火箭发动机推力矢量测量平台的原理与结构

介绍了一种新型压电式火箭发动机推力矢量测试方法,该测试系统的测力平台由4个3维压电石英力传感器构成,利用每个传感器获得的3个分力信号,将其带入推力矢量反求公式,即可获得各推力矢量偏心参数.通过空间加载试验可知,该压电推力矢量测量系统的推力测量误差不大于0.3%,同时能准确测量出偏移量δ和偏斜角α等参数.理论分析和空间加载试验结果均表明,该推力矢量测量平台结构合理,方法可行.     

死亡相关蛋白5研究进展

介绍了一种新型压电式火箭发动机推力矢量测试方法,该测试系统的测力平台由4个3维压电石英力传感器构成,利用每个传感器获得的3个分力信号,将其带入推力矢量反求公式,即可获得各推力矢量偏心参数.通过空间加载试验可知,该压电推力矢量测量系统的推力测量误差不大于0.3%,同时能准确测量出偏移量δ和偏斜角α等参数.理论分析和空间加载试验结果均表明,该推力矢量测量平台结构合理,方法可行.     

新型三维压电加速度传感器的设计

利用三维加速度测量的特点,研制了一种新型压电式三维加速度传感器。该传感器基于压电式,采用严格圆球型的惯性质量块和严格对称的压电陶瓷片,从而实现了三维加速度的测量。初步的实验结果表明:该传感器性能稳定,3个方向上灵敏度可达到3.0×10-3V.m/s2,其体积小、测量精度高、价格较低、灵活可靠,有重要的应用价值。     

压电式压力传感器的测量与标定系统

压电式压力传感器以固有频率高和动态响应快等优点而使用十分适用于测量火炮膛压的p-t曲线。文中详细介绍了压电式压力传感器在火炮实验中的测量方案和标定方法，同时给出了该传感器的安装要点，最后对其测量误差进行了分析。     

基于压电式新型三维力传感器的设计

从生物压电效应和人体“皮肤效应”原理出发，提出了一种基于压电式的新型三向力检测方法，阐述了三向力传感器的设计思想和基本组成结构，并从理论上对传感器工作原理进行了检测，推导了计算空间三向力大小和方向的公式。该三向力传感器不但可以用于机械空间力的测量，且还可用于机器人表皮的传感，为实现新型的智能机器人触觉力传感器系统提供了一种新的方法。     

持续微型化：紧凑空间内使用力传感器系统保证质量

压电式力传感器的紧凑设计、高精度、高过载和宽范围的测量能为制造商提供100%的质量保证，从而在这竞争激烈，不断微型化的市场脱引而出。     

基于石英晶片扭转效应的微小推力测量研究

针对毫牛(mN)级电推进器输出推力的动态测量难题,该文基于压电式扭矩传感器开发了一种微小力测量装置,通过将推进器端“小力 大力臂”转化为测量端“小力臂 大力”的方式,将推进器输出的微小力转化成扭矩测量,实现了毫牛(mN)级微小力的测量。通过电磁力施加标准微小力的方式对测量装置进行静态标定,非线性误差和重复性误差分别为1.26%和1.43%。采用脉冲激励响应实验法获得测量装置在推力测量方向上的固有频率为35 Hz。试验结果表明,该测量装置对mN级电推进器微小输出力测量的可行性。     

胃心综合征1例报告

剪切流传感器测量海洋湍流时其内部各部件的受力、变形及内部压电陶瓷产生的电荷量计算较为复杂,由此导致设计不精确,影响传感器性能.该文使用计算流体力学软件FLUENT对传感器工作时的受力进行分析,根据该计算结果使用有限元软件ANSYS中的压电分析单元,对传感器内部结构的变形、产生的电荷量进行计算,仿真其工作状态并得到振动特性.使用该方法能优化设计剪切流传感器,确定传感器各部件尺寸.试验证明该方法所设计剪切流传感器能够满足测量要求.     

