基于低通滤波的新型超声波电机控制系统

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电气工程及其自动化专业毕业设计参考题目

电气工程及其自动化专业毕业设计参考题目1.集成电路型方向阻抗继电器设计锅炉过热汽温模糊控制系统的设计2.基于小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究3.谐振接地电网调谐方式的性能分析与实验测试4.电力系统继电保护故障信息采集及处理系统5.消弧线圈接地补偿系统优化研究6.面向对象的10kV配电网拓扑算法研究7.蚁群算法在配电网故障定位中的应用8.中性点接地系统三相负载综合补偿9.电力有源滤波器控制设计10.110kV电力线路故障测距11.防窃电装置的分析与设计12.基于单片机的数字电能表设计13.跨导运算放大器在继电保护中的应用14.基于微机的三段式距离保护实验系统开发15.小干扰电压稳定性实用分析方法研究16.基于灰色系统理论的电力系统短期负荷预测17.冲击负载引起电压波动与闪变分析18.基于等波纹切比雪夫逼近准则最优化方法设计FIR滤波19.电力系统智能稳定器PSS的设计20.基于模糊集理论的电力系统短期负荷预测21.基于labview虚拟仪器的电力系统测量技术研究22.基于重复控制的冷轧机轧辊偏心补偿系统23.基于模糊聚类的变压器励磁涌流与短路电流的识别24.基于蚁群算法的配电网报装路径优化25.基于虚拟仪器的变压器保护系统设计26.配网无功功率优化27.复合控制型电力系统稳定器研究28.电力系统鲁棒励磁控制器设计29.基于标准系统方块图的OTA-C滤波器的实现30.6-10KV电网线损理论计算潮流算法研究31.基于DSP的逆变电源并联系统的功率检测技术研究32.滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究33.分布式电力系统发电机动态模型仿真研究34.基于MSP430单片机的温度测控装置的设计35.电力系统谐波分量计算-最小二乘法36.用户供电事故自动回馈系统37.电力系统谐波抑制的仿真研究38.电能质量的模糊定量评价方法39.燕山大学西校区110KV供电方案设计40.数据采集系统USB接口的实现41.具有比率制动和二次谐波制动特性的差动继电器软件设计42.水轮发电机模糊调速系统研究43.电流传输器在继电保护中的应用44.双回电力线路故障测距45.电力负荷管理系统主站控制系统的研究和设计46.燕山大学供电电网改造的初步设计47.基于PLC的机械手控制系统设计48.500KV变电站设计49.基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真50.电力系统继电保护原理课件设计51.塑料注射成型机PLC控制系统设计52.铁磁谐振消谐器软件设计53.电力系统稳定器设计54.基于模糊理论的变电站电压无功综合控制研究55.基于小波理论的电力故障行波分析56.基于DSP的逆变电源并联系统锁相环设计57.220kV变电站设计58.医疗设备检测数量的计算机联网监控系统59.汽轮发电机故障诊断技术研究60.电压无功控制系统模糊控制器的设计61.电力系统电压-无功在线控制数据源仿真系统62.电力系统故障录波数据分析与研究63.火电厂除灰阀门PLC控制系统设计64.电压无功控制系统智能控制器的设计65.简单电力网络潮流计算系统的设计及开发66.混沌电路及其在保密通信中的应用67.电力系统通信协议转换的单片机实现68.混沌遗传算法在电力系统无功优化中的应用69.直流分布式发电系统控制70.逆变电源并联均流技术研究71.基于信息融合技术的变压器故障检测72.距离保护在高过渡电阻条件下的动作研究73.微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究74.火电厂锅炉水位模糊控制系统的研究75.基于人工神经网络的电力变压器故障诊断76.蚁群算法在配电网重构中的应用77.基于遗传算法的电力市场竞价策略研究78.电梯PLC控制系统设计79.自动重合闸装置设计80.变电站仿真培训系统设计81.基于MSP430单片机的距离保护系统设计82.变压器保护整定计算系统的设计83.电网售电量预测软件研究84.基于可控硅控制的制动器设计研究85.电铁用电特性分析及补偿方法研究86.伴随运算放大器在继电保护中的应用87.电力系统振荡的数字仿真研究88.基于智能理论的高压输电线路故障分析89.电网规划中网架规划的方法研究90.智能交通信号灯系统设计91.基于随机粒子群算法的无功优化92.少油断路器参数测量仪的研制93.应用电磁暂态程序分析电力系统铁磁谐振94.基于VB的液压AGC监控系统设计95.短路电流计算算法研究与编程实现96.应用虚拟仪器测量电网的不平衡度97.电力市场需求侧管理项目投资预测方法研究98.分布式发电微型涡轮发电机控制仿真99.锅炉燃烧系统模糊控制器的设计100.模糊图像分割技术研究101.电力系统谐波分量计算-傅立叶算法102.脉冲式电表的数据采集器设计103.信号流图在电网络分析与设计的应用104.短路计算及继电保护整定系统的设计105.自适应低通滤波器的设计106.中性点不接地系统电容电流检测方法及系统设计107.基于正反馈的单相分布式发电孤岛检测108.混合式光纤电流互感器的设计109.电网无功优化分区的研究110.PLC在机械手控制中的应用111.万能过载保护与自动调整112.零序电流方向保护系统设计113.分布式发电系统可靠性分析114.塑壳断路器的智能控制器初步设计115.基于PLC的高空作业车电控系统研制116.分布式发电燃料电池控制系统仿真117.变压器油荧光谱EEM数据处理与分析118.伴随运算放大器在电流模电路中的应用119.电力系统电压稳定的研究120.利用两侧电量进行电力线路故障测距121.铁磁谐振消谐器硬件系统的设计122.电力系统谐波分量计算-傅立叶与最小二乘法比较123.燕山大学西校区10KV配网综合自动化124.OTA-C电路在继电保护中的应用125.运算放大器在继电保护中的应用126.超高压输电线路的线损研究127.配电变压器不经济状态下的损耗分析与计算128.单相接地故障定位指示器的设计129.电力负荷管理系统无线通信网络的研究和设计130.基于零序电流比幅比相法配电网故障检测的研究131.粒子群算法在无功电压控制中的应用132.PLC在电镀生产线上的应用133.电力系统通信协议转换的单片机实现（硬件部分）134.电力系统潮流和网损计算软件研究135.燕大西校区10KV配网消弧与补偿136.同步发电机短路故障电流仿真分析137.配电网故障恢复研究138.基于PLC的模糊-PI空调室温控制研究139.数学形态学在电力系统暂态信号分析中的应用140.谐振软开关变流器控制研究141.BOOST单级功率因数校正电路研究142.BUCK单级功率因数校正电路研究143.430单片机控制H桥逆变电源研究144.