军用车辆轮毂电机位置传感器故障检测及容错控制

针对电传动装甲车辆恶劣工况下轮毂电机位置传感器容易产生故障问题,基于脉振高频电压注入法构建了位置传感器故障检测及容错控制系统.通过分析故障时位置传感器输出信号出现的幅值不平衡故障或正交不完全故障,采用阈值检测法实现故障检测,并使电机由有位置传感器控制切换为无位置传感器控制.仿真及实验结果表明,故障发生时,系统能够迅速检测出故障并进行容错控制,有效抑制了电机转速及定子电流的持续振荡.     

一种消除直线永磁无刷直流电机边端效应对换相时机影响的方法

电磁弹射用直线永磁无刷直流电机的永磁体动子具有开断结构,使动子边端的磁场分布发生变形。当采用霍尔元件检测磁场实现换相时,这种边端效应就会影响换相时机。分析了这类电机的换相机理和动子开断结构对换相时机的影响,指出这类边端效应受极弧系数影响显著,并提出了利用不对称滞环比较器或简易单限比较器对霍尔输出信号进行处理从而消除这类边端效应影响的方法,实验验证了简易单限比较器方案的可行性。     

基于正交锁定差分放大器的巨磁阻抗（GMI）磁传感器

基于非晶丝的巨磁阻抗(GMI)效应,利用CoFeBSi非晶丝作为敏感材料,采用正交锁定放大电路和仪用放大器作为信号调理电路,设计了一种差分式高灵敏度GMI磁传感器。介绍了巨磁阻抗效应的基本概念和双非晶丝差分结构的磁敏探头,分析了基于正交锁定差分放大技术的信号调理电路的工作原理,并结合非晶丝两端输出信号的幅度和相位特性,提出了正交锁定放大器输出包络的近似计算方法。实验结果表明:在-2.0 Oe~+2.0 Oe的量程内,该GMI磁传感器灵敏度可达748mV/Oe,线性误差为0.98%FS,且噪声平均功率谱密度约为0.8nT/Hz1/2。     

基于修正的子空间正交测试宽带DOA估计方法

投影子空间正交性测试法(TOPS)是利用宽带信号多个频点的噪声子空间与信号子空间的正交性实现到达角(DOA)估计。在中等信噪比时该方法估计性能较好,而在其他信噪比条件下空间谱易存在多个"伪峰",算法性能依赖于参考频点的选择。针对该问题,提出了一种新的TOPS算法,该方法通过最大化各频率点信号子空间与噪声子空间特征值区分度选择参考频点,同时利用信号子空间投影代替其零空间投影,避免信号子空间估计误差导致空间谱中产生伪峰,最后利用子空间的正交性实现宽带DOA估计。仿真结果表明,相比于传统的TOPS算法,该方法在一定信噪比条件下,避免了伪峰的出现,提高了TOPS算法的估计精度和分辨率。     

混沌背景下基于神经网络的编码信号检测新方法

提出了一种混沌背景下的编码信号检测新方法。信号检测过程包含两个步骤:混沌信号的预测和检测判决。该方法利用非线性前馈神经网络进行混沌信号模型的创建,并采用13位巴克码作为编码信号。仿真结果表明,通过该方法进行编码信号检测可以得到较高的检测概率和较低的虚警概率,整体检测性能较高,并且对于不同信噪比的信号具有较强的鲁棒性。     

利用线阵CCD自动测量MSBS中悬浮模型的位置与姿态

以我国自行研制的磁悬挂天平系统为背景,主要研究了利用线阵CCD传感器构建MSBS的模型位置与姿态测量系统以及相应的传感器配置方案、信号转换、测量原理和测量流程等问题。该系统的位置与姿态测量系统以两组共5片线阵CCD作为MSBS中悬浮模型的5自由度位置与姿态传感器,以串联的多级惯性环节电路为脉宽-电压转换电路,将测量信号分别输入控制回路和校准测量回路。文中详细介绍了5片CCD传感器的配置方案及其测量原理,然后研究了使用多级惯性环节实现脉宽-电压信号的转换问题,并对该方案进行了理论分析和仿真,最后研究了利用CCD的测量信号反演悬浮模型位置与姿态的数学原理及其自动测量流程。     

