| 词条 | 合肥工业大学DSP实验室 |
| 释义 | 合肥工业大学电气与自动化工程学院DSP实验室位于合肥工业大学逸夫科教楼303和305室，是合肥工业大学－美国德州仪器数字信号处理方案实验室，也是合肥工业大学与美国ADI公司联合DSP实验室。 简介多年来，实验室一直致力于自动检测技术、数字信号处理方法和DSP技术的研究、开发和教学工作。 研究方向传感器静态特性研究针对物理量传感器结构复杂、参数较多的情况，采用数值分析方法，建立较为准确的数学模型。采用多目标优化方法和人机对话式的计算机辅助设计方法，确定传感器最佳的结构和参数，提高测量精度。具体研究容栅传感器、电感式位移传感器、压力传感器和力传感器等。特别是容栅传感器方面的研究成果在多家单位应用，获国家机械工业局科技进步二等奖。 传感器动态特性研究分别针对机器人多维力传感器和与汽车发动机相关的传感器，进行动态实验、建模和校正的研究。采用系统辨识和基于函数联接型神经网络方法，建立多维力传感器的动态数学模型。针对传感器动态响应速度慢、不能满足实时测控要求的问题，研制以DSP为处理核心的实时动态校正系统。提出多维力传感器的动态解耦－补偿方法，同时解决动态耦合和动态响应速度慢这两个关键问题。提出两种动态非线性的校正方法，解决了传感器的动态非线性问题。先后得到“863”计划、国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的资助，论文发表在IEEE Trans. on IM、Review of Scientific Instruments和Sensors and Actuators A等学术刊物上，成果应用于中科院合肥智能机械所为航天部门研制的三种不同规格的六维腕力传感器上，使其动态响应时间由原来的20-100毫秒缩短为5毫秒，获安徽省自然科学二等奖。 流量计数字处理方法和系统针对流量计在信号处理方面存在的缺陷，选涡街流量计和科里奥利质量流量计为具体研究对象，分别采用FFT方法、自适应陷波方法、数字跟踪滤波方法和小波变换等方法，处理流量传感器的信号；研制基于DSP的二次仪表，实现实时处理和仪表小型化，具有现场测量精度高、抗干扰能力强和量程比宽的特点。得到机械工业技术发展基金、教育部骨干教师资助计划和合肥市重点科研计划等的资助。论文发表在IEEE Trans. on IM、Review of Scientific Instruments和Measurement等，获安徽省自然科学三等奖。成果在安徽佳通轮胎有限公司、江苏宜兴仪表厂和重庆耐德正奇流量仪表有限公司等单位应用。 多传感器数据融合技术提出基于多传感器数据融合的多维腕力估计方法，根据手爪上的多个指力传感器输出的变化量，间接测量手爪抓取物体时腕部受力的信息，保证机器人操作的安全。研制基于DSP的多传感器数据采集、融合和数据传输系统，应用于航天工业总公司某研究所的空间机器人手爪上。论文发表在Measurement等学术刊物上。 基于FPGA的视频信号处理技术研究LCD等先进平板显示器的信号转换、控制和驱动技术，研制以DSP或FPGA为处理核心的信号处理和驱动系统，应用于军事装备上。用军品级的FPGA研制军用液晶显示器的控制卡，使其适用于高低温（-40～65℃）和特殊光照条件（过亮/过暗）的作战环境，已装备在军用飞机上。 无线传感器网络通过无线方式，将很多个传感器节点组织成网，应用到人们所不能到达的地方或不适于布线的环境。主要研究通讯协议、网络的自组织、自适应、低功耗等问题。 研究成果1.实验室自制C2000 DSP试验箱 实验室研制的“TIC2000DSP实验箱” 参加首届全国高等学校自制教学仪器设备研究成果展示会，获教育部高等学校实验室建设指导委员会、教育部高等学校实验教学指导委员会和中国高等教育学会实验室管理工作分会共同颁发的“自制教学仪器设备成果奖”。 2.数字式科里奥利质量流量变送器 科里奥利质量流量计是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。当流量管以固有频率振动，无流体流过时，两路传感器输出信号是同相位的，当有流体流过时，两路信号间会产生相位差，相位差与质量流量成正比。二次仪表即变送器的作用一方面为激振器提供激振信号，另一方面对两路传感器信号进行处理得到流量信息。系统基于TI公司TMS320F28335浮点DSP的开发板研制。 驱动电路是变送器的关键部分，要求能快速起振，稳定流量管振幅。传统的模拟驱动方式起振慢，不能用于流体密度变化快的场合，如批料流、两相流，所以我们研制了数字式的驱动方式。这套系统的驱动电路集模拟驱动、基于MDAC的半数字驱动以及基于波形合成的全数字驱动于一体，便于比较各自的优缺点。 数字信号处理用高采样频率对传感器输出信号采样，然后用多抽一滤波器进行抗混叠滤波和抽取,增强了对噪声的抑制，同时减少计算量；然后采用格型自适应谱线增强器，估计信号的频率，并滤除噪声，该方法有稳定的结构，计算较简单，且初始值较易选择，精度比较高；最后采用计及负频率影响的DTFT递推算法计算两路信号之间的实时相位差,再通过频率和相位差计算出时间差,从而求得质量流量。 研究团队徐科军 工学博士，教授，博士生导师。曾经被机械工业部和安徽省评为首批高校跨世纪学科带头人培养对象，被国 家人事部评定为国家“百千万人才工程”人选，获政府特殊津贴，被教育部评为高校优秀骨干教师，入选安 徽省高等学校“十五”优秀人才计划。 黄云志 工学博士，副教授。主要从事数字信号处理、DSP技术、智能仪表及系统仿真的研究。 赵锐 2005年毕业于合肥工业大学自动化所，获硕士学位。 王海欣 1998年本科毕业于东南大学。1998-2002年在烟台东方电子信息产业集团公司从事变电站综合自动化研发工作。 2003年调至合肥工业大学电气与自动化工程学院中心实验室工作。2009年获硕士学位。 |
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