多级电容升压电路研究145.430单片机控制双正激变换器研究146.Boost-Buck级联电路控制研究147.并联谐振DC-DC变换电路研究148.基于430单片机电动车控制研究149.变流器重复控制研究150.单开关逆变电路控制研究151.基于DS证据理论逆变器故障诊断研究152.交流变频电机在自动门控制系统中的应用153.移相控制ZVZCS 变换器154.家用变频空调器中无刷直流电机的控制算法155.电力系统通信协议转换的单片机实现156.一种单片机控制的异步电动机节能装置157.有源电力滤波器(APF)的单周期控制158.TOPSWITCH在单端反激式稳压电源中的应用159.TOPSWITCH在单端正激式稳压电源中的应用160.带传感器的无刷直流电机调速系统161.UC3854在功率因数校正中的应用162.FX2N型PLC在电梯控制中的应用163.Boost电路的软开关PFC技术研究164.Buck电路的电荷控制技术研究165.基于单周期控制的全桥逆变器研究166.榨油厂PLC控制组态界面设计167.三电平直流变换器研究168.单级功率因数校正电路研究169.Buck电路电流控制策略研究170.有源箝位正激变换器研究171.正反激变换器特性研究172.UC3855在Boost PFC变换器中的应用173.单片机控制异步电动机节能器的设计174.“H”型直流脉宽调速系统设计175.热连轧机电气控制系统设计176.穿孔机电气系统设计177.软开关单相Boost PFC电路研究178.锂离子电池充电控制器179.无位置传感器的三相无刷直流电机控制研究180.自驱动同步整流有源嵌位正激DC－DC变换器181.铅酸蓄电池充电控制器182.CRM Boost PFC变换器183.智能生态网络供热系统184.智能大厦的多功能会议系统的设计185.智能建筑的安全防范系统设计186.采用单片机控制的交流电焊机的设计187.SPWM异步电动机变频调速仿真研究188.基于控制专用单片机的无刷电机控制系统189.DC-DC软开关电源及其并联均流研究190.具有PFC功能的AC-DC开关电源设计191.单级逆变器及其单周控制研究192.电动汽车双向直流传动系统研究193.单片机闭环控制BOOST变换器研究194.单片机控制感应电机双馈调速系统研究195.全桥逆变器的单周期控制研究196.BUCK TL 变换器研究197.ZVZCS移相全桥变换器设计198.基于TDA5142T的无刷直流电动机驱动控制系统199.基于MSP430控制移相全桥逆变器的研究200.DSP控制的无差拍控制逆变电源201.电流控制两态调制逆变器的研究202.电网故障限流、保护器203.直流开关电源并联控制及系统设计204.单周期控制和PI控制技术的对比研究205.隔离变换器漏感影响的研究206.隔离式变换器变换效率提高的技术途径探究207.太阳光伏电池系统控制问题的研究208.DC/DC变换器的滑模变结构控制209.单相并联型APF特性的仿真分析210.超导储能磁体参数优化设计211.储能磁体励磁电源及其控制技术212.高频谐振式储能电容充电控制系统213.电力负荷管理系统终端装置的研究与设计214.低压大电流同步整流DC-DC变换器设计215.低电压大电流电压半桥变换电路设计216.ZVT PFC BOOST 变换器设计217.ZVT PWM DC-DC变换电路设计218.自驱动ZVS同步整流DC-DC变换器研究219.新型超声波测距系统的设计220.智能化车窗升降控制器的设计221.电动助力转向系统的研究222.智能温度控制系统的研究223.高频开关电源的设计224.反激变换器控制方式的研究225.DSP控制单相全桥逆变器的研究226.ZVZCS移相全桥变换器的研究227.单周控制不连续导电ZVS谐振PFC电路228.ZVZCS移相全桥DC/DC变换器229.电力电子电路缓冲器研究与仿真230.基于Boost的零电压转换PWM变换器研究231.电力负荷管理系统接口系统的研究和设计232.高功率因数电子镇流器研究233.带有功率因数校正的单级隔离式DC/DC变换器234.车载高频正弦波逆变电源235.带辅助变压器ZVZC移相全桥DC/DC变换器设计236.基于单周期控制的单相功率因数校正研究237.基于单周期控制的三相电力有源滤波器研究238.自激式隔离多路输出开关电源239.双耦合绕组反激式单级PFC变换器研究240.单相逆变器并网控制技术仿真研究241.基于MSP430的温度检测仪设计242.基于MSP430直流电机调速系统设计243.逆变器并联运行环流分析及其控制技术研究244.基于定频积分控制的有源滤波器设计245.新型移相控制ZVZCS DC/DC变换器246.带脉动补偿单相升压PFC电路研究247.单周期控制功率因数校正器248.采用“H”桥的软开关功率因数校正器249.单相逆变器SPWM策略比较研究250.臭氧发生器电源容性PWM控制研究251.Buck变换器的交错并联技术研究252.级联型变流器阶梯波脉宽调制研究253.谐波注入式SPWM技术研究254.ZVS移相全桥变换器的设计255.65W通用型多路隔离输出电源的设计256.基于单周期控制的单相电力有源滤波器的设计257.有源箝位ZVZCS移相全桥PWM变换器的研究258.单相逆变器的模糊控制技术仿真研究259.三电平Buck变换器的设计260.基于定频积分控制的单相PFC技术研究261.基于单周期控制的单相逆变器设计262.异步电动机SPWM变频调速仿真研究263.带位置传感器的无刷直流电机开环调速系统264.单周期控制的有源滤波器的研究265.临界工作模式单级功率因数校正电路研究266.多级电感升压电路研究267.变频电流源电路研究268.“T”型直流脉宽调速系统269.矿井提升机电控系统设计270.自驱动同步整流全桥变换器271.钢筋调直定尺剪切机数字控制研究272.热力企业生产监控系统的研究273.低电压大电流电压半桥变换器设计274.基于三次谐波检测无刷电机控制的研究275.三相UPS逆变器及其并联运行研究276.单片机控制半导体照明及其适配电源系统研究277.单周期控制功率因数校正技术研究278.发光二极管最佳驱动方式的对比研究279.DC/DC变换器并联输出控制技术280.DC/DC升压隔离变换及控制技术281.零电压转换 PWM DC-DC变换电路设计282.基于神经网络控制的三相可逆变流器的研究283.基于Boost的零电流转换PWM变换器研究284.基于单片机的蓄电池容量测试系统285.单相单级高频链正弦波逆变器研究286.Boost PFC交错并联AC/DC变换器研究287.液晶电视电源系统设计288.移相控制全桥变换器设计289.直流开关电源的设计290.基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流实时检测291.交错并联式双管正激变换器的设计292.基于HPWM调制方式的逆变电源研究293.新型Boost ZCT-PWM变换器294.一种有源箝位正激变换器的设计。

