摘要：为了提高微电子机械系统(MEMS)陀螺仪的抗冲击能力,设计了一种抗冲击保护结构。通过建立陀螺仪结构双自由度冲击模型,推导出陀螺仪结构和冲击保护结构的冲击响应方程,分别对陀螺仪和冲击保护结构进行详细的位移与加速度响应的理论推导。根据理论推导在Matlab上对位移和加速度响应随影响因素的变化进行仿真分析,并对有无冲击保护结构的陀螺仪抗冲击能力进行对比分析。仿真分析表明增加冲击保护结构后陀螺仪的抗冲击能力至少提高了3倍,验证了设计的冲击保护结构的有效性。实验表明冲击频率越接近陀螺仪的固有频率,冲击响应越大,梁越容易发生断裂失效。

摘要：本文提出一种基于改进自适应滤波的MEMS陀螺随机振动误差的补偿算法。该算法采用简化Sage-Husa自适应滤波算法估计量测噪声,并通过协方差匹配技术引入收敛性判据抑制了滤波的发散,它提高了实时性且减少了计算量。实验结果表明:经过改进算法滤波后,MEMS陀螺随机振动误差的方差减少97.76%,与常规卡尔曼滤波相比,改进算法的方差减少了72.66%,验证了改进的自适应卡尔曼滤波算法可以有效地抑制MEMS陀螺因随机振动引起的输出误差。

摘要：提出一种基于LMS(Least Mean Square)自适应算法的滤波方法,介绍该方法在低频信号滤波上的应用及在FPGA平台上实现。传统数字滤波器FIR、IIR滤波器针对不同的系统和干扰信号,其滤波参数不固定。因此,在窄带信号的滤波处理中,传统滤波器对信号滤波降噪的效果往往受到衰减增益限制。提出的方法先以CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法产生的正弦信号来调制采样信号,根据采样信号与基准信号误差使其权向量沿负梯度方向终止于维纳解。该方法在类直流输入及带宽窄的情况下仍能有效过滤高频噪声,读取低检测信号幅值。理论分析和实验结果表明,与传统滤波方法对比,该滤波方法在处理窄带信号的滤波上更具有优势。

摘要：设计一个基于STM32F030单片机的3.2V光伏MPPT控制系统,该系统以双向同步整流的BUCK-BOOST电路拓扑结构为基础,结合MPPT理论及电池充电优化策略,实现3.2V光伏系统的MPPT充电及升压放电控制,实验证明该系统的可行性。

摘要：针对多传感器融合姿态解算精度不高的问题,提出一种改进的卡尔曼滤波算法,即高阶线性互补滤波与扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)相结合的融合算法。该数据的融合是基于加速度计、陀螺仪传感器频率特性和姿态角的微分方程建立的系统模型,将互补滤波的姿态角数据作为该系统模型的观测值,利用EKF算法对加速度计、陀螺仪、磁力计进行数据融合。高阶的互补滤波和EKF的融合算法能够有效地解决陀螺方向的估计偏差,为了证明该算法的可行性,用搭载惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)模块的四旋翼飞行器进行了动态和静态的实验,分析对比了最新导航算法、经典卡滤波算法和该融合算法滤波的效果。实验结果表明:提出的高阶无源线性互补滤波和EKF相结合的融合算法,无论在静态还是动态的实时性情况下,都能很明显的去除噪声和抑制姿态角的漂移,且提高了姿态角的精度。

摘要：为了提高半导体激光加工中激光光斑中心定位精度,根据皮秒超短脉冲激光辐照单晶硅后产生的光斑图像灰度分布特点,提出了一种基于灰度直方图的激光光斑中心定位算法,通过模拟激光光斑仿真分析和单晶硅刻蚀实验,对比研究了不同辐照时间与不同激光功率条件下该算法与传统算法的定位精度。结果表明,在辐照时间不同的条件下,该算法定位精度达到0.761μm,比灰度重心法提高51.3%,比最大行列灰度值法提高93.9%;在激光功率不同条件下,该算法的定位精度达到0.793μm,比灰度重心法提高73.4%,比最大行列灰度值法提高86.8%。此研究可为皮秒超短脉冲激光光斑中心定位控制系统的设计提供指导。

摘要：设计一个基于STM32F103单片机的四单体串联锂离子电池组主动均衡系统,该系统的实现方法是利用MOSFET作为开关的开关阵列旁路均衡拓扑结构实现充电均衡,实验证明该均衡方法的可行性。

摘要：MEMS陀螺仪由于制造工艺比较简单,故在性能上存在精度低、噪声高、误差大等问题。为了获得精确的陀螺仪信号,采用了小波阈值降噪法对MEMS陀螺仪的输出数据进行实时消噪处理。围绕选择最优小波基、最佳分解层数和阈值函数等方法对陀螺仪信号进行降噪,并通过MATLAB进行仿真分析。仿真结果表明,采用小波降噪误差减小了近73.95%,肯定了小波阈值去噪方法在MEMS陀螺仪噪声处理中的理想效果。

摘要：传统路灯控制系统只能执行开关控制,无法实现对太阳能路灯的控制、定位及状态监控。为了实现对太阳能路灯的远程监测,设计开发了一种基于LoRa通信的物联网太阳能路灯控制系统。该系统实现了路灯终端100W的照明功率和单一集中器互联100个终端,可对每个路灯终端的功率、电池状态、温度等信息进行实时采集,对城市照明系统进行在线控制和管理,具有一定的社会实用价值。

摘要：PCR仪对温度控制要求很高,应用最广泛的常规PID控制器已经不能满足要求。由机理法推导了PCR仪变温系统的数学模型并且得到系统传递函数。设计了一个二维模糊PID控制器,通过matlab软件分别对普通PID控制器和模糊PID控制器进行仿真,结果表明模糊PID算法明显具有到达稳态时间短、超调量小、鲁棒性强等优势,能够很好地满足PCR仪对温度控制的要求。