摘要：时间精度问题对实时控制系统中协同作业至关重要。针对分布式控制系统中各传感器节点的时钟在物理上具有分散性致使实时性差从而导致系统部分功能故障的问题,基于IEEE 1588协议,分析了时间同步实现的模型方法,制作了基于DP83640的分布式时间同步系统。该系统构建了以太网协议栈,实现了在以太网物理层的时间戳标记功能以及PTP协议帧的发送和接收的功能。试验结果表明,该系统通过软硬件双重时间戳标记,可消除在链路层、网络层、传输层上组帧的时间延时问题,实现2 nm以内的时钟同步,极大地提升时间同步的精度,可广泛应用于对时钟精度要求较高的场合。

摘要：设计了一种面向金刚石中氮空位(NV)电子自旋调控的紧凑Ω形印制电路板(PCB)表面贴装微波辐射结构,通过计算PCB上2.87 GHz微波的1/2波长长度限制整体结构尺寸,完成设计后加工,并进行测试表征。制备的微波辐射结构尺寸为20 mm×29 mm×0.16 mm,辐射强度高,能够方便地在金刚石附近放置射频线圈等部件进行核自旋调控。在测量过程中,不同磁场下的光探测磁共振谱表明,在2.7~2.87 GHz的范围内,光探测磁共振(ODMR)谱均具有很好的信噪比和对比度。使用Rabi信号表征了辐射结构的微波辐射能力,测量得到的Rabi频率可达3.5 MHz。最后在两个不同的磁场条件下,测量了金刚石样品的自旋回波信号。实验测试结果表明,设计的PCB上紧凑Ω形微波辐射结构具有很好的电子自旋操控能力,可为核自旋调控部件提供安装空间,能很好地应用在基于固态电子自旋的精密测量中。

摘要：为了实现爆炸温度场恶劣环境下的温度准确测量,设计了一种以FPGA作为微控制器、铠装热电偶为测温元件的温度数据采集存储系统。其坚固的防护结构与热电偶不锈钢铠装使系统在爆炸场拥有极强的生存能力。参数可编程、可多次触发的设计使系统具有灵活、可靠的优点。针对热电偶动态响应不足的问题,使用粒子群算法完成了动态补偿滤波器设计并将其集成到上位机软件中,实验结果表明系统平均静态误差为1.43%,动态误差不超过6.4%。

摘要：本文提出在构建模糊水下无人航行器运动学模型的前提下,设计一款基于时变干扰观测器的连续滑模控制器。干扰观测器把系统误差及外界干扰等效到控制端,连续滑模控制器通过切换控制量使系统趋于平衡点。该控制器可快速响应,且对于模型参数变化及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性。此外,将直线、正弦波及自定义曲线设置为预定航向,通过Matlab/Simulink进行仿真验证水下无人航行器是否可以实现在复杂水域下的轨迹跟踪,达到航向控制目的。

摘要：研制了一种可应用于6G通信系统的W波段腔体带通滤波器。与传统的直接耦合带通滤波器相比,该滤波器通过引入两个基于TE_(301)模式的单线态结构,分别在通带两端产生两个传输零点,从而增强了滤波器阻带抑制性能。通过调整谐振腔尺寸,可以实现对传输零点的独立控制。利用电磁仿真软件对滤波器材料对插入损耗及时延的影响进行了仿真分析。该波导带通滤波器采用UV-LIGA工艺进行加工制作并测试。测试结果表明,该滤波器的中心频率为94 GHz,-3 dB分数带宽为25.8%,插入损耗小于2 dB,阻带抑制最大可以达到-65 dB,验证了滤波器设计与制备方法的可行性。

摘要：基于分形天线和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款超宽带柔性梯形环分形天线,适用于柔性电子设备和可穿戴设备。采用共面波导的方式对天线进行馈电,利用分形结构改变电流路径,使阻抗匹配极大改善,实现了超宽带性能。在最外层梯形环结构上加载弧形边缘,可以进一步改善天线在2.7~14.1 GHz频段内的回波损耗。天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为介质基板,采用MEMS工艺加工,金属部分两次溅射成型,具有精度高和超宽带性能稳定的特点。制作的天线相对带宽可达157.2%(2.36~19.7 GHz),在共形于20 mm半径的圆柱后,天线最低工作频率向右偏移460 MHz,但仍具有稳定的超宽带特性。在天线的工作频率内,柔性梯形环天线的辐射方向图稳定,测试结果与仿真结果一致性较好。

摘要：搭建了一种新型的多量程弹道测量系统并设计了相应的混合标定方法。首先,进行了系统方案设计,介绍了具体模块的设计思路;其次,研究了多量程惯性组合的标定方法,在分析了标定原理的基础上建立了相应的误差模型;最后,通过试验验证了系统设计的可行性与标定方法的有效性,该系统可以正确地测量多种量程的加速度和角速度信息,系统性能稳定,数据精度满足要求,具有一定的工程实用价值。

摘要：基于外加腔体约束方法,对铝土矿中Al、Si两种元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)实验参数进行了优化研究。通过设置压强、激光能量、延迟时间等参数,使用传统LIBS和外加腔体约束LIBS(CC-LIBS)分别对铝土矿样品进行激光烧蚀,选择SiⅠ288.15 nm和AlⅠ308.21 nm作为特征谱线对最优实验条件进行了分析。结果表明:压强为150 MPa时,谱线强度偏差最小;能量为80 mJ时,采集到的特征谱线信噪比(SNR)最大;延迟时间为1μs时,Al、Si两种元素得到的SNR最优,从而确定了最佳实验条件。与传统的LIBS相比,CC-LIBS采集到的特征谱线强度、SNR都有所提高,为铝土矿中Al、Si元素的检测提供了新的实验依据与思路,具有一定的参考价值。

摘要：提出了一种应用于400℃环境下的硅微机电系统(MEMS)光纤法珀(F-P)高温振动传感器,并对该传感器进行了温度解耦分析和实验验证。通过MATLAB软件对传感器的法珀干涉光谱进行计算分析,利用MEMS技术设计并加工了传感器及温度集成单元,根据该温度集成单元设计了温度解耦算法。实验结果表明:传感器能在2~22 g_(n),20~400℃环境下工作,设计的温度解耦方法将振动测量误差降低到1.3167%。传感器及其温度解耦分析为高温振动测量领域提供了技术参考。

摘要：针对航空、航天中恶劣环境下对温度的实时测试需求,基于微波散射测量原理提出一种基片集成波导结构的敏感元/天线集成一体化的新型传感器,通过共面波导天线读取传感器的信号,实现1000℃以上的温度测量。传感器以耐高温SiBCN陶瓷作为温度敏感介质材料,随着温度的升高其介电常数增大,传感器的谐振频率随之单调递减,在25~1100℃内,传感器的谐振频率由11.5 GHz减小到11.326 GHz。仿真结果验证了基于SiBCN陶瓷的SIW式无线无源高温传感器的设计合理性、测温可行性。