检索结果-南通市图书馆

作者：李林中北大学

学位级别：硕士

通过充分调研和详细分析目前国内外振动式硅微机械陀螺的研究状况,针对梳齿式线振动微机械陀螺存在机械耦合误差较大,无法同时具有较高带宽和灵敏度及器件品质因子较低等缺点,本论文提出一种同时具有较高带宽和灵敏度的差分式硅微机械陀... 详细信息

通过充分调研和详细分析目前国内外振动式硅微机械陀螺的研究状况,针对梳齿式线振动微机械陀螺存在机械耦合误差较大,无法同时具有较高带宽和灵敏度及器件品质因子较低等缺点,本论文提出一种同时具有较高带宽和灵敏度的差分式硅微机械陀螺,该陀螺采用双质量块结构抑制了机械耦合对器件造成的不良影响,其驱动、检测模态谐振频率的精确匹配保证了陀螺较高灵敏度,同时差分式结构设计使陀螺带宽得到明显提高;与此同时,对陀螺实现真空封装提高结构品质因子,进一步增强陀螺了灵敏度;最终提出新颖的直流增益控制方法实现对差分式硅微机械陀螺的闭环驱动。论文通过理论研究和仿真分析相结合的方式,对陀螺基本组成部件(电容器和支撑梁系统)进行了详细的分析研究,确定差分式硅微机械陀螺分别采用蟹型梁和折叠梁作为检测质量块和驱动质量块的支撑梁,同时采用静电驱动和梳齿电容检测的工作模式。提出差分式硅微机械陀螺结构,通过大量仿真分析和理论计算使陀螺驱动、检测模态谐振频率精确匹配,保证陀螺具有较高灵敏度;详细分析了差分式硅微机械陀螺的结构特点及工作原理,通过与具有较高灵敏度的陀螺结构进行比较分析,确定差分式硅微机械陀螺在相同灵敏度条件下可以同时获得较高带宽。采用高深宽比深度腐蚀(ICP RIE)表面加工工艺及真空封装技术,以提高陀螺灵敏度。同时提出采用与ASIC兼容的表面加工工艺实现对差分式硅微机械陀螺结构的加工。对差分式硅微机械陀螺结构提出直流自动增益控制的闭环驱动方法,并针对该方法设计出一种低噪声的直流自动增益闭环控制电路,实现陀螺闭环驱动。

关键词：硅微机械陀螺差分式真空封装直流自动增益控制闭环驱动

基于NAND Flash阵列的高速大容量图像存储器设计

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基于NAND Flash阵列的高速大容量图像存储器设计

作者：江旭东中北大学

学位级别：硕士

随着可视化图像技术的发展,高速大容量图像数据的存储技术在当今社会的各领域得到广泛应用,如太空和深海探索,人类迫切需要将未知的世界以图像形式进行存储并回放呈现。近几年来伴随半导体技术的飞速发展,以NAND Flash为存储介质的高速... 详细信息

随着可视化图像技术的发展,高速大容量图像数据的存储技术在当今社会的各领域得到广泛应用,如太空和深海探索,人类迫切需要将未知的世界以图像形式进行存储并回放呈现。近几年来伴随半导体技术的飞速发展,以NAND Flash为存储介质的高速大容量固态存储技术已成为主流存储技术,尤其在应用环境恶劣的水下图像采集存储领域。本文以水下高速图像数据采集存储为研究背景,针对镁光大容量NAND Flash为存储介质的结构特点和高速存储操作(Multi-Plane操作),结合并行总线技术和流水线技术设计了一款Flash阵列存储模型。在单片Flash进行Multi-Plane操作的基础上实现外部并行设计和内部流水设计,在提高图像数据存储速度和存储容量的同时,更节省了存储阵列面积资源,解决了以往存储阵列容量和速度与阵列面积的矛盾。鉴于高速图像数据的高速处理要求,本文以Xilinx公司Spartan-6系列FPGA为控制核心,实现前端Camera-Link接口FULL模式下的80bit图像数据的接收,图像像素时钟为65MHz,并控制Flash阵列对数据进行可靠地存储,结合Xilinx公司的可参数化的Tri-Mode以太控制器(TEMAC核)与外部物理层芯片的互连,完成千兆以太网的接口设计,实现图像数据的高速传输。论文主要从方案设计、硬件平台设计、软件逻辑设计等方面详细阐述了系统的设计,完成了存储容量为160GB、理论存储速度为800MB/s的高速大容量存储器设计,最后利用测试台对系统千兆以太网接收模块和系统的存储性能进行了功能验证,系统能够满足65MHz的图像数据可靠存储。测试结果表明,本文设计的高速大容量图像存储器存储速度高、存储容量大、体积小、可靠性高,满足设计需求。另外该存储器移植性强,可广泛应用不同场合的数据存储。

