不规则棒形构件径向惯性矩的测量——能量法

本文介绍了一般双线摆的结构原理.根据能量法阐述了该摆微幅与大幅摆动周期的近似解法.同时还说明了该摆的某些特性和优点.用这种方法能够可靠地测量不规则棒件的惯性矩,并可以不采用卡具.当摆角ψ0＜40°时,其测量准确度优于1%.     

一种利用GPS测量降落伞摆角的方法

空降过程中降落伞摆角的大小是降落伞稳定性的一项重要性能指标。提出了利用单GPS测量降落伞摆角的方法,并利用该方法进行了实际的测量实验。结果表明：该测量系统能够实时获得降落伞在空中的摆角值,较为精确地反映了降落伞摆角的变化趋势。     

PSD在石英摆片综合参数测试系统中的应用

详细介绍了以PSD为传感元件的石英摆片综合参数测试系统的测量原理、光路和电路。该系统可对石英摆片的摆幅、摆频、扭幅、扭频、台阶高度和挠性梁刚度等实现自动测量。     

桥吊摆绳摆角的视觉检测

桥吊摆角的准确测量是实现吊车防摇控制的前提条件;文中将视觉识别技术引入到吊车防摆控制中来,提出了基于局部梯度变化和标准差的图像自适应增强处理算法,解决了不同背光条件下吊绳摆动位置信息获取问题,有效地实现了桥吊负载摆绳图像特征的提取;同时,采用两次下采样和梯度法相结合的圆心的识别算法,解决了圆检测的实时性问题,从而成功识别出目标及其所在的空间位置,并用几何方法准确地测量出负载钢丝绳的摆角;最后,实验结果证实了该方法的有效性。     

基于单片机的三线摆周期显示器研制

三线摆测转动惯量实验是大学物理实验中最重要的实验,而转动周期是转动惯量计算中一个重要的参数。本论文介绍了一种三线摆转动周期智能测量显示系统,该系统基于STC89C52单片机,使用红外光电传感器检测光电信号,通过STC89C52单片机内部C语言程序对信号进行采集和数据处理运算,经三位LED数码管显示所得到的三线摆转动周期;本系统所涉及的原理和应用到的技术有单片机技术、Keil编程技术、Proteus电路仿真技术等,本电路设计与传统测量周期方法相比,可以避免繁琐的人工测量和计算,使测量过程趋于自动化,从而提高测量效率和测量精度。     

双目视觉系统在风洞伞摆角测量中的研究与应用

伞系统是飞行器的重要组成部分,其摆角参数是系统安全性的重要指标之一;针对目前风洞试验中伞摆角难以测量的问题,提出了一种基于双目视觉系统的试验方法,该系统主要由两部CCD相机、图像采集卡和控制计算机组成,通过立体视觉标定和数字图像处理技术解算出空间特征标记的三维坐标,根据坐标的空间几何关系计算出伞摆角参数;试验结果表明该方法应用成功,能够同时获取伞运动过程中投影在正交平面上的竖直和水平摆角,且具有系统组成简单、通用性强的优点,有较高的应用价值。     

基于最优控制的行车系统消摆控制

针对行车系统运动的特点,根据理论力学理论,采用拉格朗日方程建立了行车系统的动力学模型。该模型完整地描述了行车系统的水平方向、垂直方向与前后方向的三维运动以及由这些运动引起的负载摆动,并在该非线性模型基础上给出了近似条件下的行车系统的线性化模型。根据专家经验,借助最优控制理论,提出一种防摆控制方法。该方法将消摆和运行控制结合起来考虑,在运行过程中不需实时跟踪测量负载摆角、摆速,仅通过控制行车各阶段的运行时间或距离即可实现行车停车与负载消摆的同步控制。仿真结果表明该方法简单合理,易于工程实现。     

