基于晶振偏移补偿的机械振动WSN同步累积误差抑制方法

针对采用连续高频采样时钟模数转换器(ADC)的机械振动无线传感器网络(WSN)节点存在同步累积误差的问题,提出了一种基于晶振偏移补偿的同步累积误差抑制方法。基于连续高频采样时钟ADC的WSN节点,分析了同步累积误差产生原因;采用周期性信标中的帧起始界定符(SFD)信号作为同步信息,通过定时器1捕获的SFD信号间隔与参考SFD信号间隔差值确定晶振偏移补偿值,根据采样时钟与采样频率关系计算定时器2补偿后计数溢出值,由定时器2输出连续精准的高频采样时钟,消除节点间采样间隔差异,抑制同步累积误差。实验结果表明:连续采集40 s,节点间最大同步误差为0.64μs;连续采集同一信号源25 s,节点间无明显相位误差,验证了该晶振偏移补偿方法抑制机械振动无线传感器网络同步累积误差的有效性。     

速度阶跃法计算冲击响应幅值的误差原因和适用条件研究

当冲击力作用时间远小于隔离系统的固有周期时，我们通常把冲击运动理想化为速度阶跃，由于这种处理方法大大简化了冲击响应的分析和计算，因此被广泛地用于冲击响应幅值和冲击谱的计算中，而实际上对于有阻尼系统原有的适用条件是不充分的。长期以来速度阶跃法存在严重的误用。本文通过对使用速度阶跃法计算冲击响应幅值的误差原因的研究，提出了速度阶跃法完整的适用条件。     

基于时域加权的单位脉冲响应模型的非叠代算法

提出了一种基于时域加权的新的非叠代优化算法,用于重构经过采样示波器测量的阶跃信号、脉冲信号等。该算法构造了一个期望误差函数,由于这个期望误差函数与真实误差很接近,因此构造了新的价值函数,并使用时域加权来优化不同的波形,在减小时域振铃时有效的控制噪声放大。与误差能量,归一化方法相比,该算法经过仿真实验表明了其可行性和有效性。     

机器人六维腕力传感器标定方法和标定装置的研究

通过对机器人六维腕力传感器系统的各种标定方法的分析讨论,说明了应采用阶跃响应的方法来对它的动态性能进行标定。从矩形脉冲频谱对系统传递函数影响的角度,说明了为减少矩形脉冲频谱对传递函数标定曲线的干扰,应使阶跃激励开始时刻前的采样点数为零。新设计的实验方法和实验装置便于测出标定中使用的激励信号,通过数据采样系统的“软触发”功能,准确抓取到阶跃开始时刻,减少了干扰。同时,在该实验台上加载所使用的定滑轮数量较少,也有效地减小了标定误差。     

随机过程数字仿真的ARMA法

文章讨论了采用ARMA 模型进行随机过程数字仿真问题。研究表明,可由AR 模型导出具有高计算效率的ARMA 模型。模型阶数和采样间隔的选取应保证相关函数在主要相关区段上的拟合。ARMA 模型阶数只要高于一定值,都可达到较好的仿真效果。     

从系统阶跃响应到系统频率响应函数的方法误差

本文通过对两种具有不同上升沿的实际输入“阶跃信号”的分析，指出把实际输入系统的“阶跃信号”理想化为理论阶跃信号后将导致对系统频率响应函数分析的方法误差，同时对“阶跃信号”的正确选择作了分析。     

FFT幅相联合的快速高精度频率估计方法

快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）常用于信号频率估计,采用填零的方法可降低幅度谱频率搜索间隔的量化误差,但是会使频率估计的计算量成倍增加。本文提出了一种FFT幅相联合的快速高精度频率估计算法,首先利用信号采样的频谱序列和尾首样本差确定幅度谱及峰值位置,然后由频谱序列在幅度谱峰值位置和信号采样的尾首样本差来确定频率搜索间隔的量化误差校正值。因此,所提方法同时利用了幅度谱峰值的位置信息与相位信息。分析结果表明,与仅基于幅度谱搜索的FFT算法相比,所提方法的计算复杂度更低,且定位精度更高。     

