六维力传感器静态解耦算法应用研究

维间耦合是制约六维力传感器测量精度的瓶颈,已成为一个热门研究课题.在分析传统的基于线性标定的静态解耦算法的基础上,提出了一种基于最小二乘线性拟合的静态解耦算法,并基于2种解耦算法开发了基于MATLAB软件的集成解耦模块,通过实例验证了软件的集成解耦功能和新算法的优越性,最后,探讨了制约解耦精度提高的因素.     

基于单片机的数字磁通门传感器

主要研究了一种数字磁通门传感器.这种传感器采用单片机的A/D对磁通门输出信号进行采样.采样后的数据通过串口送给计算机进行运算,并得到最终的输出量.该传感器对地球磁场进行了测量.结果显示:它的误差较小,改善了传统磁通门传感器的温度性能,提高了输出信号的稳定性.     

基于支持向量机的电容式压力传感器建模方法

将支持向量机(SVM)引入传感器建模研究中,这里,SVM作为校正误差的一个逆模型.SVM有效地解决了小样本学习问题,因此,该方法对试验数据无特殊要求.最后,电容式压力传感器(CPS)建模试验结果证明了该方法的可行性和高效性.     

基于坐标变换的六维力传感器静态标定方法

为了提高传感器的测量精度,研究了六维力传感器标定矩阵的构造方法。首先,指出了传统标定矩阵的物理意义。然后,在传统标定矩阵中引入坐标平移变换算式,提出了一种综合考虑位置、姿态、坐标轴刻度比例缩放变换关系的六维力传感器静态标定方法。在标定试验的基础上,构造了标定矩阵,并对实测数据进行了补偿计算。误差分析表明:在传感测量系统无平移系统误差时,与传统标定方法相比,该方法的补偿精度略有下降。当在传感测量中加入平移系统误差时,该方法的补偿精度不变,而传统标定方法的测量精度明显下降。该方法起到了消除平移系统误差作用。     

基于虚拟仪器的多维力传感器静态标定系统研究

对多维力传感器静态标定原理进行了研究,设计了由数据采集系统和静态性能分析系统组成的多维力传感器静态标定系统.在标定装置上分别对多维力传感器施加载荷,实时显示加载力信息,对输出数据采集并存储.数据采集系统同步实时采集传感器各维输出,避免了传统数据采集的测量误差.数字滤波和传感器性能分析模块实现了实时在线监测多维力传感器多项静态指标和对标定矩阵的高精度标定.通过实验测试,该标定系统达到了预期的性能指标,对多维力传感器性能标准的统一具有现实意义.     

水下灵巧手指端力传感器及静态标定方法

指端力传感器是水下灵巧手实现复杂作业的关键,开展了基于圆筒结构的指端力传感器研究。由于指端力传感器的结构特点,采用通常六维力静态标定方法较困难,且精度无法保证。因此,提出基于径向基函数(RBF)神经网络的静态标定方法,对标定装置、标定过程设计进行了研究。以研制的指端力传感器为对象进行了静态标定试验。结果表明:使用基于RBF神经网络的静态标定方法有效地保证了传感器测试精度,可满足目前水下灵巧手研究要求。结果证明了该方法的可行性和有效性。     

基于离心原理的力传感器动态标定系统辨识与分析

针对静态校准过的传感器用来测量动态力时,可能会出现较大误差的情况,设计了基于水平正弦力加载的力传感器动态标定装置,动态力由旋转的偏心轮产生。通过分析建立了系统的动力学模型,使用最小二乘辨识方法得到了系统传递函数模型参数,并在多组频率下分别验证模型的准确性。实验结果表明:建立并辨识得到的系统模型可以较好地逼近实际物理系统,并且根据频率改变参数得到的模型比固定参数模型具有更高的精度。     

大量程六维力传感器设计与标定研究

为提高大量程六维力传感器的灵敏度,设计了一种适用于机械臂末端的应变式传感器.该传感器采用十字梁式弹性体结构,通过优化应变梁结构和合理布置应变片等方式,使传感器在大量程条件下仍具有较高的刚度和灵敏度.使用有限元法分析验证了传感器应力分布的合理性,并根据最小二乘法标定原理对传感器进行解耦标定实验,实验结果表明:传感器静态性能良好,最小灵敏度为0.375 mV/N,满足使用要求.     

附着式轧制力传感器及其零点校准

为实现轧制力传感器的快速安装,将附着式传感器安装于轧钢机机架立柱中性层上,通过测量机架立柱中性层上的应变,间接获取轧制力信息。为克服系统零点漂移对测量精度的影响,用数字电位器结合微处理器组成智能零点校准电路,智能识别零点漂移信号,并控制数字电位器进行实时零点校准,从而使系统的测量精度达到了1%FS的实用要求。     

基于VC和Matlab的PID仿真软件实现

结合VC和Matlab各自的优点,采用混合编程技术实现了基于PID控制系统的仿真软件,通过对PID参数进行配置以达到对系统的调节,软件给出了系统性能指标并对系统输出曲线进行了动态显示。     

基于Matlab的定角度SPR传感器仿真

从理论上分析表面等离子体共振（SPR）的条件,给出了k层Kretschmann棱镜耦合模型下的反射率R大小的公式,编写了Matlab仿真软件,仿真了4层Kretschmann棱镜耦合模型下的反射率R大小与入射光波长、银膜厚度、棱镜折射率的关系。分析了仿真结果,得出了采用定角度方式时各装置参数的选择依据。     

基于Matlab/Simulink的二维圆标定法

为解决传统标定法难以处理比较灵活的标定环境,要求较低的标定精度但实时性要求较高的情况,以传统的二维平面标定法为基础,提出一种以小型地面无人机动平台的行驶环境为标定环境的改进的二维圆标定法。在Matlab/Simulink环境下实现,将传统的标定特征点由检测方块的角点改为特征圆的圆心,从而将计算量缩小为以方格角点为标定特征点的1/4,缩短了特征点的提取时间,提高了标定系统的实时性。实验结果表明,这种方法简便、高效、实用、灵活,应用环境可为任意背景。