固结仪校准信息系统设计与开发
这是一篇关于固结仪,校准,信息系统,串口通信的论文, 主要内容为传统固结仪校准主要采用人工校准、人工抄录校准测量数据和人工计算分析,存在校准速度慢、误差大的缺陷和不足,目前尚无专门针对固结仪校准的智能化校准设备。因此,依据国家2011年颁布的固结仪校准规范JJF1311-2011规程,结合自动化控制技术与计算机科学技术,设计与研发固结仪校准信息系统,可以有效提高校准数据的准确性、工作效率以及智能化操作,改善计量监管部门的服务质量,弥补传统固结仪人工校准中存在的问题和不足。论文研究的主要工作和贡献概括如下: (1)设计给出了固结仪校准系统的总体结构和硬件组成。在分析讨论固结仪校准原理及方法的基础上,依据固结仪校准规范JJF1311-2011,对固结仪校准系统进行了设计,整个校准系统采用多通道技术实现对多个设备的校准,可同时对多达8个固结仪进行校准,采用了集成化、智能化高的ADS322模块,从而实现了固结仪平台数据信息采集,缩小了校准硬件平台的体积,减少了幵发成本,提髙了系统的便携性。 (2)分析设计了固结仪校准软件系统的需求、体系及认购和数据体系。设计了固结仪校准信息系统的校准方法,设计采用Visual Basic语言开发校准信息系统软件,根据校准的规程,详细设计了校准信息数据库。 (3)开发了相应的信息管理系统。本文详细介绍固结仪校准信息系统各个功能界面的具体实现过程。 测试表明,所设计的系统运行稳定,上、下位机通信正常,符合开发设计要求。在文章的最后,讨论了基于本文研究基础上的后续研究工作,进一步改善通信方式及提高数据安全性。
弹载遥测系统程控信号源人机交互系统的设计与实现
这是一篇关于弹载遥测系统,校准,FPGA,DDS,人机交互的论文, 主要内容为在导弹的研制过程中,经常需要利用弹载遥测系统获取导弹试飞过程中各个零部件的工作参数,以评估导弹性能是否优良,为导弹升级改造提供有力支持。为了降低研发成本,使测试数据更加精确,弹载遥测系统自动测试系统发挥了不可替代的作用。本文研制的弹载遥测系统便携式128路程控信号源正是应用在该自动测试系统中,主要负责给遥测编码模块提供模拟激励,对模拟通道进行校准。该信号源采用上位机与下位机结合,软硬件协同的方式搭建。下位机由16块直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,DDS)板卡组成,每块板卡分为现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)模块、数模转换模块、通信模块、开关模块、滤波放大模块、DC/DC电源模块等几部分,且每块DDS板卡都拥有一个独立的地址,可至多输出8路波形信号,同时为了防止信号之间的串扰,采用必要的手段实现电气隔离。针对DDS芯片因存储空间开销大导致功耗增加,可靠性降低的问题,设计了一种DDS波形发生器在FPGA上的ROM存储空间压缩优化算法。在不改变波形精度的前提下,通过存储幅度序列的相对增量减少波形数据位宽的方式对ROM进行压缩,再利用幅度累加器就可以还原出真实的幅度序列。在Quartus II 13.0开发环境下利用Verilog硬件描述语言编写,并且测试通过。结果表明,这种DDS优化算法比传统DDS波形发生器节省资源96%以上,能够减少系统功耗,提高系统运行速度。上位机软件利用VS2008下的“微软基础类库(Microsoft Foundation Classes,MFC)智能设备应用程序”搭建,可控制下位机DDS板卡输出指定波形,且具有历史回读的功能,能够独立运行在Win CE 6.0嵌入式操作系统下。用户在上位机操作界面配置相关信息,点击“应用”按钮后,配置信息即按照通信协议的格式转换成数据包发送到下位机DDS板卡指令接收端,经过解析和识别,就可以实现对DDS板卡的控制,同时采用文本文件的形式对用户配置信息进行保存,方便后续重复使用。