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基于分数阶PID的智能家用呼吸机设计
1
作者 高仁祥 张伟 +2 位作者 肖奇军 林心怀 冯祖勇 《电子设计工程》 2026年第1期7-12,共6页
针对家用呼吸机存在压力控制不精准、响应速度慢及智能化水平低的问题,设计了一款智能家用呼吸机,采用理论分析法,结合分数阶PID控制算法、无感磁场定向控制算法和呼吸算法,实现温度控制、压力控制、多种呼吸模式与人机交互等功能,通过... 针对家用呼吸机存在压力控制不精准、响应速度慢及智能化水平低的问题,设计了一款智能家用呼吸机,采用理论分析法,结合分数阶PID控制算法、无感磁场定向控制算法和呼吸算法,实现温度控制、压力控制、多种呼吸模式与人机交互等功能,通过不同控制器的对比实验,证明分数阶PID的优势和无感电机驱动的可行性。实验结果表明,该设计的压力和温度控制精度高,压力均方误差最小为1.51(cmH_(2)O)^(2),压力波动小于5%,温度波动为0.1℃,满足了国家标准,并实现了四种呼吸工作模式。此外,上位机和云平台的设计显著提升了家用呼吸机的智能化水平。 展开更多
关键词 家用呼吸机 压力控制 分数阶PID 人机交互
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基于水波能的自驱动河道预警装置设计与研究
2
作者 王俊浩 信雨潇 +5 位作者 李伟 王旋 马飞龙 杨博涵 丁榕 于鑫 《微纳电子技术》 2026年第1期47-55,共9页
摩擦纳米发电机(TENG)在低频能量收集方面具有明显的优势,但也面临着输出电能不稳定和能量利用效率低等问题。针对这些问题,研发了一种分轴式自触发摩擦纳米发电机及相应的电源管理电路。该发电机采用分轴式旋转结构,使得发电单元有效... 摩擦纳米发电机(TENG)在低频能量收集方面具有明显的优势,但也面临着输出电能不稳定和能量利用效率低等问题。针对这些问题,研发了一种分轴式自触发摩擦纳米发电机及相应的电源管理电路。该发电机采用分轴式旋转结构,使得发电单元有效收集水波能的同时,触发单元导通开关,结合运用了分形设计思想的电源管理电路,设计出一种自触发式水波能收集装置。实验结果表明发电机每周期输出的电荷量从125 nC提升到1.8μC,使其性能提升了14.4倍。通过电源管理电路能够有效降低负载端的阻抗匹配,更接近微能源电子设备的内阻,使其为电子设备供能时能量利用效率更高。该发电机可以点亮LED小灯泡以及为温湿度传感器持续供电,展现了该装置在河道监测及预警方面巨大的潜力,有效拓展了TENG实际应用范围。 展开更多
关键词 摩擦纳米发电机(TENG) 水波能收集 电源管理电路 分形设计 充电效率
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新型宽增益LLC谐振变换器的研究与设计 被引量：1
3
作者 李玉东 王胜超 +1 位作者 王福豪 史澳 《电子测量技术》 北大核心 2025年第13期38-47,共10页
针对传统LLC谐振变换器增益范围较窄的问题,该文提出一种新型宽增益范围的LLC谐振变换器拓扑。该电路将四开关Buck-Boost变换器的输出端与LLC谐振变换器的前桥臂级联。全桥LLC谐振模块开关管工作在谐振频率点附近,通过改变四开关Buck-Bo... 针对传统LLC谐振变换器增益范围较窄的问题,该文提出一种新型宽增益范围的LLC谐振变换器拓扑。该电路将四开关Buck-Boost变换器的输出端与LLC谐振变换器的前桥臂级联。全桥LLC谐振模块开关管工作在谐振频率点附近,通过改变四开关Buck-Boost模块开关管的占空比来改变LLC谐振模块的输入电压交流幅值。四开关Buck-Boost模块仅需承载部分负载功率即可实现对整机宽电压增益范围的调节。通过对该新型变换器进行模态分析、增益推导,得出所有开关管实现软开关的条件和宽增益的控制方法。最后搭建了一套30 V/300 W实验样机,变换器整机峰值效率为95.27%,相较传统两级拓扑效率提升2.13%。实验结果证明了所提拓扑电路的可行性和理论分析的正确性。 展开更多
关键词 四开关Buck-Boost LLC谐振变换器 ZVS 宽增益范围
