基于模糊PID的低温环境试验系统控制特性研究

将模糊控制和增量式PID控制相结合，针对双调节阀协同工作的液氮蒸发制冷低温环境模拟试验系统，设计了一种模糊PID温度控制策略。通过开展预试验与系统辨识，确定了被控对象的状态空间模型，并在此基础上对试验系统的温度控制特性进行仿真研究。结果表明，和传统PID控制相比，模糊PID控制调节迅速、控制精度高。在此基础上，基于某实际试验系统开展了温度控制试验。试验和仿真结果证明，模糊PID方法在大型低温环境模拟试验系统温度控制中具有良好的精度和稳定性，该控制方法易于应用于同类试验系统，对相关应用中温度控制策略的设计具有指导意义。     

串联混合动力汽车驱动系统仿真分析

本文以运行于城市公交系统的某一传统客车为原型,对串联式混合动力城市客车驱动系统的参数匹配进行了仿真研究,分析了理论计算和优化匹配的结果对仿真性能的影响,同时对影响参数匹配的因素进行了分析。应用ADVISOR软件对串联式混合动力城市客车进行了系统建模和道路试验的仿真分析,并与传统客车进行比较,验证了令人满意的整车性能。     

两种微型空气质量监测站气体交差干扰的数学模型

微型空气质量监测站(简称微型站)采用电化学传感器监测空气站有毒有害气体,成本低但受干扰因素多,其中最典型就是SO_2、NO_2、O_3之间的交叉干扰。通过两种方法建立交叉干扰数学模型,一种是以单一气体为基础,测量某一传感器对不同气体的响应信号,得到不同响应系数;一种是以混合气体的准确定值为基础,测量不同混合气体浓度下某一传感器的浓度示值,得到不同干扰系数,从而建立交叉干扰的数学模型。两种方法数据来源、测量方法和适用群体不同。     

多传感器机器人的集成开发系统

设计了一个用于多传感器机器人控制的集成开发系统，该系统带有一个智能接口，可以集中采集多个传感器的数据，并进行一部分低层的数据融合处理，系统软件为多传感器的研究提供了必要的仿真工具及其他辅助控制算法，系统通用性好，为基于多感器的智能机器人的研究提供了一个很好的工具。     

新型绿色能源传感器功率能量平衡分析与应用

基于绿色能量自采集的新型传感器，具有无源无线智能独特优点。基于环境绿色能量收集原则，对新型传感器模块各部分功能进行分析，估算该新型感器模块平均电流。由能量存储超级电容器特性，对传感器维持能量平衡过程进行了分析。就新型免电池无源无线智能传感器模块，应用于现代楼宇照明控制系统中拓扑结构进行了讨论。     

基于无速度传感器直接转矩控制自抗扰交流调速研究

在感应电机直接转矩控制(DYC)调速系统中,常规PID速度调节器在电机受到扰动的情况下,需要花费较长时间才能使电机恢复到稳态值.为此,将一种新型的自抗扰控制器(ADRC)引入感应电机直接转矩控制调速系统中,设计速度ADRc调节器代替PID调节器,基于模型参考自适应控制(MRAS)方法设计速度观测器.对比分析了PID与ADRC两种方案下无速度传感器直接转矩控制交流调速系统性能.仿真试验结果表明,采用ADRC后,系统动态响应更快,抗扰动能力更强,在电机参数摄动的情况下,电机运行速度与指令速度偏差更小.     

基于PLC的全自动给袋式包装机称量控制系统研究

目的 针对给袋式包装机称量控制系统中由于物料与电磁振动给料机的振动存在一定非线性与时变性的缺点,提出一种基于PLC的模糊PID称量控制系统。方法 基于PLC的特点设计一种基于PLC的模糊PID控制方法,将称量误差与误差变化率作为系统的输入,采用西门子S7-200系列PLC对称量系统模糊PID控制策略的实现进行分析设计,实现对PID 3个参数的实时改变;基于Matlab对控制系统进行仿真分析,并通过联机运行以验证控制效果。结果 给袋式包装机称量系统的计量偏差不超过0.5%,且仿真结果表明模糊PID较传统PID的控制效果更好。结论 基于PLC的包装机称量系统模糊PID控制系统实际控制稳定,具有很强的鲁棒性,提高了包装机称量过程的稳定性和称量精度,其精度控制为0.5%左右。     