低压驱动Ⅴ形直线超声电机的设计

第29卷第1期2021年1月Vol.29No.1Jan.2021光学精密工程Optics and Precision Engineering低压驱动V形直线超声电机的设计黄卫清，杨成龙，沈兆琛，薛昊东，安大伟*（广州大学机械与电气工程学院，广东广州510006）摘要：针对传统V形直线超声电机驱动电压较大、驱动电路复杂，在配合变压器驱动时不利于结构微型化的问题，提出了一种利用叠层压电陶瓷驱动的低压V形直线超声电机。

在对V形直线超声电机的运行机理进行理论分析的基础上，设计了基于叠层压电陶瓷的V形振子并进行了夹持装置的结构设计，进一步制作样机并开展了阻抗实验，测试了样机的外输出特性。

实验结果表明：电机的驱动频率位于36~38kHz，在37kHz，50Vpp的驱动电压激励下，其最大输出力为25.8N，最高空载速度为1.221m/s，可在低压驱动下输出大推力，直线超声电机的驱动性能得到了提高。

关键词：超声电机；直线电机；V形结构；低压驱动；振子设计中图分类号：TM359.4文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20212901.0091Design of V-shaped linear ultrasonic motor driven with low-voltage HUANG Wei-qing，YANG Cheng-long，SHEN Zhao-chen，XUE Hao-dong，AN Da-wei*（School of Mechanical and Electrical Engineering，Guangzhou University，Guangzhou510006，China）*Corresponding author，E-mail：andavy@Abstract：To solve the problem of the high driving voltage of traditional V-shaped linear ultrasonic mo⁃tors，which results in a complex driving circuit and the disadvantage of structure miniaturization when matching with transformer driving，a low voltage driving V-shaped linear ultrasonic motor based on lami⁃nated piezoelectric ceramics was proposed.Based on the analysis of the working principle of the V-shaped linear ultrasonic motor，a V-shaped oscillator with laminated piezoelectric ceramics and a clamping device were designed.Finally，a prototype of the motor was fabricated，and the impedance and performance were measured.The experimental results show that the operating frequency of the motor is between36and38 kHz while under a driving voltage of50Vpp and37kHz，the maximum output force of the motor reaches 25.8N，and the maximum no-load velocity reaches1.221m/s.Key words：ultrasonic motor；linear motor；V-shaped structure；low voltage drive；vibrator design1引言压电直线电机具有定位和速度控制精度高、结构设计灵活，易实现装置的小型化和轻量化等特点，广泛应用于精密驱动等相关领域［1-3］。

低通滤波_精品文档

低通滤波低通滤波是一种在信号处理中常用的滤波技术，可以将高频部分信号削弱或滤除，使得滤波后的信号更加平滑和稳定。

本文将介绍低通滤波的基本原理、应用场景以及常见的低通滤波器类型。

一、低通滤波的基本原理低通滤波的基本原理是通过去除或减弱信号中的高频部分，将更高频的信号分量滤除或减弱，使得滤波后的信号更接近原始信号的低频部分。

这样可以有效去除噪声信号、平滑信号以及衰减高频干扰。

低通滤波的实现通常依靠一种称为低通滤波器的设备或算法。

滤波器将输入信号经过处理，根据一定的滤波策略，输出只包含低频信号成分的信号。

二、低通滤波的应用场景低通滤波在信号处理领域有很多应用场景，以下是几个常见的应用场景：1. 语音信号处理：在语音信号处理中，低通滤波可以用于去除高频噪声，提升语音信号的清晰度和可辨识度。

