检索结果-南通市图书馆

作者：耿文垒哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

对于精密仪器来说,工作环境中噪声干扰是影响测量结果的一大因素,使用滤波器对测量信号进行一定的处理是减弱噪声干扰的常用手段,本课题通过对自适应滤波器相关算法和结构的研究,在激光三维小角度测量仪中使用噪声抵消结构的自适应滤波... 详细信息

对于精密仪器来说,工作环境中噪声干扰是影响测量结果的一大因素,使用滤波器对测量信号进行一定的处理是减弱噪声干扰的常用手段,本课题通过对自适应滤波器相关算法和结构的研究,在激光三维小角度测量仪中使用噪声抵消结构的自适应滤波器对PSD信号进行处理,通过实验对比研究了自适应滤波器对PSD信号的滤波效果。利用激光的准直特性发展出的光学自准直原理在测量微小角度方面具有独特的优势,本课题组基于这一原理使用PSD作为光路的接收器设计了一种激光三维小角度测量仪,该仪器能够精确监测光点的位移从而根据相应几何关系解算出角度的偏移。但是该系统容易受到外部环境干扰,外部环境的噪声或者温度变化会影响测量结果的精确度,而传统的滤波器只能处理一定特性的噪声不能应对多变的环境。因此,本课题提出了利用自适应滤波器的原理对PSD信号进行滤波处理。相比传统滤波器来说,自适应滤波器不需要研究对象统计特性的先验知识,能够跟随外部环境的变化而自动调节自身的参数,从而实现最佳滤波,可以有效减小外部环境噪声干扰等对仪器测量结果的影响。本设计对自适应滤波器的相关理论进行研究,在现有自适应滤波算法中,选择了一种性能较好且容易实现的LMS算法进行自适应滤波器的设计,并使用MATLAB软件对LMS自适应滤波算法的滤波效果进行仿真。本设计选择STM32F103ZE单片机作为激光三维小角度测量仪的嵌入式处理器芯片,利用软件程序实现自适应滤波器的设计,在硬件电路对PSD信号初步处理的基础上,使用自适应滤波器对PSD信号进一步滤波处理,最终通过示值稳定性实验等来验证自适应滤波器的效果。经过与未加自适应滤波算法的实验结果对比发现,使用自适应滤波器对PSD信号进行滤波处理后,小角度测量仪的示值稳定性有所改善,提高了仪器的测量精度,满足了设计要求。

关键词：三维小角度测量 PSD信号自适应滤波器 LMS算法

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基于压电陶瓷的精密定位系统的设计

基于压电陶瓷的精密定位系统的设计

作者：邹峰哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,微定位技术逐渐被应用到生产和生活的各个方面,精密定位系统的研究也变得更加深入与全面。压电陶瓷作为精密定位器件以其优良的特性逐渐受到人们的关注,它运用压电元件电致伸缩效应和压电效应可实现纳米级的精确定位精度... 详细信息

随着科技的进步,微定位技术逐渐被应用到生产和生活的各个方面,精密定位系统的研究也变得更加深入与全面。压电陶瓷作为精密定位器件以其优良的特性逐渐受到人们的关注,它运用压电元件电致伸缩效应和压电效应可实现纳米级的精确定位精度,在微观检测、精密机床加工等精密定位领域有着至关重要的地位。本文从整套系统的控制方面出发,对系统中每一个模块进行了数学建模与理论分析,并根据理论分析设计了一套硬件系统用于实际的测量。本文的研究结果具有一定的科学应用价值,能够确保整套研究方案易于移植到其他系统并且适用于大部分控制场所。论文首先介绍了研究压电陶瓷精密定位系统的意义,查看了国内外基于压电陶瓷精密定位系统的研究现状。深入探讨了压电陶瓷的迟滞和蠕变特性,阐述了其伸缩位移原理,然后对其搭建的压电陶瓷精密定位系统做数学建模和分析,提出了以闭环PID系统作为控制算法提高压电陶瓷微位移系统的定位精度,并针对压电陶瓷蠕变特性建立了前馈蠕变模型。本文同时从实际应用角度出发,以闭环PID控制算法为基础,设计了一套压电陶瓷控制系统。该系统主要包括可控的压电陶瓷驱动器的电源设计、微位移检测电路PSD的安装和设计、微位移平台的设计、控制系统和通信系统的软件实现。最后,本文通过系统的软硬件的设计,搭建了一套压电陶瓷精密定位系统,并对各个模块和整体定位效果做了大量的实验,分析了对应的误差,验证了理论和设计的可靠性。

