检索结果-南通市图书馆

作者：蔡大伟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

存储器的性能在很多数字化系统中占据着重要的地位,是决定系统性能的关键之一。DDR SDRAM具有容量大、读写速度快、运行稳定性强、技术成熟以及高性价比等优点,得到了广泛的应用。因而对DDR SDRAM存储控制器的研究具有重要的意义。本文... 详细信息

存储器的性能在很多数字化系统中占据着重要的地位,是决定系统性能的关键之一。DDR SDRAM具有容量大、读写速度快、运行稳定性强、技术成熟以及高性价比等优点,得到了广泛的应用。因而对DDR SDRAM存储控制器的研究具有重要的意义。本文研究设计的DDR SDRAM控制器主要应用于PXI高速虚拟数字示波器。由于该示波器对数据的存取速度有着很高的要求,读写速度要求达到2Gbyte/s。虽然DDR SDRAM可以进行高速数据的读写,但是由于本身时序及控制操作的复杂性,要想达到2Gbyte/s的读写速度,就对控制器的设计提出了更高的要求。传统的DDR SDRAM控制器一般采用MCU,DSP实现,由于它们本身集成的资源有限,对于设计复杂的数字系统,实现高速存储就会很困难。为了达到2Gbyte/s的读写速度,本文提出了新的控制器设计思想,即用FPGA对DDR SDRAM的四个BANK进行循环控制,同一时刻保证会有一个BANK是在存取数据,通过对四片DDR SDRAM同时进行如上操作,进而达到2Gbyte/s的数据读写速率。本文主要进行了如下工作,首先对DDR SDRAM控制器设计的基本理论和关键技术进行了研究和分析。并对DDR SDRAM的控制器的硬件部分进行了设计实现。接着对DDR SDRAM控制器的控制部分用硬件描述语言VHDL,采用自顶向下(Top-To-Down)的设计思想和模块化的设计方法,对控制器进行模块化设计,最后对设计进行仿真,并对硬件电路进行了测试验证。验证得到的信号仿真波形显示本控制器的设计满足本设计系统的需要。

关键词： DDR SDRAM 控制器 VHDL FPGA

基于直线图的直接傅里叶3D层析成像方法研究

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基于直线图的直接傅里叶3D层析成像方法研究

作者：陈洋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

当今世界计算机技术发展迅猛,图形图像学作为计算机技术的重要组成部分也在迅速发展,而医学成像技术的发展之快在图形图像领域也是不容小觑的。人们在医疗领域迫切需要透彻的了解病理结构等相关信息,医学3D图像重建技术的发展日益显得... 详细信息

当今世界计算机技术发展迅猛,图形图像学作为计算机技术的重要组成部分也在迅速发展,而医学成像技术的发展之快在图形图像领域也是不容小觑的。人们在医疗领域迫切需要透彻的了解病理结构等相关信息,医学3D图像重建技术的发展日益显得重要。3D图像重建技术逐渐吸引了众多国内外学者和研究人员的关注,其中由Grangeat提出的精确重建算法因为具有简单和易于实现的优点,逐渐成为了研究的热点。但是,随着图形图像数据的大量产生,人们对3D重建的重建速度和重建质量都有了更高需求,进而提高了对3D重建算法的要求。所以,研究更快速、清晰的3D重建算法颇具现实意义。本课题主要针对已有的Grangeat精确3D图像重建方法重建速度慢、复杂度高以及重建质量差的问题,提出基于直线图和直接傅里叶变换的3D层析成像方法,对Grangeat重建方法进行改进。首先对Grangeat重建方法进行深入的研究和探索,研究并应用两步重建模型,并结合直线图和直接傅里叶变换采样点恰好在方形网格上的特点,提出了基于直线图和直接傅里叶变换的3D层析成像方法,进行3D图像重建。本课题提出的基于直线图直接傅里叶重建方法对以往重建算法的第一阶段和第二阶段都做了改进。第一阶段,本文采用在傅里叶域内计算锥束投影从而得到Radon变换的一阶导数;第二阶段,采用直线图采样法和直接傅里叶相结合的方法分别进行垂直平面和水平平面的重建。最后针对重建速度和重建图像还原度两个方面,设计两组实验,通过对比不同重建方法的重建时间和重建图像质量,来验证本文重建算法的有效性。

关键词： 3D CT 直接傅里叶变换直线图图像重建锥束扫描

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基于麦克风阵列的心音检测硬件平台研究

基于麦克风阵列的心音检测硬件平台研究

作者：李奥丰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

长久以来，心脏病作为一种严重的疾病，一直在威胁人体的健康，它的发病率与死亡率更是逐年提升，而对心脏病的诊断、预防与治疗就变得尤为重要。心脏声音信号往往包含心脏器官和心脏与其他生理器官相互作用的状态和病理信息，在医学上... 详细信息