2. 图像处理：在图像处理中，低通滤波常用于平滑图像、去除图像中的噪声，使图像更加清晰和易于处理。

3. 视频处理：在视频处理中，低通滤波可以用于降低视频中的高频噪声、平滑视频序列，提高视频的质量和观看体验。

4. 通信系统：在通信领域，低通滤波器用于抑制发送或接收信号中的高频噪声和干扰，提高信号的传输质量和可靠性。

5. 生物信号处理：低通滤波在生物医学信号处理中有重要的应用，如心电图（ECG）信号处理、脑电图（EEG）信号处理等。

三、常见的低通滤波器类型在低通滤波中，常见的滤波器类型有以下几种：1. 理想低通滤波器（Ideal Low Pass Filter）：理想低通滤波器使用截止频率作为参数，将所有低于截止频率的频率分量通过，而将高于截止频率的频率分量完全滤除。

它的频率响应是一个矩形函数，但在实际应用中很难实现。

2. 巴特沃斯低通滤波器（Butterworth Low Pass Filter）：巴特沃斯低通滤波器是一种常用的低通滤波器，它具有平坦的幅频特性和宽带滤波特性，可以实现较为平滑的截止频率过渡。

3. 椭圆低通滤波器（Elliptic Low Pass Filter）：椭圆低通滤波器是一种具有陡峭的趋势和较窄过渡带的低通滤波器。

滤波器在电机驱动中的应用与算法选择

滤波器在电机驱动中的应用与算法选择在电机驱动中，滤波器是一种重要的组件，它能够帮助去除电机驱动中的噪声和不必要的频率成分，提高电机系统的性能和稳定性。

本文将探讨滤波器在电机驱动中的应用，并介绍一些常用的滤波算法。

一、滤波器的作用和应用滤波器在电机驱动中起到了关键的作用，它可以将输入信号中的干扰和噪声滤除，提供一个干净的输出信号供电机使用，从而保证电机的正常运行。

滤波器的应用广泛，下面我们将重点介绍几个常见的应用场景。

1. 电源滤波在电机驱动系统中，电源产生的噪声会干扰到电机的正常工作。

为了消除这些噪声，需要采用电源滤波器来滤除电源中的高频噪声。

常见的电源滤波器包括低通滤波器和陷波滤波器等。

2. 频率响应补偿电机驱动中，由于电路元件的频率响应限制，会导致输出信号的频率响应不平坦。

为了解决这一问题，可以通过使用频率响应补偿滤波器来改善输出信号的频率响应特性。

3. 限幅器在电机驱动中，为了避免过大的幅值对电机的损坏，通常会使用限幅器对输出信号进行限制。

限幅器可以根据需要对信号进行截断，确保输出信号的幅值在一个合理的范围内。

二、滤波算法选择在电机驱动中，常用的滤波算法有许多种。

在选择滤波算法时，需要根据具体的应用场景和需求来进行判断和决策。

下面将介绍一些常见的滤波算法，并分析其适用性。

1. 均值滤波算法均值滤波算法是一种简单、易于实现的滤波算法，它通过计算输入信号的均值来得到平滑后的输出信号。

该算法适用于对信号的高频噪声进行滤除，但对于存在脉冲噪声或快速变化的信号则效果较差。

2. 中值滤波算法中值滤波算法是一种非线性滤波算法，它通过将输入信号的数值按大小排序，然后选择中间值作为输出信号。

该算法适用于对存在脉冲噪声的信号进行滤除，但对于快速变化的信号则效果不佳。

3. 卡尔曼滤波算法卡尔曼滤波算法是一种递归滤波算法，它可以根据系统模型和观测数据来估计真实状态，并对噪声进行补偿。

该算法适用于对信号进行精确的滤波和估计，但实现过程相对较为复杂。

基于DDS—DPLL超声波电源频率复合控制研究

波发生器电源的频率要跟随换能器的定子谐振频率而变化。如果能将超声波发生器的电源频率从调整到，这时工作点将变为Ｑ ’ 实现了对换能器，即工作点的跟踪功能ｎ。】
求超声波发生器和换能器工作在谐振状态，以得到
大振幅。但实际应用中换能器的谐振频率会因发热，负载变化、老化等因素发生改变，导致换能器振幅下降，能量传输受阻，造成加工质量降低。当严重失
魏炜，林书玉’
ＷＥＩｅ’ ，ＩＳｈ — ｕｉ一ＬＮｕｙ ’ Ｗ－
（．１陕西师范大学，西安７０６１０２：２西安邮电学院．西安７０６）．１０１
摘要：频率跟踪是超声波电源的一个非常重要的特性。为解决压电换能器锁相环频率跟踪中存在的跟踪范围狭小、易出现误跟踪和失锁等问题，提出了一种直接数字频率合成技术结合数字锁相环频率跟踪的复合控制方案。试验表明，运用这种频率跟踪方案控制的超声波电源具有有频率跟踪速度快，跟踪准确的优点，可实现系统的稳定、高效运行，提高了电源效率。关键词：超声波电源；压电换能器；ＤＳＤ；数字锁相环：频率跟踪
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基于Ｄ — ＤＬＤＳＰＬ超声波电源频率复合控制研究
ＳｙｔｅｉｏｔｏｅｅｒｈｂｓｄｏｎｈｔｃｎｒｌｓａｃａｅｎＤＤＳ－ｃｒＤＰＬｌｒｓｉｏｒｒｑｅｙＬｕｔａｏｎｃｐｗｅｅｕｎｃｆ
谐时，甚至损坏整个系统。因此，在超声振动加工