关键词：压电陶瓷 PSD反馈 PID控制蠕变补偿精密工作台

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三维表面粗糙度测量与评定

三维表面粗糙度测量与评定

作者：齐兴华哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

表面粗糙度对零件的耐磨性、接触刚度、耐腐蚀性、抗疲能力、密封性、两工件装配时的配合性等物理特性有着决定性的影响,而零件的这些物理特性会直接影响到装配成的设备的工作性能、产品加工的精确性、设备运作的可靠性和设备使用的有... 详细信息

表面粗糙度对零件的耐磨性、接触刚度、耐腐蚀性、抗疲能力、密封性、两工件装配时的配合性等物理特性有着决定性的影响,而零件的这些物理特性会直接影响到装配成的设备的工作性能、产品加工的精确性、设备运作的可靠性和设备使用的有效寿命。目前表面粗糙度的二维测量已相对完善且评定方法也已形成国际统一标准,但二维参数计算所得的表面信息并不能全面的反映出工件表面的微观形态,也就不能从表面形态综合地判断出工件的表面特性。三维表面粗糙度信息和三维粗糙度参数能从横向和纵向更全面、直观地反映表面形状与性能特征,因此三维表面粗糙度的测量及评定方法的研究愈加重要。本文从理论上研究了基于白光相移干涉法测量三维表面粗糙度的方法并进行了实验,并对实验测得的三维表面轮廓进行了粗糙度评定。文中介绍了三维表面粗糙度测量与评定的目的和实际工程意义,归纳和讨论这项技术在国际与国内的发展现状;论述了采用基于白光相移干涉法的非接触测量方法并建立了三维评定参数模型。测量系统用白光做干涉光源,对于CCD采集到的干涉条纹用数字滤波与二次曲线拟合相结合的算法,计算出各采样点所对应的高度值,还原出表面原始轮廓;构建高斯B样条逼近滤波器用以建立三维表面评定基准面,从而提取出表面粗糙度的三维轮廓。其仿真结果表明测量系统的误差不超过3.5%。给出各类三维评定参数的定义及表达式,对提取出来的粗糙度轮廓进行评定参数计算,分析各参数所能体现的表面轮廓特征。文中结合实验结果给出了研磨样块与端铣样块表面粗糙度评定分析,结果表明,参数分析的结果符合工程实际的表面特征。文中最后总结和分析测量系统以及评定方法存在的问题,并对研究工作进行展望。

关键词：白光相移干涉粗糙度高斯逼近滤波粗糙度评定

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基于白光干涉技术的表面粗糙度测量

基于白光干涉技术的表面粗糙度测量

作者：唐曦哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

三维表面粗糙度测量是从表面轮廓理论发展而来的一种测量方法,在航天、军工以及重大科研项目中都有广泛应用。而相移干涉术是光学测量理论的一种典型技术,它相比其他传统的测量方法而言,系统相对简单、调试相对容易、在线测量速度较快... 详细信息

三维表面粗糙度测量是从表面轮廓理论发展而来的一种测量方法,在航天、军工以及重大科研项目中都有广泛应用。而相移干涉术是光学测量理论的一种典型技术,它相比其他传统的测量方法而言,系统相对简单、调试相对容易、在线测量速度较快、测量精度更高,而且可以实现无值守测量。本文采用白光干涉相移理论建立测量系统,整个测量过程包括相移干涉、相位提取以及实验数据处理等。本文首先说明了三维表面粗糙度测量技术研究的意义,介绍了现今三维粗糙度及表面轮廓测量的现状和发展,然后阐述及比较了表面三维粗糙度测量的各种方法。其中,主要提到了两种应用较广泛的相位算法——相位提取和相位解包裹。作为一种精密测量手段,相移技术的最大缺陷就是它对各种误差源的敏感性,包括相移机构必然存在的相移误差、光场当中非正弦性原理误差、系统探测器的自有误差等等,本文也对其分别进行了分析,探讨了对误差的补偿算法。依据提取出来的相位信息,计算出图像各点对应的高度值。然后,利用高斯评定理论建立表面轮廓的中线信息,分离出有用的粗糙度特征。最后,通过对表面粗糙度三维评定参数的研究,选取了有代表性的R a参数进行实物测量,得到了表面各点高度差数据值,综合各种参数值还原三维表面粗糙度轮廓。实验系统采用宽带白光光源的卤钨灯作为测量光源,CCD传感器为图像采集装置,压电陶瓷晶体作为步进式相移器件,实现了整个测量的相移和数据采集。文中最后给出了实验分析及结果,数据显示文中理论分析基本与测量结果一致。