长久以来，心脏病作为一种严重的疾病，一直在威胁人体的健康，它的发病率与死亡率更是逐年提升，而对心脏病的诊断、预防与治疗就变得尤为重要。心脏声音信号往往包含心脏器官和心脏与其他生理器官相互作用的状态和病理信息，在医学上有着巨大的应用价值，因此对于心音信号检测技术的研究有着十分重要的意义。本文对一种基于麦克风阵列的心音检测硬件平台进行了研究，提出了满足功能要求和性能要求的硬件平台设计方案，实现了对多路心音信号的精确采集、处理、数据存储以及上传上位机进行进一步的检测等功能，为心音检测技术提供了有力的系统平台支撑。本文介绍了心音检测的基本概念以及相关领域的知识背景，针对心音检测技术的国内外发展历程和现状进行了阐述和总结。同时还介绍了阵列信号处理技术的发展历程以及目前一些常用阵列信号处理方法，引出了本文的应用背景和意义。本文同时也介绍了麦克风阵列信号处理技术。它是通过将若干个麦克风按照一定方式安插在某一范围内的不同位置组成阵列的形式，再由麦克风阵列接收空间信号，获取到信号源的相关数据并进行处理，从而实现阵列信号处理的全过程。然后，主要从特点、研究内容、应用这三个方面出发对麦克风阵列信号处理技术做出进一步的说明。对麦克风阵列相关检测平台的研究，通过几个成功案例，对基于麦克风阵列技术的硬件平台开发进行了分析，对每个硬件设计方案的结构和实现方式都进行了充分的研究和总结。然后根据功能要求设计出系统整体框架，将系统分为五个功能模块。给出每个功能模块在系统中的作用，重点介绍心音检测平台中每个功能模块的硬件电路及数据接口设计，并完成硬件制作。对系统控制原理进行介绍，着重讲解了系统控制器的设计以及与上位机实现信息交互的过程。

关键词：心音检测麦克风阵列信号处理 FPGA

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基于微磁学的非晶丝磁化特性研究

基于微磁学的非晶丝磁化特性研究

作者：陆秋菊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

非晶丝由于具备良好的磁特性,非常适合应用于基于GMI效应的磁传感器材料。国内外研究人员多采用实验的方法,利用克尔效应来研究非晶丝的磁化过程和磁化反转过程,这种方法虽能够观察到非晶丝表面的畴结构,但是无法获知非晶丝内部磁矩的... 详细信息

非晶丝由于具备良好的磁特性,非常适合应用于基于GMI效应的磁传感器材料。国内外研究人员多采用实验的方法,利用克尔效应来研究非晶丝的磁化过程和磁化反转过程,这种方法虽能够观察到非晶丝表面的畴结构,但是无法获知非晶丝内部磁矩的具体演化过程和其分布。本文结合微磁学理论和数值计算方法对钴基非晶丝建立起适当的模型,并根据非晶丝内部磁化强度矢量的具体分布和其演化过程对非晶丝磁化特性展开研究。本文首先基于磁荷观点,利用数值计算的方法推导了轴向均匀磁化非晶丝内部退磁场和退磁因子的表达式,通过仿真结果分析了非晶丝轴线和不同横截面上的退磁因子与非晶丝尺寸和空间位置的关系,发现轴向退磁因子在非晶丝中呈两端大、中间小等分布规律。然后基于实际建立了两种钴基非晶丝畴结构模型——无核的竹节畴结构钴基非晶丝模型和“核-壳”畴结构钴基非晶丝模型。接着分别对两种钴基非晶丝畴结构模型依次外加轴向磁场和非轴向磁场进行微磁学模拟,并根据退磁因子分布的特点选择合适的观察位置观察非晶丝从当前饱和磁化状态到达反方向的饱和磁化状态过程中非晶丝内部磁化强度矢量的分布和磁畴的演化,分析外加磁场方向对非晶丝磁化特性的影响。最后分别对两种非晶丝畴结构模型的磁各向异性依次设置为环向磁各向异性和螺旋磁各向异性,根据微磁学模拟得到的非晶丝磁化强度矢量分布图和非晶丝磁滞回线图,分析不同磁各向异性对两种畴结构模型钴基非晶丝的磁化过程和反磁化机制的影响。

