基于IMU旋转的MEMS器件误差调制技术研究

MEMS惯性器件低信噪比和漂移大成为影响其应用范围的主要因素,提出基于惯性测量单元(IMU)转动的MEMS器件误差旋转自补偿方法。将MEMS输出信息利用小波降噪技术进行预处理,以此消除旋转调制方案不能自补偿的随机噪声信号并提高器件输出信噪比,分析IMU转动方案下的误差调制原理并探讨旋转调制的工程可实现性。搭建MEMS转动实验环境并开展降噪与IMU静止和转动条件下的导航实验,结果表明,采用旋转状态下的MEMS惯导系统可有效地提高系统自身测姿和定位精度。     

基于改进惯性权重PSO算法的目标位置测量技术

针对现有目标位置求解算法推导复杂和标准粒子群算法易陷入局部最优点的问题,提出了一种基于改进惯性权重粒子群算法的目标位置测量方法。该方法通过引进指数因子改进标准粒子群算法的惯性权重,平衡了其全局和局部搜索能力．实现了目标位置的高精度测量。仿真结果表明利用该方法能有效地对目标进行位置测量,测量精度达到0．5％。该方法对无线传感器网络定位、移动通信定位等工程问题也具有一定的研究意义和应用价值。     

基于MEMS惯性传感器的波浪测量系统设计与实现

波浪测量系统能够在固定海域、全天候、全天时地自动监测海洋的波高、周期和波向。设计了基于STM32F429处理器和MTI-3-8A7G6T惯性传感器的波浪测量系统。完成波浪测量系统的算法及软件设计,其中波高和波周期的测量采用在频域内对加速度进行二次积分,可以有效避免直流分量对积分结果的影响,同时在频域内进行数字滤波,滤除加速度计零偏误差和低频随机噪声;波向的测量是利用水平合成加速度与磁航向的夹角获得。通过软件设计将测波算法成功移植到STM32F429处理器中,实现波浪测量功能。经实验验证,针对不同波高和波周期的波浪,波浪测量系统的测量误差都在规定范围内。系统对波浪特征值解算准确,长时间运行稳定,满足高精度和高可靠性的测量要求。     

基于光流技术的MEMS器件平面微运动测量

为测量MEMS谐振器周期运动过程中各时刻不同相位的运动特性及其动态参数,提出利用光学测量方法,设计基于机器微视觉的MEMS动态分析仪.其实现机理是基于频闪成像原理获得MEMS谐振器一个周期内所需相位的清晰运动图像,结合光流技术对MEMS谐振器的运动序列图像做二维运动估计,从而得到其动态特性参数,为MEMS器件的设计提供重要参考.具有非接触性、测量精度高的特点.实验结果表明,该系统的测量重复性达7.1nm,能够很好地描述微谐振器的动态特性.     

基于STM32的舰船横摇周期测量与存储系统设计

针对传统舰船周期测量方法费时、费力、精度低等问题,设计开发了一种舰船摇摆周期自动测量与存储系统。系统以STM32系列微处理器为核心,利用MEMs惯性器件与磁阻传感器构建姿态敏感单元,应用旋转矢量姿态更新算法实时跟踪舰船摇摆角变化,采用频域周期测量方法并配合SD卡存储单元与FATFS Module文件系统,可实现舰船摇摆角、摇摆周期的实时测量与连续存储。摇摆台测试实验表明     

基于直接比较测量值的惯性冗余系统容错技术研究

针对现代飞行器惯性仪表冗余系统的容错方案设计,研究了基于直接比较测量法对余度惯性器件的故障进行检测、识别和隔离与系统重组等问题,并将其运用到的惯性器件故障的容错技术方案,研究结果表明,直接比较量测值的容错方案物理概念明晰,且不要求对量测噪声作任何假设,该方法在工程实践中确实可以部分地的解决冗余惯性系统的容错技术问题。     

基于四象限功率测量的三相交流电相序判别方法

根据四象限功率测量原理,分析了阻抗角和电压相量的四象限分布以及功率状态的四象限分布,提出了一种三相交流电相序判别的新方法.论述了三相交流电相序判断原理,利用交流采样技术实现相序判断.通过Matlab仿真验证表明,该方法实用性强,具有判别简单、判断结果准确等优点.     

