闭环光纤电流传感器高阶动态模型及仿真

为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析。结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动平均滤波器对超调振荡有明显的抑制作用,但同时也会降低系统的响应速度和测量带宽。搭建了频率响应测试平台,在不同的前向增益及滤波器阶数条件下,测试了传感器频率响应特性;基于传感器的相位调制原理引入非互易阶跃相位差,实现了传感器阶跃响应的等效测试。频响特性及阶跃响应特性测试结果与仿真结果具有较好的一致性,证明了模型的准确性。     

微小推力测量系统动态响应特性研究

为满足微小卫星姿态和轨道控制发动机微小推力(几百毫牛量级)动态特性研究和测试的需要,在一种微小推力测量系统上(其推力范围为0～400 mN)开展了动态响应特性研究,分别采用小球加载和电磁加载技术给系统加力,对比了小球下落、负阶跃力响应和电磁加载的动态响应过程.实验结果表明:电磁加载标定方式简单实用,避免了运动部件和操作因素等随机干扰带来的误差;测量系统的响应时间达到了15 ms,并具有很好的测量稳定性和重复性,可以满足微小卫星用发动机的动态推力测量的需要,具有很好的应用前景.     

包装机械电子凸轮关键技术研究与应用

重点分析了电子凸轮功能在枕式包装机控制系统中的实现方法,利用智能高速型PLC、伺服系统与人机界面技术,去除原有机械凸轮机构,改由电子凸轮功能控制横封切刀,实现了柔性变速运转。方案解决了传统机械凸轮安装困难、响应滞后、量测性差等问题,使横封切刀的运动曲线可以即时改变。同时提出了一种新型色标追踪方法,采用色标和光电传感器对切割长度值实时反馈,提高了包装精度,降低了系统的响应时间。     

辐射热流计响应时间测量方法研究

为满足瞬态热流的测量需求,解决辐射热流计响应时间无法准确测量的问题,设计辐射热流计响应时间测量装置。该装置利用高功率激光器快响应特性形成热流阶跃系统,使用高速采集系统同步采集热流计输出,对热流计响应曲线进行分析计算得到响应时间。对比多种响应时间测试方案,并通过试验对辐射热流计响应时间测量装置的快响应特性进行了验证,结果表明：该装置测量辐射热流计响应时间最快为4.4 ms,能够有效满足大量程、快响应的辐射热流计响应时间精准、高效测试的需求,促进了我国瞬态辐射热流计量技术的发展。     

基于改进烟花算法的传感器动态特性补偿方法研究

为了提高传感器的动态测量精度,提出了一种基于改进烟花算法的动态补偿器设计方法。依据传感器输入输出的动态标定数据,运用改进后的烟花算法逆向建模获取动态补偿滤波器,以改善原传感器系统的动态性能。经仿真实验测试,验证了该方法的可行性。将方法应用于科氏质量流量计变送器的动态补偿测试。实验结果表明,基于改进烟花算法的动态补偿方法可以有效提高科氏质量流量计变送器的动态特性,动态响应时间减小了将近90%。     

不同封装PCR仪测温探头热响应时间对比测试与分析

聚合酶链式反应分析仪(PCR仪)温场变化速度大,升降温速率较快,用于PCR仪温场测量的测温探头需要具备良好的动态响应特性.本文对不同元件、不同封装材料的测温探头进行了动态响应时间测试,结果表明,应优选热敏电阻作为PCR仪测温探头核心元件,并采用紫铜镀金作为探头封装外壳.合理的元件及封装材料选择能够缩短传感器探头的响应时间,提高快速、动态、变化温场的温度测量准确性.     

气体流量装置中介质动态温度测量实验研究

数字测温仪参数选择带来的测温响应时间的不同对温度测量准确度存在重要影响,本文通过静态测温实验对延时量、测量速度等因素量化分析,设计响应特性实验,确定不同类型传感器的响应时间,为气体流量装置中介质的动态温度选择、测温传感器类型及设计数字测温仪参数等提供实验方法。     

自动变光焊接护目镜光阀响应特性测试仪的研制

为了能准确的反映自动变光焊接护目镜的光阀响应速度,通过对其响应特性的研究,提出了响应时间和保持时间的精确定义,并运用光源系统、放大电路系统和信号处理系统,设计了自动变光焊接护目镜光阀响应特性测试仪的硬件系统和软件系统,能精确地测试响应时间和保持时间.     