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扰动信息未知的永磁同步电机自适应滑模控制 被引量：1
4
作者 王俊凯 张晓宇 +1 位作者 柳向斌 郭蓉 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期76-83,共8页
扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,... 扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,采用非奇异快速终端滑模面设计滑模控制器,以提高系统的响应速度。接着,利用干扰观测器估计系统的不确定性和未知扰动,并在滑模控制器中引入新的自适应增益以补偿估计误差,实现了无需扰动上界条件的自适应鲁棒控制。改进的自适应控制策略能够实现动态补偿,增强了系统对未知扰动的适应性。仿真和实验结果表明,扰动信息未知时,所提出的方法有效抑制了滑模控制引起的抖振现象,增强了PMSM系统的鲁棒性,显著提升了控制精度和动态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自适应控制 快速终端滑模控制 鲁棒控制
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基于压电可程控滤波放大电路的线阵列流量测量
5
作者 裴锐 贾丹平 +1 位作者 武胜 刘博 《现代电子技术》 北大核心 2025年第23期155-161,共7页
为了更好地实现线阵列流量测量,采用均匀线阵列压电传感器测量管道流量信号,通过分析介质湍流漩涡的频率滤波和幅值放大要求,文中提出一种使用数字电位器和模拟开关调节电阻、电容值,以实现动态调理的可程控滤波放大电路。首先,介绍了T... 为了更好地实现线阵列流量测量,采用均匀线阵列压电传感器测量管道流量信号,通过分析介质湍流漩涡的频率滤波和幅值放大要求,文中提出一种使用数字电位器和模拟开关调节电阻、电容值,以实现动态调理的可程控滤波放大电路。首先,介绍了T型电阻反馈网络电荷转换电路的优点;其次,阐述了Sallen⁃key二阶低通滤波电路的调节过程;同时,说明了CR一阶高通滤波电路的滤波放大调整过程;然后,应用Multisim软件进行仿真,证明了电路设计的正确性;最后,水流量标准装置的比较实验验证了使用可程控滤波放大电路实现流量测量的可行性,说明该系统在压电传感器流量测量领域具有一定的适用性。 展开更多
关键词 压电传感器 流量测量 电荷转换 可程控滤波放大电路 T型电阻 Sallen⁃key
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扩展谐波法对CLLC变换器同步整流相位修正
6
作者 王党树 张入川 +2 位作者 刘明要 杨嘉豪 王静 《电子测量技术》 北大核心 2025年第12期16-25,共10页
针对双向半桥CLLC采用传统基波分析法计算副边电流相位实现的同步整流,在系统工作频率偏离谐振点及前后谐振腔参数不匹配时因忽略高次谐波导致副边电流相位误差较大、系统传输效率低的问题。本文提出将传统基波分析法所忽略的高次谐波... 针对双向半桥CLLC采用传统基波分析法计算副边电流相位实现的同步整流,在系统工作频率偏离谐振点及前后谐振腔参数不匹配时因忽略高次谐波导致副边电流相位误差较大、系统传输效率低的问题。本文提出将传统基波分析法所忽略的高次谐波纳入计算,利用扩展谐波分析法将各次谐波等效为独立电压源,并结合功率守恒定律对负载等效电阻进行修正,进一步建立扩展谐波近似模型。根据模型分别计算各次谐波单独作用的效果,将各次谐波作用结果叠加推导出二次侧谐振电流表达式,由此计算出二次侧谐振电流过零角数值,实现副边开关管的准确控制。最后搭建额定功率500 W的实验样机,实验发现本文所提方法与传统基波分析法相比,变换器效率在全负载范围内均得到提升,且在额定功率下效率提升最高为1.8%,验证了所提理论的正确性及有效性。 展开更多
关键词 CLLC 基波分析法(FHA) 扩展谐波分析法(EHA) 同步整流(SR)
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基于虚实结合的混合式高校理工科实验教学方法 被引量：1