阶跃激励下网架结构的动力响应扩展及其误差分析EI北大核心CSCD

为了增加单次动力测试的可用测试信息,提出一种考虑阶跃激励作用的网架结构动力响应扩展方法。由阶跃激励引起的结构自由振动响应在任意时刻均可近似表达为少数贡献模态的线性组合。在此基础上,构造一种优选测点位置的迭代策略,以无偏估计各个时刻的贡献模态组合系数(即广义坐标),从而实现动力响应由少数测点向全自由度空间的扩展。解释了动力响应扩展的误差机理,并提出一种相关系数指标来筛选高精度非测点。以某560杆的网架结构为例进行数值分析。结果表明,该方法能方便地实现网架结构的动力响应扩展,并筛选出较多数量的高精度非测点,有利于提高网架结构动力测试的效率。     

导波式雷达物位计测量误差分析与软件修正

分析了导波雷达物位计测量误差产生的原因,提出软件修正方法。在硬件方面分析了发射脉冲宽度和等效时间采样间隔的影响;在软件方面分析了信号处理过程产生的粗大误差、随机误差和系统误差。基于现有的硬件平台,提出一整套处理方法以减小测量误差,包括结合回波特征参数去判断物位回波,9点移动平均滤波预处理,选取最小斜率点作为回波定位点,对计算值进行中位值平均滤波。水位测量实验结果表明,在理论误差为2～4 cm情况下,实际测量误差小于1 cm,这验证了软件修正方法的有效性。     

冲击缓冲用磁流变阻尼器的响应特性模型与实验研究

针对冲击缓冲用磁流变阻尼器对快速性的要求,对其响应特性进行理论建模与实验研究。根据磁流变线圈电磁电路,建立了磁感应强度响应特性理论模型,并用频率测定方法确定了响应时间常数。通过实验测试了不同电流条件下磁流变阻尼器的磁感应强度阶跃响应,结果表明不同幅值的激励电流对磁感应强度的响应并无明显影响,获得上升阶跃平均响应时间常数为4.9 ms,下降阶跃平均响应时间常数为2.8 ms。建立了剪切屈服应力的二阶响应模型,并利用冲击实验台测试了冲击载荷下磁流变阻尼器剪切屈服应力的阶跃响应,通过模型拟合获得响应时间常数为4.8 ms。实验结果表明剪切屈服应力二阶模型能较好地吻合实验响应曲线,说明该模型能够较准确地描述冲击条件下磁流变阻尼器的响应特性。     

电阻应变数据采集系统传递函数的评价

提出了电阻应变数据采集系统传递函数的一种辨识方法,给出了详细技术过程,包括:电阻应变阶跃激励源的构建与赋值,电阻应变阶跃信号波形的获取,应变放大器恒定时间延迟的测量估计,用等效采样方式获取电阻应变数据采集系统的阶跃响应序列,激励序列和响应序列的时序统一与合成,用一种特殊白化滤波器的最小二乘法进行电阻应变数据采集系统传递函数辨识等。在一组实验中的传递函数辨识应用,证明了该方法的有效性及可行性。该方法可用于电阻应变数据采集系统动态特性的计量校准,及其传递函数辨识。     

离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明：与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1（三点卷积法）的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1％,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。     

基于低频振子与傅里叶变换相结合的低频冲击响应谱修正方法

舰载设备抗冲击试验中的冲击环境通常由加速度信号计算得到的冲击响应谱表征。原始加速度信号含有趋势项误差,导致冲击响应谱低频段谱线严重失真。基于冲击响应谱与傅里叶变换幅值谱数值等价关系,提出一种低频振子等位移线结合傅里叶变换的修正方法,并利用冲击试验机进行验证试验。研究结果表明,应用此修正方法可将冲击响应谱低频段谱线斜率由-3.245 dB/oct提高到5.631 6 dB/oct,同时对中高频段谱线影响极小,能够更为准确的反映舰载设备抗冲击试验中的冲击环境,对于指导舰载设备抗冲击能力的校核工作具有一定的应用价值。     

