基于原子力显微镜的自动控制教学实验系统

在商用原子力显微镜的基础上,开发了微纳尺度实时控制教学实验系统。该系统基于“快速原型”的原则进行构建,使用Matlab-xPC Target的宿主机-目标机结构实现实时控制器。通过在宿主机上进行Simulink编程,可以灵活地在目标机中实现自动控制算法,在目标机对原子力显微镜进行实时控制下,完成微纳尺度成像和刻写。该系统不仅有助于提高学生对自动控制原理、计算机控制系统、线性系统理论等课程的学习兴趣,深化对所学理论知识的理解,而且增进了学生对微纳尺度仪器与设备的认识。     

凝视型激光成像系统设计研究

随着近年来激光成像系统的发展,无扫描成像激光机制已成为该领域研究热点,一直受到各国科技人员的关注。本文设计了一种凝视型激光成像系统,介绍了其工作原理,系统主要构成,同时研究其关键技术,获得探测目标的伪彩色距离图像。该研究成果可应用于城市测绘、电力管线选址及设计、水下探测、测污等领域,具有广阔的应用前景。     

空间站移动机器人无线控制系统设计

针对空间站移动机器人的工作特点、环境以及增强移动机器人应对突发问题的能力,设计了一种移动机器人无线控制系统。该系统主要包括PC上位机、无线收发模块、下位单片机、双目立体摄像机、超声测距传感器、电机驱动器。该控制系统基于上下位机的集成模式,下位机负责Bumblebee2双目立体摄像机和超声测距传感器信息采集、指令接收、功能执行等;上位机负责数据显示与存储、指令发送等。上下位机之间采用串口通信方式,利用无线收发模块可以方便地实现PC机与移动机器人之间的通信,从而实现对移动机器人的实时无线控制。     

采矿计算机模拟系统的设计开发及在教学中的应用

采矿计算机模拟系统是针对采矿专业特点开发的教学软件,以立体、动画、录像等多媒体方式展示现代化矿井的生产过程.本文介绍了该系统的结构、特点、功能设计与实现方法.     

用PC机控制炉温的控制实验系统

用PC机做控制器构成的计算机控制系统具有编程方便，便于改变控制算法等许多优点，但容易损坏PC机，为此我们对一些器件进行了改进，构成了炉温实验系统，本文主要介绍该系统的基本组成及工作原理。     

基于机器视觉的奶粉盖信息缺陷筛选实验教学平台设计

文章介绍了所开发的生产线中奶粉盖信息提取及缺陷检测实验平台.该平台由下位机和上位机两部分组成,主要针对奶粉盖印刷错误进行筛选.下位机由成像系统、流水线控制系统以及剔除缺陷产品动作系统组成.上位机主要由人机交互界面、奶粉盖字符信息和二维码信息提取系统组成.在VS2017+Opencv4.1+Zbar的环境下运行,利用人机...     

便携式自动控制三维立体投影装置的设计和制作

该文设计和构建了一种新型的便携式自动控制三维立体投影装置,由机械自动控制的开合式三维成像系统和投影源升降平台组成.成像系统为6片透明材质的等腰梯形薄板构成的六棱锥结构,其开合南单片机控制的机械系统实现;投影源位置调节由机械平台控制操控.该装置的设计和构建整合了光学物理实验、自动控制和计算机编程等方面的知识,达到了良好的...     

实验室中基于视景仿真的立体成像与显示技术

视景仿真技术是目前实验室投影显示技术发展的一个重要方向,本文从基本原理、实现方式、硬件构成等三个方面对视景仿真三维立体成像技术进行了探讨,其对于构建基于视景仿真技术立体投影系统具有一定的参考价值。     

立体几何图形展开问题的课件及其制作

立体几何图形展开问题是高中教学中的难点,一方面解决该类问题需要将三维立体图形化归为二维平面图形,而学生难以想象;另一方面,教师通过折纸或板书等传统教学方法难以清晰地揭示展开过程．如果运用课件,动态演示展开过程,将容易向学生展示解题思路．下面以解决“蚂蚁爬行最短路径”问题为案例,说明如何运用几何画板制作立体几何图形展开问题的课件及原理应用．     

基于DS18B20的温湿度采集系统设计

针对目前温湿度采集系统需求,设计由单总线数字式温度传感器DS18B20和STC90C52AD单片机组成的新型温湿度采集系统。介绍主要器件的结构和工作原理,给出系统的硬件设计及软件流程图。该系统具有数据采集准确、功耗低、方便与上位机通信等优点。     

微光成像实验平台的光路设计

将多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter, MPPC)应用于三维成像,MPPC与光学成像结构相结合,对微光成像实验平台进行了光路设计。该设计将平面探测改为实物立体探测,同时实现极低照度下的目标成像。设计了一个焦距范围为30～85 mm,视场大于20°,场曲小于2%的光学成像结构,并通过光学设计软件对光学结构进行优化,使其满足设计指标。搭建了二维微光成像系统进行实物物体探测。通过实验验证,该系统可以实现10~(-4) lx以及更低照度的微光环境下,40 cm距离的目标物体的二维成像。     

