伴随着生物医学电子学的迅速兴起,手术刀已经从单纯的金属刀片发展为融合现代高科技的手术器具:电凝刀、氩气刀、高频电刀、超声手术刀等。 所谓超声手术刀,是指采用超声能对软组织进行止血切开和凝固的一种外科手术装置,用来代替普通的手术刀来切除人体的病变组织或器官,以达到手术治疗的目的。超声手术刀适用于需要控制出血和最小程度热损伤的软组织进行切开的场合,因此被广泛地应用于外科手术。如今,超声外科手术刀及其衍生的手术器具几乎已进入外科手术的各个专科领域,并成为了外科技术进步的标志之一。 但是,现有的超声手持治疗头因其加工中的选材、装配及工艺要求甚高,稍有误差就不能满足其谐振频率的设计要求而报废;已合格的超声手持治疗头在储存和使用过程中因时效老化、磨损等也易造成该超声手持治疗头偏离其谐振频率而失效或缩短使用时间。 为了避免以上的不足,本文设计了一种精确校准超声手术刀谐振频率的电路装置,该电路通过电反馈自动扫频使超声手持治疗刀头总是工作在谐振状态。而且,对于不同频率段的超声手持治疗头,该电路也能自适应匹配使用。 论文共分为六章。其中第一章为绪论;第二章介绍了超声电源总体解决方案;第三章介绍了系统硬件电路设计;第四章介绍了系统的主板系统电路软件设计与开发;第五章是上位机软件设计和数据分析;第六章是总结与展望。 本文主要内容包括: 1.介绍了超声手术刀的研究背景和其相关技术的国内外发展的状况,简要阐明了超声治疗的原理,超声手术刀的组成结构以及工作原理。 2.设计并制作了基于STC单片机为微控制器的系统硬件电路平台。系统利用单片机控制DDS芯片产生可调频率的电压信号。比起一般的可编程计数器或是定时器电路,DDS芯片输出信号的频率切换变化反应快,精度高;系统以刀头电流信号的大小来检测电路是否到达谐振状态,电路结构简单,对超声刀正常工作影响小;系统通过控制数控工作电源调节电路输出级的工作电压,实现在一定范围内的超声刀电功率输出的任意调节。 3.设计了系统硬件电路平台的控制软件以及上位机人机对话软件。电路平台的控制软件包括变步长谐振频率自动搜索、谐振频率跟踪、超声功率调整、数据上传等功能模块。上位机软件为VB交互界面...
上传时间： 2022-05-30
上传用户：
本文以“某港口航道水深适时监测技术研究”项目为背景,针对港口水深测量系统中发射的水声信号,采用基于GPS时间同步技术、以MCU+FPGA为核心控制单元的设计方案,设计了一套适用于工程实际的水声信号数据采集与处理系统。该系统作为港口航道水深适时监测技术的重要部分,具有极为重要的意义。水声信号数据采集控制的核心是FPGA,时序电路的设计采用VHDL语言实现。主要任务是控制ADC与FIFO的工作时序相互配合,实现水声信号的高速采集与存储。该数据采集系统位于港口航道的一侧,水声信号的发射端位于港口航道另一侧,在同步技术方面,系统使用GPS技术来实现。发射换能器和数据采集与处理系统的处理器同时读取GPS的时间信息,到达预设时刻时,水声信号发射端和数据采集系统同时启动,实现对水声信号的异地同步采集。水声信号数据的算法处理是由单片机实现的。数据采集完成之后,单片机读取FIFO中的数据,并对其作信号的短时能量分析,判断出水声信号的起始点,然后将水声信号的有效数据和水声信号起始点的位置通过VHF发送到上位机。实验测试证明,本文设计的数据采集与处理系统在采样率为4MHz时工作稳定可靠,功耗低,测量精度高,具有较强的实用性,在水声信号的采集与处理方面有着广阔的应用前景。
标签： 数据采集
上传时间： 2022-06-04
上传用户：