瞬态质量流量校准中测量不确定度的评定

<正>让流速稳定的净水流过流量计和检定装置,在装置末端把采样净水切换注入已在电子天平上去皮的采样容器;装置同时由电脑启动计时器。采样到足够的重量后,装置由电脑控制停止采样和计时。在采样期间,计算机通过通信端口连续读取流量计的瞬态流量值并计算其平均值,得到测得值Fx及其标准偏差。用电子天平称量出采样容器内的净水质量并与采集时间一起计算出标准瞬态流量值Fs,通过计算得到流量计瞬态流量误差指标。     

关于《出租汽车计价器使用误差的快速调整》一文中几个问题的讨论

对《出租汽车计价器使用误差的快速调整》一文中的几个问题进行了分析讨论,指出了用相邻采样间隔的“计价器差值”和“标准器差值”代替使用误差计算公式和K值调整公式中的“计价器示值”和“标准器示值”的不合理性,以及文中量的符号使用上的不规范问题；分析了减少相对滑动的方法,有利于检定人员正确地检定计价器的使用误差.     

对传感器动态标定中的Bowersox阶梯近似法的修正

鉴于在传感器动态标定的实际激波管中所产生的压力阶跃信号与理想阶跃函数的差别,本文对由时间特性求频率特性的 Bowersox 阶梯近似法提出了修正。根据近似数学模型,用狄拉克(δ)函数导出了修正公式。这一修正方法及修正公式可广泛应用于凡是用瞬态激励法(阶跃函数输入和斜坡函数输入)对压力传感器、力传感器以及其它各种传感器的动态和准静态标定中。     

基于时频偏相干分析的关门异响声源识别

针对基本的偏相干算法识别非稳态噪声源的误差缺陷,提出一种适用于瞬态问题的时频偏相干算法。该算法在声振信号的时间均匀切片基础上,以一定的采样间隔求取测点信号与响应点噪声的偏相干关系,并根据信号的重叠率对结果进行平均。利用该算法对某车型关门振动噪声的振源进行识别,分别从时域和频域的角度分析车门系统各部件对关门振动噪声的贡献。结果表明:在时域角度,玻璃、前导轨以及后导轨的振动贡献时间较长;在频域角度,比较关门噪声的主要频率的峰值带宽以及偏相干函数的RMS值,发现玻璃和内板的问题较为严重。依据此分析结果对车门进行改进,关门振动噪声的声品质改善明显,验证了该算法对瞬态噪声源识别的有效性。     

激波管管长对阶跃压力波形的影响分析

激波管作为动态压力校准装置,其产生的阶跃压力幅值大小,以及平台时间是对阶跃压力进行测量校准的重要指标。基于理想情况下,选择管腔内气体介质为空气,通过理论分析得到了使得阶跃平台时间最长的高低压腔长度比优化设计方案。在考虑由实际激波管管腔内的黏性所导致的激波衰减情况时,通过仿真方式对理论结果进行误差分析,得到理想情况下与实际的偏差度。结果表明,在有黏情况下压力幅值随距离增加而逐渐减小,同时入射激波的马赫数在底端面附近呈线性衰减,衰减系数随马赫数增加而增大,而在入射激波马赫数相同时,低压腔越长,底端面附近位置处的衰减系数越小。同时利用仿真结论对实验测量计算马赫数结果进行修正,减小底端面位置处的真实值与实验计算值之间的误差。     

大尺寸发射换能器基阵指向性指数的远场测量

利用常规的远场测量技术和确定采样间隔的“九点采样法”,在4π立体空间内对大尺寸换能器基阵指向性函数进行采样,用计算机计算了它的指向性指数。按照该方法给出了一个圆柱扇面发射阵指向性指数的实测例子。结果表明,用两种采样间隔测量、计算得到的指向性指数值相差不到0.1dB     

基于阶跃响应曲线的系统传递函数辨识方法

介绍了一种利用拉式变换极限定理，由试验阶跃响应曲线辨识系统传递函数的方法，并以二阶系统为仿真实例，在MATLAB环境下编写M文件，运行得到系统模型结构和参数结果。结果表明，该方法误差小，对于低阶系统模型是一种有效的辨识方法．