一种新型的冲击加速度测量系统设计

设计了一种新型冲击加速度测量系统,该测量系统用压电式加速度传感器作为敏感元件,信号变换器作为信号转换和信号调理单元,实现了对三个方向的加速度值测量、信号调节和调理。介绍了测量系统的结构设计、信号的放大转换和信号调节处理。     

基于量子遗传算法的多光电二极管布局优化

光电二极管是一种体积小、成本低的感光传感器，由至少三个配合可实现太阳矢量的测量，从而可以作为低精度的太阳敏感器。为了尽可能实现在360视场空间任意方位求解太阳矢量，如何选择光电二极管数量并确定其布局方式是一个难点。文中首先将360视场空间等表面积离散化，将无限的传感器的布局优化问题转换为有限的组合优化（NP问题难）。然后，通过建立覆盖度和均匀度的多目标优化函数，并结合量子遗传算法求解最优方案。实验分析了不同光电二极管数量和视场范围的布局效果，对多光电二极管的布局优化提供了理论性依据。实验结果显示，选择12~14个光电二极管可以基本实现无覆盖风险和均匀风险的布局。     

M/M/C/m/m排队系统模型的飞机战伤抢修研究

抢修力量配置是飞机战伤抢修复杂系统的核心因素.损伤飞机在抢修系统中的停留时间是进行抢修力量配置的关键指标.首先用排队论的观点,从飞机战伤抢修系统的特性出发,结合对系统榆入过程的分析,得出抢修力量预测模型即M/M/C/m/m排队模型.然后通过对该排队系统状态转移方程求解,计算出损伤飞机在系统停留时间.最后通过实例分析,得出对战伤抢修力量配置的方法.     

参数法P3P模型在视觉坐标测量中的应用

P3P问题的求解是视觉坐标测量系统建模的数学理论基础,传统上利用通用余弦定理和正弦定理求解.为快速精确地求取控制点三维坐标,提出一种利用参数法求解P3P模型解析解的计算方法,并将该模型应用到视觉坐标测量过程中,通过精确求解共线三控制点在摄像机坐标系下的坐标.进而求出与其位置关系已知的被测点三维坐标.介绍了该测量系统的结构、测量原理、计算模型、实验过程以及实验结果,并与传统的利用通用余弦求解模型的计算结果进行了比较,说明本计算方法不仅简单直观,而且精度较高,非常适合应用在视觉坐标测量过程中.     

Recording of real cutting forces along the milling of complex parts

In this paper, a data acquisition system that simultaneously allows the recording of cutting forces and cutting tool position (coordinates X, Y and Z) is presented. Thus, the geometry of the surface being machined and the values of the cutting forces generated during the surface milling can be correlated. In this manner, two usual problems in milling experimentation are solved. First, those derive from the continuous changes in the feed rate value due to the special look ahead functions (being on-line applied by the numerical control in all high-speed milling centres), which affects the correlation between part geometry and forces. Second, those originate by the presence of unexpected stocks coming from previous semi-finishing operations, which changes the value of cutting forces respect to those calculated taking into account the theoretical tool engagement into the part.The objective of this work is the development of a diagnostics tool for allowing the detection of potential milling problems by researchers, making more profitable the performance of machining test on real complex parts. This tool can be used in the optimization of the milling of test-parts, machining real geometries that incorporate problems different from those observed in the linear tests at constant linear feeds (in end-milling conditions).The final goal of the system is the generation of cutting forces maps as a function of the geometry of real workpieces, which is an advance respect the usual forces recording in function of time or tool rotation typical of linear machining tests. In order to do that, the system incorporates a dynamometric plate for the measurement of the three components of the cutting force, as well as an acquisition card connected to the analog output of the position control loops. After machining, the file containing position and force data is post-processed and chromatic and vector maps are generated.The force analysis utility has been applied to three cases, in order to assess its feasibility in machining research projects. The first example shows a reduction of the number of tests and therefore machining time (even by 18 times) in the validation of a mechanistic cutting force model. Second example is focused on the detection of unexpected tool engagement conditions in complex parts. And the last one addresses to the milling of thin walls, for investigation of static and dynamic milling problems.     

Decentralized structure-integrated spatial force measurement in machine tools

New manufacturing processes and extended movability of modern machine tools, such as five-axis kinematics or hexapods, increase the demand for in-process measurement of spatial forces and torques in up to 6 degrees of freedom (DoF). The approach proposed in this paper is based on the idea of integrating 6 single-axis force sensors into the machine’s structure and converting these sensor forces to spatial forces and torques at the tool centre point (TCP) using a measurement model. This concept is advantageous to costs, ruggedness and available workspace when compared to state-of-the-art 6 DoF force/torque transducers. At the same time, the achievable measuring accuracy is similar and also significantly better than the accuracy of drive current based force evaluation. On the other hand, structure and machine influences have to be addressed by suitable measurement models. This article presents design, parametrization, verification, and characterisation of these measurement models on the example of four integration concepts, two in rigid bar frameworks and two in bar kinematics. Further, experimental results are shown which are classified in comparison to a 6 DoF F/T sensor and drive current based force measurement. Finally, other influences, such as structural design and deformations, as well as the integration of sensors and models into the machine’s control software are discussed.     