应变式力传感器动态特性研究及动态补偿

通过测试传感器的固有频率和冲击响应,对不同结构的应变式力传感器的动态特性进行了研究。当力传感器动态特性不理想时,根据零极点配置法设计了动态补偿数字滤波器,对力传感器进行动态补偿,使之适用于动态测量。实验表明:柱式力传感器的动态特性优于S形力传感器。通过对S形传感器进行动态补偿,拓宽了力传感器的工作频带,提高了力传感器的动态性能,减小了动态误差。     

压力传感器动态特性实验研究

通过对压力传感器循环寿命试验前后动态特性的测试和分析,用实验方法研究了压力传感器动态特性变化。结果表明,循环寿命试验前后,压力传感器的静态特性基本保持不变,而动态特性却发生了较大变化。因此,对用于动态压力测试的传感器进行定期动态特性校准非常必要;对用于高频、高周次动态压力测试的传感器,在实际使用前进行循环老化试验可以提高动态压力测量结果的准确性。     

多微通道式气体静压节流器阶跃响应特性的测试研究

针对采用外部激励法研究气体静压节流器的响应特性时存在实验设计复杂、动态参数难以计算等问题,设计新的阶跃响应测试来分析气体静压节流器的动静态特性。采用多微通道式气体静压节流器作为研究对象,设计测试方案对空载时的多微通道式气体静压节流器在垂直方向上的阶跃响应进行测量,通过时域分析法分析其性能参数。测试结果表明:多微通道式气体静压节流器-气膜系统为二阶系统,且阻尼振荡频率随着输入气压的增大而增大;根据节流器-气膜系统的动力学模型和阶跃响应函数,进一步得到气膜的阻尼系数和静刚度,且其阻尼系数和静刚度随输入气压的增大而增大。该阶跃响应测试方法能有效分析多微通道式气体静压节流器的固有频率、阻尼比等性能参数,对节流器结构的设计起指导作用。     

基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统设计

目的为了提高枕式包装机的自动化程度,提升其控制系统的通用性和可移植性。方法系统采用欧姆龙PLC CPU-CJ2M和运动控制模块CJ1W-NC414作为控制系统核心,配合伺服系统以及光电传感器等先进技术,实现包装机三轴的同步控制。温控部分采用CJ1W-TC001温度控制单元实现包装机横封和纵封的温度精确控制,并通过威纶TK6050IP触摸屏对整个控制系统进行实时监控、参数设置以及在线显示。结果该控制系统成功实现了枕式包装机的全自动控制,以及运行状态监控、包装参数设置。结论该系统成功应用于三伺服枕式包装机中,提高了包装机的包装精度、速度以及自动化程度。     

基于 ARM9 的蜂窝纸板包边机控制系统研发

针对蜂窝纸板包边机的机械结构和控制要求,研发了基于 ARM9 工业触摸屏的控制系统,结合伺服、光电传感器等对蜂窝纸板包边机的切割机构进行控制。 重点介绍了切割机构的控制系统和电子齿轮比计算方法。 该控制系统采用工业触摸屏替代 PLC,在降低成本的同时,还提高了设备的稳定性和精度。     

Fabrication of a flexible and transparent touch sensor using single-walled carbon nanotube thin-films

Reported herein are the fabrication and demonstration of a flexible and transparent touch sensor using carbon nanotube thin films (CNTFs). The CNTF was fabricated by vacuum filtration and was transferred CNTF to polydimethylsiloxane (PDMS) by water-assisted stamping method. The sheet resistance of the CNTF decreased by approximately 74% after HNO3 treatment. The CNTF touch sensor was fabricated similarly to the conventional four-wire touch screen structures. PDMS was used for the upper plate to absorb the tensile and compressive strain and polyethylene terephthalate (PET) for the lower plate to provide device stability during bending action. The CNTF touch sensor showed high optical transmittance (over 80%) and high sensitivity with the measured touch activation pressure of 23 kPa. Cyclic pressure (38 kPa) was applied at 0.5 Hz and good repeatability was found for several hundred cycles. The results show that the CNTF flexible touch sensor can be applied to future flexible electronic interfaces such as, e-paper and flexible displays.     