矿用悬臂式掘进机截割头姿态视觉测量系统

针对目前悬臂式掘进机截割头姿态测量方法需要改变掘进机结构且测量稳定性不高的问题,采用单目视觉测量技术,设计了一种矿用悬臂式掘进机截割头姿态视觉测量系统。首先,在安装于截割臂靠近回转台处的红外标靶上采用多点状红外光源组成正方形,通过摄像机定时采集红外标靶图像;然后,通过提取光斑中心计算正方形顶点在像素坐标系中的坐标,再利用四点透视方法得到红外标靶在摄像机坐标系中的坐标;最后,利用建立的截割头姿态测量模型计算出截割头姿态角。实验结果表明,该系统测得的垂直摆角误差在±0.8°以内,水平摆角误差在±0.5°以内。     

基于状态估计的起重机吊重摆角信息获取方法

针对工程实际应用中桥式起重机或门式起重机吊重摆角和摆角角速度不易直接测量的问题,利用小车 位置信息设计了状态观测器,对吊重摆角和摆角角速度信息进行估计．通过引入观测器输出与小车吊重系统输出之 间的差值,该差值经过观测器的增益向量调节送至观测器的输入端,将观测器的极点配置在负实轴上,实现观测器 对摆角和摆角角速度稳定、快速估计．仿真研究表明：基于状态估计的吊重摆角信息获取方法可行,观测器具有较 强的鲁棒性;随极点增大,观测器对吊重和绳长变化具有更宽的适应范围,但极点过大时,会出现估计误差上冲或 下冲现象;当极点确定时,观测器对绳长变化比吊重变化敏感．     

一种吊钩摆角远程无线监测系统的设计

起重机吊装作业中吊钩若出现偏摆则可能会造成事故,因此加强吊钩摆角监测十分重要.在充分分析了起重机吊装作业的实际环境,以及对吊钩偏摆监测的应用模式基础上,提出了一种基于微机电系统(MEMS)的吊钩摆角无线测量方案,通过测量吊钩的姿态角与起重机的方位角,建立数学模型,进行融合计算得出吊钩的偏摆角.所设计的系统采用JY901模块作为传感单元,以ZigBee作为无线传感网络,采用3G通信技术将数据传输到云端解析,最后基于B/S模式进行远程监测.该系统易于安装,便于监测,完全适用于起重机现场的作业环境.     

电磁控制运动装置设计

设计一种电磁控制运动装置,通过安装在摆杆上的角度传感器SCA100实时测量摆杆角度,单片机将测量角度与给定角度比较通过PID算法计算出控制量来调节输出PWM波的占空比,经过L298N驱动电路后实现对电磁铁线圈电流控制,进而调节电磁力的大小完成对设定的摆杆摆角与周期的控制。装置能够实时显示摆角、预置摆角、测量周期、预置周期。     

电磁控制运动装置设计

设计一种电磁控制运动装置,通过安装在摆杆上的角度传感器SCA100实时测量摆杆角度,单片机将测量角度与给定角度比较通过PID算法计算出控制量来调节输出PWM波的占空比,经过L298N驱动电路后实现对电磁铁线圈电流控制,进而调节电磁力的大小完成对设定的摆杆摆角与周期的控制。装置能够实时显示摆角、预置摆角、测量周期、预置周期。     

基于卡尔曼滤波的倒立摆控制系统噪声抑制

在二级倒立摆稳摆控制中,摆杆的角度信号受到测量噪音污染,通过差分获取角速度时,该噪音被放大,导致稳摆控制器的输出产生较大的随机波动,同时电机作为执行器,也混入了较大的过程噪音.这两种噪音使系统出现较强抖动,既不利于摆杆稳定,也缩短了电机寿命.对此,将稳态卡尔曼滤波器与渐消记忆法结合起来,找到了确定稳态卡尔曼滤波器增益矩阵的有效方法,既克服了模型误差,又满足实时性要求,减小了电机抖动,取得了较好的效果.     

