| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第10-12页 |
| 1.2 氦光泵磁力仪的发展背景与研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.1 国内发展现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 国外发展现状 | 第13-14页 |
| 1.3 本文研究目的及意义 | 第14-15页 |
| 1.4 本文的研究内容 | 第15-17页 |
| 第二章 氦光泵磁力仪的原理 | 第17-28页 |
| 2.1 氦光泵磁力仪的工作原理 | 第17-24页 |
| 2.1.1 氦光泵磁敏传感器的原理 | 第17-19页 |
| 2.1.2 传感器的组成结构 | 第19页 |
| 2.1.3 氦光泵磁敏传感器输出信号特征分析 | 第19-22页 |
| 2.1.4 检测系统的原理 | 第22-24页 |
| 2.2 氦光泵磁力仪与锁相环 | 第24-28页 |
| 2.2.1 锁相环的组成 | 第24-25页 |
| 2.2.2 氦光泵磁力仪与锁相环的对应关系 | 第25-28页 |
| 第三章 传感器模拟装置设计与实现 | 第28-35页 |
| 3.1 氦光泵磁敏传感器在验证检测系统时的局限性 | 第28-29页 |
| 3.2 传感器模拟装置的原理 | 第29-30页 |
| 3.3 调频信号放大整形电路设计 | 第30-31页 |
| 3.4 基于 FPGA 的调制域测频器设计 | 第31-32页 |
| 3.4.1 调制域测频技术的原理 | 第31-32页 |
| 3.4.2 游标内插法计算τn | 第32页 |
| 3.4.3 零空载时间计数器 | 第32页 |
| 3.5 磁共振信号的实现 | 第32-35页 |
| 3.5.1 磁共振信号的输出方式 | 第33-34页 |
| 3.5.2 磁共振信号输出电路设计 | 第34-35页 |
| 第四章 频率跟踪锁定技术的实现 | 第35-54页 |
| 4.1 数字控制器的原理 | 第35-37页 |
| 4.2 基于 FPGA 的 PID 控制器设计 | 第37-43页 |
| 4.2.1 PID 控制器的模块化实现方法 | 第37-38页 |
| 4.2.2 偏差模块设计 | 第38页 |
| 4.2.3 比例模块设计 | 第38-39页 |
| 4.2.4 积分模块设计 | 第39页 |
| 4.2.5 微分模块设计 | 第39-40页 |
| 4.2.6 求和模块设计 | 第40页 |
| 4.2.7 带符号乘法器设计 | 第40-41页 |
| 4.2.8 控制器整体仿真 | 第41-43页 |
| 4.3 氦光泵磁力仪控制系统模型的建立 | 第43-46页 |
| 4.3.1 控制系统的线性化 | 第44-45页 |
| 4.3.2 控制系统线性化模型 | 第45-46页 |
| 4.4 PID 控制器参数整定 | 第46-52页 |
| 4.4.1 离散 Ziegler-Nichols 方法的 PID 参数整定 | 第46-47页 |
| 4.4.2 控制方式的选取 | 第47-48页 |
| 4.4.3 控制系统动态性能仿真 | 第48-49页 |
| 4.4.4 闭环系统稳定性分析 | 第49-50页 |
| 4.4.5 PID 参数的选取原则 | 第50-51页 |
| 4.4.6 采样率的设定 | 第51-52页 |
| 4.5 调节量的截位方法 | 第52-54页 |
| 第五章 实验与测试结果 | 第54-63页 |
| 5.1 传感器模拟装置测试实验 | 第54-56页 |
| 5.1.1 磁共振信号检测实验平台 | 第54-55页 |
| 5.1.2 磁共振信号的波形检测 | 第55页 |
| 5.1.3 传感器模拟装置的频率锁定实验 | 第55-56页 |
| 5.2 共振线宽测试与频率调制深度的设定 | 第56-57页 |
| 5.3 噪声所占位数实验 | 第57-58页 |
| 5.4 验证磁场突变的阶跃属性 | 第58-60页 |
| 5.5 跟踪速度测试（动态测量） | 第60-61页 |
| 5.6 锁定精度测试（静态测量） | 第61-63页 |
| 第六章 总结与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 主要研究工作与成果 | 第63-64页 |
| 6.2 本文的创新点与工作展望 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-69页 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 | 第69-70页 |
| 致谢 | 第70页 |