可计算机控制的超声波脉冲发生接收器DPR300

激发模式
脉冲－回波（P-E）、穿透（T-T）
隔离比
在 10MHz 下为 80dB
脉冲重复频率内部：100Hz-5kHz；外部：0-5kHz
同步输出
最大 5V，兼容 TTL 和 CMOS
外部触发输入 3-5V
脉冲接பைடு நூலகம்器
最大带宽
1KHz-35MHz（－3dB）（可选 1KHz-50MHz）
增益
-13 到 66dB，1dB 步长
最大信号输出 ±1V ，负载 50Ω
主机规格
电源要求
220/240V AC, 50/60Hz ，30W
操作温度
0-50℃
尺寸
305mm×216mm×89mm
重量
4.5kg
双通道超声波脉冲发生接收器 JSR-DPR500
◆ DPR500 是一台可实现双通道、计算机控制的脉冲发生接收器。其接收器带宽三种范围可选：500 MHz、300 MHz、50 MHz。用户可任意选择两个通道的带宽进行组合，满足一台设备具有低频和高频功能的需求，接收增益范围可到 72 dB。
高通滤波器低通滤波器噪声输出阻抗
1.0，2.5，5.0，7.5，12.5MHz 对于 1KHz-35MHz 带宽：3，7.5，10，15，22.5MHz （对于 1KHz-50MHz 带宽为 5，10，15，22.5，35MHz）典型为 49uV 峰值－峰值，与输入有关，BW=35MHz （BW=50MHz，典型为 59uV 峰值－峰值，与输入有关） 50Ω
◆ DPR500 支持 windows 系统的软件控制程序，并开放 SDK 软件开发包。广泛应用于超声显微镜、涂层测厚、薄材检测、超声成像检测、材料性能测定以及探头性能测定。

基于!的超声波信号处理设计与实现

* "#$% 软件设计
本系统软件是在 WXD6BXO %% 编译环境下采用 4K8, 语言开发实现 ! =7>+ 软件的逻辑结构设计可以划分为 !" 个模块 " 如图 Q 所示 !
!&! 时钟和电源 =7>+ 的时钟输入为 #" <KL? 系统提供了 Q 个锁相
环"通过软件配置"可以把时钟频率提高至所需的频率 !
=7>+ 有 : 个配置元素 $ 可编程逻辑块 % /,- & ’ %&’
摘要" 为了满足超声波探伤检测的实时性需求 # 通过研究超声波探伤的工作原理# 提出了基于
;0<= 芯片的实时信号处理系统实现方案及硬件结构设计 # 并根据 ;0<= 逻辑结构模型实现了软件系统的模块化设计 $ 根据实验测试及统计数据得出 # 基于 ;0<= 芯片的信号处理系统提高了探伤检测的准确性与稳定性#满足了探伤过程中 3 超显示的实时性要求$ 关键词 " 超声波 % 探伤 % ;0<= % 回波处理
《电子技术应用》

测控技术与仪器仪表
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基于DDS的超声换能器频率跟踪系统

收稿日期:2008-04-28 作者简介:李小雪(1981-),女,河南人,硕士生,主要从事数字信号处理的研究。

肖灵(1968-),男,湖南人,研究员,博士生导师。

文章编号:1004-2474(2009)05-0692-03基于DDS 的超声换能器频率跟踪系统李小雪1,汪　东2,李　平1,肖　灵1(1.中国科学院声学研究所,北京100190;2.北京奥麦特科技有限公司,北京100190) 摘　要:设计并实现了一种超声换能器频率跟踪系统。

该系统采用直接数字合成器(DDS )作为频率调整和信号产生的器件;采用可编程逻辑器件(CP LD )完成相位比较和DDS 控制,频率跟踪的响应速度快;单片机作为系统的控制核心,对反馈电流进行实时监控,并在此基础上实现了先扫频后跟踪的策略以及自动解锁控制,使系统有良好的适应性和可靠性。

该系统已在超声换能器的实用产品样机上应用,取得了良好的效果。

关键词:频率跟踪;超声换能器;直接数字合成器(D DS );可编程逻辑器件(CP LD )中图分类号:T N 3;T B552;T P272 文献标识码:AFrequency Tracing System for Piezoelectric Transducer Based on DDSLI Xiao -xue 1,WANG Dong 2,LI Ping 1,XIAO Ling1(1.In stitu te of Acoustics ,Chinese Academ y of S ciences ,Beijing 100190,C hina ;2.Beijing Ometech Tech nology Co .,Ltd .,Beij ing 100190,China ) Abstract :A fr equency tracing sy stem fo r the piezo electric transduce r has been designed a nd implemented .T his system utilizes the direct dig ital sy nthesizer (DDS )to adjust the frequency and generate driving signal .CPL D is used to detect the phase difference and to co nt rol D DS ,thus the high response speed of the frequency tracing is achieved .T he micr o contro l unit (M CU )is used as the co ntrol center of the sy stem to mo nitor the feedback current in real time .Based on ,a strategy of sw eeping frequency befor e tracing and an unlock functio n hav e been realized ,thus makes the sy stem ada ptable and reliable .T his system has been used in the pro to ty pe of a practical piezoelectric trans -ducer and show s go od per formance . Key words :frequency t racing ;piezoelectric t ransducer ;DDS ;CP LD 在超声设备中,超声波发生器是重要的组成部分,担负着向超声换能器提供超声频电能的任务[1]。

