心电信号是最早应用于医学的人体生物电信号之一，如今已经可以通过心电信号的分析研究来对心血管相关病变做出预测和诊断。常规心电图机对病人实行检测，由于时间和环境的限制,往往得不到有确切意义的结果。人们一直致力于在非医院环境中进行长程动态心电系统(Holter)的研制工作。 传统的动态心电监护仪(Holter)常受处理器性能或存储空间大小的限制，不能完成大规模的数据处理，以及多生理参数的采集存储。嵌入式技术具有结构简单、性能稳定、能耗低、使用灵活等特点，已应用到各个领域。为此，我们提出了基于嵌入式技术的便携式心电血氧监护系统的设计方案。系统除了具有记录24小时的心电数据功能之外，还同步的记录了患者的血氧饱和度。为临床诊断提供了更多的依据。此外和常规的Holter机相比，还具有体积小、存储容量大、数据处理能力强的特点。 本文对基于高性能嵌入式微处理器的便携式动态心电血氧饱和度监护仪的构成进行了讨论。包括：心电放大电路模块的设计；采用TI公司的低功耗单片机MSP430作为主处理器的血氧饱和度模块设计；选用高性能、低功耗的ARM微处理器EP7312设计中央处理模块；大容量FLASH作为存储模块设计；高速USB数据传输模块设计。 本文对以上各项做了详细的阐述，通过实验测试，可在便携式心电血氧监护仪上较好的显示心电波形、血氧饱和度值，并在上位机上通过相应软件对信号进行分析。为产品的开发和应用奠定了基础。
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上传时间： 2022-05-29
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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
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近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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随着微电子技术和电力电子技术的发展，伺服运动控制系统已经从模拟控制发展到全数字控制，其性能不断提高，在工业机器人、数控机床等设备中获得了广泛应用.基于现场总线网络的伺服运动控制系统以其高可靠性、快速性和稳定性成为伺服运动控制系统的发展趋势。德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网技术在数据链路层采用了实时调度的软件核，并提供了过程数据传输的独立通道，提高了系统的实时性：该网络还具有灵活的拓扑结构，简单的系统配置，较低的构建成本等特点，适合应用于运动控制领域。目前，该网络受到了运动控制开发商的广泛关注。本文以海洋研究领域的造波机系统开发为背景，利用EtherCAT从站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备，构建了一主一从的EtherCAT网络结构实现了伺服系统精确的位置控制。论文首先对伺服运动控制系统的概念、特点进行了介绍，对其各个组成部分进行了详细分析，并结合实践经验给出了自己的观点，就目前广泛应用于网络运动控制中的两种总线网络进行了介绍。其次，详细分析了EtherCAT网络的原理、技术特点及主从站关键技术。结合本文的系统设计，介绍了1公司最新推出的用于1业控制的DSP片-TMS320F28335，分析了系统设计中用到的几个运动控制模块与通讯模块，并给出了相应寄存器配置。最后在对EtherCAT网络和DSP芯片TMS320F28335研究基础上，开发了EtherCAT从站设备，避免了造波机系统中脉冲+方向位置控制方式长线传输的缺点，给出了开发系统的总体框架及主从站实现的关键细节，并给出了相应的实验结论。本设计充分发挥了EtherCAT工业以太网络实时数据传输的功能和TMS320F28335 DSP芯片运动控制功能，实现了运动系统高精度的位置控制。
上传时间： 2022-06-01