7
作者 蒋铁珍 宋钛 《实验室科学》 2025年第1期83-87,共5页
实验课程对于高校电子电路类等理工科专业是必不可少的,既强化了理论课程的知识,又培养了学生实践动手的能力。但目前很多高校对于这些实验课存在不重视、设备老旧、实验内容实验考核方式及实验时间安排不合理等现象,导致学生完全没有... 实验课程对于高校电子电路类等理工科专业是必不可少的,既强化了理论课程的知识,又培养了学生实践动手的能力。但目前很多高校对于这些实验课存在不重视、设备老旧、实验内容实验考核方式及实验时间安排不合理等现象,导致学生完全没有学到知识,没有起到工程指导性作用。提出了基于虚实结合的混合式高校实验教学方法,通过合理安排实验内容,并与理论课程相结合,利用虚拟软件对实际实验进行仿真,不仅巩固了理论知识,同时可以对实验内容采用虚拟仿真来进行提前预习,减少了各种设计时间,并让学生能够直观了解所要做的实验。经过两年实验课程的验证,收到了较好的教学效果,学生既掌握了理论知识,又能高效地完成实验,值得在其他电子类实验课程推广。 展开更多
关键词 电子电路 实验课程 虚实结合 混合式
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基于Multisim放大电路的仿真分析 被引量：17
8
作者 李健明 彭仁明 《四川理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2006年第4期34-36,共3页
文章首先介绍了使用Multisim软件进行电子电路仿真的步骤,然后简要地介绍单管放大电路的工作原理和电路特点,最后使用教学软件Multisim2001对其进行仿真,分析仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明了Multisim在电子技术教学中具有非常重... 文章首先介绍了使用Multisim软件进行电子电路仿真的步骤,然后简要地介绍单管放大电路的工作原理和电路特点,最后使用教学软件Multisim2001对其进行仿真,分析仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明了Multisim在电子技术教学中具有非常重要的作用,并且比传统实验具有更多的优越性。 展开更多
关键词 MULTISIM 放大电路 仿真 静态工作点 动态分析
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基于蜣螂算法优化PI双闭环SPWM逆变器的设计
9
作者 李国洪 王光瑞 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期33-37,共5页
为了提高PI控制器的控制精度,提出一种基于蜣螂优化(DBO)算法的PI双闭环SPWM逆变器控制方法。通过模拟蜣螂的自然觅食行为,DBO算法能够有效地在参数空间进行全局探索和局部细化,其自适应的搜索策略和快速收敛特性使其在寻找最优PI控制... 为了提高PI控制器的控制精度,提出一种基于蜣螂优化(DBO)算法的PI双闭环SPWM逆变器控制方法。通过模拟蜣螂的自然觅食行为,DBO算法能够有效地在参数空间进行全局探索和局部细化,其自适应的搜索策略和快速收敛特性使其在寻找最优PI控制器参数时表现出高效性和准确性。通过在Matlab/Simulink中建立仿真模型并与PSO和MFO两个优化算法比较,结果表明,利用DBO优化的PI参数在双闭环逆变器的控制系统中具有更低的THD值和更好的稳定性能。 展开更多
关键词 DBO PI控制 SPWM 双闭环控制 逆变器 单位阶跃响应
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非整周期采样下的相敏接收器相位差测量方法研究
10
作者 刁艳美 陈美玲 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第2期109-115,共7页
