基于磁致伸缩式超声导波测温技术基础研究

温度是科学研究中最普遍的物理量,也是生产精密仪器的重要参数,然而国内对于高温环境除热电偶测温传感器外尚无可靠的原位测试方法。依据超声导波测温的原理,设计出一套基于磁致伸缩效应的超声导波测温装置,测试了该装置在常温以及常温(12℃)~600℃的运行情况。实验表明,该装置可以在高温环境下稳定运行,并且得到常温(12℃)~600℃范围内的起始声波和端面回波之间时间间隔△t与介质温度之间的对应关系,为2 000℃以上的高温测量奠定了基础。     

基于MRAS的感应电机无传感器控制策略优化

传统感应电机无传感器控制策略采用基于电压模型的转速辨识方法,存在积分初始值误差和直流偏置问题,从而影响转速跟踪效率和观测精度。针对这一问题,用滤波环节替代原有纯积分器并增加反馈补偿,提出了一种改进型基于转子磁链的模型参考自适应系统(MRAS)方法。在此基础上,通过MATLAB/SIMULINK平台搭建数学模型,对改进型基于转子磁链的MRAS法和传统MRAS法进行了仿真研究。仿真结果表明:改进型转子磁链MRAS法能够快速准确辨识电机转速,具有较强的鲁棒性和较好的动静态性能。     

RGB-D传感器的标定实验分析

分析了RGB-D传感器的标定模型及标定方法,利用标定棋盘和Matlab工具箱对RGB-D传感器进行了标定。采用摄像机标定方法计算了彩色摄像机和深度摄像机的初始化参数,根据标定棋盘和标定板的共面关系计算了相对位姿的初始估计值,并采用非线性最小化方法对标定参数进行了优化。实验结果表明:标定后的彩色图像和深度图像的重投影误差较小,深度测量不确定性标准差比标定前约减小了1/2,有效地提高了RGB-D传感器的测量精度。     

光纤陀螺一维惯性角度测量误差标定技术研究

针对光纤陀螺的一维惯性角度测量系统长期工作时产生较大的随时间累积误差,提出了一种新型角度测量误差的实时标定方法。此方法基于光学三角法测距的原理,利用2个激光位移传感器测量的位移实现角度的实时测量,在高精度转台上对测试系统进行了实验验证,通过最小二乘拟合法对误差进行了补偿。实验结果表明,该系统的角度测量范围±10°,角度测量精度±0.005°,为光纤陀螺在长时间角度测量方面提供了角度基准。该标定技术使用非接触光学测量方法,对被测物体表面无损伤。     

基于超动态测试系统的压力传感器标定技术研究

针对油气爆炸发展过程中压力测量的需要,提出了一种压力传感器标定的新方法。该方法基于超动态测试系统,操作简单,精度可靠,并采用最小二乘法对各测试点进行了拟合,得到了压力传感器的标定系数和其它基本性能指标,保证了测试过程中压力的准确性和精度。可在其它类似的测试系统中应用。     

EKV红外探测器的温度分辨能力初步分析

从双波段红外测温的原理入手,分析了导弹防御系统EKV红外探测器对中段飞行目标的温度分辨能力,指出目标在探测器2个工作波段的发射率之比是影响探测器温度测量精度的最大因素.在假定条件下的蒙特卡罗计算表明,EKV的温度测量误差约10.8 K;当目标间的温度差别小于11.8 K时,EKV就无法分辨出哪一个目标的温度更高(均为95%的置信概率).     

无线传感器网络中多传感器动态自适应调度算法

无线传感器网络中,目标跟踪往往通过节点之间的协作完成。在无迹变换卡尔曼滤波基础上,提出一种多传感器动态自适应调度算法进行目标跟踪。该方法根据预测跟踪精度来确定采样间隔,然后基于特定的检测概率,为下一时刻选择一组传感器,形成一个临时工作组,并指定某一个传感器作为中心节点进行数据融合。仿真结果证明了该算法能有效提高跟踪精度和可靠性。     

三轴磁阻电子罗盘设计

研制了一种基于磁阻传感器和MEMS加速度计的三轴磁阻电子罗盘,包括电子罗盘的工作原理、硬件设计以及软件算法流程.航向角、俯仰角和翻滚角是罗盘系统的主要技术指标,介绍了利用该系统测量航向角的原理和在O°～360°之间显示的计算表达式.利用现场的采样数据对罗差进行校正,罗盘系统精度可从±35.7°提高至±1°左右.实验证明,该系统可用于普通导航领域.     