基于BOOST和LCR阻尼振荡的超声波电机驱动系统研究

ＹＡＳｕ，ＪＮｏｇ，ＸＵＺｉｋ，ＨＵＭｉ —ｉｎＮｈｏＩＬｎｈ— ｅｎｑａｇ
（ｅｏＣｎｒｌｎｉｅｒｇＣｎｅｆｄｃｔｎＭｉｉｒ，ＳｒｏｔｇｅｎｅｔｒｕａｉｎｓｙｖｏＥｎｉｏＥｏｔＳｕｈａｔｎｖｒｔ，Ｎｎｉｇ１０６，ＣｉａｏｔｅｓＵｉｓｙａｊ０９ｅｉｎ２ｈｎ）
基于ＢＯＴ和ＬＲ阻尼振荡的超声波电机驱动系统研究闫ＯＳＣ
硕，等
基于ＢＯＴ和ＬＲ阻尼振荡的超声波电机驱动系统研究ＯＳＣ
闫
摘
硕，金
龙，徐志科，胡敏强
２０９）１０６
（东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心，南京
ｔｋｈｓｗｏｐｒｓｗｏｋｃｏｄｎｔｄｙｔｅｃｈｅｉｎｒｑｉｅｎｆｆｅｕｎｅｎ —Ｐｏｕ－ｏｍａｅｔｏｅｔａｔｒｏｒｉａｅｌｏｒａｈｔｅｄｓｇｅｕｒｍｅｔｏｒｑｅｅａｄＰｆｏｔ
ｐｔｖｌａｅｕｏｔｇ．
Ｋｅｏｒｓ：ＵｌｒｓｎｉｔｒＢＯＯＳｙＷｄｔａｏｃｍｏｏ；Ｔ；ＬＲＣｄｍｐｄｏｃｌａｉｎａｅｓｉｔｌｏ
０引言
传统超声波驱动电路主要由两部分组成：一是由脉冲变压器和功率管组成的升压和逆变电路；
ｔｅｏｔｕｏｔｇｏｐｏｉｔｓｅｗｖ．ＴｅｐｏｅｉｆｕｒｉｇＯｔｕｏｔｇｈｕｄｂｅｅｔｄｈｕｐｔｌｅｔｒｘｍａｅｉａｅｖａｎｈｒｐｒｔｍｅｏｎｉｎＵｐｔｖｌｅｓｏｌｅｓｌｃｅｓａ

基于FPGA的超声波无损检测信号处理研究

ｐａｒｌｌａｅｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｈｉｃｈｃａｎｔｒａｎｓｆｅｒｍｕｌｔｉｐｌｙ－ａｄｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｎｔｏｔｈｅｌｏｏｋｕｐｔａｂｌｅｔｏｄｅｓｉｇｎａ１６－ｓｔｅｐｐａｒｌｌａｅｌｉｆｒ
ｉｆｌｔｅｒｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ．ＴｈｅｉｆｌｔｅｒｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＱｕａｔｕｓＩＩ．，ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｎｅｇｄＦＩＲｉｆｌｔｅｒ
ＳｔｕｄｉｅｓｏｆｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ
波效果良好．且运行速度较快。
关键词：无损检测；ＦＰＧＡ；分布式算法；ＦＩＲ滤波；查找表
中图分类号：ＴＮ７１３・７文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ６２３６（２０１３）１９ — ０１５２ — ０４
定性高，速度快的特点回。本文采用ＦＰＧＡ实现了声波信号的

基于单片机的电机交流调速系统设计

山东协和学院工学院，山东济南 2501091总体设计方案1.1 研究思路与研究内容以STM32F103C8T6为处理器完成逆变过程的计算与控制及其对脉冲芯片的输出，驱动芯片采用IR2104驱动，逆变部分采用6路MOS管组成的三相全桥逆变电路。

通过STM32中PWM模式调用定时器使其按照正弦规律变化改变占空比输出SPWM波形，通过驱动三路IR2104驱动芯片去驱动6路MOS管组成的三相全桥逆变电路，再通过三路LC低通滤波器将开关高频信号滤除，输出低频信号，可以通过改变输出的正弦波频率完成对电机的预期速度的控制，使得电机转速以期望值输出。

1.2. 变频调速方法与改变极对数进行调速的方法相比较，另一种方法为去改变电机输入的电源频率对电机进行调速。

此种方法的原理为：改变输入频率f，当频率f越高时候电机转速越快，通常有两种变频的方式分别为：交直交变频和交交变频两种方式。

这种调速方法与之前的改变极对数进行调速的方法相比较具有可行性高的优点，因为输入电源的频率可以通过逆变器进行调节，调节之后达到人们所预设的效果之后，再作为输入将其输入进电机，可以控制电机输入的电源频率，从而完成输入电源频率的可控。

通过控制其频率的输入电机的转速同时可以被控制，而与其相比改变电机的极对数就显得相当的困难，由于电机在出厂时候极对数已经确认难以去人工改变，所以这种方法显示较为刻板，不如去改变电源频率更为方便快捷，因此在未来的电机调速发展趋势上是还以效率更高、更易操作的变频调速为主流。

