超声波换能器由于负载的变化以及外界环境的变化等因素，导致超声波电源的输出频率与谐振频率不匹配，从而使清洗效果不佳。超声波电源是超声清洗机的核心部分，为实现其高效稳定的工作，需要对其工作频率进行自动跟踪控制。为此，本文设计了基于单片机PIC16F886为控制核心的超声波电源，其额定输出功率为600W，工作频率为20kHz，并实现了对频率的实时跟踪控制。主要研究内容如下： 首先，根据超声波电源的性能指标要求，设计了超声波电源主电路系统，主电路系统由整流滤波电路、逆变电路、匹配电路等单元组成，逆变电路采用全桥逆变拓扑结构，文中对主电路系统进行了详细分析与设计，并采用Multisim仿真软件对主电路系统各个部分进行仿真。 其次，设计了超声波电源频率跟踪的控制方案，该控制方案采用锁相环频率跟踪的控制思路并结合PID控制方法。为此设计了相应的控制软件，采用C语言编写主程序、A/D转换程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866单片机芯片为控制核心，设计了超声波电源控制系统，主要包括采样电路、驱动电路、单片机外围电路等，分析了其工作原理。并采用Proteus软件对控制系统进行仿真。仿真结果表明，所设计的超声波电源控制系统能实现频率自动跟踪，与超声波换能器相匹配，工作在谐振状态，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-11
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随着科学技术的发展，工业控制领域的自动化程度越来越高，工业控制对精度的要求也越来越高。电动机作为工业生产主要的动力源，对其转速的测量以及控制的研究显得十分有意义。电力电子技术、计算机技术、自动控制技术逐渐应用于电动机的转速控制系统中，使得电动机转速控制系统的控制精度得以不断提高。本文的设计是基于AT89C51单片机的交流电动机转速控制系统，以变频调速技术为核心，实现对三相交流异步电动机转速的精确控制和测量。文中主要研究了变频调速技术的相关原理，并以三相交流异步电动机的转速测量和控制为实例，设计基于AT89C51单片机的三相交流异电动机转速控制系统，通过仿真得到验证，并在此基础上开展抗干扰措施的研究。本文主要研究的内容如下： 第一章介绍课题研究的意义及现状，提出课题研究的内容及目标，最后给出了课题研究的技术路线。 第二章阐述基于AT89C51单片机的转速控制系统的原理，并根据该原理分别提出硬件系统、软件系统这两个系统的设计方案。 第三章对转速控制系统的硬件系统进行设计。主要从单片机、电源模块、信号采集模块、显示模块、按键模块这几个方面进行设计，然后作相关的说明。 第四章对转速控制系统的软件系统进行详细的设计。主要从编写语言的选择、AT89C51单片机资源分配、控制单元程序、初始化程序、A/D转换程序、按键程序、显示程序这几个方面进行设计，并作相关的说明。 第五章对前面设计的转速控制系统进行仿真验证。构建硬件系统，然后再对软件系统的程序完成编译以及调试后，加载给硬件系统，协同仿真验证基于AT89C51单片机的转速控制系统设计的可实现性，然后对该系统的应用条件、范围做出说明。 第六章对设计好的转速控制系统进行抗干扰技术的分析研究。先分析干扰可能的来源，然后在前面分析的基础上从硬件、软件两个系统，进行抗干扰技术措施的研究。 文章的最后对论文进行总结，并对未来的研究工作，给出展望。
上传时间： 2022-06-11
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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
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超声波测距是一种非接触式的测量方式，与其它方法相比（如电磁的或光学的方法），它不受光线、被测对象颜色的影响，对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此，研究超声波在高精度测距系统中的应用具有重要的现实意义。在本文中，首先阐述了超声波测距的发展及应用，超声波传感器，超声波测距的基本原理，超声波侧距系统的关键技术以及如何提高超声波测距的精度。然后设计一个小型的超声波高精度测距系统，详细论述了超声波测距系统的整体结构设计和工作原理，超声波发射与接收一体电路的实现，单片机C8051F010的特点以及单片机的外围电路和相应的集成开发环境，以及相关程序的设计。关键词：超声波，单片机，高精度测距利用超声波来实现定位是蝙蝠等生物作为防御和捕捉猎物的手段，生物体可以发射出人们不能听到的超声波（20KHz以上的声波），借助空气或其它介质传播。通过捕捉障碍物反射回来的时间间隔长短和反射回来的信号强弱来判断反射物的类型及距离的远近。超声学是近年来发展十分迅速的一门技术，人们采用仿真技能，利用超声波，已应用在很多方面。超声技术可分为检测超声和功率超声，作为检测用的超声波显然属于检测超声的范畴"。检测超声主要是利用超声的信息载体作用，即通过超声在媒质中的传播、吸收、散射、波形转换等，提取反映媒质本身特性或内部结构的信息，达到检测媒质性质、物体形状或儿何尺寸、内部缺陷或结构的目的。利用超声对目标进行检测有其独特的优点1回2：超声波在传播时，方向性强，能量易于集中，几乎沿直线传播；超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离；超声波对色彩、光照度不敏感，对外界光线和电磁干扰不敏感，可以用于黑暗、有烟雾或灰尘、电磁干扰强等恶劣的环境中；超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。正因为超声波有着这些独特的优点，在国民经济和国防中越来越被人们所重视。