关键词：非晶丝微磁学磁化特性磁各向异性

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非晶丝各向异性静态磁化计算研究

非晶丝各向异性静态磁化计算研究

作者：孙悦哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

金属标签系统将图形符号刻制在金属物品或金属标签表面,利用不同符号的排列组合进行信息编码,是对现有物联网感知技术的补充。金属标签检测的主要方法是电磁检测法,本课题在国内外首次提出了基于非晶丝的表面磁场层析成像方法,可对金属... 详细信息

金属标签系统将图形符号刻制在金属物品或金属标签表面,利用不同符号的排列组合进行信息编码,是对现有物联网感知技术的补充。金属标签检测的主要方法是电磁检测法,本课题在国内外首次提出了基于非晶丝的表面磁场层析成像方法,可对金属标签感应电流产生的表面磁场进行更高分辨率的成像。非晶态合金,具有尺寸小、高灵敏度的特点。当采用高频交变激励驱动非晶材料时,在非晶丝施加较小的外部磁场时,非晶丝两端的交流电阻会产生巨大的变化,这种现象被称为巨磁阻抗(GMI)效应。在本项目中,非晶丝需要感知任意方向的磁场,目前现有的非晶丝的理论研究都是基于外磁场方向为轴向,然而非晶丝在非轴向磁场作用下磁导率是可变的且内部磁化不均匀。因此,本文中对非晶丝在横向磁场下的静态磁化的研究有利于扩大非晶丝在项目中的应用范围。本文主要针对非晶丝在横向磁场的静态磁化研究。阐述了静磁学基本理论、非晶丝内部磁畴的形成以及其磁化过程和磁滞回线。通过对横向磁场下非晶丝的磁化特性进行分析,在电磁学的基础上对非晶丝进行磁化模型的建立,得到了非晶丝内的磁屏蔽现象以及由趋肤效应导致的磁化现象随磁导率的增大趋向外表面,并且分析了非晶丝在横向磁场下的GMI效应与外磁场的关系。同时得到了非晶丝各向异性场与阻抗的关系曲线图。根据方程推导,得到外加横向磁场下的非晶丝静态磁化解析式,通过两种数值解求解方法:有限差分法和傅里叶谱方法求解方程式,并且使用MATLAB计算后得到非晶丝内部环向磁场强度及径向磁场强度结果。由数值解结果验证了非晶丝在横向磁场下的磁屏蔽现象及具体的静态磁化关系,同时计算结果为磁化分析提供了具体的数据依据。

关键词：磁屏蔽非晶丝磁场计算静态磁化

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非晶丝各向异性对巨磁阻抗的影响研究

非晶丝各向异性对巨磁阻抗的影响研究

作者：姜婷婷哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本篇文章首先了解了电磁相关知识以及巨磁阻抗材料的发展、以及能够对巨磁阻抗效应产生影响的各个因素。在文章的研究中我们用到的巨磁阻抗材料是非晶丝,因为非晶丝具有软磁材料磁致伸缩系数较低的特性,这个特性是观察到巨磁阻抗效应的... 详细信息

本篇文章首先了解了电磁相关知识以及巨磁阻抗材料的发展、以及能够对巨磁阻抗效应产生影响的各个因素。在文章的研究中我们用到的巨磁阻抗材料是非晶丝,因为非晶丝具有软磁材料磁致伸缩系数较低的特性,这个特性是观察到巨磁阻抗效应的一个必要因素,并且在外界环境和温度变化时,非晶丝具有很好的稳定性。之前人们的研究发现影响GMI效应有诸多因素,本文研究的是有低磁致伸缩的非晶丝当具有不同的磁各向异性时,磁导率以及其阻抗谱的变化。第一类模型认为易磁化轴平行于非晶丝方向,而第二类模型易磁化方向为圆周方向。具有轴各向异性的非晶丝的横向磁导率是外部磁场振幅和非晶丝其他磁参数的一个函数。外部磁场的振幅等因素影响着非晶丝的巨磁阻抗效应。另一方面,GMI效应的强度跟现象阻尼系数也有很强的关系。非晶丝圆周各向异性阻抗具有经典表示在外界磁场满足00a≤H≤H时,其经典表示并不适用。在这个磁场范围内,非晶丝的阻抗变成一个张量,其横向和纵向部分都能通过实验测量出来。具有圆周各项异性的非晶丝阻抗的纵向分量是外界磁场和各向异性场的函数,而轴各向异性的非晶丝阻抗纵向分量是在我们并不对非晶丝添加外部磁场的情况下。结果表明:具有好的磁致伸缩系数的非晶丝更有利于观察到巨磁阻抗效应,但是不管是环向各向异性或者其他各向异性都不是严格遵守这个效应的。