基于ARM9 和自适应模糊PID 算法的蜂窝纸板飞剪控制系统

针对现代印刷包装工业对蜂窝纸板剪切机高实时性和高精度的控制要求,研发了基于ARM9 S3C2416和工业触摸屏的蜂窝纸板飞剪控制系统。采用了自适应模糊PID 控制算法对伺服跟踪飞剪过程进行严格控制,明显提高了其动态响应性能及定长剪切的精度,使控制系统具有结构小、可靠性高、抗干扰能力强、控制精度高、实时性好、鲁棒性高等优点。     

基于改进FNN-CCC的双伺服压力机同步控制策略研究

目的 改善双伺服压力机同步控制策略的动态响应性能和鲁棒性,提升双伺服压力机的单轴跟踪精度和双轴同步精度,实现成形过程的高精度位置控制。方法 建立双伺服压力机驱动系统数学模型,分析系统同步误差来源,结合模糊神经网络单轴控制算法,引入迭代学习律,设计一种改进模糊神经网络-交叉耦合(FNN-CCC)同步控制器。基于系统控制模型进行单轴阶跃响应特性与双轴正弦跟随特性仿真,搭建嵌入式双伺服压力机驱动系统试验平台,在偏载干扰条件下进行双轴同步控制试验,验证所提出理论的有效性。结果 仿真结果表明,与模糊控制算法和BP神经网络控制算法相比,该控制器单轴控制算法的超调量分别减少了11.5%和25.5%,调节时间分别减少了48.8%和34.4%,具有更好的动态响应性能。与原控制器相比,改进后的交叉耦合同步控制器最大双轴同步误差降低了65.7%,同步控制精度有所提高。试验结果表明,与传统PID-交叉耦合控制器相比,改进的FNN-CCC控制器有更好的控制性能,在热冲压合模成形阶段,单轴跟踪误差分别减小了81.8%和75.0%,双轴同步误差减小了69.2%。结论 所提出的同步控制策略在偏载干扰条件下具有较好的动态响应性能和鲁棒性,能够使同步误差快速收敛,提高了双伺服压力机驱动系统的单轴跟踪精度和双轴同步控制精度,实现了对双伺服压力机的高精度控制。     

基于PLC与触摸屏的码垛工业机器人操作系统设计

目的对工业机器人码垛操作系统进行改进,使用三菱GS2110-WTBD触摸屏实现工业机器人便捷的操作控制与工作状态的直观监视。方法三菱GS2110-WTBD触摸屏与PLC使用串口通讯,PLC与工业机器人使用以太网通讯,实现信息交互。外接控制按钮及传感器与QX40模块连接,QY10模块与工业机器人控制器I/O接口连接,三菱Q系列PLC控制三菱QD75P1N定位模块驱动供料进给。结果编写PLC程序和机器人程序使得机器人与物料盘供料驱动相互配合,能实现对动态物体的精准抓取或放置。触摸屏设计可以实现不同码垛功能的选择和工作状态的监视。结论该操作系统可使单台工业机器人灵活运用在变化的控制线上,可广泛应用在码垛工业机器人控制中。     

PLC数字折页机纸张自动预置控制系统设计

针对传统折页机中人工纸张规格预置工作量大、较为繁琐且人为误差较大的状况，将容栅传感器检测技术和PIE控制技术用于数字折页机的纸张规格自动预置系统中，设计了硬件控制系统和软件程序。采用高精度容栅传感器及其配套的实时检测器进行数据采集和转换，通过触摸屏实现人机界面的通讯，通过PIE驱动步进电机实现纸张规格自动预置功能，并给出了应用程序和实验结果。