本设计采用变频调速，所有的机械调速都是都是基于电机操作实现的。

从总体上看，电机分为交流、直流两种电机。

因为直流电机调速容易实现，可靠性高，故之前电机调速主流为直流电机进行调速。

但直流电机与其对应的也有其特有的缺点：因为使用的直流电源供电，其滑环和碳刷易损坏需要定期更换新器件，故在实际应用中带来不少麻烦，而且定期更换元器件所带来的成本比较高，因此进一步改进电机调速是人们所追求的。

基于Multisim10的有源低通滤波器设计及仿真

下面就以截止频率为 10kHz 的五阶有源 RC 低通滤波器为例进行电路设计和分析。电路原理图如图 1。在 Muhisim10 软件工作窗口上，找到合适的元器件按照图 1 连接好电路。
图 1 五阶有源 RC 低通滤波器 4 仿真结果分析
将图 1 所示电路加上信号源、波特仪等虚拟仪器，检查无误后，点击仿真按钮。仿真结果如图 2。从图上可看出截止频率在 7K 附近，不符合设计要求。
科技论坛
民营科技 2011 年第 3 期
基于 Multisim10 的有源低通滤波器设计及仿真
张全禹孙培刚（绥化学院电子工程系，黑龙江绥化 152061）
摘要：首先介绍了 Multisim10 软件的特点，然后简要介绍了一下滤波器的分类。最后应用 Multisim10 软件对五阶有源 RC 低通滤波器电路进行了设计、分析与仿真，仿真结果基本符合设计要求，与传统的电子电路设计方法相比较，大大节省了产品开发的成本和时间。说明 Multisim10 在电子电路设计中具有很重要的作用。
技信息，2008（18）：62-63．
[3] 张晶，李心广．基于 multisim 的电路设计与仿真[J]．计算机仿真，2005，22
（5）：109-152．
[4] 邓友娥，苏祖全.multisim10 在电子电路设计中的仿真和应用[J]．韶关学
院学报：自然科学版，2009，30（12）：38-41．
基于multisim10的五阶低通滤波器设计muhisim10软件平台下根据电路原理图选定元器件模型并连接好电路确定电路中的各元器件的参数使用相应虚拟仪器进行在线测量然后对照电路设计的要求适当更换或修改部分元器件的参数观察所得的变化确定设计方案最后再进行实际的电路设计不仅减少了元器件的消耗还提高了工作效率

最先进的IC_超声波装置收发器

简介由于应用物理及电子学的研究及发展，医疗成像领域受益极多，尤其在仪器、影像撷取及建模等方面。

由于超声波本身完全无侵入性，因此在各种成像模式中占有特殊地位，为内脏研究提供了可靠的方法。

超声波技术用于医疗用途已逾半世纪之久，然而，这类的必要设备不仅体积庞大，而且价格昂贵，直到最近才特别以离散式部件进行制作。

由于半导体制程技术的进展，如此的趋势正在持续变化之中，目前已能够完全以半导体 IC 制作超声波收发器。

现在，运用低电压的 IC 技术，能够制作出显著高增益及低噪声效能的超声波接收器芯片。

同样地，在高电压方面，愈来愈多人关注驱动超声波传感器的收发器 IC 制作。

本文概述超声波收发器芯片设计上的进展及面临的难题。

综观超声波系统：传输及接收功能简单来说，超声波系统的运作原理是产生用于患者身上的音波，然后接收反射信号并加以处理，以形成患者身体的影像。

传送至身体内的原始音波是由传感器所产生，而传感器一般是由发送器产生的电子脉冲所发动。

同样地，反射音波是由传感器所接收，然最先进的IC：超声波装置收发器◆ 德州仪器/Ismail Oguzman及 Arash Loloee 图1：完整医疗超声波系统的典型结构示意图。

后转换回电子形式，产生的信号经过最终处理，即可确定相关身体部位的内部结构。

图1显示完整医疗超声波系统的典型结构。

传输路径能够以多种不同的方法达成。

此路径包含一个波束形成器，以及多个电位转换器、闸极驱动器与高电压开关，其输出会传送至超声波传感器。

通常以压电材质制作的传感器能够将高电压电子信号转换为音波，这是系统的最终输出。

就某些系统而言，在透过数字逻辑驱动输出级的传输路径中，信号始终维持数字性质，不过，您也能够以模拟方式建立信号，并传输至传感器，而其中需要一个能够将波束形成器输出转换为模拟格式的数字类比转换器(DAC)，接着，在将信号传送至传感器之前，需要针对产生的信号进行模拟放大。

超声波系统的接收路径使用的是模拟方法。

基于MAXQ7667的超声波测距系统应用研究

基于MAXQ7667的超声波测距系统应用研究作者：严伟诚王钦若彭义叶宝玉来源：《电子世界》2012年第01期【摘要】针对一般大量程的超声波测距系统其精度不高的问题，设计了一种高精度的超声波测距系统。

该系统采用Maxim公司的MAXQ7667作为控制器，通过设计的发射电路、接收电路、温度补偿电路、MAXQ7667自身所拥有的高信噪比及其数字信号处理能力，克服了一般超声测距系统低精度的缺点。

实验表明，该超声测距系统的量程在8米内的绝对误差不大于1cm，相对误差小于0.5%。

【关键词】超声测距；换能器；高精度；单片机1.引言随着科技的发展，超声波测距广泛应用于交通，农业，工业，安全防护能源测量等科学领域。

与红外、涡流和激光测距方法相比，超声波测距的优势在于具有不受外界光及电磁场等因素影响的优点，且其结构简单，成本相对比较低[1]。

但对于要求精度比较高的情况下，一般的超声波测距系统所能检测到的距离都不大。

这是由于超声波在传播过程中，其信噪比会因外界因素的影响而改变，如果在超声波测距过程中，当接收到信号的能量比较大，传统的阈值检测法是可行的。

而当测距目标距离传感器比较远时，回波信号因自身的能量衰减以及外界因素的干扰使其有用信号部分甚至完全淹没在干扰中，这时测距系统就难以判定是否接收到回波信号，此时阈值检测法就失效了[2]。