关键词： NAND Flash阵列 Multi-Plane操作千兆以太网高速大容量存储器

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运动目标实时检测系统的研究与实现

运动目标实时检测系统的研究与实现

作者：温杰中北大学

学位级别：硕士

运动目标检测作为图像处理领域的一个重要分支,在智能监控、工业设计和军事导航与预警等方面都有着重要的应用。然而随着实际应用的不断增加,人们对运动目标检测系统的实时性要求也越来越高。许多情况下,单纯使用软件的方式进行运动检... 详细信息

运动目标检测作为图像处理领域的一个重要分支,在智能监控、工业设计和军事导航与预警等方面都有着重要的应用。然而随着实际应用的不断增加,人们对运动目标检测系统的实时性要求也越来越高。许多情况下,单纯使用软件的方式进行运动检测已无法满足实际的需求,需要通过硬件平台来实现运动目标的实时检测。本文主要围绕运动目标实时检测系统展开研究。首先对几种在运动目标检测系统中常见的图像处理算法进行了分析,包括中值滤波、高斯滤波、图像形态学处理、边缘检测以及三种常用的运动目标检测算法。详细的介绍了几种算法的优缺点,最终选用三帧差分法与Canny边缘检测相结合的方式进行运动目标检测,并采用OpenCV对算法进行了仿真。该方法实时性高,对环境的变化具有较强的适应力,能够获得较好的检测效果。采用FPGA作为主控芯片,设计了运动目标实时检测系统,并详细的介绍了硬件系统的主要部分和软件的实现过程。系统硬件部分主要对图像传感器模块、SDRAM模块、VGA模块和FPGA模块等核心器件进行了介绍。软件部分则具体的分析了FPGA对各个模块的控制过程以及算法的实现流程。最后本文对系统性能和检测结果进行了测试,并通过Signaltap对系统的各个模块进行了仿真。实验结果表明,该系统具有较高的实时性和良好的检测效果。

关键词：运动目标检测 FPGA Canny边缘检测 SDRAM 三帧差分

基于GPRS的黑匣子远程定位系统的设计及实现

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基于GPRS的黑匣子远程定位系统的设计及实现

作者：刘宇中北大学

学位级别：硕士

随着信息技术和数字技术的快速发展，GPRS技术在移动设备和计算机通信网络的路由器之间提供数据传输的业务越来越广泛，针对课题研究背景中的回收设备搜寻范围大、地理条件恶劣等问题，提出将GPRS技术和无线定位结合起来，设计一种远程... 详细信息