相敏接收器相位差计算精度容易受谐波及非整周期采样影响,不利于轨道区段状态的判断。文中提出一种非整周期的高精度相位差计算方法。首先使用简化格型自适应滤波器对采样信号进行小步长、快速收敛的滤波,求出采样信号实际频率;其次,对... 相敏接收器相位差计算精度容易受谐波及非整周期采样影响,不利于轨道区段状态的判断。文中提出一种非整周期的高精度相位差计算方法。首先使用简化格型自适应滤波器对采样信号进行小步长、快速收敛的滤波,求出采样信号实际频率;其次,对齐采样数据,使其整周期化;然后,对2路信号进行Hilbert变换,利用互相关函数及反三角函数得出相位差;最后,进行实验测试。结果表明:该方法能够在长持续时间下准确追踪被采样信号频率,能有效抑制端点效应,相位差计算结果误差小于0.000 1°。 展开更多
关键词 相敏接收器 非整周期采样 相关函数 相位差计算
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一种基于蓝牙Sig Mesh技术的停车位地锁控制板设计
11
作者 徐挺 《电子器件》 2025年第4期752-759,共8页
针对当前市场品牌地锁仅支持短程点对点控制的局限,设计了一款集成Sig Mesh蓝牙芯片的新型地锁控制板,其结构能装入当前主流品牌地锁控制盒,替换原旧款,功能上实现地锁与对应蓝牙网关的Mesh自组网,进而与阿里云端服务器通讯,实现云对多... 针对当前市场品牌地锁仅支持短程点对点控制的局限,设计了一款集成Sig Mesh蓝牙芯片的新型地锁控制板,其结构能装入当前主流品牌地锁控制盒,替换原旧款,功能上实现地锁与对应蓝牙网关的Mesh自组网,进而与阿里云端服务器通讯,实现云对多远程控制。该设计为今后智能共享停车位商业模式提供技术支撑,应用前景广阔。 展开更多
关键词 停车位 地锁 Sig Mesh蓝牙 物联网 阿里云 EMQX
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触摸振动反馈模拟教学实验平台设计与实现
12
作者 周强 张雨含 《科技创新与应用》 2025年第1期45-48,共4页
设计并实现基于国产GD32 MCU的触摸振动反馈模拟教学实验平台。该平台采用GD32 MCU通过RS232串口接收触摸屏的点击触摸动作,通过控制微型线性振动电机的运动对触摸后的手感效果进行模拟。同时,研究PWM频率、占空比、持续时间等不同控制... 设计并实现基于国产GD32 MCU的触摸振动反馈模拟教学实验平台。该平台采用GD32 MCU通过RS232串口接收触摸屏的点击触摸动作,通过控制微型线性振动电机的运动对触摸后的手感效果进行模拟。同时,研究PWM频率、占空比、持续时间等不同控制参数对触觉反馈模拟效果的影响。教学实验平台具有知识点综合性好、小型化、实验效果易于体验,可以用于电工电子类课程的课堂演示实验、本科课程设计、学生创新实践等教学环节。 展开更多
关键词 触摸振动反馈 线性振动电机 MCU 教学实验平台 设计与实现
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射频阻抗开路器几何尺寸的确定与验证
13
作者 王文娟 褚楚 +1 位作者 孟可悦 邢容 《计量与测试技术》 2025年第5期31-34,共4页
本文基于射频阻抗测量技术,针对开路器的结构、传输线长度与延迟时间的关系、仿真与几何尺寸确定、延迟时间测量等问题,介绍了传输线长度在设计仿真与实际应用时产生的不同效应,并通过测量延迟时间,进一步确定了实际电长度与设计长度之... 本文基于射频阻抗测量技术,针对开路器的结构、传输线长度与延迟时间的关系、仿真与几何尺寸确定、延迟时间测量等问题,介绍了传输线长度在设计仿真与实际应用时产生的不同效应,并通过测量延迟时间,进一步确定了实际电长度与设计长度之间存在的偏差,从而为修正传输线偏移长度,确保复现阻抗量值的准确性提供参考。 展开更多
关键词 射频阻抗 开路器 传输线 电长度 延迟时间
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一种零中频I/Q盲校准算法的设计与FPGA实现
14
作者 廖永波 李琅 +6 位作者 李林翰 梁江山 李孟优 陈蕊 陈雄飞 王盟皓 文武 《微电子学与计算机》 2025年第11期120-129,共10页