基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制

盾构掘进过程中地质多变,推进速度要求实现非线性控制,因此对控制方法提出较高的要求.在分析了盾构推进液压系统原理的基础上,建立了盾构推进速度仿真模型,设计了基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制器,运用MATLAB软件对常规PID推进速度控制和基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制进行了阶跃响应仿真对比,并对基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制的正弦跟踪特性进行了仿真.仿真结果表明基于BP神经网络整定的PID控制具有良好的跟踪能力和鲁棒性,相比于传统PID控制系统响应迅速,超调量小,具有很高的响应精度和良好的在线整定能力,对于盾构推进速度这种非线性过程,控制效果比较理想.     

基于混合灵敏度方法的EPAS系统控制研究

建立汽车模型和EPAS系统动力学模型,针对EPAS系统中存在的传感器噪声和路面干扰等难题,将基于混合灵敏度设计方法的H∞鲁棒控制理论应用于汽车EPAS系统的控制研究,设计混合灵敏度H∞鲁棒控制器,并与PID控制器进行仿真比较。仿真结果表明,采用H∞控制器能有效地抑制传感器噪声和路面干扰,提高了系统的抗干扰性能,增强了系统的鲁棒性。     

船舶发电机组容错的StateFlow模糊PID控制研究

为了提高单个传感器故障情况下船舶柴油发电机组转速的稳定性,运用基于State Flow的模糊PID容错控制策略研究了船舶柴油发电机组传感器故障后的转速控制。研究中建立了基于Matlab的传感器故障模拟模型,基于StateFlow的故障判别方法,通过对故障传感器的估算和模糊PID控制,实现了对传感器故障后船舶柴油发电机组的转速控制。仿真结果验证了故障模型的正确性和基于StateFlow的模糊PID控制方法对传感器故障后船舶柴油发电机组转速控制的有效性。上述建模与控制的研究为进行多个传感器故障的容错控制研究奠定了基础。     

半导体陶瓷型薄膜气敏传感器的研究进展

半导体陶瓷型薄膜气敏传感器,具有灵敏度高、与气体反应快、制备成本较低等优点,已经成为近年传感器研究和开发的重点．是未来气敏传感器的发展方向之一。本文介绍了陶瓷型半导体薄膜气敏传感器常见的器件结构、薄膜材料的主要制备方法．部分主要的半导体金属氧化物薄膜气敏材料．以及近期相关的研究进展,并扼要分析了今后的发展方向。     

网格式柔性应变传感器的制备及应用

鉴于柔性应变传感器在人体运动监测、健康监测等领域的广泛应用,设计出兼具高灵敏度和大应变范围的柔性应变传感器具有重要的意义。本文基于Ecoflex-石墨烯复合材料,通过模板法制备了四边形和六边形网格式柔性应变传感器。通过对比两种不同网格结构传感器的应变范围与拉伸断裂极限,发现六边形网格柔性应变传感器的综合性能更优异,并在80%应变条件下进行拉伸/释放疲劳寿命检测,此传感器表现出良好的可靠性,同时该传感器在手肘关节运动和人体不同呼吸状况监测方面表现良好。将六边形网格柔性应变传感器组合构建多通道检测系统,实现了多种手势识别,这在人工智能和运动识别领域具有广阔的市场应用前景。     

CAN总线的机器人传感器网络设计

研发了基于CAN总线的移动机器人传感器网络,有效地保证了移动机器人多传感器信息通讯的实时性和稳定性.详细阐述了该移动机器人的体系结构和传感器网络的组成,同时设计了一套CAN网络通讯协议,实现了传感器节点的多主通讯,在很大程度上改进和提高了移动机器人的性能.     

温度传感器在真空冻干设备中的应用与研究

在BSNFD05真空冷冻干燥设备上采用红外线温度传感器和铂电阻温度传感器,结合两种温度传感器的不同原理设计冻干机的温度监测系统,以草莓为原料进行冻干实验。研究表明,采用红外线温度传感器和铂电阻温度传感器,能够更及时、准确、全面地监测物料温度,从而优化加热程序,实现自动化操作。     

Optical fiber bundle displacement sensor using an ac-modulated light source with subnanometer resolution and low thermal drift

An optical fiber bundle displacement sensor with subnanometer order resolution and low thermal drift is proposed. The setup is based on a carrier amplifier system and involves techniques to eliminate fluctuation in the light power of the source. The achieved noise level of the sensor was 0.03nm/√Hz. The stability was estimated by comparing the outputs of two different sensors from the same target for 4 ks (67 min). The relative displacements between the fiber bundle ends of the two sensors and the target surface varied in the area of 400 nm depending on the ambient temperature variation at 2 °C. However, the difference in output between the two sensor systems is within 2 nm for more than 1 hour of measurement. It is expected that it would be reduced to within the area of 0.1 nm if the ambient temperature were controlled to within ±0.1 °C. It is concluded that the stability of the sensors is sufficiently good to be used with nanotechnological instruments.     