随着信息技术和数字技术的快速发展，GPRS技术在移动设备和计算机通信网络的路由器之间提供数据传输的业务越来越广泛，针对课题研究背景中的回收设备搜寻范围大、地理条件恶劣等问题，提出将GPRS技术和无线定位结合起来，设计一种远程定位系统。本课题“基于GPRS的黑匣子远程定位系统的设计与实现”就是设计一种通过GPRS技术进行定位数据传输的监控设备，该系统有定位终端和监控中心二个部分。定位终端主要由GPS接收模块、GPRS模块、MCU微处理器三个部分组成。定位数据的接收单元由U-BLOX公司的LEA-5H模块来完成，而GPRS模块选用地SIM900模块。对监控中心的上位机软件的定位数据提取和监控过程进行了设计与分析，同时对上位机中用到的Winsock控件和WebBrowser控件的工作原理进行了阐述。阐述了网页加载Google地图的原理和步骤，同时也介绍了上位机软件和加载Google地图网页之间通过经纬度参数进行信息交互的过程。整个系统选用Microchip公司的16位低功耗PIC24FV32K301微处理器作为系统核心处理器，结合其宽电压和低功耗的特性，利用单片机实现了定位数据提取和发送。同时为了进行低功耗的设计，特别对单片机的睡眠模式和看门狗唤醒的程序设计进行了详细的描述。本文完成了对定位终端系统的硬件和软件的设计，同时对定位终端与监控中心的上位机软件的数据通信进行了设计，最后将定位终端和监控中心进行了联机调试。

关键词：定位 MCU GPS GPRS

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基于单轴光纤陀螺的转位寻北仪设计

基于单轴光纤陀螺的转位寻北仪设计

作者：张志豪中北大学

学位级别：硕士

随着导航事业的不断发展,人们对实时性、高精度的定位装置的要求也越来越高。目前,国内外寻北装置较激光陀螺、微机械陀螺偏多;而光纤陀螺寻北仪正处于发展阶段,本文针对单轴光纤陀螺设计出一种高精度的转位寻北系统,该系统可以在上位... 详细信息

随着导航事业的不断发展,人们对实时性、高精度的定位装置的要求也越来越高。目前,国内外寻北装置较激光陀螺、微机械陀螺偏多;而光纤陀螺寻北仪正处于发展阶段,本文针对单轴光纤陀螺设计出一种高精度的转位寻北系统,该系统可以在上位机上实时显示载体的姿态角。本文根据寻北仪的技术指标,采用单轴光纤陀螺作为姿态角获取的重要传感器,采用XC7Z020作为下位机的主控芯片,主要负责光纤陀螺数据的采集、加速度计数据的采集、温度传感器DS18B20数据的采集,并将这些数据进行编帧处理,通过RS232总线将数据发送到用Qt编写上位机,在上位机上实时显示载体的姿态角。为了提高寻北精度,本系统采用转位控制模块来提高光纤陀螺在寻北过程中转位精度,该模块采用PID模型补偿法来消除转台在旋转过程中产生的转位误差,以此来提高光纤陀螺寻北采用的四位置法和多位置法实验过程中转动转台角度的精度;除了物理结构造成的寻北误差,还有温度漂移以及其他噪声都会对光纤陀螺寻北精度造成干扰;为了消除温度漂移带来的寻北精度误差,本文采用温漂补偿模型来消除因温度变化导致寻北发生偏移。对于其他噪声,本文采用ALLAN方差分析法对其他噪声进行建模分析,并采用小波滤波算法,对其他噪声进行抑制消除;在上位机上显示载体姿态角以此来检验各个模型的滤波效果。最后,对附着在倾斜载体上光纤陀螺寻北建立四位置寻北模型。通过上述测试,本系统设计的光纤陀螺转位寻北仪完全满足技术指标要求,寻北精度为0.01°。

关键词：单轴光纤陀螺转位控制 PID模型补偿法温漂补偿 ALLAN方差分析法

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双光幕测速系统设计

双光幕测速系统设计

作者：苏树清中北大学

学位级别：硕士

随着电子和光学技术的不断提高，光幕测速技术也在不断的发展。光幕靶测速以其精度高、操作方便、重复性好和抗干扰能力强等优点，已逐渐取代了传统的线圈靶测速，成为目前炮弹测速的主要方法。但是国内光幕靶却普遍存在着靶面面积小且... 详细信息

