基于LabVIEW的激光双频外差干涉纳米位移测量系统

工业的发展对位置测量精度提出了越来越高的要求。测量外差干涉仪由于其自身测量范围广、测量速度高、稳定性好、分辨率高的特点,在纳米测量领域中得到广泛的应用。提出了一种基于LabVIEW的外差干涉纳米位移测量系统,该系统采用外差干涉仪作为位置检测单元,利用LabVIEW图形化编程语言开发了纳米精度位移测量系统。该系统可广泛应用于纳米计量和超精密测量领域。     

基于ECL逻辑器件的高频相移信号发生电路

提出了一种基于脉冲抑制原理的可编程ECL逻辑器件的高频相移信号发生电路。给出了输出相移量为2π/32的20 MHz信号的频率稳定性测试实验结果,对于1 s～10 000 s的积分时间,艾伦标准方差值σy(τ)<10-9。该电路具有电路设计原理简单、可复制性强、电路体积小、成本低等优点。     

基于GSABO-BP和Bootstrap的电力负荷区间预测

针对电力负荷序列波动性强、预测精度低的问题,提出一种基于GSABO-BP模型和Bootstrap的电力负荷区间预测方法。首先提出一种改进的减法优化算法（GSABO）,在保留减法优化算法（SABO）良好的收敛性基础上,融合黄金正弦算法（Gold-SA）来提升其搜索能力;然后,利用所提方法对BP神经网络的权值和阈值进行寻优,构建GSABO-BP预测模型,对电力负荷进行点预测;最后,采用Bootstrap方法分析电力负荷功率预测误差,结合点预测结果确定输出结果的波动区间。经仿真测试,所提方法寻优能力强、鲁棒性好;且相比于其他算法,该方法的预测精度、区间可靠性、区间宽度等均有显著提升。综合点预测和区间预测效果可知,二者结合有助于准确评估预测误差,具有较高的实际应用价值。     

基于多项式拟合的压电陶瓷迟滞神经网络建模

在压电陶瓷致动器优化设计的研究中,针对压电陶瓷的迟滞非线性特性,提出了一种基于多项式拟合算法的神经网络建模方法.由于压电陶瓷驱动器的迟滞现象是一种多对多的映射关系,而传统的建模方法只能对一对一映射进行建模.为解决上述问题,在对压电陶瓷迟滞现象的形成原因和特点进行深入分析的基础上,采用多项式拟合和神经网络相结合的方法对压电陶瓷驱动器的迟滞现象进行建模.仿真结果表明,采用多项式拟合算法的神经网络建模克服了传统建模方法只能对迟滞曲线进行分段建模的局限性,且拟合精度比较高,神经网络正模型的拟合误差为1.45％,神经网络逆模型的拟合误差为1.16％.表明上述神经网络模型精确地反映了压电陶瓷的迟滞特性.     

基于S变换和IWOA-SVM的复合电能质量扰动识别

针对目前复合电能质量扰动（PQD）信号特征冗余,分类识别准确率低的问题,提出了一种基于S变换和改进鲸鱼算法支持向量机（IWOA-SVM）的复合电能质量扰动识别方法。首先,利用S变换对7种单一电能质量扰动和生成的13种复合扰动信号进行时频分析,使复杂扰动信号的特征得以凸显。设计特征提取方法,从实频矩阵中尽可能地获取便于分类的信号特征信息;其次,引入自适应权重因子和随机差分变异策略对WOA进行优化,提升其搜索能力;最后建立IWOA-SVM分类预测模型,优化SVM高斯核函数参数,以获得更好的鲁棒性和泛化能力,对提取的特征样本进行自动分类和识别。实验结果表明,所提方法分类识别准确率高,能有效识别多种复合PQD信号,有助于评估与治理电能质量问题。     

基于LABVIEW的分布式虚拟测试系统的设计与实现

介绍了利用LABVIEW建立分布式虚拟测试系统的方法与原理,并给出了利用LABVIEW中的TCP和UDP模块建立分布式温度测试系统的例子.     

基于相控外差干涉技术的纳米定位方法的研究

针对工业领域和计量界对定位精度要求的提高,提出了一种基于迈克尔逊干涉仪反向特性的定位控制方法。该方法采用相位锁定控制和外差干涉技术来完成位置测量和控制。在严格控制实验环境条件下,得到了步距值为5 nm的双向步进位移。步距值的不确定度为8×10-9 nm,位移重复性误差小于1 nm。该定位方法的测量尺寸可直接溯源至长度标准,并且采用光电步进相移法可克服压电陶瓷的非线性和蠕变的机械缺陷。该方法在系统环境控制条件下适用于毫米行程位移,可应用于纳米计量和超精密加工等领域。     

基于偏振激光干涉技术的波长计

提出了一种基于偏振激光干涉技术的波长计,该波长计能在微米行程上实现10-6的测量精度,位移行程的缩减有效地减小了环境温度、波长漂移、空气折射率对测量精度的影响。给出了两种未知激光源（DL100-Toptica和Nd:YAG）的波长测量值及不确定度值,同时还给出了该波长计与商用波长计的比对结果。     

压电陶瓷迟滞神经网络建模与线性补偿控制

针对压电陶瓷的迟滞非线性,本文首先进行实验测量得到压电陶瓷的位移迟滞数据;通过分析实验数据,引入线性方程实现压电陶瓷输入电压与输出位移关系的线性化,并建立了基于多项式拟合算法的神经网络迟滞模型;根据迟滞模型设计前馈控制器,分别采用了前馈开环和前馈结合PID的方法对压电陶瓷迟滞非线性进行补偿控制实验.实验结果表明,采用前馈开环控制,压电陶瓷位移主环迟滞减小了91.84%,位移次环迟滞减小了85.67%,位移跟踪的平均相对误差为2.97%;采用前馈结合PID控制,压电陶瓷位移主环迟滞减小了96.42%,位移次环迟滞减小了88.44%,位移跟踪的平均相对误差为2.04%.证明了该控制方法能有效地抑制压电陶瓷的迟滞非线性.     

激光偏振干涉纳米定位系统的设计与实验研究

为适应工业发展和计量界对精密定位提出的越来越高的要求,本文提出了基于偏振激光干涉技术的纳米定位方法。在该干涉测长系统中,用偏振计取代传统单频激光干涉仪的光电传感器并配置偏振分光元件、起偏镜等,可将干涉仪出射光的干涉条纹相位细分为36000份,使用波长为633nm的激光源,可将理论测量分辨率提高到 10pm。将完成的偏振干涉测长系统与商用SIOS干涉仪的实验测量结果做了比对。本文还就完成的实验系统的各误差源做了实验研究,得到量化值。经不确定度评估计算,在标准实验室环境条件下,对于微米级行程的位移,其位置测量不确定度小于1.4nm。该方法可应用于纳米定位的各个领域。