旨在硬件上验证实现一种基于FastICA算法的数字域校正方法,该算法通过分离混合信号中的独立成分,以补偿零中频的I/Q不平衡,同时引入微分思想,实时调整校正参数,以适应流信号的处理。通过仿真和硬件测试,验证了所提算法的有效性,结果表明... 旨在硬件上验证实现一种基于FastICA算法的数字域校正方法,该算法通过分离混合信号中的独立成分,以补偿零中频的I/Q不平衡,同时引入微分思想,实时调整校正参数,以适应流信号的处理。通过仿真和硬件测试,验证了所提算法的有效性,结果表明:在1MHz单音信号输入以及100MHz采样频率下,算法校正后镜像抑制比从13.5dB提升至55.8dB,硬件测试中提升至51.4dB。可见,该研究中设计的镜像抑制模块能有效抑制直流偏移和镜像干扰,提高零中频收发机的性能,证实了一种有效的I/Q不平衡校正方法。 展开更多
关键词 零中频 I/Q不平衡 FASTICA算法 FPGA实现
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水面小型无人清洁船的设计与研究
15
作者 王莉莉 付莹 辛雨 《中国新技术新产品》 2025年第8期37-39,共3页
目前,小型河流湖泊的垃圾清理主要以人工打捞为主,效率低下且存在安全隐患。本文设计了一款小型水面无人清洁船,清洁船结构包括收集系统、存储系统、船体系统和控制系统4个部分。清洁船按规划路线航行,收集系统收集航线上的垃圾,存储系... 目前,小型河流湖泊的垃圾清理主要以人工打捞为主,效率低下且存在安全隐患。本文设计了一款小型水面无人清洁船,清洁船结构包括收集系统、存储系统、船体系统和控制系统4个部分。清洁船按规划路线航行,收集系统收集航线上的垃圾,存储系统能够存储垃圾并识别满载,清洁船返航到达码头后精准定位卸载垃圾,继续返回上一个任务点清理水面垃圾,整个清理工作均无人工介入。清洁船利用太阳能给电池充电,清洁环保。本文设计的无人垃圾清洁船能够解决人工收集水面垃圾的效率低、劳动强度大和作业有风险等问题,具有一定的研究价值。 展开更多
关键词 垃圾清理 无人驾驶 清洁船
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高频电流模式磁通忆阻集成电路设计 被引量：1
16
作者 王强 蒋业文 《佛山科学技术学院学报(自然科学版)》 2025年第2期49-54,共6页
提出了一种基于电流传输器的忆阻集成电路,该电路采用电流模式,运用第二代电流传输器(CCII)电路,减少了无源元件的数量,展现了与理想记忆电阻器相似的特性,在相同极性的电压多次连续刺激下,忆阻器的阻值会持续递增或递减,并在高达150 M... 提出了一种基于电流传输器的忆阻集成电路,该电路采用电流模式,运用第二代电流传输器(CCII)电路,减少了无源元件的数量,展现了与理想记忆电阻器相似的特性,在相同极性的电压多次连续刺激下,忆阻器的阻值会持续递增或递减,并在高达150 M的频率下表现出良好的性能。所提出的忆阻电路基于SMIC180 nm CMOS工艺,采用1.2V双供电电源,可集成于芯片,使用Hspice仿真程序模拟电路在不同频率和电容条件下的性能,实现了200MHz的工作频率,且功耗仅为0.319mW。 展开更多
关键词 电流传输器 忆阻电路 集成电路
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电动汽车EPS系统模糊PID控制器设计及分析 被引量：1
17
作者 周云龙 李峰 张建国 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期163-166,170,共5页
为了提高电动汽车电动助力转向(EPS)系统控制能力,引入模糊PID控制方法克服被控对象缺少数学模型的缺陷,设计了模糊PID控制器。以Simulink完成仿真测试,得到EPS系统控制参数。研究结果表明:逐渐增大车速的过程中,EPS系统产生了更小的助... 为了提高电动汽车电动助力转向(EPS)系统控制能力,引入模糊PID控制方法克服被控对象缺少数学模型的缺陷,设计了模糊PID控制器。以Simulink完成仿真测试,得到EPS系统控制参数。研究结果表明:逐渐增大车速的过程中,EPS系统产生了更小的助力转矩,表明EPS系统可以适应汽车在高速行驶状态下满足路感的控制性能。提高方向盘转矩时,助力电机产生了更大助力转矩,EPS系统可以实现对汽车转向进行灵活控制的功能。与传统PID相比,模糊PID获得了更小超调量,大幅降低调整时间,使EPS系统获得更优助力效果。以模糊PID方法进行控制时系统能够根据不同的外界干扰快速完成调整过程,使EPS系统获得更强抗干扰性能。该研究模糊PID都可以快速产生稳定助力转矩,充分适应复杂的转向控制要求,对提高电动汽车转向控制精度具有一定的理论支撑。 展开更多