上传时间： 2022-06-18
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机器人是整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，能实现环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能。机器人代表了科学技术的最高水平，在工业、农业、医学建筑业甚至军事等领域中均有重要用途]。宋健院士在国际自动控制联合会第14届大会报告中指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”2吗。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会（Robot Institute of America，RlA）于1979年给机器人的定义：一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统]。作为机器人研究领域的一个重要分支，双足机器人（Humanoid Robot）由于其广阔的应用空间一直是研究热点之一。所谓双足机器人，又称仿人机器人，是具有人形的机器人，是关节转动灵活，控制系统复杂，能完成高难度的动作的机器人。它是机械、自动控制技术、计算机技术、人工智能、微电子学、模式识别、通讯技术、传感器技术、仿生学等多学科和技术综合的结果，代表着一个国家高科技发展水平。研制与人类特征类似，具有人类智能、灵活性，并能与人类交流，不断适应环境的双足机器人一直是人类的努力的目标]。与传统机器人相比，双足机器人具有显著的优势，比一般机器人有更大的机动性、灵活性，同时也具有更广泛的应用领域。双足机器人的出现是控制科学、传感器技术、人工智能、材料科学等学科的技术进步，以及机器人使用范围的扩大和人类日常生活需要的产物。双足机器人在工农业生产、科学探测、军事侦察、生活服务与娱乐等很多方面都有广泛的应用前景。首先双足机器人在拓展人类的认知范围上发挥着重要作用，在外层空间、深海等人类尚不能到达的环境都有双足机器人的身影；其次双足机器人已经广泛应用在恶劣、危险条件下或其它不适合人类活动的环境中。双足机器人的迅速发展和广泛应用，对人类社会的生活和生产产生了深远的影响。也正是因为双足机器人的广泛的应用背景和商业价值，所以近年来，双足机器人成为机器人研究领域内的一个热点]。
上传时间： 2022-06-18
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为了实现可以实时跟踪人体并测量体温的功能,利用嵌入式、图像处理、温度传感器距离补偿等技术,基于树莓派在Python语言环境下使用第三方库OpenCV设计了一种人体随动测温系统。系统首先通过摄像头获得图像,然后提取人体的Gabor特征,两轴云台可以保持摄像头对人体的跟踪;同时,通过集成在摄像头上的温度传感器实时获取人体的温度。实验结果表明,本系统能够很好地对人体进行识别、跟踪以及测温,具有推广价值。
上传时间： 2022-06-18
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双足步行机器人（Biped Walking Robot）是一种仿人机器人，是移动式机器人领域中一类重要的仿生系统。双足步行机器人作为一种移动式机器人，它与轮式，履带式机器人相比有许多优点与优越性。由于双足步行机器人的行走具有独特的适应性和拟人性，其行走控制成为当今研究的热点。步行运动模式与运动控制是影响双足步行机器人技术进步的重要问题，也是双足步行机器人成功而有效地实现稳定步行的理论基础和技术关键。本文针对双足步行机器人步行模式生成与步行控制相关问题进行了研究，并在虚拟现实的实验环境中实现了机器人以给定步行模式的行走。取得的主要科研成果有：第一：基于平面倒立摆线性模型的双足步行机器人步行运动模式生成。本文对双足步行机器人的动力学模型进行了简化，采用平面倒立摆的线性化模型作为双足步行机器人步行模式生成的简化模型。设计了基于倒立摆线性化模型步行模式生成算法，对双足步行机器人前向行走，侧向行走与拐弯行走的腰部重心位置轨迹与速度轨迹进行了规划。对于双足步行具有双脚作支撑期的特点，本文采用了七次多项式插值，分两阶段对具有双脚支撑期的步行运动的腰部运动轨迹进行规划，实现了期望的运动模式。第二：基于小脑模型控制器的双足步行机器人逆运动学控制系统。本文针对双足步行机器人腿部逆模型求解问题，提出一种基于小脑模型连接控制网络CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller）的机器人逆运动学控制方法。机器人腿部正运动学模型采用Denavit-Hartenberg方法进行建模，在建立双足步行机器人正运动学模型基础上，设计了基于CMAC的控制系统。系统采用两个CMAC直接控制机器人的腿部运动。两个CMAC逆模型控制器分别逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型，实现了对腰部运动轨迹的跟踪控制。第三：基于虚拟现实环境的双足步行机器人行走控制实验。