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随着新理论、新器件、新技术的不断出现或成熟，功率超声技术在国民经济各个部门中日益广泛应用。超声波电源为超声波换能器提供电能，超声波换能器将电能转换为动能，完成超声波清洗、防垢除垢等功能。本文主要对高频超声波电源进行了理论分析与设计。 首先对超声波电源基本拓扑结构进行了分析，提出了超声波电源功放电路可以采用的三种方案：半桥功率放大电路、全桥功率放大电路、推挽功率放大电路。通过对比分析了各种方案的优点和缺点，确定了超声波电源功率放大电路的方案。针对超声波电源的具体要求，设计了整流滤波电路，功率放大电路、驱动电路、缓冲电路、功率反馈电路、保护电路。其中，给出了整流滤波电路和功率放大电路的参数计算。 其次对超声波换能器的特性进行了分析，介绍了超声波换能器的串联谐振频率和并联谐振频率。然后对几种常用的匹配网络进行了分析，包括单个电感的匹配、电感-电容匹配、改进的电感-电容匹配，分析了其优点和缺点。 然后由于超声波电源需具有性能高、功率大、成本低的特点，要求能较好适应超声波换能器阻抗变化、频率漂移等所带来的疑难问题。本文介绍了超声波电源几种常见的频率跟踪方案。本文研究的是一种传统的自激式超声波电源，串联谐振频率在20KHz左右，频率跟踪采用负载分压式反馈系统，在以前手动调节电感的基础上，通过在反馈回路添加通过AVR单片机控制数字电感来跟踪超声波换能器的谐振频率，易操作，能稳定运行。 最后在理论设计的基础上，对超声波电源各个组成电路进行了实际制作，在超声波电源与超声波换能器匹配无误、工作稳定后，对有关电路进行了现场试验验证。实验结果表明，该超声波电源具有一定的使用价值。
上传时间： 2022-06-08
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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
上传用户：jason_vip1
摘要：随荐电力电子设备、交直流电弧炉和电气化铁道等非线性、冲击性负荷的大量接入电网，引起了电网无功功率不足、电压波动与闪变、三相供电不平衡以及电压电流波形畸变等其它一系列电能质景问题，并严重威胁着电力系绕的安全稳定运行。首先，本文介绍了无功功率的基本概念，介绍了无功功率对电力系统的影响以及无功补偿的作用，并详尽的闸述了国内外无功补偿装置的历史以及现状。其次，本文详细分析了静止无功补偿器（SVC）和静止无功发生器（SVC）的基本结构，控制方法和工作原理，以及各自优特点。并且阐述了它们的工作特性。再次，本文着重进行了对SVG型静止无功补偿器提高系统电压的理论研究。利用MATLAB/SIMLINK仿真软件对SVG工作方式及利用SVG动态提高系统电压的原理进行仿真研究。并对仿真结果进行了全面外析VRe，本完成了（利t功补t控制器的设计，该控a器a系统硬件上采用了由STC生产的STCIOFO8X单片机作为主控制器。采用ATT7022作为电能检测芯片，实现电网参数的精确深样与计算，在系统软件上采用品刚管控制投切电容器，实现了电容器的快速，无弧的投切。采用全中文液品显示界面实时显示系统运行状况.关；无，SVG，svc，STC10FO8X随着现代电力电子技术的飞速发展，大量大功率、非线性负荷的接入电网中，使得电网供电质量受到了严重的威胁。特别是一些像电弧炉、轧机、整流桥等非线性和冲击性负荷的大量使用是导致电能质量恶化的最主要来源，造成了一系列严重的影响理想状态的电力供应要求频率为50Hz，电压幅值稳定在额定值的标准正弦波形。在三相电网供电系统中，A，B.C三相电压电流的幅值大小相等、相位差依次落后120度。但当电力用户的各种用电装置接入电力系统后，电力供应由理想的电力供应变成了电压电流偏离这种状态的非理想状态。电网中的许多用电负荷都具有低功率因数、非线性、不平衡性和冲击性的特征，这些特征严重地危害着电网的电力供应，可表现在：电压值跌落或浪涌、各次谐波含量大、电压波形发生闪变、电压电流波形失真等，这样便出现了电能质量问题。实际电网中的电能质量问题主要表现如下：
上传时间： 2022-06-17
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微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论，对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计，在阐述了系统的整体设计的基础上，对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍，选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器，且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器，控制整个系统的各功能模块。