关键词：非晶丝巨磁阻抗效应轴各向异性环各向异性

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便携式数字示波器数据传输接口研究

便携式数字示波器数据传输接口研究

作者：方荣强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

数字示波器是电子测量领域最常见的一种检测工具，为科研工作者和工程技术人员广泛使用。但是传统台式数字示波器一般都是体积庞大而略显笨重，使用范围局限于实验室，不方便进行现场测试和外部作业，而且大都采用实体按键，波形效果显... 详细信息

数字示波器是电子测量领域最常见的一种检测工具，为科研工作者和工程技术人员广泛使用。但是传统台式数字示波器一般都是体积庞大而略显笨重，使用范围局限于实验室，不方便进行现场测试和外部作业，而且大都采用实体按键，波形效果显示平淡，不能与互联网连接。所以设计一款简单便用、自动测量并能直观显示便携式数字示波器很有意义，而且该示波器并具有支持多点触摸，显示色彩绚丽，操作界面友好等特点。课题旨在设计一款Android操作系统的便携式数字示波器，系统采用FPGA+ARM架构。FPGA前端负责数字示波器前端的数据采集控制、触发控制与数据缓存控制;ARM主控端实现对采集电路中的数据进行后续的数据处理与分析、人机交互和操作面板显示。前端数据采集模块与后端处理显示模块之间采用SD总线协议数据传输接口，通过该接口可以把底层采集到的信号波形数据快速并高效地传输给示波器上层应用端以处理显示，重点介绍对SD数据传输接口部分的设计。首先对SD总线传输协议的基本理论和关键时序进行了研究和分析，系统采用FPGA来实现模拟SD卡作为该示波器数据传输通道。按照功能划分各个子模块，采用硬件描述语言VDHL完成了对各个子模块的设计。最后完成对系统逻辑电路的调试与验证，主控端能正常读写出该模拟SD卡中数据。

关键词：数字示波器便携式数据传输接口现场可编程门阵列

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非晶丝表面磁畴结构分析技术研究

非晶丝表面磁畴结构分析技术研究

作者：朱晖哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

非晶丝作为性能优异的软磁材料,一直是磁传感器科研工作者研究的重点之一,在新时代的大背景下,传感器领域对于其相关的制造和研发有了更高的要求。因此,展开工作对非晶磁性材料的磁畴结构进行分析技术研究,能从非晶材料的理论和应用等... 详细信息

非晶丝作为性能优异的软磁材料,一直是磁传感器科研工作者研究的重点之一,在新时代的大背景下,传感器领域对于其相关的制造和研发有了更高的要求。因此,展开工作对非晶磁性材料的磁畴结构进行分析技术研究,能从非晶材料的理论和应用等方面给予理论上的指导。本课题通过对非晶丝磁畴结构模型进行分析,利用磁化过程作为磁畴结构研究手段,从非晶丝的磁阻抗张量的非对角分量的角度,对磁化特性和状态进行描述和分析,并设计搭建了一体化非晶丝非对角阻抗测量实验平台。本文阐述了当前非晶丝作为软磁材料的实用方向和科研背景,以及对非晶丝进行的磁畴观测和实验方法和进行原理介绍。接着结合理论的介绍,构建出非晶丝“芯-壳”磁畴结构微观模型。根据宏观特性,本文主要针对磁阻抗张量的非对角阻抗分量,结合负磁致伸缩钴基非晶丝样品的环向各向异性,对非晶丝在磁化过程中外壳畴结构的磁化矢量进行分析。依据此原理,利用非晶丝“竹节”型磁畴结构验证方法,并以此为根据设计实验,利用硬件设备来测量结果。进一步的,为分析非晶丝非对角阻抗分量与外加磁场的关系,设计非晶丝非对角阻抗分量测量系统,硬件部分设计包括基于AD8302芯片电路的前端放大电路,后端调整电路,继电器控制电路以及非晶丝电路板。软件部分设计上位机串口控制软件,和单片机控制的外接16位模数转换器。其目的是将非对角阻抗感应信号传递到上位机,利用仿真软件进行分析处理。从而实现了对非晶丝非对角阻抗分量信号信息的获取。

关键词：非晶丝磁传感器非对角阻抗磁畴结构

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基于ARM的四轴飞行器运动控制技术研究

基于ARM的四轴飞行器运动控制技术研究

作者：王友学哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着无人机技术的发展,现在无人机广泛用于军事和民用。在军事方面,无人机被用于敌我双方的侦查,灾情侦查等。在民事用途上,用于航拍摄影、农业植保以及电力巡查方向等。因此,需要提高四轴飞行器飞行的稳定性和易操作性,以适应在复杂环... 详细信息

