行整个流程。若不直接选择启动，那么用户可以根据自己的需要对菜单选择键进行操作，把洗衣机切换到自己想要的那个流程去。⑴洗涤过程：在进入洗涤过程，首先进水阀接通，开始向洗衣机供水，当到达要求水位时，进水阀断电关闭，停止进水；电机M接通，带动波轮旋转，形成洗衣水流。电机M是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。⑵漂洗过程：与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。⑶脱水过程：洗涤或漂洗过程结束后，电机M停止转动，排水阀M接通，开始排水。排水阀动作的同时，电机M也接通，使电机可以带动内桶转动。当水位低到一定值，再经过一段时间后，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。 unsigned char as; //水位，保存sbit k1=P1^0;//进水阀控制端口sbit k2=P1^1;//排水阀控制端口sbit k3=P1^2;//电机控制继电器一号sbit k4=P1^3;//电机控制继电器2号sbit led1=P2^0;//浸泡洗指示灯sbit led2=P2^1;//速洗指示灯sbit led3=P2^2;//标准洗指示灯sbit led4=P2^3;//脱水指示灯sbit led5=P2^4;//烘干指示灯sbit s1=P3^2;//数码管显示第一位公共端sbit s2=P3^3;//数码管第二位显示控制公共端sbit k5=P3^0;//烘干电机sbit ks1=P3^4;//洗衣机电源开关sbit ks2=P3^5;//洗衣机模式选择sbit ks3=P3^6;//启动按键sbit kk1=P3^1;//洗涤完报警参考仿真图：
上传时间： 2022-05-14
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温度、湿度检测在工农业生产、医学研究等科研工作中具有非常重要的地位。温度、湿度是科研工作中相当重要的参数，如何准确地测量、并且进行数据分析、统计，对科研工作的开展和科研结果的发布有着极其重要的影响。本论文就实际工作需要，解决工作中的实际问题，希望能够利用虚拟仪器构建一套远程温、湿度控制系统。文中首先简要介绍虚拟仪器的概念、特点，概述了虚拟仪器的现状及其未来的发展，并将它与传统的仪器进行了比较，突出了虚拟仪器的优点，同时也涉及了目前应用最广泛，最具有优势的虚拟仪器编程软件LabVIEW的特点及编程方法。 为了能够构建一套稳定可靠的温、湿度控制系统，确保实验数据的准确性和统计的方便与合理，本文重点介绍利用LabVIEW语言开发出一套温、湿度控制系统，该系统以铂电阻作为温度传感器；电容式传感器作为湿度敏感元件，采用美国的NI公司的数据采集卡USB-6008采集温度、湿度信号，通过Internet网络可以实时的监测和控制温、湿度的变化，通过对采集到的数据进行分析和处理，实现数据的报表打印、数据的远程共享，温、湿度的上、下限报警等等。 利用温、湿度传感器和数据采集卡检测温室内温度和湿度参数变化，实现了实验数据的自动采集。针对温室控制过程中温度和湿度存在耦合问题，运用了模糊解耦控制。在模糊解耦控制过程中，根据长期的实践经验总结，制定出了较为合理的温湿度隶属度函数表和模糊解耦控制规则输出表。在去模糊化的过程中，为了便于软件实现，根据Mamdani型模糊推理算法用MATLAB语言编写出了模糊决策表的输出程序。采用目前国际上流行的虚拟仪器技术，进行了计算机测控系统的设计，与传统测试中采用的多参数分别用单个仪器检测、数据单独汇总处理的方式，或基于单片机的数据采集处理系统相比，虚拟仪器技术的应用大大提高了检测和控制的精度，提高了数据处理的速度，并增强了系统的通用性、可靠性、可维护性和可扩展性。采用LabVIEW虚拟仪器开发平台和模块化设计方法，实现了环境参数的实时获取、采集信息的实时显示、控制信号的准确输出及数据的自动处理，减少了人为干预，增加了测控过程的稳定性，避免人为的读数误差和计算误差。在系统试验研究阶段，对系统温湿度参数的自动采集进行试验设计和试验结果分析，从数...
