实兵对抗光电探测系统设计研究
这是一篇关于光电探测,实兵对抗,跨阻放大,自动增益,数字滤波的论文, 主要内容为近年来,随着国防现代化建设的深入推进,光电探测技术被广泛应用于军工、航空、航天等多个领域。实兵对抗系统作为光电探测技术的应用典型,现已成为新时期科技强军与军队建设的最好实践,在军事训练中至关重要。光电探测系统是实兵对抗系统的重要组成部分,它是基于光电探测理论与光通信原理进行光电转换与信号处理的系统。在激光模拟实兵对抗系统中,因传统光电探测系统受到环境影响较大,而导致系统运行不稳定、检测效能低。为了保证激光信号的检测精度,改善光电信号接收性能,论文根据光电信号探测原理设计了一种基于数字滤波的增益自适应光电探测系统。为实兵对抗系统性能优化提供了重要参考价值。主要研究内容和成果如下:1、光电探测系统理论分析与方案设计。构建光电探测系统理论模型和电路模型,对光电探测系统工作原理与基本构成进行分析,研究响应度、量子效率、频率带宽、暗电流、噪声和噪声等效功率等对光电探测系统性能的影响规律。建立系统噪声等效模型,着重分析光电探测系统的性能指标以及噪声,采用均方根分析法计算总的噪声输出,筛选出系统噪声产生的主要影响因素,为电路设计优化提供理论支撑。依据以上分析提出光电探测系统设计要求,制定合理的系统实现方案,针对方案实现的重难点与关键技术给出具体解决方案。2、为解决输出信号幅值变化大、信号采集不精确、误码等问题,实现信号稳定输出。研究依据光电信号传输特点,针对影响系统性能的因素,设计和分析系统中各个模块的基本实现原理、实现方法和具体电路,并优化匹配相关参数。依据自动增益控制原理,设计了自动增益控制放大电路,对不同输入幅值的信号进行自适应放大,验证发现输出信号基本稳定在2 V,误差不超过17.5%,增强信号采集效率和准确性。研究设计了低噪声、高响应、系统稳定的激光接收电路,实现激光信号接收、转换与处理。3、为减弱系统以及环境噪声影响,提高对激光信号的探测效率。首先基于透镜的光学原理,采用光学设计软件Zemax合理设计了光电探测器探头罩光学模型,作为探头罩设计的理论依据,实现信号光窄带滤波,达到抑制背景光与聚光效果;其次在电路中加入低通滤波电路与带通滤波电路,采用多次滤波方式滤除所需频率范围之外的干扰和直流分量,抑制背景噪声到14.75μV,信噪比提高到96.2 d B;最后利用基于快速傅里叶变换的数字滤波方式极大地改善了信号处理效果,在一定程度上增强了信号采集的准确性和信号质量,便于信号后续解码。4、利用仿真与实验相结合验证所设计系统性能是否符合设计要求。采用TINA-TI对电路仿真分析,电路频率曲线平坦无抖动,证明电路性能稳定;系统可探测到的最小光功率为0.716μW;噪声曲线平坦无尖峰,增益与控制电压的关系与电路设计中推导的线性关系吻合,从理论上证明了设计的可行性。完成系统电路PCB版图设计和实物平台搭建,通过实验对系统的相关性能进行测试分析,验证了系统的通信效果,光电探测电路增益可实现自适应变化,输出信号幅值基本稳定在2 V。系统对信号的接收概率由73.3%提升到99.5%,解码概率由54.5%提升到95.8%,极大地改善了光电信号探测能力,系统灵敏度S为-15.4 d Bm,误码率为0.9%。光电探测系统的各项性能指标均达到设计要求,验证了本文光电探测系统设计的科学性和可行性。
基于物联网的速度传感器综合性检测系统设计与开发
这是一篇关于速度传感器,数字滤波,Tee Chart控件,C#.NET的论文, 主要内容为随着国内外轨道车辆特别在动车组、地铁等众多车型生产需求量日益增多的情况下,作为车辆检测速度的主要产品之一,速度传感器在城市轨道交通车辆上得到了广泛的使用,同时也为速度传感器检测系统带来了良好的应用前景。目前,传统的单一化检测系统已然不能满足时下的使用要求,需要多功能、智能化的检测系统。通过对传感器的追踪记录,进行设备的精细化管理。联合检测系统的数据分析结果和传感器使用状态管理信息,综合性地评价传感器的性能优劣,提高系统的检测精度,从而确保速度传感器的安全使用。基于目前速度传感器检测系统的现状分析,论文设计与开发了基于物联网的速度传感器综合性检测系统。首先,本文在物联网的设计思路下,对待测设备进行了条形码标示,以便检测系统对其进行长期状态监测。