随着无人机技术的发展,现在无人机广泛用于军事和民用。在军事方面,无人机被用于敌我双方的侦查,灾情侦查等。在民事用途上,用于航拍摄影、农业植保以及电力巡查方向等。因此,需要提高四轴飞行器飞行的稳定性和易操作性,以适应在复杂环境中飞行和执行多任务的功能,而提高这两点则重点在于四轴飞行器的运动控制系统设计和实现。本文针对该问题对四轴飞行器的飞行姿态和运动控制问题进行研究,以意法半导体公司的ARM Cortex-M3内核微控制处理器为平台,设计飞行器的运动控制系统,并对四轴飞行器整个软件系统进行设计和实现。本文从四轴飞行器基本原理出发,分析了四轴飞行器的空气动力学原理及基本运动状态,建立四轴飞行器的坐标体系以及坐标变换矩阵,对姿态解算中用到的四元数做了详细介绍。在动力学原理基础上,建立飞行器系统的动力学模型,包括线运动方程和角运动方程,之后对模型简化。在飞行器数学模型的基础上,首先介绍了PID和串级PID,然后利用串级PID控制对飞行器的姿态控制回路和高度控制回路进行设计,对陀螺仪和加速度计信号检测、Matlab仿真分析,采用互补滤波融合算法对飞行器的加速度数据和角速度数据进行融合得到飞行器三轴方向上的姿态角,采用Matlab仿真对比数据融合前后的差异。在运动控制回路设计和姿态解算的基础上,对飞行器整个运动控制系统和姿态测量系统进行软件编程实现。姿态测量系统主要包含传感器MPU6050采集飞行器姿态信息、对姿态信息进行滤波处理并Matlab仿真验证、将姿态信息转化成欧拉角。运动控制系统主要包含姿态控制系统、高度控制系统以及飞行安全控制的实现。在运动控制系统和软件实现的基础上,对飞行器进行性能测试,并给出了分析结果。

关键词：四轴飞行器动力学模型 PID控制运动控制

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基于E类放大器的功率超声放大系统设计

基于E类放大器的功率超声放大系统设计

作者：刘振宇哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

目前超声处理在食品行业中获得了广泛的应用,但超声处理多停留在工业级阶段。本文从商用设备出发,设计了一整套使用的超声波处理设备。本设备所依赖的原理为超声波的“空化效应”。空化效应为通过超声波处理在液体中产生局部的超高温超... 详细信息

目前超声处理在食品行业中获得了广泛的应用,但超声处理多停留在工业级阶段。本文从商用设备出发,设计了一整套使用的超声波处理设备。本设备所依赖的原理为超声波的“空化效应”。空化效应为通过超声波处理在液体中产生局部的超高温超高压,液体媒介中发生一系列的物理化学反应的现象。该效应能够引起饮料微观构成,改变添加物的细胞结构,因此能较为明显的改善饮料口味。利用空化效应处理饮料食品无需加热,能对红酒类对温度敏感的饮料做最大限度的保护,能够在不破坏原有风味的基础上改善所处理酒类等饮料的口感。本文对超声技术在国内外发展现状作了说明,并对一系列超声空化理论做出探讨。文中用数据的方式对超声的相关理论作了一系列研究,并推算了影响超声处理的部分参数,同时对超声空化气泡的运动作了数学建模。通过理论分析,最终确定了使用20 k Hz声强为100 w的超声对待处理介质进行处理,此时能够取得最佳效果。本文研制的超声处理机采用的电声转换设备是夹心式压电陶瓷换能器。夹心式压电陶瓷换能器具有功率大、效率高以及频率可选等特性。本文分析了对比了压电陶瓷与压电薄膜等其他材料的优劣,并最终选定压电陶瓷作为换能器材料。论文分析了夹心式压电换能器的受力情况,并在第三章中给出了换能器的外形设计的具体参数。本课题采用的超声波驱动放大电路是基于E类放大器所设计。E类放大器利用开关管的开闭,将开关管的损耗降到最低,因此E类放大器比传统的放大器的效率有明显提高。本文根据E类放大电路的原理图设计了E类放大电路,并在PSPICE中进行仿真,获得较好的效果。随后,本文将电路图画板制作成实物,并进行了一系列的调试与改进,取得了一些实验的数据,最终获得较为理想的效果。综上,本文对超声食品处理机的原理理论、电路的设计与仿真以及电声转换部分做了介绍与设计。

关键词：超声食品处理换能器 E类放大器