因此，设计了一种基于MAXQ7667的先进超声波测距系统，可用于一些要求测量距离较大且精度较高的场合，例如在室内的精确定位。

2.超声测距系统及其原理超声波测距系统是由发射电路、接收电路、超声波换能器以及MAXQ7667主控芯片构成，如图1。

其中，用于发送和接收的超声波的元件称为超声波换能器。

在发射状态下，超声波换能器将发射电路输出的脉冲信号转换成与其频率相等的超声波；在接收状态下，超声波换能器将接收的声波转换成与其频率相等的电信号。

由于超声波在均匀的介质中传播的速度的是一定的，只要计算出超声波从点A到点B的飞行时间t，并且得知超声波此时的速度v，就可以得到A与B的距离s，即：（1）3.硬件构成3.1 MAXQ7667单片机Maxim公司的MAXQ7667单片机嵌入了一个16位的MAXQ20微控制器，MAXQ20可以在不同温度下优化发射脉冲和接收回波的频率，通过一个可编程的锁相环（PLL）合成器为瞬时脉冲群发生器提供参考频率，使其可以很好的产生25kHz～100kHz的脉冲信号，并且为回声接收器的数字滤波器提供时钟。

基于二阶Butterworth低通滤波器的磁控埋弧焊滤波新方法

基于二阶Butterworth低通滤波器的磁控埋弧焊滤波新方法周美蓉【摘要】介绍了一种新的磁控埋弧焊接电弧信号滤波方法,即二级Butterworth低通滤波法,并将其滤波效果与传统的简单低通滤波方法和软件中值滤波方法进行比较。

结果表明：采用二级Butterworth低通滤波器对磁控埋弧焊试验中的输出焊接电弧波形进行滤波,不仅可以滤掉无用的噪声信号,而且能够很好地保留原始输出电弧波形中反映电弧位置的特征信息,其滤波效果优于传统的简单低通滤波法和软件中值滤波法,可以很好地满足不断提高的焊接质量要求。

%A new filtering method for magnetic control submerged arc welding,second-order Butterworth low-pass filtering method was introduced,and its filtering effect was compared to the traditional filtering methods such as simple low-pass filter method and software median filtering method.The results show that second-order Butterworth low-pass filtering method not only can filter the useless noise signal,but also can keep the original signal features well,and its filtering effect is better than the two kinds of traditional filtering methods and can well meet the continuously improved welding quality requirements.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2012(048)006【总页数】4页(P362-364,382)【关键词】磁控埋弧焊;二阶Butterworth低通滤波;简单低通滤波;软件中值滤波【作者】周美蓉【作者单位】永州职业技术学院,永州425000【正文语种】中文【中图分类】TB4Abstract：A new filtering method for magnetic control submerged arc welding，second－order Butterworth low－pass filtering method was introduced，and its filtering effect was compared to the traditional filtering methods such as simple low－pass filter method and software median filtering method.The results show that second－order Butterworth low－pass filtering method not only can filter the useless noise signal，but also can keep the original signal features well，and its filtering effect is better than the two kinds of traditional filtering methods and can well meet the continuously improved welding quality requirements. Keywords：magnetic submerged arc welding；second－order Butterworth low－pass filtering；simple low－pass filtering；software median filtering 在磁控埋弧焊中，对信号进行滤波是信号处理中的一个极其重要的环节。

低功耗CMOS低通和复数带通滤波器的设计的开题报告

低功耗CMOS低通和复数带通滤波器的设计的开题报告一、题目低功耗CMOS低通和复数带通滤波器的设计二、研究背景随着移动通信和数字信号处理技术的快速发展，不断有新的应用场景出现，其中低功耗和高性能要求的滤波器是其中一个重要的研究方向。

随着CMOS技术的不断进步，低功耗滤波器的研究得以更好地实现，特别是对于移动通信中的射频前端系统、无线传感器网络、生物医学信号处理等应用场景，对于低功耗的低通和复数带通滤波器的需求非常高。

三、研究目的和意义本项目旨在设计低功耗CMOS低通和复数带通滤波器，以满足移动通信和其他应用场景对低功耗、高性能滤波器的需求。

特别是对于射频前端系统和无线传感器网络等应用场景，本项目的研究成果将有助于解决当前低功耗低通和复数带通滤波器面临的一系列难题。

四、研究内容和技术路线本项目的研究内容主要包括低功耗CMOS低通和复数带通滤波器的设计、仿真和测试。

具体技术路线如下：1. 研究低功耗CMOS滤波器的基本结构和特点，对比各种滤波器的性能差异。

2. 设计低功耗CMOS低通和复数带通滤波器的电路结构，确定电路参数和性能指标，采用台式计算机和EDA软件进行仿真和优化设计。

3. 搭建实验平台，利用测试仪器对所设计的低功耗CMOS低通和复数带通滤波器进行真实的测试和性能评估。

4. 对研究成果进行评估和分析，总结经验和教训，提出改进方案和应用建议。

五、研究预期结果和贡献本项目的研究预期结果是设计出低功耗CMOS低通和复数带通滤波器，满足移动通信和其他应用场景的要求，具有优异的性能和高度的可靠性。

同时，本项目的研究成果将对相关领域的学术研究和产业应用做出贡献，促进新一代移动通信和数字信号处理技术的发展和应用。