关键词：表面粗糙度白光干涉相移滤波

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电子元器件仓库的物料输送路径算法研究

电子元器件仓库的物料输送路径算法研究

作者：王珊珊哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着工业4.0的到来,电子产品生产企业成为经济发展的重要组成部分,企业规模逐渐扩大,生产需求也随之提高。目前路径规划的效果还不够快速和精准,无法完全适应环境变化。蚁群算法以其较强的鲁棒性和优秀的寻路能力在AGV（自动引导车,Auto... 详细信息

随着工业4.0的到来,电子产品生产企业成为经济发展的重要组成部分,企业规模逐渐扩大,生产需求也随之提高。目前路径规划的效果还不够快速和精准,无法完全适应环境变化。蚁群算法以其较强的鲁棒性和优秀的寻路能力在AGV（自动引导车,Automated Guided Vehicle）路径规划问题上有广泛的应用前景。然而在实际设计过程中,基本蚁群算法非常容易陷入局部最优解,并且收敛速度缓慢。因此本文针对应用蚁群算法进行AGV路径规划问题展开讨论,通过改进的蚁群算法优化路径搜索结果。主要工作包括:首先介绍AGV及其路径规划技术的发展情况;通过分析各种算法的优缺点及本文研究对象和适用空间,最终采用蚁群算法解决AGV路径规划问题。利用栅格法建立环境模型;对基本蚁群算法进行仿真实验,验证蚁群算法在AGV路径规划问题上的适应性并分析其在路径规划上存在的问题,以及蚁群算法在AGV路径规划问题上的发展情况和改进思路。其次在蚁群系统的研究基础上,对蚁群算法的状态转移概率计算进行了改进;提出了采用不均匀初始信息素的方式;在蚁群算法的迭代过程中引入了免疫遗传算法的概念。在个体评价函数中加入转弯项和节点障碍项,使综合评价好的路径更符合预期。改进了交叉、变异和免疫算子计算逻辑使其能够更好的与蚁群算法结合共同解决路径规划问题;给出基于改进蚁群算法的AGV路径规划问题的实现步骤并进行仿真验证。最后将改进的蚁群算法与滚动窗口相结合,研究AGV的动态路径规划问题,介绍动态碰撞情况及其避免策略;分析了改进蚁群算法的参数范围;给出AGV动态规划步骤并进行仿真验证。通过实验证实了该改进算法能够克服收敛速度慢且易陷入局部最优的缺点,且随着环境复杂度的提升仍具有较强的鲁棒性。

关键词：路径规划改进蚁群算法免疫遗传算法滚动窗口

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白光相移干涉技术中相移控制器的研制

白光相移干涉技术中相移控制器的研制

作者：邢计元哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

相移干涉技术是超精密测量及微纳米检测的关键技术之一,也是现代光学测试技术的主要方面。它具有高灵敏度、高精度、非接触性及可实现实时测量等优点。因此,相移干涉技术成为目前国内外学者研究的热点之一。本文主要探讨了相移干涉... 详细信息

相移干涉技术是超精密测量及微纳米检测的关键技术之一,也是现代光学测试技术的主要方面。它具有高灵敏度、高精度、非接触性及可实现实时测量等优点。因此,相移干涉技术成为目前国内外学者研究的热点之一。本文主要探讨了相移干涉理论和压电陶瓷传感器（PZT）的逆压电效应原理,并以此为基础,利用光电位置传感器（PSD）实时检测在外加一定驱动电压下PZT的微变位移量,而产生的微位移量又反过来作用于PZT的控制电压,运用PID控制技术设计出了一套集驱动、检测和补偿为一体的闭环控制系统。文中着重阐述了系统硬件和软件的设计方法。采用PSD实时检测光点的位置,并将光点位置信号转变为微弱电流信号,此信号经I-V转换、信号放大、滤波和A/D转换后送到MSP430单片机进行数据处理得到PZT微小位移量。根据采集到的位移量与预设位移值比较后的结果,采用PID控制算法进行修正,然后调用D/A转换模块得出高精度模拟电压来带动PZT做精确的定位运动,同时进入以PSD为感应器的微位移监控状态。此系统有效解决了PZT的迟滞非线性、蠕变特性对相移控制精度的影响,大大提高了相移器的相移精度。此系统通过USB接口实现与PC机的通信,实现了相移控制的自动化。

