基于参数预标定的长行程PMLSM无传感器控制

为了解决长行程定子不连续永磁直线同步电机存在的因无法全程安装位置传感器和不同动子和定子之间的电磁参数不固定所造成的控制性能下降的难题,提出一种在每一段定子内先进行参数标定,再进行速度控制的控制系统设计。首先,在动子进入过程中,对电机进行电磁参数标定,根据标定参数对控制器参数进行调整,以达到更好的控制效果。然后,使用无位置传感器控制系统使动子快速达到设定速度值并稳定运行。实验结果表明:动子进入过程参数标定精度分别为0.002Wb和0.000 4H;无位置传感器控制中位置估计精度为0.63mm,速度收敛时间为0.45s,稳态误差为0.02m/s。基本满足永磁直线同步电机用于长行程运输的控制快速性、稳定性等要求。     

激光脉冲编码抗有源干扰效果研究

激光脉冲编码是激光制导武器的抗干扰措施之一。角度欺骗式干扰和高重频干扰是目前半主动激光制导武器的主要有源干扰来源。为研究不同激光脉冲编码方式对激光半主动制导武器抗这两种干扰性能的影响,本文针对敌方激光告警机的识别算法与我方导引头的解码过程,提出自相关函数与归一化互相关函数评价方法,并对目前主要编码方式进行仿真,仿真结果表明:激光脉冲编码的抗角度欺骗式干扰能力受编码序列周期性与脉冲间隔随机性的影响；抗高重频激光干扰能力受编码序列脉冲间隔随机性的影响；LFSR状态码的抗角度欺骗式干扰与抗高重频干扰效果均优于其他编码方式。     

一种实现高压电容器带电倾斜旋转实验平台的研制

为方便高压电容器的性能评价实验，研制了一种高压电容器倾斜旋转实验平台，可实现电容器在高电压下带电旋转、带电倾斜等功能。试验场地的地面水平、通过测试线引入的电磁骚扰、高压连接线牵引应力等问题，在高压电容器的精密测量中，可能引入不可忽略的影响。本文对这些影响因素提出了解决措施，并基于试验平台，定量分析评价了试验场地不平对高压电容器电容量变化的影响，降低了高压标准电容器在高精度测量中的不确定度，为高压标准电容器的性能评价试验提供了重要的支撑。     

石墨烯薄膜大挠度力学特性研究

针对石墨烯薄膜微压力传感特性,基于圆薄膜大挠度弹性理论,构建均布载荷-挠度数学模型,求解预应力对挠度变化的影响规律,应用ANSYS静力学非线性和模态分析方法,对弹性模量与层数等薄膜参数引起的挠度特性及振动特性进行数值解析与有限元仿真。结果表明,低载荷条件下预应力对挠度形变作用明显,且在0~3.6 k Pa范围内挠度与载荷基本呈线性关系,但随着载荷增加,弹性模量与层数对挠度形变表现出递减效应,不过固有频率与模态特性仍取决于预应力,受薄膜参数影响较小。这种力学特性验证了Beams球壳理论模型的有效性,在线性区间内受预应力影响其解析解与ANSYS仿真解的平均相对误差小于0.49%。     

主被动磁悬浮高速转子系统的自动平衡控制

针对主被动磁悬浮转子高速旋转时质量不平衡和被动磁轴承磁中心的偏移导致的同频振动力问题,提出了一种基于位移陷波加前馈补偿的自动平衡控制方法。首先,在转子为零位移控制状态下提取控制电流的同频成分,计算获得与被动磁轴承磁中心偏移相关的参变量;然后,在额定转速下设计通用陷波器以消除同频电流,前馈补偿主动磁轴承、被动磁轴承位移负刚度力和被动磁轴承磁中心偏移力,使主被动磁轴承的同频输出力为零,实现了转子绕惯性中心旋转。对提出的方法进行了仿真和实验验证并与仅补偿质量不平衡的算法进行了对比。仿真结果显示:提出的方法的同频磁轴承力减小到了只进行质量不平衡补偿算法的6%;实验结果显示:同频振动加速度减小到只进行质量不平衡补偿算法的23.3%。仿真和实验验证了该方法的有效性,表明该方法对同频振动抑制效果显著,实现了转子的自动平衡控制。     

用于梳状结构光学测速系统的周期优化方法

为了提高梳状结构光学测速系统的测速精度,采用数学原理研究了梳状结构的间距大小对输出光强信号周期性的影响,通过优化输出光强信号的周期性来提高测速精度,并采用一种结合图像处理选择最佳间距的实验方法,进行了相关的理论分析,对两种不同路面进行了实验仿真验证,得到不同间距下不同的输出光强信号的周期性情况。结果表明,当栅状结构的间距大小与地面特征点大小一致时,得到的输出光强周期性最优,对于普通的柏油和水泥路面,对应到地面的最佳栅状结构间距大小为1.0mm ~1.5mm。     

基于Michelson 干涉仪的光纤分布式扰动传感器

提出并研究了基于Michelson 干涉仪的应用于检测时变扰动的光纤分布式传感器。所提出的光纤传感器由两个Michelson 干涉仪和一个光纤延迟环组成。扰动作用在传感光纤上,引起传输光波相位的调制作用,可以通过该传感器进行检测并得到扰动的位置信息。通过光电探测器对干涉信号进行接收。对接收到的信号进行隔直,并通过求取峰峰值的方法对隔直后的信号进行预处理。通过希尔伯特变换、相位去包裹和三角函数运算可以提取出预处理信号中包含的相位信息。最后,通过频谱分析和相应的数学运算可以实现扰动的定位。在20 km 的监测距离内通过实验验证了传感器的可行性。所提出的光纤传感器具有实时性好、抗偏振性、低成本的独特优势。