自适应LMS和相关算法在GMI磁传感器信号检测中的应用

在GMI磁传感器的研制中,微弱磁场信号经常淹没于电路固有噪声中。当非晶丝GMI(GiantMagneto-Impedance)磁传感器的输出信噪比小于0dB时,常规的峰值检波方法无法检出传感器信号。针对此问题,提出了一种新的微弱信号(信噪比小于0dB)检测方法,利用LMS自适应滤波算法提取非晶丝GMI磁传感器输出信号的特征参数,将该特征参数与理想参数进行相关运算,并根据相关值的大小来确定信号大小,从而实现对微弱磁信号的测量。仿真结果表明,采用LMS自适应滤波算法和相关分析相结合的方法,对于传感器输出信噪比等于-10dB的微弱信号,根据相关值与外磁场大小的对应关系,仍然可以确定外磁场大小。     

分段供电切换传感器的在线故障诊断方法

分段供电切换传感器是多段直线电机控制系统的重要部件。针对其故障检测与定位的问题,提出一种切换传感器故障的在线诊断方法。对采集的传感器信号数据进行压缩,以提高计算的效率;研究切换传感器信号根据次级运动的变化规律,定义标准信号集合;给出计算传感信号差异度的方法,作为分析信号相似程度的量化指标;将问题表示为基于有向图的搜索问题,并根据问题的特点缩小搜索的范围;由此提出搜索算法,可以根据测量的传感信号时序估计传感系统的状态变迁过程;给出故障定位流程,利用算法估计的结果,根据系统标准信号集合进行故障定位。为了说明算法与预期结果的一致性,给出3个命题并进行证明;通过实验验证了故障诊断方法的有效性。     

基于压阻敏感元件的压力信号调理电路设计

针对压力信号测量中压阻式敏感元件的压力信号易受温度影响,并且压力信号中常常会混有噪声干扰信号的问题,设计了一种新的基于压阻式敏感元件的压力信号调理电路。该方案采用恒流源供电方式消除温度影响,通过放大电路将传感器输出的微弱信号放大,再经抗混叠低通滤波电路滤除干扰信号;并对压力信号调理电路中各个模块进行了理论分析和试验验证。通过试验表明:该信号调理电路将温度影响减小到0.01%,并且能够有效地滤除压力信号中的高频信号。     

基于小波神经网络的数据融合诊断系统

主要利用小波神经网络技术和信息融合技术,建立了基于小波神经网络技术的多传感器数据信息融合诊断系统.该故障诊断系统是将多传感器数据融合技术应用于故障诊断领域,利用数据在不同层次上的融合集成小波神经网络,通过信号的有效组合,用各种子小波神经网络从不同侧面进行故障诊断,最大限度地提高确诊率.并以液压泵为例对该故障诊断系统进行详细介绍     

位置随动系统动态性能自动检测研究

通过分析某型位置随动系统的组成和动态技术指标,提出了位置随动系统动态性能自动检测的设计方案和测试方法,利用信号仿真模块和基于DSP的高速数据采集与处理模块,建立了自动检测的硬件电路和软件结构,确定了测试位置随动系统的动态性能指标、测试方法和软件功能,实现了对某型位置随动系统动态性能的自动检测．     

新的IFF系统及其信号检测方法

介绍了一种新型敌我识别系统Mode 5 IFF,并分析了该系统的特点及信号产生流程。通过分析Mode 5 IFF系统询问及应答信号格式,提出了基于同步脉冲相关的Mode 5 IFF信号检测方法,该方法根据Mode 5 IFF信号同步脉冲数据一致性的特点,利用同步脉冲信号与所接收到的中频信号进行相关,取相关峰值达到Mode 5 IFF信号检测的目的。最后分析了该方法在"混扰"和低信噪比条件下的信号检测效果,验证了该方法的有效性。     

5级同步感应线圈发射试验装置及控制系统研究

基于同步感应线圈发射原理设计制作了5级电磁线圈发射试验装置,该装置采用光电传感器实时检测弹丸的位置,并将该位置信号反馈给控制系统触发双向可控硅闭合,使脉冲电容器对该级线圈放电。通过试验,给出了单级线圈的弹丸速度和触发位置的关系以及电压和级数对弹丸发射速度的影响。     