基于四元数卡尔曼滤波的四旋翼姿态测量系统设计与实现

在嵌入式微小型四旋翼姿态测量系统中,姿态算法、系统冗余、硬件方案等直接影响了测量系统的性能和实用性。针对上述问题构建了一种兼具实用性、鲁棒性以及准确性的姿态测量系统。系统使用四元数卡尔曼滤波对微机电陀螺仪、微机电加速度计以及微机电磁力计进行数据融合处理,在硬件设计中采用双加速度计,并同时采用不同采样频率对其采样以增强系统的冗余性。仿真结果表明该数据融合方法的稳定性以及准确性,同时仿真数据表明系统的测量误差在0.5°以内,能够满足微小型四轴飞行器控制系统所需的姿态测量要求。     

基于微机电系统加速度计的杆塔倾斜检测装置的开发

输电线路杆塔倾斜是处于不良地质区(采空区、滑坡区、高盐冻土区等)的输电线路随时会出现的严重故障,为了及时发现杆塔倾斜并修复,需要对杆塔的状态进行实时监测。依据重力加速度测量值计算倾斜角原理,设计开发了一种输电线路杆塔倾斜检测装置,采用基于微机电系统的三轴加速度计ADXL345作为传感元件进行数据采集,采用含有无线射频电路及Zigbee协议栈的STM32W108片上系统作为中央处理器进行加速度采样数据处理,并经Zigbee网络传送至上位机,实现了杆塔倾斜角的实时检测。     

基于直流三电平多模块并联充电装置研究

此处介绍了一种基于降压式直流三电平的新型有轨电车多模块并联的充电装置研究,采用多并联移相交错技术可有效地降低输出电流纹波,并对多并联模块的飞跨电容电压均压控制进行研究,同时采用有效控制技术提高了多模块并联的均流性.在PSCAD中搭建仿真模型,对多模块并联时的控制效果进行仿真验证.     

基于PSOC的宽量程电能计量模块

介绍了一种基于可编程片上系统(PSOC)的宽量程电能计量模块(EPSOC)的结构与原理,分析了自调增益算法及同步采样算法。通过EPSOC的实现,利用PSOC特有的自调量程技术,能使电压量程宽达46～460V,电流量程宽达0．5～120A。EPSOC可以测量电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等电力参数,可以用于单(三)相电能表、电量变送器,也可以用于电力监测装置。     

基于DSP的自动准同期装置的设计与实现

在电力系统中,自动准同期装置在发电机并列操作中起着重要作用。为进一步提高电力系统并列操作的安全性和可靠性,研制了一种基于DSP技术的新型自动准同期装置,该装置硬件系统结构简单、性能可靠,能够快速、准确地实现发电机并网。详细叙述了装置的原理和软硬件设计,并且给出采用CAN总线技术与上位机通信的方案。     

基于霍尔传感器的电机测速装置

利用霍尔传感器,设计了一种电机转速测量装置并提出相应的测速算法;还设计了转速信号处理电路,将脉冲信号转化为标准的TTL电平,便于AT89C52单片机的计数运算,并通过74LS164寄存器将转速信号显示在LED上。该电机测速装置具有线路简单、实时性好、成本低、安装调试方便和节省空间等特点,尤其是在测量空间有限、轴偏心或传感器不便安装的条件下,该测量方法有明显的优势。     

基于电声脉冲法的空间电荷测量装置

为了从微观角度分析绝缘材料老化和击穿的原因,研制了一套基于电声脉冲法(PEA)直接测量聚合物中空间电荷分布的试验装置。分析了电声脉冲法测量空间电荷的原理;设计了一种基于测试系传递函数的陡脉冲(幅值600V,脉宽10ns),以消除由系统硬件引起的过冲;讨论了各种干扰对测量结果的影响,设计了前置宽带高频小信号放大电路(增益34dB,带宽340MHz)和压电传感器。试验表明,该测量装置的分辨率可达到30μm,输出波形能直接反映试样中空间电荷分布,避免了复杂的数学处理,并以此装置实测了变频电机绝缘用聚酰亚胺膜中空间电荷的分布。     

插件化IEC61850通信模块设计与实现

变电站应用系统可以通过集成一个基于IEC 61850标准的通信模块（客户端或服务器端）,实现具体应用所需要的IEC 61850通信功能。基于IEC 61850通信模块核心功能基本相同,文中提出一种插件化开发IEC 61850通信模块的方案,采用动态链接库、动态协商接口方式达到通用的目的。同时介绍了如何根据此方案实现通用的IEC 61850通信模块,包括数据结构设计方法和工程应用中难点问题的解决思路。实际工程应用情况证明了此方案的可行性和有效性。     

全站防误闭锁功能在变电站测控装置中的实现

介绍了一种在变电站间隔层测控装置实现全站防误闭锁功能的方法。采用直接上网技术,应用合适的传输协议,实现全站各间隔信息快速共享。采用逆波兰表达式进行防误闭锁逻辑运算。在变电站自动化系统中实现了遥控操作和当地手动操作的防误闭锁,为变电站的安全操作提供了可靠保障。     

基于FPGA的合并单元数据接收及处理模块的实现

合并单元作为电子式互感器与变电站间隔层设备接口的重要组成部分,主要用于同步接收多路电子式互感器输出的数字信号以及将处理后的数据按标准规定的格式发送给间隔层设备。提出了一种基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）构架的合并单元数据接收及处理模块的实现方案。以FPGA为处理器,能可靠地实现对多路电子式互感器输出信号的同步接收、循环冗余校验（CRC）、排序、滤波、数字积分等功能。