关键词 电动汽车 电动助力转向 模糊PID 控制器 仿真分析 抗干扰
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蓝牙模块串口通信的设计与实现 被引量：90
18
作者 张群 杨絮 +1 位作者 张正言 陆起涌 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第3期79-82,共4页
蓝牙技术是一种适用于近距离的无线通信技术,具有安全性高和受干扰性小的特点。通过单片机对蓝牙模块进行开发,建立蓝牙模块与蓝牙手机之间的通信,实现蓝牙手机对单片机和蓝牙模块系统的控制。同时,蓝牙模块具有与特定蓝牙设备绑定的功... 蓝牙技术是一种适用于近距离的无线通信技术,具有安全性高和受干扰性小的特点。通过单片机对蓝牙模块进行开发,建立蓝牙模块与蓝牙手机之间的通信,实现蓝牙手机对单片机和蓝牙模块系统的控制。同时,蓝牙模块具有与特定蓝牙设备绑定的功能,将其运用在嵌入式安全系统中,可大大提高系统的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 串口通信 蓝牙协议 蓝牙固件 HCI接口
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基于STM32的数字源表系统设计 被引量：1
19
作者 孟皓森 苏淑靖 +1 位作者 亢叶飞 杜子桥 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第1期39-44,78,共7页
为了提供可靠、精确的电流和电压输出,缩短测试时间。文中计了一种由主控芯片STM32F103、D/A转换模块、输出电压反馈模块、输出电流反馈模块、钳位保护模块、AD采集模块等组成的高精度数字源表系统。通过数模转换器AD5686设定电压与电流... 为了提供可靠、精确的电流和电压输出,缩短测试时间。文中计了一种由主控芯片STM32F103、D/A转换模块、输出电压反馈模块、输出电流反馈模块、钳位保护模块、AD采集模块等组成的高精度数字源表系统。通过数模转换器AD5686设定电压与电流,采用闭环反馈控制将设定的电压电流与反馈模块的电压电流进行比较,实现电压电流的高精度输出并通过模数转换芯片AD7175实现对电压电流的测量。测试结果表明:其输出电流范围为-100~+100 mA,分为10μA~100 mA,5档量程,每档量程的电流分辨率为0.01%,误差在0.01%~0.1%之间;电压范围-5~+5 V,电压分辨率为0.01%,误差小于0.1%。 展开更多
关键词 数字源表 高精度 多档位 闭环控制
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系统封装高速链路中跨层信号通路与配电网络协同分析 被引量：1
20
作者 李涛 缪旻 《固体电子学研究与进展》 2025年第1期59-66,共8页
针对高速链路信号通路中典型的垂直过孔互连结构和配电网络电源/地平面对的信号完整性(Signal integrity, SI)与电源完整性(Power integrity, PI)问题进行了研究,分析了其电磁耦合机理,提出了一种流程相对简单、资源开销小、建模效率高... 针对高速链路信号通路中典型的垂直过孔互连结构和配电网络电源/地平面对的信号完整性(Signal integrity, SI)与电源完整性(Power integrity, PI)问题进行了研究,分析了其电磁耦合机理,提出了一种流程相对简单、资源开销小、建模效率高的协同分析方法。以在研的某型复合陶瓷SiP样品中信号通路和配电网络结构的设计为例,对所提出的协同分析方法的有效性进行了验证。 展开更多
关键词 协同分析 信号完整性 电源完整性 高速链路 系统封装
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