虚实一体的原子力显微镜实验系统

研究开发了虚实一体的原子力显微镜实验系统,由AFM原理演示及模拟扫描软件系统、AFM模拟演示探头系统和AFM实验仪器装置等部分组成。开展了AFM实验背景的介绍、相关原理的仿真演示、AFM操作的模拟训练、AFM模拟扫描成像实验数据的测量及相关的实验研究。实现了对学生进行创新思维、操作技能、知识整合等各种层次的训练,并建立了"回顾历史、触摸现在、遇见未来"的四维空间物理实验教学模式,具有低成本、多功能和高效率等特点。该虚实一体的AFM实验系统已在我校得到很好的推广与应用。     

自动调线机控制系统选针器定位的实现

设计了一种基于单片机的自动调线机控制系统,介绍了系统的各个组成部分及工作原理,详细设计了增量式旋转编码器对自动调线机的选针器准确定位的方法,实例证明该定位方法能够使系统准确、稳定地工作。     

基于VR虚拟技术的数据中心3D可视化展示系统设计

为更清晰地展示数据中心资源并达到立体展示效果,引入VR虚拟技术,研发了数据中心3D可视化展示系统。系统根据用户需要,确定数据中心3D可视化展示系统的框架结构;选择高性能的VR设备、VR引擎、I/O设备等作为系统硬件;结合VR虚拟技术,构建数据中心3D场景模型;设计人机交互界面,完成对数据中心的3D可视化展示。通过对比分析,新系统具备更高的分辨率,展示更清晰,能够为用户带来更优质的沉浸式体验,有助于提高数据管理的高效性与便捷性,实际应用前景较为广泛。     

模型机演示系统辅助计算机组成原理教学的方法

根据多年来计算机组成原理课程的教学实验情况,提出了一种用模型机演示系统辅助计算机组成原理教学的方法。该方法是在EDA平台中用软件实现硬件实验箱模型机的功能,并将设计过程录制成视频,形成一套完整的演示系统。在理论教学中引入该演示系统,使教学内容与实验内容直接相关,有助于学生真正理解原理并对小学期自行设计模型机打好基础。该方法已应用到实际教学中,取得了良好的教学效果。     

柱镜光栅在立体画中的应用

人的立体视觉产生的原因是人的双眼同时观看物体时在左右眼的视网膜上形成的像存在像差。依据仿生学原理，只要给双眼提供观察物体时存在像差的同步图像信息，就可以得到立体图像。传统的立体成像方法都需要借助工具才能观察到立体图像，而柱镜光栅成像法不需要借助工具，用肉眼直接观看就可以得到立体图像。柱镜光栅成像法应用了柱镜光栅对光线的折射作用，使平面图像上各像点发出的光只能按特定的方向出射，而不是向四周出射，这样具有像差的同步图像信息就可以分别进入人的左眼和右眼，经过大脑的分析处理后就得到了有一定深度感的立体图像。     

基于数字星球系统的建构主义对话课堂

正数字星球系统(全球多媒体球幕投影演示仪)是信息时代最先进的教学仪器之一,也是目前国内唯一实现三维立体动态展示的教学仪器。它集精密光学技术、计算机三维图像处理技术、网络多媒体技术等众多先进科技于一体,通过软件控制平台、资源软件和数字视像圆球体屏幕,融合多媒体信息、实时互动演示及屏中屏功能,实现学科整合、配套资源开发,瞬间以立体模式展示天文、地理信息,使我们能够从全球、整体、综合和区域的角度研究、探索宇宙空间环     

基于LabVIEW的柴油机部分流等动态排气微粒采样系统设计

介绍了柴油机部分流等动态排气微粒采样系统的结构及工作原理。电控系统采用上、下位机分离的设计,为实现等动态采样,基于PID算法构建了压差稳定性的控制策略,完成了以飞思卡尔单片机为核心的硬件电路设计,并利用Lab VIEW图形化编程语言实现上位机程序编写,该控制程序具有RS-232串口通信、监测控制及自主存储等功能。结果表明:由单片机采集的信号通过RS-232串口通信协议及自定义数据格式,可以实现上、下位机间的数据双向传输;用户通过上位机程序界面能够方便地向下位机发送不同的设置信息和操作指令,并可以随时监测、存储系统的工作状态;经通讯试验验证了电控系统功能匹配性良好,具有一定的研究前景与应用价值。     

基于ITK和VTK的三维成像实现

介绍了Fast Marching快速行进图像分割和Marching Cubes步进立方体2种算法的原理,利用ITK的图像读取与处理功能及VTK在可视化方面的突出能力,将二者有机地集成起来,通过ITK和VTK实现这2种算法,最终生成三维立体医学图像。实验结果验证了该方法可以得到病理部位的详细特征,在医学图像三维成像方面有良好的性能。     

自动切块成型机控制系统的通信技术

设计了一种基于单片机的自动切块成型机控制系统,介绍了系统的各个组成部分及工作原理。针对该系统采用上、下位机模式通信的结构特点和功能需求,设计了通信协议的数据帧格式及通信的关键技术。实践证明,应用该通信技术能够使系统准确、稳定和高效的工作。