列车横向加速度传感器的误差补偿

提出了一种基于最小二乘法的加速度传感器误差补偿方法,用来提高列车横向加速度的检测精度。利用正弦信号对加速度传感器进行了性能测试,确定了放大器倍数,证实了加速度传感器输出信号在波峰和波谷处误差最大,误差与输入加速度信号的幅值成正比,与输入加速度信号的周期成反比。为了减少误差,对加速度传感器进行了误差补偿,推导了补偿器的数学模型,使用最小二乘法对模型参数进行了辨识,求出该模型最优的待定常量,确定了补偿器模型。针对典型的列车横向加速度检测系统,以采集的列车横向加速度为输入信号,利用实验来验证补偿器的有效性。实验结果表明,经过补偿后,加速度传感器输出信号误差明显减少,均方误差收敛到10－4。传感器的测量精度有了显著提高,完全满足工程要求。     

基于高阶补偿器的加速度传感器动态误差补偿方法

加速度传感器动态特性对其动态测量结果具有重要影响。为了改善加速度传感器动态性能,减小动态误差,提出了一种基于高阶补偿器的加速度传感器动态误差补偿方法,该方法通过建立加速度传感器ARX模型,利用加速度传感器模型极点确定高阶补偿器的阶次,并应用误差白化算法（EWC）获得高阶补偿器的参数,实现加速度传感器的动态误差补偿。实验结果表明,该方法有效改善了加速度传感器的动态特性,且高阶补偿器的补偿效果优于低阶补偿器的补偿效果。高阶补偿器补偿后传感器输出超调量和残差均是低阶补偿后的三分之一,响应时间是低阶补偿后响应时间的一半左右。     

基于智能手机精确车辆速度估算研究*

随着智能手机的普及,旨在利用智能手机加速度传感器估算车辆速度,通过实际的测量,发现用手机加速度传感器测得的数据与真实值存在明显误差。从理论上分析手机加速度传感器误差对车辆速度估算的影响,提出一种车辆在运动状态下,手机传感器误差分布确定的算法;进而提出了基于卡尔曼滤波算法手机传感器误差矫正的方法。通过矫正后的数据,获得了更高精度的车辆速度估计值。实验结果表明,该手机传感器误差矫正方法在车辆运动状态下能较好矫正手机加速度传感器误差,并且车辆速度估计误差在２．１ｍ／ｓ以下。     

差动式电容加速度传感器

对差动式电容加速度传感器的工作原理和误差来源进行了分析和讨论，为设计制造此种加速度传感器提供了理论依据．     

差动式电容加速传感器

对差动式电容加速度传感器的工作原理和误差来源进行了分析和讨论，为设计制造此种加速度传感器提供了理论依据。     

静电吸合对力平衡式隧道加速度传感器的影响

隧尖与阳极之间的可控间距是关系到隧道加速度传感器能否正常工作的一个重要参数,静电吸合限制了该可控间距的范围,本文从理论上分析了静电吸合对隧道加速度传感器设计的影响。对于质量块作活塞式运动的平动型隧道加速度传感器,只有当隧尖与阳极之间的初始间距小于两个反馈电极之间的初始间距的三分之一加上发射间距的和时,力平衡才能实现。对于质量块由多根平行悬臂梁支承的隧道加速度传感器,首次提出并证明,增大隧尖与悬臂梁末端的水平距离可以扩大锥尖高度和锥尖与阳极之间的初始间距的取值范围,从而降低对传感器加工工艺的要求。     

硅微加速度传感器阵列的低误差静态标定

本文介绍了加速度传感器阵列的结构设计和工作原理,利用离心机的调心原理,实现了对加速度传感器阵列的低误差静态标定,给出了标定数据和分析结果。     

三轴加速度传感器安装误差标定方法研究

针对三轴加速度传感器在车辆行驶状态测量方面的应用,研究了三轴加速度传感器在车辆上的安装误差问题,提出了一种通过数学解算模型对安装误差进行标定的方法.标定过程无需借助其他测量仪器,只需要使用安装后的传感器进行多次测量,通过数学模型解算这组测量数据即可实现安装误差的测量与标定.通过实验验证,此方法方便有效,标定误差小于±3...     