关键词：压电陶瓷相移干涉技术光电位移传感器闭环 PID控制技术

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小角度测量仪的研制

小角度测量仪的研制

作者：张明富哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

角度是一个重要的几何参数,角度测量是几何量测量的一个重要组成部分。角度测量特别是微小角度的测量,在精密测试、精密加工、定位系统中占有重要的地位。因而研制一种便携式的、小型化和高精度的小角度测量仪器很有必要。小角度测量... 详细信息

角度是一个重要的几何参数,角度测量是几何量测量的一个重要组成部分。角度测量特别是微小角度的测量,在精密测试、精密加工、定位系统中占有重要的地位。因而研制一种便携式的、小型化和高精度的小角度测量仪器很有必要。小角度测量的方法大多采用光电式的非接触测量方法,其中自准直测量法具有结构简单,使用方便,测量精度高的优点,便于实现小角度测量系统的自动化和小型化。本文在探讨了自准直原理的基础上,设计了基于自准直原理的光学测量系统,运用光电位置传感器(PSD)作为位置探测器件,使用MSP430F149作为嵌入式处理器,研制出了一维小角度的测量仪器。文中介绍了测量系统的光学系统设计方案、信号处理电路的硬件和软件的设计方法。通过使用PSD做为位置探测器,把光点的位置信号转变为电信号,电信号通过PSD调理电路,微弱信号经过放大、滤波和A/D转换后,输入到MSP430进行数据处理,从而得出光点的位置,根据位移量计算得出角度值。其中设计的PSD基于数字运算的调理电路,使得硬件结构得以简化,且避免了模拟器件运算带来的噪声和精度问题。使用MSP430作为嵌入式处理器,结合插值的方法,减少PSD的非线性误差,提高了小角度测量的精度,通过使用RS232和PC机进行通信,实现数据的自动化的采集。

关键词：小角度测量自准直原理 PSD MSP430

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男性代谢综合征与听力损失关联的大样本分析

男性代谢综合征与听力损失关联的大样本分析

作者：徐小刚华北理工大学

学位级别：硕士

目的研究在男性人群中,代谢综合征(Metabolic syndrome,MS)与听力损失(Hearing loss,HL)之间的关联。方法采用横断面研究,研究人群为开滦研究中2014～2019年参加体检且首次进行纯音测听(Pure tone audiometry,PTA)的开滦集团在职及离退... 详细信息

目的研究在男性人群中,代谢综合征(Metabolic syndrome,MS)与听力损失(Hearing loss,HL)之间的关联。方法采用横断面研究,研究人群为开滦研究中2014～2019年参加体检且首次进行纯音测听(Pure tone audiometry,PTA)的开滦集团在职及离退休男性员工。HL定义参照2021年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)最新发布的听力损失诊断标准,采用听力较好耳(0.5、1、2、4k Hz)平均听阈≥20d B,并且对HL进行分级,轻度听力损失20～<35d B,中度及以上听力损失≥35d B。MS采用2004年美国国家胆固醇教育计划成人治疗小组(The National Cholesterol Education Programme Adult Treatment Panel III,NCEP-ATPⅢ)修订后的诊断标准,并修改了腰围切点。研究人群根据是否符合MS分为两组,正态分布的计量资料两组间比较采用独立样本t检验;偏态分布的计量资料两组间比较采用Wilcoxon秩和检验;计数资料两组间比较采用卡方检验;采用多因素logistic回归模型分析MS与HL之间的关联。结果最终进入统计分析的研究对象共23329人,平均年龄42.14岁。MS组7010人,非MS组16319人,比较两组人群年龄、体质量指数、腰围、收缩压、舒张压、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、空腹血糖、超敏C反应蛋白、尿酸水平、平均听阈、代谢异常数目及噪声暴露、饮酒、体育锻炼、家庭收入、教育水平、降压药、降糖药、降脂药比例、听力损失患病率,差异均有统计学意义(P<0.05)。校正年龄、超敏C反应蛋白、噪声暴露等潜在混杂因素后,MS组患听力损失的OR值为1.142(95%CI:1.057～1.234),MS也与轻度听力损失(OR=1.126,95%CI:1.032～1.228)、中度及以上听力损失(OR=1.197,95%CI:1.041～1.375)呈正相关。与非MS人群相比,符合MS诊断标准中3项及4、5项代谢异常数目的人群患HL的OR值分别为1.117(95%CI:1.022～1.222)、1.191(95%CI:1.063～1.334);随着代谢异常数目的增加,HL的患病风险也呈逐渐升高趋势(P for trend<0.001)。MS组成成分中血糖升高(OR=1.136,95%CI:1.054～1.225)、腹型肥胖(OR=1.124,95%CI:1.045～1.210)、血压升高(OR=1.109,95%CI:1.026～1.199)也与听力损失呈正相关。结论在男性人群中,MS可能是HL的独立危险因素;MS人群随着代谢异常数目的增加,HL的患病风险逐渐升高;MS组成成分中,血糖升高、腹型肥胖与血压升高均与听力损失呈正相关。图 0幅;表 4个;参 176篇。