上传时间： 2022-05-25
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电动汽车充电桩是大力发展电动汽车的基础设施，也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。目前，我国已经逐步展开了电动汽车充电系统的建设，在我国的某些城市相继开始建立电动汽车充电桩、充电站，但是我国对充电设备的关键技术研究尚且不够深入，相关的标准体系法律政策建设也有待完善，这在一定程度上限制了电动汽车的推广和普及。电动汽车充电桩电动汽车提供直流充电电源，主要安装于停车场及住宅等区域，是电动汽车常规充电的主要设备。本文研究内容归纳如下: (1)给出了电动汽车充电桩的总体构造，提出了充电桩的功能要求和技术指标，针对所提出的要求，制定方案。采用威纶通公司的人机界面产品MT6070iH进行设计，实现人机交互，开发了电动汽车充电桩在整个工作过程中的所有的用户操作界面，人机界面是用户和机器的接口，也是唯一的用户可以操作充电桩的窗口，界面的设计需要考虑到实用性与易操作性，并同时增强用户使用的体验感受。 (2)采用单片机ATmega16L设计了电动汽车充电桩的主控板，主控板的作用是用来协调整个充电桩AC/DC部分和DC/DC部分的协同工作，主控板还要实现与人机界面的通信功能，人机界面接受用户的操作指令，然后将指令传送给主控板，主控板控制整个充电桩的工作，实现HMI和主控板的数据通信。 (3)设计了电动汽车充电桩控制系统的软件部分，主要是主控板中ATme ga16的程序设计，程序设计主要包括DA子程序，AD子程序，故障检测子程序，PI子程序等，针对铅酸电池的充电特性，通过程序的检测，设计了铅酸蓄电池的三段式充电控制程序包括初充电，恒压充电，恒流充电，涓流充电的控制。 (4)对设计的充电桩系统进行了测试，验证了充电桩的工作性能，包括对设计的HMI界面测试，以及对充电桩的总体性能测试，测试的结果表明所设计的电动汽车充电桩方便操作，具有较强的稳定性和抗扰动能力，能够在输出全功率范围内稳定的工作。 测试结果表明，设计的样机能够很好的实现人机交互，HMI中每个界面按照用户的操作有序的跳转，不出现花屏，具有充电进度显示，计费显示，故障显示等功能。同时整个充电桩具有一定的抗干扰能力，输出功率5KW，最大输出电流20A，最大输出电压400V，并达到了设计初期提出的技术要求。
上传时间： 2022-05-28
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蔬菜大棚温度湿度自动控制系统由主控制器AT89C51单片机、并行口扩展芯片255，74LS373，AD转换器0809、湿度传感器、温度传感器DS1820、固态继电器、RAM6264、掉电保护和LED显示器和报警电路等构成，实现对蔬菜大棚温湿度的检测与控制，从而有效提高蔬菜的产量。文中提出了具体设计方案，讨论了蔬菜大棚温湿度巡回检测与控制的基本原理，进行了可行性论证。给出了电路图和程序流程图并附有源星序。由于利用了单片机及数字控制系统的优点，系统的各方面性能得到了显著的提高。关键词：温湿度传感器；湿度传感器；快速检测；A/D转换器：LED显示器；报警电路；固态继电器；温室环境测控，即根据植物生长发育的需要，自动调节温室内环境条件的总称。现代化温室，通过传感器技术、微型计算机及单片机技术和人工智能技术，能自动测控温室的环境，其中包括温度、湿度、光照、co2浓度等，使作物在不适宜生长发育的反季节中，获得比室外生长更优的环境条件，达到早熟、优质、高产的目的。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，达到作物优质、高产、高效盼栽培目的。传统的环境测控管理采用模拟控制仪表和人工管理方法，工作效率低。随着微机技术的发展，逐步采用配置灵活、开放式结构、运算能力较强、高可靠性、完善的开发手段及具有数据处理、统计分析、打印报表等功能的测控系统所代替，取得了较好的经济效益。随着国民经济的迅速增长，现代农业得到长足发展，受控农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室工程已成为工厂化高效农业的一个重要组成部分。支持温室工程的相关技术，如温室环境复杂系统的建模技术与专家决策支持系统、温室环境智能测控技术研究与系统开发、温室环境调配工程技术与设施研究等已成为当前该领域的关键技术和研究热点问题。研究温室环境信息进行模拟、分析、预测，研究开发基于作物成长栽培环境的温室环境多因子智能化综合测控系统，研究高效生产的温室环境综合测控模式与配套设施等将是今后主要研究内容。
上传时间： 2022-05-30
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