在雷达信号处理中，通常可以延长积累时间以增加实际应用的能量，达到降低信号信噪比要求的日的。随着积累时间延长，特别是当目标进行变速、转弯等机动飞行时，目标的多普勒回波是时变的，不再能看作中稳信号，传统的基于FFT的相参积累不再适用。本文以新体制米波舌达研制为背景，研究微弱信号长时间积累检测的新理论和新方法，主要研究内容包括：1，对目前微弱信号长时间积累检测问题的研究现状进行了分析，明确了对多项式相位信号及跨距离单元积累问题研究的必要性2，研究了多项式相位信号的检测问题，提出了先对雷达的多晋勒回波信号进行时频分析，再利用随机Hough变换（RHT）对得到的时频图进行多项式曲线检测的方法。随机Hough变换是针对图象处理中直线、圆和椭圆等几何图形的检测问题而提出的，本文将其借鉴到微弱信号长时间积累检测中，克服了以往使用Hough变换通常只能分析线性调频信号的局限。本文对影响其检测性能的关键因素进行了分析，并进行了仿真，结果表明随机Hough变换具有参数空间无限大、参数精度任意高、时间和空间复杂度低的优点，特别适合于雷达信号的长时间积累检测。3，在雷达的长时间积累过程中，目标在整个积累时间内，可能由于径向运动导致其回波分段出现在几个不同的距离单元中。如果不考虑距离的走V/动，仪仪简单地将同一个距离单元上的信号进行乱累，就无法有效地利用信号的能量。这就需要在信号处理中进行跨距离单元的积累检测。本文将信号的时频图推广到时间-多普勒频率-距离三维空间中，将应用于二维图像的RHT算法推广到三维空间的检测中。利用时间-多普勒频率距离三维空间的直线检测，来克服雷达回波散布在不同距离单元所带来的信号积累问题。4，在实际应用中，随着积累时间增加，目前有关多项式相位信号检测和估计的方法需要的资源量，特别是存储量也大大增加，因而很难直接应用于微弱信号的检测。本文在高阶模糊函数的基础上，采用时域分帧处理方法，每帧进行门限预处理，剔除大部分干扰噪声，仅保留包含目标在内的部分HAF谱成分以作后续的帧间累加，最后再进行二次门限检测。目标多普勒回波进行两级门限处理的方法可以有效地应用于微弱信号的检测，减少运算量和存储需求，有利于应用于实时信号处理系统。
上传时间： 2022-06-17
上传用户：
超声波电机利用压电陶瓷的逆压电效应，将电能转变为机械振动，再通过摩擦作用将机械振动转变为电机的旋转（直线）运动，进而驱动负载。压电陶瓷作为超声波电机的振动发生器件，其性能的优劣直接影响到电机的输出性能。本文采用传统的固相反应法制备P-41和PMnS-PZN-PZT压电陶瓷，研究压电阿瓷在行被型超声波电机中的应用及压电性能对电机性能的影响.研究了P41和PMns-PZN-PZT压电陶瓷材料的结构、性能、频率温度稳定性及极化方式对压电陶瓷性能的影响。结果表明，这两种材料都具有较好的介电温度稳定性，P41具有明显的铁电体相变特点，PMns-PZN-PZT具有她豫-铁电体相变特点。采用同时同向一次极化工艺改善了二次极化工艺所遗留的各极化区域ds不均匀、分区界面应力的存在导致的性能不稳定性，同时缩短了极化时间，提高了超声波电机的输出性能.P-41陶的极化采件为3kV/mm，120 ℃极化15 min，PMnS-PZN-PZT陶瓷的极化条件为3.5 kV/mm.140℃极化15 min.研究了P-41和PMnS-PZN-PZT压电陶瓷的性能与超声波电机性能的相关性，探讨了电机的导纳、负载、启动与关断和温度特性。结果表明，电机具有较好的瞬态特性，启动时间ams，关断时间<l ms.采用P-41压电陶瓷电机的启动与关断速度比PMnS-PZIN-PZT压电陶登电机的快，与P41压电陶瓷具有非弛豫相变特点有关，说明P41压电陶瓷比较适用于需要反复开关的超声电机.同时，P41电机的Qm较小而Aar比较大（TRUM-60 1型电机），具有较好的负载驱动能力。电机的表面温度随运转时间的延长迅速升高，最终在某一温度下稳定运转，采用PMnS-PZN-PZT压电陶瓷电机的表面温度明显低于采用P41压电陶瓷的电机（TRLIM6011电机），与PMnS-PZN-PZT压电陶瓷具有非常低的介电损耗有关，因此这种材料比较适用于需要长时间运转的超声波电机。预压力对电机的性能影响很大，不同尺寸电机具有不同的驱动性能.