随着电子和光学技术的不断提高，光幕测速技术也在不断的发展。光幕靶测速以其精度高、操作方便、重复性好和抗干扰能力强等优点，已逐渐取代了传统的线圈靶测速，成为目前炮弹测速的主要方法。但是国内光幕靶却普遍存在着靶面面积小且不连续、结构繁琐、不易安装调节和不易携带等问题。因此，有必要对现有的光幕测速系统进行改进。本文在分析国内外光幕测速技术发展状况的基础上，根据系统设计要求，提出了一种基于光幕传感器的双光幕测速系统设计方案。针对光幕发射器与接收器一一对准困难的问题，选用光幕传感器作为系统光学模块。根据光幕传感器的结构特点，设计了安装靶架。在硬件设计部分，对各个电路模块进行了详细的阐述，针对传感器输出的标称值与实际值有出入，设计了零点可调的电流/电压信号转换电路，并对其进行了重点介绍。系统从控制逻辑设计和上位机软件编写两方面完成了软件设计。控制逻辑设计主要完成了A/D转换、FIFO设计、数据存取等功能，其中数据存取是重点。在A/D转换模块设计时，用软件的方式实现了弹底触发。上位机部分完成了数据的分析与处理，包括分数、绘制数据曲线和文本显示数据等功能。最后，对本文所设计的光幕测速系统完成板级和系统级的性能测试。测试结果表明，该系统受环境影响较小，能够满足测量的要求。

关键词：速度测量光幕传感器电流/电压转换电路数据存储弹底触发

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基于MEMS惯性器件的姿态测量系统的研究

基于MEMS惯性器件的姿态测量系统的研究

作者：成雅丽中北大学

学位级别：硕士

姿态测量是对载体姿态实现控制的前提,随着导航系统的不断发展,对姿态测量的精度以及实时性提出了更高的要求。本文设计了一个基MEMS惯性器件的姿态测量系统,以惯性传感器ADIS16488为惯性测量单元,以Zynq作为硬件平台,完成了对姿态信息... 详细信息

姿态测量是对载体姿态实现控制的前提,随着导航系统的不断发展,对姿态测量的精度以及实时性提出了更高的要求。本文设计了一个基MEMS惯性器件的姿态测量系统,以惯性传感器ADIS16488为惯性测量单元,以Zynq作为硬件平台,完成了对姿态信息的采集以及解算。本文主要从姿态解算算法以及硬件平台的搭建两个方面进行了深入的研究。首先介绍了姿态测量系统的工作原理以及基本理论,包含了几种惯性坐标系和姿态矩阵的建立。针对MEMS陀螺仪单独工作时的姿态解算算法进行了对比试验,分析了使用四元数法和欧拉角法来对姿态矩阵进行即时更新的优缺点,结合MEMS加速度计以及磁强计组合测姿时输出的姿态角的情况,采用基于卡尔曼滤波算法的信息融合方法来提高系统测姿的精度。介绍了速度解算原理,同时介绍了姿态测量系统的初始对准技术,包括粗对准和精对准技术。其次对惯性测量单元中的各个MEMS传感器建立了误差模型,并进行了误差分析。然后,搭建了系统的硬件平台,采用Zynq芯片内部的PL(Programmable Logic)来完成对惯性传感器输出的姿态信息的采集,采用Zynq内部的PS(Processing System)完成姿态信息的解算,并将解算好的姿态信息通过串口上传至PC,使用MATLAB来实现姿态信息的显示。最后对系统进行了性能测试,包括Zynq内部的AXI DMA的通信测试,该接口保证了PS与PL部分能够正确的进行通信;对姿态测量系统进行了静态和动态测试,完成了对速度和位置的解算和分析。最终的结果表明,本文设计的姿态测量系统输出精度较高,具有一定的实用价值。

关键词： MEMS传感器姿态解算卡尔曼滤波 Zynq

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基于GPS和GSM短消息的定位装置的设计

基于GPS和GSM短消息的定位装置的设计

作者：董建勋中北大学

学位级别：硕士

随着GSM网络技术和GPS技术之间的联系越来越紧密,GSM系统短消息业务快速地成为了GPS定位系统应用中一种全新的通信链路建立、数据信息传输的途径。针对箭载可回收产品搜寻难的问题,定位装置通过GPS定位和GSM基站定位得到确切的经纬度信... 详细信息