上位机采用触摸屏的方式实现,摆脱了物理按键的限制,具有良好的人机交互性能。上位机与下位机之间采用RS232转RS485串口通信的方式实现指令传输。搭建好的成品通过Agilent示波器进行测试,将示波器读取到的离散的波形数据点利用MATLAB进行拟合,拟合结果与示波器显示的波形进行对比,从而证明了结果的正确性。目前,弹载遥测系统便携式128路程控信号源研制成功,可生成正弦波、三角波、升锯齿波、降锯齿波、占空比可调的方波、直流信号共六种波形。其中,幅度调节范围为-35~+35V,频率调节范围为0~8KHz,占空比调节范围为0~100%,输出精度不超过0.1%FS,已应用在弹载遥测系统自动测试系统中。
高精度SAR ADC架构及校准技术的研究与设计
这是一篇关于SAR ADC,校准,剪枝神经网络,Split结构的论文, 主要内容为随着可穿戴设备、医疗电子等领域的快速发展,高精度逐次逼近(SAR)ADC凭借低电压、高能效的优势,近年来受到了越来越多研究学者的关注。随着精度提高,相比于量化过程中采样噪声的影响,电容阵列的静态失配成为限制SAR ADC精度提高的主要因素。因此,需要结合校准技术来提高ADC的性能。本文对高精度SAR ADC架构及校准技术进行研究,分析SAR ADC的工作原理及非理想因素;针对高精度SAR ADC电容阵列呈指数增长问题,分析流水线SAR ADC架构和分段式SAR ADC架构的工作原理及限制因素;针对流水线SAR ADC运放受限、功耗大等问题,本文最终设计两段式18bit SAR ADC架构,对分段后产生的非理想因素进行分析。针对静态电容失配误差、比较器失调、低位段增益等非理想因素,本文研究并设计了两种校准算法:(1)基于劈分的后台校准算法,对电容阵列静态失配进行校准不需要注入扰动、不影响输入信号范围,以及无需辅助的DAC对每一位电容误差进行量化和存储。(2)提出一种应用高精度SAR ADC校准的剪枝神经网络校准算法,能够对高精度SAR ADC的多个非理想因素进行校准,有效提高其精度,降低校准电路的资源消耗。本文利用Matlab中的Simulink平台实现18bit两段式SAR ADC,对模型注入电容静态失配,验证基于劈分的后台校准算法效果,经过校准后ADC有效位数从13.68bit到了16.42bit,无杂散动态范围(SFDR)从90.70d B提高到107.75d B,验证了算法的有效性。基于剪枝神经网络的后台校准算法将18bit SAR ADC有效位数从10.80bit提高到17.76bit,SFDR从75.15d B提高到134.73d B,仅需要50000个数据便能对多个非理想因素进行校准。在满足奈奎斯特采样频率下,选择多组输入信号进行测试,校准后的18bit SAR ADC有效位数均可以超过17bit,验证了算法的可行性。
基于Linux的PXIe多功能I/O模块软件设计
这是一篇关于XDMA内核驱动,I/O模块,VISA库,PXIe总线,校准的论文, 主要内容为在仪器测试系统中,多功能I/O模块兼具模拟I/O、数字I/O、可编程I/O等多种功能,并以体积小巧、配置灵活等优点广泛应用于工业测试等领域的便携式测试设备和自动测试系统中。本论文依托全国产化器件研制的多功能I/O模块硬件平台,该模块是一款混合信号测试模块。软件与硬件通信上采用PXIe(PCI extensions for Instrumentation Express)总线,该总线具有传输速率高,电气性能好等特点。本文通过分析和结合硬件功能需求,提出软件整体方案,基于国产银河麒麟Linux操作系统平台,设计并实现了基于PXIe通信的内核驱动,设计了基于国产操作系统的部分虚拟仪器软件结构(Virtual Instrument Software Architecture,VISA)库,规范了多功能I/O驱动接口,完成了精度高且风格简约的上位机软件设计,最后针对精度误差要求,实现了稳定可靠的校准方案。本论文软件设计采用分层设计思想。