同时，利用FPGA设计了先入先出存储器，充分利用系统资源，降低了外围电路的复杂度，为电路调试及制板带来了极大的方便，且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程，在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合，并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。关键词：微弱信号检测；信号调理：FPGA：AD7865；Verilog HDL信息时代需要获取许多有用的信息，多数科学研究及工程应用技术所需的信息都是通过检测的方法来获取的。若被检测的信号非常微弱，就很容易被噪声湮没，那么很难有效的从噪声中检测出有用信号。微弱信号在绝对意义上是指信号本身非常微弱，而在相对意义上是指信号相对于强背景噪声而言的非常微弱，也就是指信噪比极低。人们进行长期的研究工作来检测被噪声所覆盖的微弱信号，分析噪声产生的原因以及规律，且研究被测信号的特点、相关性以及噪声统计特性，从而研究出从背景噪声中检测有用信号的方法。1微弱信号检测（Weak Signal Detection）技术2.3.41主要是提高信号的信噪比，从噪声中检测出有用的微弱信号。对于这些微弱的被测量（如：微振动、微流量、微压力、微温差、弱光、弱磁、小位移、小电容等），大多数都是利用相应的传感器将微弱信号转换为微弱电流或者低电压，再经过放大器将其幅度放大到预期被测量的大小。
标签： 微弱信号检测
上传时间： 2022-06-18
上传用户：canderile
本文以触摸屏的人机交互设计为与机制为课题背景，对不同触摸设备的交互特征和用户使用行为进行分析，包括手机（小尺寸触摸设备）及平板（大尺寸触摸设备），从而总结出触摸设备的交互设计原则。通过实例总结手机为例的小尺寸屏幕的6种典型界面结构，平板为例的大尺寸触屏设备的6种典型界面结构。大部分的应用界面都是以此为基础展开设计。详细介绍了各个框架的优势和劣势，以及对应的使用场景，适合的应用类型。填补了触摸屏界面结构库眼动研究的空白。并通过眼动实验分析用户进行触屏操作时的眼动规律，经过数据分析进一步探索界面结构的应用场景和交互操作特性，得出一套完整的界面结构选择规律。最后应用前文的研究结论，通过实例设计一款未来的家庭厨房生活的概念产品。选择与其匹配的界面结构，进行交互界面及流程设计。本文的研究结论对改善触屏设备的交互设计是非常有意义的，符合科技发展趋势且具有一定的应用价值。随着信息社会的发展，触摸屏设备逐步进入人们的视线。越来越多的触屏设备将投入市场并被用户所使用，触摸设备也将更多的影响和改变人们的生活方式。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，是目前最简单、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌。触摸屏的人机交互和个人电脑的交互方式有着天壤之别，个人电脑的输入设备主要是由键盘和鼠标操作完成，点击式交互是个人电脑上的主要交互方式；而触摸屏则是以手指的手势操作为主。手势操作更直接、有效，但是由于手指触击屏幕的面积较大，相比鼠标更容易造成误操作。同时，不同材质的触摸屏灵敏度也决定了手势交互是否友好。研究表明，用户用食指和拇指进行操作也是有区别的，拇指的触及范围相对食指会更大，触击准确率更低11。因此对触摸屏进行针对性的设计研究，而不是直接将桌面设备的界面设计规则照搬过来是有一定实践意义的。本文的研究以触屏界面结构为落脚点，设计的最终目的是提出一套触屏界面结构的选择规范，为触屏人机界面资源库添加结构库的部分。让产品有着更加良好的用户体验，有效方便的解决开发人员在设计一款新的应用时不知选取怎样的界面结构问题，减少开发人员的重复工作量和不必要的创新和滥用，规范用户界面结构使产品在不同的触摸设备上保持一致的交互体验。这对于产品的最终用户，体验将起到很重要的作用。
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhanglei193
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
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