上传时间： 2022-06-18
上传用户：
自从超声科技问世以来，其发展日新月异，应用日益广泛，已经取得了良好的社会效益和经济效益。但是作为一门综合性极强的交叉学科，超声学研究与应用均起步较晚，技术状况已远远不能满足我国经济事业多领域的需求，广阔的市场前景促使我们加大研究力度。本文首先介绍了功率超声波技术的原理和发展趋势，然后详细分析了超声波设备的组成、关键技术以及设计难点，并采用三种不同的控制方案设计、制作了超声波发生器，分别应用在超声波清洗机和焊接机中。主电路使用集MOSFET和GTR的优点于一身的IGBT作为开关管，构成半桥逆变电路。通过分析超声波换能器的阻抗特性，比较换能器工作在串联谐振频率和并联谐振频率的优劣，介绍了几种匹配方式的特点，设计了匹配电路。控制电路中分别采用了锁相方式、扫频控制方式以及模糊自适应控制方式实现了对超声负载的自动频率跟踪，并且功能完善，配备了软启动、死区调节、限流、过流、驱动自保护和过热保护，有力的保障了系统长时间工作的稳定性和可靠性。最后通过实验，证明了设计的方案可靠，适应性强，样机不仅具有频率自适应功能，而且能够功率自适应，具有良好的推广应用意义。关键词：超声波发生器、阻抗特性、匹配电路、锁相环、扫频控制、模糊自适应
标签： 超声波发生器
上传时间： 2022-06-18
上传用户：d1997wayne
激光探测技术是激光技术的一个最重要的方面。激光由于具有高亮度和方向性、单色性好等特点，因此在国防和民用领域中正发挥着越来越重的作用。脉冲激光探测技术作为激光探测技术的一种方式，正在成为世界研究的热点。本文以激光雷达为研究背景，在通过增大接收系统口径提高回波信号信噪比的前提下，从理论和实验上研究了脉冲激光回波信号特性对探测性能的影响。在理论和设计方面，本文首先对几种激光探测技术进行深入的研究。对脉冲激光测距中回波信号进行分析，并建立信噪比测距方程，在此基础上，推导回波信号功率和系统噪声公式。定量分析了接收系统三种主要的噪声，并从接收系统出发，研究接收口径和接收视场对探测信噪比的影响，在设计上，采用大口径物镜以提高回波信号强度，采用雪崩光电二极管（APD）作为光电探测器件，通过干涉滤光片和视场光阑降低系统背景噪声以提高回波信号信噪比。前置放大电路采用跨导放大电路结构，有效地对APD所输出的微弱电流信号进行放大。在实验方面，通过大量的实验和实验数据，研究了回波信号幅值和测距误差以及测距不确定度的关系，发现回波信号幅值越大，系统的测距误差和测距不确定度越小。研究了脉冲激光回波信号的幅值和上升时间的统计分布。分析了测距系统带宽对于系统探测概率和漏测率的影响，发现过小的系统带宽会使系统探测特性发生恶化。最后，对信噪比和探测概率的关系做了实验研究。本文的研究对脉冲激光探测理论有一定的完善作用，对后续系统的研制和探测指标的改善有很好的参考价值。
上传时间： 2022-06-20
上传用户：得之我幸78
研究了视线环境下毫米波降雨衰减和信号起伏效应，为分析多径环境对雨衰和雨致信号起伏效应的影响提供了“比较标准”。基于粒子散射吸收理论，简述了雨衰机理，并通过仿真分析了现有雨哀工程模型的局限性，进而提出了一种修正特征衰减模型参数的方法，基于ITU-R给出的35GHz模型参数对该修正方法进行了验证：根据随机介质波传播理论，研究了雨粒子散射引起的信号起伏效应。基于自主搭建的Ka波段信道哀落特性和降雨物理特征测量系统，分别在视线环境和多径环境下，开展了关于雨哀和雨致信号起伏特性的测量实验，根据仪器的测量原理，优化了实测雨滴谱的提取方法，并提出了基于实测雨滴谱修正weibul模型参数的方法，建立了适用于西安地区精确的南滴尺寸分布模型，进而结合等效介电常数理论修正了指数雨衰模型参数，比较了视线环境下修正模型的雨哀计算结果与实验测量结果，以验证所提出的模型参数修正方法的正确性和可行性。然而，将多径环境下降雨特征代入修正模型中，其计算和实验结果表明地形地物多径环境会“放大”雨衰和信号起伏深度。