卧式混合机搅拌药浆温度的测量

文中解决了100升卧式混合机搅拌固体推进剂药浆的温度远距离自动测量的技术关键——测温点的选择和测温头外形、尺寸及安装结构的确定,从而实现了药浆搅拌温度的自动测量。本文还对测温头插入误差作了计算。     

相干反斯托克斯喇曼光谱测量技术

根据燃烧诊断的需要 ,研究了理论相干反斯托克斯喇曼光谱 (CARS)与温度、浓度和压力的关系 ,在液化石油气 /空气预混火焰中进行了氮分子CARS测温实验。结果表明 ,CARS是一种很有前途的发动机燃烧诊断技术     

装甲车轮毂电机自适应预测控制

针对经典有限集模型预测控制(FCS-MPC)算法在无位置传感器控制应用场合依赖电机参数匹配精度等问题,提出一种参数自适应设置改进的FCS-MPC预测控制算法,算法将系统干扰等未建模因素折算为改进模型的等效电压总误差,并依据Popov超稳定性定理推导出改进模型参数的自适应律,实现等效总误差和总电感在线辨识估计,进而推导出电机转位置观测器的辨识表达式,实现改进算法的自适应预测控制,结合补偿后低能滤波和均值修正有效消除直流偏置量,进一步提高位置观测精度.仿真实验结果表明,改进算法在电机不同工况和负载下能准确估计转子的位置,验证了算法的有效性.     

含有多普勒频率的毫米波/红外融合滤波算法

由于毫米波雷达(MMV)和红外(IR)两种传感器在跟踪目标方面具有各自的优势,故使用两种传感器进行数据融合可以得到较单一传感器更高精度的目标数据,从而提高滤波精度。针对上述两种传感器的特点,对采样数据进行时空对准,结合UT变换思想,并在此基础上提出一种含有多普勒频率的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法。新算法较单一MMV或者IR传感器滤波算法精度有了明显提高,并且较MMV/IR融合的传统扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的精度也有提高。仿真结果证明了新算法的有效性和合理性。     

无位置传感器开关磁阻电机的转子位置检测与启动

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机(SRM)无迟滞启动转子初始位置的估算方法,通过向电机定子相绕组注入瞬时(0.5 ms)测试脉冲来准确估算转子初始位置,从而实现转子处于任何位置时的无迟滞启动,详细的仿真分析证实了该方法的可行性,并且实验效果较好,进一步证实了该方法的有效性。     

温度和压力对玻璃纤维增强环氧复合材料吸湿特性的影响

采用称量法研究了温度、压力对浸泡在水中的GF/E-51试件吸湿性的影响;通过短梁剪切实验研究了温度、压力和浸泡时间对GF/E-51剪切强度的影响,使用体视显微镜观察了浸泡60d后GF/E-51的截面形貌。结果表明:温度对试件的吸湿影响较大,与30℃时相比,50℃时的平衡吸湿量增了145.0%,扩散系数增加了47.6%,50%吸湿量以前的平均吸湿速率增加了3倍,温度升高,加速了GF/E-51试件吸湿由Fick扩散到非Fick扩散的转变;压力对复合材料吸湿及吸湿试样的剪切强度有明显的影响:压力升高,抑制了树脂基体的溶胀,延缓了GF/E-51试件吸湿由Fick扩散到非Fick扩散的转变,减轻了溶胀对剪切强度影响,浸泡60d后,剪切强度保留率保持不变,但5atm/30℃水中试件剪切强度保留率比1atm/30℃条件下高3.97%、比1atm/50℃条件下高5.17%。     