论文从底层驱动到上层应用软件主要完成以下内容的研究:1.内核层驱动设计与实现。为了满足硬件传输要求,内核层驱动实现了符合PXIe协议标准的XDMA驱动,可进行中断处理、寄存器读写、DMA数据传输等。通过设计测试程序对驱动读写、传输速率、可靠性等验证,最终得出驱动符合设计要求的结论。2.应用层驱动的设计与实现。本论文驱动设计考虑了多平台兼容性,在Linux系统下开发制定了部分VISA库,提供底层的I/O接口,当应用软件平台发生变化时,可以将系统代码移植到新平台而不需要对仪器驱动做过多改动。设计和规范了多功能I/O编程接口标准,使应用程序完全独立于硬件。3.基于Qt的多功能I/O上位机的设计与实现。根据多功能I/O模块功能不同划分为多个功能模块,即模拟I/O模块、数字I/O模块、可编程I/O模块等。此外为了方便功能模块的使用,设计了辅助模块。例如设计用于历史数据缓存的模块。4.校准模块的设计与实现。针对模拟I/O功能,分析了硬件设计中产生直流电压误差的原因,设计了测量误差和温度补偿校准算法,提高了直流电压测量精度。通过上述内容的设计和实现,本课题最终完成了基于Linux的PXIe的多功能I/O模块软件设计。经过软件的功能性测试和可靠性测试得出结论,本课题设计的多功能I/O软件符合设计要求。
基于Linux的PXIe多功能I/O模块软件设计
这是一篇关于XDMA内核驱动,I/O模块,VISA库,PXIe总线,校准的论文, 主要内容为在仪器测试系统中,多功能I/O模块兼具模拟I/O、数字I/O、可编程I/O等多种功能,并以体积小巧、配置灵活等优点广泛应用于工业测试等领域的便携式测试设备和自动测试系统中。本论文依托全国产化器件研制的多功能I/O模块硬件平台,该模块是一款混合信号测试模块。软件与硬件通信上采用PXIe(PCI extensions for Instrumentation Express)总线,该总线具有传输速率高,电气性能好等特点。本文通过分析和结合硬件功能需求,提出软件整体方案,基于国产银河麒麟Linux操作系统平台,设计并实现了基于PXIe通信的内核驱动,设计了基于国产操作系统的部分虚拟仪器软件结构(Virtual Instrument Software Architecture,VISA)库,规范了多功能I/O驱动接口,完成了精度高且风格简约的上位机软件设计,最后针对精度误差要求,实现了稳定可靠的校准方案。本论文软件设计采用分层设计思想。论文从底层驱动到上层应用软件主要完成以下内容的研究:1.内核层驱动设计与实现。为了满足硬件传输要求,内核层驱动实现了符合PXIe协议标准的XDMA驱动,可进行中断处理、寄存器读写、DMA数据传输等。通过设计测试程序对驱动读写、传输速率、可靠性等验证,最终得出驱动符合设计要求的结论。2.应用层驱动的设计与实现。本论文驱动设计考虑了多平台兼容性,在Linux系统下开发制定了部分VISA库,提供底层的I/O接口,当应用软件平台发生变化时,可以将系统代码移植到新平台而不需要对仪器驱动做过多改动。设计和规范了多功能I/O编程接口标准,使应用程序完全独立于硬件。3.基于Qt的多功能I/O上位机的设计与实现。根据多功能I/O模块功能不同划分为多个功能模块,即模拟I/O模块、数字I/O模块、可编程I/O模块等。此外为了方便功能模块的使用,设计了辅助模块。例如设计用于历史数据缓存的模块。4.校准模块的设计与实现。针对模拟I/O功能,分析了硬件设计中产生直流电压误差的原因,设计了测量误差和温度补偿校准算法,提高了直流电压测量精度。通过上述内容的设计和实现,本课题最终完成了基于Linux的PXIe的多功能I/O模块软件设计。经过软件的功能性测试和可靠性测试得出结论,本课题设计的多功能I/O软件符合设计要求。
本文内容包括但不限于文字、数据、图表及超链接等)均来源于该信息及资料的相关主题。发布者:毕设港湾 ,原文地址:https://m.bishedaima.com/lunwen/55057.html