上传时间： 2022-06-19
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摘要：在光伏发电系统优化的研究中，为了有效提高太阳能利用率，建立了光伏电池等效电路和数学模型，在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建光伏电池通用工程模型，光伏电池通过串并联方式组合成光伏阵列，并利用电导增量法原理通过控制Boost电路占空比实现光伏阵列最大功率点跟踪（MPPT），仿真结果表明：改进模型可仿真任意光照强度、环境温度下，不同型号光伏电池及其串并联组合成光伏阵列的1-V特性，并能较好控制并实现MPPT，模型动态性能好，具有较强的实用性。关键词：光伏电池；串并联组合；最大功率点跟踪
上传时间： 2022-06-19
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本文对家用太阳能光伏发电系统进行了研究和设计。首先在太阳能电池工作原理的基础上对其输出特性进行了仿真。根据其输出的非线性关系，阐述了最大功率点跟踪（MPPT）的原理，并结合DC-DC变换器对常用的MPPT算法进行了仿真。通过对比几种方法的优缺点，给出了一种新型MPPT算法。接着对储能蓄电池的充放电特性进行了研究，然后根据负载的要求计算了蓄电池的容量，并采用Boost变换器对其进行充电控制。其次，考虑到蓄电池组的电压等级较低，为使输出220V的交流电，通过分析几种拓扑结构，最终采用“推挽升压电路+全桥逆变”的电源设计方案以提高整个系统的效率，设计包括硬件和软件两部分。在推挽电路中介绍了各元器件参数的选择、高频变压器的设计及其控制电路等，其中PWM驱动电路输出采用图腾柱的方式以增强其驱动能力；逆变电路同样给出了功率开关管、滤波器的选取方法，并设计了过流保护和电压采样调理电路，对滤波器传递函数的仿真验证了设计的合理性。在软件设计中，基于DSP实现了MPPT控制、SPWM驱动信号的生成和P1闭环反馈控制。最后，论文给出了相关实验电路的调试结果，从中可以看出，所设计的电路实现了各部分的功能，并验证了设计的合理性。关键词：太阳能电池；最大功率点跟踪；推挽电路：SPWM：DSP
上传时间： 2022-06-19
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本文跟踪了国内国际上各研究组织关于5G需求与关键技术最新研究进展。高能效将是5G从设计之初就不得不考虑的几个重要问题之。研究如何在不损失或者微损失网络性能的前提下，极大地降低系统的能量消耗是一项很有研究价值的工作。本文通过分析现有无线网络基站能量消耗的各个组成部分，参考目前5G研究趋势，选择网络能效模型与基站能耗模型，用于后续网络能效评估。小站密集化部署技术（Small Cell）是目前业内普遍认同的实现未来5G系统各项性能指标与效率指标的有效策略之一。随着小站的密集化部署，网络整体能效成为衡量异构无线通信系统长期经济效益的一项重要指标。网络运营前，需要以高能效为目标进行Small Cell密集化网络部署。本文利用上述的能效模型，建立并推导出了Small Cell最佳部客位置与数量的高能效网络部署方案目标函数，进一步通过数值仿真方法获得了具体网络场景下的高能效Small Cell 络部署位置与数量，最后通过对大量的仿真结果进行分析，得出了高能效Small Cell集化署方案的一般性规律。研究成果对未来5G系统中SmallCell的部署具有重要参考意义在网络运营中，由于网络负载存在天然的不均衡性与动态被动性，需要在Small Cell密集化部署的未来移动通信系统中进行高能效网络拓扑控制，以便在网络运营中维持实时的网络能效最优化的网络拓扑结构。本论文分析了目前业界关于Small Cell 休眠/唤醒性能增益的最新研究成果，并针对其现有休眠唤醒方案中以单小区固定负载为门限的休眠顺醒机制的不足，提出了一种高能效Small Cell联合休眼唤醒控制机制，实现了对网络拓扑的高能效动态控制。Small Cell密集化部署使网络编码在未来无线网络环境中得到了新的应用契机，本文最后结合几种未来5G新场景对网络编码应用方案进行了初步探讨。初步仿真结果表明，网络编码方案可有效提升能效。
上传时间： 2022-06-20
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