异类传感器融合跟踪的等效传感器方法

为了提高多个异类传感器构成的集中式融合跟踪系统的计算性能,提出一种基于等效传感器的融合跟踪方法.该方法假定各局部传感器能观测目标的全部属性,将其中实际不能观测的属性视为被剔除的野值,利用融合中心的目标状态估计进行重构,实现将维数不同的各异类传感器的量测映射成系统观测空间中维数相同的等效传感器量测.这样便可采用数据压缩滤波方法克服现有集中式融合跟踪方法的局限,降低计算量.实验结果表明,文中方法的跟踪精度与现有的并行滤波融合跟踪方法一致,但计算量更低且基本不随传感器数量的增加而增大.     

Respiration measurement using fibre-optic deformation sensor

Untreated fibre is not sensitive to bending deformation. In this paper, a fibre-optic deformation sensor has been developed by introducing a light leakage zone on one side of fibre, which measures bending deformation directly. A respiration measurement system based on fibre-optic deformation sensors is developed. Two fibre-optic sensors are bonded to an elastic belt that is fixed around the chest, which ensures the deformation curvature of the sensors changes during respiration. The light leakage zones of two sensors are arranged at the same cross-section of the belt and the directions of two light leakage zones are opposite. In this case, the throughput of one sensor increases and the other decreases during respiration. A differential system is established by these two fibre-optic sensors, which improves the sensitivity of the measurement system. The proposed fibre-optic respiration measurement system enables a quantitative assessment of the respiratory depth and respiratory rate.     

压电式动态力传感器校准方法的研究

针对智能制造行业里压电式传感器的动态性能校准问题,介绍了针对传感器动态力参数的相关方法和脉冲力法校准装置,在装置上完成了试验验证和分析。介绍了两种常规的动态力校准方法,针对不同的校准方法建立了运动方程,做出了差异性分析。然后介绍了一种基于绝对法测量的压电式传感器脉冲力法校准装置,装置的结构包括基于刚体碰撞的脉冲力发生装置和基于外差式迈克尔逊干涉仪的测量系统,说明了工作原理和解算方法。最后利用建立的校准装置对典型压电式传感器进行动态力校准,进行结果分析和可靠性验证。     

基于F-P滤波器的光纤光栅振动传感解调系统的研究

光纤光栅传感技术较其它传感技术有其独特的优点,在振动传感中有很大的发展前景。文章提出了一种利用法布里-玻罗腔作为滤波器,将FBG传感振动信号产生的Bragg波长的漂移转化为F-P滤波器透过光强度的变化来传感解调的方法,通过实验验证,可知该方法能克服相位型光纤振动传感器和匹配光纤光栅振动传感器的一些缺点,性能稳定,价格低廉,精确度高,具有较高的实用价值,有望在实际应用中推广。     

Reflection intensity optical fiber sensors for the mid-infrared

Two kinds of reflection intensity sensor made of chalcogenide glass fiber for the mid-IR region are demonstrated. One is a double-fiber reflection sensor based on two tied fibers with a gold-coated hollow metal waveguide connected to the far end of the fibers. The other is a single-fiber reflection sensor based on contact couplers. These reflectance sensors were coupled to a Fourier-transform IR spectrometer by a unique accessory based on nonimaging concentrators. This setup was built to measure absorption spectra of a polymer coating of an aluminum can and a sheet of drafting paper. A theoretical model treating the ratio between the signal from the target and the background is introduced. This model was helpful in deriving the sensitivity characteristics of the sensors from experimental absorption peak heights. Hence, the absorption peaks heights that we obtained using a single-fiber reflection sensor with a symmetric coupler were nearly 50% relative to those obtained with a double-fiber reflection sensor.