依靠对待测设备详细的参数分析,确定了检测系统的功能需求。在硬件方面,对系统架构和主电路进行了设计;软件方面,对软件开发平台做了调研与选择,并基于MVC框架完成了系统软件的架构设计;在系统的数据中心方面,对数据库管理软件进行选择之后,利用思维导图完成了数据中心的模块化设计以及数据表设计。通过检测系统的硬件、软件以及数据中心的设计,形成了检测系统完善的顶层设计。其次,基于检测系统的顶层设计,在系统中的信号采集与滤波、数据处理与存储等方面进行了重点设计与优化。在信号采集与滤波方面,完成了信号采集系统的设计之后,利用基于RBFNN原理的异常值滤波法、中位值滤波法等算法对检测信号进行了滤波处理,经Matlab数据仿真可得,对信号进行联合滤波,可有效抑制干扰信号,提高检测信号的真实性;在数据处理与存储方面,确立了信号采样频率和电机转速的计算方式。通过对Tee Chart控件的使用,实现了检测数据的动态显示。对数据库访问技术进行了介绍,并在数据存储方面做了代码实现。最后,通过检测系统的顶层设计,在对信号采集与滤波、数据处理与存储两方面的优化设计后,本文利用C#.NET技术对基于物联网的速度传感器综合性检测系统进行了软件编程。经测试表明,该系统功能完善,操作便利,可以有效提高速度传感器及其配套设备的检测效率。
基于物联网的速度传感器综合性检测系统设计与开发
这是一篇关于速度传感器,数字滤波,Tee Chart控件,C#.NET的论文, 主要内容为随着国内外轨道车辆特别在动车组、地铁等众多车型生产需求量日益增多的情况下,作为车辆检测速度的主要产品之一,速度传感器在城市轨道交通车辆上得到了广泛的使用,同时也为速度传感器检测系统带来了良好的应用前景。目前,传统的单一化检测系统已然不能满足时下的使用要求,需要多功能、智能化的检测系统。通过对传感器的追踪记录,进行设备的精细化管理。联合检测系统的数据分析结果和传感器使用状态管理信息,综合性地评价传感器的性能优劣,提高系统的检测精度,从而确保速度传感器的安全使用。基于目前速度传感器检测系统的现状分析,论文设计与开发了基于物联网的速度传感器综合性检测系统。首先,本文在物联网的设计思路下,对待测设备进行了条形码标示,以便检测系统对其进行长期状态监测。依靠对待测设备详细的参数分析,确定了检测系统的功能需求。在硬件方面,对系统架构和主电路进行了设计;软件方面,对软件开发平台做了调研与选择,并基于MVC框架完成了系统软件的架构设计;在系统的数据中心方面,对数据库管理软件进行选择之后,利用思维导图完成了数据中心的模块化设计以及数据表设计。通过检测系统的硬件、软件以及数据中心的设计,形成了检测系统完善的顶层设计。其次,基于检测系统的顶层设计,在系统中的信号采集与滤波、数据处理与存储等方面进行了重点设计与优化。在信号采集与滤波方面,完成了信号采集系统的设计之后,利用基于RBFNN原理的异常值滤波法、中位值滤波法等算法对检测信号进行了滤波处理,经Matlab数据仿真可得,对信号进行联合滤波,可有效抑制干扰信号,提高检测信号的真实性;在数据处理与存储方面,确立了信号采样频率和电机转速的计算方式。通过对Tee Chart控件的使用,实现了检测数据的动态显示。对数据库访问技术进行了介绍,并在数据存储方面做了代码实现。最后,通过检测系统的顶层设计,在对信号采集与滤波、数据处理与存储两方面的优化设计后,本文利用C#.NET技术对基于物联网的速度传感器综合性检测系统进行了软件编程。经测试表明,该系统功能完善,操作便利,可以有效提高速度传感器及其配套设备的检测效率。
基于TDLAS技术的高精度二氧化碳检测系统研究