硅微电容式二维加速度传感器的加工与测试

设计了一种基于体硅加工技术的单敏感质量元差分电容式二维加速度传感器,并采用硅-玻璃静电键合、ICP工艺释放等技术完成了二维加速度传感器的加工。测试结果表明:该二维加速度传感器两个检测方向上的灵敏度基本一致,线性度较好,交叉干扰较小。X、Y方向的灵敏度分别为58.3 mV/gn、55.6 mV/gn;线性相关系数分别为0.9968、0.9961,交叉灵敏度分别为6.17%、7.82%。     

高g值加速度传感器灵敏度标定研究

本文进行了高g值加速度传感器灵敏度的标定研究。采用轴向冲击Hopkinson杆,杆上产生的应力波作为标定加速度传感器的冲击脉冲。通过实验验证、理论分析和计算表明,这种标定方法是可行的,并给出了系统的标定误差和分析误差的方法。     

基于镜像异质三周期光子晶体介观压光效应的加速度传感器*

利用镜像异质三周期光子晶体的介观压光效应,用其来代替传统压阻式加速度传感器中的压敏电阻膜,设计出一种新型的高灵敏度加速度传感器。该加速度传感器采用四端固定梁结构,有效地消除了偏轴效应,具有很好的稳定性,在室温下其可测量的加速度范围为0~137gn。利用ANSYS软件对所设计的光子晶体加速度传感器进行静态分析和模态分析。可以看出在悬臂梁根部具有最大的应变值,而且第一模态频率与其他模态频率相差较大,可以有效降低交叉耦合。将光子晶体置于悬臂梁根部具有最大的感应灵敏度。这种加速度计具有很大的优势运用到以后的航天,军事等领域。     

新型变滑面导弹控制系统设计

在证明了过载的导数与角加速度存在近似比例关系的基础上,利用可以测量的线加速度和角加速度信号对过载系统进行了控制器的设计。为了提高控制器的性能,提出了一种变滑模面的滑模控制方法,并且用李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性。仿真结果证明,采用变滑模面能保证跟踪误差较快收敛到零,并且系统输出的振颤大大减弱,同时该控制系统对参数摄动具有很强的鲁棒性。     

内含光纤Bragg光栅的微型振动加速度测量探头设计及其理论分析

提出了一种新颖的微弱振动加速度测量探头的设计方法,这种方法可有效地消除信号传感中的温度噪声,降低横向灵敏度干扰,提高测量灵敏度和分辨率.对探头微弱信号测量误差进行了理论分析,得出当外界加速度信号很微弱时(两光纤光栅的中心波长差在0～0.6 nm之间),探头的反射谱将产生畸变,出现干涉中心波长,限定探头测量加速度的最小分辨率的结论.     

硅微静电悬浮加速度计实验研究

硅微静电加速度计将静电悬浮技术与微机械加工工艺相结合,在空间微重力环境下通过降低量程可实现极高的分辨率。设计了一种玻璃—硅—玻璃三明治结构、平行六面体状检测质量、体硅加工工艺、低量程的三轴硅微静电加速度计,分析了加速度计的力平衡回路特性。采用基于DSP的数字控制器,实现了检测质量的六自由度稳定悬浮。在大气环境下测试了静电加速度计的性能。测试结果表明:加速度计x轴的带宽为88.1 Hz,量程为0.220 g n;y轴的带宽为118.2 Hz,量程为0.313 g n;z轴的带宽为10.7 Hz,量程为3.53 g n。     

基于信号重构技术的FBG加速度测量系统研究

采用连续波调频,结合波分复用技术设计了基于小波滤波的光纤光栅加速度测量系统,提出压应力和拉应力同时实施的双光栅加速度测量探头的结构,选用其中心反射波长之差为传感信号,既消除了温度噪声对传感信号的干扰,又提高了测量的灵敏度和分辨率.应用小波信号处理方法,不仅实现了波长绝对编码,而且实现了微加速度信号的重构.所设计的测量系统具有结构简单、扫描频率高、分辨率好、线性度好等优点.     