分段供电切换控制传感器的故障定位方法

针对分段供电直线电机切换控制传感器的失效问题,提出了一种快速故障定位方法。首先,基于一种典型的分段切换传感系统结构,利用图形给出了切换控制传感信号根据次级运动而变化的规律;然后,分析了位置误差和时间误差对诊断结果的影响,分类讨论了对诊断算法的容错性要求,并给出了基于位置信息的故障诊断与定位流程;最后,利用实验验证了该方法的正确性。     

一种冲击信号调理电路的设计

针对测量冲击信号时,高冲击振动传感器输出的正负电荷信号不能直接被AD进行模数转换并且冲击信号中常常会混有噪声信号的问题,设计了一种包含电荷-电压转换、隔直放大、十阶抗混叠低通滤波等的冲击信号调理电路.并对冲击信号调理电路中各个模块进行了理论分析和节点参数的计算.通过实验:实际测量到的滤波曲线、冲击信号调理电路输出的电压都与理论计算值十分接近.此冲击信号调理电路能够成功地将传感器输出的正负电荷信号调理成一定范围内的电压信号,能够有效地滤除冲击信号中的高频噪声.     

OFDM系统中深度神经网络指导的IQ不平衡补偿算法

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是现代移动通信中一项重要的物理层通信技术,并且OFDM系统要求子载波间严格正交。然而,在实际系统中,振荡器和滤波器等器件的非理想特性会导致同相正交(In-phase and Quadrature-phase,IQ)不平衡,从而破坏子载波的正交性,严重影响OFDM系统的性能。通过研究IQ不平衡对OFDM系统的影响,提出了一种并联深度神经网络架构下的IQ不平衡补偿算法。该算法利用了深度神经网络不依赖于模型的特点,直接从接收到的频域信号恢复原输入信号的二进制序列,并利用干扰信号来自镜像子载波的先验知识来初始化模型驱动的神经网络,加快其网络优化的收敛速度。仿真结果表明,该算法能有效地补偿IQ不平衡失真,并且在幅度和相位失真的补偿上,其性能都优于传统的基于导频的最小二乘补偿算法,证明了深度学习方法解决物理层问题的优越性。     

石英角速率传感器数字相关检测技术研究

为提高石英角速率传感器(QRS)的测量性能,提出了基于数字相关检测技术的QRS信号解调方案。该方案需将一组互相正交的参考信号作为两个相关器的输入,能够同时分离出QRS敏感信号相对于参考信号的同相分量和正交分量。通过角速度提取算法可由以上分量进一步得到输入角速度。分析了实现参考通道功能的两种方法:锁相环(PLL)和Hilbert变换,通过对这两种方法的对比得知,PLL更适合作为QRS相关检测的参考通道。     

测速定位系统的研究

测速定位系统是高速磁浮列车牵引和运行控制基础,与轮轨列车的系统相比,存在着如悬浮间隙波动、长定子轨道接缝及非接触式绝对位置读码等可能影响系统正常运行的特殊问题.为了降低悬浮波动对相对位置检测的影响,提出了利用悬浮间隙归一化处理相对位置检测信号的方法,使输出统一变换为8mm悬浮间隙下的信号,达到了磁极相角精度2.8°的检...     

三轴磁强计晃动对测量结果的影响分析及校正

三轴磁强计的主要误差有零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差。通过在三轴正交坐标体系下对传感器的三轴非正交误差进行分析,建立了传感器误差模型,分析了误差对传感器晃动所产生的影响。晃动1°产生的误差最大可达109.5 nT,晃动误差随着晃动角度的增加而增加。为控制晃动误差,通过对误差模型分析建立误差校正模型,并通过非线性曲线拟合对校正模型参数准确估计,将估计参数代入校正模型,可以实现对传感器输出校正,使其输出误差大大减小,晃动1°产生的误差范围可控制在0.03 nT以内。这表明该校正方法有效地降低了晃动对传感器输出产生的影响。     

基于FPGA的数字复解调系统的实现

在介绍数字复解调原理的前提下,实现了一个对雷达单频脉冲信号在中频直接数字化的数字复解调系统,该系统由A/D模块和DDC模块组成,着重介绍了DDC模块中数控振荡器和数字滤波器的原理以及实现。经验证,该系统接收雷达中频脉冲信号,能够实现所需的数字复解调功能,对比模拟复解调系统,解调信号在幅度一致性以及相位正交性方面都有显著提高。