光纤光栅技术与应用专题讲座(三) 第6讲 光纤光栅传感技术在土木工程中的应用

针对利用光纤光栅进行应变、温度等测量已经在土木工程中较为普遍这一现状,首先对光纤光栅传感技术进行应变、温度等测量的基本原理进行了描述,重点讨论了为满足耐久性、安装方便与温度自动补偿等需求光纤光栅传感器的封装技术,最后介绍了光纤光栅传感器在土木工程中实际应用的现状。     

狭长受限空间油气爆炸关键现象研究

以汽油油气混合物为研究对象,在狭长密闭管道中进行了油气爆炸实验,通过压阻式传感器测试爆炸过程中的压强信号,得到狭长受限空间中油气爆炸的基本参数。通过对实验结果的对比分析,发现狭长受限空间内的油气爆炸可以分为4个阶段：平滑加速阶段、湍流发展阶段、振荡激化阶段和余波阶段;一定强度的湍流流场可抑制链化学反应速度和火焰传播速度;振荡激化阶段发生在管道末端。为狭长密闭空间内油气爆炸的预防和抑爆技术研究提供了参考。     

基于多目标的雷达组网传感器资源管理算法

在雷达组网系统的多目标跟踪过程中,当目标数量过多时,由于传感器资源不足,无法使用传统传感器的管理方法进行资源分配,且运算时间过长,不满足工程实际需求。针对以上问题,提出了一种新的多传感器多目标跟踪任务快速分配算法,该算法将跟踪目标个数和跟踪目标精度作为优化目标,首先按照设定的分配准则对传感器进行一次分配,最大化跟踪目标个数;然后利用一种基于传感器排序的启发式传感器分配方法进行二次分配,通过控制跟踪目标的协方差水平,使目标的跟踪精度尽量接近期望值。仿真结果表明,该算法能够在较短的时间内对多传感器进行有效快速地分配,既跟踪了更多的目标,又达到了期望目标的跟踪精度,并且在一定程度上控制资源消耗,减少系统的总耗能。     

多站遥测数据加权融合方法

针对靶场试验中遥测数据融合处理问题,提出了一种多站遥测数据加权融合处理方法。依据对加权融合思想的分析,构建了融合权重与测量精度之间的对应计算模型;依据地面测量站对导弹实测数据的统计分析,构建了测量设备实时测量精度模型。基于典型算例对所提算法进行验证,结果表明所提算法能够较好地解决遥测数据融合处理问题,具有一定的理论意义和较好的应用价值。     

分布式传感器网络自适应一致性融合估计算法

针对分布式传感器网络的目标一致性状态估计问题,提出自适应一致性融合估计算法。考虑到网络中节点为测距和测方位的传感器,基于观测噪声与目标状态相关的假设,构建量测模型;引用无迹卡尔曼滤波与CI算法得到各节点的局部估计,通过误差矩阵加权更新节点状态以改进一致性算法,实现各节点对目标状态的一致性估计。仿真实验结果表明,该算法能够在快速收敛的过程中实现无中心节点的分布式传感器网络中各节点对目标位置的精确估计,同时又保证各节点之间的一致性。     

三维传感器组网偏差估计方法

采用地心地固坐标系作为统一坐标系,研究了3-D传感器组网中的偏差估计问题,根据同一目标位置在各个传感器探测中的迭合条件.运用一阶泰勒展式推导出各个传感器的距离、距离增益、方位角、仰角偏差的线性化公式,利用最小二乘法在线估计出各个偏差量,并实时进行修正,仿真结果验证上述方法的有效性.     

用拖动电流确定气缸压缩压力的试验研究

从理论上分析了拖动时发动机缸内气体压力、漏气、惯性力及摩擦等因素对发动机力矩的影响及拖动电流与气缸压缩压力的关系,并在此基础上做了大量试验,利用一元线性回归分析的方法处理试验数据,得到了拖动电流和压缩压力的经验关系式,验证表明,用此公式检测气缸压力精度在48％以内,而且操作简单,能够达到快速检测压缩压力的目的。     

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。     

信息融合系统中的多传感器优化分配

在舰载多传感器信息融合系统中,对传感器优化分配问题进行了研究.充分考虑目标身份和目标优先级等信息,依据最大信息增益准则,建立了传感器优化分配的数学模型,并对算法进行了仿真实验.     

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。