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2461.高场不对称波形离子迁移谱关键测控模块研究
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
研究了高场不对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometer,FAIMS)两个关键测控模块:波形不对称高压产生模块和微弱电流检测模块的设计.通过采用反激升压原理,设计了一种电压幅度在线可调的波形不对称高压产生电路模块,其输出电压峰峰值达1800V,频率达l MHz;微弱电流检测采用超高电阻反馈式Ⅰ-Ⅴ转换电路,并对失调电压进行补偿,同时结合PCB割板处理及包裹屏蔽等抗干扰措施,使得微弱电流模块的检测下限优于0.1 pA.最后,通过对比实验研究了不同波形不对称高压与分离效果关系,并以苯为样品对系统的检测下限进行了研究,结果表明采用上述测控模块的FAIMS检测下限达1×10-9.
关键词：高场不对称波形离子迁移谱；弱电流检测；高压；高频；不对称波形
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2462.基于小生境改进粒子群算法的几何约束求解
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
几何约束问题可以等价为求解非线性方程组问题.几何约束问题先被转化为一个优化问题.采用基于小生境改进粒子群优化算法来求解该优化问题.由于经典粒子群优化算法容易陷入局部最优,出现早熟现象.为此,基于小生境原理,提出一种小生境改进粒子群优化算法(niche improved particle swarm optimization,NIPSO).该算法在进行速度和位置更新后,根据小生境数确定个体历史最好位置中的孤立点.然后对所有个体历史最好值差于孤立点值的粒子使用交叉和选择算子进行更新.实验表明,该方法可以提高几何约束求解的效率和收敛性.
关键词：几何约束求解；粒子群优化算法；小生境；孤立点
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2463.支持笔交互的手写设备设计与实现
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
针对目前常用手写设备存在的信息获取不全面问题,提出了一种支持笔交互的手写输入设备；该设备不仅可以获得笔交互过程静态轨迹的信息,而且还可以全面获取手写动态信息,特别是手写多维力信息；整个系统由传感器模块,数据测量模块、主控系统模块和显示模块组成；分析了各个模块的工作和设计原理,并给出具体的实现结构框图；讨论了系统的优化设计,以提高系统的性能；实验部分通过设计一个简单的笔迹显示程序验证了笔交互设备的性能,结果表明,设计的笔交互设备能够实现对笔交互过程手写全力信息的获取,并提供了一种自然的交互效果.
关键词：笔式交互；手写输入；手写力信息；笔迹显示
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2464.基于FPAA的自修复智能无线传感器节点
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
针对无线传感器网络自身的可靠性和维护问题,提出了一种基于FPAA(field programmable analog arrays)的自修复智能无线传感器节点的实现方法.该方法以FPAA为核心构成传感器的主要信号调理电路,节点设计有硬件故障自诊断功能,在节点部分硬件模块发生故障的情况下,可修复相应故障,确保节点在无人职守及野外应用时的可靠性,避免节点的直接丢弃.重点介绍了自修复节点的实现方法、软硬件研发并对节点进行了自修复实验研究,分析了自修复节点的功耗及可工作时间,节点能够在2节具有1700 mAh的AA电池的供电下工作半年时间.
关键词：无线传感器网络节点；FPAA技术；自硬件电路修复；开关电容
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2465.高灵敏度光纤磁场传感器的设计与模型研究
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
根据磁致伸缩效应和光纤腔衰荡技术设计了高灵敏度的磁场传感器.基于Jiles-Atherton模型、二次畴转模型和光纤衰荡技术波长解调原理,建立了磁场传感器的数学模型,模型反映了磁场-应变-光纤腔衰荡时间之间的耦合机制.对不同预应力作用下Terfenol-D棒的磁致伸缩输出应变、衰荡时间、系统灵敏度与磁场之间的变化规律进行了理论分析和仿真研究,结果表明,该传感器具有很高的灵敏度,可通过改变预应力实现不同量程范围内的磁场测量,研究可为发展新型的高灵敏度磁场传感器提供了理论指导.