关键词：代谢综合征听力损失横断面研究

H.264视频编码标准研究及基于DM642的优化设计

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H.264视频编码标准研究及基于DM642的优化设计

作者：刘春龙哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

H.264是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(运动图像专家组)提出的最新视频标准。与现有的视频标准相比,H.264编码器能在保持相同图像质量的情况下,节约50%的码率。由于其良好的压缩效率和网络适应性,H.264将在视频电话、数... 详细信息

H.264是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(运动图像专家组)提出的最新视频标准。与现有的视频标准相比,H.264编码器能在保持相同图像质量的情况下,节约50%的码率。由于其良好的压缩效率和网络适应性,H.264将在视频电话、数字电视广播、视频流媒体服务、压缩视频存储等领域得到广泛的应用。本论文对H.264标准进行了较为系统的介绍,包括编码器整体结构及各个模块基本算法的描述,在总结已有方法优缺点的基础上,提出了针对4×4亮度块的9种预测模式的优化算法,算法结合了最可能模式特性,空域、变换域特征以及相邻块预测模式的特征,加快了模式选择的速度。实验表明,该方法在保证编码性能的基础上,可以使I帧编码时间减少50%左右。文中分析比较了5种典型的运动估计快速搜索方法的优缺点,设计了基于DM642的H.264编码器基本档次的优化方案,其中包括JM86源码的移植、DM642多媒体处理器、C语言与线性汇编语言的混合编码优化方法及存储器的优化利用等,实验结果显示,优化后的编码器具有较好的性能,编码速度能达到约每秒14～16帧。

关键词：视频编码 H.264 帧内预测 DM642 帧间预测

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半导体激光器功率稳定性的研究

半导体激光器功率稳定性的研究

作者：曹瑞明哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

半导体激光器以其转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制等特点,在科研、工业、军事、医疗等领域得到了日益广泛的应用。但在实际使用中存在的主要问题之一是激光器的输出功率不稳定。半导体激光器是一种高功率密度并具有... 详细信息

半导体激光器以其转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制等特点,在科研、工业、军事、医疗等领域得到了日益广泛的应用。但在实际使用中存在的主要问题之一是激光器的输出功率不稳定。半导体激光器是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件,对于电冲击和工作温度变化的承受能力很差,由温度引起的微小电流将导致光功率输出的极大变化和器件参数(如激射波长,噪声性能,模式跳动)的变化,这些变化直接危及器件的安全使用,因而在实际应用中对激光器驱动器的性能和安全保护有着很高的要求。为了减小环境温度变化和激光器的热效应对激光器本身及其输出造成的影响,本文将半导体激光器和温度控制装置设计在一起,使激光器能够在恒温下工作。随着计算机技术的发展,基于微型计算机的数字化控制能够有效地解决半导体激光器的准确、稳定和可靠性问题。因此,数字化、智能化是半导体激光器的必然发展方向。在文中提出了基于单片机设计的控制系统。该系统分三部分:1.激光器驱动控制部分。由于半导体激光器是以电流注入的方式来驱动的,通过控制电流可以达到控制功率的目的。采用光功率闭环反馈的方式,将光强信号输入单片机,经过CPU处理后,反馈给电流,通过改变流实现功率的稳定。同时对激光器提供多种保护措施。2.温度控制部分。该系统以半导体制冷器(TEC)为执行器件,以单片机为核心,通过软件和硬件相结合的方式设计各部分的电路。在控制方面,通过数字PID计算控制量,采用PWM来驱动TEC。3.显示和按键控制部分。采用LCD显示激光器的功率,通过按键控制系统的开始和关闭。

关键词：半导体激光器单片机驱动电源温度控制