这是一篇关于二氧化碳,气体检测,TDLAS,干涉条纹,数字滤波的论文, 主要内容为自工业革命以来,人类活动导致大量温室气体排放,使温室效应加强,引发了全球气候变化。这种变化可能导致海平面上升、极端气候事件增多、生态系统崩溃等严重后果,对人类和地球造成了极大的威胁。全球减排和应对气候变化已经成为全球共同关注的问题。二氧化碳作为主要的温室气体,它的精准检测并控制排放对对制定和实施缓解战略具有重要意义。可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)具有检测精度高、响应速度快、灵敏度高等特点,使其在气体检测领域得到广泛应用。根据政策和现实需求,本论文探讨了基于TDLAS的二氧化碳高精度检测系统的设计与实现过程。通过实时在线检测设计可以实现CO2气体浓度的实现显示与保存,并能够及时反馈系统工作情况。本文的主要内容包括:首先阐述了TDLAS技术的原理,对谱线强度、吸收线型函数以及TDLAS的检测技术进行了介绍。依据气体分子对光指纹性吸收的特点和可调谐激光器发光特性,选取了2004 nm波长作为CO2的吸收谱线进行检测。对CO2检测系统的整体设计展开论述,包括主控芯片模块、光源模块、气体吸收池模块、光信号采集模块、数据采集模块以及通信模块共六大模块的设计,并分析了每个模块的功能。特别地,设计了一种基于多反射式结构的可调光程气体吸收池,以满足系统在不同检测环境中的要求。气体吸收池通过调节杆可以实现多种光程的调节,从而提高系统的检测精度。同时在硬件设计基础之上给出了软件的设计过程,使系统能够进行人机交互。针对TDLAS系统中干涉条纹噪声的干扰问题,提出了一种将CEEMDAN和小波阈值去噪相结合的方法。首先利用CEEMDAN的分解提取气体吸收信号特征,再通过互相关函数对噪声分量进行识别,最后使用小波阈值去噪法对噪声分量进行处理并重构出原始信号。通过计算机仿真,比较不同去噪方法对于干涉条纹抑制的效果,结果表明CEEMDAN-小波阈值去噪算法的效果最佳。最后,将CEEMDAN-小波阈值算法集成到CO2检测系统上,处理直接吸收法测得的CO2光谱,并对CO2检测系统进行了标定。通过实验对系统进行检测响应时间、检测极限、检测精度以及稳定进行了评估。实验表明,本文所研制的CO2检测系统具有良好的性能,满足高精度、高性能检测的需求。本论文的研究对于探索改善TDLAS系统检测性能,扩展CO2检测技术方法有一定的参考意义。
基于物联网的速度传感器综合性检测系统设计与开发
这是一篇关于速度传感器,数字滤波,Tee Chart控件,C#.NET的论文, 主要内容为随着国内外轨道车辆特别在动车组、地铁等众多车型生产需求量日益增多的情况下,作为车辆检测速度的主要产品之一,速度传感器在城市轨道交通车辆上得到了广泛的使用,同时也为速度传感器检测系统带来了良好的应用前景。目前,传统的单一化检测系统已然不能满足时下的使用要求,需要多功能、智能化的检测系统。通过对传感器的追踪记录,进行设备的精细化管理。联合检测系统的数据分析结果和传感器使用状态管理信息,综合性地评价传感器的性能优劣,提高系统的检测精度,从而确保速度传感器的安全使用。基于目前速度传感器检测系统的现状分析,论文设计与开发了基于物联网的速度传感器综合性检测系统。首先,本文在物联网的设计思路下,对待测设备进行了条形码标示,以便检测系统对其进行长期状态监测。依靠对待测设备详细的参数分析,确定了检测系统的功能需求。在硬件方面,对系统架构和主电路进行了设计;软件方面,对软件开发平台做了调研与选择,并基于MVC框架完成了系统软件的架构设计;在系统的数据中心方面,对数据库管理软件进行选择之后,利用思维导图完成了数据中心的模块化设计以及数据表设计。通过检测系统的硬件、软件以及数据中心的设计,形成了检测系统完善的顶层设计。其次,基于检测系统的顶层设计,在系统中的信号采集与滤波、数据处理与存储等方面进行了重点设计与优化。在信号采集与滤波方面,完成了信号采集系统的设计之后,利用基于RBFNN原理的异常值滤波法、中位值滤波法等算法对检测信号进行了滤波处理,经Matlab数据仿真可得,对信号进行联合滤波,可有效抑制干扰信号,提高检测信号的真实性;在数据处理与存储方面,确立了信号采样频率和电机转速的计算方式。通过对Tee Chart控件的使用,实现了检测数据的动态显示。对数据库访问技术进行了介绍,并在数据存储方面做了代码实现。最后,通过检测系统的顶层设计,在对信号采集与滤波、数据处理与存储两方面的优化设计后,本文利用C#.NET技术对基于物联网的速度传感器综合性检测系统进行了软件编程。经测试表明,该系统功能完善,操作便利,可以有效提高速度传感器及其配套设备的检测效率。
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