关键词：磁致伸缩效应；光纤腔衰荡技术；磁场测量；长周期光纤光栅
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2466.基于线性扫频源的X波段快速幅相测量系统
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
研制了一种X波段微波网络快速扫频幅相测量系统.系统采用基于小数分频锁相环的线性扫频微波源作为激励,不存在常规矢量网络分析仪的跳频稳频过程.针对线性扫频源激励的特点,系统采用希尔伯特变换(Hilbert transform)或正交解调方法从中频信号中得到幅度和相位.使用研制系统和商用矢量网络分析仪测量了同一X波段的可调谐移相器的频率响应特性.尽管研制系统由于接收机通道不足不能进行完备矢量校准,但通过合理配置隔离器后相位测量结果与商用矢量网络分析仪十分吻合,这表明研制的测量系统不仅测量速度快,而且可能达到较好的测量精度.
关键词：线性调频连续波；微波幅相测量；希尔伯特变换；矢量网络分析仪；正交解调
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2467.基于四项余弦窗三谱线插值FFT的谐波检测方法
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样情况下存在较大的误差,为了减小非同步采样对FFT的影响,通过选择旁瓣性能良好的4项5阶Nuttall窗结合插值FFT进行电力谐波检测.推导了实用的三谱线插值修正公式,利用谐波频点附近的三根离散频谱的幅值确定谐波谱线的准确位置,进而得到谐波幅值、频率及相位的修正公式.仿真结果验证了该算法在非同步采样时,与加Hanning窗和Blaekman-Harris窗插值FFT相比有更高的分析准确度,同时,在加相同窗函数情况下,与双谱线插值修正算法相比也具有更高的准确度.仿真结果还验证了测量数据含有白噪声时,算法仍然具有较高的准确度.基于该算法的检测仪器的实测结果也验证了算法的有效性.
关键词：谐波分析；频谱泄漏；快速傅里叶变换；4项5阶Nuttall窗；三谱线插值
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2468.自适应和声搜索算法在结构工程设计中的应用
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
提出了一种自适应和声搜索(adaptire harmony search,AHS)算法来解决结构工程设计问题.AHS算法包含2种重要的操作,分别是位置更新和变异操作.前者能够使非最优解快速地朝着全局最优解移动,这有助于提高AHS算法的收敛速度;后者能够增加种群的随机性和多样性,这有助于增强AHS算法跳出局部最优点的能力.由于采用了以上2种操作,AHS法具有很强的收敛性和空间开发能力.实验结果表明,与已有算法比较,AHS算法在解决结构工程优化问题中能够找到更好的解,它是解决结构工程优化设计的一个有效的算法.
关键词：自适应和声搜索算法；结构工程问题；位置更新；变异
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2469.自动气象站数据采集器温度通道的环境温度补偿
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
针对自动气象站数据采集器温度通道容易受到环境温度影响限制测量精度的问题,对数据采集器进行了温度漂移检测实验并对实验数据进行了误差分析,提出了基于改进自适应遗传算法优化的最小二乘支持向量机( improved adaptive genetic algorithm least squares support vector machine,IAGA-LSSVM)的温度补偿方法.改进的自适应遗传算法能够对最小二乘支持向量机拟合过程中的关键参数进行调整从而建立最优模型.与传统LS-SVM相比,IAGA-LSSVM对温度数据的建模均方根误差减小了0.007,有效提高了建模的精度.根据建立的最优函数模型对该数据采集器温度通道进行温度补偿结果表明,经该方法补偿后的数据采集器在任何温度环境下的温度测量误差均小于0.03℃,具有更高的测量精度和稳定性,有效提高了自动气象站的温度观测质量.同时,设计开发了温度补偿界面,为自动气象站观测数据校验和实际业务应用奠定了基础.
关键词：数据采集器；温度；最小二乘支持向量机；改进的自适应遗传算法
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2470.基于时间双向解算融合的POS事后处理算法
[仪器仪表制造业] [2013-12-15]
位置姿态测量系统(position and orientation system,POS)的精度直接影响高分辨率对地观测中成像载荷的成像质量和测绘精度,但POS的传统事后处理方法严重依赖初始阶段的静态对准,限制了应用中系统的反应速度,同时也未能充分利用整段测量数据提高系统处理精度.针对这个问题,提出一种基于时间双向解算航迹融合的POS事后处理算法,在传统算法基础上增加了时间逆向解算结果,并利用“凸组合”最优融合原则将时间正向解算结果与时间逆向解算结果进行融合,提高了系统处理精度和应用中系统的反应速度.联合飞行实验表明,应用该方法后,POS测量精度优于传统的事后处理算法.
关键词：位置姿态测量系统；逆向事后处理；航迹融合；合成孔径雷达；运动补偿
027-87841330