电传动车辆轮毂电机无位置传感器控制研究

为提高电传动装甲车辆运行可靠性,提出一种基于脉振高频注入法进行转子位置辨识的轮毂电机控制策略。在永磁同步电机最大转矩电流比和弱磁控制的基础上,将位置辨识算法运用到控制系统并进行仿真分析。仿真结果表明:在电机起动加速阶段和转矩突变等工况下,该算法能够准确辨识出转子位置和电机转速,与使用传感器来获得转速的方式比较,基本能获得相同的控制效果,为进一步提高装甲车辆可靠性提供了可行方案。     

TEDS技术在加速度传感器数据校正中的应用

提出一种利用传感器电子数据表格技术改善加速度传感器动态性能的办法。传感器标定时，其相关的特征参数被储存在传感器电子数据表格中；测试初始化时，每个传感器的特征参数被读入测试系统，指导系统自动完成其数学模型的建立，并在测试时进行实时数据校正。实验证明传感器电子数据表格技术的引入提高了加速度传感器的工作频带带宽和动态响应速度等动态性能指标。     

石英/双酚E型氰酸酯复合材料的制备与性能

采用实验方法研究双酚E型氰酸酯树脂的黏度和固化特性,揭示催化剂对双酚E型氰酸酯树脂固化特性的影响规律;采用树脂传递模塑和真空导入模塑工艺制备石英纤维/双酚E型氰酸酯复合材料,并考察其力学性能。结果表明,双酚E型氰酸酯树脂室温至90℃范围内的黏度小于300 m Pa·s,凝胶时间大于10 h,起始固化温度、固化温度和终止固化温度分别为186±5℃,235±5℃和286±5℃;固化特征温度随着催化剂含量的增加而降低,直至催化剂饱和,其饱和范围为0.02%~0.03%,可使双酚E型氰酸酯树脂体系的固化温度降低约60℃,从而避免爆聚,实现液相法成型其复合材料;真空导入模塑工艺制备的石英纤维/双酚E型氰酸酯复合材料的力学性能明显优于树脂传递模塑制备试样。     

一种新的复合导引头多源异步信息融合精确拦截算法

针对单一制导体制难以满足现代战场作战需求，而多传感器数据更新率不同步的问题，建立一种新的微惯导/毫米波/红外复合制导体制，研究了该体制下多传感器异步信息融合的时间同步和空间配准问题；提出一种自适应Unscented卡尔曼滤波算法，该算法采用预测残差构造状态模型误差统计量，通过自适应因子调整状态模型信息对状态参数估值的贡献，有效控制状态模型噪声异常对状态参数估值的影响。将提出的算法应用到微惯导/毫米波/红外复合制导系统中进行仿真验证，结果表明，提出的自适应Unscented卡尔曼滤波算法的解算精度高于标准扩展卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波算法，能有效提高导弹的制导的解算精度。     

基于跟踪精度控制的多传感器管理方法

针对地面机动目标跟踪过程中的多传感器管理问题展开了研究，设计了一种基于跟踪精度控制的多传感器多目标分配方法。首先，在考虑目标与目标之间、目标与传感器之间和传感器与传感器之间等的多种约束条件下运用基于协方差控制的思想建立了多传感器多目标分配问题的优化模型；接着将等价伪量测的异步融合算法与IMM算法结合，计算各目标在不同融合周期的跟踪精度估计值；最后，以目标的跟踪精度需求为出发点，结合蚁群算法的思想，设计了一种求解所建立的多传感器多目标分配问题的优化模型的算法。仿真结果表明：该管理方法能在确保跟踪精度需求的前提下，根据对各目标跟踪任务的重要程度，合理地调度传感器资源。     

基于线性混合盲分离模型的电机故障诊断方法

基于定子电流信号的频谱分析方法诊断电机故障,其检测的精度易受到噪声干扰及频率分辨率的限制。为解决这一问题,提出了一种基于线性混合盲分离模型的电机故障诊断方法。该方法采用固定点算法从电机的定子电流信号中分离出故障特征信号,由观测信号估计出混合矩阵,据此计算故障特征信号的幅值,再根据幅值在电机正常和故障状态下的变化实现对电机故障的诊断。以电机转子故障为例进行了实验,结果表明:该方法可实现转子断条故障的可靠诊断,并且在短数据条件下,也能取得较好的诊断效果。