随着GSM网络技术和GPS技术之间的联系越来越紧密,GSM系统短消息业务快速地成为了GPS定位系统应用中一种全新的通信链路建立、数据信息传输的途径。针对箭载可回收产品搜寻难的问题,定位装置通过GPS定位和GSM基站定位得到确切的经纬度信息和基站信息,然后将这些信息以GSM短消息的形式发送出去。首先介绍了国内外定位的发展现状和发展趋势,并简单介绍了GPS定位原理和GSM基站定位原理,然后给出了基于GPS定位和GSM基站定位两种方法的定位装置的系统组成和工作模式。对定位装置的硬件电路部分的各个模块做了详细的说明,包括电源模块电路、GPS模块电路、GSM模块电路以及单片机控制模块电路的设计。其中的GPS模块用来接收GPS经纬度信息,GSM模块通过AT命令发送短消息和查询GSM基站定位信息,两个模块通过单片机的控制实现串口之间的通信。另外,通过对看门狗程序、串口通信程序、GPS数据提取程序以及GSM短消息发送程序等的编写完成了定位装置的设计流程,然后详细介绍了对定位装置关键部分的调试,包括AT命令串口通信调试、天线调试、整体功能调试及沙土深埋实验。针对定位装置的防护问题,首先从芯片选择和结构设计上来考虑,然后通过灌封强化措施和有效地缓冲保护来实现产品的防护,并描述了防护过程中一些需要注意的问题,最后简单介绍了GPS信息和GSM基站信息的地理位置查询方法。

关键词： GPS GSM 定位基站短消息

三框架硅微机械陀螺的结构设计及加工工艺研究

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三框架硅微机械陀螺的结构设计及加工工艺研究

作者：郭慧芳中北大学

学位级别：硕士

通过调研和分析国内外硅微机械陀螺的发展状况,本文提出了一种三框架硅微机械陀螺结构。该结构解决了目前双框架硅微机械陀螺结构所存在的缺点,其具有较大耦合效应以及对加工工艺精度有很高的要求。在双框架结构中,由于加工工艺误差,使... 详细信息

通过调研和分析国内外硅微机械陀螺的发展状况,本文提出了一种三框架硅微机械陀螺结构。该结构解决了目前双框架硅微机械陀螺结构所存在的缺点,其具有较大耦合效应以及对加工工艺精度有很高的要求。在双框架结构中,由于加工工艺误差,使得带检测梳齿的敏感质量块两侧的梳齿尺寸不一,这样导致敏感质量块在伴随驱动模式运动的过程中将会产生两侧电容变化量无法抵消的问题,降低陀螺性能。论文提出的三框架硅微机械陀螺结构由外框架、中间框架和内框架组成。不带梳齿的中间框架作为感应哥氏效应的过渡框架,从结构本身有效地抑制了双框架陀螺的耦合对器件造成的不良影响。论文介绍了框架式硅微机械陀螺的工作原理,分析了静电力驱动,差分电容检测,阻尼以及支撑梁结构对微机械陀螺性能的影响,提出了三框架结构模型。在对该模型的简化示意图进行动力学分析和有限元仿真的基础上,确定了三框架硅微机械陀螺的结构及参数。考虑陀螺的加工成本以及目前国内现有的微结构加工工艺,我们选择了比较成熟简单的体硅加工工艺对其进行加工。根据加工单位的版图设计规则及体硅工艺标准,设计了该结构的版图及切实可行的工艺流程,最终完成了硅微机械陀螺仪的加工,并进行了简单的封装。文中还设计仿真了陀螺的接口电路,最后进行了初步的测试。

关键词：微机电系统(MEMS) 电容陀螺仪解耦工艺