未建模系统基于观测值的实时分块Kalman滤波估计方法研究

 本文以一类具有周期随机变化特点的随机过程为对象,在仅有测量模型的情况下研究估计方法的设计问题.首先,通过离散化方法建立点采样的离散输出方程、分块形式的输出方程以及描述点采样与被估状态块向量之间关系的输出方程;其次,利用待估变量具有的周期性随机游走特性,建立对应的状态模型;再者,利用扩展强跟踪滤波算法,分别得到了实时点估计滤波器、半实时块估计滤波器和实时块估计滤波器等三种未建模系统随机变量基于输出测量值的估计方法;最后,利用计算机仿真对三种滤波器的性能进行了比较分析.     

基于DSP的三电平逆变器SVPWM控制系统的研究

本文介绍一种中点箝位式三电平逆变器SVPWM原理及以DSP为控制核心的控制系统的硬件结构和软件设计。为了使三电平逆变器高效、稳定工作,本文提出矢量区间判断方法,利用矢量所在区间的特点给出三种判断规则,在得到矢量所在区间后计算各合成矢量的作用时间和矢量作用顺序及规则。在以单DSP形式的控制系统架构中,给出了控制系统的硬件结构图及软件设计方法。     

振动模式扫描极化力显微镜及其应用

振动模式扫描极化力显微镜采用一种新的扫描探针显微成像方式，它可以在极化力介导的非接触方式和轻敲方式之间自由切换。在极化力介导的非接触方式中，极化力叠加在范德华力上，克服了一般的原子力显微镜(AFM)非接触模式中因成像力程太短而不容易稳定的缺点；通过调节针尖的高度，从极化力介导的非接触方式进入到极化力介导的轻敲方式，又能部分消除AFM轻敲模式中毛细力的干扰，还可以用比AFM轻敲模式中最小稳定成像力更小的力进行成像。针尖的高度可以通过调节Asp(Amplitude setpoint)或插入扫描高度参数(lift scan height)来控制，这一方法简单易行。利用这一模式对肢体金颗粒和DNA的高度进行测量，在一定程度上证明了轻敲模式中针尖压力的确会造成柔软生物样品的变形。     

Predicting fingertip forces by imaging coloration changes in the fingernail and surrounding skin

This paper presents an external camera method for measuring fingertip forces by imaging the fingernail and surrounding skin. A 3-D model of the fingernail surface and skin is obtained with a stereo camera and laser striping system. Subsequent images from a single camera are registered to the 3-D model by adding fiducial markings to the fingernail. Calibration results with a force sensor show that the measurement range depends on the region of the fingernail and skin. A generalized least squares model is developed to predict fingertip force given coloration changes, and results for normal and shear force measurement are presented.     

基于最佳偏振角的线性位姿测量方法研究

在基于视觉图像的位姿测量中,非线性位姿测量算法的全局收敛存在不确定性,测量结果取决于初值的选取,不能保证位姿测量的鲁棒性。线性位姿测量算法对图像处理的要求比较高,如果定位特征点图像坐标提取不够精确,会导致位姿测量精度降低。在自然光条件下,相机采集定位特征点图像,图像中高亮度区域的存在对定位特征点提取精度产生影响,进而使有效定位特征点数量减少,影响位姿测量精度。针对上述问题,文中提出了一种基于最佳偏振角的线性位姿测量方法:在相机镜头前加装线偏振片,根据Stokes矢量建立偏振片最佳偏振角度求解模型,在使用最佳偏振角度的前提下采集定位特征点图像,提取图像坐标;建立线性位姿求解模型,计算被测物体位姿。实验结果表明,该方法能够有效减少图像中的高亮度区域,改善成像质量,提高线性位姿测量精度,在?60°~+60°的测量范围内,角度测量误差小于±0.16°,在0~20 mm的测量范围内,位移测量误差小于±0.05 mm。     

直联旋片式真空泵叶片综合受力模型的研究

经过对双级直联泵的叶片进行受力分析,建立了一种新的受力模型,该模型给出了叶片受力大小与转子转角和泵的设计尺寸的关系,并且根据泵人口压强的大小而选择相应的计算公式,可计算不同入口压强下的叶片受力大小,达到了对叶片进行连续受力分析目的。此外,为了能更加快速计算出在不同入口压强和转角下各力的大小及其变化曲线,因而开发了叶片受力分析软件,并利用该软件对2XZ-4型直联真空泵进行了实例计算,为直联旋片泵优化设计和合理使用提供了依据,拓宽了直联真空泵的设计理论,加速了直联泵的研发进程。