Evaluation of MEMS capacitive accelerometers

Capacitive based microelectromechanical systems (MEMS) accelerometers are devices that measure acceleration based on a change in capacitance due to a moving plate or sensing element. These devices have been implemented in many commercial applications, such as automobile air bags, navigation, and instrumentation. These devices have been employed in these and many other applications because they generally offer more sensitivity (more mV/g) and more resolution than similar piezoresistive accelerometers. For most commercial applications, the maximum g-sensing level (MGSL) employed in capacitive accelerometers is 500 g_n. However, in many applications, there can be high-frequency components to an acceleration profile that are much higher than the MGSL of an accelerometer. For example, in vibration monitoring of a hard drive, the peak acceleration can be as high as 10 kg_n. The response and recovery times of an accelerometer to such shock over range are important in many critical applications. In this article, three commercial MEMS-based capacitive accelerometers (Silicon Designs, Inc. 1220, Analog Devices ADXL, 181-1000, and Endevco 7290A-100) are evaluated below and above their respective MGSLs. The output of these devices is compared to that of an Endevco piezoresistive 7270-A accelerometer and an Endevco 2270 comparison standard accelerometer. The emphasis on this investigation is to determine the response of these devices to high-g shock levels and to evaluate their failure modes     

基于双声表面波器件的引信加速度传感器

In view of the shortcomings of silicon micro acceleration sensor based on piezoresistive effect and capacitance principle, such as temperature drift, low resolution and poor anti-interference ability, a fuze acceleration sensor based on dual SAW devices is proposed. The sensor adopts a dual saw device structure, one is coated with a sensitive film for measurement, the other is an uncoat- ed reference channel for compensation of environmental temperature, pressure, humidity and other factors. The experimental results show that the maximum linear error is only 1.6%, the sensitivity is 54.3Hz/g, and the maximum hysteresis error is less than 1%. Compared with piezoresistive accelerometer and capacitive accelerometer, the linear error of the accelerometer is small, the sensitivi- ty is high, and it has strong anti-interference ability.     

列车横向半主动悬挂模糊控制策略研究

针对17自由度列车横向半主动悬挂,提出以横向振动加速度最大值和均方根值作为评价指标,分析了列车横向悬挂模糊控制策略。列车横向半主动悬挂广泛地采用模糊控制调整阻尼值,减少横向振动,提高横向平稳性。因此,利用simulink建立列车横向悬挂模型,设计模糊控制策略直接法和间接法,进行了仿真。仿真结果显示,由于横移和摇头加速度的相互作用,使得前端横向合成加速度大于后端;通过加速度功率谱密度函数值分析对比,直接法综合控制效果好,好于间接法和被动悬挂控制。     

感应电机最大转矩电流比的预测函数控制研究

研究感应电动机效率优化的最大转矩电流比控制问题,设计了基于Laguerre模型的稳定自适应预测函数控制器(PFC).采用前馈补偿解耦设计的思想,将系统分解成两个具有可测扰动的单入单出子系统,通过解方程组实现了PFC的设计.仿真实验结果表明,与传统的PI电流控制器相比,该控制器能在线辨识模型参数,跟踪精度高,响应迅速,抗扰能力强,取得了良好的控制效果.     

Possible kinematic law of living being motion

In this paper, we have defined special dynamical equilibrium and special dynamical equilibrium motion (which we call reset state and reset motion respectively), as a motion for which the chosen direction determined by two points of the moving body is always collinear with total measurable acceleration in respective points. Total measurable acceleration is defined as the acceleration obtained as a vector sum of negative gravitational acceleration (represented as equivalent central acceleration) and the vector of Newton’s total acceleration. Kinematic laws which have to be satisfied regardless of the shape of reset motion, two chosen points, and direction defined by points, are found. We give here a thesis of kinematical relationships for the generation, realization, and maintenance of general reset motion, by which we simulate the motion of a mechanical system. Our approach does not analyze the concrete realization of mechanical systems; instead, we describe the laws concerning the motion of a deformable-spaced element whose subspaces later can overlap with parts or completely over any solid body or elastic mechanical system. It is shown that relationships are valid in the case when the observed direction of the deformable-spaced element moves parallel to and periodically around the direction of reset motion for that body. Also, the procedure for generating the reset motion of a deformable-spaced element is presented. We have also defined a set of sensors that the element of deformable space should be equipped with in order to detect, generate, and control reset motion. As an example, we have given the shape of the periodic trajectory of one deformable-spaced point around its reset motion which is generated by impulses. Typical humanoid positions for such motion are presented.