基于电波传播理论和等效均匀介质理论，建立了复合环境下的电波传播模型；在该模型基础上，推导出了地形地物多径传播环境影响下的降雨衰减模型和信号起伏统计特性模型：仿真和讨论了在典型地形地物多径环境下，典型降雨时间序列下的衰减和信号起伏效应，揭示了多径环境“放大”大气传输效应的机理，并与实验结果进行了比较，验证了该模型的有效性。本文研究方法对降雪、沙尘暴等恶劣天气环境和地形地物多径传播环境综合作用下毫米波传播特性的研究具有重要的指导意义，同时其研究成果对5G应用场景下亳米被信道建模，以及提高5G毫米波移动通信系统性能具有重要的应用价值。
上传时间： 2022-06-20
上传用户：
论文首先研究了基于Har-like特征和Adaboost分类器的目标车辆探测算法原理和参数设置，并利用车载摄像头采集真实道路车辆图像，建立车辆样本数据库，训练车辆分类器，实现对道路车辆的探测，并对探测效果进行量化分析。针对在车辆探测过程中误检率较高、探测不连续以及检测框不稳定的现象，对基于无迹卡尔曼滤波器的车辆跟踪算法进行了研究，建立了车辆相对运动模型，对真实道路交通场景中的多目标车辆进行探测与跟踪，并对跟踪算法对探测性能提升的效果和原因进行了深入分析。在单目测距中，针对一般测距算法受车辆俯仰角和摄像头畸变影响很大的缺点，利用PreScan仿真软件，对车辆测距算法进行了改进，提山了一个同时考虑车辆俯仰角和摄像头畸变等参数的测距模型，以及一种将摄像头内参与外参分开标定的新方法，最后利用场地实验利真实道路交通场景对模型的测距精度、参数灵敏度进行量化分析。研究了仅利用图像信息估算车辆间碰撞时间的方法，利用PreScan仿真软件，对车辆碰撞时间估算算法进行了改进，建立了一个考虑车间相对加速度碰撞时间估算模型，最后，利用真实道路交通视频对算法进行验证和分析。最后，介绍了利用仿真软件辅助ADAS开发的方法，在虚拟的开发环境中建立了以真实摄像头物理参数为依据的摄像头仿真模型、交通场景，实现了对单目测距和碰撞时间估算算法的验证和改进。实验结果表明，论文中所建立的算法表现出良好的性能，所构建的基于PreScan的仿真平台能有效地提高算法的开发效率.
上传时间： 2022-06-21
上传用户：d1997wayne
论文通过对高精度脉冲式激光测距系统的研究，并在参照课题技术指标的基础上，旨在提供一种高精度脉冲式激光测距系统的解决方案，并对脉冲式激光测距仪系统设计中所涉及的脉冲读取与放大电路、时刻鉴别、时间间隔测量等关键技术进行了深入的研究和探讨。论文利用电流-电压转换法对脉冲信号进行读取，并使用了可控增益放大技术，使得放大后的脉冲信号能在限定幅值范围内变化，减小了时刻鉴别中由于脉冲幅值波动所引起的漂移误差；在时刻鉴别中，采用了预鉴别恒定比值鉴别法使漂移误差进一步减小。时间间隔测量是论文的核心部分，基于TDC-GP2的时间间隔测量设计使系统的时差测量精度达到72ps，高精度的时差测量为系统测距精度提供了可靠保障。关键词：脉冲激光测距；可控增益放大；蜂值检测：时刻鉴别：TDC-GP2
标签： 脉冲激光测距
上传时间： 2022-06-21
上传用户：
时间序列是按时间顺序排列的、随时间变化且相互关联的数据序列。分析时间序列的方法构成数据分析的一个重要领域，即时间序列分析。时间序列根据所研究的依据不同，可有不同的分类。1.按所研究的对象的多少分，有一元时间序列和多元时间序列。2.按时间的连续性可将时间序列分为离散时间序列和连续时间序列两种。3.按序列的统计特性分，有平稳时间序列和非平稳时间序列。如果一个时间序列的概率分布与时间t无关，则称该序列为严格的（狭义的）平稳时间序列。如果序列的一、二阶矩存在，而且对任意时刻t满足：（1）均值为常数（2）协方差为时间间隔r的函数。则称该序列为宽平稳时间序列，也叫广义平稳时间序列。我们以后所研究的时间序列主要是宽平稳时间序列。4.按时间序列的分布规律来分，有高斯型时间序列和非高斯型时间序列。
上传时间： 2022-06-24
上传用户：