柔性喷管六自由度真实摆角测量系统研制

通过对发动机柔性喷管推力矢量控制伺服系统动态特性进行了研究,研制了一种能够真实反映柔性喷管在全轴摆动状态下的动态特性的试验系统。两组角位移传感器输出轴通过十字型构件组合在一起,正交配制,线位移传感器则和十字型构件上固定的一组角位移传感器输出轴联结在一起,组成极坐标传感器,可以准确实时获得柔性喷管在全轴摆动过程中的六自由度数据。该真摆角测量系统能够用于测量固体发动机柔性喷管空间摆角、摆心变化量及推力矢量控制伺服系统性能特性,具有广阔的应用前景和良好的经济价值。     

面向高性能光盘盘片的轴向动态特性测量方法研究

系统研究了影响光盘机械系统轴向偏摆的各分量对总偏摆的影响，建立了光盘机械系统轴向偏摆的数学模型并进行了数值计算。根据计算结果，提出了对各测量方法的基本测量要求。分析了几种有代表性的测量方法的优缺点并重点研究了它们各自的测量精度，提出了一种全新的基于激光三角法的测量方法，最后给出了测量结果和结果分析。     

基于MEMS的吊车系统摆角无线测量

提出并实现一种基于微机电系统(MEMS)的吊车系统摆角无线测量方案。测量系统包含2套具有无线通信功能的基于MEMS的航姿参考系统(AHRS)模块,一套安装在吊车本体用于检测吊车本体的空间姿态,另一套安装于吊钩用于检测负载的空间姿态,以吊车本体姿态为基准校核负载的空间姿态,计算得到负载相对吊车本体的空间摆角。对提出的吊车系统摆角测量技术搭建了实验装置进行验证,实验模块集成Zig Bee无线通信和基于MEMS的AHRS。实验结果表明:装置能够有效实现吊车系统摆角的有效测量。     

基于单片机的电磁控制运动系统

系统以单片机STC89C52RC主控核心,STC89C52RC根据预置摆角和周期值输出一定占空比的PWM脉冲波,通过L298N驱动调节电磁铁电压,实现对摆杆摆角与周期的控制。同时应用摆杆支撑轴悬挂的角度传感器SYD35D4输出的模拟电压信号,经A/D转换电路MAX1113转换为数字信号,送至单片机处理后,最终在LCD上直观显示测量摆角、预置摆角、测量周期、预置周期。     

自由摆平板系统高精控制设计

针对自由摆平板控制系统,设计了双传感器闭环控制方法.该方法首先采用增量式光电编码器检测自由摆角度;然后将自由摆角度值作为给定值,采用角度传感器检测平板的实时转角反馈,形成闭环控制.测试结果表明,该方法能够很好地完成检测功能,实现了高精度控制.     

新型全方位电子水平仪的设计及误差分析

一种已获批的实用新型专利--电子水平仪,是根据摆原理,结合传感器技术、微机测量技术设计而成的.本文在对其测量原理、测量系统结构进行介绍的基础上,从理论上对其进行了运动分析和几何分析,推导出了一种简洁的测量算法,并在最后根据算法对测量误差进行了分析.借助该水平仪,可同时测量出待测平面的倾斜角度和倾斜方位.     

大型铺管船吊钩摆动监测的无线倾角传感器集成与测试

本文集成了一种用于大型起重铺管船吊钩摆动监测的无线倾角传感器,并利用所开发的传感器验证了减摆控制模型的有效性.首先,详细地阐述了组成无线倾角传感器各单元的组成原理和设计原则,并对各组成单元进行了集成;其次,对设计的无线倾角传感器进行了标定;最后,利用所集成的无线倾角传感器验证了吊钩减摆控制模型的有效性.研究结果表明:该无线倾角传感器测量与参考数据吻合较好.具有良好的精度;传感器工作无需布线,在不影响铺管船正常作业下完成监测,具有很好的应用前景.