可溯源至质量的静电力复现与测量技术

为实现10-5 N以下微小力值的测量及溯源,提出了一种高精度、可溯源至质量的微小力值测量系统,采用受控静电力发生装置复现微小力值,其基本工作原理是基于一种精密设计的圆柱形电容器,电容器内外电极同轴,外电极固定不动作为参考电极,内电极由弹性机构支撑和导向,通过改变内外电极间的电压产生静电力,从而将力学量追溯至电容及电压等电学量,利用砝码质量与静电力平衡的原理,可以实现微小力值的溯源.实验结果表明:电容变化梯度为0.82 pF/mm,完全可以复现10-6～10-9 N范围内的静电力.     

飞机蒙皮图像扫描与定位系统研究

飞机蒙皮图像获取和定位是飞机蒙皮检测的关键技术之一。设计了飞机蒙皮图像扫描与定位系统,提出了一种由云台带动变焦相机和激光测距仪对飞机蒙皮扫描采集细节图像和定位细节图像的方法。标定了测距仪、变焦相机以及云台的位姿关系,实现了被测区域三维点云的获取,扫描点云精度在2.5 mm以上。在变焦相机焦距最短时拍摄全景图,对全景图中飞机区域进行扫描获取该区域飞机蒙皮的细节图像,并实现了细节图像在全景图中的二维定位。利用点云配准获得系统与飞机的相对位姿,结合标定结果,实现了细节图像空间定位。实验结果表明在28 m内,细节图像的二维定位误差小于8个像素,空间定位误差小于0.12 m。     

大型汽轮发电机组轴系振动及其控制的研究

分析了大型汽轮发电机组轴系振动产生的原因及其研究的发展过程，对大型汽轮发电机组轴系扭转振动、弯扭耦合振动及其控制研究进行了综述，并对大型汽轮发电机组轴系振动及其控制研究的未来进行了展望。参12     

内燃机整机振动的频域控制研究

内燃机整机振动的频域特点显示其与整机振动的固有特性和内燃机的工作转速有关。在整机振动控制过程中，根据频域特性提出PFC（Partial Frequency Control）控制策略，建立以相关频带为函数的性能指标，对该特定频带内的振动施以额外的加权，则可以将主要控制能量集中在该特定频带内，从而提高控制效果。以某柴油机为例，在整机振动频域特性分析的基础上，进行了整机振动PFC控制过程的仿真计算。结果表明，振动控制过程中选定的被控模态在主频带内的振动均取得了高于75％的降幅，使整机振动得到了极大的抑制，控制效果明显。     

基于条纹反射的陶瓷球表面缺陷快速检测算法

陶瓷球是一种广泛应用于精密轴承的基础零件,目前尚无成熟的陶瓷球表面缺陷检测设备。为此设计了一种基于条纹反射的陶瓷球表面缺陷快速视觉检测算法。该算法借助图像预处理、灰度累积差分定位、边缘检测、行间差分及模板匹配等方法来定位特征点,然后根据其数量评判球面是否存在缺陷。对直径6.35 mm的黑色氮化硅陶瓷球进行了检测,单幅灰度图缺陷检测时间0.78秒,检测极限为16.5μm。     

汽轮发电机组转子轴系扭振系统部分模态施控特性研究

在汽轮发电机组转子轴系扭振动力响应计算结果的基础上,根据独立模态空间控制的思想,探讨了对轴系扭振部分模态进行施控的可行性,导出了轴系扭振部分施控反馈最优控制规律,并对一台200MW汽轮发电机组转子轴系进行了主动控制部分施控的模拟计算,取得了理想的效果.     

基于FPGA与DSP的活塞环漏光度自动测量系统

为提高活塞环漏光度自动测量的准确性、实时性及解决相机旋转绕线问题,设计了一种基于 FPGA 与 DSP的嵌入式处理系统。阐述了系统总体方案、硬件架构和软件设计等方面内容。结合角编码器提供外触发信号,利用无线收发装置与上位机进行指令和数据传输,并通过旋转连接器为系统供电,有效保证了系统测量的准确性和实时性,并从根本上解决了相机旋转绕线问题。实验证明,系统测量结果准确,重复误差不大于2°,满足相关标准及工程应用要求。     

高速列车动态包络线测量一种现场快速标定方法

列车动态包络线是评定列车安全运行的一项重要指标,基于双目立体视觉的方法是目前能够实现速度超过200 km/h列车动态包络线测量的唯一方法.因受到大视场和标定时间的严格限制,便携的标定设备、易于搭建的靶标和快速的标定算法便成为标定过程需要满足的三个条件.本文提出一种新的基于双目立体视觉的大视场现场快速标定方法,设计轻型便携靶标,靶标上40个反光标记点表示铁轨坐标系,并用于计算双相机内外参数.并且,双相机仅需同时拍摄一张靶标图像,就能实现双相机内外参数快速一体化标定.实验结果表明,该方法测量精度可达±1 mm,能够满足高速列车动态包络线测量现场标定要求.     

微小力测量系统的实验研究

介绍了一种微小力值测量系统的设计方法。系统采用了自主设计的传感器结构,充分利用了圆柱形电容传感器量程大、线性好、边缘效应小等特点,通过高精度直线轴承保证了运动的同轴度,又利用增加屏蔽结构等方法用来消除寄生电容的干扰。检测电路基于新型高精度、集成式电容数字转换器AD7747与单片机,实现了对电容变化量dC的精确测量。实验结果表明：该方法为10^-5以下的微小力值测量提供了一种有效的解决方案。     

针孔对单轴法线跟踪式测量系统零位测量的影响

针对大曲率表面面形测量问题,提出一种单轴法线跟踪式测量方法。通过运用 Collins 公式,研究了倾斜角度对基于高斯光束测量系统的影响;通过理论分析和数值模拟,证明了在待测面倾斜的情况下,高斯光束与点光源作用下差动共焦系统的零位位置有明显不同;推导出高斯光束测量系统中针孔最佳尺寸和实际系统参数的关系,指出实验中波长为633 nm 测量系统的针孔最佳直径在20μm 到35μm 之间。